第九章机械零件设计和计算概论 前言 机械零件设计概述 机械零件的强度 机械制造中常用材料及其选择 公差与配合、表面粗糙度和优先数列 机械零件的工艺性及标准化
前 言 机械零件设计概述 机械零件的强度 机械制造中常用材料及其选择 公差与配合、表面粗糙度和优先数列 机械零件的工艺性及标准化
圖口 前言 (一)机械零件的简介: 机原研究 机构←构件→运动的单元 对象 构件←零件→制造的单元 例:机构→齿轮机构(三个构件) 齿轮1、齿轮2、机架3 构件1←「齿轮 →传动件 (小齿轮)轴、轴承、套简等→轴系零件最基本的 键 联接件 (二)课程特点与学习方法
前 言 例: 机构→齿轮机构(三个构件) 齿轮1 、齿轮2、机架3 轴、轴承、套筒等 →轴系零件 构件←零件→制造的单元 齿轮 →传动件 键 →联接件 1 2 构件1← (小齿轮) 3 (一) 机械零件的简介: 最基本的 通用零件 (二)课程特点与学习方法 机原研究 对象 →机构←构件→运动的单元
10 5 白圈口 作传动零件 轴系零件 6 goda 联接零件 附件 16 机架 M
传动零件 轴系零件 联接零件 附件 机架
圖口 通用零件 机械零件→ 专用零件(机架、手柄、车轮 本课程研究对象: →一般尺寸参数的通用机械零件的设计 讲课顺序 总论→螺纹联接→齿轮传动→蜗杆传动→滑动轴承 滚动轴承→键联接→联轴器与离合器→轴→ 带传动→链传动 (二课程特点与学习方法 特点:繁杂(门类多、关系多、要求多 公式多、图形多、表格多 分析处理问题的思路:
机械零件→ →一般尺寸参数的通用机械零件的设计 总论→螺纹联接→齿轮传动→蜗杆传动→滑动轴承 → 滚动轴承 →键联接 →联轴器与离合器 →轴→ 带传动→链传动 繁杂（门类多、关系多、要求多、 公式多 、图形多、表格多） (二)课程特点与学习方法 本课程研究对象: 讲课顺序: 通用零件 专用零件（机架、手柄、车轮......） 分析处理问题的思路: 特点：
分析处理问题的思路::(任务)设计零作圖 (抓住)计算准则∴学习贯穿一条线: *受力分析(*载荷及应力分析←功用、*工作原理) *失效形式(*主要失效形式←分类) *计算准则(公式建立的依据) 强度计算(*设计方法→先定主参数*<*许用应力 ←材料) 结构设计(尺寸及绘图←结构特点、标准)
分析处理问题的思路：∵（任务）设计零件→ *受力分析（*载荷及应力分析←功用、*工作原理） ↓ *失效形式（*主要失效形式←分类） *计算准则（公式建立的依据） ↓ 强度计算（*设计方法→先定主参数* ←*许用应力 ↓ ←材料） 结构设计（尺寸及绘图←结构特点、标准） ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ↓ ∴(抓住)计算准则 ∴学习贯穿一条线：
圖口 §9-1机械零件设计概述p1 (一)机械设计应满足的要求P113第7 (二)设计机械零件应满足的要求 →既要可靠,又要成本低p.113第9 避免在预定寿命周期内失效 失效一机械零件由于某种原因不能正常工作 工作能力一在不发生失效的条件下,零件所能安全 工作的限度 承载能力→对载荷而言 (三)机械零件的主要失效形式及计算准则
§9-1 机械零件设计概述 p.113 (一)机械设计应满足的要求 P.113第7 (二)设计机械零件应满足的要求 * 避免在预定寿命周期内失效 －机械零件由于某种原因不能正常工作 －在不发生失效的条件下,零件所能安全 工作的限度 (三) 机械零件的主要失效形式及计算准则 →既要可靠, 又要成本低 p.113第9 失效 工作能力 承载能力 →对载荷而言
圖口 (三)机械零件的主要失效形式及计算准则 失效形式→强度、刚度、振动稳定性、 破坏正常工作条件 计算准则→强度准则→主要→介绍 刚度准则 振动稳定性准则 其它准则
(三) 机械零件的主要失效形式及计算准则 强度、刚度、振动稳定性、 破坏正常工作条件 计算准则→┌强度准则 ├刚度准则 ├振动稳定性准则 └其它准则 →主要→介绍 失效形式→
圖口 强度准则 (1)失效形式 (2)计算准则 1.整体强度: 静→整体∫整体断裂(脆性材料)σ≤σ/S)静 应破坏过大的残余变形 强 力 σ≤σs/S」度 (塑性材料) 变应力→疲劳破坏→疲劳断裂(塑、脆性材料) σ≤a/S→疲劳强度 2.表面强度:p119,p.121 表面磨损:pSp](比压、压强)→耐磨性 表面压溃Gp[](挤压应力)→挤压强度 接触疲劳:σμ[q(接触应力)→接触强度(点蚀)
一、强度准则 （1）失效形式 (2)计算准则 B S S S r S 2. 表面强度: p.119 , p.121 →疲劳破坏 整体断裂(脆性材料) 过大的残余变形 （塑性材料） →整体 破坏 静 强 度 →疲劳断裂(塑、脆性材料) →疲劳强度 1. 整体强度: 变应力 静 应 力 表面磨损 : p ≤[ p ] (比压、压强)→耐磨性 表面压溃 : p≤ [ p ] (挤压应力) →挤压强度 接触疲劳: H≤[ H] (接触应力) →接触强度(点蚀)
圖口 二刚度:」(零件抵抗弹性变形的能力 失效形式 计算准则 过大的弹性变形 ySy]刚度 三.振动稳定性:机器振幅不能超过许可值) 共振:机器内的激振源频率≈零件固有频率 (重合或整数倍)→破坏 四.其它: 破坏正常工作条件引起的失效(联接松动、带 传动打滑、腐蚀、过热
过大的弹性变形 ｙ≤[ｙ] 刚度 (机器振幅不能超过许可值) 共振：机器内的激振源频率≈零件固有频率 （重合或整数倍）→破坏 破坏正常工作条件引起的失效（联接松动、带 传动打滑、腐蚀、过热......） 二. 刚度: 三. 振动稳定性: 四. 其它： (零件抵抗弹性变形的能力) 失效形式 计算准则
圖口 §9-2机械零件的强度p114 强度→零件承受载荷后,抵抗发生断裂或超过 容许限度的残余变形的能力→与载荷及应力有关 ()载荷及其分类 1基本定义 (二)应力及分类 名义我荷一p14第7(三)机械零件的强度计算 载荷系数一p.4第8 计算载荷一名义载荷与载荷系数的乘积 KEKTKM 名义应力-p.114第9 计算应力-p.14第10 静载荷 2载荷的分类(按大小及方向是否变化)变载荷
§9-2 机械零件的强度 p.114 (一)载荷及其分类 名义载荷－ 载荷系数－ 计算载荷－ 名义应力－ 计算应力－ 1.基本定义: p.114第7 p.114第8 名义载荷与载荷系数的乘积KF,KT,KM p.114第9 p.114第10 强度→ 零件承受载荷后，抵抗发生断裂或超过 容许限度的残余变形的能力→与载荷及应力有关 (二)应力及分类: (三)机械零件的强度计算 2.载荷的分类:(按大小及方向是否变化) 静载荷 变载荷