机械设计基础课件!设计概论ZPPT.ppt

2004-2005第一学期 编制：吕亚清 七、耐热性准则 高温引起承载能力降低、蠕变，也会造成热变形、附加热应力，破坏正常的润滑条件，改变零件间的间隙，降低精度等 耐热性准则：工作温度低于许用值 针对失效形式：高温引起的润滑不良、蠕变 典型零部件：蜗杆、齿轮、滑动轴承等 § 9－3　许用应力和安全系数 一、载荷 二、应力 三、极限应力 四、许用应力和安全系数 一、载荷 载荷：作用于零件上的力或力矩 工作载荷：机器正常工作时所受的实际载荷 名义载荷：理想工作条件下的载荷 计算载荷：作用于零件的实际载荷，考虑各种附加载荷 　　计算载荷=K ×名义载荷 载荷系数 二、应力 静应力：不随时间改变或变化缓慢的应力 变应力：随时间作周期性或非周期性变化的应力 变应力：稳定变应力（随时间作周期性）、不稳定变应力（非周期性循环变应力） 稳定变应力：对称循环变应力、脉动循环变应力、非对称循环变应力 t s t s smin smax sm 应力参数 以正应力s为例 最大应力: smax= sm+sa 最小应力: smin 应力幅: sa 平均应力: sm 循环特征: r t s smin smax sm * 机械设计基础 主讲：吕亚清 　　　机械工程学院 　　　机械基础研究室 第9章 机械零件设计概论 机械设计的基本要求和一般过程 补充：构件受力变形及应力分析 9－1　机械零件设计概述 9－2 机械零件的工作能力准则 9－3 许用应力和安全系数 9－4 材料及其选择 9－5 机械零件的工艺性和标准化 机械设计的基本要求和一般过程 机械设计指规划和设计实现预期功能的新机械或改进原有 机械的性能。 设计机器应满足的基本要求 良好的使用性能：实现预期功能，满足使用要 求。操作容易，保养简单，维修方便。 安全：凡关系到时人身安全或重大设备事故的 零部件都必须进行认真、严格的设计计算或校 核计算，不能凭经验或以“类比”代替。 可靠、耐用：在预定的使用期限内不发生或极 少发生故障。 经济：设计中应尽可能多使用标准件和成套组 件。 符合环保要求 机械设计的基本要求和一般过程 二、机械设计的主要内容及一般过程 主要内容包括：确定机械的工作原理，选择合宜的机构；拟定设计方案；进行运动分析和动力分析，计算作用在各构件上的载荷；进行零部件工作能力计算、总体设计和结构设计。 第一至九章着重介绍选择机构和拟定设计方案的有关知识；第十至二十章着重论述应力分析、零部件工作能力计算和结构设计的有关内容。 计划 阶段 总体方案 设计阶段 总体设 计阶段 结构设 计阶段 技术文件 编制阶段 三、设计的一般过程 补充：构件受力变形及应力分析 强度、刚度、稳定性的概念 　力：物体之间的相互机械作用，是使物体获得加 　 速度(运动效应)和发生形变(变形效应)的外因。 　物体力学模型： 1.刚体 2.变形固体 ? 　变形： 　　　1.弹性变形－－外力去除而消失的变形 　　　2.塑性变形－－外力去除后无法恢复的变形　　 4 扭转(轴) 外力为力偶,作用面垂直杆件轴线。 四种基本变形形式 三.　内力与应力、变形与应变 1.内力的概念： 　　变形固体没有受力之前,内部各点之间存在相互作用力以保持固体一定的形状；变形固体受力后，其内各点之间的相对位置发生变化，产生变形，各点之间产生相互作用力，称为“附加内力”，简称“内力”。这种内 力将随外力增大而 增大。当内力增大 到一定限度时杆件 就会发生破坏。 2.截面法求内力 三.　内力与应力、变形与应变 3.应力： 　　承受同样大小的力，细杆比粗杆易断，可见控制强度的是应力，即内力分布的集度或单位截面上的内力，单位： 正应力σ－垂直于截面 切应力τ－切于截面 4.变形与应变： 　构件在外力作用下，其尺寸和几何形状的改变，统称为变形。 　一般地说，构件内的变形是不均匀的，因此，为了度量构件的变形程度，还需计算单位长度内的变形量（伸长或缩短）　　 三.　内力与应力、变形与应变 4.变形与应变：　 线应变ε－单位长度内的变形量 角应变γ－夹角的改变量 F F 1.轴向拉伸和压缩的概念 受力特点：外力作用线与杆的轴线重合 主要变形：伸长或缩短→拉（压）杆 2.拉伸和压缩时的内力、截面法和轴力 F F F N 　截面法和轴力 拉为正 压为负 　内力： 外力作用下杆件内相互作用力的改变量 外力↑→内力↑，内力过极限→破坏 N=F N是右段对左段的内力→轴力 四.讨论一种基本变形－－ 轴向拉伸和压缩 　应力?（τ）：单位面积上的内力。 　　　 度量截面分布内力的集度 　拉、压应力的计算 ?=N/A