第2章机械零件设计总论剖析.ppt

教学目的﹑要求 了解机器的组成与设计机器的一般程序； 掌握机械零件的主要失效形式与计算准则； 了解机械零件的设计方法与设计的一般步骤； 了解机械零件材料的选用原则与设计中的标准化。 本章重点： 机械零件的主要失效形式与计算准则 一、计划阶段 三、技术设计阶段 三、寿命准则 　　影响零件使用寿命的因素主要是腐蚀、磨损和疲劳。前两者还没有成熟的计算方法，工程中通常是求出使用寿命时的疲劳极限作为计算的依据。 四、振动稳定性准则 　　保证机器中受激振零件的固有频率f与激振源的频率fp错开， 即要求： 0.85 f fp 或 1.15 f fp 如果不满足条件，可采取如下措施： ▲改变零件及系统刚性　 ▲增减支承　 ▲调整支承的位置　 ▲隔离激振源 　 ▲采用阻尼元件以减小零件的振幅　 五、可靠性准则 可靠度的定义： 对件数为N0的一批零件进行试验，经过时间t之后有N件仍能正常工作，则该零件在该试验环境条件下工作时间t的可靠度定义为 R = N / N0 若t↑ ? R ↓ ? N↓ ——R是时间的函数。 若在时间t+dt内，又有dN个零件失效，则dt内零件的失效的比率定义为 ——失效率 “-”表示dN的增大将使N减少。 分离变量并积分得 即 零件可靠度的另一个指标是两次失效之间的平均无故障时间 m（MTBF），m与λ的关系为 M=1/λ §2-7　机械零件的设计方法 　　常规设计方法是指采用一定的理论分析和计算，结合人们在长期的设计和生产实践中总结出的方法、公式、图表等进行设计的方法。 机械零件的设计方法 常规设计方法 现代设计方法 理论设计 经验设计 模型实验设计 (1) 理论设计　 　　根据长期实践总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计。 以受拉杆为例，强度计算公式为 σ ≤ σlim/S 或 F/A ≤ σlim/S F ——拉力， A ——截面积。 设计计算 A≥ FS/ σlim 校核计算有四种可选方式 σ = F/A ≤ [σ] F≤ A [σ] Sca = σlim / σ ≥ S σlim ≥ S σ Sca ——计算安全系数 　　经验设计——根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验公式，或根据设计者本人的设计经验用类比的方法所进行的设计。这对于那些使用要求变化不大而结构形状已典型化的零件，是很有效的设计方法。例如箱体、机架、传动件的结构要素等。 机械零件的设计方法 常规设计方法 现代设计方法 理论设计 经验设计 模型实验设计 　　模型实验设计——把初步设计的零、部件或机器做成小模型或小尺寸样机，经过试验的手段对其特性进行检验，根据实验结果再对设计进行逐步修改，达到完善。 机械零件的设计方法 常规设计方法 现代设计方法 理论设计 经验设计 模型实验设计 　　这种方法对于那些尺寸巨大而结构又很复杂的重要零件的设计是一种很有效的方法。 　　现代设计方法是指在近二三十年发展起来的更为完善、科学、计算精度高、设计与计算速度更快的机械设计方法。 优化设计 可靠性设计 计算机辅助设计 机械零件的设计方法 常规设计方法 现代设计方法 理论设计 经验设计 模型实验设计 * §2-1　机器的组成 §2-2　设计机器的一般程序 §2-3　对机器的主要要求 §2-4　机械零件的主要失效形式 §2-5　设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6　机械零件的计算准则 §2-7　机械零件的设计方法 §2-8　机械零件设计的一般步骤 §2-9　机械零件材料的选用原则 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介 第2章　机械 设计概论 潘存云教授研制 　人们为了满足生产和生活的需要，研制了类型繁多、功能各异的机器。尤其是蒸汽机出现之后，使机器具有了完整的形态。　 　　一台完整的机器的组成如下： 原动机部分 传动部分 执行部分 润滑、显示、照明等辅助部分 控　制　系　统 传感器 传感器 传感器 §2-1　机器的组成 原动部分——机器完成预定功能的动力源，最常见的是 　内燃机、电动机。 执行部分——完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分——联接原动机和执行部分的中间部分。 控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动作。 传感部分——将机器的工作参数，如位移、速度、加速 　度、温度、压力等反馈给控制部分。 辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。也是保 　证机器正常工作不可缺少的部分 §2-2　设计机器的一般程序 　一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一