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* * 第二章 机械及机械零件设计概要 2-1 机器的组成 辅助系统，例如润滑、显示、照明等 原动机部分 传动部分 执行部分 控制系统 原动机部分： 动力源（将其他形式的能转化为机械能） 执行部分（工作）： 要求：运动：直线、回转、间歇 动力：力（F)、力矩(M?T)、功率(P) 传动部分：传递运动和动力 控制系统：人脑、电脑 辅助系统：冷却、润滑、电系、指示等 2-2 设计机器的一般程序 设计是决定机器好坏的关键。 产品规划 方案设计 技术设计 编制文件 试制鉴定 定型设计 一、产品规划：确定设计任务书 内容：机器的功能、经济性、制造要求、使用 要求、预期寿命 方法：市场分析、可行性分析 二、方案设计：确定原理设计方案 内容：原理图、机器运动简图 方法：功能分析（总功能、分功能、功能元） 评价、决策（确定最优方案） 三、技术设计 内容： 1. 形成总装配草图和部件装配草图（评价、 决策） 2. 确定工作图（总装图、部装图、零件图） 四、技术文件的编制 内容：计算说明书、使用说明书、工艺文件等。 CAE CAM CAPP CAD 设计 制造 工艺 计算机辅助设计与制造 2-3 对机器的主要要求 一、功能要求：确定原动机部分、传动部分、 执行部分。 1.工作原理的选择（执行部分） 实现功能可以有所不同的原理、设计不同的 机器。 例：齿轮：范成法：滚齿、插齿 成形法：铣齿 螺纹：车制法：车 滚压法：搓 2.机器的运动设计（传动部分） 通过机构的组合，把原动机的运动转化为执行 机的预期运动。 3. 机器的动力设计（原动机部分） 从执行部分所需功率推出原动机的驱动功率。 （1）选择原动机类型：电动机、内燃机等。 （2）确定原动机配置：单台或多台驱动。 二、经济性要求：实现价值优化 三、安全性要求 1. 人身、机具安全：防护、联锁、人机工程学 2. 人身、机具环境：噪声、三废、外形、色彩 四、可靠性要求：在规定的时间内，规定的条件 下，实现规定功能的可能性。 可靠度 Reliability 失效概率 Failure R+F=1 五、其他要求：不同机器的特有要求 例：机床：精度； 飞机：质量 2-4 机床零件的主要失效形式 失效：失去正常的工作状态。 一、整体失效： 断裂 静强度 疲劳 例：齿轮轮齿、螺栓等。 二、过大的残余变形 三、零件的表面破坏（占零件失效70%多） 类型：腐蚀、磨损、接触疲劳 四、破坏正常工作条件引起的失效 例：滑动轴承：油膜破坏 带传动：打滑 高速轴：共振 2-5 设计机械零件应满足的基本要求 一、避免在预定寿命期内失效的要求 强度、刚度、寿命 二、结构工艺性要求：便于制造和装配 工艺性：毛坯、制造、装配 三、经济性要求：省时、省料 经济性：降低消耗、简化结构、减少工时 工艺性好 四、质量小的要求：节约材料，节约能源 措施：缓冲、均载、等强度 、预应力。 以冲、焊件代替铸、锻件 五、可靠性要求 2-6 机械零件的计算准则 根据失效形式确定计算准则 一、强度准则 二、刚度准则 1. 弯曲刚度 挠度 偏转角 y 2. 扭转刚度 扭转角 T T 三、寿命准则：腐蚀、磨损和疲劳 腐蚀、磨损目前尚无可靠的计算方法 疲劳寿命计算第三章介绍 四、振动稳定性准则：防止共振 振幅A 频率f 0.85f f 1.15f *