西工大机械设计第二章.ppt

第二章机械设计总论
§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
§2-12 机械设计中的载荷
机器的组成1
机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要,设计和制造了类型繁多、功能各异的机器。
一台完整的机器的组成大致可包括:
原动机部分
传动部分
执行部分
润滑、显示、照明等辅助系统
控制系统
传感器
传感器
传感器
设计机器的一般程序
设计机器的一般程序
计划阶段
方案设计阶段
技术设计阶段
技术文件编制阶段
一台机器的质量基本上决定于设计质量。机器的设计阶段是一个创造性的工作过程,也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
一台完整的机器是一个复杂的系统,要提高设计质量必须有一个科学的设计程序。
设计机器的一般程序:
详细说明
对机器的主要要求
对机器的主要要求
设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下,根据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何,一般来说,对机器都要提出以下的基本要求:
使用功能要求
经济性要求
劳动保护要求
可靠性要求
其它专用要求
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机械零件的主要失效形式1
机械零件的主要失效形式
机械零件常见的失效形式有:整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
(一)整体断裂
整体断裂是指零件在载荷作用下,其危险截面的应力超过零件的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。
齿轮轮齿断裂
轴承内圈断裂
机械零件的主要失效形式2
机械零件的主要失效形式
(二)过大的残余变形
当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限时,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
机械零件的主要失效形式3
机械零件的主要失效形式
(三)零件的表面破坏
零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳(点蚀)。
齿面接触疲劳
轴瓦磨损
机械零件的主要失效形式4
机械零件的主要失效形式
(四)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。
零件在工作时会发生哪一种失效,这与零件的工作环境、载荷性质等很多因素有关。
有统计结果表明,一般机械零件的失效主要是由于疲劳、磨损、腐蚀等因素引起。
设计机械零件时应满足的基本要求
设计机械零件时应满足的基本要求
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:
详细说明
应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。
设计的结构应便于加工和装配。
零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。
质量小则可节约材料,质量小则灵活、轻便。
应降低零件发生故障的可能性(概率)。
机械零件的计算准则1
机械零件的设计准则
强度准则
刚度准则
设计零件时,首先应根据零件的失效形式确定其设计准则以及相应的设计计算方法。一般来讲,有以下几种准则:
寿命准则
振动稳定性准则
可靠性准则
详细说明
:确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形,是最基
本的设计准则。
:确保零件不发生过大的弹性变形。
:通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
:高速运转机械的设计应注重此项准则。
:当计及随机因素影响时,仍应确保上述各项准则。