文档介绍：§9-2 机械制造常用材料及其选择
第9章机械零件设计概述
§9-1 机械零件设计概述
在满足预期功能的前提下,性能好、效率高、成本低,在预定使用期限内安全可靠,操作方便、维修简单和造型美观等。
一、机械设计应满足的要求:
机械零件设计概述
机械零件的设计也必须满足上述要求
——既要工作可靠,又要成本低廉。
在不发生失效的条件下,零件所能安全工作的限度。
通常此限度是对载荷而言,所以****惯上又称为:承载能力
二、机械零件的工作能力
三、机械零件的失效
由于某种原因零件不能正常工作时,称为失效。
(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
轴承外圈、滚动体断裂
机械零件常见的失效形式:
断裂、塑性变形、过大的弹性变形、工作表面的过度磨损或损伤、发生强烈的振动、连接的松弛、摩擦传动的打滑等。
机械零件设计概述
(二)塑性变形
当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限,零件将产生塑性(残余)变形。
齿轮齿面塑形变形
轴承外圈塑性变形
机械零件设计概述
轴承外圈塑性变形
轴承内圈塑性变形
机械零件设计概述
(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(点蚀)
轴瓦磨损
机械零件设计概述
轴承套圈点蚀
轴承内圈点蚀
机械零件设计概述
失效原因: 强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、温度等。
强度条件:计算应力<许用应力;
五、机械零件设计的步骤
5) 绘制工作图并标注必要的技术条件。
计算量≤许用量
2) 确定作用在零件上的载荷;
3) 选择合适的材料;
4) 根据零件可能出现的失效形式,选用相应的判定条件,确定零件的形状; 注意,零件尺寸的计算值一般并不是最终采用的数值,设计者还要根据制造零件的工艺要求和标谁、规格加以圆整。
刚度条件:变形量<许用变形量;
机械零件设计概述
四、机械零件的设计准则——工作能力计算准则
1) 拟定零件的计算简图;
六、机械零件设计的计算方法
设计计算——根据设计准则,确定尺寸。
校核计算——先参照实物、图纸、经验数据等初步拟定结构和
尺寸,然后根据设计准则进行验算。
机械零件设计概述
机械制造常用材料及其选择
一、金属材料
铸铁
常用金属材料
钢
有色金属合金
----含碳量>2%
----含碳量≤ 2%
铁碳合金
特点:①具有良好的液态流动性,可铸造成形状复杂
的零件。
②较好的减震性、耐磨性、切削性(灰铸铁)
③成本低廉。
应用:应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之。
灰铸铁
球墨铸铁
可锻铸铁
合金铸铁