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第二章机械设计总论

§2–1机器的组成

机器的组成如下：机器的组成如下：

控制系统

原动件传动装置执行机构

辅助系统

§2–2设计机器的一般程序

一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计

阶段是决定机器好坏的关键。它是一个创造性的工作过

程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工

作。

作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统。要提高

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设计质量，必须有一个科学的设计程序。

设计机器的一般程序：

计划阶段

方案设计阶段

技术设计阶段

技术文件编制阶段

§2–3对机器的主要要求

设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件

下，根据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何，

一般来说，对机器都要提出以下的基本要求：

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使用功能要求

经济性要求

劳动保护要求

可靠性要求

其它专用要求

§2–44机械零件的主要失效形式机械零件的主要失效形式

失效机械零件由于某种原因不能正常工作时机械零件由于某种原因不能正常工作时

：――

失效并不单纯指破坏。破坏只是失效的形式之一。

同一种机械零件的可能失效形式往往有数种

机械零件常见的失效形式有：整体断裂、过大的残余

变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效

等

（一）整体断裂

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整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超

过零件的强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危

险截面发生的疲劳断裂。

（二）过大的残余变形

当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件将

产生残余变形。

（三）零件的表面破坏

零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。

（四）破坏正常工作条件引起的失效

有些零件只有在一定的工作条件下才能正常的工作，

如：

•液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时

才能正常工作。

•带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时

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才能正常工作。

高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率

避开一个适当的间隔才能正常工作。

零件在工作时会发生那一种失效，这与零件的工作环

境、载荷性质等很多因素有关。

有统计结果表明，一般机械零件的失效主要是由于疲

劳、磨损、腐蚀等因素引起。

§2–55设计机械零件时应满足的基本要求

机器是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机

器满足基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求器满足基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求

避免在预定寿命期内失效的要求

应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。

结构工艺性要求

设计的结构应便于加工和装配

经济性要求

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零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。

质量小的要求

质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。

可靠性要求

应降低零件发生故障的可能性（概率）。