机械零件设计的一般步骤
机械设计 分析与思考 简答题专用 参考机械设计第四版和第八版
第一章 机械设计概论第二章 机械零件的工作能力和计算准则二、分析与思考题1、机械设计的基本要求包括哪些方面？答：功能要求；安全可靠性要求；经济性；其他要求2、机械设计的一般程序如何？答：设计任务→调查研究→开发计划书→实验研究→技术设计→样机试制→样机试验→技术经济评价→生产设计→小批试制→正式投产→销售服务3、对机械零件设计有哪些一般步骤？答：1、选择零件类型、结构；2、计算零件上的载荷；3、选择零件的材料；4、确定计算准则；5、理论设计计算；6、结构设计；7、校核计算；8、绘制零件工作图；9、编写计算说明书及有关技术文件，其中步骤4对零件尺寸的确定起决定性的作用。
4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？答：强度准则；刚度准则；寿命准则；振动稳定性准则；可靠性准则。
5、什么是机械零件的失效？机械零件可能的失效形式主要有哪些？答：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。
常见失效形式有：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；压力容器、管道等得泄露；运动精度达不到要求等。
6 、什么是零件的工作能力？什么是零件的承载能力？答：零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力；对载荷而言的工作能力称为承载能力。
7、什么是静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷？什么是静应力和变应力？答：不随时间变化或变化缓慢的载荷称为静载荷；随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷称为变载荷；在稳定和理想的工作条件下，作用在零件上的载荷称为名义载荷；再设计计算中，常把载荷分为名义载荷和计算载荷，计算载荷等于名义载荷乘以载荷系数Ｋ。
8、什么是变应力的应力比r ？静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力的r 值各是多少？答：最小应力与最大应力之比称为变应力的循环特性ｒ。
静应力ｒ＝１；脉动循环变应力ｒ＝０；对称循环变应力ｒ＝－１．9、图示各应力随时间变化的图形分别表示什么类型的应力？它们的应力比分别是多少？10 、什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力？答：材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为工作应力；根据计算载荷求的应力称为计算应力；工作的时候，工件被破坏的应力值，称为零件的极限应力；机械设计中允许零件或构件承受的最大应力值称为许用应力；11、在静应力下工作的零件其失效形式有哪些？用塑性材料制造的零件和用脆性材料、低塑性材料制造的零件，其极限应力各应是什么？答：静应力时零件的主要失效形式：塑性变形、断裂；脆性材料的极限应力为B （强度极限）；塑性材料的极限应力为s σ（屈服极限）12、如图所示，各轴均受静载荷的作用，试判断零件上A 点的应力是静应力还是变应力，并确定应力循环特性r 的大小或范围。
机械制作的流程与步骤
机械制作的流程与步骤机械制作是一个复杂而严谨的过程，包括了设计、加工、装配等多个环节。
在本文中，我们将探讨机械制作的具体流程和步骤。
一、设计阶段机械制作的首要任务是进行设计。
设计阶段较为重要，需要根据需求和功能来确定机械的结构和外观。
设计过程中要考虑机械的材料、尺寸、形状以及所需的精度等因素。
通常，设计师会使用计算机辅助设计（CAD）软件进行模型的三维建模和分析，以确保机械的设计符合要求并具备优良的性能。
二、材料准备在机械制作过程中，合适的材料选择至关重要。
根据机械的使用环境和要求，需要选择相应的材料。
常见的机械材料包括金属、塑料、橡胶等。
根据设计要求，我们需要对选定的材料进行相应的加工和处理，例如去除表面的锈蚀，提供材料的强度和耐磨性。
三、加工制作加工制作是机械制作过程中不可或缺的环节。
在这个阶段，需要使用各种机械设备和工具对材料进行切割、打磨、冲压等操作。
根据设计要求，需要进行精确的尺寸加工和表面处理。
常见的加工操作包括铣削、车削、打孔、焊接等。
通过这些加工工艺，可以将材料加工成符合设计要求的零部件。
四、装配调试在所有零部件加工完成之后，需要对它们进行装配。
装配过程中，要保证每个零部件的正确配对和精确安装。
使用适当的工具和设备，将各个零部件按照设计要求进行组装。
装配完成后，需要进行调试和测试，以确保机械的正常运行和性能稳定。
在调试过程中，会对机械进行功能测试、负载测试等，以验证其符合设计要求。
五、质量检验和改进在机械制作完成后，需要进行质量检验。
质量检验是确保机械制品质量合格的重要环节。
通过使用合适的检测工具和设备，对机械进行各项指标的检测，如尺寸精度、运行稳定性、耐久性等。
如果发现问题或存在不合格项，需要及时进行改进和修正，以确保机械的质量符合要求。
六、交付和维护机械制作的最后一个步骤是交付和维护。
交付时，机械制造商需要向客户提供详细的产品说明书和使用指南，确保客户能够正确使用和维护机械。
简述通用机械零件设计的一般过程
简述通用机械零件设计的一般过程
1、了解应用
首先，设计者要了解品牌、型号、应用场合和机械零件在该应用场合下的工作要求，
完整地了解面对的应用场合，以及机械零件在其中的作用及相关性能要求。
2、审核市场资源
参阅已有机械零件技术资料，如有其他品牌零件，也可以参考。
并对以前类似产品进
行分析，理解机械零件设计及其使用方式。
3、开始设计
根据应用场合及性能要求，分析及设计机械零件的结构型式及材料，进行结构计算定型，如零件冲压件中穿孔单元及翻边单元的尺寸，螺纹的尺寸及密度等。
4、结构及尺寸确定
设计的机械零件的结构及尺寸确定，根据金属材料的特性进行试验，计算加工尺寸及
其影响，检验机械零件加工过程中的可施加压力及冲裁次数，以及加工方式、轮廓大小及
接近度等，确定机械零件的加工方案。
5、模具设计
根据机械零件的形状、尺寸及机械参数，对模具的形状、构造及尺寸进行分析及设计，调整模具的材料及表面处理等结构参数，以确定机械零件得以完成，并保证机械零件加工
效率及质量。
6、进行尺寸及力学性能验证
验证模具结构及型号，以绝对值或数据对模具进行试验，检验机械零件的准确性及安
全性，保证模具及零件正确性及合格率。
7、出图定型
完成三维、二维及CAD图纸，确定零件技术标准及性能指标，计算材料的设计及加工
工艺，给出具体的零件结构图纸，以便加工及制造。
8、生成完整解决方案
将图纸结合，制定技术文档及所有专业文件，完整编制机械零件设计文件及解决方案，明确全部相关技术流程及技术参数，供客户及生产商参考。
机械零件设计的基本准则与步骤
机械零件设计的基本准则与步骤引言机械零件设计是机械工程中非常重要的一环。
它涉及到零件的功能、结构、材料、加工工艺等方面的考虑。
在设计过程中，遵循一定的准则和步骤可以提高设计的效率和质量。
本文将介绍机械零件设计的基本准则与步骤，以帮助工程师们更好地完成机械零件的设计工作。
一、机械零件设计准则在进行机械零件设计时，需要考虑以下准则：1. 功能性机械零件的设计首先要满足其预定的功能要求。
因此，在设计之初，需要明确该零件的功能需求，并结合整个机械系统的工作原理和要求，确定该零件所承担的功能角色。
在设计过程中，要时刻关注功能性需求，确保设计的零件能够准确、可靠地完成其预定的功能。
2. 结构合理性机械零件的结构设计要合理，即要考虑零件的外形、尺寸、连接方式、布置等因素。
要尽量使结构简单、紧凑，减少零件的数量和体积。
此外，还要注意结构之间的配合与协调，确保零件可以良好地配合使用。
3. 强度与刚度机械零件在运行过程中会承受一定的载荷，因此要保证设计的零件具有足够的强度和刚度，以防止因载荷引起的变形、断裂等失效问题。
在设计过程中，需要进行强度和刚度的计算与分析，以确定合适的材料选择和尺寸设计。
4. 可靠性与安全性机械零件设计要确保零件的可靠性与安全性。
可靠性是指零件在规定条件下连续正常工作的能力，而安全性则是指零件在工作过程中不会产生意外事故或造成人员伤害的能力。
因此，在设计过程中，需要充分考虑零件的耐久性、稳定性、故障率等因素，并遵循相关的安全标准和规范。
5. 经济性机械零件的设计还要考虑经济性。
设计师应该在保证零件功能和质量的前提下，力求减少材料、加工和使用成本，提高设计的经济效益。
在设计过程中，需要综合考虑成本与性能的平衡，选择合适的材料、工艺和加工方式。
二、机械零件设计步骤在进行机械零件设计时，可以按照以下步骤进行：1. 确定设计要求首先，明确机械零件的功能要求以及所处的工作环境和使用条件。
了解零件的工作原理和特点，分析其受力情况和运动要求。
机械零件的设计步骤
机械零件的设计步骤
机械零件的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各种因素。
以下是一般的设计步骤概述：
1. 明确设计需求：确定零件的功能、使用环境、负载要求等。
2. 概念设计：根据设计需求，进行初步的构思和方案设计。
3. 绘制草图：使用手绘或计算机辅助设计软件，绘制零件的草图。
4. 确定材料：选择适合零件工作条件的材料，考虑材料的力学性能、加工性能等。
5. 详细设计：根据草图，进行详细的尺寸设计、结构设计和公差设计。
6. 强度和刚度分析：使用工程分析方法，对零件进行强度和刚度计算，确保其满足使用要求。
7. 绘制工程图：根据设计结果，绘制详细的零件工程图，包括尺寸、公差、材料等信息。
8. 零件制造工艺设计：考虑零件的加工工艺，选择适当的加工方法和设备。
9. 质量控制：制定质量检测标准，确保零件的质量符合要求。
10. 成本评估：估算零件的制造成本，确保其在预算范围内。
11. 设计验证：进行样机试制或计算机模拟，验证设计的可行性和性能。
12. 改进与优化：根据验证结果，对设计进行必要的改进和优化。
13. 最终设计确认：完成设计后，进行最终的审查和确认。
机械零件设计的一般步骤-概述说明以及解释
机械零件设计的一般步骤-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：机械零件设计是指根据机械系统的要求和功能，对零件进行设计和制造的过程。
在机械工程领域中，零件设计是至关重要的一步，直接关系到机械系统的性能和可靠性。
随着科技的进步和创新的推动，机械零件设计的方法和步骤也在不断演变和完善。
在设计机械零件之前，首先需要进行充分的市场调研和技术研究，了解现有产品和技术的发展趋势，为零件设计提供必要的背景和依据。
其次，机械零件设计的一般步骤包括需求分析、概念设计、详细设计、验证和优化这几个重要环节。
需求分析阶段主要是明确机械系统对零件的功能、性能和约束等要求，为后续的设计工作奠定基础。
在概念设计阶段，设计师需要根据需求分析的结果，进行初步的设计方案构思，包括形状、结构、材料等方面的选择。
通过建立模型和进行仿真分析，评估和优化各种设计方案，最终确定最佳的概念设计。
详细设计阶段是对概念设计的细化和完善，包括具体的优化方案的制定、零件的尺寸和形状的确定、以及材料和加工工艺的选择等。
在这个阶段，设计师需要考虑到制造过程中的可行性和成本效益，并进行必要的工艺性分析和增量设计。
验证阶段是对设计结果进行验证和测试，包括制造样品、实际测试和使用场景模拟等。
通过实际的测试和验证，检验设计的正确性和性能。
如果发现问题，还需要进行相应的修改和调整。
最后的优化阶段是根据验证结果和用户反馈，对设计进行进一步的改进和优化。
通过不断地迭代优化，最终实现设计的最佳性能和可靠性。
综上所述，机械零件设计的一般步骤包括需求分析、概念设计、详细设计、验证和优化等几个关键环节。
每个环节都需要充分的市场调研和技术研究作为支撑，同时也需要设计师的经验和专业知识的综合运用。
通过合理的设计流程和方法，可以更好地实现机械零件设计的目标和要求。
1.2 文章结构文章结构是指文章的组织方式和相互关系，它是文章撰写的基本蓝图。
通过良好的文章结构，可以使读者更好地理解和把握文章的核心内容。
机械设计步骤及各阶段的主要任务
机械设计步骤及各阶段的主要任务嘿，咱今儿就来聊聊机械设计这档子事儿哈！你可别小瞧了它，这里头的门道可多着呢！机械设计呀，就像是搭积木，得一步步来，每一步都有它关键的地方。
首先呢，你得有个想法吧，这就像是给要盖的大楼画个蓝图。
你得想清楚你要设计个啥样的机械，它要干啥用，有啥特别的要求。
这可不是一拍脑袋就能决定的事儿，得好好琢磨琢磨，就跟咱挑衣服似的，得适合自己才行呀！接下来，就是详细设计啦！这就好比给大楼添砖加瓦，把每个零部件都设计得妥妥当当的。
尺寸得精确吧，材料得选合适吧，可不能马马虎虎的。
你想想，要是这儿松一点，那儿漏一点，那这机械还能用吗？那不得成了个“病秧子”呀！然后呢，就是校核阶段啦！这就好像给做好的衣服检查检查有没有线头啥的。
得看看咱设计的这些零部件能不能扛得住压力，会不会出啥毛病。
这可不能马虎，万一出了问题，那可不是闹着玩的。
再往后，就是制造和装配啦！这就跟搭积木一样，把一个个零部件组装起来。
这可不是简单地拼在一起就行，得严丝合缝的，不然可运转不起来。
就好比一辆汽车，要是零件装得不对，那还能跑吗？制造出来后，还得测试呀！这就跟考试似的，得看看这机械能不能过关。
运行得稳不稳定呀，性能达不达标呀，都得好好测一测。
要是不合格，那还得回炉重造呢！在整个过程中，设计师就像是个大导演，得把这出戏导得精彩才行。
每个阶段都得操好多心呢，你说容易吗？咱就说，要是没点真本事，还真干不了这活儿！你看那些厉害的机械，不都是设计师们精心设计出来的嘛。
他们得懂好多知识呢，力学呀，材料学呀，啥都得会。
这就跟练武一样，得十八般武艺样样精通才行呀！所以说呀，机械设计可不是个简单的事儿，每一步都得走好，每一个任务都得完成好。
咱可不能小瞧了它，这可是关乎着好多东西呢！你想想，要是机械设计不好，那生产出来的东西能好用吗？那不是浪费资源嘛！咱就得认认真真地对待机械设计，把每个环节都做好，这样才能设计出好的机械来，为咱的生活和工作带来便利呀！这可不是开玩笑的，你说是不是呢？。
机械零部件设计的一般步骤
机械零部件设计的一般步骤
机械零部件设计的一般步骤如下：
1. 确定需求：明确零部件的功能和性能要求，了解所设计的机械系统的工作环境和使用条件。
2. 概念设计：通过调研、分析和创意产生多种设计方案，评估各种方案的优缺点，选择最合适的概念设计方案。
3. 详细设计：在概念设计的基础上，进行初步的设计细化，包括几何形状、材料选择、加工工艺等方面的考虑。
使用CAD 软件完成3D模型的设计。
4. 仿真分析：利用CAE软件进行模拟和分析，验证零部件的性能和可行性，包括结构力学、热学、流体力学等方面。
5. 材料选择：根据设计要求和性能需求，选择合适的材料，考虑材料的力学性能、化学特性、可加工性等。
6. 工艺设计：确定零部件的加工工艺，包括制造方法、加工设备和工序流程等，确定加工精度要求和装配要求。
7. 试制和测试：制作零部件的样件进行试制，进行性能测试和可靠性验证。
根据测试结果进行设计的修正和改进。
8. 文档编制：编写技术文件，包括设计图纸、工艺文件、技术规范等。
确保设计文件完整、准确，并符合相关的标准和规范
要求。
9. 生产制造：根据设计图纸和工艺文件进行生产，保证零部件的制造质量和工程量的控制。
10. 安装调试：进行零部件的安装和调试，验证零部件与整个机械系统的协调工作，确保其正常运行。
11. 验收和总结：完成零部件的验收工作，评估设计过程和结果，并总结经验教训，进行反馈和改进。
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（一）强度பைடு நூலகம்则
强度准则就是指零件中的应力不得超过允许的限度。即： σ≤σlim
其中：σlim 为材料的极限应力，对于脆性材料：σlim＝σB（强度极限），对于塑 性材料：σlim＝σS（屈服极限）。
（四）振动稳定性准则
机器中存在着很多周期性变化的激振源。例如：齿轮的啮合，滚动轴承中的振动， 滑动轴承中的油膜振荡，弹性轴的偏心转动等。如果某一零件本身的固有频率与上述激 振源的频率重合或成整数倍关系时，这些零件就会发生共振，以致使零件破坏或机器工 作关系失常等。所谓振动稳定性，就是说在设计时要使机器中受激振作用的各零件的固 有频率与激振源的频率错开。例如，令 f 代表零件的固有频率，fp 代表激振源的频率， 则通常应保证如下的条件：
0.85f>fp 或 1.15f<fp 如果不能满足上述条件，则可改变零件及系统的刚性，改变支承位置，增加或减少 辅助支承等办法来改变 f 值。 把激振源与零件隔离，使激振的周期性改变的能量不传递到零件上去；或采用阻尼 以减小受激振动零件的振幅，都会改善零件的振动稳定性。 （五）可靠性准则 如有一大批某种零件，其件数为 N0 在一定的工作条件下进行试验。如在 t 时间后仍 有 N 件在正常地工作，则此零件在该工作环境条件下工作 t 时间的可靠度 R 可表示为： R=N/N0 如果试验时间不断延长，则 N 将不断地减小，故可靠度也将改变。这就是说，零件 的可靠度是一个时间的函数。若在时间 t 到 t+dt 的间隔中，又有 dN 件零件发生破坏， 则在此 dt 时间间隔内破坏的比
率 f(t)定义为: 式中 f(t)称为失效率,负号表示 dN 的增大将使 N 减小。分离变量并积分，得：
即： 零件或部件的失效率λ＝f(t)与时间 t 的关系如右图所示。 早期失效阶段，失效率由很高的数值急剧地下降到某一稳定的数值。引起这一阶段 失效率特别高的原因是零、部件存在的初始缺陷。正常使用阶段如果发生失效，一般是 由偶然的原因引起的，故其发生是随机性的，失效率则表现为一常数。损坏阶段主要是 由于长期的使用而使零件发生磨损、疲劳裂纹扩展等原因，使失效率急剧地增加。 表征失效率的另一个指标是两次失效间的平均工作时间 MTBF，用符号 m 表示，和λ 的关系为：m=1/λ
考虑到各种偶然性或难以精确分析的影响，上式右边要除以设计安全系数(简称安 全系数)，即：
σ≤σlim/S 即 σ≤[σ] 式中：安全系数 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 料但趋危险，故 S 的选取应适当。[σ]称为许用应力。
（二）刚度准则
零件在载荷作用下产生的弹性变形量 y，小于或等于机器工作性能所允许的极限值 [y]（许用变形量），就叫做满足了刚度要求，或符合刚度计算准则。其表达式为：
y≤[y]
弹性变形量 y 可按各种变形量的理论或实验方法来确定，而许用变形量[y]则应随 不同的使用场合，根据理论或经验来确定其合理的数值。 （三）寿命准则
由于影响寿命的主要因素——腐蚀、磨损和疲劳是三个不同范畴的问题，所以它们 各自发展过程的规律也就不同。迄今为止，还没有提出使用有效的腐蚀寿命计算方法， 因而也无法列出腐蚀的计算准则。关于磨损的计算方法，由于其类型众多，产生的机理 还未完全搞清，影响因素也很复杂，所以尚无通行的能够进行定量计算的方法。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。
机械零件设计的一般步骤
机械零件的设计大体要经过以下几个步骤： 1）根据零件的使用要求，选择零件的类型和结构。为此，必须对各种零件的不同
用途、优缺点、特性与使用范围等，进行综合对比并正确选用。 2）根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。 3）根据零件的工作要求及对零件的特殊要求，选择适当的材料。 4）根据零件可能的失效形式确定计算准则，根据计算准则进行计算，确定出零件
占用了设计工作量中的一个较大比例，一定要给予足够的重视。 绘制的零件工作图应完全符合制图标准，并满足加工的要求。 写出的设计说明书要条理清晰，语言简练，数字正确，格式统一，并附有必要的结
构草图和计算草图。重要的引用数据，一般要指明来源出处。对于重要的计算结果，要 写出简短的结论。
1.3 机械零件的计算准则
的基本尺寸。 5）根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计。 6）细节设计完成后，必要时进行详细的校核计算，以判定结构的合理性。 7）画出零件的工作图，并写出计算说明书。 在进行设计时，对于数值的计算除少数与几何尺寸精度要求有关外，对于手算工作
一般以两、三位有效数字的计算精度为宜。 必须再度强调指出，结构设计是机械零件的重要设计内容之一，在有些情况下，它