第2章机械零件总论

过大的残余变形 零件的失பைடு நூலகம்形式
工作表面的过度磨损或损伤
第2章机械零件总论
§2-3 机械零件的主要失效形式
13
机械零件的失效： 机械零件在预定的时间内和规定的条件下，不能完成
正常的功能，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，所以习惯上又称
为承载能力。
整体断裂
如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带 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
10
▲使用功能要求
▲经济性要求
▲劳动保护要求
▲可靠性要求
▲其他专用要求
(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。
9
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其他专用要求
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。
第2章机械零件总论
四、技术文件编制
6
技术文件——用来说明产品性能、设计、制造、
操作使用、维护或其他所有与产品相关的文档资料。
技术文件
设计说明书 使用说明书 零件明细表 标准件汇总表 产品验收条件 ……
第2章机械零件总论
机器设计的一般流程
提出任务
计
划
分析对机器的要求
确定任务要求
7
明确构形要求
结构化
选择材潘料存云、教授确研定制 尺寸
(2）机器的动力学设计
计算构件所受公称载荷（名义载荷）大小和特性。
(3）零件的工作能力设计
由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零 部件的初步设计。通过计算或类比得出零件的基本 尺寸。 (4）部件装配草图及总装配草图的设计——结构设计
(5）主要零件的校核计算
以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的受力分 析和工作能力校核第2计章机算械零件。总论
第2章 机械零件设计总论
1
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4 §2-5 §2-6 §2-7 §2-8 §2-9
设计机器的一般程序 对机器的主要要求 机械零件的主要失效形式 设计机械零件时应满足的基本要求 机械零件的计算准则 机械零件的设计方法 机械零件设计的一般步骤 机械零件材料的选用原则 机械零件设计中的标准化
第2章机械零件总论
11
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其他专用要求
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、零件本身物理和力学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第2化章机尽械零可件总能论 小。
一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。
以螺纹制造为例，有车削、滚压、板牙加工等方法。 方法不同，其执行部分第的2章工机械作零件原总论理也不同。
因此，存在一个方案的比较和取舍问题。
方案评价原则：技术、经济性上可行。
4
经济性——总费用最低。
费用
总费用
方案设计阶段要正确处理好 借鉴与创新的关系。
同类机器的成功先例应 当借鉴，但其中的薄弱环节和 不符合现有任务要求的部分应 当加以改进或替换。
潘存云教授研制
设计制
使用费用
造费用
复杂程度
保守和照搬原有设计 坚决反对 一味求新而把合理的原有经验弃置不用
三、技术设计阶段
绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零 部件的外形、基本尺寸第和2章机零械零件件总工论 作图。
为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作：
5
(1）机器的运动学设计 确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。 求解构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。
第2章机械零件总论
§2-1 设计机器的一般程序
2
一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键 一环。机械设计是一个创造性的工作过程，实践经验是 保证设计质量的重要因素。因此，要求设计者特别注意 经验的积累。 一部完整的机器是一个复杂的系统，要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序
机械设计的一般过程： ▲ 计划阶段
12
▲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
其他专用要求——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。
▲ 方案设计阶段
▲ 技术设计阶段
▲ 技术文件编制阶段
一、计划阶段 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书。
第2章机械零件总论
机器的功能
3
经济性估计
设计任务书 制造要求的大致估计
基本使用要求
预计的设计周期
二、方案设计阶段
对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提 出实现方案。
在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、 理想与现实、长远目标与当前目标等之间的关系。
▲使用功能要求 ▲经济性要求
设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下，根 据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何，一般 来说，对机器都要提出以下的基本要求：
▲劳动保护要求
▲可靠性要求 ▲其他专用要求
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，以及合理地配置必第2要章机的械零辅件总助论 系统来实现。
机器潘功存云能教授分研析制
评价
提出可能的解决办法 组合几种可能的方案
评价 决策——选定方案
方
决策—确定结构形状与尺寸
案
设
技
零件设计
计
术
设
部件设计
计
总体设计
第2章机械零件总论
编制技术文件
§2-2 对机器的主要要求
8
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：