機(jī)械設(shè)計(jì)-機(jī)械零件設(shè)計(jì)總論-文庫吧
2024-12-23 15:38 本頁面
【正文】 使其用料少、易加 工、易裝配。 （ 1） 合理地提高機(jī)器的機(jī)械化和自動化水平，以期提 高機(jī)器的生產(chǎn)率。 提高使用經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的主要途徑有 （ 2） 選用高效率的傳動系統(tǒng)，盡可能減少傳動的中間 環(huán)節(jié)，以期降低能源消耗。 （ 3） 適當(dāng)?shù)夭捎梅雷o(hù)及潤滑，以延長機(jī)器的使用壽命。 （ 4） 采用可靠的密封，減少或消除滲漏現(xiàn)象。 (1)要使機(jī)器的操作者方便和安全。 因此設(shè)計(jì)時(shí)要按照人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)布置各種按鈕、手柄，使操作方式符合人們的 心理和習(xí)慣，同時(shí)，設(shè)置完善的安全裝置、報(bào)警裝置、顯示裝置等。 (2）改善操作者及機(jī)器的環(huán)境。 所設(shè)計(jì)的機(jī)器應(yīng)符合勞動保護(hù)法規(guī)的要求。降低機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲水平，防止有毒、有害介質(zhì)的滲漏，對廢水、廢氣和廢液進(jìn)行治理。 ▲ 使用功能要求 ▲ 經(jīng)濟(jì)性要求 ▲ 勞動保護(hù)要求 ▲ 可靠性要求 ▲ 其他專用要求 機(jī)器的可靠度 ——指在規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)和預(yù)定的環(huán)境下機(jī)器能夠正常工作的概率。 機(jī)器由于某種故障而不能完成預(yù)定的功能稱為失效，它是隨機(jī)發(fā)生的，其原因是零件所受的 載荷、環(huán)境溫度、零件本身物理和力學(xué)性能 等因素是隨機(jī)變化的。為了提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩個(gè)方面使其變化盡可能小。 ▲ 使用功能要求 ▲ 經(jīng)濟(jì)性要求 ▲ 勞動保護(hù)要求 ▲ 可靠性要求 ▲ 其他專用要求 其他專用要求 ——針對不同機(jī)器所特有的要求。例如： (1)對機(jī)床有長期保持精度的要求； (2)對飛機(jī)有質(zhì)量小，飛行阻力小而運(yùn)載能力大的要求； (3)對流動使用的機(jī)器有便于安裝和拆卸的要求； (4)對大型機(jī)器有便于運(yùn)輸?shù)囊蟮鹊取? ▲ 使用功能要求 ▲ 經(jīng)濟(jì)性要求 ▲ 勞動保護(hù)要求 ▲ 可靠性要求 ▲ 其它專用要求 機(jī)械零件的失效： 機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作時(shí) ， 稱為 失效 。 工作能力 ——在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全工作的限度。通常此限度是對載荷而言，所以習(xí)慣上又稱為 承載能力。 例如 ， 發(fā)生強(qiáng)烈的振動 ， 聯(lián)接的松弛 ， 摩擦傳動的打滑等 。 167。 24 機(jī)械零件的主要失效形式 整體斷裂 過大的殘余變形 工作表面的過度磨損或損傷 破壞正常的工作條件 零件的失效形式 如軸、齒輪、軸瓦、軸頸、螺栓、帶傳動等。機(jī)械零件雖然有多種可能的失效形式，歸納起來最主要的為 機(jī)械零件失效實(shí)例： 潘存云教授研制 輪齒塑性變形 潘存云教授研制 齒輪輪齒折斷 潘存云教授研制 軸承內(nèi)圈破裂 潘存云教授研制 軸承外圈塑性變形 失效原因 : 強(qiáng)度 、 剛度 、 耐磨性 、 振動穩(wěn)定性 、 溫度等 原因 。 統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示： 斷裂僅占 %。 腐蝕 、 磨損 、 疲勞破壞占 %。 這是主要失效原因。 潘存云教授研制 齒面接觸疲勞 潘存云教授研制 軸瓦磨損 ▲ 避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求 ▲ 結(jié)構(gòu)工藝性要求 ▲ 經(jīng)濟(jì)性要求 ▲ 質(zhì)量小的要求 ▲ 可靠性要求 機(jī)器是由各種各樣的零部件組成的，要使所設(shè)計(jì)的機(jī)器滿足基本要求，就必須使組成機(jī)器的零件滿足以下要求： 應(yīng)保證零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、壽命。 167。 25 設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求 一、避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求 提高零件強(qiáng)度的措施有： ▲ 采用高強(qiáng)度的材料 ▲ 使零件具有足夠的截面尺寸 ▲ 合理設(shè)計(jì)零件的截面形狀，增大慣性矩 ▲ 采用熱處理和化學(xué)處理方法提高材料的強(qiáng)度性能 ▲ 提高零件的制造精度，以減少工作時(shí)的動載荷 ▲ 合理配置零件的相對位置，以降低零件的載荷 2. 剛度要求 零件在工作時(shí)的彈性變形不能超過允許的范圍稱為零件的 剛度要求 。 提高零件剛度的措施有 ▲ 增大零件的截面尺寸或增大慣性矩； ▲ 縮短支承的跨距或采用多點(diǎn)支承。 3. 壽命要求 影響零件壽命的主要因素有 大部分零件工作在變應(yīng)力下，故疲勞破壞是引起零件破壞的主要原因。影響疲勞強(qiáng)度的因素有 疲勞破壞 腐蝕 磨損 ▲ 應(yīng)力集中 ▲ 零件的尺寸大小 ▲ 零件表面質(zhì)量及環(huán)境狀況 零件處在腐蝕性介質(zhì)中工作時(shí)，可能使材料遭到腐蝕。 抗腐蝕的措施有 ▲ 表面發(fā)蘭（發(fā)黑） ▲ 表面鍍層 ▲ 表面涂漆 ▲ 表面陽極化 二、結(jié)構(gòu)工藝性要求 零件工藝性良好的標(biāo)志 ——在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工而加工費(fèi)用又很低。 工藝性的基本要求： (1) 毛坯選擇合理 制備方法： 選用型材、鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。 毛坯選擇與生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性有關(guān)。 單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選用棒料、板材、型材或焊件。 大批量生產(chǎn)時(shí)，往往選用鑄造、鍛造、沖壓等方法。 (2) 結(jié)構(gòu)簡單合理 ▲ 最好采用平面、柱面、螺旋面等簡單表面及其組合 ▲ 盡量減少加工面數(shù)和加工面積 (3) 合理的制造精度和表面粗糙度 零件的加工成本隨精度和表面粗糙度的提高而急劇增加。決不能盲目追求高精度，應(yīng)在滿足使用要求的前提下，盡量采用較低的精度和表面質(zhì)量。 ▲ 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件 ▲ 增加相同形狀、相同元素（直徑、圓角半徑、配合、螺紋、鍵、齒輪模數(shù)等）的數(shù)量 (4) 盡量減小零件的加工量 ▲ 毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力求使少或無切削加工，節(jié)約材料、降低成本 ▲ 盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉 末冶金等先進(jìn)工藝滿足上述要求 欲設(shè)計(jì)出工藝性良好的零件，設(shè)計(jì)者必須虛心向工藝技術(shù)人員和一線工人學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)。 三、經(jīng)濟(jì)性要求 零件的經(jīng)濟(jì)性首先表現(xiàn)在零件的生產(chǎn)制造成本上。 ▲ 簡化零件的結(jié)構(gòu)，降低材料消耗 ▲ 采用無余量、少余量的毛坯，減少加工工時(shí) ▲ 采用廉價(jià)而充足的材料代替昂貴材料 ▲ 大型零件采用組合結(jié)構(gòu)而非整體結(jié)構(gòu) ▲ 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件 四、質(zhì)量小的要求 減小質(zhì)量的好處 節(jié)約材料； 減小慣性，改善機(jī)器的動力性能。 減小質(zhì)量的措施： ▲ 采用緩沖裝置來降低零件所受沖擊載荷
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