機(jī)械設(shè)計(jì)哈工大第1-3章(參考版)
2025-01-10 18:51本頁(yè)面
【正文】 機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì)方法（略） 。 公差設(shè)計(jì)的依據(jù)和步驟 機(jī)械零件的動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)方法 主要內(nèi)容包括： 1 建立符合實(shí)際的動(dòng)力學(xué)模型。 公差分析方法：極值法和統(tǒng)計(jì)法。 靜強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)方法只適用于靜載或瞬時(shí)大載荷沖擊； 交變載荷作用下：需要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)剛度設(shè)計(jì)； 多種復(fù)合載荷作用下：先按單一載荷計(jì)算產(chǎn)生的應(yīng)力， 再采用合適的強(qiáng)度理論進(jìn)行合成計(jì)算。 使設(shè)計(jì)更科學(xué)、更完善，大大縮短了機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、 減少了開(kāi)發(fā)費(fèi)用，是未來(lái)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展方向。該方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢(qián)，只適用于特別重要的設(shè)計(jì)中。簡(jiǎn)單方便。 2. 結(jié)構(gòu)工藝性好 3. 成本低廉，經(jīng)濟(jì)性好 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法 1. 理論設(shè)計(jì)：（ 1） 設(shè)計(jì)計(jì)算；（ 2） 校核計(jì)算?？煽啃杂每煽慷?R來(lái)表示。 5. 振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則 主要是避免共振。 為防止磨損：一方面應(yīng)合理潤(rùn)滑，另一方面可采用條件性 計(jì)算，如限制壓強(qiáng) p、速度 v及 pv值。 4. 壽命設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 影響零、部件實(shí)際壽命的主要因素：是材料的疲勞 和磨損及腐蝕引起的表面失效。 3. 精度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 精度是零、部件的基本指標(biāo)。 ][][)(???????剪切強(qiáng)度或拉伸強(qiáng)度 ca應(yīng)使危險(xiǎn)剖面上的最大工作應(yīng)力不超過(guò)許用應(yīng)力 : 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的另一表達(dá)式是使危險(xiǎn)剖面上的 實(shí)際安全系數(shù)不超過(guò)許用安全系數(shù) : ?????????][][limlim????????SSSS單向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)][22SSSSSS ???????復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)時(shí)2. 剛度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 剛度是零、部件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。 機(jī)械零件的工作能力和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ?應(yīng)優(yōu)先保證承載能力較小的零件的承載能力，按照承載能力的最小值設(shè)計(jì)。 5） 破壞正常工作條件引起的失效 如帶傳遞的載荷超過(guò)帶與帶輪接觸面間的最大摩擦力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生打滑，使帶傳動(dòng)失效； 高速回轉(zhuǎn)零件轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)固有頻率接近時(shí)就會(huì)發(fā)生共振，使振幅增大，以致引起斷裂失效； 潤(rùn)滑不良時(shí)軸承會(huì)發(fā)生劇烈溫升或卡死，潤(rùn)滑不良時(shí)蝸輪表面會(huì)發(fā)生劇烈磨損等。 4） 表面失效 主要是指磨損、疲勞點(diǎn)蝕、膠合、塑性流動(dòng)、壓潰和腐蝕等。 3） 過(guò)量的彈性變形 會(huì)造成零件的破壞，降低機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度，導(dǎo)致不能正常工作。 破壞零部件之間的相互位置和配合關(guān)系，破壞機(jī)械系統(tǒng)的精度，導(dǎo)致不能正常工作。 第 3章 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介 機(jī)械零件的常見(jiàn)失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 機(jī)械零件的主要失效形式 ? 1） 斷裂 ? 靜載下危險(xiǎn)剖面上的應(yīng)力 強(qiáng)度極限時(shí)：如螺栓被擰斷，鑄鐵零部件沖擊局部斷裂 ? 變應(yīng)力下危險(xiǎn)剖面上的應(yīng)力 疲勞極限時(shí)：如齒輪輪齒根部斷裂 ? 斷裂是一種嚴(yán)重的失效形式，不但使零件失效，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故，需要在設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格避免。 (3)采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零部件，可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。 標(biāo)準(zhǔn)化的意義在于： (1)能以最先進(jìn)的方法在專(zhuān)門(mén)化工廠中對(duì)那些用途最廣的零件進(jìn)行大量的、集中的制造，以提高質(zhì)量，降低成本。 ? 所謂標(biāo)準(zhǔn)化，就是通過(guò)對(duì)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、檢驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方法和制圖要求等方面制定出各式各樣的大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)械設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化 ? 標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化大生產(chǎn)的重要手段，也是實(shí)行科學(xué)管理的重要措施之一。 ? 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證加工的可能性、方便性和精確性 設(shè)計(jì)出的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)保證不僅能夠進(jìn)行加工，而且能夠很方便地加工出滿(mǎn)足精度要求的零件。如機(jī)床鑄鐵床身上鑲鋼導(dǎo)軌。 (4)采用組合結(jié)構(gòu)。 (3)零件形狀力求簡(jiǎn)單、封閉和對(duì)稱(chēng)。 ? 厚薄懸殊的零件，在淬火冷卻時(shí)，由于冷卻不均勻易造成變形及開(kāi)裂。因此在設(shè)計(jì)帶有尖角、棱角的零件時(shí)，應(yīng)盡量改成圓角、倒角，而且圓角半徑要大些。 ? 通常應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ? (1)避免尖角、棱角。 零件造型應(yīng)簡(jiǎn)單化 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)適合進(jìn)行熱處理 ? 很多的機(jī)械零件都要通過(guò)熱處理來(lái)改善材料的機(jī)械性能，增強(qiáng)零件的工作可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。因此，零件造型應(yīng)簡(jiǎn)單化，盡量采用最簡(jiǎn)單的表面 (如：平面、圓柱面、共扼曲面等 )及其組合來(lái)構(gòu)成。 三、設(shè)計(jì)焊接件時(shí) 1） 應(yīng)盡量不用或少用坡口 2） 避免將焊縫設(shè)計(jì)在應(yīng)力集中處， 3） 焊縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，以減少內(nèi)應(yīng)力，盡量減小焊縫的受力。 二、設(shè)計(jì)鍛件及沖壓件時(shí) 1） 應(yīng)力求零件形狀簡(jiǎn)單，不應(yīng)有很深的凹坑，以便于制造。 2） 單件生產(chǎn)或小批生產(chǎn)時(shí)：宜采用焊接毛坯或自由鍛毛坯。 材料的經(jīng)濟(jì)性
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