第1章 機(jī)械設(shè)計概論

第1章機(jī)械設(shè)計概論機(jī)械設(shè)計1.機(jī)械1.0概述機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運動的安裝，用來變換或傳送能量、物料和信息。組成機(jī)器的根本單元：機(jī)構(gòu)——運動單元→機(jī)械原理零件——制造單元→機(jī)械設(shè)計√部件——為完成同一使命在構(gòu)造上組合在一同〔可拆或不可拆〕并協(xié)同任務(wù)的零件√機(jī)械系統(tǒng)：由許多機(jī)器、安裝、監(jiān)控儀器等組成的大型工程系統(tǒng)，或由零件、部件等組成的機(jī)器〔甚至機(jī)器中的部分〕都可以看成一個機(jī)械系統(tǒng)。原動機(jī)傳動部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)器的組成:輔助系統(tǒng)：光滑顯示照明等控制系統(tǒng)設(shè)計是為滿足某一特定要求而進(jìn)展的發(fā)明過程2.設(shè)計機(jī)械設(shè)計：機(jī)械設(shè)計可以是運用新的原理或新的概念，開發(fā)發(fā)明新的機(jī)器，也可以是在已有機(jī)器的根底上，重新設(shè)計或作部分的改革。設(shè)計范疇:提高機(jī)器的任務(wù)才干，合并或簡化機(jī)器構(gòu)造，增多或減少機(jī)器的功能，提高機(jī)器效率，降低機(jī)器能耗，變卦機(jī)器零件，改用新資料等。※機(jī)械設(shè)計是影響機(jī)械產(chǎn)品性能、質(zhì)量和本錢的主要要素。1.1課程的性質(zhì)和義務(wù)機(jī)械零件通用零件公用零件傳動件聯(lián)接件支承件其它—齒輪、蝸桿、帶、鏈—螺栓、鍵、花鍵—軸、軸承—聯(lián)軸器、彈簧、機(jī)架—水輪機(jī)葉片、活塞、曲軸1.1.1課程的研討對象1.1.2課程的研討內(nèi)容本課程主要引見普通任務(wù)條件下普通參數(shù)的通用零部件的選用或設(shè)計。討論機(jī)械零部件的設(shè)計方法，如零部件的任務(wù)才干、參數(shù)計算、構(gòu)造設(shè)計、加工工藝等。1.1.3課程的性質(zhì)——設(shè)計性技術(shù)根底課，綜合性強(qiáng)根底課機(jī)械設(shè)計專業(yè)課1.1.4學(xué)習(xí)要求1.掌握通用零部件的設(shè)計方法和步驟;2.初步具備設(shè)計機(jī)械傳動安裝及簡單機(jī)械的才干；3.能在設(shè)計中運用各種技術(shù)資料〔規(guī)范、規(guī)范、手冊〕。1.1.5學(xué)習(xí)方法1〕掌握零件設(shè)計時的共性任務(wù)原理、構(gòu)造、類型、運用場所受力分析、失效方式設(shè)計準(zhǔn)那么、設(shè)計計算2〕不死記公式，了解并掌握根本概念著眼于分析問題和處理問題才干的培育3〕掌握機(jī)械設(shè)計的特點解的不獨一性和設(shè)計過程的反復(fù)性1.2根本原那么和設(shè)計程序1.2.1設(shè)計機(jī)器時應(yīng)滿足的要求1〕運用功能要求；2〕經(jīng)濟(jì)性要求；3〕勞動維護(hù)要求；4〕可靠性要求；5〕其他特殊要求。1.2.2設(shè)計方法1〕內(nèi)插式設(shè)計2〕外推式設(shè)計3〕開發(fā)性設(shè)計1.2.3設(shè)計程序1.調(diào)查決策階段調(diào)查研討開發(fā)方案書2.研討設(shè)計階段實驗研討技術(shù)設(shè)計3.試制階段樣機(jī)試制樣機(jī)實驗技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價4.投產(chǎn)銷售階段消費設(shè)計小批試制正式投產(chǎn)銷售效力新產(chǎn)品從提出義務(wù)到投放市場的全部程序要經(jīng)過四個階段：2〕經(jīng)濟(jì)方面——設(shè)計、制造、運用1.評價內(nèi)容2.提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)價值的四個方面1〕簡化設(shè)計：減少零件數(shù)、提高三化程度1.2.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價2〕采用廉價資料3〕改善毛坯、零件加工、裝配等工藝性，合理選擇精度4〕改善消費運營管理制度1〕技術(shù)方面評價——技術(shù)可行性1.3機(jī)械零件設(shè)計概述1.3.1設(shè)計機(jī)械零件的根本要求1.滿足功能要求，可以精確實現(xiàn)預(yù)定的功能；2.任務(wù)可靠—在預(yù)定的任務(wù)期限內(nèi)不能失效；3.本錢低廉〔工藝性好，質(zhì)量小，經(jīng)濟(jì)性好〕。失效—喪失任務(wù)才干或達(dá)不到設(shè)計要求的性能，不僅僅指 破壞。主要有：—斷裂。如軸、齒輪輪齒發(fā)生斷裂—外表點蝕。任務(wù)外表片狀剝落—塑性變形。零件發(fā)生永久性變形—過大彈性變形—過度磨損—過大振動和噪聲、過熱等強(qiáng)度問題剛度問題耐磨性問題振動穩(wěn)定性問題任務(wù)才干—不失效條件下零件的平安任務(wù)限制。這個限制通常是以零件接受載荷的大小來表示，所以又常稱為“承載才干〞50kN吊鉤最大起分量——50kN任務(wù)才干或承載才干——50kN1.3.2承載才干斷定條件同一零件能夠發(fā)生各種不同方式的失效Fn軸能夠的失效方式：斷裂、過大彈性變形、塑性變形、共振強(qiáng)度條件： 任務(wù)應(yīng)力≤許用應(yīng)力 σ≤[σ]或τ≤[τ]或σH≤[σH]剛度條件：實踐變形量≤許用變形量y≤[y]、θ≤[θ]、φ≤[φ]1.3.3機(jī)械零件的設(shè)計步驟3.選擇資料4.根據(jù)失效方式選用斷定條件，設(shè)計出零件的主要參數(shù)5.繪制零件任務(wù)圖受力分析1.擬訂零件的設(shè)計簡圖2.確定載荷的大小及位置類比設(shè)計與已有的同類產(chǎn)品進(jìn)展比較來設(shè)計新產(chǎn)品。閱歷設(shè)計根據(jù)實際中歸納出的閱歷公式和閱歷數(shù)據(jù)進(jìn)展設(shè)計。模型實驗設(shè)計用于大型、復(fù)雜零件的設(shè)計。1.3.4機(jī)械零件的設(shè)計方法傳統(tǒng)設(shè)計方法：強(qiáng)度條件〔或剛度〕設(shè)計計算尺寸尺寸校核計算強(qiáng)度條件〔或剛度〕實際設(shè)計〔半閱歷設(shè)計〕現(xiàn)代設(shè)計方法：優(yōu)化設(shè)計對工程實踐問題進(jìn)展籠統(tǒng)，建立數(shù)學(xué)模型，用優(yōu)化方法求解，得