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1、第一章 機械設計概述1.1 機械設計的基本要求1.2 機械設計的內容與步驟 1.3 機械零件的失效形式及設計1.4 機械 零件設計的標準化、系 列化、通用化計算準則 1、了解機械零件設計和機械設計的基本要求和一般過程 2、熟悉機械零件的失效形式及設計準則（一）教學要求（二）教學的重點與難點 機械設計的步驟、機械零件的失效形式及設計準則。1.1 機械設計的基本要求一、設計機械零件的基本要求 2、成本低廉（1）合理選擇材料,降低材料費用；（2）保證良好的工藝性,減少制造費用；（3）盡量采用標準化、通用化設計、簡化設計過程從而降低成本。1、工作可靠 零件在一定的工作條件下抵抗可能出現的失效的能力，對
2、載荷而言稱為承載能力。二、機械設計的基本要求 1.實現預定功能2.滿足可靠性要求 設計的機器應能實現預定功能，并在規定的工作條件下、規定的工作期限內能正常運轉。機械產品的可靠性是由組成機械的零、部件的可靠性保證的。只有零、部件的可靠性高，才能使系統的可靠性高。機械系統的零、部件越多，其可靠度越低。因此，在設計機器時應盡量減少零件數目。3.滿足經濟性要求 設計的機械產品應先進、功能強、生產效率高、成本低、使用維護方便、在產品壽命周期內用最低的成本實現產品的預定功能。4.操作方便、工作可靠 操作系統要簡便可靠，有利于減輕操作人員的勞動強度。要有各種保險裝置以消除由于誤操作而引起的危險，避免人身及設
3、備事故的發生。5.造型美觀、減少污染 重視產品的工藝造型設計，不僅要功能強、價格低，而且外型美觀、實用，使產品在市場上富有競爭力。盡可能地降低噪聲，減輕對環境的污染。6.推行標準化要求 設計的機械產品規格、參數符合國家標準，零部件應最大限度的與同類產品互換通用，產品應成系列發展，推行標準化、系列化、通用化，提高標準化程度和水平。1.2 1.2 機械設計的內容與步驟 機械設計的內容與步驟：機械設計的方法：理論設計、經驗設計和模型設計1.產品規劃 機械設計的任務是根據生產和市場需求提出的。此時，對所要設計的機械只是個模糊的概念。2.方案設計 方案設計包括機械系統總體方案設計、傳動系統方案設計、控制
4、系統方案設計和其他輔助系統設計。3.技術設計階段 4.制造及試驗 機械的結構和技術設計是根據機構運動簡圖提出合理的結構設計方案，進行產品的總體結構設計，部件和零件設計及繪制全部生產圖紙，編制設計計算說明書、機械使用說明書、標準件明細表等技術文件。經過加工、安裝和調試制造出樣機，對樣機進行試運行或生產現場試用，將試驗過程中發現的問題反饋給設計人員，經過修改完善，最后通過鑒定。機械零件設計的一般步驟：n1、根據機器的具體運轉情況和簡化的計算方案確定零件的載荷n2、根據零件工作情況的分析，確定零件的失效形式，從而確定其計算準則n3、進行主要參數選擇，選擇材料，根據計算準則定出零件的主要尺寸，考慮熱處
5、理及結構工藝性要求等n4、進行結構設計n5、繪制零件工作圖，制定技術要求，編寫計算說明書及有關技術文件。帶式輸送機帶式輸送機1.3 1.3 機械零件的失效形式及設計計算準則 失效：機械零件喪失預訂功能或預訂功能指標降低到許用值以下的現象。1.3.1 失效形式 機械零件的斷裂通常有以下兩種情況：（1）零件在外載荷作用下，某一危險截面上的應力超過零件的強度極限時所發生的過載斷裂。（2）零件在循環變應力作用下，危險截面上的應力超過零件的疲勞強度時會產生疲勞斷裂。1.斷裂2.過量變形 零件上的應力超過了材料的屈服極限時，零件會發生塑性變形；零件在載荷作用下產生的彈性變形超過了機器工作性能允許的極限值時
6、，會使機器的工作精度降低以至不能正常工作。3.表面失效 表面失效主要有疲勞點蝕、磨損、壓饋和腐蝕等形式。表面失效后會加劇零件的磨損，使零件尺寸發生變化，最終造成零件的報廢。4.破壞正常工作條件引起的失效 如靠表面摩擦力保持工作能力的帶傳動，當傳遞的有效圓周力超過臨界摩擦力時，就將發生打滑失效。1.3.2 設計計算準則 在實際工作中，同一種零件可能有幾種不同的失效形式，對應于各種失效形式，就會有不同的工作能力。根據不同失效原因建立起來的工作能力判定條件，稱為零件的設計計算準則。1.強度準則強度是衡量機械零件工作能力最基本的計算準則，是指零件受載后抵抗斷裂、塑性變形及表面失效的應力。強度可分為整體
7、強度和表面強度（接觸與擠壓強度）。2.剛度計算準則 剛度是指零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。其剛度條件為：零件在載荷作用下產生的彈性變形量應小于或等于機器工作性能允許的極限值。3.耐磨性準則 設計時應使零件在預定使用期內的磨損量不超過允許值。4.散熱性準則：根據熱平衡條件，工作溫度t不應超過許用工作溫度。5.可靠性準則：零件的可靠度用零件在規定的使用條件下，在規定的時間內能正常工作的概率來表示，即用在規定的壽命時間內連續工作的件數占總件數的百分比表示。6.振動穩定性準則：為避免共振，在設計高速機械中，應進行振動分析和計算，使零件和系統的自振頻率與周期性載荷的作用頻率錯開一定的范圍，以確保零
8、件及機械系統的振動穩定性。1.4 機械零件設計的標準化、系列化、通用化標準化的好處：（1）由專門化工廠大量生產標準件，能保證質量、節約材料、降低成本；（2）選用標準件可以簡化設計工作，縮短產品的生產周期；（3）選用參數標準化的零件，在機械制造過程中可以減少刀具和量具的規格；（4）具有互換性，從而簡化機器的安裝和維修。通用化：指在不同規格的同類產品或不同類產品中采用同一結構和尺寸的零部件，以減少零部件的種類，簡化生產管理過程，降低成本和縮短生產周期。二、機械設計的基本要求：1、保證產品的功能；2、保證產品的工藝性；3、保證產品具有使用和維護要求；4、保證產品的社會效益和經濟效益；5、保證產品具有
9、創新性?？?結一、機械零件設計的基本要求：1、工作可靠 2、成本低廉三、機械設計的過程：1.產品規劃 2.方案設計 3.技術設計 4.制造及試驗 四、機械零件設計的一般步驟：1.確定零件的載荷 2.確定零件的失效形式，從而確定其計算準則 3.進行主要參數選擇 4.進行結構設計 5.繪制零件工作圖五、失效形式 1.斷裂（過載斷裂、疲勞斷裂）2.過量變形 3.表面失效 4.破壞正常工作條件引起的失效 六、設計計算準則 1.強度準則（整體強度、表面強度）2.剛度準則 3.耐磨性準則 4.散熱性準則 5.可靠性準則七、三化：標準化、系列化、通用化 1、機械零件設計及機械設計的基本要求包括哪些方面？2、機械設計的一般程序如何？3、機械零件設計有哪些一般步驟？4、機械零件最常見的失效形式有哪幾種？5、機械零件設計有哪些常用計算準則？復習思考題復習思考題
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