机械设计基础机械设计的基础理论PPT教案.pptx

文档介绍：会计学
1
机械设计基础机械设计的基础理论
第1页/共63页
基本要求
了解机械零件设计的基本要求和设计步骤；
掌握机械零件强度计算中载荷、应力的种类及相应的强度设计准则；
了解接触强度及其设计准则；
了解干摩擦、边界摩擦、混合磨擦和流体摩擦的机理和物理特征；
了解润滑的作用及润滑剂的主要质量指标；
了解机械制造常用材料及其选择原则；
了解机械设计中标准化的意义及相关概念；
了解机械零件工艺性的基本要求。
第2页/共63页
§ 机械零件的失效与设计基本要求
一、失效概念（Failure）
设计的使用条件下
设计的寿命期限内
不能完成
设计的功能
失效
零件
例: 齿轮轴断裂—失效
第3页/共63页
二、失效形式（Failure types）
1、整体断裂
过载断裂
疲劳断裂
2、表面破坏
磨损
冷胶合
热胶合
点蚀
塑性变形
过大弹性变形
3、变形
过大
胶合
4、过大振动
腐蚀
第4页/共63页
▲ 避免在预定寿命期内失效的要求
▲ 结构工艺性要求
▲ 经济性要求
▲ 质量小的要求
▲ 可靠性要求
机器是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机器满足基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求：
三、 设计机械零件时应满足的基本要求
第5页/共63页
提高零件强度的措施有：
▲采用高强度的材料；
▲使零件具有足够的截面尺寸；
▲合理设计零件的截面形状，增大惯性矩；
▲采用热处理和化学处理方法提高材料的强度性能；
▲提高零件的制造精度，以减少工作时的动载荷；
▲合理配置零件的相对位置，以降低零件的载荷。
1) 强度要求
应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。
1、避免在预定寿命期内失效的要求
第6页/共63页
提高零件刚度的措施有：
▲增大零件的截面尺寸或增大惯性矩；
▲缩短支承的跨距或采用多点支承。
2) 刚度要求
零件在工作时的弹性变形不能超过允许的范围称为零件的刚度要求。
刚度：指机械零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。
　　如果零件的刚度不足，有些零件则会因为产生过大的弹性变形而失效。
例如：机床主轴的弹性变性过大将会影响所加工工件的精度。
y——可以是挠度、偏转角或扭转角
第7页/共63页
抗腐蚀的措施有：
▲表面发兰（发黑）；
▲表面镀层；
▲表面涂漆；
▲表面阳极化。
零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。
大部分零件工作在变应力下，故疲劳破坏是引起零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有：
▲应力集中；
▲零件的尺寸大小；
▲零件表面质量及环境状况：
3) 寿命要求
影响零件寿命的主要因素有：
疲劳破坏
腐蚀
磨损
第8页/共63页
2、结构工艺性要求
零件工艺性良好的标志---- 在具体的生产条件下，零件要便于加工而加工费用又很低。
工艺性的基本要求：
1) 毛坯选择合理
毛坯选择与生产批量、材料性能和加工可能性有关。
单件或小批量生产时，选用棒料、板材、型材或焊件。
大批量生产时，往往选用铸造、锻造、冲压等方法。
2) 结构简单合理
▲最好采用平面、柱面、螺旋面等简单表面及其组合；
▲尽量减少加工面数和加工面积；
▲尽量采用标准件；
▲增加相同形状、相同元素（直径、圆角半径、配合、
螺纹、键、齿轮模数等）的数量；
第9页/共63页
3) 合理的制造精度和表面粗糙度
零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急剧增加。决不能盲目追求高精度，应在满足使用要求的前提下，尽量采用较低的精度和表面质量。
4) 尽量减小零件的加工量
▲毛坯形状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。力求使少或无切削加工，节约材料、降低成本。
▲尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金等先进工艺满足上述要求。
欲设计出工艺性良好的零件，设计者必须虚心向工艺技术人员和一线工人学****在实践中积累经验。
第10页/共63页