第9章 机械设计概论

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1、前前 言言 机械零件设计概述机械零件设计概述 机械零件的强度机械零件的强度 机械制造中常用材料及其选择机械制造中常用材料及其选择 公差与配合、表面粗糙度和优先数列公差与配合、表面粗糙度和优先数列机械零件的工艺性及标准化机械零件的工艺性及标准化前前 言言 例: 机构齿轮机构(三个构件) 齿轮1 、齿轮2、机架3 轴、轴承、套筒等 轴系零件 构件零件制造的单元齿轮 传动件 键 联接件 12构件构件1(小齿轮)3(一一) 机械零件的简介机械零件的简介:最基本的通用零件(二二)课程特点与学习方法课程特点与学习方法机原研究机原研究 对象对象机构构件运动的单元传动零件轴系零件联接零件附件机架 机械零件机械

2、零件一般尺寸参数的通用机械零件的设计总论螺纹联接齿轮传动蜗杆传动滑动轴承 滚动轴承 键联接 联轴器与离合器 轴带传动链传动繁杂（门类多、关系多、要求多、 公式多 、图形多、表格多）(二二)课程特点与学习方法课程特点与学习方法本课程研究对象本课程研究对象: 讲课顺序讲课顺序:通用零件专用零件（机架、手柄、车轮.）分析处理问题的思路分析处理问题的思路:特点特点：分析处理问题的思路分析处理问题的思路：（任务）设计零件*受力分析受力分析（*载荷及应力分析功用、*工作原理） *失效形式失效形式（*主要失效形式分类）*计算准则计算准则（公式建立的依据） 强度计算强度计算（*设计方法先定主参数* *许用应力

3、 材料） 结构设计结构设计（尺寸及绘图结构特点、标准）(抓住)计算准则计算准则 学习贯穿一条线：9-1 机械零件设计概述 p.111(一一)机械设计应满足的要求机械设计应满足的要求 P.111第7(二二)设计机械零件应满足的要求设计机械零件应满足的要求* 避免在预定寿命周期内失效避免在预定寿命周期内失效机械零件由于某种原因不能正常工作在不发生失效的条件下,零件所能安全 工作的限度(三三) 机械零件的主要失效形式及计算准则机械零件的主要失效形式及计算准则既要可靠, 又要成本低 p.111第9失效失效工作能力工作能力承载能力承载能力 对载荷而言(三三) 机械零件的主要失效形式及计算准则机械零件的主

4、要失效形式及计算准则强度、刚度、振动稳定性、破坏正常工作条件 计算准则计算准则强度准则 刚度准则 振动稳定性准则 其它准则主要介绍失效形式失效形式一、强度准则（1）失效形式）失效形式 (2)计算准则计算准则SBSSSr 2. 表面强度表面强度: 疲劳破坏疲劳破坏整体断裂(脆性材料)过大的残余变形（塑性材料）P113整体整体 破坏破坏静强度静强度疲劳断裂(塑、脆性材料) 疲劳强度疲劳强度1. 整体强度整体强度:变应力变应力静应力静应力表面磨损 : p p (比压、压强)耐磨性耐磨性 P122表面压溃 : p p (挤压应力) 挤压强度挤压强度接触疲劳: H H (接触应力) 接触强度接触强度(点

5、蚀) P119过大的弹性变形 刚度(机器振幅不能超过许可值)共振：机器内的激振源频率零件固有频率 （重合或整数倍）破坏破坏正常工作条件引起的失效（联接松动、带传动打滑、腐蚀、过热.） 二. 刚度: 三. 振动稳定性: 四. 其它：(零件抵抗弹性变形的能力) 失效形式 计算准则9-2 机械零件的强度 p.112(一)载荷及其分类 名义载荷 载荷系数 计算载荷 名义应力 计算应力1.基本定义:p.112第7p.112第8名义载荷与载荷系数的乘积KF,KT,KMp.112第9p.112第10 强度强度 零件承受载荷后，抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力与载荷及应力有关(二)应力及分类:(三)

6、机械零件的强度计算2.载荷的分类:(按大小及方向是否变化)静载荷变载荷当max、min均维持常数稳定交变应力当max和min的数值随时间而改变不稳定的变应力 交变应力随时间作周期性变化的应力(二)应力及分类: *一个应力循环一个应力循环构件中的应力由“最大值 最小值最大值”的这一过程。 (maxmin)2 应力幅应力幅 aatm1.分类分类2.交变应力的特征及典型的交变应力交变应力的特征及典型的交变应力*最大应力最大应力max *最小应力最小应力min 静应力不随时间变化，103变应力不断随时间变化 稳定变应力 不稳定变应力平均值 (平均应力平均应力m) *变化规律minmax= 应力循环特性