机械设计概论4机械零件的主要失效形式和计算准则一

一、设计机械零件时应满足的基本要求
1、避免在预期寿命内失效的要求（强度、刚度、寿命）；
2、结构工艺性要求（便于加工、装配）；
3、经济性要求（材料、加工方法、精度等级）； 4、质量小的要求（节约材料、↓惯性力）；
5、可靠性要求；
二、机械零件设计的一般步骤 类型选择 受力分析 材料选择 确定计算准则
理论设计计算
有限元设计等。
4、设计技术发展：人工—→计算机辅助设计（CAD） AutoCAD、SolidEdge、UG、SolidWork、ProE等。 5、机械产品本身的转折：传统机械—→机电一体化、智能化。
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第1 章
机械设计概论
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第1 章
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1.1 机器应满足的基本要求 1、使用要求 实现预定功能，工作可靠。
2、经济性要求
三方面：生产成本低、使用消耗小、维护费用低。 措施： 1）设计中采用“三化”零部件； 标准化、系列化、通用化 2）采用先进的设计理论和方法 3）合理组织设计和制作过程。
4）应用成熟的新技术、新材料。
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二、设计准则
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1、强度准则
强度：零件抵抗断裂、塑变、疲劳破坏的能力。 方法： 1） [ ] 或 [ ]
[ ]
lim
[S ]
[ ]
lim
[S ]
lim [S ]
2） S
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1.5 机械零件的材料选择 零件材料选择的原则：满足使用要求、工艺要求、经济性要求。 1、使用要求 2、工艺要求 3、经济行要求
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1.6 机械零件的结构工艺性及标准化 结构工艺性： 1、零件形状简单合理 2、合理选择毛坯类型 3、铸造的结构工艺性 4、切削加工工艺性
5）Βιβλιοθήκη Baidu用高效率设备，减少动力、燃料消耗。
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3、可靠性要求
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机器的可靠度（R)：在规定的工作期限内和规定的工 作条件下，无故障完成规定功能的概率。 提高机器可靠度的关键是提高其组成零部件的可靠度 4、劳动保护和环境保护要求 1）操作者的操作安全，减轻操作者的劳动强度 2）改善操作者及机器的环境 5、其它要求 产品的特殊要求、造型要求、清洁能源、材料等
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1.2 机器设计的一般程序 机械设计是一个创新与借鉴相结合的过程，一般程序如下：
计划阶段 方案设计 技术设计 试制、试验、鉴定、生产 信 息 反 馈 、 修 改
技术文件的编制
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减速器设计
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1.3 机械零件设计的基本要求及一般步骤
结构计算
精确校核
绘制零件图编 写技术文件
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1.4 机械零件的主要失效形式和计算准则 一、主要失效形式 失效：在规定的时间内和规定的条件下不能完成规定的功能 主要的失效形式： 1、整体断裂：静强度断裂和疲劳断裂
2、过大的弹性或塑性变形
3、零件表面的破坏：磨损，点蚀、腐蚀
4、破坏正常工作条件引起的失效：打滑，共振，胶合
5、零部件装配工艺性
6、零部件维修工艺性
机械零件设计中的标准化
标准化、系列化、通用化
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一、传统设计方法
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1.7 机械设计方法及其新发展 1、理论设计 1）根据使用要求，选择零件的类型和结构。 2）根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。 3）选择适当的材料。 4）根据零件工作能力准则，确定零件的主要尺寸
两种计算方法： a）设计计算：直接求出危险截面尺寸A。
5）画零件图。 2、经验设计 3、模型实验设计
A
F [ ]
b）校核计算：其他方法初步设计 → 验算。

F [ ] ? A
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二、新发展
第1 章
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1、基础理论：深化、扩展 ——学科交叉与整合 （摩擦学、弹性流体动力润滑理论、断裂力学） 2、静态设计—→机械系统“动态设计” 3、新设计方法： 优化设计 可靠性设计 逆向设计
lim [S ]
S
S——安全系数，S＞1
—→
S↑：安全，浪费材料
S↓：经济，不安全
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2、刚度准则
第1 章
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刚度：抵抗弹性变形的能力。 y [ y ]， [ ]
机床主轴等弹性变形过大将影响加工精度。
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3、寿命准则
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实际使用寿命大于或等于预期寿命，L≥[L]。 4、振动稳定性准则 fp﹤0.85f fp﹥1.15f