第1章 機械設計概論

第1章機械設計概論機械設計1.機械1.0概述機器是執(zhí)行機械運動的安裝，用來變換或傳送能量、物料和信息。組成機器的根本單元：機構(gòu)——運動單元→機械原理零件——制造單元→機械設計√部件——為完成同一使命在構(gòu)造上組合在一同〔可拆或不可拆〕并協(xié)同任務的零件√機械系統(tǒng)：由許多機器、安裝、監(jiān)控儀器等組成的大型工程系統(tǒng)，或由零件、部件等組成的機器〔甚至機器中的部分〕都可以看成一個機械系統(tǒng)。原動機傳動部分執(zhí)行機構(gòu)機器的組成:輔助系統(tǒng)：光滑顯示照明等控制系統(tǒng)設計是為滿足某一特定要求而進展的發(fā)明過程2.設計機械設計：機械設計可以是運用新的原理或新的概念，開發(fā)發(fā)明新的機器，也可以是在已有機器的根底上，重新設計或作部分的改革。設計范疇:提高機器的任務才干，合并或簡化機器構(gòu)造，增多或減少機器的功能，提高機器效率，降低機器能耗，變卦機器零件，改用新資料等。※機械設計是影響機械產(chǎn)品性能、質(zhì)量和本錢的主要要素。1.1課程的性質(zhì)和義務機械零件通用零件公用零件傳動件聯(lián)接件支承件其它—齒輪、蝸桿、帶、鏈—螺栓、鍵、花鍵—軸、軸承—聯(lián)軸器、彈簧、機架—水輪機葉片、活塞、曲軸1.1.1課程的研討對象1.1.2課程的研討內(nèi)容本課程主要引見普通任務條件下普通參數(shù)的通用零部件的選用或設計。討論機械零部件的設計方法，如零部件的任務才干、參數(shù)計算、構(gòu)造設計、加工工藝等。1.1.3課程的性質(zhì)——設計性技術(shù)根底課，綜合性強根底課機械設計專業(yè)課1.1.4學習要求1.掌握通用零部件的設計方法和步驟;2.初步具備設計機械傳動安裝及簡單機械的才干；3.能在設計中運用各種技術(shù)資料〔規(guī)范、規(guī)范、手冊〕。1.1.5學習方法1〕掌握零件設計時的共性任務原理、構(gòu)造、類型、運用場所受力分析、失效方式設計準那么、設計計算2〕不死記公式，了解并掌握根本概念著眼于分析問題和處理問題才干的培育3〕掌握機械設計的特點解的不獨一性和設計過程的反復性1.2根本原那么和設計程序1.2.1設計機器時應滿足的要求1〕運用功能要求；2〕經(jīng)濟性要求；3〕勞動維護要求；4〕可靠性要求；5〕其他特殊要求。1.2.2設計方法1〕內(nèi)插式設計2〕外推式設計3〕開發(fā)性設計1.2.3設計程序1.調(diào)查決策階段調(diào)查研討開發(fā)方案書2.研討設計階段實驗研討技術(shù)設計3.試制階段樣機試制樣機實驗技術(shù)經(jīng)濟評價4.投產(chǎn)銷售階段消費設計小批試制正式投產(chǎn)銷售效力新產(chǎn)品從提出義務到投放市場的全部程序要經(jīng)過四個階段：2〕經(jīng)濟方面——設計、制造、運用1.評價內(nèi)容2.提高技術(shù)經(jīng)濟價值的四個方面1〕簡化設計：減少零件數(shù)、提高三化程度1.2.4技術(shù)經(jīng)濟評價2〕采用廉價資料3〕改善毛坯、零件加工、裝配等工藝性，合理選擇精度4〕改善消費運營管理制度1〕技術(shù)方面評價——技術(shù)可行性1.3機械零件設計概述1.3.1設計機械零件的根本要求1.滿足功能要求，可以精確實現(xiàn)預定的功能；2.任務可靠—在預定的任務期限內(nèi)不能失效；3.本錢低廉〔工藝性好，質(zhì)量小，經(jīng)濟性好〕。失效—喪失任務才干或達不到設計要求的性能，不僅僅指 破壞。主要有：—斷裂。如軸、齒輪輪齒發(fā)生斷裂—外表點蝕。任務外表片狀剝落—塑性變形。零件發(fā)生永久性變形—過大彈性變形—過度磨損—過大振動和噪聲、過熱等強度問題剛度問題耐磨性問題振動穩(wěn)定性問題任務才干—不失效條件下零件的平安任務限制。這個限制通常是以零件接受載荷的大小來表示，所以又常稱為“承載才干〞50kN吊鉤最大起分量——50kN任務才干或承載才干——50kN1.3.2承載才干斷定條件同一零件能夠發(fā)生各種不同方式的失效Fn軸能夠的失效方式：斷裂、過大彈性變形、塑性變形、共振強度條件： 任務應力≤許用應力 σ≤[σ]或τ≤[τ]或σH≤[σH]剛度條件：實踐變形量≤許用變形量y≤[y]、θ≤[θ]、φ≤[φ]1.3.3機械零件的設計步驟3.選擇資料4.根據(jù)失效方式選用斷定條件，設計出零件的主要參數(shù)5.繪制零件任務圖受力分析1.擬訂零件的設計簡圖2.確定載荷的大小及位置類比設計與已有的同類產(chǎn)品進展比較來設計新產(chǎn)品。閱歷設計根據(jù)實際中歸納出的閱歷公式和閱歷數(shù)據(jù)進展設計。模型實驗設計用于大型、復雜零件的設計。1.3.4機械零件的設計方法傳統(tǒng)設計方法：強度條件〔或剛度〕設計計算尺寸尺寸校核計算強度條件〔或剛度〕實際設計〔半閱歷設計〕現(xiàn)代設計方法：優(yōu)化設計對工程實踐問題進展籠統(tǒng)，建立數(shù)學模型，用優(yōu)化方法求解，得