機(jī)械設(shè)計(jì)第八版西工大2學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)第八版西工大機(jī)械設(shè)計(jì)第八版西工大 2第一頁，共15頁。機(jī)器(j q)的組成 人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，設(shè)計(jì)和制造(zhzo)了類型繁多、功能各異的機(jī)器。 一臺(tái)完整的機(jī)器的組成大致可包括：原動(dòng)機(jī)部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)控制系統(tǒng)傳感器傳感器傳感器第1頁/共15頁第二頁，共15頁。設(shè)計(jì)機(jī)器(j q)的一般程序 計(jì)劃(jhu)階段 方案設(shè)計(jì)階段 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 技術(shù)文件編制階段一部機(jī)器的質(zhì)量基本上決定于設(shè)計(jì)質(zhì)量，機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵。它是一個(gè)創(chuàng)造性的工作過程，同時(shí)也是一個(gè)盡可能多地利用已有的成功經(jīng)驗(yàn)的工作。作為一部完整的機(jī)器，它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。要

2、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)程序。設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序：詳細(xì)說明 第2頁/共15頁第三頁，共15頁。對(duì)機(jī)器(j q)的主要要求 設(shè)計(jì)機(jī)器的任務(wù)是在當(dāng)前技術(shù)(jsh)發(fā)展所能達(dá)到的條件下，根據(jù)生產(chǎn)及生活的需要提出的。不管機(jī)器的類型如何，一般來說，對(duì)機(jī)器都要提出以下的基本要求： 使用功能要求 經(jīng)濟(jì)性要求 勞動(dòng)保護(hù)要求 可靠性要求 其它專用要求詳細(xì)說明 第3頁/共15頁第四頁，共15頁。機(jī)械零件的主要(zhyo)失效形式機(jī)械零件常見的失效形式有：整體斷裂、過大的殘余變形、零件的表面(biomin)破壞以及破壞正常工作條件引起的失效等。（一）整體斷裂整體斷裂是指零件在載荷作用下，其危險(xiǎn)截面的應(yīng)力超

3、過零件的強(qiáng)度極限而導(dǎo)致的斷裂，或在變應(yīng)力作用下，危險(xiǎn)截面發(fā)生的疲勞斷裂。齒輪輪齒斷裂 軸承內(nèi)圈斷裂第4頁/共15頁第五頁，共15頁。機(jī)械零件的主要(zhyo)失效形式（二）過大的殘余(cny)變形 當(dāng)作用于零件上的應(yīng)力超過了材料的屈服極限，零件將產(chǎn)生殘余變形。齒輪齒面塑形變形軸承外圈塑性變形 第5頁/共15頁第六頁，共15頁。機(jī)械零件的主要(zhyo)失效形式（三）零件(ln jin)的表面破壞 零件的表面破壞主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞（點(diǎn)蝕）。齒面接觸疲勞軸瓦磨損 第6頁/共15頁第七頁，共15頁。機(jī)械零件的主要(zhyo)失效形式（四）破壞(phui)正常工作條件引起的失效 有些零件只有在

4、一定的工作條件下才能正常的工作，如： 液體摩擦的滑動(dòng)軸承，只有在存在完整的潤滑油膜時(shí)才能正常工作。 帶傳動(dòng)只有在傳遞的有效圓周力小于臨界摩擦力時(shí)才能正常工作。 高速轉(zhuǎn)動(dòng)的零件，只有在轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動(dòng)件系統(tǒng)的固有頻率避開一個(gè)適當(dāng)?shù)拈g隔才能正常工作。零件在工作時(shí)會(huì)發(fā)生那一種失效，這與零件的工作環(huán)境、載荷性質(zhì)等很多因素有關(guān)。有統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，一般機(jī)械零件的失效主要是由于疲勞、磨損、腐蝕等因素引起。第7頁/共15頁第八頁，共15頁。設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本(jbn)要求q 避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效(sh xio)的要求q 結(jié)構(gòu)工藝性要求q 經(jīng)濟(jì)性要求q 質(zhì)量小的要求q 可靠性要求 機(jī)器是由各種各樣的零部件組成

5、的，要使所設(shè)計(jì)的機(jī)器滿足基本要求，就必須使組成機(jī)器的零件滿足以下要求：詳細(xì)說明應(yīng)保證零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、壽命。設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和裝配。 零件應(yīng)有合理的生產(chǎn)加工和使用維護(hù)的成本。 質(zhì)量小則可節(jié)約材料，質(zhì)量小則靈活、輕便。應(yīng)降低零件發(fā)生故障的可能性（概率）。 第8頁/共15頁第九頁，共15頁。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)(shj)準(zhǔn)則 強(qiáng)度(qingd)準(zhǔn)則 剛度準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)零件時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)零件的失效形式確定其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。一般來講，有以下幾種準(zhǔn)則： 壽命準(zhǔn)則 振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則 可靠性準(zhǔn)則詳細(xì)說明：確保零件不發(fā)生斷裂破壞或過大的塑性變形，是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。：確保零件不發(fā)生過大的彈性變形

6、。：通常與零件的疲勞、磨損、腐蝕相關(guān)。：高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)注重此項(xiàng)準(zhǔn)則。：當(dāng)計(jì)及隨機(jī)因素影響時(shí)，仍應(yīng)確保上述各項(xiàng)準(zhǔn)則。 第9頁/共15頁第十頁，共15頁。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)(shj)方法 理論(lln)設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法通常分為常規(guī)設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法兩大類。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是指在近二、三十年發(fā)展起來的更為完善、科學(xué)、計(jì)算精度高、設(shè)計(jì)與計(jì)算速度更快的機(jī)械設(shè)計(jì)方法。如機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等等。 常規(guī)設(shè)計(jì)方法是指采用一定的理論分析和計(jì)算，結(jié)合人們在長期的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出的方法、公式、圖表等進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。它又可分為：詳細(xì)說明 第10頁/共1

7、5頁第十一頁，共15頁。機(jī)械零件設(shè)計(jì)(shj)的一般步驟選擇零件類型(lixng)、結(jié)構(gòu) 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)一般要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：詳細(xì)說明 計(jì)算零件上的載荷確定計(jì)算準(zhǔn)則選擇零件的材料確定零件的基本尺寸結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)校 核 計(jì) 算畫出零件工作圖寫出計(jì)算說明書第11頁/共15頁第十二頁，共15頁。機(jī)械零件材料(cilio)的選用原則：鋁(LY12)、銅(ZCuSn10P1).黑色金屬有色金屬鐵鋼高分子材料復(fù)合材料陶瓷金屬材料非金屬材料載荷及應(yīng)力(yngl)的大小和性質(zhì)零件的工作情況零件的結(jié)構(gòu)及加工性材料的經(jīng)濟(jì)性零件的尺寸及重量一、常用材料二、機(jī)械零件材料的選用原則詳細(xì)說明：塑料、橡膠、合成纖維 ：低

8、碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、合金鋼(如：08F 45 60 1Cr18） ：灰鑄鐵、球墨鑄鐵(如：TH300 QT500-5)：強(qiáng)如鋼、輕如鋁、硬如金剛石：強(qiáng)度高、彈性模量大、質(zhì)量輕 第12頁/共15頁第十三頁，共15頁。機(jī)械零件設(shè)計(jì)(shj)中的標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)化的益處(y chu)： 與設(shè)計(jì)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn):國際標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等如： ISOGB JB、HBQB 國標(biāo)分為：強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)和推薦標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕設(shè)計(jì)工作量，便于零部件的互換和組織專業(yè)化的大生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。 強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)為GB (為標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)) (為批準(zhǔn)年代)強(qiáng)制性國標(biāo)必須嚴(yán)格遵照執(zhí)行，否則就是違法。推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)為GBT ，這類標(biāo)準(zhǔn)占整個(gè)國標(biāo)中的絕大多數(shù)。如無特殊理由和特殊需要，必須遵守這些國標(biāo)，以期取得事半功倍的效果。 標(biāo)準(zhǔn)化就是要通過對(duì)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、設(shè)計(jì)方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。 第13頁/共15頁第十四頁，共15頁。機(jī)械現(xiàn)代(xindi)設(shè)計(jì)方法簡介 機(jī)械現(xiàn)代(xindi)設(shè)計(jì)方法通常是相對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法而言的?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法從總體上概括為力求運(yùn)用現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)、應(yīng)用力學(xué)、微電子學(xué)及信息科學(xué)等方面的最新成果與手段實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)換：q以動(dòng)態(tài)的取代靜態(tài)的如機(jī)器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算。q以定量的取代定性的如