第1章机械零件设计总论1.ppt

作业： P8 复习题： 1.1 1.2 1.3 1.4 强度准则是指零件中的应力不得超过许用值。 一、强度准则 即： σ ≤ σlim σlim ----材料的极限应力 脆性材料： σlim = σB (强度极限) 塑性材料： σlim = σS (屈服极限) 为了安全起见，引入安全系数S，得： σ ≤ σlim/S 或 σ ≤[σ] S为大于1的数，S过大，虽安全但浪费材料；S过小，虽节省材料，但趋于危险。 ----许用应力 二、刚度准则 ----是指零件在力作用下的弹性变形量不得超过许用值。即： y ≤[y] 三、耐磨性准则 设计时应使零件的耐磨量在预定限度内不超过允许量。由于摩擦机理比较复杂,通常采用条件的计算准则,即零件的压强P不大于零件的允许压强[P]。 四、散热性准则 零件工作时如果温度过高将导致润滑剂失去作用，材料的强度极限下降，引起热变形及附加热应力等，从而使零件不能正常工作。 散热性准则为：根据热平衡条件，工作温度不应超过许用工作温度[t] 。 t [t] p [p] * 第1章 机械设计概述 机械设计---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。 基本要求：在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、维修简单和造型美观。 机械设计的内容： 1.确定机械的工作原理，选择合宜的机构； 2. 拟定设计方案； 3. 进行运动分析和动力分析，计算各构件上的载荷； 4. 进行零部件工作能力计算、总体设计和结构设计。 1.1 机械设计的基本要求 ▲ 避免在预定寿命期内失效的要求 ▲ 结构工艺性要求 ▲ 经济性要求 ▲ 质量小的要求 ▲ 可靠性要求 机器是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机器满足基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求： 应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。 1.1.1 设计机械零件的基本要求 一、避免在预定寿命期内失效的要求 提高零件强度的措施有： ▲采用高强度的材料； ▲使零件具有足够的截面尺寸； ▲合理设计零件的截面形状，增大惯性矩； ▲采用热处理和化学处理方法提高材料的强度性能； ▲提高零件的制造精度，以减少工作时的动载荷； ▲合理配置零件的相对位置，以降低零件的载荷。 1.强度要求 2. 刚度要求 零件在工作时的弹性变形不能超过允许的范围称为零件的刚度要求。 提高零件刚度的措施有： ▲增大零件的截面尺寸或增大惯性矩； ▲缩短支承的跨距或采用多点支承。 3. 寿命要求 影响零件寿命的主要因素有： 大部分零件工作在变应力下，故疲劳破坏是引起零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有： 疲劳破坏 腐蚀 磨损 ▲应力集中； ▲零件的尺寸大小； ▲零件表面质量及环境状况： 零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。 抗腐蚀的措施有： ▲表面发兰（发黑）； ▲表面镀层； ▲表面涂漆； ▲表面阳极化。 二、结构工艺性要求 零件工艺性良好的标志---- 在具体的生产条件下，零件要便于加工而加工费用又很低。 工艺性的基本要求： 1) 毛坯选择合理 制备方法：选用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。 毛坯选择与生产批量、材料性能和加工可能性有关。 单件或小批量生产时，选用棒料、板材、型材或焊件。 大批量生产时，往往选用铸造、锻造、冲压等方法。 2) 结构简单合理 ▲最好采用平面、柱面、螺旋面等简单表面极其组合； ▲尽量减少加工面数和加工面积； 3) 合理的制造精度和表面粗糙度 零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急剧增加。决不能盲目追求高精度，应在满足使用要求的前提下，尽量采用较低的精度和表面质量。 ▲尽量采用标准件； ▲增加相同形状、相同元素（直径、圆角半径、配合、 螺纹、键、齿轮模数等）的数量； 4) 尽量减小零件的加工量 ▲毛坯形状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。力求使少或无切削加工，节约材料、降低成本。 ▲尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金等先进工艺满足上述要求。 欲设计出工艺性良好的零件，设计者必须虚心向工艺技术人员和一线工人学习，在实践中积累经验。 三、经济性要求 零件的经济性首先表现在零件的生产制造成本上。 ▲简化零件的结构，降低材料消耗； ▲采用无余量、少余量的毛坯，减少加工工时； ▲采用廉价而充足的材料代替昂贵材料； ▲大型零件采用组合结构而非整体结构； ▲尽量采用标准件。 四、质量小的要求 减小质量的好处： 节约材料； 减小惯性，改善机器的动力性能。 减小质量的措施： ▲采用缓冲装置来降低零件所受