文档介绍：第一章机械及机械零件设计概要
本章论述了机械设计课程教学内容总纲、设计基本知识和一些共性问题。
一、机械(机器)的组成
二、机械设计步骤
三、零件的设计步骤
四、课程的主要内容
五、课程的特点
六、学(国家教委制定)
一、机械(机器)的组成
我们以洗衣机为例,来说明机械的组成:
电动机
进水
排水
涡轮
皮带传动
控制部分:正转时间
反转时间
图1 洗衣机机构示意图
图2 机械(机器)的组成(按功能分)
原动机
传动机
工作机
辅助系统
控制系统
原动机部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源;
执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分;
传动部分是把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
以上是从功能上分析机械的组成,下面从结构上看:
零件:是机械的制造单元,机器的基本组成要素就是机械零件。
部件:按共同的用途组合起来的独立制造或独立装配的组合体。如减速器、离合器等。
按大小来分:
机械(机器)
部件
零件
图3 机械(机器)的组成(按大小分)
二、机械设计步骤
计划阶段
提出要求
洗衣机
自动进水
洗涤
甩干(脱水)
方案设计
提出尽可能多的解决方法
筛选、决策、评价(可靠性、经济上),选出最佳方案。
单缸
双缸
滚筒
模糊控制
自适应控制
双模控制
技术设计
目的:确定机械中各个零部件的结构尺寸(量化)
绘图、对方案具体实施,出图。
技术文件编制:
编制设计计算说明书。
三、零件的设计步骤
失效的定义:在正常的工作条件下,机械零件丧失工作能力或达不到工作性能要求时,就称为零件失效。
机械零件的失效形式
整体断裂
过大的残余变形
腐蚀、磨损和接触疲劳
机械零件的工作能力
强度
刚度
机械零件计算准则
强度准则:
刚度准则:
寿命准则:(表示耐磨程度)
寿命(耐磨性、耐腐蚀性)
下面我们以设计千斤顶立柱为例,来说明机械零件的设计步骤:
d
l
车自重W=2000kg=2吨
s为屈服极限
由此可求出d;其中Smin根据工作环境来定。
机械零件的设计大体要经过以下几个步骤:
1、载荷分析(受力分析):W
2、应力分析:
3、失效分析:断裂
4、材料的选择:45#钢、40Cr>s(手册查到)
5、确定计算准则:(依据防止断裂失效)
6、计算零件的主要尺寸:
7、结构设计l:(根据人体的情况,操作情况)其他尺寸
8、制图:设计最后都是用图纸来表达,然后拿到工厂去加工。
这不仅是零件设计的一般步骤,而且也是讲课的顺序。
概括地说,机械零件可以分为两大类:
本书讨论的具体内容是:(设计方法、步骤、原理)
1) 传动部分—带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动以及螺旋传动等;
2) 联接部分—螺纹联接,键、花键及无键联接,销钉联接,铆接、焊接、胶接与过盈配合联接等;
3) 轴系部分—滑动轴承、滚动轴承、联轴器与离合器以及轴等;
4) 其他部分—弹簧、机座与箱体、减速器等;
零件
通用零件
专用零件
传动件
连接件
轴系件
其他
(如螺钉、齿轮、链轮等)
五、特点
1、实践性比较强。理论性差一些,经验、半经验公式,实验得出比较多;理论推导出的比较少,答案不唯一。
2、综合性比较强。受力分析《理论力学》
应力分析《材料力学》
材料选择《材料与热处理》
3、承上启下的作用。它是最后一门专业基础课,起到承接基础课和专业课的桥梁作用。
六、要求
以听课为主,自学为辅,考试内容以讲课和要求自学的为主,答疑两周一次,具体时间待定。考核 20%+80% 平时作业质量、出席情况、实验数目占20%,期末考试占80%,要求课内:课外用时是1:2。
七、水平
1)掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律,具有设计机械传动装置和简单机械的能力;
2)树立正确的设计思想,了解国家当前的有关技术经济政策;
3)具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力;《机械设计手册》—其中的一个标准是查手册的能力;
4)掌握典型机械零件的实验方法,获得实验技术的基本训练;
5)对机械设计的新发展有所了解。