机械设 计第2章.ppt

* * 第二章 机械设计总论 §2—1 机器组成再论 辅助系统 动力系统 传动系统 执行系统 控制系统 图2-1 机器的组成 计划 市场调研 可行性研究 §2—2 机器设计的一般程序 提出任务 确定设计任务 需求分析 设计结果 （表现形式） 设计任务书 方案设计 加工机理 工艺原理 功能分析 解（方案）对比、评价 可能解 设计结果 原理方案 原理图 运动简图 决策 （确定方案） 技术设计 工作原理设计 结构方案设计 确定构形及要求 方案分析、评价 主要性能参数分析、计算 设计结果 机器总图 零部件草图 装配图 零件图 决策（确定主要结构形状及尺寸方案） 总体设计 零（部）件设计 编制技术文件 设计阶段结束 设计任务书 设计结果 各种技术文件 设计计算说明书 标准件明细表等 安装运输说明书 使用说明书 其它技术文件 制造阶段 设计是一项发明创造活动； 在前人设计的基础上，要勇于创新；上述程序不是一成不变的； 要具体情况具体对待； 理论联系实际。 §2—3 对机器的主要要求 一、使用功能 1) 基本功能与辅助功能 2) 多功能问题 二、经济性 1) 机器制造成本（措施） 2) 机器的使用成本（措施） 三、劳动保护和环境保护 1) 机器对外界 2) 外界对机器 3）符合法令 四、寿命与可靠性 五、其他专用（特殊）要求 设计时如何处理? 1、尽可能完善完美（满足所有要求）； 2、抓主要，兼顾次要。 §2—4 机械零件的主要失效形式 一、整体断裂——机械零件在受到外载荷（力） 作用时，由于某一截面上的应 力超过零件的强度极限而发生 的断裂。 常应力超过零件的强度极限（断裂）； 变应力作用下发生的疲劳断裂； 二、过大的残余变形——当作用于零件上的应力 超过了制作零件的材料 的屈服极限时，零件产 生残余变形。 零件失去工作要求的结构形状。 三、表面破坏 腐蚀（化学或电化学浸蚀）——锈蚀； 交变应力下的腐蚀疲劳； 磨损（两接触表面相互运动中） ——尺寸变小； 接触疲劳（接触变应力长期作用） ——裂纹、微粒剥落； 四、破坏正常工作条件引起的失效 一、避免零件在预定寿命期内失效 1、强度 ——零件在工作中发生断裂或不允许的残余变形均属强度不足。 提高机械零件强度的措施： 1）高强度材料； 2）足够的截面尺寸； 3）热处理方法； 4）合理设计零件截面形状，以增加惯性矩； 5）提高制造精度（降低运动件的动载荷）； 6）合理配置零件在机器中的相互位置，以降低零件上的载荷。 §2—5 设计机械零件的基本要求 2、刚度 零件在工作时所产生的弹性变形不超过允许的限度。 整体变形刚度——在载荷作用下发生的伸长、缩短、挠曲、扭转等弹性变形的程度； 表面接触刚度——在外载荷作用下，两表面接触后变形而导致两零件相对位置变化的程度。 提高零件刚度的措施： 1）增大零件截面尺寸或截面的惯性矩（整体）； 2）缩短支承跨距或多点支承（整体）； 3）增大贴合面积、提高加工精度。 引起零件疲劳（疲劳强度下降）的因素： 1）应力集中； 2）零件主要受力处尺寸小（截面）； 3）零件表面品质及工作环境差。 二、结构工艺性（制造的难易程度） 三、经济性 四、质量小（重量轻） 五、可靠性 3、寿命 影响零件寿命的因素：材料的疲劳；腐蚀；磨损 工作能力——零件不发生失效时的安全工作限度。 计算准则——为防止产生各种可能失效，而拟定的 零件工作能力计算依据的基本原则。 §2—6 机械零