【文章內(nèi)容簡介】 ； 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。 ▲ 盡量采用標準件； ▲ 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、粉末冶金等先進工藝滿足上述要求。 欲設(shè)計出工藝性良好的零件，設(shè)計者必須虛心向工藝技術(shù)人員和一線工人學習，在實踐中積累經(jīng)驗。 三、經(jīng)濟性要求 零件的經(jīng)濟性首先表現(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； ▲ 采用廉價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)； ▲ 盡量采用標準件。 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； 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； ▲ 采用安全裝置來限制作用在零件所受最大載荷； ▲ 從零件應力較小處削減部分材料，以改善零件受 力的均勻性，提高材料的利用率； ▲ 采用與工作載荷方向相反的預載荷，以降低零件 的工作載荷； ▲ 采用輕型薄璧沖壓件或焊接件代替鑄造、鍛壓件； ▲ 采用強重比高的材料。 五、可靠性要求 零件的實效是隨機發(fā)生的，其原因是零件所受的載荷、環(huán)境溫度、零件本身物理和機械性能 等因素是隨機變化的。為了提高零件的可靠性，就應當在工作條件和零件性能兩個方面使其變化盡可能小。 167。 26 機械零件的計算準則 ▲ 強度準則 ▲ 剛度準則 設(shè)計零件時，首先應根據(jù)零件的失效形式確定其設(shè)計準則以及相應的設(shè)計計算方法。一般來講，有以下幾種準則： ▲ 壽命準則 ▲ 振動穩(wěn)定性準則 ▲ 可靠性準則 確保零件不發(fā)生斷裂破壞或過大的 塑性變形，是最基本的設(shè)計準則。 確保零件不發(fā)生過大的彈性變形。 通常與零件的疲勞、磨損、腐蝕相關(guān)。 高速運轉(zhuǎn)機械的設(shè)計應注重 此項準則。 當計及隨機因素影響時，仍應確 保上述各項準則。 強度準則是指零件中的應力不得超過許用值 。 一、強度準則 即： σ ≤ σlim σlim 材料的極限應力 脆性材料： σlim = σB (強度極限 ) 塑性材料： σlim = σS (屈服極限 ) 為了安全起見 ， 引入安全系數(shù) S， 得： σ ≤ σlim/S 或 σ ≤[ σ] S為大于 1的數(shù) ， S過大 ， 雖安全但浪費材料； S過小 ，雖節(jié)省材料 ， 但趨于危險 。 許用應力 二、剛度準則 是指零件在力作用下的彈性變形量不得超過許用值 。 即： y ≤[y] 三、壽命準則 影響零件使用壽命的因素主要是腐蝕 、 磨損和疲勞 ，前兩者還沒有成熟的計算方法 ， 工程中通常是求出使用壽命時的疲勞極限作為計算的依據(jù) 。 四、振動穩(wěn)定性準則 保證機器中受激振零件的固有頻率與激振源的頻率錯開， 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。 五、可靠性準則 可靠度的定義： 對件數(shù)為 N0的一批零件進行試驗，經(jīng)過時間 t之后有 N件仍能正常工作，則該零件在該試驗環(huán)境條件下工作時間 t的可靠度定義為： R= N / N0 若 t↑ → R ↓ → N↓ R是時間的函數(shù)。 若在時間 t+dt內(nèi)，又有 dN個零件失效，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。 分離變量并積分得： RNNNdNt NNtlnln)(0 00???? ?? ?即： ???tteR 0)(? 零件可靠度的另一個指標是兩次失效之間的平均無故障時間 m（ MTBF）， m與 λ 的關(guān)系為 : M=1/λ 167。 27 機械零件的設(shè)計方法 常規(guī)設(shè)計方法是指采用一定的理論分析和計算，結(jié)合人們在長期的設(shè)計和生產(chǎn)實踐中總結(jié)出的方法、公式、圖表等進行設(shè)計的方法。 機械零件的設(shè)計方法 常規(guī)設(shè)計方法 現(xiàn)代設(shè)計方法 理論設(shè)計 經(jīng)驗設(shè)計 模型實驗設(shè)計 1) 理論設(shè)計 根據(jù)長期的總結(jié)出來的設(shè)計理論和實驗數(shù)據(jù)所進行的設(shè)計。 以受拉桿為例，強度計算公式為： σ ≤ σlim/S 或 F/A ≤ σlim/S F拉力， A截面積。 設(shè)計計算： A≥ FS/ σlim 校核計算有四種可選方式： σ = F/A ≤ [σ] F≤ A [σ] Sca = σlim / σ ≥ S σlim ≥ S σ Sca 計算安全系數(shù) 經(jīng)驗設(shè)計 根據(jù)對某類零件已有的設(shè)計與使用實踐而歸納出的經(jīng)驗公式，或根據(jù)設(shè)計者本人的設(shè)計經(jīng)驗用類比的方法所進行的設(shè)計。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)計方法。例如：箱體、機架、傳動件的結(jié)構(gòu)要素等。 機械零件的設(shè)計方法 常規(guī)設(shè)計方法 現(xiàn)代設(shè)計方法 理論設(shè)計 經(jīng)驗設(shè)計 模型實驗設(shè)計 模型實驗設(shè)計 把初步設(shè)計的零、部件或機器做成小模型或小尺寸樣機，經(jīng)過試驗的手段對其特性進行檢驗，根據(jù)實驗結(jié)果再對設(shè)計進行逐步修改，達到完善。 機械零件的設(shè)計方法 常規(guī)設(shè)計方法 現(xiàn)代設(shè)計方法 理論設(shè)計 經(jīng)驗設(shè)計 模型實驗設(shè)計 這種方法對于那些尺寸巨大而結(jié)構(gòu)又很復雜的重要零件的設(shè)計是一種很有效的方法。 現(xiàn)代設(shè)計方法是指在近二、三十年發(fā)展起來的更為完善、科學、計算精度高、設(shè)計與計算速度更快的機械設(shè)計方法。 優(yōu)化設(shè)計 可靠性設(shè)計 計算機輔助設(shè)計 機械零件的設(shè)計方法 常規(guī)設(shè)計方法 現(xiàn)代設(shè)計方法 理論設(shè)計 經(jīng)驗設(shè)計 模型實驗設(shè)計 167。 28 機械零件設(shè)計的一般步驟 1) 根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。 為此，必須對各種零件的不同類型、優(yōu)缺點、特性和使用范圍等，進行綜合對比與正確選