機(jī)械零件設(shè)計(jì)總論ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 量。 金屬材料的性能一般可以通過熱處理加以提高和改善，因此，要充分利用熱處理手段來發(fā)揮材料的潛力。▲ 應(yīng)盡可能選用強(qiáng)重比大的材料，以便減小零件的尺 寸和質(zhì)量。 各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國標(biāo)、行標(biāo)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中查得。標(biāo)準(zhǔn)化是組織社會(huì)化大生產(chǎn)的重要手段，是實(shí)施科學(xué)管理的基礎(chǔ)，也是對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求之一。 機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法通常是相對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法而言的?！⊥扑]性國家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)為 GB／ T － ， 這類標(biāo)準(zhǔn)占整個(gè)國標(biāo)中的絕大多數(shù)。210 機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化基本特征： 統(tǒng)一、簡化?！? 采用組合結(jié)構(gòu) ?！?零件在工作中可能發(fā)生磨損的表面，應(yīng)提高其表面 硬度，增加耐磨性，因此應(yīng)選擇淬火鋼、滲碳鋼、 氮化鋼。 選材的一般原則 脆性材料 只適用于制造在靜載荷下工作的零件；1. 載荷 及應(yīng)力的大小和性質(zhì)2. 零件的工作情況指 零件所處的環(huán)境特點(diǎn)、工作溫度、摩擦磨損程度 等。強(qiáng)如鋼、輕如鋁、硬如金剛石。鋼的選用原則： 優(yōu)選碳素鋼，其次是 硅、 錳 、硼、 釩類 合金 鋼 。特點(diǎn)： 良好的液態(tài)流動(dòng)性，可鑄造成形狀復(fù)雜的零件。2) 根據(jù)機(jī)器的工作要求，計(jì)算作用在零件上的載荷。 這對于那些使用要求變化不大而結(jié)構(gòu)形狀已典型化的零件，是很有效的設(shè)計(jì)方法。四、 振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則 保證機(jī)器中受激振零件的固有頻率與激振源的頻率錯(cuò)開， 即 要求： f fp 或 f fp如果不滿足條件，可采取如下措施： ▲改變零件及系統(tǒng)剛性； ▲增減支承；▲調(diào)整支承的位置；▲隔離激振源 ； ▲采用阻尼元件以減小零件的振幅。確保零件不發(fā)生過大的彈性變形。 ▲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。大批量生產(chǎn)時(shí)，往往選用鑄造、鍛造、沖壓等方法。 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。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)械零件失效的實(shí)例：齒輪輪齒折斷 軸承內(nèi)圈破裂 軸承外圈塑性變形輪齒塑性變形齒面接觸疲勞軸瓦磨損失效原因 : 強(qiáng)度、剛度、耐磨性、振動(dòng)穩(wěn)定性、溫度等 原因。例如：發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)；聯(lián)接的松弛 。▲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▲其它專用要求機(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。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。設(shè)計(jì)制造的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為機(jī)器的成本低，使用經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為高生產(chǎn)率，高效率，低能耗，以及低的管理和維護(hù)費(fèi)用等。通過計(jì)算或類比得出零件的基本尺寸。 總費(fèi)用設(shè)計(jì)制造費(fèi)用使用費(fèi)用費(fèi)用復(fù)雜程度經(jīng)濟(jì)性 總費(fèi)用最低 。機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程： ▲ 計(jì)劃階段▲ 方案設(shè)計(jì)階段▲ 技術(shù)設(shè)計(jì)階段▲ 技術(shù)文件編制階段一、計(jì)劃階段包括：需求分析、明確功能、制定設(shè)計(jì)任務(wù)書。傳感部分－ 將機(jī)器的工作參數(shù)，如位移、速度、加速 度、溫度、壓力等反饋給控制部分。210 機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化167。22 設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序167。25 設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求167。 一臺(tái)完整的機(jī)器的組成如下：原動(dòng)機(jī)部分 傳動(dòng)部分 執(zhí)行部分潤滑、顯示、照明等輔助部分控 制 系 統(tǒng)傳感器傳感器 傳感器167。22 設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序 一般而言，機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵一環(huán)。一般而言，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能，有多種可能的方案。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。不管機(jī)器的類型如何，一般來說，對機(jī)器都要提出以下的基本要求：▲使用功能要求167。3） 盡可能采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料。 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?！褂霉δ芤蟆?jīng)濟(jì)性要求▲勞動(dòng)保護(hù)要求▲可靠性要求▲其它專用要求其它專用要求 針對不同機(jī)器所特有的要求。24 機(jī)械零件的主要失效形式整體斷裂 。 主要失效原因。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?！M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。五、可靠性要求 零件的實(shí)效是隨機(jī)發(fā)生的，其原因是零件所受的載荷、環(huán)境溫度、零件本身物理和機(jī)械性能 等因素是隨機(jī)變化的。當(dāng)計(jì)及隨機(jī)因素影響時(shí)，仍應(yīng)確 保上述各項(xiàng)準(zhǔn)則 。分離變量并積分得：即： 零件可靠度的另一個(gè)指標(biāo)是兩次失效之間的平均無故障時(shí)間 m（ MTBF）， m與 λ 的關(guān)系為 :M=1/λ 167。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法常規(guī)設(shè)計(jì)方法現(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) 這種方法對于那些尺寸巨大而結(jié)構(gòu)又很復(fù)雜的重要零件的設(shè)計(jì)是一種很有效的方法。5) 根據(jù)工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。表 31 常用材料的相對價(jià)格材 料 種 類 規(guī) 格 相對價(jià)格熱軋圓剛 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 （ φ 33~42） 1鑄 件優(yōu)質(zhì)碳素鋼 （ φ 29~50） ~
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