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文档简介
1、第一篇 机械设计总论 第一章 机械设计概论 11 机械设计课程的性质与任务 一、本课程的研究对象 机器(机械): 机械系统、液压气动系统、控制监测系统、电气系统 机械零件:标准零件、非标准件 本课程的设计性、综合性和实践性都较强。 本课程的研究对象:一般参数的通用零件的设计理论与方法 二、本课程的任务: 1)树立正确的设计思想 2)掌握通用机械零部件的设计原理、方法和一般规律。 3)掌握一定的设计技能(查阅资料,运用标准、规范。) 4)掌握典型机械零件的实验方法,获得基本的实验技能。 5)了解机械设计的最新动态。 学习本课程的注意事项: 1)注意理论联系实际,将机械零件的设计放到整个机械系统
2、中加以考虑。 2)注意掌握零部件的共性 3)掌握机械零部件设计的一般思路 12 机械设计的基本要求及设计程序 一、机械设计的基本要求 1、对机械设计的要求 a) 对机器使用功能方面的要求 b) 对机器经济性的要求 2、对机械零件设计的基本要求 a) 在预定工作期限内正常、可靠地工作,保证机器 的各种功能 b) 要尽量降低零件的生产、制造成本 二、机械设计的一般程序 1、机器设计的一般程序 市场调 研 可行性 研究 原理 方案 设计 技 术 设 计 试制 试验 小批生 产试销 投 产 设 计 任 务 书 定 出 最 佳 方 案 装配图、 零件图、 技术文 件 样 机 评 价 改 进 考核 工艺
3、性收 集用 户意 见 产 品 销 售 1)建立零件的受力模型,确定零件的计算载荷 2)选择零件的类型与结构 3)选择零件的材料 4)按可能的失效形式确定零件的计算准则,并确定零件的 基本尺寸,并加于标准化和圆整 5)零件的结构设计 6)绘制零件的工作图,并编写计算说明书 KPPca 2、机械零件设计的一般步骤 13 机械零件的主要失效形式和设计计算准则 一、机械零件的失效形式 失效零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能 失效形式:强度失效、刚度失效、磨损失效、振动、 噪声失效、精度失效、可靠性失效 二、机械零件的计算准则 工作能力零件不发生失效时的安全工作限度 计算准则以防止产生各种可能失
4、效为目的而拟定的零件 工作能力计算依据的基本原则 1、强度准则 t S S lim lim 疲劳极限 塑性材料 脆性材料 )( )( )( )( limlim YY SS BB 2、刚度准则 零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 零件在载荷作用下抵抗破坏的能力 yy y可以是挠度、偏转角或扭转角 3、耐磨性准则 作相对运动的零件其工作表面抵抗磨损的能力 pvpvpp 4、振动和噪声准则 ffff pp 15. 1,85. 0 5、热平衡准则 tt 6、可靠性准则 系统、机器或零件在规定的条件下和规定 的时间内完成规定功能的能力。 :可靠度表示零件在规定的条件下和规定的时间 内完成规定功能的概率
5、t R N个相同零件在同样条件下同时工作,在规定的时间内有Nf 个失效,剩下Nt个仍继续工作,则 N N N NN N N R ff t t 1 不可靠度(失效概率): 1,1 ttt f t FRR N N F n个零件组成的串联系统,单个零件的可靠度:R1、R2 、 Rn, 则系统的可靠度为Rf=R1R2Rn 14 机械零件常用的材料及其选择原则 一、机械零件的常用材料 1、黑色金属 铸铁:灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁 铸钢铸造性比铸铁差,但比锻钢和轧制钢好。 强度性比铸铁好,但比锻钢和轧制钢差 碳钢与合金钢应用最广泛 2、有色金属 a) 铝合金重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性 好,高强度铝合金强度可与碳素钢相近 b) 铜合金黄铜:Cu与Zn合金 青铜:Cu与Sn的合金 无锡青铜:Cu与铝、硅、锰、镍的合金。 3、非金属材料 塑料轻、易加工成形、减摩性好,强度低,可作 为普通机械零件、绝缘体 陶瓷电热性好,硬度高 橡胶弹性、绝缘性好,常用作弹性元件和密封元 件、减震元件 4、复合材料 二、机械零件材料选用的原则 1、使用要求 2、工艺要求 3、经济性要求 15 机械设计的最新进展 1、设计理论的不断完善与发
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