文档介绍：第章- 机械零件设计概论

设计机械零件要注意以下几点：
（1）合理选择材料，降低材料费用；
（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；
（3）尽量采用标准化、通用化设计，为极限应力，可取S＝ — ；若材料不够均匀、计算不够精确时可取S ＝ —
5) 机械零件的接触强度
当具有一定曲面的两物体在压力下相互接触时，便在接触处产生接触应力。由于接触处产生弹性变形，实际接触处为一很小的面积并产生很大的接触应力。
σH≤[σH] [σH] =σHlim/SH
机械设计的一般过程：
确定设计任务
拟定原理方案
总体设计
零部件施工设计
鉴定和评价
产品定型设计
§1-2 机械设计基础理论
机械设计4个方面内容：
机械设计的基本要求；
机械设计中应考虑的问题；
机械设计的基本方法；
机械零件的强度设计。
机械设计的基本要求
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\造型美观等
(1)．运动和动力性能的要求
机器应在使用期内有效工作，并达到预期使用目的，保证实现预期功能。为此必须按照所要求的运动和承受的载荷，确定机械的工作原理，并选择或设计适当的工作机构和机械传动方案。
(2)．工作可靠性的要求
零件失去设计时预定的功能，称为失效。失效形式：疲劳断裂，表面磨损，表面胶合，振动过大等。
失效原因：体积强度、表面强度和刚度不足等。可靠性是指机械在预定的期限内能安全可靠的工作、不失效。
(3)．经济性要求
要求设计和制造机器的周期短，成本低，使用机器时生产效率高、能耗低、维修管理费用低。
经济性要求
选择价廉和市场供应充分的材料；
    缩短加工工时和费用；
   便于维修保养；
采用标准零件；简化设计，保证互换性，便于机械的修配，保证零件的质量并降低其成本。只有在采用标准零件不能满足机械使用要求时，才允许采用非标准零件。
(4)．操作方便和安全的要求
设计的机械必须能够操作方便、安全、舒适，减轻劳动强度。
(5)．各种机械的特殊要求
此外，应注意各种机械的特殊要求。例如：机床应能在规定的使用期限内保持精度；食品、医药等机械应能保持清洁。
机械零件设计应考虑的问题
工作能力（承载能力）
失效是指机械零件失去设计时预定的功能。
工作能力是指机械零件抵抗失效的能力。
失效形式：断裂或塑性变形；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。
影响工作能力的主要因素（失效的原因）：
强度、刚度、工作稳定性、摩擦与磨损、温度
1）  强度
强度是指零件受载荷后抵抗断裂、塑性变形和某些表面失效的能力。零件的强度不够，不仅会因零件失效使机械不能正常工作，还可能导致安全事故。强度计算是保证零件工作能力的最基本的计算准则。
失效（破坏）形式：断裂、表面损坏、塑性变形等。
2）刚度
刚度是指在一定载荷作用下零件抵抗弹性变形的能力。例如：机床的主轴和螺杆，若弹性变形过大就会影响加工精度。因此，这类零件需要有足够的刚度。
刚度的量纲：力/长度。
柔度是刚度的倒数，其量纲为：长度/力
3）工作稳定性
零件在工作时能保证稳定地正常工作。
振动稳定性：共振问题。
受压稳定性：细长杆和薄壁件。
4）耐磨性
耐磨性是指在载荷作用下具有相对运动的两零件接触界面的抗磨损能力。
据统计80％的损坏零件是因磨损而报废的。
5）耐热性
耐热性包括抗氧化、抗热变形和抗蠕变的能力。零件在高温下工作时，将因强度降低而削弱了承载能力，同时会出现蠕变，增加塑性变形，甚至会发生氧化现象，大大影响机械的精度进而使零件失效。
温度
第一，对材料机械性能的影响。当温度超过某一数值，其强度将急剧下降。
蠕变：在高温下，应力不变时，塑性变形随时间而增大。
松驰：在高温下，变形量不变时，零件内的应力随时间而减小。
第二，对零件几何尺寸变化的影响。（卡死）
第三，对润滑的影响。温度上升，润滑油的粘度和在润滑表面上的吸附能力下降。
对某一类零件，只以一种或几种失效为主，不需要同时考虑所有的失效形式。
§1-4 机械零件的常用材料
钢和铸铁
有色合金
非金属材料
 复合材料
材料的选择
1）使用要求：尺寸小重量轻—用高强度材料；
刚度高—用弹性模量高的材料；
对表面接触有要求—用表面能强化处理的材料；在高温下工作时—用耐热材料；
在腐蚀条件下工作时—用耐腐蚀材