机械零件设计方法简介培训课件
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2、机械零件的设计准则
设计准则——保证零件不失效所依据的基本准则
1） 强度准则
零件在载荷作用下抵抗破坏的能力
（1）应力及安全系数
单向应力
复合应力
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（2）应力类型
静应力——只在静载荷下产生。 变应力——由变载荷产生，也可由静载荷产生。
有规则变应力 稳定变应力 对称循环变应力 非对称循环变应力 脉动循环变应力
6）可靠性准则
可靠性是指系统或零件在规定的条件下和规定的 时间内，完成规定功能的程度。可靠性通常用可靠
度Rt 度量，它是指系统或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。
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3、机械零件的常用材料及其选择
1、常用材料
1）材料的分类和应 用 2）材料的选择
见后续章节
（1）使用要求
零件的工作条件(环境特点、工作温度、摩 擦磨损的程度等)、载荷与应力的性质和大 小、零件的重要性等。
3）精度设计准则
机械零件的精度指标用零件的尺寸误差和形状位置误 差进行控制和保证。对尺寸链的误差进行校验，确保 设计终了状态与设计总体指标相匹配；精度指标与加 工能力、加工过程、加工成本相匹配。
4）寿命设计准则
影响零件寿命的主要因素是疲劳、磨损和腐蚀。
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5）振动稳定性准则
使机器的激振源频率与零件的固有频率错开。
1）机械零件的结构工艺性
（1）选择合理的毛坯 （2）结构要简单，便于加工 （3）便于安装、维修 2）机械零件设计中的标准化
（1）在专门化工厂以先进的方法对通用零件进行大 批量集中制造，可提高质量，降低成本。
（2 ） 统一材料和零件的性能指标，使其能够进行 比较，可提高零件的可靠性；
（3 ）采用标准结构及零部件，有利于设计者把精 力用在关键零、部件的设计上，可提高设计质量；
非稳定变应力 无规则变应力
3
（3）稳定变应力的变化规律
4
（4）σ－N 曲线 （疲劳曲线）
变应力状态下极限应力σlim（以σmax表征）是 应力变化次数N 的函数，其关系常由试验方法
获得的疲劳曲线表示。疲劳曲线分四段：
5
6
2）刚度设计准则
刚度是零部件在载荷下抵抗弹性变形的能力。即
弹性变形量 y≤ [y]
（4）零部件的标准化，可增强互换性。
11
二、现代机械设计方法简介 现代设计的主要理论与方法
12
13
现代设计与传统设计的主要区别（一）
14
现代设计与传统设计的主要区别（二）
15
16
1、自学报告选题
17
18
19
20
2、设计性大作业
1）螺旋传动设计(手工或CAD画图、A4图纸) 2）齿轮传动设计(手工或CAD画图、A4图纸) 3）轴系组合设计(手工或CAD画图、A3图纸)
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（2）工艺要求 形状复杂、尺寸大的零件难以锻造，如采用铸 造或焊接，则其材料应有良好的铸造性能或焊 接性能，结构上也要适应铸造或焊接的要求。
（3） 经济要求
材料的经济性主要表现在材料的相对价格、加 工费用和使用维护费等几个方面。在满足使用 要求的前提下，应尽量选用价格较低的材料。
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4、 机械零件的结构工艺性
第三章 传统设计与现代设计方法简介
一台机器在满足预期使用功能及使用期内安全可 靠的前提下，还应具有性能好、效率高、成本低， 操作方便，维修简单和造型美观的特点。
一、传统机械设计方法
1、失效的概念
机械零件由于某种原因在预定使用期内丧失了正常 工作能力。
失效形式：断裂、塑性变形、过大的弹性变形、 表面失效(磨损、疲劳点蚀、胶合、塑性流动、 压溃和腐蚀)等，以及正常条件下引起的失效 （带传动中的打滑、受压杆件的失稳等）。
注wk.baidu.com大作业均包括设计计算说明书一份（打字或手 写不限 ， A4纸 ） 。
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2、机械零件的设计准则
设计准则——保证零件不失效所依据的基本准则
1） 强度准则
零件在载荷作用下抵抗破坏的能力
（1）应力及安全系数
单向应力
复合应力
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（2）应力类型
静应力——只在静载荷下产生。 变应力——由变载荷产生，也可由静载荷产生。
有规则变应力 稳定变应力 对称循环变应力 非对称循环变应力 脉动循环变应力
6）可靠性准则
可靠性是指系统或零件在规定的条件下和规定的 时间内，完成规定功能的程度。可靠性通常用可靠
度Rt 度量，它是指系统或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。
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3、机械零件的常用材料及其选择
1、常用材料
1）材料的分类和应 用 2）材料的选择
见后续章节
（1）使用要求
零件的工作条件(环境特点、工作温度、摩 擦磨损的程度等)、载荷与应力的性质和大 小、零件的重要性等。
3）精度设计准则
机械零件的精度指标用零件的尺寸误差和形状位置误 差进行控制和保证。对尺寸链的误差进行校验，确保 设计终了状态与设计总体指标相匹配；精度指标与加 工能力、加工过程、加工成本相匹配。
4）寿命设计准则
影响零件寿命的主要因素是疲劳、磨损和腐蚀。
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5）振动稳定性准则
使机器的激振源频率与零件的固有频率错开。
1）机械零件的结构工艺性
（1）选择合理的毛坯 （2）结构要简单，便于加工 （3）便于安装、维修 2）机械零件设计中的标准化
（1）在专门化工厂以先进的方法对通用零件进行大 批量集中制造，可提高质量，降低成本。
（2 ） 统一材料和零件的性能指标，使其能够进行 比较，可提高零件的可靠性；
（3 ）采用标准结构及零部件，有利于设计者把精 力用在关键零、部件的设计上，可提高设计质量；
非稳定变应力 无规则变应力
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（3）稳定变应力的变化规律
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（4）σ－N 曲线 （疲劳曲线）
变应力状态下极限应力σlim（以σmax表征）是 应力变化次数N 的函数，其关系常由试验方法
获得的疲劳曲线表示。疲劳曲线分四段：
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2）刚度设计准则
刚度是零部件在载荷下抵抗弹性变形的能力。即
弹性变形量 y≤ [y]
（4）零部件的标准化，可增强互换性。
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二、现代机械设计方法简介 现代设计的主要理论与方法
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现代设计与传统设计的主要区别（一）
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现代设计与传统设计的主要区别（二）
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1、自学报告选题
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2、设计性大作业
1）螺旋传动设计(手工或CAD画图、A4图纸) 2）齿轮传动设计(手工或CAD画图、A4图纸) 3）轴系组合设计(手工或CAD画图、A3图纸)
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（2）工艺要求 形状复杂、尺寸大的零件难以锻造，如采用铸 造或焊接，则其材料应有良好的铸造性能或焊 接性能，结构上也要适应铸造或焊接的要求。
（3） 经济要求
材料的经济性主要表现在材料的相对价格、加 工费用和使用维护费等几个方面。在满足使用 要求的前提下，应尽量选用价格较低的材料。
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4、 机械零件的结构工艺性
第三章 传统设计与现代设计方法简介
一台机器在满足预期使用功能及使用期内安全可 靠的前提下，还应具有性能好、效率高、成本低， 操作方便，维修简单和造型美观的特点。
一、传统机械设计方法
1、失效的概念
机械零件由于某种原因在预定使用期内丧失了正常 工作能力。
失效形式：断裂、塑性变形、过大的弹性变形、 表面失效(磨损、疲劳点蚀、胶合、塑性流动、 压溃和腐蚀)等，以及正常条件下引起的失效 （带传动中的打滑、受压杆件的失稳等）。
注wk.baidu.com大作业均包括设计计算说明书一份（打字或手 写不限 ， A4纸 ） 。
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