大連理工機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)作業(yè)解答第9章機(jī)械零件設(shè)計概論

大連理工機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)作業(yè)解答第9章機(jī)械零件設(shè)計概論匯報人：AA2024-01-14目錄CONTENTS機(jī)械零件設(shè)計基本概念摩擦、磨損及潤滑概述機(jī)械傳動總論連接零件設(shè)計軸承設(shè)計基礎(chǔ)聯(lián)軸器、離合器和制動器設(shè)計總結(jié)回顧與拓展延伸01CHAPTER機(jī)械零件設(shè)計基本概念機(jī)械零件是組成機(jī)器的基本單元，用于實(shí)現(xiàn)特定的運(yùn)動和動力傳遞功能。機(jī)械零件定義根據(jù)零件在機(jī)器中的作用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為軸類零件、齒輪類零件、軸承類零件、箱體類零件等。機(jī)械零件分類機(jī)械零件定義與分類設(shè)計原則機(jī)械零件設(shè)計應(yīng)遵循功能性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性和美觀性等原則。設(shè)計方法包括經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法、類比設(shè)計法、優(yōu)化設(shè)計法和有限元分析等現(xiàn)代設(shè)計方法。設(shè)計原則及方法為提高零件的通用性和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，應(yīng)采用國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸、公差和表面質(zhì)量等。按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的同類零件，在尺寸、功能上能夠彼此相互替換的性能?；Q性分為完全互換性和不完全互換性，設(shè)計時需根據(jù)具體情況選擇。標(biāo)準(zhǔn)化與互換性互換性標(biāo)準(zhǔn)化02CHAPTER摩擦、磨損及潤滑概述摩擦現(xiàn)象兩個相互接觸的物體在相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運(yùn)動的現(xiàn)象。摩擦機(jī)理摩擦的產(chǎn)生是由于接觸表面上的微觀凸峰相互嚙合、碰撞以及分子間的相互吸引力所致。在摩擦過程中，會發(fā)生粘著、犁溝和微切削等作用。摩擦現(xiàn)象及機(jī)理常見的磨損類型有磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損等。磨損類型影響磨損的因素包括載荷、速度、溫度、潤滑條件、材料性質(zhì)以及表面粗糙度等。影響因素磨損類型與影響因素潤滑是通過在摩擦表面間加入潤滑劑，形成潤滑膜以減少摩擦和磨損的過程。潤滑膜的形成可以是液體潤滑膜、邊界潤滑膜或混合潤滑膜。潤滑原理選擇潤滑劑時需要考慮摩擦副的工作條件（如載荷、速度、溫度等）、摩擦副的材料性質(zhì)以及潤滑劑的性能（如粘度、油性、極壓性等）。常用的潤滑劑有潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑等。潤滑劑選擇潤滑原理及潤滑劑選擇03CHAPTER機(jī)械傳動總論傳動類型與特點(diǎn)摩擦傳動利用摩擦力傳遞動力和運(yùn)動，如帶傳動、摩擦輪傳動等。具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、過載打滑等特點(diǎn)。嚙合傳動利用相互嚙合的齒輪或蝸桿傳遞動力和運(yùn)動，如齒輪傳動、蝸桿傳動等。具有傳動比準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長等特點(diǎn)。主動輪轉(zhuǎn)速與從動輪轉(zhuǎn)速之比，或主動輪齒數(shù)與從動輪齒數(shù)之比。傳動比定義傳動比計算傳動比分配根據(jù)齒輪齒數(shù)或帶輪直徑等參數(shù)計算傳動比，需注意各級傳動的配合關(guān)系。根據(jù)總傳動比和各級傳動的特點(diǎn)，合理分配各級傳動的傳動比，以實(shí)現(xiàn)最佳傳動效果。030201傳動比計算與分配輸出功率與輸入功率之比，反映傳動的能量損失情況。傳動效率定義包括摩擦損失、嚙合損失、軸承損失等，導(dǎo)致能量在傳遞過程中被消耗。功率損失原因選用高效傳動方式、減少摩擦和磨損、提高制造精度和裝配質(zhì)量等。提高傳動效率措施傳動效率與功率損失04CHAPTER連接零件設(shè)計螺紋連接原理螺紋連接是利用螺紋的旋合實(shí)現(xiàn)連接件之間的可拆卸連接，具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。螺紋連接類型根據(jù)螺紋牙型、旋向和連接方式的不同，螺紋連接可分為普通螺紋連接、管螺紋連接、矩形螺紋連接、梯形螺紋連接、鋸齒形螺紋連接等類型。螺紋連接原理及類型VS鍵連接是通過鍵與鍵槽的配合實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件之間的周向固定，以傳遞扭矩和運(yùn)動。鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、裝拆方便等特點(diǎn)。鍵連接應(yīng)用鍵連接廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器等與軸的連接。根據(jù)使用要求不同，鍵可分為平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等類型。鍵連接特點(diǎn)鍵連接特點(diǎn)與應(yīng)用花鍵連接是由內(nèi)花鍵和外花鍵組成的一種連接形式，通過內(nèi)外花鍵的齒形配合實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件之間的連接。花鍵連接具有承載能力強(qiáng)、定心精度高、導(dǎo)向性好等優(yōu)點(diǎn)，常用于傳遞大扭矩或要求定心精度高的場合。銷連接是利用銷釘穿過被連接件的孔實(shí)現(xiàn)連接的一種方式。銷連接具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、可多次重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，常用于定位或傳遞不大的載荷。根據(jù)使用要求不同，銷可分為圓柱銷、圓錐銷、開口銷等類型?；ㄦI連接銷連接花鍵連接和銷連接05CHAPTER軸承設(shè)計基礎(chǔ)

滑動軸承結(jié)構(gòu)類型與特點(diǎn)整體式滑動軸承結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，但調(diào)整和維修不便，適用于輕載、低速或間歇性工作的機(jī)器中。對開式滑動軸承由軸承蓋、軸承座、軸瓦、緊固件和密封件等零件組成，便于調(diào)整和維修，應(yīng)用廣泛。自動調(diào)心式滑動軸承軸瓦外表面做成球面形，與軸承座的內(nèi)孔相配合，能自動適應(yīng)軸的撓曲變形，適用于軸的剛度小、制造精度較低的場合。滾動軸承類型選擇及壽命計算根據(jù)載荷性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、調(diào)心性能、安裝和拆卸方便性以及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇適合的滾動軸承類型。滾動軸承類型選擇根據(jù)軸承的載荷譜、轉(zhuǎn)速、潤滑方式及軸承的基本額定動載荷等參數(shù)，利用壽命計算公式進(jìn)行估算。滾動軸承壽命計算根據(jù)軸的受力情況和機(jī)器的工作條件，選擇合適的軸承配置方式，如一端固定、一端游動，兩端固定等。軸承配置根據(jù)工作條件、溫升和配合性質(zhì)確定合適的軸承間隙，保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和壽命。軸承間隙根據(jù)工作條件和環(huán)境因素選擇適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┖兔芊庋b置，確保軸承的充分潤滑和良好密封。軸承的潤滑與密封考慮軸承的安裝和拆卸方便性，選擇合適的緊固件和安裝方法，以便于維修和調(diào)整。軸承的安裝與拆卸軸承組合設(shè)計考慮因素06CHAPTER聯(lián)軸器、離合器和制動器設(shè)計適用于兩軸對中精度較高、無沖擊、軸的剛度較大及載荷平穩(wěn)的場合，如凸緣聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器具有緩沖和減振功能，適用于有沖擊、兩軸對中精度較低的場合，如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器等。彈性聯(lián)軸器允許較大的軸向、徑向和角向位移，適用于兩軸有較大偏斜的場合，如萬向聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器等。撓性聯(lián)軸器聯(lián)軸器類型選擇及性能分析利用兩半離合器端面上的牙相互嵌合或脫開以實(shí)現(xiàn)接合或分離的，適用于低速、輕載的場合。牙嵌離合器利用接合元件間的摩擦力傳遞扭矩的，能在工作過程中實(shí)現(xiàn)接合或分離，適用于高速、重載的場合。摩擦離合器利用電磁力傳遞扭矩的，通過控制電流來實(shí)現(xiàn)接合或分離，適用于需要遠(yuǎn)程控制或自動控制的場合。電磁離合器離合器工作原理及應(yīng)用場合通過制動塊壓緊制動輪來實(shí)現(xiàn)制動的，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制動力矩大，但沖擊和噪聲較大。塊式制動器通過制動帶抱緊制動輪來實(shí)現(xiàn)制動的，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制動力矩較小，但制動平穩(wěn)、噪聲小。帶式制動器通過制動盤與摩擦片之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)制動的，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、制動迅速，但制動力矩較小。盤式制動器利用液壓傳動原理來實(shí)現(xiàn)制動的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，但制動力矩大、制動平穩(wěn)、易于實(shí)現(xiàn)自動控制。液壓制動器制動器結(jié)構(gòu)類型及性能評價07CHAPTER總結(jié)回顧與拓展延伸機(jī)械零件是構(gòu)成機(jī)械的基本單元，其設(shè)計需滿足功能、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等要求。機(jī)械零件設(shè)計的基本概念機(jī)械零件的分類機(jī)械零件的設(shè)計準(zhǔn)則機(jī)械零件的材料選擇根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，機(jī)械零件可分為軸類、軸承類、齒輪類、聯(lián)接類、箱體類等。包括強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、穩(wěn)定性準(zhǔn)則、耐磨性準(zhǔn)則等，確保零件在正常工作條件下安全可靠。需考慮材料的力學(xué)性能、工藝性能、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)境適應(yīng)性等因素。關(guān)鍵知識點(diǎn)總結(jié)回顧典型例題解析討論解析某軸類零件的設(shè)計過程，包括功能分析、載荷計算、強(qiáng)度校核等步驟。討論某齒輪類零件的材料選擇及熱處理工藝對性能的影響。分析某聯(lián)接類零件的失效形式及預(yù)防措施。探討某箱體類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化及制造工藝改進(jìn)。例題1例題2例題3例題4先進(jìn)制造技術(shù)智能化設(shè)計綠色設(shè)計理念新型材料應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域拓展延伸01