第6章 机械零件设计和计算概论ppt课件.ppt

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1、第6章机械零件设计和计算概论6-1机械零件设计概述6-2机械零件的工作能力准则6-3许用应力和安全系数6-4常用材料及其选择6-5机械零件的工艺性和标准化基本要求:掌握零件常见的失效形式和设计准则掌握许用应力、安全系数的概念及确定方法了解零件的常用材料及性能机械设计基础——机械零件设计和计算概论6-1机械零件机械零件设计概述一、机械零件分类二、机械零件设计基本要求三、机械零件设计过程四、机械零件传统设计方法机械设计基础——机械零件设计和计算概论一、机械零件分类机器：机械、机构的总称构件——运动的单元零件——制造的单元机械设计基础——机械零件设计和计算概论通用零件传动件：齿轮、蜗杆、带、链联接

2、件：螺栓、键、花键支承件：轴、轴承机械零件专用零件：水轮机叶片、活塞、曲轴,飞机螺旋桨其它：联轴器、弹簧、机架二、机械零件设计基本要求1、满足功能要求，能够准确实现预定的功能2、工作可靠，在预定的工作期限内不能失效3、经济性要求机械设计基础——机械零件设计和计算概论三、机械零件设计过程零件设计时的共性：机械设计基础——机械零件设计和计算概论过程：1、拟订零件的设计简图2、确定载荷的大小及位置3、选择材料4、根据失效形式选用判定条件，设计出零件的主要参数5、绘制零件工作图工作原理、结构、类型、应用场合受力分析、失效形式设计准则、设计计算四、机械零件传统设计方法理论设计(半经验设计)：机械设计基

3、础——机械零件设计和计算概论类比设计：与已有的同类产品进行比较来设计新产品。这种方法在工程实际中用得较多，特点是节省时间，较可靠经验设计：根据实践中归纳出的经验公式和经验数据进行设计，缺乏创新模型实验设计：用于大型、复杂零件的设计强度条件(或刚度)设计计算尺寸校核计算强度条件(或刚度)6-2机械零件的工作能力准则一、机械零件常见失效形式二、工作能力准则三、强度准则四、刚度准则五、耐磨性准则六、振动稳定性准则七、耐热性准则机械设计基础——机械零件设计和计算概论一、机械零件常见失效形式失效：丧失工作能力或达不到设计要求的性能，不仅仅指破坏常见主要失效形式有：断裂：如轴、齿轮轮齿发生断裂表面点蚀：

4、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表面破坏过大振动和噪声、过热等机械设计基础——机械零件设计和计算概论例如轴可能的失效形式：断裂、塑性变形、过大弹性变形、共振强度问题刚度问题耐磨性问题Fn二、工作能力准则工作能力：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，所以又常称为“承载能力”如：吊钩最大起重量——50kN工作能力或承载能力——50kN机械设计基础——机械零件设计和计算概论工作能力准则：衡量零件工作能力的指标对零件设计，针对其主要失效形式选择适合的工作能力准则进行设计具体有：强度准则、刚度准则、耐磨性准则、振动稳定性准则、耐热性准则50k

5、N三、强度准则机械零件工作能力的最基本准则强度：材料抵抗断裂或残余变形的能力强度准则：工作应力≤许用应力σ≤[σ]或τ≤[τ]机械设计基础——机械零件设计和计算概论针对失效形式：断裂、疲劳破坏、残余变形典型零部件：轴、齿轮、带轮等正应力：剪应力：极限应力四、刚度准则刚度：材料抵抗弹性变形的能力刚度准则：实际变形量≤许用变形量弯曲刚度：挠度条件：y≤[y]倾角条件：θ≤[θ]扭曲刚度：扭角条件：j≤[j]机械设计基础——机械零件设计和计算概论针对失效形式：过大的弹性变形典型零部件：轴、蜗杆等五、耐磨性准则耐磨性：零件抗磨损的能力磨损是相当复杂的物理化学过程影响磨损的因素包括载荷的大小和性质、滑

6、动速度、润滑剂的化学性质和物理性质等具体有：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、微动磨损耐磨性准则：P机械设计基础——机械零件设计和计算概论针对失效形式：零件表面破坏典型零部件：齿轮、轴承、链等六、振动稳定性准则共振：当机器的自振频率与周期性干扰力变化频率相同或整数倍时，就会发生共振，此时振幅急剧增大，导致零件破坏或机器工作条件失常等振动稳定性：机器工作时振幅不能超过许可值振动稳定性准则：0.85f>fp或1.15f

7、热变形、附加热应力，破坏正常的润滑条件，改变零件间的间隙，降低精度等耐热性准则：工作温度低于许用值机械设计基础——机械零件设计和计算概论针对失效形式：高温引起的润滑不良、蠕变典型零部件：蜗杆、齿轮、滑动轴承等6-3许用应力和安全系数一、载荷二、应力三、极限应力四、许用应力和安全系数机械设计基础——机械零件设计和计算概论一、载荷载荷：作用于零件上的力或力矩工作载荷：机器正常工作时所受的实际载荷名义载荷：理想工作