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《机械创新设计》 结课论文 课 程 名 称 《机械创新设计》 院（系、部、中心） 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 流体（卓越）111 姓 名 徐浩然 学 号 201110633 题 目 机械零部件的创新设计 　　　　　起 止 日 期 2014-3-5~2014-4-5 任 课 教 师 王育荣 机械零部件的创新设计 作者（机械工程学院，南京21） 摘要： 图3.1 机械零件的工作能力 零件不发生失效的安全工作限度称为工作能力。对载荷 而言的工作能力称为承载能力。有时，零件工作能力是针对变形、速度、温度或压力而言的安全工作限度。 （3）机械零件设计的基本要求： ① 避免在预期寿命期内失效的要求（强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、可靠性等） ② 结构工艺性的要求 ③ 经济性要求 ④ 质量小的要求 ⑤ 可靠性要求 3.1.2 机械零件的计算准则 表3.1机械零件的计算准则 设计准则 失效形式 典型零部件 强度准则 断裂、疲劳、破坏、残余变形 轴、齿轮、带轮等 刚度准则 弹性变形 轴、蜗杆等 寿命准则 腐蚀、磨损、疲劳 滚动轴承等 振动稳定性 共振产生的工作失常 滚动轴承、齿轮、滑动轴承 可靠性准则 3.1.3 机械零件的设计方法(一般设计方法） （1） 理论设计 ① 根据使用要求，选择零件的类型和结构。 ② 根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。名义载荷（F、P、T）：力学公式计算出的载荷。但：由于载荷作用的不平稳性、分布的不均匀性等 因素，实际载荷大于名义载荷。——载荷系数K ∴ 计算载荷(Fc、Pc、Tc)=载荷系数×名义载荷 ③ 选择适当的材料。 ④ 根据零件工作能力准则，确定零件的主要尺寸两种计算方法： a 设计计算：直接求出危险截面尺寸A。 (3.1) b 校核计算：其他方法初步设计 → 验算。 ⑤ 画零件图。 （2） 经验设计 根据经验关系式，用类比的方法所进行的设计。 如：箱体、传动件各个结构要素等。 （3） 模型实验设计 把初步设计的零、部件或机器作成小模型或小尺寸样机进行实验。如：飞机、桥梁、风力发电设备等的风洞实验，水轮机、轮船、潜艇等的水洞实验。 3.2 载荷与应力的分类 3.2.1 载荷的分类 （1）静载荷：如锅炉的压力、匀速转动的离心力、自重等。 （2）变载荷：循环变载荷、循环变载荷。循环变载荷又分为稳定循环变载荷和不稳定循环变载荷。 3.2.2 应力的分类 (1）应力分为：静应力、变应力。稳定循环变应力:应力变化周期、应力幅和平均应力均不随时间而改变者； 图3.2 非对称循环变应力 图3.3脉动循环变动力 图3.3对称循环变应力 3.3 静应力时机械零件的强度计算 3.3.1 单向应力下的塑性零件 （3.2） 3.3.2 复合应力时的塑性材料零件 复合应力计算安全系数为： （3.3） 3.