機(jī)械設(shè)計(jì) -概論知識

1、機(jī)械設(shè)計(jì) -概論第一章 機(jī)械設(shè)計(jì)概論1-1 本課程的主要內(nèi)容及性質(zhì)一、課程內(nèi)容機(jī)械機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱組成機(jī)械的基本單元： 機(jī)構(gòu)運(yùn)動單元 機(jī)械原理 零件制造單元 機(jī)械設(shè)計(jì)討論通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)方法，如零部件的工作原理、工作能力、參數(shù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等第一章 概論關(guān)系：機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)機(jī)械原理原理方案設(shè)計(jì)零件通用零件專用零件傳動件連接件支承件其 他齒輪、蝸桿、帶、鏈螺紋、鍵、花鍵、銷軸、軸承聯(lián)軸器、彈簧、機(jī)架水輪機(jī)葉片、活塞、曲軸機(jī)器是由機(jī)械零部件組成的整體，各個(gè)零件之間有緊密聯(lián)系。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)有整體的設(shè)計(jì)觀念。本課程重點(diǎn)討論通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)方法。第一章 概論內(nèi)容、性質(zhì)及要求二、課程的

2、性質(zhì)及重要性設(shè)計(jì)性技術(shù)基礎(chǔ)課，綜合性強(qiáng)基礎(chǔ)課機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)課機(jī)械設(shè)計(jì)是影響機(jī)械產(chǎn)品性能、質(zhì)量和成本的主要因素三、學(xué)習(xí)要求1、掌握通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)方法和步驟；2、初步具備設(shè)計(jì)機(jī)械傳動裝置及簡單機(jī)械的能力；3、能在設(shè)計(jì)中運(yùn)用各種技術(shù)資料（標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊）。第一章 概論內(nèi)容、性質(zhì)及要求教材及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1、機(jī)械設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇） 張衛(wèi)國、饒芳等編，華工出版社2、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 唐增寶等主編，華工出版社3、機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)場教學(xué)指導(dǎo)書 ，自編，東一樓205室 周、李4、機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，自編， 東一樓205室 周、李第一章 概論內(nèi)容、性質(zhì)及要求五、成績評定平時(shí)成績(30) 作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、小測驗(yàn)、考勤、課堂表

3、現(xiàn)考試成績(70) 閉卷考試注意：不無故缺課，不遲到、不早退；按時(shí)完成作業(yè)，杜絕抄襲第一章 概論內(nèi)容、性質(zhì)及要求課堂講授：28 學(xué)時(shí)教 學(xué) 安 排現(xiàn)場教學(xué)：2 學(xué)時(shí)地點(diǎn)：東一樓 401帶傳動實(shí)驗(yàn)：2 學(xué)時(shí)地點(diǎn)：東一樓101 周老師、李老師第 3 周周四56節(jié)，1205班第 3 周周四78節(jié)，1206 班第 2 周周三7節(jié)，1205班第 2 周周三8節(jié)，1206 班零件的工作能力 50 kN吊鉤最大起重量50 kN工作能力或承載能力50 kN第一章 概論一般問題這個(gè)限度通常是以零件承受載荷的大小來表示，所以又常稱為“承載能力”不失效條件下零件的安全工作限度二、承載能力判定條件（設(shè)計(jì)準(zhǔn)則）同一零件

4、可能發(fā)生各種不同形式的失效Fn軸可能出現(xiàn)的失效形式：斷裂強(qiáng)度條件：工作應(yīng)力許用應(yīng)力 或 剛度條件： 實(shí)際變形量許用變形量 y y、 、 第一章 概論一般問題穩(wěn)定性條件： 工作轉(zhuǎn)速 n 許用轉(zhuǎn)速 n塑性變形過大彈性變形共振 類比設(shè)計(jì) 與已有的同類產(chǎn)品進(jìn)行比較來設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。這種方法在工程實(shí)際中用得較多，特點(diǎn)是節(jié)省時(shí)間，較可靠。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)實(shí)踐中歸納出的經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺乏創(chuàng)新。 模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用于大型、復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)。第一章 概論一般問題現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法： 優(yōu)化設(shè)計(jì) 對工程實(shí)際問題進(jìn)行抽象，建立數(shù)學(xué)模型，用優(yōu)化方法求解，得出最佳設(shè)計(jì)結(jié)果。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）包括設(shè)計(jì)、繪圖和工程分析

5、。 概率設(shè)計(jì)（可靠性）將概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論運(yùn)用于機(jī)械設(shè)計(jì)。 有限元設(shè)計(jì) 并行設(shè)計(jì)第一章 概論一般問題 虛擬設(shè)計(jì)1-3 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 （教材1-3-四）一、載荷及應(yīng)力的分類1、載荷的分類靜載荷變載荷不隨時(shí)間改變或變化緩慢隨時(shí)間作周期性或非周期性變化名義載荷計(jì)算載荷理想工作條件下的載荷作用于零件的實(shí)際載荷計(jì)算載荷名義載荷=K 載荷系數(shù)？載荷作用于零件上的力或力矩第一章 概論機(jī)械零件的強(qiáng)度即：Fca = KF或 Tca = KT12、應(yīng)力的分類靜應(yīng)力變應(yīng)力不隨時(shí)間改變或變化緩慢隨時(shí)間作周期性或非周期性變化變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力周期性循環(huán)變應(yīng)力非穩(wěn)定變應(yīng)力非周期性變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力非對稱循環(huán)變應(yīng)力對

6、稱循環(huán)變應(yīng)力脈動循環(huán)變應(yīng)力第一章 概論機(jī)械零件的強(qiáng)度載荷引起的表面應(yīng)力或體積應(yīng)力幾個(gè)應(yīng)力參數(shù)循環(huán)特征： 表示應(yīng)力變化的情況對稱循環(huán) r =-1；脈動循環(huán) r =0；非對稱循環(huán) r 0 且 | r | 1; 靜應(yīng)力 r =+1用r 表示循環(huán)特征為 r 的變應(yīng)力。如 -1、0 等平均應(yīng)力：應(yīng) 力 幅：對稱循環(huán):m= 0; a =max脈動循環(huán):m=a =max / 2第一章 概論機(jī)械零件的強(qiáng)度注意：變載荷 變應(yīng)力靜載荷 靜應(yīng)力 ？或 變應(yīng)力nF an二、靜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題(靜強(qiáng)度)主要失效形式：塑性變形或斷裂強(qiáng)度條件：ca 或 ca 塑性材料：許用應(yīng)力：lim 、lim 極限應(yīng)力 S 安全系數(shù)

7、lim = s ；lim = s脆性材料：lim = b ；lim = bs、s 材料屈服極限第一章 概論機(jī)械零件的強(qiáng)度maxmintO a b、b 材料強(qiáng)度極限三、變應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題(疲勞強(qiáng)度)主要失效形式：疲勞破壞初始裂紋疲勞區(qū)(光滑)粗糙區(qū)強(qiáng)度條件：ca lim = ？疲勞破壞與零件的變應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)NrNrNN0疲勞曲線N 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)rN 疲勞極限（對應(yīng)于N）N0 循環(huán)基數(shù)r 持久極限軸截面有限壽命區(qū)無限由此得：與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)的指數(shù)第一章 概論機(jī)械零件的強(qiáng)度四、安全系數(shù) S通常 S 1 變應(yīng)力時(shí)，取 lim =rN（有限壽命 N N0 ） 或 lim =r （無限壽命 N N0 ）各種材料的r 可從有關(guān)設(shè)計(jì)手冊中查取第一章 概論機(jī)械零件的強(qiáng)度重要情況