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1、第二章 機械及機械零件設計概述,第三節(jié) 機械零件設計的基本要求、一般 步驟和設計計算方法,第一節(jié) 機器的組成,第二節(jié) 機械設計的基本要求、一般程序 和方法,第一節(jié) 機器的組成,機器的組成,原動部分：驅動整部機器以完成預定功能的動力源。,執(zhí)行部分：是用來完成機器預定功能的組成部分，（ 起重機中的起重吊運機構和挖掘機中的挖掘機構）。,傳動系統(tǒng)：完成從原動機到執(zhí)行部分的運動形式、運動及動力參數(shù)轉變的任務。,控制部分：用來處理機器各組成部分之間，以及與外部其它機器之間的工作協(xié)調關系，它通常由各種計算機和控制器組成。,第二節(jié) 機械設計的基本要求、一般程序和方法,一、機械設計的基本要求,1功能
2、要求 工作可靠，有效地實現(xiàn)預期的功能。,4造型美觀和減少環(huán)境污染 外觀造型和色彩應協(xié)調、大方，符合工業(yè)美學要求。減輕 噪音、廢氣、廢液對環(huán)境的污染。,2經(jīng)濟性要求 生產成本低、使用消耗小、維護費用低。,3操作方便、勞動保護要求,5其它要求 如大型機器應便于起重、運輸，食品機器應能保持產品清 潔等。,,二、機械設計的一般程序,作為一部完整的機器，它是一個復雜的系統(tǒng)。要提高設計質量，必須有一個科學的設計程序。機械設計是一個創(chuàng)新與借鑒相結合的過程，一般程序如下：,計劃階段研究和確定設計任務,方案設計階段擬定總體設計方案,技術設計階段計算和結構設計,技術文件編制階段,,試制、鑒定,產品定型
3、,三、設計方法,1內插式設計,2外推式設計,3開發(fā)性設計,第三節(jié) 機械零件設計的基本要求、一般步驟 和設計計算方法,一、機械零件設計的基本要求,1選擇零件的類型和結構。 2建立力學模型，進行受力分析，確定名義載荷和計算載荷。 名義載荷根據(jù)額定功率或生產阻力用力學公式計算出作用在零件上的載荷， (如力F、功率P、轉矩T)。 名義載荷是機械在平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷，它沒有反映原動機和工作機間的實際載荷隨時間作用的不均勻性、載荷在零件上分布的不均勻性及其他影響零件受力情況等因素。 計算載荷載荷系數(shù)K與名義載荷的乘積。 Fca=KF，Pca=KP，Tca=KT 3分析零件可能出
4、現(xiàn)的失效形式，確定相應的工作能力計算準則。,4選用合適的材料、熱處理工藝或其它處理工藝。 5進行零件的應力和變形計算，按零件的工作能力計算準則確定零件的主要尺寸，并對加以標準化或圓整。 6根據(jù)零件的主要尺寸和結構、工藝要求等繪制零件工作圖和編寫計算說明書。,三、設計計算方法,設計計算：直接求出危險截面尺寸A。,校核計算：其他方法初步設計 驗算。,一、機械零件的主要失效形式,第四節(jié) 機械零件的主要失效形式及設計計算準則,失效機械零件由于某種原因不能正常工作。,機械零件常見的失效形式有： 斷裂或塑性變形、過大的彈性變形、零件的表面破壞以及破壞正常工作條件引起的失效等。,二、機械零件的設計計算
5、準則,機械零件的設計計算準則主要有：,工作能力在不發(fā)生失效的條件下，零件能安全工作的限度。,設計準則機械零件工作能力的判定條件。,1、強度準則,ca=lim/S,強度：零件抵抗斷裂、塑變、疲勞破壞的能力。,2、剛度準則,4、 振動穩(wěn)定性準則,高速運轉機械的設計應注重此項準則。,剛度：抵抗彈性變形的能力。,3、壽命準則,實際使用壽命大于或等于預期壽命，LL。,共振：零件的固有頻率和激振源的激振頻率相重合或成整數(shù)倍關系時，零件將發(fā)生。 振動穩(wěn)定性：在設計時要使機器中受激振作用的各零件的固有頻率與激振源的頻率錯開，即,fP0.85f 或 fP1.15f,5散熱性準則,tt,第五節(jié) 機械零件的常用
6、材料及其選擇原則,一、機械零件常用材料,二、機械零件材料選擇原則,1 金屬材料,鑄鐵：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵,鋼： 低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、合金鋼、鑄鋼,2 非金屬材料 塑料、陶瓷、橡膠,1使用要求 零件的工況；對零件尺寸和質量的限制；零件的重要程度 2工藝要求 毛坯制造；機械加工；熱處理 3經(jīng)濟性要求： 材料價格；加工批量和加工費用；材料的利用率；局部品質原則;替代（盡量用廉價材料來代替價格相對昂貴的稀有材料）。,,,,,,,,,,,第六節(jié) 機械零件設計中的工藝性及標準化,1）選擇合理的毛坯種類 2）零件的結構要合理簡單 3）規(guī)定合理的制造精度和表面粗糙度,一、工藝性,二、標準
7、化,標準化對零件的尺寸、結構要素、材料性能、檢驗方法、設計方法、制圖要求等制定出各式各樣的標準，供大家共同遵守。 通用化最大限度地減少和合并產品的型式、尺寸和材料的品種，使零部件盡量在不同規(guī)格的同類產品乃至不同類產品上通用，以減少企業(yè)內部的零部件種數(shù)，從而簡化生產管理并獲得較高的經(jīng)濟效益。 系列化將尺寸和結構擬訂出一定數(shù)量的原始模型，然后根據(jù)需求，按照一定的規(guī)律優(yōu)化組合成產品系列。 標準化、通用化和系列化被統(tǒng)稱為“三化”。,第七節(jié) 現(xiàn)代機械設計方法簡介,標準化的意義：,與設計有關的標準:,國際標準國家標準行業(yè)標準企業(yè)標準等 如： ISOGB JB、HBQB,標準化有利于保證產品質量，減輕設計工作量，便于零部件的互換和組織專業(yè)化的大生產，以降低生產成本。,一、設計方法學,二、可靠性設計,三、優(yōu)化設計方法,四、有限單元法,五、計算機輔助設計,六、工業(yè)設計,
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