機(jī)械設(shè)計(jì)-機(jī)械零件設(shè)計(jì)總論-wenkub
2023-01-22 15:38:54 本頁(yè)面
【正文】 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 理論設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ——把初步設(shè)計(jì)的零、部件或機(jī)器做成小模型或小尺寸樣機(jī)，經(jīng)過試驗(yàn)的手段對(duì)其特性進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果再對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行逐步修改，達(dá)到完善。 以受拉桿為例，強(qiáng)度計(jì)算公式為 σ ≤ σlim/S 或 F/A ≤ σlim/S F ——拉力， A ——截面積。 若在時(shí)間 t+dt內(nèi)，又有 dN個(gè)零件失效，則 dt內(nèi)零件的失效的比率定義為 NdtdNt /)( ??? ——失效率 “”表示 dN的增大將使 N減少。 ——許用應(yīng)力 二、剛度準(zhǔn)則 是指零件在力作用下的彈性變形量不得超過許用值 。 167。 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。 (2) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理 ▲ 最好采用平面、柱面、螺旋面等簡(jiǎn)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。 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。 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。 這是主要失效原因。 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(dòng)等。 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。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。 所設(shè)計(jì)的機(jī)器應(yīng)符合勞動(dòng)保護(hù)法規(guī)的要求。 （ 4） 采用可靠的密封，減少或消除滲漏現(xiàn)象。 （ 5） 力求改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性，使其用料少、易加 工、易裝配。 ▲ 使用功能要求 ▲ 經(jīng)濟(jì)性要求 ▲ 勞動(dòng)保護(hù)要求 ▲ 可靠性要求 ▲ 其他專用要求 提高設(shè)計(jì)和制造經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的主要途徑有 : （ 1） 采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 (CAD)，使設(shè)計(jì)參數(shù)最 優(yōu)化 ,達(dá)到盡可能精確的計(jì)算結(jié)果 ,保證機(jī)器足夠的可靠性。這主要靠正確地選擇機(jī)器的工作原理，正確地設(shè)計(jì)或選用能夠全面實(shí)現(xiàn)功能要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和原動(dòng)機(jī)，以及合理地配置必要的輔助系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 四、 技術(shù)文件編制 技術(shù)文件 設(shè)計(jì)說明書 使用說明書 零件明細(xì)表 標(biāo)準(zhǔn)件匯總表 產(chǎn)品驗(yàn)收條件 …… 技術(shù)文件 ——用來說明產(chǎn)品性能、設(shè)計(jì)、制造、操作使用、維護(hù)或其他所有與產(chǎn)品相關(guān)的文檔資料。 計(jì)算構(gòu)件所受公稱載荷（名義載荷）大小和特性。 同類機(jī)器的成功先例應(yīng)當(dāng)借鑒，但其中的薄弱環(huán)節(jié)和不符合現(xiàn)有任務(wù)要求的部分應(yīng)當(dāng)加以改進(jìn)或替換。 因此，存在一個(gè)方案的比較和取舍問題。 在制定功能參數(shù)時(shí)一定要注意恰當(dāng)處理 需要與可能 、理想與現(xiàn)實(shí)、長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)與當(dāng)前目標(biāo) 等之間的關(guān)系。因此，要求設(shè)計(jì)者特別注意經(jīng)驗(yàn)的積累。 輔助部分 ——包括機(jī)器的潤(rùn)滑、顯示、照明等 。 執(zhí)行部分 ——完成預(yù)定的動(dòng)作，位于傳動(dòng)路線的終點(diǎn)。 211 機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介 第 2章 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論 潘存云教授研制 人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，研制了類型繁多、功能各異的機(jī)器。 27 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法 167。 23 對(duì)機(jī)器的主要要求 167。167。 24 機(jī)械零件的主要失效形式 167。 28 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟 167。尤其是蒸汽機(jī)出現(xiàn)之后，使機(jī)器具有了完整的形態(tài)。 傳動(dòng)部分 ——聯(lián)接原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行部分的中間部分。也是保 證機(jī)器正常工作不可缺少的部分 167。 一部完整的機(jī)器是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)程序。 一般而言，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能，有多種可能的方案。 潘存云教授研制 方案評(píng)價(jià)原則：經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)上可行。 一味求新而把合理的原有經(jīng)驗(yàn)棄置不用 保守和照搬原有設(shè)計(jì) 堅(jiān)決反對(duì) 三、 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 繪制總裝配草圖、部件裝配草圖，由草圖確定零部件的外形、基本尺寸和零件工作圖。 由公稱載荷大小和特性，根據(jù)工作能力準(zhǔn)則作零部件的初步設(shè)計(jì)。 潘存云教授研制 潘存云教授研制 技術(shù)設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì) 計(jì)劃 提出任務(wù) 分析對(duì)機(jī)器的要求 確定任務(wù)要求 機(jī)器功能分析 提出可能的解決辦法 組合幾種可能的方案 決策 ——選定方案 明確構(gòu)形要求 結(jié)構(gòu)化 選擇材料、確定尺寸 零件設(shè)計(jì) 編制技術(shù)文件 評(píng)價(jià) 決策 —確 定結(jié)構(gòu)形狀與尺寸 評(píng)價(jià) 部件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 機(jī)器設(shè)計(jì)的一般流程 設(shè)計(jì)機(jī)器的任務(wù)是在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展所能達(dá)到的條件下，根據(jù)生產(chǎn)及生活的需要提出的。 在滿足預(yù)期功能的前提下 ， 要求 性能好 、 效率高 、 成本低 ， 造型美觀 ， 在預(yù)定使用期限內(nèi)要 安全可靠 ， 操作方便 、 維修簡(jiǎn)單 。 （ 2） 最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化的零、部件。 （ 1） 合理地提高機(jī)器的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，以期提 高機(jī)器的生產(chǎn)率。 (1)要使機(jī)器的操作者方便和安全。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(duì)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(dòng)保護(hù)要求 ▲ 可靠性要求 ▲ 其他專用要求 其他專用要求 ——針對(duì)不同機(jī)器所特有的要求。通常此限度是對(duì)載荷而言，所以習(xí)慣上又稱為 承載能力。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(dòng)穩(wěn)定性 、 溫度等 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 ▲
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