机械零件的失效形式失效

内燃机包含下列机构：
曲柄滑快机构 凸轮机构 齿轮机构
各部分机构协调配合工作，便能把燃气燃烧 时产生的热能转变为曲轴转动的机械能。
机器（三个特征）：
①人为的实物组合（不是天然形成的）；
②各实物单元具有确定的相对运动；
③能完成有用的机械功或转换机械能，可用来 代替或减轻人类的劳动.
二、机器的组成
一般机器包含五个组成部分：动力部分、传动部 分、执行部分、控制部分和辅助系统部分。
靠度为Rf=R1R2…Rn
n个零件组成的并联系统，Rf=1-（1-R1）（1-R2）… （1- Rn ）
§2—6机械零件常用材料及其选择原则
一、机械零件的常用材料
1、黑色金属
铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁
铸钢——铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。 强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差
碳钢与合金钢——应用最广泛
Rt ：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
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
Rt

Nt N
NNf N
1 N f N
不可靠度（失效概率）：
Ft

Nf N
1 Rt
,
Rt Ft 1
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
辅助系统，例如：润滑、显示、照明等
原动机部分
传动部分 控制系统
执行部分
1.动力部分：
为机器运转提供动力。常用的原动机有电动机、内燃机、液压机、气动机等。
2.传动部分：
把原动机的运动和动力传递给执行机构 。如：常用的各种减速和变速装置均可作为传动机构。
3.执行部分：
它是一部机器中最接近作业工作端的机构，通过执行构件与被作业件相接触，来完 成 作 业任务。如：起重机中的起重吊运机构和挖掘机中的挖掘机构。
4.控制部分：
用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之间的工作协调关系，它通常由 各种计算机和控制器组成。
5.辅助系统：
完成其它辅助功能。例如润滑、显示、照明等。
轿车：
§2—2 机器设计的一般程序
产品规划 原理方案设计 结构方案设计
可行性报告 设计任务书
原理方案图
总体设计
结构设计草图
总装配图
1、市场需求 2、创新和优化 3、产品成本 4、可持续发展
三、机械设计人员应具有的素质
1.深厚的理论基础和广博的专业知识 2.丰富的实践经验 3.高度的责任感，严谨的工作作风 4.创造性的思维能力 5.虚心学习和不断进取
四、机械设计中的标准化
零件标准化 产品系列化 部件通用化
§2—8机械零件常规设计方法
2、对机械零件设计的基本要求 a) 工作能力要求；b)结构工艺性要求； c）经济性要求；d） 质量小要求； e）可靠性要求。
§2—4 机械零件设计的一般步骤
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；
施工设计 试制、批量生产、销售
部装图、零件图 技术文档
机器设计的一般程序
市场调
研
原理 技 术
试制
小批生
投
可行性
方案 设 计
试验
产试销
产
研究
设计
设 计 任 务 书
定
装配图、 样
出
零件图、 机
最
技术文
评
佳
件
价
方
改
案
进
考核
产
工艺
品
性收
销
集用
售
户意
见
§2—3 机器设计的基本要求
一、机器设计的基本要求
1、设计机器应满足的基本要求 a) 使用功能要求 b) 经济性要求 c）劳动保护和环境保护要求 d）寿命与可靠性要求 e）其它专用要求
件、减震元件
4、复合材料
二、机械零件材料选用的原则
1、使用要求 2、工艺要求 3、经济性要求
§2—7 机械设计的概念、人员素质及标准化
一、机械设计的概念
机械设计是根据市场需求，对技术系统、零部件、工 艺方法等进行计划和决策的过程（或是为了机器的某些特 定功能要求而进行的创造性活动）。
二、机械设计师应当考虑的问题
1、强度准则
零件在载荷作用下抵抗破坏的能力 。
[ ] lim
S

lim
(
来自百度文库
lim
)
B S
( (
B S
) )

脆性材料 塑性材料
[ ] lim
Y (Y ) 疲劳极限
2、刚度准则
St
零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 。
y [y]
第二章 机械设计总论
§2—1 机器的组成
一、机器:
机械： 机器和机构的总称
是根据某种使用要求而设计的一种人为实物组合的 执行机械运动的装置，它可以用来变换或传递能量、物料、 信息，以代替或减轻人类的劳动。
为了说明机器是怎样组成的,它又具有哪些特征？先 来看一个具体的实例：
内燃机 :
功能：可以把燃气燃烧时产生的热能转化为机械能
§2—5 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：整体断裂、过量变形、表面破坏、破坏正常 工作条件引起的失效
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
2、有色金属
a) 铝合金——重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性 好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近
b) 铜合金——黄铜：Cu与Zn合金 青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。
3、非金属材料
塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作 为普通机械零件、绝缘体
陶瓷——电热性好，硬度高 橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元
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] pv pv
4、振动和噪声准则
f p 0.85 f , f p 1.15 f
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。
1.理论设计
根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计，称为理论设计。
强度计算公式： σ≤σlim/S 或 1）设计计算 A≥SF/σlim
F/A≤σlim/S