第八章機(jī)械設(shè)計(jì)概論-閱讀頁(yè)
2025-07-10 02:56本頁(yè)面
【正文】 利用強(qiáng)度條件式來校核的（材料力學(xué)中的相關(guān)強(qiáng)度理論）。其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是： []=其中 ——稱作計(jì)算應(yīng)力；[]——稱作許用抗拉應(yīng)力P——拉力載荷； F——面積尺寸；——極限應(yīng)力； S——安全系數(shù)其含義是：零件中的應(yīng)力應(yīng)當(dāng)小于或等于其許用應(yīng)力[]才能滿足強(qiáng)度要求。要注意的是：如果零件剖面上承受的載荷是剪載荷，分別可以用剪應(yīng)力和許用剪應(yīng)力[]等代入上面的式中進(jìn)行計(jì)算。通過上面的強(qiáng)度條件式，我們也可以發(fā)現(xiàn)，提高零件強(qiáng)度的原則措施有：1）增大零件危險(xiǎn)剖面的尺寸、合理設(shè)計(jì)剖面形狀，以增大剖面面積的慣性矩；2）采用高強(qiáng)度材料，對(duì)材料進(jìn)行提高強(qiáng)度及降低內(nèi)應(yīng)力的熱處理，控制加工工藝以減小或消除微觀缺陷等；3）力求降低零件上的載荷，例如減小軸的支承跨距以降低作用在其上的彎矩，采用減振結(jié)構(gòu)以降低沖擊載荷等；4）妥善設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu)以降低應(yīng)力集中程度等。這就是剛度失效。零件的剛度要求是指工作時(shí)，零件所產(chǎn)生的彈性變形不超過規(guī)定的限度。針對(duì)彈性變形的二種情況（彎曲和扭轉(zhuǎn)），剛度條件式分別為：或； 有時(shí)也可以直接利用剛度要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般來說滿足剛度要求的零件都滿足強(qiáng)度要求。上面所述的剛度都屬于體積剛度。在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)該給予充分的注意。壽命要求就是要求零件在預(yù)定的工作期間保持正常工作而不致報(bào)廢。提高零件壽命的措施主要有：1）妥善設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)以降低應(yīng)力集中程度；2）采用精加工或表面強(qiáng)化處理以提高零件工作表面的質(zhì)量；3）合理選擇摩擦副配對(duì)材料、潤(rùn)滑劑與潤(rùn)滑方法以提高零件抗磨損能力；4）選用耐腐蝕材料制造在腐蝕介質(zhì)中工作的零件；5）利用熱處理提高零件材料的機(jī)械性能或利用滾壓、噴丸等工藝使零件表面產(chǎn)生有利的殘余預(yù)應(yīng)力等等。當(dāng)機(jī)械或零件的固有振動(dòng)頻率等于或接近受激振源作用所引起的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率時(shí)，將產(chǎn)生共振。因此，對(duì)于高速機(jī)械應(yīng)該進(jìn)行振動(dòng)分析和計(jì)算，采取降低振動(dòng)和噪聲的措施。例如，機(jī)床主軸，首先根據(jù)剛度確定尺寸，再校核其強(qiáng)度、振動(dòng)穩(wěn)定性。工藝性要求也是零件設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，必須要從生產(chǎn)批量、材料、毛坯制作、加工方法、裝配過程等方面進(jìn)行全面的考慮。對(duì)于初學(xué)設(shè)計(jì)的人員應(yīng)特別給予重視。3） 經(jīng)濟(jì)性要求零件的經(jīng)濟(jì)性要求就是要用最低的成本和最少的工時(shí)制造出滿足技術(shù)要求的零件。4） 可靠性零件可靠性的概念與機(jī)械系統(tǒng)可靠性相似，并且用零件的可靠度來衡量。5） 標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化是指對(duì)零件的特征參數(shù)及其結(jié)構(gòu)尺寸、檢驗(yàn)方法和制圖的規(guī)范化要求。此外，進(jìn)出口產(chǎn)品一般還應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）。這是縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量合生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的重要途徑。此外，對(duì)于一些專門用途或在特殊環(huán)境下工作的機(jī)械零件，還需要考慮諸如耐高溫或低溫、耐腐蝕、表面裝飾和造型應(yīng)美觀等要求。2）分析作用在零件上的載荷（拉、壓力，剪切力）。4）分析零件的主要失效形式，按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確定零件的基本尺寸。6）繪制零件的工作圖，擬定必要的技術(shù)條件，編寫計(jì)算說明書。8 / 8
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