【正文】 211 機械現(xiàn)代設(shè)計方法簡介 ▲ 靜態(tài)的 動態(tài)的 ——如機器結(jié)構(gòu)動力學(xué)計算 ▲ 分部處理法 系統(tǒng)工程法 ——如系統(tǒng)工程 ▲ 定性的 定量的 ——如有限元計算 ▲ 宏觀的 微觀的 ——如微－納米摩擦學(xué)設(shè)計 ▲ 串行設(shè)計 并行設(shè)計 ——如并行設(shè)計 ▲ 可行性設(shè)計 優(yōu)化設(shè)計 ——如優(yōu)化設(shè)計 ▲ 確定量 隨機量 ——如可靠性設(shè)計 ▲ 人工設(shè)計 自動化設(shè)計 ——如計算機輔助設(shè)計 。 機械現(xiàn)代設(shè)計方法通常是相對傳統(tǒng)的設(shè)計方法而言的。 推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)：代號為 GB／ T － ，這類標(biāo)準(zhǔn)占整個國標(biāo)中的絕大多數(shù)。無論設(shè)計何種產(chǎn)品，必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)層次： 國際標(biāo)準(zhǔn)、 國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 代號為 ISO GB JB、 HB QB 推薦性標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T） ——鼓勵企業(yè)自愿采用。 標(biāo)準(zhǔn)化是組織社會化大生產(chǎn)的重要手段，是實施科學(xué)管理的基礎(chǔ)，也是對產(chǎn)品設(shè)計的基本要求之一。 210 機械零件設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)化 基本特征： 統(tǒng)一、簡化。 (3)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化 要保證產(chǎn)品質(zhì)量合格和穩(wěn)定，就必須做好設(shè)計、加工工藝、裝配檢驗、包裝儲運等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化。 定義： 標(biāo)準(zhǔn)化就是要通過對零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、設(shè)計方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。 為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便，應(yīng)盡量減少一臺機器所用材料的品種。為了簡化供應(yīng)和貯存的材料品種，對于小批制造的零件，應(yīng)盡可能地減少同一部機器上使用的材料品種和規(guī)格。 ▲ 在濕熱環(huán)境下工作的零件，其材料應(yīng)具有良好防腐 蝕能力，可選用不銹鋼、銅合金等 零件的尺寸及質(zhì)量的大小與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)。對于常用的調(diào)質(zhì)鋼，由于其回火溫度的不同，可得到力學(xué)性能不同的毛坯。 這方面的因素主要是從強度觀點來考慮的，應(yīng)在充分了解材料的機械性能的前提下來進行選擇。設(shè)計者應(yīng)根據(jù)零件的用途、工作條件和材料的物理、化學(xué)、機械和工藝性能以及經(jīng)濟因素等進行全面考慮。 塑料 ——塑料的密度小，易于制成形狀復(fù)雜的零件，而且各種不同塑料具有不同的特點，如耐蝕性、絕 熱性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等，所以近年來在機械制造中其應(yīng)用日益廣泛。常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動的膠帶 等。 ——強度高、彈性模量大、質(zhì)量輕。 高分子材料 復(fù)合材料 陶瓷 非金屬 材料 ——塑料、橡膠、合成纖維。 青銅 黃銅 軸承合金（巴氏合金） ——含錫青銅、不含錫青銅 零件毛坯獲取方法：輾壓、鑄造。 表２ 1 常用材料的相對價格 材 料 種 類 規(guī) 格 相對價格 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） ~ 合金結(jié)構(gòu)鋼（ φ 29~50） ~ 滾動軸承鋼（ φ 29~50） 3 合金工具鋼（ φ 29~50） 3~20 4Cr9Si2耐熱鋼（ φ 29~50） 5 灰鑄鐵鑄件 碳素鋼鑄件 銅合金、鋁合金鑄件 8~10 價格便宜且供應(yīng)充分 我國資源豐 富 黑色金屬 有色金屬 鑄鐵 鋼 金屬材料 低碳鋼 (08F) 中碳鋼 (45) 高碳鋼 (60) 合金鋼 (1Cr18） … 灰鑄鐵 (TH300) 球墨鑄鐵 (QT5005) … 鋁合金 (LY12) 銅合金 (ZCuSn10P1) 銅合金 ——銅鋅合金，并含有少量的 錳、 鋁 、 鎳 特點： 具有良好的塑性和液態(tài)流動性。 鋼制零件毛坯獲取方法： 鍛造、沖壓、焊接、鑄造等?？捎脽崽幚矸椒ǜ纳破淞W(xué)性能和加工性能。 29 機械零件材料的選用原則 鋁合金 (LY12) 銅合金 (ZCuSn10P1) 鋼 ——低碳鋼 、 中碳鋼 、 高碳鋼、 合金鋼、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼 (不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等 )、鑄鋼等。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。 較好的減震性、耐磨性、切削性（指灰鑄鐵）、成本低廉。 29 機械零件材料的選用原則 鋁合金 (LY12) 銅合金 (ZCuSn10P1) 鑄鐵 ——灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。 (7) 繪制零件工作圖，并撰寫計算說明書。 (5) 根據(jù)工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化，進行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (3) 根據(jù)零件的工作條件及對零件的特殊要求 (如高溫 環(huán)境等 )選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀? 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用。 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。 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(fù)雜的重要零件的設(shè)計是一種很有效的方法。例如 箱體、機架、傳動件的結(jié)構(gòu)要素 等。 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。 機械零件的