第02章：机械设计总论.ppt

第2章：机械设计总论,2.1机械设计的基本要求2.2机械设计的主要内容和一般过程2.3机械零件的工作能力和计算准则2.4机械零件的设计方法2.5机械零件的材料及其选用原则2.6机械零件的结构工艺性2.7机械零件设计中的标准化2.8机械零件的强度及其设计准则2.9机械零件现代设计思想和方法简介,习题：22，25，27,思考题2-1至2-11,第2章：机械设计总论,第2章：机械设计总论,2.1机械设计的基本要求使用要求经济性要求社会性要求舒适、方便可靠性要求,第2章：机械设计总论,2.2机械设计的主要内容和一般步骤,主要内容确定工作原理进行运动学和动力学计算零部件工作能力计算总装配图与零件图设计,第2章：机械设计总论,第2章：机械设计总论,2.3机械零件的工作能力和计算准则1.强度准则2.刚度准则3.耐磨性准则4.振动与噪声准则5.散热性准则6.可靠性准则,工作能力零件抵抗失效的能力失效零件失去设计时预定的功能,ASF/lim,2.4机械零件的设计方法（1）理论设计（a）设计计算（b）校核计算F/AFlimA/S（2）经验设计（3）模型设计,第2章：机械设计总论,2.5机械零件的材料及其选用原则,2.5机械零件的材料及其选用原则,2.6机械零件的结构工艺性,2.6机械零件的结构工艺性,2.6机械零件的结构工艺性,2.6机械零件的结构工艺性,2.6机械零件的结构工艺性,2.6机械零件的结构工艺性,2.6机械零件的结构工艺性,2.6机械零件的结构工艺性,2.6机械零件的结构工艺性,2.7机械零件设计中的标准化,“三化”已被列为必须执行的技术法规国家标准（GB）、部颁标准（JB等）出口产品应满足国际标准ISO,第2章：机械设计总论,（了解标准化、通用化、系列化的概念与意义）,2.8机械零件的强度及其设计准则,第2章：机械设计总论,2.8.1机械零件的载荷2.8.2机械零件的应力2.8.3静应力作用下的强度计算2.8.4变应力下的强度计算,2.8.1机械零件的载荷,载荷-力与力矩的总称静载荷、变载荷对称应力，r=-1变应力非对称应力，-1r1不稳定变应力,第2章：机械设计总论,2.8.2机械零件的应力,2.8.2机械零件的应力,m,(max+min),m(max+min)/2,a(max-min)/2,2.8.2机械零件的应力,2.8.2机械零件的应力,2.8.2机械零件的应力,2.8.2机械零件的应力,2.8.3静应力作用下的强度计算,整体强度：体内应力（、）许用应力表面强度：表面应力（H）相应的许用应力,第2章：机械设计总论,2.8.3静应力作用下的强度计算,单向应力作用下的强度：或：SS弯扭复合应力作用下的强度：第3强度理论,第2章：机械设计总论,2.8.4变应力作用下的强度计算,第2章：机械设计总论,1、疲劳曲线与极限应力2、材料的简化极限应力图3、零件的简化极限应力图4、零件的极限应力5、稳定变应力下零件的强度计算6、规律性不稳定变应力下零件的强度计算,1、疲劳曲线与极限应力,2.8.4变应力作用下的强度计算,例2-145号钢的对称循环疲劳极限1280MPa，设m9，N0107，求应力循环次数N分别为106、105时的对称循环有限疲劳极限。,2.8.4变应力作用下的强度计算,问题:r=-11,有无穷的应力循环用实验的方法确定无穷的极限应力?不可能能否用某些特殊的极限应力(-1、0、s)表示任意情况下的极限应力？,2、3、材料/零件的简化极限应力图,2.8.4变应力作用下的强度计算,2.8.4变应力作用下的强度计算,2、3、材料/零件的简化极限应力图,4、零件的极限应力,第2章：机械设计总论,m60120180240300360420480540600660720a20406080100120140160180200220240r.5.5.5.5.5.5.5.5.5.5.5.5,m60120180240300360420480540600660720a10305075100130160190225260300360r.7.6.57.52.5.47.45.43.41.40.38.33,补充习题：推导2.26式,5、稳定循环变应力下机械零件的疲劳强度,（1）r=-1,单向应力r=-1m=0,只有a,第2章：机械设计总论,（2）r=-1,弯扭复合应力,复合应力第3强度理论-1/-1=2,第2章：机械设计总论,5、稳定循环变应力下机械零件的疲劳强度,（3）r-1,单向应力在OES区域,第2章：机械设计总论,5、稳定循环变应力下机械零件的疲劳强度,（3）r-1,单向应力在OEA区域将非对称循环等效成对称循环,第2章：机械设计总论,5、稳定循环变应力下机械零件的疲劳强度,第2章：机械设计总论,（4）r-1,复合应力,5、稳定循环变应力下机械零件的疲劳强度,5、稳定循环变应力下机械零件的疲劳强度,例2-2合金钢18CrMnTi的屈服极限S950MPa，疲劳极限-1550MPa，试绘制其简化极限应力图，并求当循环特性r0.5时的极限应力。,5、稳定循环变应力下机械零件的疲劳强度,5、稳定循环变应力下机械零件的疲劳强度,6、规律性不稳定单向循环变应力下机械零件的疲劳强度,第2章：机械设计总论,问题:r不变，每次的应力1、2、n大小不同解决的理论(Miner假设),由于应力4r可不考虑它对强度的影响,第2章：机械设计总论,设一稳定变应力q，它产生的损伤效果与所有变应力的效果同,6、规律性不稳定单向循环变应力下机械零件的疲劳强度,第2章：机械设计总论,等效应力q等效循环次数Nq,6、规律性不稳定单向循环变应力下机械零件的疲劳强度,当循环次数为Nq时，由图2.11b可知其相应得等效疲劳极限为rq，由疲劳曲线可知,对称循环r=-1脉动循环r=0,第2章：机械设计总论,例2-3一转轴受规律性不稳定对称循环应力，如右图所示，转轴工作时间th=200h，转速n=100r/min，材料为45钢调质，硬度为200HBS，-1=270MPa，S=1.5。求寿命系数KN、等效疲劳极限-1q和实际安全系数S。,第2章：机械设计总论,第2章：机械设计总论,第2章：机械设计总论,感悟生活（1）,名人、伟人是普通人，人有的缺点他们都有努力控制自己，千万不要发脾气,法国球星齐达内,人何时最美？微笑时最美人何时最丑？发脾气时最丑,感悟生活