机械设计基础的课件 机械设计基础概述.ppt

铜合金 铜合金 铝合金 铝合金 工程塑料 工程塑料 陶 瓷 轴 承 陶瓷轴承 * 第一章　机械设计基础概述 §1-1 机械设计基础研究的对象和内容 §1-2 机械设计的基本要求和一般过程 §1-3 机械零件的工作能力和计算准则 §1-4 机械零件的疲劳强度和接触强度 §1-5 机械零件的常用材料及其选择 §1-6 机械零件的结构工艺性 §1-7 机械设计中的标准 §1-8 机械设计中的载荷 1．机械零件常用材料、结构及强度 主要介绍机械零件常用材料及其选用原则，零件受力及变形的基本形式及其强度计算。 2．常用传动机构设计 研究构件组成机构的原理以及各构件间具有确定运动的条件。对常用机构的运动和工作特点进行分析，并根据一定的运动要求和工作条件来设计机构。 3．通用机械零件设计 包括：通用零件广泛用于各种机械，专用零件只用在某些机械中。 4．有关机械总体设计中的一些问题 例如：机械的平衡和调速。 概括为：学习常用机构和通用零件的原理与设计方法。 机械设计基础研究的对象和内容 一、机械设计的基本要求 1．使用要求 　　机械应在规定的寿命期限内能正常完成预期的使用功能。 2．经济要求 　　在设计、制造和使用的全过程中都有低的成本。 3．社会要求 　　操作要方便，使操作者感到安全舒适。 机械设计的基本要求和一般过程 二、机械设计的一般过程 1.设计计划 　　根据市场需要，或受用户委托，或由上级下达，提出设计任务。 　　进行可行性研究，重大的问题应召开有各方面专家参加的评审论证会。 　　编制设计任务书。 2.方案设计 根据设计任务书，通过调查研究和必要的试验分析，提出若干可行方案。 经过分析对比、评价、决策，确定最佳方案。 提出最佳方案的原理图和机构运动简图。 3.技术设计 绘制总装配图和部件装配图。 绘制零件工作图。 绘制电路系统图、润滑系统图等。 编制各种技术文件。 4.试制试验 提出整个设备的标注齐全的全套图纸。 提出设计计算说明书、使用维护说明书、外购件明细表等。 5.投产以后 通过试制、试验发现问题，加以改进。 机械设计的基本要求和一般过程 机械零件的工作能力和计算准则 二、机械零件的计算准则 　　计算准则是指为了保证机械零件能满足性能要求，所必须在设计阶段作的分析计算工作。因此，在设计零件时，一般应先分析该零件在工作中可能出现的失效形式。然后，根据这一失效形式的发生机理，确定相应的分析计算方法。通过相应的分析计算，找出防止失效发生的措施。这一过程有时需要我们根据具体情况制定具体的设计计划；有时则已经形成明确的规范要求（即计算准则、或设计准则）。具体的设计准则可有: 强度准则—防止断裂 刚度准则—防止过大的弹性变形 ( y [y]) 寿命准则—保证足够的疲劳寿命、耐磨寿命、耐腐蚀寿命(LL?) 可靠性准则—保证上述各类准则的满足有较大的可靠度(RR?) 绿色保护准则—不对环境产生不利的影响。 三、材料的静强度特性 机械零件的工作能力3 ss sb s e sp s—应力，单位：MPa； e—应变，无量纲； sp—弹性极限； ss—屈服极限； sb—强度极限； 应力—应变线图 机械零件的工作能力和计算准则 机械零件的主要失效形式1 四、机械零件的失效形式 　　机械零件的失效是指：丧失工作能力或达不到工作性能要求的现象。 （一）整体断裂 　　整体断裂是指零件在载荷作用下，其载荷值超过了零件能承受的极限而导致的结构断裂。 齿轮轮齿断裂 轴承内圈断裂 机械零件的工作能力和计算准则 机械零件的主要失效形式2 机械零件的主要失效形式 （二）过大的残余变形 当作用于零件上的载荷超过了材料的某一极限（屈服极限）时，零件将产生塑性变形。 齿轮齿面塑形变形 轴承外圈塑性变形 机械零件的主要失效形式3 机械零件的主要失效形式 （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）。 齿面接触疲劳 轴瓦磨损 机械零件的主要失效形式4 机械零件的主要失效形式 （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哪一种失效，这与零件的工作环境、