机械设计ppt课件.ppt

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1、机械设计1第一章绪论《机械设计》的研究内容课程的性质与目的机械零件设计的基本要求与一般方法2机械系统的组成：以加热炉工件输送机为例电动机联轴器减速器齿轮传动连杆机构执行构件输送辊道机架3机械系统的组成原动机传动系统执行机构控制系统4机械零件通用零件专用零件传动件联接件支承件其它—齿轮、蜗杆、带、链—螺栓、键、花键—轴、轴承—联轴器、弹簧、机架—水轮机叶片、活塞、曲轴机械零件的分类5通用零部件：以减速器为例齿轮轴滚动轴承螺栓键减速箱座6《机械设计》的研究内容研究对象：各种机器中普遍使用的通用机械零部件，如齿轮、螺纹联接、轴承等。研究内容：通用零部件的工作原理、结构特点、选用原则以及

2、参数设计和结构设计方法，在此基础上，研究机械及其传动系统的总体方案设计。7课程的性质——设计性技术基础课，综合性强基础课机械设计专业课——机械设计是影响机械产品性能、质量和成本的主要因素。学习目的1、掌握通用零部件的设计方法和步骤2、初步具备设计机械传动装置及简单机械的能力；3、能在设计中运用各种技术资料（标准、规范、手册）。课程的性质与目的8功能要求：能够准确实现预定的功能；可靠性要求：在预定的工作期限内不能失效；经济性要求：成本低廉（综合考虑产品的全生命周期成本）。机械零件设计的基本要求9机械零件的失效形式失效：丧失工作能力或达不到设计要求的性能，不仅仅指破坏。断裂：如轴、齿

3、轮轮齿发生断裂表面点蚀：工作表面片状剥落塑性变形：零件发生永久性变形过大弹性变形过度磨损过大振动和噪声、过热等强度问题：零件在载荷作用下抵抗破坏的能力刚度问题：零件抵抗变形的能力耐磨性问题动力学、声学、热学问题10失效形式：疲劳断裂轴叶轮11失效形式：表面点蚀12失效形式：塑性变形13承载能力：不失效条件下零件的安全工作限度。这个限度通常是以零件承受载荷的大小来表示。50kN吊钩最大起重量——50kN承载能力——50kN承载能力14同一零件可能发生各种不同形式的失效Fn轴可能的失效形式：断裂、过大弹性变形、塑性变形、共振强度条件：工作应力≤许用应力σ≤[σ]或τ≤[τ]刚度条件：

4、实际变形量≤许用变形量y≤[y]、θ≤[θ]、φ≤[φ]耐磨性条件振动和噪声条件热平衡条件承载能力判定条件153、选择材料4、确定计算准则5、理论设计计算1、类型选择2、受力分析6、结构设计7、绘制零件工作图8、编写设计计算说明书机械零件的一般设计步骤16一、载荷及应力的分类1、载荷的分类静载荷变载荷——不随时间改变或变化缓慢——随时间作周期性或非周期性变化工作载荷名义载荷计算载荷——根据原动机功率求得的载荷——对名义载荷进行修正得到的近似值计算载荷名义载荷=K×载荷系数？——实际工作条件下的载荷许用应力和安全系数172、应力的分类静应力变应力——不随时间改变或变化缓慢——随时间

5、作周期性或非周期性变化变应力稳定变应力——周期性循环变应力非稳定变应力——非周期性循环变应力稳定变应力非对称循环变应力对称循环变应力脉动循环变应力18σ=常数σttσmaxσminσaσmσmaxσaσmσmaxσaσmin对称循环变应力脉动循环变应力非对称循环变应力静应力OσtOσOσtO19几个应力参数循环特征：——表示应力变化的情况对称循环—r=－1；脉动循环—r=0；非对称循环—r≠0且

6、r

7、≠1;静应力—r=+1平均应力：应力幅：对称循环:σm=0;σa=σmax脉动循环:σm=σa=σmax/220注意变载荷→变应力静载荷→静应力？或变应力nP●an横截面上各点正应力

8、s的大小与该点到中性轴的距离y正比。最大拉、压应力在截面上下缘。M>0,y>0时,s<0,上部受压M>0,y<0时,s>0,下部受拉zyOM’Mmaxs21主要失效形式：断裂或塑性变形强度条件：σ≤[σ]或τ≤[τ]塑性材料：许用应力：σlim、τlim—极限应力s—安全系数σlim=σs；τlim=τs脆性材料：σlim=σB；τlim=τBσs、τs—材料屈服极限σB、τB—材料强度极限静应力作用下的强度问题22变应力作用下：疲劳破坏零件表面应力较大处初始微裂纹裂纹扩展突然断裂初始裂纹疲劳区(光滑)粗糙区轴截面疲劳区三、变应力作用下的强度问题23强度条件：σ≤[σ]σlim=

9、？疲劳破坏与零件的变应力循环次数有关NσσrNσrNN0疲劳曲线σrN—应力循环次数为N时的疲劳极限有限寿命区无限变应力时，取σlim=σr（无限寿命）或σlim=σrN（有限寿命）各种材料的σr可从有关手册中查取24本章小结机械零件常见的失效形式有＿＿、＿＿、＿＿、＿＿、＿＿、＿＿等。机械零件常用的设计准则有＿＿条件、＿＿条件、耐磨性条件、振动噪声条件、热平衡条件。稳定变应力可分为＿＿循环变应力、＿＿循环变应力和非对称循环变应力。稳定循环变应力的五个参数：最大应力、最小应力、应