北工大机械设计课件第2章 机械及机械零件设计概要

第二章机械及机械零件设计概要2-1机器的组成辅助系统，例如润滑、显示、照明等原动机部分传动部分执行部分控制系统原动机部分：动力源（将其他形式的能转化为机械能）执行部分（工作）：要求：运动：直线、回转、间歇动力：力（F)、力矩(M

T)、功率(P)传动部分：传递运动和动力控制系统：人脑、电脑辅助系统：冷却、润滑、电系、指示等2-2设计机器的一般程序设计是决定机器好坏的关键。产品规划方案设计技术设计编制文件试制鉴定定型设计一、产品规划：确定设计任务书内容：机器的功能、经济性、制造要求、使用

要求、预期寿命方法：市场分析、可行性分析二、方案设计：确定原理设计方案内容：原理图、机器运动简图方法：功能分析（总功能、分功能、功能元）

评价、决策（确定最优方案）三、技术设计内容：

1.形成总装配草图和部件装配草图（评价、

决策）

2.确定工作图（总装图、部装图、零件图）四、技术文件的编制内容：计算说明书、使用说明书、工艺文件等。CAECAMCAPPCAD设计制造工艺计算机辅助设计与制造2-3对机器的主要要求一、功能要求：确定原动机部分、传动部分、执行部分。

1.工作原理的选择（执行部分）实现功能可以有所不同的原理、设计不同的机器。例：齿轮：范成法：滚齿、插齿成形法：铣齿螺纹：车制法：车滚压法：搓

2.机器的运动设计（传动部分）通过机构的组合，把原动机的运动转化为执行机的预期运动。3.机器的动力设计（原动机部分）从执行部分所需功率推出原动机的驱动功率。（1）选择原动机类型：电动机、内燃机等。（2）确定原动机配置：单台或多台驱动。二、经济性要求：实现价值优化三、安全性要求

1.人身、机具安全：防护、联锁、人机工程学

2.人身、机具环境：噪声、三废、外形、色彩四、可靠性要求：在规定的时间内，规定的条件

下，实现规定功能的可能性。

可靠度

Reliability

失效概率

FailureR+F=1五、其他要求：不同机器的特有要求

例：机床：精度；

飞机：质量2-4机床零件的主要失效形式失效：失去正常的工作状态。一、整体失效：断裂静强度疲劳例：齿轮轮齿、螺栓等。二、过大的残余变形三、零件的表面破坏（占零件失效70%多）

类型：腐蚀、磨损、接触疲劳四、破坏正常工作条件引起的失效例：滑动轴承：油膜破坏

带传动：打滑

高速轴：共振2-5设计机械零件应满足的基本要求一、避免在预定寿命期内失效的要求强度、刚度、寿命二、结构工艺性要求：便于制造和装配工艺性：毛坯、制造、装配三、经济性要求：省时、省料经济性：降低消耗、简化结构、减少工时工艺性好四、质量小的要求：节约材料，节约能源

措施：缓冲、均载、等强度

、预应力。

以冲、焊件代替铸、锻件五、可靠性要求2-6机械零件的计算准则根据失效形式确定计算准则一、强度准则二、刚度准则

1.弯曲刚度

挠度

偏转角y2.扭转刚度

扭转角TT'三、寿命准则：腐蚀、磨损和疲劳

腐蚀、磨损目前尚无可靠的计算方法

疲劳寿命计算第三章介绍四、振动稳定性准则：防止共振振幅A频率f0.85ff1.15f激振频率

fp<0.85f（固有频率）

或

fp>1.15f五、可靠性准则0tIIIIII2-7机械零件的设计方法一、传统设计（一）理论设计（二）经验设计（三）模型实验设计计算校核计算二、现代设计

计算机辅助设计（CAD）

ComputerAidedDesign2-8机械零件设计的一般步骤使用要求选择零件类型计算作用载荷选择材料失效分析计算准则工作能力计算几何尺寸计算结构设计技术文件工作图说明书2-9机械零件设