ch1ch2_机械设计概论

第一章绪论,11机械设计课程的内容、性质与任务,一、本课程的研究对象及研究内容,机械零件：通用零件、专用零件,实例,1、机器的组成：按机器的功能机器由原动部分、工作（执行）部分、传动部分、控制系统及一些辅助装置等组成。按机器的构成机构零件（基本组成要素）,二、本课程的任务：,1）树立正确的设计思想2）掌握通用机械零部件的设计原理、方法和一般规律。3）掌握一定的设计技能（查阅资料，运用标准、规范）。4）掌握典型机械零件的实验方法，获得基本的实验技能。5）了解机械设计的最新动态。,2、本课程的研究内容：主要介绍常用参数范围内的通用机械零件的一般设计计算方法。具体内容：总论14章；联接螺纹联接、键联接、花键联接、过盈配合联接；机械传动带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动；轴系部分轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器、离合器等；其它弹簧、机座与箱体，减速器课程设计。3、本课程性质：设计性、综合性、实践性、多样性。,21机械设计的基本要求及设计程序,一、机械设计的基本要求,1、对机器设计的要求a)对机器使用功能方面的要求b)对机器经济性的要求c)劳动保护的要求d)可靠性的要求,2、对机械零件设计的基本要求a)避免在预期寿命内失效的要求强度、刚度、寿命要求b)结构工艺性的要求c)要尽量降低零件的生产、制造成本d)可靠性的要求,第二章机械设计总论,二、机械设计的一般程序及步骤,1、机械产品设计的一般程序,计划阶段,原理方案设计,技术设计,试制试验,批量生产,设计任务书,机构运动简图,装配图、零件图,样机评价改进,产品销售,技术文件,编制技术文件,1）选择零件的类型与结构2）计算零件载荷3）分析零件的失效形式，确定设计准则4）选择零件的材料5）计算零件的基本尺寸6）设计零件的结构7）必要时进行零件的详细校核8）绘制零件的工作图，并编写计算说明书,2、机械零件设计的一般步骤,22机械零件的主要失效形式和设计准则,一、机械零件的失效形式,失效零件丧失预定功能的现象。零件设计过程最主要的是使所设计的零件在工作时不发生失效。,失效形式：整体断裂过大的残余变形零件的表面破坏（腐蚀、磨损、接触疲劳）破坏正常的工作条件,1、强度准则零件中的应力不超过允许的限度。,2、刚度准则零件在工作时产生的弹性变形超过允许的限度。,零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力,y可以是挠度、偏转角或扭转角,二、机械零件的计算准则,防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则。,强度准则的另一种表达形式安全系数表达式,3、寿命准则,零件抵抗腐蚀、磨损和接触疲劳破坏的能力。,4、振动稳定性准则,5、热平衡准则,6、可靠性准则,系统、机器或零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。,接触疲劳强度,：可靠度表示零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。,N个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有Nf个失效，剩下Nt个仍继续工作，则,不可靠度（失效概率）：,n个零件组成的串联系统，单个零件的可靠度:R1、R2、Rn，则系统的可靠度为Rf=R1R2Rn。,14机械零件常用的材料及其选择原则,一、机械零件的常用材料,1、黑色金属,铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁,铸钢铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。强度比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差。,碳钢与合金钢应用最广泛,2、有色金属,a)铝合金重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近,b)铜合金黄铜：Cu与Zn合金青铜：Cu与Sn的合金无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。,3、非金属材料塑料轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体陶瓷电热性好，硬度高橡胶弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件,4、复合材料基本相（树脂）+增强相（如玻璃纤维、碳纤维等）,二