机械设计哈工大

-1 <r<= 1 非对称循环变应力
描述规律性的交变应力可有5个参数，但其中只有两个参数是独立的。
r = -1 对称循环变应力
r=0 脉动循环变应力
r=1 静应力
§2-1 概
述
表2-1 几种典型变应力的循环特征和应力特点
循环应力类型 对称循环变应力 脉动循环变应力 循环特征 应力特点
材料疲劳的两种类别
原动机
传动装置
工作机
控制系统
机械的组成
机械的组成
机械的组成
机械的组成
机械的组成
机械的组成
机械的组成
以汽车为例： 原动机---- 发动机（汽油机或柴油机） 传动部分---- 离合器、变速箱、传动轴和差速器 执行部分----- 车轮、悬挂系统及底盘 控制系统---- 转向盘和转向系统、排档杆 刹车及其踏板、离合器踏板及油门 辅助装置---- 油量表、前后灯、车门锁等
机器是代替人们体力和部分脑力劳动的工具，机器 既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工 生产改进产品质量，特别是能够大大提高劳动生产率
和改善劳动条件。 特种环境工作的机器人
自动化生产线 人们代步用的汽车
1.1.1 机械的组成： 1、从功能看
三个基本部分、三个辅助部分 其它辅助系统：例如润滑、显示、照明等
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2.2 机械零件的载荷和应力
2.2.1、载荷 静载荷：大小、方向均不随时间变化 变载荷：大小、方向随时间变化 名义载荷F：根据原动机或工作机的额定功率计算出 的作用于机械零件上的载荷（未考虑不 均匀性及其他影响因素）。 计算载荷：
Fca KF
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2.2.2 应力
1、静应力和变应力 静应力：大小、方向不随时间变化或变化缓慢 变应力： 稳定循环变应力 不稳定变应力：
（3）学习机械设计课的主要任务： 培养学生：
1）初步树立正确的设计思想。
2）掌握设计或选用通用机械零部件的基本知识、 理论和方法。 3）具有计算、绘图、查阅与运用技术资料的能力。 4）掌握本课程实验知识，获得实验技能。 5）了解机械设计的新发展，培养创新设计能力。
1.3 本课程的特点和学习方法
本课程：综合性、实践性很强的设计性课程。
例如：轴承，联轴器，发动机。
1.1.2 机械设计课的研究对象：
简单机械的设计
典型零部件的设计 机械设计课的重点内容：
机械中一般工作条件下、常用参数范围内的通 用零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论、 设计计算方法。
1.2 本课程的性质、地位和任务
（1）课程性质：设计性课程
技术基础课 （2）课程地位：工程图学、力学、金属工艺学、 机械工程材料学、热处理、互换性与测量、机械原 理是其先修课程。 是机械类、近机类专业主干课程，具有承前启 后的作用。
当零件受变切应力作用时，只需将公式中的 改成
注意：静应力只能由静载荷产生，而变应力可 能由变载荷产生，也可能由静载荷产生 2. 工作应力和计算应力 工作应力——由计算载荷产生的应力 ( ) 计算应力——当零件危险剖面上呈复杂应力状 态时，按某一强度理论求出的、与单向拉伸时 有同等破坏作用的应力 ca ( ca )
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4.其他要求 劳动保护要求 环境要求
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2.1.2 设计机械的一般步骤
1.计划阶段 2.方案设计阶段 原动机 执行部分 例：设计制造螺纹的机器
传动部分：方案更复杂多样
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3.技术设计阶段
机器的运动学设计 机器的动力学设计 零件的工作能力设计 部件装配草图及总装配图 主要零件的校核
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4.技术文件编制阶段 5、技术审定和产品鉴定阶段
r 1
m 0, a max min
r0
min 0, a m max / 2
max min
2 , m
非对来自百度文库循环变应 力
静应力
1 r 1(r 0) a
max min
2
r 1
a 0, m min max

一个循环

O
t
O
t
规律性不稳定变 应力
随机变应 26 力
稳定循环变应力的基本参数和种类 a) 基本参数 最大应力 max m a
最小应力 min m a
平均应力 m
a
max min
max min
2
应力幅 2 min 应力循环特征 r
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3. 极限应力 根据材料性质及应力种类而采用材料的某个应力极限值 静应力作用下: 脆性材料极限应力： 强度极限 B
提高设计、制造经济性的措施 运用现代设计方法，使设计参数最优化
推广标准化、通用化、系列化
采用新工艺、新材料、新结构 改善零部件的结构工艺性
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提高使用经济性的措施
选用效率高的传动系统和支承装置 提高机械生产的机械化和自动化水平，以提高 生产率和产品的质量。 采用适当的防护 采用可靠的密封，减少或消除渗漏现象。
机械的组成
数控加工中的机器人
机械的组成
机器人焊接
机械的组成
机器人去毛刺
2、从制造安装方面看：
任何机械设备都是由许多机械零部件组成的。
机械零件：
是机械制造过程中不可分拆的最小单元
{
专用零件：气轮机的叶片；内燃机曲轴 通用零件：齿轮；螺栓
机械部件： 是机械制造过程中为完成同一目的而由若干协同工 作的零件组合在一起的组合体。
（1）理论联系实际。 （2）抓住设计主线，掌握机械零部件设计规律。 （3）努力培养解决工程实际问题的能力。 （4）综合运用先修课程，解决工程实际问题。
第2章 机械及机械零件的设计准则
2.1 设计机械时应满足的基本要求和一般步骤 2.1.1 基本要求 1.使用功能要求 2.工艺性要求 3.经济性要求
max
1 r 1
-1< γ<+1——非对称循环变应力 γ =+1 —— 静应力
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b) 稳定循环变应力种类：
γ = –1 ——对称循环变应力
γ = 0 —— 脉动循环变应力
交变应力的描述 m─平均应力； a─应力幅值
材料疲劳的两种类别
max─最大应力； min─最小应力
r ─应力比（循环特性） min m max 2 min max min r a max 2