机械设计基础第7章PPT课件.pptxVIP

机械设计基础第7章PPT课件

目录机械设计概述机械零件的强度与刚度机械零件的摩擦、磨损与润滑机械零件的疲劳强度机械零件的接触强度机械零件的可靠性设计

机械设计概述01

定义机械设计是机械工程的重要组成部分，它涉及到研究、构思、分析和优化机械系统的过程，旨在满足特定功能要求并优化性能。实现产品功能通过合理设计机械结构，确保产品能够实现预期功能。提高产品质量优化机械设计可以提高产品的可靠性、耐用性和安全性。促进技术创新机械设计是技术创新的关键环节，推动机械制造业的发展。机械设计的定义与重要性

环保性原则设计应符合环保要求，减少能源消耗和环境污染。安全性原则设计应考虑产品的安全性，防止意外事故发生。可靠性原则设计应确保产品的可靠性，减少故障和维修次数。功能原则设计应满足产品的功能要求，确保产品在规定条件下正常工作。经济性原则在满足功能要求的前提下，尽量降低制造成本和提高经济效益。机械设计的基本原则

轻量化设计通过结构优化和材料选择，实现产品轻量化以提高性能。智能化设计利用人工智能、大数据等技术提高设计效率和准确性。绿色设计注重环保和可持续发展，减少资源消耗和废弃物排放。个性化设计满足用户个性化需求，提供定制化的设计方案。集成化设计实现机械、电子、控制等多学科集成，提高产品整体性能。机械设计的发展趋势

机械零件的强度与刚度02

01强度定义零件在载荷作用下抵抗破坏的能力。02强度计算通过应力分析确定零件的最大应力，并与许用应力进行比较，以判断零件是否满足强度要求。03影响因素材料性能、零件形状、载荷类型及大小等。强度的概念及计算

刚度定义零件在载荷作用下抵抗变形的能力。刚度计算通过变形分析确定零件的最大变形量，并与许用变形量进行比较，以判断零件是否满足刚度要求。影响因素材料性能、零件形状、载荷类型及大小、支撑条件等。刚度的概念及计算

选用高强度、高刚度材料，如合金钢、钛合金等。合理选择材料通过改变截面形状、增加支撑等方式提高零件的强度和刚度。优化零件结构通过淬火、回火等热处理工艺提高材料的力学性能，从而提高零件的强度和刚度。采用热处理工艺保证零件的制造精度和表面质量，减少应力集中和疲劳裂纹的产生。控制制造质量提高零件强度与刚度的措施

机械零件的摩擦、磨损与润滑03

01摩擦的定义02摩擦的分类两个相互接触的物体在相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动的现象。根据摩擦表面的状态可分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。摩擦的概念及分类

物体表面在相对运动中，由于机械或化学作用导致材料逐渐丧失的现象。磨损的定义包括载荷、速度、温度、润滑、表面粗糙度、材料性质等。磨损的影响因素磨损的概念及影响因素

润滑的作用与润滑剂选择润滑的作用减少摩擦、降低磨损、冷却降温、防锈防腐、减震降噪等。润滑剂的选择根据摩擦副的工作条件（如载荷、速度、温度等）和润滑剂的性能（如粘度、油性、极压性等）进行选择。常用的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂等。

机械零件的疲劳强度04

指材料在交变应力作用下，经过一定循环次数后发生疲劳破坏的最大应力值。疲劳强度的定义如温度、湿度、腐蚀介质等。环境因素如材料的强度、硬度、韧性等力学性能。材料性质零件截面形状突变引起的应力局部增大现象。应力集中如表面粗糙度、腐蚀、划痕等对疲劳强度的影响。表面状态0201030405疲劳强度的概念及影响因素

如合金钢、钛合金等，提高材料的疲劳极限。选用高强度材料采用表面强化处理，如喷丸、滚压等，提高表面光洁度和硬度。提高表面质量通过改进零件结构形状，减少截面突变，降低应力集中系数。降低应力集中采取措施控制温度、湿度和腐蚀介质等环境因素对疲劳强度的影响。控制环境因素提高疲劳强度的措施

010203包括单点法、升降法、成组法等，用于测定材料的疲劳极限和S-N曲线。试验方法对试验数据进行统计分析，计算疲劳极限、平均寿命等参数，并绘制S-N曲线图。数据处理根据试验结果分析材料的疲劳性能，为零件设计和选材提供依据。结果分析疲劳强度试验与数据处理

机械零件的接触强度05

两物体相互接触时，在接触区产生的局部应力。接触应力的定义分为法向接触应力和切向接触应力。接触应力的分类根据赫兹接触理论，可计算出两物体接触时的最大接触应力和平均接触应力。接触应力的计算接触应力的概念及计算用高强度、高硬度、耐磨性好的材料。选择合适的材料提高表面加工精度，降低表面粗糙度，以减少应力集中。降低表面粗糙度如渗碳、淬火、喷丸等，提高表面硬度和强度。采用表面强化处理避免过大的载荷和过高的速度，以减少接触应力和摩擦热。控制载荷和速度提高接触强度的措施

采用标准试件进行试验，记录试验过程中的载荷、变形等数据。试验方法对试验数据进行整理、分析和处理，绘制载荷-变形曲线等图表。数据处理根据试验数据和曲线