机械设计总论 - 演示文稿.ppt

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 机械零件的设计准则 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 机械零件的材料及其选用 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 机械设计 第二章 机械设计总论 * 原动机 传动装置 执行部件 辅助系统 控制系统 机器的组成 计划阶段 方案设计 技术设计 技术文件的编制 试制、试验、鉴定、生产 信息反馈、修改 设计机器的一般程序 使用功能要求； 经济性要求； 劳动保护和环境保护要求； 可靠性要求； 其它专用要求。 对机器的主要要求 零件的主要失效形式 整体断裂 齿轮轮齿断裂 轴承内圈断裂 零件危险截面的应力超过其强度极 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。 过大的残余变形 零件所受的应力超过了材料 的屈服极限，则零件将产生 残余变形。 齿轮齿面塑形变形 轴承外圈塑性变形 零件的表面破坏 腐蚀、磨损、接触疲劳 轴瓦磨损 齿面接触疲劳 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。 基本要求 工作能力要求：强度、刚度、寿命、稳定性、耐磨性。 结构工艺性及经济性要求。 质量小及可靠性要求。 设计准则 强度准则、刚度准则 振动稳定性准则 可靠性准则 寿命准则 理论设计——满足工作能力要求。 校核计算： 设计计算： 经验设计——满足结构工艺要求。 模型实验设计 设计方法分两种：常规设计方法和现代设计方法 设计方法 常规设 计方法 选择零件类型、结构 计算零件上的载荷 确定计算准则 选择零件的材料 确定零件的基本尺寸 结 构 设 计 校 核 计 算 画出零件工作图 写出计算说明书 设计步骤 常用的材料 1.金属材料—力学性能较好，能满足机械零 件的多种性能和用途要求，应用广泛。 2.高分子材料—原料丰富，耐腐蚀性较好，主要用于化工设备和冷冻设备中。 3.陶瓷材料—硬度高，耐磨，耐腐蚀，熔点高，主要用于切削刀具等结构中。 4.复合材料—具有较高的强度和弹性模量，主要用于航空、航天等领域。 零件的材料及其选用 材料的选择原则 1.载荷、应力的大小和性质 2.零件的工作情况——包括环境、温度等 3.零件的尺寸及质量 4.零件结构的复杂程度及材料的加工可能性 5.材料的经济性——包括材料的相对价格、 加工费用、材料的利用率等的考虑。 1.标准零件集中加工，成本大大降低，质量得到保证； 2.材料和零件的性能指标得到统一，提高了零件的可靠性； 3.采用了标准结构及零、部件，简化了设计工作，缩短设计 周期，提高了设计质量，便于维修。 零件的标准化 对零件的尺寸、结构要素、材料性能、 检验方法、设计方法、制图等要求，制 定出共同遵守的标准。 标准化的优越性 以动态的取代静态的─如机器结构动力学计算 以定量的取代定性的─如有限元计算 以随机量取代确定量─如可靠性设计 以优化设计取代可行性设计─如优化设计 并行设计取代串行设计─如并行设计 现代设计方法 微观的取代宏观的─如微－纳米摩擦学设计 系统工程法取代分部处理法─如系统工程 自动化设计取代人工设计的转化─如计算机辅助设计