大连理工机械设计基础作业解答第9章机械零件设计概论

大连理工机械设计基础作业解答第9章机械零件设计概论汇报人：AA2024-01-14目录CONTENTS机械零件设计基本概念摩擦、磨损及润滑概述机械传动总论连接零件设计轴承设计基础联轴器、离合器和制动器设计总结回顾与拓展延伸01CHAPTER机械零件设计基本概念机械零件是组成机器的基本单元，用于实现特定的运动和动力传递功能。机械零件定义根据零件在机器中的作用和结构特点，可分为轴类零件、齿轮类零件、轴承类零件、箱体类零件等。机械零件分类机械零件定义与分类设计原则机械零件设计应遵循功能性、可靠性、经济性、工艺性和美观性等原则。设计方法包括经验设计法、类比设计法、优化设计法和有限元分析等现代设计方法。设计原则及方法为提高零件的通用性和生产效率，降低生产成本，应采用国家或行业标准规定的尺寸、公差和表面质量等。按照标准生产的同类零件，在尺寸、功能上能够彼此相互替换的性能。互换性分为完全互换性和不完全互换性，设计时需根据具体情况选择。标准化与互换性互换性标准化02CHAPTER摩擦、磨损及润滑概述摩擦现象两个相互接触的物体在相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动的现象。摩擦机理摩擦的产生是由于接触表面上的微观凸峰相互啮合、碰撞以及分子间的相互吸引力所致。在摩擦过程中，会发生粘着、犁沟和微切削等作用。摩擦现象及机理常见的磨损类型有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。磨损类型影响磨损的因素包括载荷、速度、温度、润滑条件、材料性质以及表面粗糙度等。影响因素磨损类型与影响因素润滑是通过在摩擦表面间加入润滑剂，形成润滑膜以减少摩擦和磨损的过程。润滑膜的形成可以是液体润滑膜、边界润滑膜或混合润滑膜。润滑原理选择润滑剂时需要考虑摩擦副的工作条件（如载荷、速度、温度等）、摩擦副的材料性质以及润滑剂的性能（如粘度、油性、极压性等）。常用的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂等。润滑剂选择润滑原理及润滑剂选择03CHAPTER机械传动总论传动类型与特点摩擦传动利用摩擦力传递动力和运动，如带传动、摩擦轮传动等。具有结构简单、制造容易、运转平稳、过载打滑等特点。啮合传动利用相互啮合的齿轮或蜗杆传递动力和运动，如齿轮传动、蜗杆传动等。具有传动比准确、结构紧凑、效率高、寿命长等特点。主动轮转速与从动轮转速之比，或主动轮齿数与从动轮齿数之比。传动比定义传动比计算传动比分配根据齿轮齿数或带轮直径等参数计算传动比，需注意各级传动的配合关系。根据总传动比和各级传动的特点，合理分配各级传动的传动比，以实现最佳传动效果。030201传动比计算与分配输出功率与输入功率之比，反映传动的能量损失情况。传动效率定义包括摩擦损失、啮合损失、轴承损失等，导致能量在传递过程中被消耗。功率损失原因选用高效传动方式、减少摩擦和磨损、提高制造精度和装配质量等。提高传动效率措施传动效率与功率损失04CHAPTER连接零件设计螺纹连接原理螺纹连接是利用螺纹的旋合实现连接件之间的可拆卸连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。螺纹连接类型根据螺纹牙型、旋向和连接方式的不同，螺纹连接可分为普通螺纹连接、管螺纹连接、矩形螺纹连接、梯形螺纹连接、锯齿形螺纹连接等类型。螺纹连接原理及类型VS键连接是通过键与键槽的配合实现轴与轴上零件之间的周向固定，以传递扭矩和运动。键连接具有结构简单、工作可靠、装拆方便等特点。键连接应用键连接广泛应用于各种机械设备中，如齿轮、带轮、联轴器等与轴的连接。根据使用要求不同，键可分为平键、半圆键、楔键和切向键等类型。键连接特点键连接特点与应用花键连接是由内花键和外花键组成的一种连接形式，通过内外花键的齿形配合实现轴与轴上零件之间的连接。花键连接具有承载能力强、定心精度高、导向性好等优点，常用于传递大扭矩或要求定心精度高的场合。销连接是利用销钉穿过被连接件的孔实现连接的一种方式。销连接具有结构简单、装拆方便、可多次重复使用等优点，常用于定位或传递不大的载荷。根据使用要求不同，销可分为圆柱销、圆锥销、开口销等类型。花键连接销连接花键连接和销连接05CHAPTER轴承设计基础

滑动轴承结构类型与特点整体式滑动轴承结构简单，成本低廉，但调整和维修不便，适用于轻载、低速或间歇性工作的机器中。对开式滑动轴承由轴承盖、轴承座、轴瓦、紧固件和密封件等零件组成，便于调整和维修，应用广泛。自动调心式滑动轴承轴瓦外表面做成球面形，与轴承座的内孔相配合，能自动适应轴的挠曲变形，适用于轴的刚度小、制造精度较低的场合。滚动轴承类型选择及寿命计算根据载荷性质、转速高低、调心性能、安装和拆卸方便性以及经济性等因素选择适合的滚动轴承类型。滚动轴承类型选择根据轴承的载荷谱、转速、润滑方式及轴承的基本额定动载荷等参数，利用寿命计算公式进行估算。滚动轴承寿命计算根据轴的受力情况和机器的工作条件，选择合适的轴承配置方式，如一端固定、一端游动，两端固定等。轴承配置根据工作条件、温升和配合性质确定合适的轴承间隙，保证轴承的正常运转和寿命。轴承间隙根据工作条件和环境因素选择适当的润滑剂和密封装置，确保轴承的充分润滑和良好密封。轴承的润滑与密封考虑轴承的安装和拆卸方便性，选择合适的紧固件和安装方法，以便于维修和调整。轴承的安装与拆卸轴承组合设计考虑因素06CHAPTER联轴器、离合器和制动器设计适用于两轴对中精度较高、无冲击、轴的刚度较大及载荷平稳的场合，如凸缘联轴器。刚性联轴器具有缓冲和减振功能，适用于有冲击、两轴对中精度较低的场合，如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等。弹性联轴器允许较大的轴向、径向和角向位移，适用于两轴有较大偏斜的场合，如万向联轴器、齿式联轴器等。挠性联轴器联轴器类型选择及性能分析利用两半离合器端面上的牙相互嵌合或脱开以实现接合或分离的，适用于低速、轻载的场合。牙嵌离合器利用接合元件间的摩擦力传递扭矩的，能在工作过程中实现接合或分离，适用于高速、重载的场合。摩擦离合器利用电磁力传递扭矩的，通过控制电流来实现接合或分离，适用于需要远程控制或自动控制的场合。电磁离合器离合器工作原理及应用场合通过制动块压紧制动轮来实现制动的，结构简单、紧凑，制动力矩大，但冲击和噪声较大。块式制动器通过制动带抱紧制动轮来实现制动的，结构较复杂，制动力矩较小，但制动平稳、噪声小。带式制动器通过制动盘与摩擦片之间的摩擦力来实现制动的，结构紧凑、重量轻、制动迅速，但制动力矩较小。盘式制动器利用液压传动原理来实现制动的，结构复杂、制造成本高，但制动力矩大、制动平稳、易于实现自动控制。液压制动器制动器结构类型及性能评价07CHAPTER总结回顾与拓展延伸机械零件是构成机械的基本单元，其设计需满足功能、强度、刚度、稳定性等要求。机械零件设计的基本概念机械零件的分类机械零件的设计准则机械零件的材料选择根据功能和结构特点，机械零件可分为轴类、轴承类、齿轮类、联接类、箱体类等。包括强度准则、刚度准则、稳定性准则、耐磨性准则等，确保零件在正常工作条件下安全可靠。需考虑材料的力学性能、工艺性能、经济性及环境适应性等因素。关键知识点总结回顾典型例题解析讨论解析某轴类零件的设计过程，包括功能分析、载荷计算、强度校核等步骤。讨论某齿轮类零件的材料选择及热处理工艺对性能的影响。分析某联接类零件的失效形式及预防措施。探讨某箱体类零件的结构设计优化及制造工艺改进。例题1例题2例题3例题4先进制造技术智能化设计绿色设计理念新型材料应用相关领域拓展延伸01