機械零件設(shè)計概論(2)(已修改)
2025-01-19 20:15 本頁面
【正文】 第六講 機械零件設(shè)計概論 授課教師：任海濤 單 位：機電工程學(xué)院 電 話： 13281156327 電子郵箱： renhaitao@swpu, 第 9章 機械零件設(shè)計概論 167。 91 機械零件設(shè)計概述 167。 92 機械零件的強度 167。 93 機械零件的接觸強度 167。 94 機械零件的耐磨性 167。 95 機械制造常用材料及其選擇 167。 96 公差與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系 167。 97 機械零件的工藝性及標準化 167。 9－ 1 機械零件設(shè)計概述 – 機械設(shè)計應(yīng)滿足的要求 ：在 滿足預(yù)期功能 的前提下， 性能好、效率高、成本低 ；在預(yù)定使用期限內(nèi) 安全可靠，操作方便、維修簡單和造型美觀 等。 – 失效： 機械零件由于某種原因不能正常工作（ 完不成規(guī)定的功能或達不到設(shè)計要求的性能 ） 時，稱為 失效 。破壞是失效，但失效并不單純意味著破壞。 – 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 ，稱為 工作能力 。此限度 對載荷而言 時，又稱為 承載能力 。 機械零件可能的 失效形式 歸納起來主要有： ?斷裂或塑性變形 ?過大的彈性變形 ?工作表面的過度磨損或損傷 ?發(fā)生強烈的振動 （當周期性干擾力的頻率與軸的自振頻率相等或接近時，就會發(fā)生共振，導(dǎo)致振幅急劇增大，這種現(xiàn)象稱為失去振動穩(wěn)定性。共振可能在短期內(nèi)使零件損壞） ?聯(lián)接的松弛 ?摩擦傳動的打滑 等 機械零件雖然有多種可能的失效形式，但主要可歸納為 強度 、 剛度 、 耐磨性 、 穩(wěn)定性 和 溫度的影響等幾個方面的問題。 ? 對于各種不同的失效形式，相應(yīng)地有各種工作能力判定條件。這種 為防止失效而制定的判定條件 ，通常稱為 工作能力計算準則 。 ? 機械零件的設(shè)計準則有： 1) 強度準則 – 強度準則是指零件中的應(yīng)力不得超過允許的限度 ， 即 許用應(yīng)力 ，用公式表示為 ? ? ? ?? ? ? ?SSlimlim????????????2) 剛度準則 – 指零件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形量不大于允許值（ 許用變形量 ），用公式表示為： ? ?? ?? ????????????? yy3) 壽命準則 － 要求零件在預(yù)期工作期限內(nèi)，能正常工作而不失效。影響壽命的主要因素是： 腐蝕、磨損和疲勞 。 4) 振動穩(wěn)定性準則 – 在設(shè)計時應(yīng)使機器中受激振作用的各個零件的自激振動頻率與激振源的頻率錯開 。 通常應(yīng)保證 fp 或 fp 5) 可靠性準則 – 機械零件的可靠性用 可靠度 表示?？煽慷仁侵噶慵谝?guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的使用條件下完成規(guī)定功能的概率 。 如有 NT個零件在規(guī)定的工作條件下使用，在 t時刻后仍有 NS個零件能正常工作，則此零件在該工作條件下工作 t時間的可靠度為 1) 擬定零件的計算簡圖。 2) 確定作用在零件上的載荷。 3) 選擇合適的材料。 4) 根據(jù)零件可能出現(xiàn)的失效形式，選用相應(yīng)的判定條件，確定零件的形狀和主要尺寸。 – 應(yīng)當注意，零件尺寸的計算值一般并不是最終采用的數(shù)值，設(shè)計者還要根據(jù)制造零件的 工藝要求 和 標準 、規(guī)格加以圓整。 5) 繪制工作圖并標注必要的技術(shù)條件。 機械零件的設(shè)計常按下列步驟進行： 167。 9－ 2 機械零件的強度 – 進行強度計算所依據(jù)的、作用于零件上的外力 F、彎矩 M、扭矩 T以及沖擊能量等，統(tǒng)稱為 載荷 。 – 在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷稱為 名義載荷 。 – 考慮機器運轉(zhuǎn)時動力參數(shù)的不穩(wěn)定，工作阻力變化等原因，使零件受到各種附加載荷而引入的影響系數(shù)稱為 載荷系數(shù) 。 – 載荷系數(shù)與名義載荷的乘積，稱為 計算載荷 。 – 按照名義載荷用力學(xué)公式求得的應(yīng)力，稱為 名義應(yīng)力 。 – 按照計算載荷求得的應(yīng)力，稱為 計算應(yīng)力。 – 利用強度準則判斷零件的強度常用的方法有： ① 應(yīng)力法 – 應(yīng)力法是判斷 危險截面處 的 最大應(yīng)力 (σ ， τ )是否小于或等于 許用應(yīng)力 ([σ ]， [τ ])。 計算公式為 ? ? ? ?? ? ? ? ?????????SSlimlim????????② 安全系數(shù)法 – 安全系數(shù)法是判斷危險截面處的
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