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1、第一篇 機械設(shè)計總論 第一章 機械設(shè)計概論 11 機械設(shè)計課程的性質(zhì)與任務(wù) 一、本課程的研究對象 機器(機械): 機械系統(tǒng)、液壓氣動系統(tǒng)、控制監(jiān)測系統(tǒng)、電氣系統(tǒng) 機械零件:標(biāo)準(zhǔn)零件、非標(biāo)準(zhǔn)件 本課程的設(shè)計性、綜合性和實踐性都較強。 本課程的研究對象:一般參數(shù)的通用零件的設(shè)計理論與方法 二、本課程的任務(wù): 1)樹立正確的設(shè)計思想 2)掌握通用機械零部件的設(shè)計原理、方法和一般規(guī)律。 3)掌握一定的設(shè)計技能(查閱資料,運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。) 4)掌握典型機械零件的實驗方法,獲得基本的實驗技能。 5)了解機械設(shè)計的最新動態(tài)。 學(xué)習(xí)本課程的注意事項: 1)注意理論聯(lián)系實際,將機械零件的設(shè)計放到整個機械系統(tǒng)
2、中加以考慮。 2)注意掌握零部件的共性 3)掌握機械零部件設(shè)計的一般思路 12 機械設(shè)計的基本要求及設(shè)計程序 一、機械設(shè)計的基本要求 1、對機械設(shè)計的要求 a) 對機器使用功能方面的要求 b) 對機器經(jīng)濟性的要求 2、對機械零件設(shè)計的基本要求 a) 在預(yù)定工作期限內(nèi)正常、可靠地工作,保證機器 的各種功能 b) 要盡量降低零件的生產(chǎn)、制造成本 二、機械設(shè)計的一般程序 1、機器設(shè)計的一般程序 市場調(diào) 研 可行性 研究 原理 方案 設(shè)計 技 術(shù) 設(shè) 計 試制 試驗 小批生 產(chǎn)試銷 投 產(chǎn) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 定 出 最 佳 方 案 裝配圖、 零件圖、 技術(shù)文 件 樣 機 評 價 改 進 考核 工藝
3、性收 集用 戶意 見 產(chǎn) 品 銷 售 1)建立零件的受力模型,確定零件的計算載荷 2)選擇零件的類型與結(jié)構(gòu) 3)選擇零件的材料 4)按可能的失效形式確定零件的計算準(zhǔn)則,并確定零件的 基本尺寸,并加于標(biāo)準(zhǔn)化和圓整 5)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 6)繪制零件的工作圖,并編寫計算說明書 KPPca 2、機械零件設(shè)計的一般步驟 13 機械零件的主要失效形式和設(shè)計計算準(zhǔn)則 一、機械零件的失效形式 失效零件喪失正常工作能力或達(dá)不到設(shè)計要求的性能 失效形式:強度失效、剛度失效、磨損失效、振動、 噪聲失效、精度失效、可靠性失效 二、機械零件的計算準(zhǔn)則 工作能力零件不發(fā)生失效時的安全工作限度 計算準(zhǔn)則以防止產(chǎn)生各種可能失
4、效為目的而擬定的零件 工作能力計算依據(jù)的基本原則 1、強度準(zhǔn)則 t S S lim lim 疲勞極限 塑性材料 脆性材料 )( )( )( )( limlim YY SS BB 2、剛度準(zhǔn)則 零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力 零件在載荷作用下抵抗破壞的能力 yy y可以是撓度、偏轉(zhuǎn)角或扭轉(zhuǎn)角 3、耐磨性準(zhǔn)則 作相對運動的零件其工作表面抵抗磨損的能力 pvpvpp 4、振動和噪聲準(zhǔn)則 ffff pp 15. 1,85. 0 5、熱平衡準(zhǔn)則 tt 6、可靠性準(zhǔn)則 系統(tǒng)、機器或零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定 的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 :可靠度表示零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間 內(nèi)完成規(guī)定功能的概率
5、t R N個相同零件在同樣條件下同時工作,在規(guī)定的時間內(nèi)有Nf 個失效,剩下Nt個仍繼續(xù)工作,則 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個零件組成的串聯(lián)系統(tǒng),單個零件的可靠度:R1、R2 、 Rn, 則系統(tǒng)的可靠度為Rf=R1R2Rn 14 機械零件常用的材料及其選擇原則 一、機械零件的常用材料 1、黑色金屬 鑄鐵:灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵 鑄鋼鑄造性比鑄鐵差,但比鍛鋼和軋制鋼好。 強度性比鑄鐵好,但比鍛鋼和軋制鋼差 碳鋼與合金鋼應(yīng)用最廣泛 2、有色金屬 a) 鋁合金重量輕、導(dǎo)熱導(dǎo)電性較好、塑性好、抗氧化性 好,高強度鋁合金強度可與碳素鋼相近 b) 銅合金黃銅:Cu與Zn合金 青銅:Cu與Sn的合金 無錫青銅:Cu與鋁、硅、錳、鎳的合金。 3、非金屬材料 塑料輕、易加工成形、減摩性好,強度低,可作 為普通機械零件、絕緣體 陶瓷電熱性好,硬度高 橡膠彈性、絕緣性好,常用作彈性元件和密封元 件、減震元件 4、復(fù)合材料 二、機械零件材料選用的原則 1、使用要求 2、工藝要求 3、經(jīng)濟性要求 15 機械設(shè)計的最新進展 1、設(shè)計理論的不斷完善與發(fā)
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