荆州职业技术学院：《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 机械设计概论 4.1-4.3

第4章机械设计概论 机械设计包括两种设 应用用新技术、新方造新机械 在原有机械的基础上重新设计或局部 改变或提高原有机械的性能

一、机械设计包括两种设计: 第4章 机械设计概论 应用用新技术、新方法开发创造新机械； 在原有机械的基础上重新设计或进行局部 改变或提高原有机械的性能

542机械设计的基本要求及设计程序 机械设计的基本要求 1、对机械设计的要求,y成 a)对机器使用功能方面的要求 b)可靠性要求 c)对机器经济性的要求 2、对机械零件设计的基本要求 a)在预定工作期限内正常、可靠地工作,保证机器的 各种功能 b)要尽量降低零件的生产、制造成本

§4—2 机械设计的基本要求及设计程序 一、机械设计的基本要求 1、对机械设计的要求 a) 对机器使用功能方面的要求 b)可靠性要求 c) 对机器经济性的要求 2、对机械零件设计的基本要求 a) 在预定工作期限内正常、可靠地工作，保证机器 的 各种功能 b) 要尽量降低零件的生产、制造成本

序 设程序 市场调 研 原理技术试制小批生》投 可行性 方案设计 试验一产试销[一产 研究 设计 定出 装配图 核 零件图、 工艺 技术文 样机评价改一 性收 产品销售 集用 户

二、机械设计的一般程序 1、机器设计的一般程序 市场调研 可行性 研究 原理 方案 设计 技 术 设 计 试制 试验 小批生 产试销 投产 设计任务书 定出最佳方案 装配图、 零件图、 技术文 件 样机评价改进 考核 工艺 性收 集用 户意见 产品销售

2、机械零件设计的一般步骤 1)建立零件的受力模型,确定零什的算 载荷 2)选择零件的类型与 3)选择零件的材料 4)按可能的失效形式确定4的算准则 并确定零件的 基本尺寸,并加于标准化和圆整 5)零件的结构设计 6)绘制零件的工作图,并编写计算说明书

1）建立零件的受力模型，确定零件的计算 载荷 2）选择零件的类型与结构 3）选择零件的材料 4）按可能的失效形式确定零件的计算准则 ，并确定零件的 基本尺寸，并加于标准化和圆整 5）零件的结构设计 6）绘制零件的工作图，并编写计算说明书 Pca = KP 2、机械零件设计的一般步骤

543机械零件的主要失效形式和设计计算准则 机械零件的失效形式 失效零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能 失效形式:强度失效、刚度失效、磨失效 噪声失效、精度失效 失戏 二、机械零件的计算准则 工作能力—零件不发生失效时的安全工作限度 计算准则以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件 工作能力计算依据的基本原则

§4—3 机械零件的主要失效形式和设计计算准则 一、机械零件的失效形式 失效——零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能 失效形式：强度失效、刚度失效、磨损失效、振动、 噪声失效、精度失效、可靠性失效 二、机械零件的计算准则 工作能力——零件不发生失效时的安全工作限度 计算准则——以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件 工作能力计算依据的基本原则

1、强度准则 零件在载荷作用下抵抗破坏的能力 O≤[o] Im a(z)-脆性材料 am(m)a(x、)-塑性材料 z≤[z]= lim σ/(xy)-疲劳极限 2、刚度准则 零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 y≤[y y可以是挠度、偏转角或扭转角

1、强度准则 St S lim lim [ ] [ ]         =  =      − − − 疲劳极限 塑性材料 脆性材料 ( ) ( ) ( ) ( ) lim lim Y Y S S B B         2、刚度准则 零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 零件在载荷作用下抵抗破坏的能力 y [y] y——可以是挠度、偏转角或扭转角

3、耐磨性准则 作相对运动的零件其工作表面抵抗磨损的能力 p[p≤[m] 4、振动和噪声准则 fD1.15f 热平衡准则 A≤[4r] 6、可靠性准则系统、机器或零件在规定的条件下和规定 的时间内完成视定功能的能力

3、耐磨性准则 作相对运动的零件其工作表面抵抗磨损的能力 p [p] pv  pv 4、振动和噪声准则 f f f f p  0.85 , p 1.15 5、热平衡准则 t  t 6、可靠性准则 系统、机器或零件在规定的条件下和规定 的时间内完成规定功能的能力

R:可靠度表示零件在规定的条件下和规定的时间 内完成规定功能的概率 个相同零件在同样条件下同时工作、在规定的时间内有M 个失效,剩下M个仍继续工作则 、NN-N=1-3 N N 不可靠度(失 1-R R1+F1=1 N ∥个零件组成的串联系统,单个零件的可靠度:R、R、…Rn, 则系统的可靠度为R=RR2Rn

：可靠度——表示零件在规定的条件下和规定的时间 内完成规定功能的概率 Rt N个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有Nf 个失效，剩下Nt个仍继续工作，则 N N N N N N N R f f t t = − − = = 1 不可靠度（失效概率）： = =1− , + =1 t t t f t R R F N N F n个零件组成的串联系统，单个零件的可靠度:R1、R2 、 …Rn， 则系统的可靠度为Rf=R1R2…Rn

机械零件的结构工艺性 机械零件结构工茲性的基本原贝 1、与生产条件批量大小及获得坏的 适应 2、造型简单化; 3、加工的可能性、方便性、精确性和圣产性 4、装拆的可能性和方便性

机械零件的结构工艺性 一、机械零件结构工艺性的基本原则： 1、与生产条件、批量大小及获得毛坯的方法相适应； 2、造型简单化； 3、加工的可能性、方便性、精确性和经济性； 4、装拆的可能性和方便性

二、良好的工艺性对机械零件的结构要求 1、铸造工艺性对零件结构的要求; 矿2、锻造工艺性对零件结构邮要求 3、热处理对零件结构的 4、切削加工工艺对零件结构的要

1、铸造工艺性对零件结构的要求； 2、锻造工艺性对零件结构的要求； 3、热处理对零件结构的要求； 4、切削加工工艺对零件结构的要求； 二、良好的工艺性对机械零件的结构要求