第九章 机械零件设计概论.ppt
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1、第九章 机械零件设计概论 本章从工作原理、承载能力、构造和维护等方面本章从工作原理、承载能力、构造和维护等方面本章从工作原理、承载能力、构造和维护等方面本章从工作原理、承载能力、构造和维护等方面论述通用机械零件的设计问题。其中包括如何确定零论述通用机械零件的设计问题。其中包括如何确定零论述通用机械零件的设计问题。其中包括如何确定零论述通用机械零件的设计问题。其中包括如何确定零件的形状和尺寸,如何适当选择零件的材料,以及如件的形状和尺寸,如何适当选择零件的材料,以及如件的形状和尺寸,如何适当选择零件的材料,以及如件的形状和尺寸,如何适当选择零件的材料,以及如何使零件具有良好的工艺性何使零件具有良
2、好的工艺性何使零件具有良好的工艺性何使零件具有良好的工艺性。本章阐明机械零件设计计算的共性问题本章阐明机械零件设计计算的共性问题本章阐明机械零件设计计算的共性问题本章阐明机械零件设计计算的共性问题2021/9/23191 机械零件设计概述1 1、机械零件设计的要求、机械零件设计的要求(1)、失效:零件失去正常工作的能力)、失效:零件失去正常工作的能力机械设计的要求是:工作可靠、成本低廉机械设计的要求是:工作可靠、成本低廉机械设计的要求是:工作可靠、成本低廉机械设计的要求是:工作可靠、成本低廉2 22 2、机械零件设计中常用名词、机械零件设计中常用名词、机械零件设计中常用名词、机械零件设计中常用
3、名词(22)、工作能力:在不发生失效的条件下,零件所能安全工作)、工作能力:在不发生失效的条件下,零件所能安全工作)、工作能力:在不发生失效的条件下,零件所能安全工作)、工作能力:在不发生失效的条件下,零件所能安全工作的限度。的限度。的限度。的限度。(33)、承载能力:对载荷而言,在不发生失效的条件下,零件)、承载能力:对载荷而言,在不发生失效的条件下,零件)、承载能力:对载荷而言,在不发生失效的条件下,零件)、承载能力:对载荷而言,在不发生失效的条件下,零件所能安全工作的限度。所能安全工作的限度。所能安全工作的限度。所能安全工作的限度。2021/9/2324、计算准则:衡量零件工作能力的指标
4、、计算准则:衡量零件工作能力的指标约束条件式约束条件式(刚度准则)(刚度准则)(耐磨性准则)(耐磨性准则)(振动稳定性准则)(振动稳定性准则)(耐热性准则)(耐热性准则)(强度准则)(强度准则)为材料的许用应力为材料的许用应力(6)、摩擦传动的打滑)、摩擦传动的打滑(5)、联接的松弛)、联接的松弛(4)、强烈的振动)、强烈的振动(3)、工作表面的磨损)、工作表面的磨损(2)、过大的弹性变形)、过大的弹性变形(1)、断裂或塑性变形)、断裂或塑性变形3、零件失效的原因:、零件失效的原因:2021/9/233零件设计的一般方法:零件设计的一般方法:根据一个或几个可能发生的失效形式,根据一个或几个可能
5、发生的失效形式,运用相应的判定条件,确定零件的形状和主要尺寸。运用相应的判定条件,确定零件的形状和主要尺寸。机械零件的设计步骤:机械零件的设计步骤:11、拟订零件的受力分析图、拟订零件的受力分析图22、确定作用在零件上的载荷、确定作用在零件上的载荷33、选择合适的材料、选择合适的材料44、根据零件可能出现的失效形式,选用相应的判定条件,确定零、根据零件可能出现的失效形式,选用相应的判定条件,确定零件的形状和主要尺寸。件的形状和主要尺寸。第四步的计算值还要根据零件制造的工艺要求加以修正。第四步的计算值还要根据零件制造的工艺要求加以修正。55、绘制零件图并标注必要的技术要求。、绘制零件图并标注必要
6、的技术要求。2021/9/23492 机械零件的强度 载荷的分类载荷的分类(1)循环变载荷)循环变载荷 a)稳定循环变载荷稳定循环变载荷 b)不稳定循环变载荷不稳定循环变载荷(2)随机变载荷)随机变载荷4)、静载荷:不随时间变化的载荷)、静载荷:不随时间变化的载荷5)、变载荷:)、变载荷:1)名义载荷:在理想平稳的工作条件下作用在零件上的载荷)名义载荷:在理想平稳的工作条件下作用在零件上的载荷 2)计算载荷)计算载荷:在名义载荷中加入了机械运转时各种附加载荷对:在名义载荷中加入了机械运转时各种附加载荷对 零件的影响,这种影响用载荷系数零件的影响,这种影响用载荷系数K或工作情况系数或工作情况系数
7、K表示表示 3)名义载荷与计算载荷之间的关系:计算载荷)名义载荷与计算载荷之间的关系:计算载荷=载荷系数与名义载荷系数与名义 载荷的乘积载荷的乘积2021/9/235静应力:不随时间变化的应力静应力:不随时间变化的应力一、应力的种类一、应力的种类变应力:变应力:随机变应力随机变应力循环变应力,周期性的变应力,循环变应力,周期性的变应力,2021/9/236稳定循环变应力的基本参数和种类稳定循环变应力的基本参数和种类 a)基本参数基本参数 应力循环特性应力循环特性最大应力最大应力最小应力最小应力平均应力平均应力应力幅应力幅b)稳定循环变应力种类:稳定循环变应力种类:-1+1不对称循环变应力不对称
8、循环变应力 =+1 静应力静应力 =1 对称循环变应力对称循环变应力 =0 脉动循环变应力脉动循环变应力2021/9/237-1 +1不对称循环变应力不对称循环变应力=1 对称循环变应力对称循环变应力 =+1 静应力静应力 =0 脉动循环变应力脉动循环变应力2021/9/238静应力下,零件材料有两种损坏形式:断裂或塑性变形。静应力下,零件材料有两种损坏形式:断裂或塑性变形。塑性材料的许用应力:塑性材料的许用应力:材料的屈服极限和强度极限都可在材料手册中查出材料的屈服极限和强度极限都可在材料手册中查出三、静应力下的许用应力三、静应力下的许用应力三、静应力下的许用应力三、静应力下的许用应力为材料
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