北工大機(jī)械設(shè)計(jì)課件第2章 機(jī)械及機(jī)械零件設(shè)計(jì)概要

第二章機(jī)械及機(jī)械零件設(shè)計(jì)概要2-1機(jī)器的組成輔助系統(tǒng)，例如潤(rùn)滑、顯示、照明等原動(dòng)機(jī)部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分控制系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)部分：動(dòng)力源（將其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）執(zhí)行部分（工作）：要求：運(yùn)動(dòng)：直線、回轉(zhuǎn)、間歇?jiǎng)恿Γ毫Γ‵)、力矩(M

T)、功率(P)傳動(dòng)部分：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力控制系統(tǒng)：人腦、電腦輔助系統(tǒng)：冷卻、潤(rùn)滑、電系、指示等2-2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序設(shè)計(jì)是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵。產(chǎn)品規(guī)劃方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)編制文件試制鑒定定型設(shè)計(jì)一、產(chǎn)品規(guī)劃：確定設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容：機(jī)器的功能、經(jīng)濟(jì)性、制造要求、使用

要求、預(yù)期壽命方法：市場(chǎng)分析、可行性分析二、方案設(shè)計(jì)：確定原理設(shè)計(jì)方案內(nèi)容：原理圖、機(jī)器運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖方法：功能分析（總功能、分功能、功能元）

評(píng)價(jià)、決策（確定最優(yōu)方案）三、技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容：

1.形成總裝配草圖和部件裝配草圖（評(píng)價(jià)、

決策）

2.確定工作圖（總裝圖、部裝圖、零件圖）四、技術(shù)文件的編制內(nèi)容：計(jì)算說(shuō)明書、使用說(shuō)明書、工藝文件等。CAECAMCAPPCAD設(shè)計(jì)制造工藝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造2-3對(duì)機(jī)器的主要要求一、功能要求：確定原動(dòng)機(jī)部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分。

1.工作原理的選擇（執(zhí)行部分）實(shí)現(xiàn)功能可以有所不同的原理、設(shè)計(jì)不同的機(jī)器。例：齒輪：范成法：滾齒、插齒成形法：銑齒螺紋：車制法：車滾壓法：搓

2.機(jī)器的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（傳動(dòng)部分）通過(guò)機(jī)構(gòu)的組合，把原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為執(zhí)行機(jī)的預(yù)期運(yùn)動(dòng)。3.機(jī)器的動(dòng)力設(shè)計(jì)（原動(dòng)機(jī)部分）從執(zhí)行部分所需功率推出原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。（1）選擇原動(dòng)機(jī)類型：電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。（2）確定原動(dòng)機(jī)配置：?jiǎn)闻_(tái)或多臺(tái)驅(qū)動(dòng)。二、經(jīng)濟(jì)性要求：實(shí)現(xiàn)價(jià)值優(yōu)化三、安全性要求

1.人身、機(jī)具安全：防護(hù)、聯(lián)鎖、人機(jī)工程學(xué)

2.人身、機(jī)具環(huán)境：噪聲、三廢、外形、色彩四、可靠性要求：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件

下，實(shí)現(xiàn)規(guī)定功能的可能性。

可靠度

Reliability

失效概率

FailureR+F=1五、其他要求：不同機(jī)器的特有要求

例：機(jī)床：精度；

飛機(jī)：質(zhì)量2-4機(jī)床零件的主要失效形式失效：失去正常的工作狀態(tài)。一、整體失效：斷裂靜強(qiáng)度疲勞例：齒輪輪齒、螺栓等。二、過(guò)大的殘余變形三、零件的表面破壞（占零件失效70%多）

類型：腐蝕、磨損、接觸疲勞四、破壞正常工作條件引起的失效例：滑動(dòng)軸承：油膜破壞

帶傳動(dòng)：打滑

高速軸：共振2-5設(shè)計(jì)機(jī)械零件應(yīng)滿足的基本要求一、避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求強(qiáng)度、剛度、壽命二、結(jié)構(gòu)工藝性要求：便于制造和裝配工藝性：毛坯、制造、裝配三、經(jīng)濟(jì)性要求：省時(shí)、省料經(jīng)濟(jì)性：降低消耗、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減少工時(shí)工藝性好四、質(zhì)量小的要求：節(jié)約材料，節(jié)約能源

措施：緩沖、均載、等強(qiáng)度

、預(yù)應(yīng)力。

以沖、焊件代替鑄、鍛件五、可靠性要求2-6機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則根據(jù)失效形式確定計(jì)算準(zhǔn)則一、強(qiáng)度準(zhǔn)則二、剛度準(zhǔn)則

1.彎曲剛度

撓度

偏轉(zhuǎn)角y2.扭轉(zhuǎn)剛度

扭轉(zhuǎn)角TT'三、壽命準(zhǔn)則：腐蝕、磨損和疲勞

腐蝕、磨損目前尚無(wú)可靠的計(jì)算方法

疲勞壽命計(jì)算第三章介紹四、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則：防止共振振幅A頻率f0.85ff1.15f激振頻率

fp<0.85f（固有頻率）

或

fp>1.15f五、可靠性準(zhǔn)則0tIIIIII2-7機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法一、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）理論設(shè)計(jì)（二）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)（三）模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算校核計(jì)算二、現(xiàn)代設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）

ComputerAidedDesign2-8機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟使用要求選擇零件類型計(jì)算作用載荷選擇材料失效分析計(jì)算準(zhǔn)則工作能力計(jì)算幾何尺寸計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)文件工作圖說(shuō)明書2-9機(jī)械零件設(shè)