第一章机械设计概述 §1.1机械设计的基本要求及设计程序 §1.2机械零件设计 §1.3机械零件设计的“三化
第一章 机械设计概述 §1.1 机械设计的基本要求及设计程序 §1.2 机械零件设计 §1. 3 机械零件设计的“三化
§1.1机械设计的基本要求及设计程序 、 对机械设计的要求 a)对机器使用功能方面的要求 b)对机器经济性的要求 c)造型方面的要求 d)环保方面的要求
§1.1机械设计的基本要求及设计程序 一 、对机械设计的要求 a) 对机器使用功能方面的要求 b) 对机器经济性的要求 c)造型方面的要求 d)环保方面的要求
二、机械设计的一般程序 市场调 研 原理 术 试制 小批生 投 可行性 方案 设 试验 产试销 研究 设计 定 装配图 考核 产 零件图、 样 工艺 最 技术文 评价 性收 销 任务书 件 集用 售 户意 案 进 见
二、机械设计的一般程序 市场调 研 可行性 研究 原理 方案 设计 技 术 设 计 试制 试验 小批生 产试销 投 产 设 计 任 务 书 定 出 最 佳 方 案 装配图、 零件图、 技术文 件 样 机 评 价 改 进 考核 工艺 性收 集用 户意 见 产 品 销 售
§1.2机械零件设计 对机械零件设计的基本要求 )在预定工作期限内正常、可靠地工作，保证机器 的各种功能。 b)要尽量降低零件的生产、制造成本。 工作能力—零件不发生失效时的安全工作限度 失效：在规定的工作条件下机械零件失去了正常工作能力。 二、机械零件设计的一般步骤 1)建立零件的受力模型，确定零件的载荷 2)选择零件的类型、结构与材料 3)确定零件的基本尺寸，并加于标准化和圆整 4)零件的结构设计：工作图、说明书 5)审核
§1.2机械零件设计 一、对机械零件设计的基本要求 a) 在预定工作期限内正常、可靠地工作，保证机器 的各种功能。 b) 要尽量降低零件的生产、制造成本。 失效：在规定的工作条件下机械零件失去了正常工作能力。 二、机械零件设计的一般步骤 1）建立零件的受力模型，确定零件的载荷 2）选择零件的类型、结构与材料 3）确定零件的基本尺寸，并加于标准化和圆整 4）零件的结构设计：工作图、说明书 5）审核 工作能力——零件不发生失效时的安全工作限度
三、机械零件的失效形式 失效形式：强度失效、阝 刚度失效、磨损失效、振动、 噪声失效、精度失效、可靠性失效 断裂：零件在拉、弯、扭载荷作用下，当o≥[o]或t≥[x] 时，就可能发生断裂，属强度不合格。 疲劳断裂 过载断裂 变形过大：σ≥0， 时发生，属刚度不合格。 振动过大甚至共振：振幅超过了许用值。 零件表面失效： 过大接触应力作用造成。 胶合失效（黏着磨损）、点蚀（疲劳磨损）、 磨损失效（磨粒磨损）、塑性变型。 在化学腐蚀介质的接触和作用下产生腐蚀失效
三、机械零件的失效形式 断裂：零件在拉、弯、扭载荷作用下 ，当 或 时，就可能发生断裂，属强度不合格。 疲劳断裂 过载断裂 变形过大： 时发生,属刚度不合格。 振动过大甚至共振 ：振幅超过了许用值。 零件表面失效： 过大接触应力作用造成。 胶合失效（黏着磨损）、点蚀（疲劳磨损）、 磨损失效（磨粒磨损）、塑性变型。 在化学腐蚀介质的接触和作用下产生腐蚀失效 。 [ ] [ ] s 失效形式：强度失效、刚度失效、磨损失效、振动、 噪声失效、精度失效、可靠性失效
四、机械零件的计算准则 计算准则一以防止产生各种可能失效为目的而 拟定的零件工作能力计算依据的基 本原则 1、强度准则 零件在载荷作用下抵抗破坏的能力 o≤[o]= Olim oa(tB)-脆性材料 Sa o1im(im)Xos(ts)-塑性材料 x≤[]= Tlim oy(ty)-疲劳极限 S
四、机械零件的计算准则 计算准则——以防止产生各种可能失效为目的而 拟定的零件工作能力计算依据的基 本原则 1、强度准则 − − − 疲劳极限 塑性材料 脆性材料 ( ) ( ) ( ) ( ) lim lim Y Y S S B B 零件在载荷作用下抵抗破坏的能力 St S lim lim [ ] [ ] = =
2、刚度准则 零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 y≤[y] y八一可以是挠度、偏转角或扭转角 3、耐磨性准则 作相对运动的零件其工作表面抵抗磨损的能力 4、振动和噪声准则 5、热平衡准则 ≤[] 6、可靠性准则 可靠度 R=Ns /Nr
2、刚度准则 零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 y [y] y——可以是挠度、偏转角或扭转角 3、耐磨性准则 作相对运动的零件其工作表面抵抗磨损的能力 4、振动和噪声准则 5、热平衡准则 t t 6、可靠性准则 可靠度 R=NS / NT
§1.3机械零件设计的“三化” “三化”？。标准化、系列化及通用化 按规定标准生产的零件称为标准件。将标准规范化称 标准化。 同一产品，为符合不同的使用条件，在同一基本结构 或基本尺寸条件下，规定出若干个辅助尺寸不同的产品称 为产品的系列化。 在不同规格的同类产品或不同类产品中采用同一结构 和尺寸的零件、部件称通用化。 机械设计中要遵循“三化”的好处？
§1.3机械零件设计的“三化” ❖ 标准化、系列化及通用化 按规定标准生产的零件称为标准件。将标准规范化称 标准化。 同一产品，为符合不同的使用条件，在同一基本结构 或基本尺寸条件下，规定出若干个辅助尺寸不同的产品称 为产品的系列化。 在不同规格的同类产品或不同类产品中采用同一 结构 和尺寸的零件、部件称通用化。 机械设计中要遵循“三化”的好处？ “三化”?
1.4机械零件常用的材料及其选择原则 一、机械零件的常用材料 1、黑色金属 钢：碳素结构钢、碳素工具钢、合金钢 铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁 铸钢—铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。 强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差 2、有色金属 a)铝合金 重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性 好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近 b)铜合金 黄铜：Cu与Zn合金 青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：C与铝、硅、锰、镍的合金
1.4 机械零件常用的材料及其选择原则 一、机械零件的常用材料 1、黑色金属 铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁 铸钢——铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。 强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差 2、有色金属 b) 铜合金——黄铜：Cu与Zn合金 青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。 a) 铝合金——重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性 好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近 钢：碳素结构钢、碳素工具钢、合金钢
3、非金属材料 塑料一轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作 为普通机械零件、绝缘体 陶瓷 电热性好，硬度高 橡胶 弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元 件、减震元件 4、复合材料 二、 机械零件材料选用的原则 1、 使用要求 2、工艺要求 3、经济性要求
3、非金属材料 塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作 为普通机械零件、绝缘体 陶瓷——电热性好，硬度高 橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元 件、减震元件 4、复合材料 二、机械零件材料选用的原则 1、使用要求 2、工艺要求 3、经济性要求