第二章 机械零件设计概论
广东省高等教育自学考试《机械设计》课程考试大纲(课程代码01095)解析
广东省高等教育自学考试《机械设计》（课程代码：01095）课程考试大纲目录一、课程性质与设置目的二、考试内容与考核目标第一章绪论第一节机械的组成及本课程研究的对象第二节本课程的性质、地位和任务第三节本课程的特点和学习方法第二章机械设计概论第一节机械设计的基本要求和一般程序第二节机械零件的载荷和应力第三节机械零件的主要失效形式和设计计算准则第四节机械零件材料的选第五节机械零件的结构工艺性第六节机械设计中的标准化第七节摩擦、磨损和润滑基本知识第三章螺纹连接第一节螺纹第二节螺纹连接的基本类型和标准连接件第三节螺纹连接的预紧与防松第四节螺栓组连接的设计第五节单个螺栓连接的强度计算第六节提高螺栓连接强度的措施第四章其他常用连接第一节键连接第二节花键连接第四节成形连接第五节焊接和胶接第五章带传动第一节带传动概述第二节传动带的应用基础第三节带传动的工作能力分析第四节普通V带传动的设计计算步骤第五节其他带传动简介第六章齿轮传动第一节齿轮传动概述第二节齿轮传动的主要失效形式和设计准则第三节齿轮常用材料及其热处理方法第四节齿轮传动的计算载荷第五节标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第六节标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算第七节齿轮传动强度计算中的许用应力第八节圆柱齿轮传动的设计第九节直持锥齿轮传动的强度计算第十节齿轮的结构设计第十一节齿轮传动的润滑第十二节谐波齿轮传动简介第七章蜗杆传动第一节蜗杆传动的概述第二节普通圆柱蜗杆传动主要参数和几何尺寸计算第三节蜗杆传动的主要失效形式、设计准则和材料选择第四节普通圆柱蜗杆传动的强度计算和刚度计算第五节蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算第六节蜗杆和蜗轮的结构设计第八章其他常用传动第一节链传动第二节螺旋传动第三节摩擦轮传动第九章轴第一节轴的概述第二节轴的材料第三节轴径的初步估算第四节轴的结构设计第五节轴的强度计算第六节轴的刚度计算第十章滚动轴承第一节滚动轴承的构造和特点第二节滚动轴承的类型和选择第三节滚动轴承代号第四节滚动轴承的失效形式和计算准则第五节滚动轴承的寿命计算第六节滚动轴承的静强度计算第七节滚动轴承的极限转速第八节滚动轴承部件结构设计第十一章滑动轴承第一节滑动轴承的分类及特点第二节滑动轴承的结构型式第三节轴瓦的材料和结构第四节非液体摩擦滑动轴承的计算第五节液体动压润滑形成原理及基本方程第六节液体动压径向滑动轴承的计算第七节其他形式滑动轴承简介第八节滑动轴承用润滑剂与润滑装置一、关于大纲的说明与考核实施要求【附录】题型举例一、课程性质与设置目的（一）课程性质与特点《机械设计》是机械设计制造及自动化专业的专业基础课程，内容包括总论部分、连接部分、传动部分及轴系部分等，是学习本专业其他课程的基础。
机械设计ppt课件第2章 机械零件的设计
式中，f为零件的固有频率，fp为激振源的频率。
第2章 机械零件的设计
（4）寿命准则：
影响零件寿命的主要因素是磨损、腐蚀 和疲劳破坏。关于疲劳寿命，通常是求出使 用寿命时的疲劳极限来作为计算的依据。腐 蚀和磨损各自发展过程的规律不同。迄今为 止，工程上还没有提出实用有效的能够进行 定量计算的方法。
考虑材料的机械性能 随温度而变化的情况。零 件在工作中有可能发生磨 损，为了提高其表面硬度， 以增加耐磨性，应选择适 于进行表面处理的的淬火 钢、渗碳钢、氮化钢等品 种。
第2章 机械零件的设计
（3）工艺方便性要求：必须要考虑机械零件从毛坯到 成品都能方便地制造出来。
铸造材料、非金属注塑材料和粉末冶金材料的工 艺性是指材料的液态流动性、收缩率、偏析程度及产 生缩孔的倾向性等。
一般应考虑产品制造过程中材料的相对价格、加工 费用、利用率、市场供应等方面。还要考虑特殊材料及 一般材料经各种强化工艺处理后材料之间的可替换性。
第2章 机械零件的设计
（5）零件的尺寸及质量要求：零件的尺寸及质量的大 小与材料的品种和毛坯制取方法有关。
当用铸造材料制造毛坯时，一般可以不受尺寸及质 量大小的限制；
整体断裂
常 见
过大变形
失
效
表面失效
形
式
破坏正常
工作条件
第2章 机械零件的设计
机械零件的失效形式与许多因素有关，具体取决 于该零件的工作条件、材质、受载状态及其所产生的 应力性质等多种因素。
即使是同一种零件，由于材质及工作情况不同， 也可能出现各种不同的失效形式。如轴工作时，由于 受载情况不同，可能出现断裂、过大塑性变形、磨损 等失效形式。
第2章 机械零件的设计
机械零件设计概论2
机械零件设计概论2引言机械零件是机械系统中不可或缺的一部分。
它们承担着传递力量、转换能量、支撑结构等功能，影响着整个机械系统的性能和效率。
因此，机械零件的设计至关重要。
本文将介绍机械零件设计的基本概念和原则，并提供一些实用的设计方法和技巧。
1. 机械零件设计的基本概念机械零件的设计是指通过设计和优化零件的几何形状、材料选择和制造工艺，使其能够满足机械系统的功能要求和性能指标。
在进行机械零件设计时，需要考虑以下几个基本概念：1.1 功能要求机械零件设计的首要任务是确保零件能够完成所需的功能要求。
这包括传递力量、承受载荷、转换能量等功能。
设计师需要充分理解机械系统的工作原理和要求，以便在设计中考虑这些功能要求。
1.2 性能指标性能指标是衡量机械零件设计质量的重要标准。
常见的性能指标包括强度、刚度、耐久性、精度等。
设计师需要根据机械系统的工作条件和需求，确定合适的性能指标，并在设计中予以考虑。
1.3 材料选择材料选择是机械零件设计的关键步骤。
不同材料具有不同的特性，如强度、硬度、韧性等。
设计师需要根据零件的功能要求和性能指标，选择适合的材料。
此外，还需要考虑材料的可加工性和可靠性等因素。
1.4 制造工艺制造工艺对机械零件的设计有着重要影响。
不同的制造工艺对零件的复杂度、成本和性能都有不同的要求。
设计师需要了解各种制造工艺的特点和限制，并在设计中考虑这些因素，以实现零件的可制造性。
2. 机械零件设计的原则机械零件设计需要遵循一些基本原则，以实现设计的效果和质量。
2.1 安全性安全性是机械零件设计的首要原则。
设计师需要确保设计的零件能够安全地工作，防止因失效或故障而造成人员伤害或财产损失。
因此，在设计中需要考虑零件的强度、刚度等因素，并进行充分的安全性分析和测试。
可靠性是机械零件设计的重要要求。
设计师需要确保设计的零件能够在设计寿命内正常工作，不发生故障或失效。
在设计中需要考虑材料的持久性、质量控制等因素，并进行可靠性分析和测试。
机械零件设计概论
磨料磨损：由于坚硬微粒进入接触面之间而起了磨料的作用， 这种磨损称为磨料磨损。
胶合：当压力与滑动速度较大，并且润滑与冷却不良时，由磨 擦所产生的热量不能及时散逸，从而使接触表面的金属发生熔接， 继之又撕裂，这种磨损形式称为胶合。
零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力。
最主要是由于强度、刚度、耐磨性、温度对工作能力的影响以及 振动稳定性、可靠性等方面的问题。
3
（二）机械零件的设计准则。 设计机械零件时，保证零件不发生失效所依据的基本准则，称为
设计计算准则。 主要有强度准则、耐磨性准则、刚度准则、振动稳定性准则、耐
热性准则等。
4.振动稳定性准则 振动稳定性是指机器在工作时不能发生振幅超过容许值的振动现
象。
5.耐热性准则 在高温环境中，或者在由于摩擦生热形成高温的条件下，对零件
工作是不利的。 有些零件通常就是根据热平衡条件来判定其工作温度是否低于许
用值的，就必须采取降温措施。
6
强机度1械)条拟零件定件：零设件计的的计步算骤简：图; 2) 确定作用在零件上的载荷; 3) 选择合适的材料; 4) 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 ; 注意，零件尺寸的计算值一般并不是最终采用
5.表面热处理 表面热处理是强化零件表面的重要手段，常用的方法有表面淬
火和化学热处理两种。 表面淬火是将机械零件需要强化的表面迅速加热到淬火温度，
随即快速将该表面冷却的热处理方法。 化学热处理是将机械零件放在含有某种化学元素介质中加热保
温，使该元素的活性原子渗入到零件表面的热处理方法。它包含渗 碳、氮化和氰化等。
机械设计基础知识总结
机械设计基础知识总结(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--机械设计基础知识总结关于机械设计基础知识总结第一章绪论1、机械的组成：完整的机械系统由原动机、传动装置、工作机、和控制系统四大基本组成部分2、机械结构组成层次：零件→构件→机构→机器3、机械零件：加工的单元体4、机械构件：运动的单元体5、机械机构：具有确定相对运动的构件组合体第二章机械设计概论1、机械设计的基本要求：使用功能、工艺性、经济性、其他2、机械设计的一般程序：（1）确定设计任务书（2）总体方案设计（3）技术设计（4）编制技术文件（5）技术审定和产品鉴定3、机械零件的失效：机械零件不能正常工作、失去所需的工作效能4、设计计算准则：保证零件不产生失效5、机械零件的结构工艺性：铸造工艺性；模锻工艺性；焊接工艺性；热处理工艺性；切削加工工艺性；装配工艺性；6、工程材料：金属材料、非金属材料7、金属材料的机械性能：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度8、金属材料的工艺性能：铸造性、铸造性、焊接性、切削加工性9、钢的热处理方式：退火、正火、淬火与回火、表面淬火、表面化学热处理10、常用金属材料：铸铁、碳素钢、合金钢、有色金属材料11、配合：间隙配合：具有间隙的配合，孔的公差带在轴公差带上过盈配合：具有过盈的配合，孔的公差带在轴公差带下过度配合：可能具有间隙或过盈的配合，孔的公差带与轴的公差带相互交叠12、基准值：基孔制、基轴制（优先选用基孔制）13、运动副：构件与构件之间通过一定的相互接触和制约，构成保持相对运动的可动连接低副：通过面接触构成的运动副，分为回转副和移动副高副：两构件通过电线接触构成的运动副14、机构中的构件：机架、原动件、从动件15、机构具有确定运动的条件：（1）机构的自由度F>0（2）机构的原动件数等于机构的自由度F16、机构自由度的计算：机构自由度计算的注意事项：复合铰链：两个以上的构件同时在一处用转动副相联结就构成复合铰链.由K个构件组成的复合铰链应含有(K-1)个转动副局部自由度：在机构中常会出现一种与输出构件运动无关的自由度，称局部自由度（或多余自由度）。
机械零件设计概论
机械零件设计概论概述机械零件设计是机械工程领域中非常重要的一个方面。
它涉及到设计师通过使用不同的工程原理和技术，设计出能够满足特定功能和要求的机械零件。
在机械零件的设计中，设计师需要考虑到多方面的因素，包括力学性能、结构强度、材料选择等等。
在本文档中，我们将讨论机械零件设计的一些基本概念和方法，以及在设计过程中应该注意的一些要点。
设计原则在进行机械零件设计时，有一些基本的设计原则是必须遵循的。
这些设计原则可以帮助设计师在设计过程中做出正确的决策，并确保设计出符合要求的零件。
1.功能性：零件的设计应该能够满足其预期的功能和要求。
设计师需要仔细分析零件的用途和工作环境，以确保设计出的零件能够正常运行并达到预期的效果。
2.可靠性：零件的设计应该具有良好的可靠性，即能够在设计寿命期间保持稳定的性能。
设计师需要考虑到零件所受到的各种力和载荷，并采取相应的措施来提高零件的结构强度和耐久性。
3.经济性：设计师在设计零件时需要考虑到成本因素。
他们需要尽量选择成本较低的材料和加工工艺，以确保零件的制造成本在可接受范围内。
4.可制造性：设计师需要考虑到零件的制造过程。
他们需要尽量设计出易于加工的零件形状，并减少加工过程中的复杂性和成本。
5.可维修性：设计师在设计零件时需要考虑到维修和保养过程。
他们需要尽量设计出易于维修的零件结构，以便未来的维修工作能够更加方便和快捷。
设计流程机械零件的设计流程通常包括以下几个步骤：1.需求分析：设计师首先需要与客户或用户进行沟通，了解对零件的功能和性能的要求。
他们需要确定零件的尺寸、形状、材料等参数。
2.概念设计：根据客户需求，设计师开始进行概念设计。
他们会产生多种不同的设计方案，并对每个方案进行评估和比较。
最终选择最佳的设计方案。
3.详细设计：在确定最佳设计方案后，设计师开始进行详细设计。
他们会使用CAD软件绘制零件的三维模型，并对零件进行力学分析，以确保其结构强度和稳定性。
4.材料选择：设计师需要根据零件的功能和要求选择合适的材料。
机械零件设计概论.doc
第9章机械零件设计概论9.1机械零件设计概述机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。
在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度，称为工作能力。
通常此限度对载荷而言，所以习惯上又称为承载能力。
零件的失效可能由于：断裂或塑性变形；过大的弹性变形；工作表面的过度磨损或损伤；发生强烈的振动；联接的松弛；摩擦传动的打滑等。
机械零件虽然有多种可能的失效形式，但归纳起来最主要的为强度、刚度、耐磨性、稳定性和温度的影响等几个方面的问题。
对于各种不同的失效形式，相应地有各种工作能力判定条件。
设计机械零件时，常根据一个或几个可能发生的主要失效形式，运用相应的判定条件，确定零件的形状和主要尺寸。
机械零件的设计常按下列步骤进行：1)拟定零件的计算简图。
2)确定作用在零件上的载荷。
3)选择合适的材料。
4)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。
应当注意，零件尺寸的计算值一·般并不是最终采用的数值，设计者还要根据制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整。
5)绘制工作图并标注必要的技术条件。
以上所述为设计计算。
在实际工作中，也常采用相反的方式─—校核计算，这时先参照实物（或图纸）和经验数据，初步拟定零件的结构和尺寸，然后再用有关的判定条件进行验算。
还应注意，在一般机器中，只有一部分零件是通过计算确定其形状和尺寸的，而其余的零件则仅根据工艺要求和结构要求进行设计。
9.2 机械零件的强度在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷称为名义载荷。
然而在机器运转时，零件还会受到各种附加载荷，通常用引入载荷系数K（有时只考虑工作情况的影响，则用工作情况系数K A）的办法来估计这些因素的影响。
载荷系数与名义载荷的的乘积，称为计算载荷。
按照名义载荷用力学公式求得的应力，称为名义应力，按照计算载荷求得的应力，称为计算应力。
当机械零件按强度条件判定时，比较危险截面处的计算应力（σ、τ）是否小于零件材料的许用应力([σ]、[τ])。
机械零件设计概论[1]
![机械零件设计概论[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/04c0a640700abb68a882fb7a.png)
PPT文档演模板
2020/11/18
机械零件设计概论[1]
一、机械零件的工作能力准则 二、机械制造中常用材料及其选择 三、许用应力和安全系数 四、机械零件的工艺性和标准化
PPT文档演模板
机械零件设计概论[1]
一、机械零件的工作能力准则
设计机器时，必须满足技术条件所规定的各项要求。对机器的要 求首先是：机器的全部功能、预定的使用寿命、制造和运转成本、 重量与尺寸指标等；此外，还应考虑机器运输的可能性，外形美观 等要求。
将零件的型式、规格、实验方法 、质量鉴定及标号等标准化，在 机械制造中具有重大意义。设计人员在设计时如无特殊要求，就应 当采用国家标准。
PPT文档演模板
机械零件设计概论[1]
（二）机械零件设计中的标准化
零件的标准化，就是通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检 验方法、设计方法、制图要求等，制定出各种各样的大家共同遵守 的标准。 1、标准化的内容 标准化工作包括三方面的内容，即标准化、系列化和通用化，简称 为机械产品的“三化”。 1）、标准化 是指对机械零件种类、尺寸、结构要素、材料性质、检验方法、公 差配合和制图规范等制定出相应的标准，供设计、制造时共同遵照 使用。 2）、系列化 将同一类产品的主要参数、型式、尺寸、基本结构等依次分档，制 成系列化产品，以较少的规格品种满足用户的广泛要求。 3）、通用化 将用途、结构相近的零部件（如轴承、螺栓等），经过统一后实现 互换。
选用原则： 优选碳素钢，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。
我国资源丰富价格便宜且供应充分
材料
热轧圆刚 铸件
表6-2 常用材料的相对价格
种类规格
相对价格
碳素结构钢Q235 （φ 33~42） 优质碳素钢 （φ 29~50） 合金结构钢（φ 29~50） 滚动轴承钢（φ 29~50） 合金工具钢（φ 29~50） 4Cr9Si2耐热钢（φ 29~50）
08 机械零件设计概述PPT课件
a)所示的床身立柱结构加 工导轨面时不便于安装, 加上一个工艺凸台（图b） 就好安装了。
24
2.减少工件装夹次数
减少工件的装夹次数有利于提高切削效率， 保证加工面之间的位置精度。
25
3.减少刀具种类
尽量减少刀具种类有利于提高劳动 生产率和降低成本。
食品机械有防止污染的要求；大型设 6
备有便于运输与安装的要求等。
使用要求
在满足预期功能的前提下：
➢性能好、效率高、成本低； ➢在预定使用期限内安全可靠； ➢操作方便、维修简单、造型美观等。
7
工作能力要求
强度
刚度 耐磨性 稳定性 耐热性 寿命
8
（一）强度
机械零件的强度是指其抵抗体积断裂、塑性变形 和表面损坏这类失效的能力。
通常只进行条件性计算，通过限制影响磨损的主要条件防 止产生过大的磨损量。
为防止产生过大的磨损应满以下条件：
压强不超过许用值
p≤［p］
速度不超过许用值
v≤［v］
压强与速度乘积不超过许用值 pv≤［pv］
12
（四）振动稳定性
机械零件周期性产生弹性变形的现象称为振动。
共振：当机器的自振频率与周期性干扰力变化频率相同或
料
切削刀具等结构中。 金属基复合材料、非金属基复合材料
4.复合材料—具有较高的强度和弹性模量，主要用于航空、 航天等领域。
19
铸铁（含碳量 2％）： HT200 、 QT400 15 等；
根据用途分
金属
钢
根据含碳量
结构钢
优质：10、15、20、45 等 普通： Q235 、 Q275
【精品模板】机械零件设计概论PPT模板
变应力下的许用应力
★变应力下零件的失效形式：疲劳断裂
★疲劳断裂 特征：
1、疲劳断裂的最大应力＜材料的屈服极限； 2、疲劳断口均表现为无明显塑性变形； 3、断口上明显地有两个区域：光滑区、粗糙区； 4、疲劳断裂是损伤的积累的结果。
★疲劳曲线
1、应力越小，能经受的循环次数越多。
2、疲劳曲线的左半部（N≤N0），可 用下列方程表示：
后果：1、损坏零件的光滑表面； 2、减小了接触面积，降 低承载能力; 3、引起振动和噪声 。
★机械零件设计的一般步骤:
1、拟定零件的计算简图； 2、确定作用在零件上的载荷； 3、选择合适的材料； 4、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； 5、绘制工作图并标注必要的技术条件。 注意:
1、通过设计计算出的零件尺寸一般并不是最终采用的数值，设计 者还要根据制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整；
S
•载荷：作用在零件上的 外力或外力矩。
•载荷的类型：动静
载荷 载荷
名义载荷：在理想的平稳工作条件下作用在零件 上的载荷。 载荷系数
计算载荷： 计算载荷=K×名义载荷
不随时间变化的应力。
静 应 力
对 称 循 环
1.
应
力
种
类变
应
力周
期
性
变
应
力非 对 脉 动
脆塑性材料σBS
2.
许
用
应
力变 静
应 应
力 力
下 下
的 的
许 许
用 用
应 应
力 力
min
S
S 1.2 ~ 1.5
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过大的残余变形; 工作表面的过度磨损或损伤; 破坏正常的工作条件;
例如：发生强烈的振动；联接的松弛; 摩擦传动的打 滑等。
机械零件失效的实例：
齿轮轮齿折断
轴承内圈破裂
轮齿塑性变形
轴承外圈塑性变形
轴瓦磨损
齿面接触疲劳
失效原因: 强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、温度等 原因%。 --主要失效原因。
一、强度准则 强度准则是指零件中的应力不得超过许用值。 即： σ ≤ σlim
σlim ----材料的极限应力 脆性材料： σlim = σB (强度极限) 塑性材料： σlim = σS (屈服极限)
为了安全起见，引入安全系数S，得：
σ ≤ σlim/S
或 σ ≤[σ] ----许用应力
S 为大于 1 的数， S 过大，虽安全但浪费材料； S 过小， 虽节省材料，但趋于危险。
设计机械零件时应满足的基本要求
机器是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机器满足
基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求：
避免在预定寿命期内失效的要求
应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。
结构工艺性要求
设计的结构应便于加工和装配。
经济性要求
零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。
质量小的要求
质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。
可靠性要求
应降低零件发生故障的可能性（概率）。
机械零件的计算准则
设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其 设计准则以及相应的设计计算方法。一般来讲，有以 下几种准则： ▲ 强度准则 ---确保零件不发生断裂破坏或过大的 塑性变形，是最基本的设计准则。 ▲ 刚度准则 ----确保零件不发生过大的弹性变形。 ▲ 寿命准则 ---通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。 ▲ 振动稳定性准则 ----高速运转机械的设计应注重 此项准则。 ▲ 可靠性准则 ----当计及随机因素影响时，仍应确 保上述各项准则。
五、可靠性准则 可靠度的定义： 对件数为N0的一批零件进行试 验，经过时间t之后有N件仍能正常工作，则该零件 在该试验环境条件下工作时间t的可靠度定义为： R= N / N0
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求
▲可靠性要求
▲其它专用要求 机器的可靠度----指在规定的使用时间内和预定的环境 下机器能够正常工作的概率。 机器由于某种故障而不能完成预定的功能称为失 效，它是随机发生的，其原因是零件所受的载荷、环 境温度、零件本身物理和机械性能等因素是随机变化 的。为了提高零件的可靠性，就应当在工作条件和零 件性能两个方面使其变化尽可能小。
机械零件
制作 郭智勇
§2-1 设计机械零件满足的基本要求
----在满足预期功能的前提下，要求性能好、效率高、 成本低，造型美观，在预定使用期限内要安全可靠， 操作方便、维修简单。具体要求如下： ▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求 使用功能要求----机器应具有预定的使用功能。这主要 靠正确地选择机器的工作原理，正确地设计或选用能 够全面实现功能要求的执行机构、传动机构和原动机， 以及合理地配置必要的辅助系统来实现。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求
▲可靠性要求
▲其它专用要求 其它专用要求----针对不同机器所特有的要求。例如： 1)对机床有长期保持精度的要求；
2)对飞机有质量小，飞行阻力小而运载能力大的要求； 3)对流动使用的机器有便于安装和拆卸的要求；
4)对大型机器有便于运输的要求等等。
§2-2 机械零件的主要失效形式和设计准则
机械零件的失效： 机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。
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。通常此限度是对载荷而言，所以习惯上 如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带 又称为：承载能力。
整体断裂;
零件的失效形式
传动等。机械零件虽然有多种可能的 失效形式，归纳起来最主要的为
二、刚度准则 ---- 是指零件在力作用下的弹性变形量不得超过许用 值。即： y ≤[y]
三、寿命准则 影响零件使用寿命的因素主要是腐蚀、磨损和疲劳， 前两者还没有成熟的计算方法，工程中通常是求出使 用寿命时的疲劳极限作为计算的依据。
四、振动稳定性准则 保证机器中受激振零件的固有频率与激振源的频 率错开， 即要求： 0.85 f > fp 或 1.15 f < fp 如果不满足条件，可采取如下措施： ▲改变零件及系统刚性； ▲调整支承的位置； ▲增减支承； ▲隔离激振源 ； ▲采用阻尼元件以减小零件的振幅。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求
▲可靠性要求
▲其它专用要求 经济性要求----机器的经济性体现在设计、制造和使用 的全过程中，设计机器时就要全面综合地进行考虑。 设计制造的经济性表现为机器的成本低，使用经济性 表现为高生产率，高效率，低能耗，以及低的管理和 维护费用等。
提高设计和制造经济性指标的主要途径有: 1）采用先进的现代设计方法(CAD)，使设计参数最 优化,达到尽可能精确的计算结果,保证机器足够 的可靠性。 2）最大限度地采用标准化、系列化及通用化的零、 部件。 3）尽可能采用新技术、新工艺、新结构和新材料。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求
▲可靠性要求
▲其它专用要求 1)要使机器的操作者方便和安全。因此设计时要按照人 机工程学的观点布置各种按钮、手柄，使操作方式符合 人们的 心理和习惯。同时，设置完善的安全装置、报警 装置、显示装置等。
2）改善操作者及机器的环境。所设计的机器应符合劳 动保护法规的要求。降低机器运转时的噪声水平，防止 有毒、有害介质的渗漏，对废水、废气和废液进行治理。
4）合理地组织设计和制造过程。
5）力求改善零件的结构工艺性，使其用料少、易加 工、易装配。
提高使用经济性指标的主要途径有: 1）合理地提高机器的机械化和自动化水平，以期提 高机器的生产率。 2）选用高效率的传动系统，尽可能减少传动的中间 环节，以期降低能源消耗。 3）适当地采用防护及润滑，以延长机器的使用寿命。 4）采用可靠的密封，减少或消除渗漏现象。