
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