河科大机械零件教案第2章 机械设计总论

河北科技大学教案用纸第1页第1次课2学时上次课复习：本次课题（或教材章节题目）：1)机械设计总论教学要求：1）使学生对机械零件的强度有所了解。2)失效、失效形式、计算准则重点：失效形式、计算准则难点：失效教学手段及教具：多媒体或课堂讲授讲授内容及时间分配：失效形式及计算准则45分钟课后作业理解机械、失效、计算准则参考资料《机械设计》谈嘉祯主编中国标准出版社《机械设计》朱文坚主编高等教育出版社《机械设计试题精选与答题技巧》姜洪源主编哈尔滨工业大学出版社第二章机械设计总论§2-1机器的组成动力机：机器的驱动部分，它将各种能量（电能、热能等）转化为机械能并供给机器。传动装置：传递动力和运动的中间环节。主要用于传递、分配、改变能量和扭矩，以及改变运动形式。工作机：完成生产任务的部分，其结构形式完全取决于机本身的用途。另外：控制与操作系统、感知系统§2-3对机器的要求（一）使用功能要求；（二）经济要求；（三）劳动保护要求；（四）可靠性要求；（五）其它专用要求。§2-4机械零件的主要失效形式失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，则称为失效。断裂：零件承受过大载荷时，截面上的应力超过零件材料的强度极限，从而导致零件断裂。这种失效又可分为静强度断裂和疲劳强度断裂两类。表面失效：彼此互相接触的零件之间都是静或动接触关系，摩擦发生在接合面、环境介质也包围于零件工作面，故损伤与失效常发生于零件的表面，如磨损、表面疲劳等。过量变形：机械零件承受载荷时，总要产生弹性变形，当弹性变形量超过许用值时零件或机器就不能正常工作；更严重时，还会产生塑性变形，不仅导致零件的形状和尺寸的改变，破坏零件之间的配合关系，甚至导致零件丧失工作能力。§2-5设计机械零件时应满足的基本要求（一）避免在预定寿命期内失效的要求1强度2刚度3寿命（二）结构工艺性要求（三）经济性要求（四）质量小的要求（五）可靠性要求§2-6机械零件的计算准则（一）强度准则（二）刚度准则（三）寿命准则（四）振动稳定性准则（五）可靠性准则§2-7机械零件的设计方法机械零件的设计方法通常分为常规设计方法和现代设计方法两大类。常规设计方法是指采用一定的理论分析和计算，结合人们在长期的设计和生产实践中总结出的方法、公式、图表等进行设计的方法。它又可分为：（一）理论设计（二）经验设计（三）模型实验设计§2～9机械零件材料的选用原则一、常用材料金属材料黑色金属：良好的铸造、切削加工、抗磨、抗压和减震性能，且价格低廉。有色金属：根据材料品种的不同，具有一些特殊的性能，如耐腐蚀、绝缘、耐磨等。非金属材料：高分子材料、陶瓷、复合材料二、材料选择的一般原则１．使用要求２．制造工艺要求３．经济性要求§2～10机械零件设计中的标准化标准化就是要通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、设计方法、制图要求等，制定出大家共同遵守的标准。2、标准化的益处3、与设计有关的标准:国际标准国家标准行业标准企业标准等如：ISOGBJB、YBQB4、国标分为：强制标准和推荐标准强制性国家标准：代号为GB××××(为标准序号)－××××(为批准年代)强制性国标必须严格遵照执行，否则就是违法。推荐性国家标准：代号为GB／T××××－××××，这类标准占整个国标中的绝大多数。如无特殊理由和特殊需要，必须遵守这些国标，以期取得事半功倍的效果§2～10机械零件设计中的标准化机械现代设计方法通常是相对传统的设计方法而言的。现代设计方法从总体上概括为力求运用现代应用数学、应用力学、微电子学及信息科学等方面的最新成果与手段实现下列转换：以动态的取代静态的─如机器结构动力学计算。以定量的取代定性的─如有限元计算。以随机量取代确定量─如可靠性设计。以优化设计取代可行性设计