第八章機械設(shè)計概論(完整版)
【正文】 機器的工作原理和運動設(shè)計結(jié)果，按照機器的總體性能要求，根據(jù)其運動特性、工作阻力、速度、傳動效率等，計算機器所需的驅(qū)動功率，進行運動機的選擇。我們聽說過“條條道路通羅馬”的話，由于實現(xiàn)同樣的預(yù)期職能，可以采用不同的工作原理、方法和途徑。1）明確任務(wù)階段在實際工作中，我們知道有各種各樣的、用途各不相同的機器。而這些要求在很大程度上就取決于產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和效率。面對國際市場的競爭，一個企業(yè)、國家參與競爭的力量就是“設(shè)計”，就必須依靠產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)。所以，作為機電專業(yè)的學(xué)生必須努力學(xué)習(xí)，掌握機械設(shè)計的基本原理、方法和技能，只有這樣才能成為有用之才。任務(wù)書的要求決定了設(shè)計工作的內(nèi)容、質(zhì)量和水平。例如牛頭刨床，要求工作行程要慢、而返回行程要快。反映在實際工作的成果——圖紙上，大體可以分為四個階段：（一）總體設(shè)計階段：根據(jù)工作原理繪制機器的機構(gòu)運動簡圖，這是圖紙設(shè)計的第一階段。這些屬于機制工藝學(xué)課程的內(nèi)容。它是設(shè)計的最基本的出發(fā)點。4．工藝性要求這包含兩個方面1）裝配工藝形2）零件加工工藝性。機械零件的主要失效形式有斷裂、表面破壞（腐蝕、磨損和接觸疲勞等）、過量殘余變形和正常工作條件的破壞。若零件的強度不夠，就會出現(xiàn)整體斷裂，表面接觸疲勞或塑性變形等失效而喪失工作能力，所以設(shè)計零件時必須滿足強度要求。對于這類情況，我們不但要求進行強度的計算，同時要進行剛度的計算。提高零件整體剛度的原則措施有：1）適當(dāng)增加零件的剖面尺寸；2）合理設(shè)計零件的剖面形狀；3）合理添置加強筋，采用多支點結(jié)構(gòu)；4）提高零件接觸表面的加工精度或經(jīng)適度跑合，以降低表面粗糙度；5）適當(dāng)增大接觸面積，以降低單位壓力等。具體來說，并不是每一類型的零件都需要進行所有上述的計算，而是從實際載荷的工作條件出發(fā)，分析其主要的失效形式，再確定其計算準(zhǔn)則，必要時再按其它要求進行校核。我們在進行設(shè)計時，必須時刻牢記，要從降低材料消耗、盡可能利用廉價材料代替昂貴的材料、盡可能多使用標(biāo)準(zhǔn)件等等方面入手，努力提高經(jīng)濟性指標(biāo)。6） 其它要求設(shè)計機械零件時，在滿足上述的前提下還應(yīng)力圖減小質(zhì)量，減小材料消耗和慣性載荷，對于行走機械可以增大其有效的工作能力，從而提高經(jīng)濟效益。在實際工作中，有時采用與上述設(shè)計步驟相反的校核計算：即先參照已有的實物或圖樣，根據(jù)經(jīng)驗采用類比法來初步確定零件的結(jié)構(gòu)尺寸；在根據(jù)載荷應(yīng)力分析來確定有關(guān)設(shè)計準(zhǔn)則，并驗算零件中的工作應(yīng)力（或計算應(yīng)力）是否小于或等于許用應(yīng)力，或者驗算其安全系數(shù)是否大于或等于許用安全系數(shù)。機械零件設(shè)計的一般步驟1）根據(jù)零件的使用要求（如功率、轉(zhuǎn)速等），選擇零件的類型及結(jié)構(gòu)型式，并擬定計算簡圖。零件可靠度定義為：在預(yù)定的環(huán)境條件下和使用時間（壽命）內(nèi)，零件能夠正常工作而不會失效的概率（可能性）。2) 工藝性要求所謂機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性，是指在一定生產(chǎn)條件下，能夠方便經(jīng)濟地制造和裝配，即零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)使之易于加工。主要是針對那些在變應(yīng)力下工作和工作時受到磨損或腐蝕的零件提
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