CH1机械设计概论课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《CH1机械设计概论课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- CH1 机械设计 概论 课件
- 资源描述:
-
1、“”第第1 1章章 机械设计概论机械设计概论 计划学时:计划学时:1.5h 编写及制作:向敬忠编写及制作:向敬忠基本要求及重点、难点基本要求及重点、难点1.1机器的基本组成要素机器的基本组成要素1.2机器的基本组成机器的基本组成1.3机械设计的基本原则和设计程序机械设计的基本原则和设计程序1.4机械零件设计的一般步骤机械零件设计的一般步骤“”1.5 机械零件设计应满足的基本要求及主要设计准则机械零件设计应满足的基本要求及主要设计准则1.6 静应力时机械零件的强度计算静应力时机械零件的强度计算1.7 零件的接触疲劳强度零件的接触疲劳强度1.8 机械常用材料机械常用材料1.9 影响钢材力学性能的主
2、要因素影响钢材力学性能的主要因素1.10材料的选用材料的选用1.11机械零件的制造工艺性机械零件的制造工艺性“”基本要求:1)1)机器的基本组成,零件机器的基本组成,零件, ,构件的概念与区别构件的概念与区别2)2)机械零件设计的一般步骤机械零件设计的一般步骤3)3)机械零件设计时应满足的基本要求及主要设计准则机械零件设计时应满足的基本要求及主要设计准则 4)4)零件的接触疲劳强度零件的接触疲劳强度 5)5)机械制造中常用的材料机械制造中常用的材料 6)6)影响钢材力学性能的主要因素影响钢材力学性能的主要因素 “”重点、难点 :1)机器的基本组成,机械和机构、零件和构件机器的基本组成,机械和机
3、构、零件和构件2)机械设计的一般程序机械设计的一般程序3)机械零件主要失效形式及设计准则机械零件主要失效形式及设计准则 4)接触应力的基本概念和赫兹应力计算公式接触应力的基本概念和赫兹应力计算公式5)机械制造中常用的材料机械制造中常用的材料 6)影响钢材力学性能的主要因素影响钢材力学性能的主要因素 7)机械设计中的标准化机械设计中的标准化 作业:“”1.1 机器的基本组成要素 天然工具 简单机器工业革命现代机器机械机械人类利用和转变机械能在生产时借以减轻体力人类利用和转变机械能在生产时借以减轻体力劳动和提高生产率的主要工具。劳动和提高生产率的主要工具。使用机器进行生产的使用机器进行生产的水平是
4、衡量一个国家现代化程度的重要标志之一。水平是衡量一个国家现代化程度的重要标志之一。 “”古代机械古代机械“”现代机械手现代机械手“”改革开放后:我国机械工业得到了长足发展。如:火车发展:蒸汽机车内燃机车电力机车磁浮列车(常导高温超导)高速列车轿车发展:红旗桑塔纳、捷达、奥迪别克、本田、帕萨特“”“”“”“”“”“”“” 任何机器都是由许多零件组合而成的。“”创造机器的目的: 减轻体力劳动和提高生产率减轻体力劳动和提高生产率机器特征:1 1)许多实体组成;)许多实体组成;2 2)各实体之间有确定的相对运动;)各实体之间有确定的相对运动;3 3)工作时能转换机械能)工作时能转换机械能( (内燃机、
5、发电机内燃机、发电机) )或作有效的机械或作有效的机械功功( (金属切削机床、启动机金属切削机床、启动机) );4 4)具有自动调节和自动控制功能,乃至人工智能)具有自动调节和自动控制功能,乃至人工智能 “”机构机构仅具有机器的前两个特征仅具有机器的前两个特征机械机械机器和机构的总称机器和机构的总称机器机器执行机械运动的装置,用来变换或传递能执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料或信息量、物料或信息机械、装置或设备机械、装置或设备用来进行物料传递和变换用来进行物料传递和变换的机器的机器仪器仪器用来进行信息传递和变换的机器用来进行信息传递和变换的机器“”零件零件从加工、制造和安装角度考虑组
6、成机器从加工、制造和安装角度考虑组成机器的不可拆的最小实体称为机械零件,简称零件,的不可拆的最小实体称为机械零件,简称零件,零件是制造的单元。它必须考虑实现具体功用的零件是制造的单元。它必须考虑实现具体功用的每一个件的支承、联接、形状、结构尺寸、材料、每一个件的支承、联接、形状、结构尺寸、材料、热处理、加工精度、表面粗糙度等。热处理、加工精度、表面粗糙度等。构件构件从运动角度考虑组成机器或机构的不可从运动角度考虑组成机器或机构的不可拆的最小实体称为构件,构件是运动的单元。拆的最小实体称为构件,构件是运动的单元。 构件可以是单一的零件构件可以是单一的零件, ,也可由多个零件装配也可由多个零件装配
7、成的刚性结构。成的刚性结构。“”部件:为完成同一使命而协同工作的许多零件的组合。零件:组成机器的不可拆的基本单元(即制造的基本单元) 。如:滚动轴承 、联轴器。“”用途专用零部件:只在一定类型机器中使用的零件,如曲轴。通用零部件:各种机器中普遍使用的零部件,如齿轮、螺栓。标准件:制定了国家标准,并由专门工厂生产的零部件。 如:滚动轴承、螺栓等。“”机器的基本要素机器的基本要素机械零件机械零件“”“”1原动机部分:驱动整部机器以完成预定功能的动力源。驱动整部机器以完成预定功能的动力源。2执行部分:完成机器预定功能的组成部分,也称工作机,完成机器预定功能的组成部分,也称工作机,是具体干活的部分。是
8、具体干活的部分。3传动部分:解决原动机与工作机运动形式、运动及动力解决原动机与工作机运动形式、运动及动力参数的转变。机器的传动部分多数使用参数的转变。机器的传动部分多数使用机械传动系统。4其他部分:控制系统和辅助系统等。控制系统和辅助系统等。机器组成:原动机传动装置工作机控制系统辅助系统(如仪表、照明等)1.2 机器的基本组成机器的基本组成“”轿车组成“”1.3 机械设计的基本原则和设计程序1 1、设计机器应满足的基本要求、设计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
9、用化2)应用成熟的新技术、新材料。3)选用高效率设备,减少动力、燃料消耗。3、外观造型要求颜色、造型4、环保要求噪音、废气、废液。“” 2机械设计的一般设计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:“” 根据零件的使用要求,选择零件的类型和结构。根据零件的使用要求,选择零件的类型和结构。 根据机器的工作要求,计算作用在零件上的载荷。根据机器的工作要求,计算作用在零件上的载荷。优先按原动机的额定功率确定零件上的工作载荷。优先按原动机的额定功率确定零件上的工作载荷。 根据零件的工作条件及对零件的特殊要求根据零件的工作条件及对零件的特殊要求( (如温度、如温度、腐蚀性等腐蚀性等) ),
10、选择适当的材料及热处理工艺。,选择适当的材料及热处理工艺。 分析零件的主要失效形式,找出设计准则,确定出分析零件的主要失效形式,找出设计准则,确定出零件的基本尺寸。零件的基本尺寸。 根据工艺性和标准化等原则及相联结和相配合的零根据工艺性和标准化等原则及相联结和相配合的零件进行零件的结构设计。件进行零件的结构设计。 根据各方面的要求进行详细的校核计算,以判定结根据各方面的要求进行详细的校核计算,以判定结构的合理性。构的合理性。 画出零件的工作图,并写出计算说明书。画出零件的工作图,并写出计算说明书。1.4 机械零件设计的一般步骤机械零件设计的一般步骤“”1.5 机械零件设计时应满足的基本要求及主
11、要设机械零件设计时应满足的基本要求及主要设计准则计准则 1.5.1 工作可靠性的要求工作可靠性的要求1强度强度 零件在工作中发生断裂或不允许的永久变形统属于强零件在工作中发生断裂或不允许的永久变形统属于强度问题。度问题。具有适当的强度是设计零件时必须满足的最基本要求具有适当的强度是设计零件时必须满足的最基本要求强度准则强度准则:零件中的应力不得超过允许的限度零件中的应力不得超过允许的限度 limlimS“”2刚度 在一定载荷下,零件抵抗弹性变形的能力在一定载荷下,零件抵抗弹性变形的能力 刚度准则 :零件在载荷作用下产生的变形量零件在载荷作用下产生的变形量( (包括弯曲挠度、包括弯曲挠度、偏转角
12、和扭转角偏转角和扭转角) )应小于或等于零件性能所允许的极限值应小于或等于零件性能所允许的极限值 注意:只有当弹性变形过大要影响机器工作性能的只有当弹性变形过大要影响机器工作性能的零件,才需要满足这项要求。零件,才需要满足这项要求。 yy “”3.寿命寿命 零件在工作初期虽然能够满足各种要求,但在工作零件在工作初期虽然能够满足各种要求,但在工作一定时间后,却可能由于某种一定时间后,却可能由于某种(或某些或某些)原因而失效。原因而失效。这个零件正常工作延续的时间叫做零件的寿命。这个零件正常工作延续的时间叫做零件的寿命。影响零件寿命的主要因素:影响零件寿命的主要因素:材料的疲劳,材料的腐蚀及材料的
13、疲劳,材料的腐蚀及相对运动零件接触表面的磨损。相对运动零件接触表面的磨损。大部分机械零件均在变应力条件下工作,因而疲劳破坏是引大部分机械零件均在变应力条件下工作,因而疲劳破坏是引起零件失效的主要因素。起零件失效的主要因素。 疲劳、腐蚀和磨损是疲劳、腐蚀和磨损是3个不同范畴的问题个不同范畴的问题 “”4可靠性可靠性 可靠度可靠度在规定的使用时间在规定的使用时间(寿命寿命)内和预定的环内和预定的环境条件下,零件能够正常地完成其功能的概率。境条件下,零件能够正常地完成其功能的概率。 0NNR失效率失效率在在t t时间到时间到t t+d+dt t的间隔中的间隔中, ,又有又有d dN N个零件发生破个
14、零件发生破坏,则在此时间间隔内破坏的比率坏,则在此时间间隔内破坏的比率 NtNtfdd)(“” 分析:分析: 1 1)第)第段段早期失效阶段。早期失效阶段。在这在这一阶段中,失效率由开始时很高的数值急一阶段中,失效率由开始时很高的数值急剧地下降到某一稳定的数值。引起这一阶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、部件中所存段失效率特别高的原因是零、部件中所存在的初始缺陷。在这一阶段可通过跑合避在的初始缺陷。在这一阶段可通过跑合避免过高的失效率,防止事故的发生。免过高的失效率,防止事故的发生。2 2)第)第段段正常使用阶段。正常使用阶段。在此阶段内如果发生失效,在此阶段内如果
15、发生失效,一般总是由于偶然的原因而引起的,其发生是随机的,失效率一般总是由于偶然的原因而引起的,其发生是随机的,失效率则表现为一常数。则表现为一常数。 3 3)第)第段段报废阶段。报废阶段。由于长时间的使用而使零件发由于长时间的使用而使零件发生磨损、腐蚀、疲劳裂纹扩展等原因,使失效率急剧地增加。生磨损、腐蚀、疲劳裂纹扩展等原因,使失效率急剧地增加。良好的维护和及时更换马上要发生破坏的零件,就可以延缓良好的维护和及时更换马上要发生破坏的零件,就可以延缓机器进入这一阶段工作的时间。机器进入这一阶段工作的时间。 浴盆曲线浴盆曲线零件或部件的失效率与时间的关系零件或部件的失效率与时间的关系“”5 5振
16、动稳定性振动稳定性 机器中存在着很多的周期性变化的激振源。如果某一零件机器中存在着很多的周期性变化的激振源。如果某一零件本身的固有频率本身的固有频率f f与激振源的频率与激振源的频率f fp p重合或成整数倍时,这些零重合或成整数倍时,这些零件就会发生共振,以至使零件破坏或机器工作情况失常。件就会发生共振,以至使零件破坏或机器工作情况失常。 pff 85. 0 或或 pff 15. 1“”1.5.2 经济性要求 经济准则:经济准则:设计机械时应最大限度地考虑经济性,力求设计机械时应最大限度地考虑经济性,力求费用少、效率高、维修简便。费用少、效率高、维修简便。 1 1良好的工艺性良好的工艺性 基
17、本要求:基本要求:1)1)合理选择毛坯;合理选择毛坯;2)2)结构简单合理;结构简单合理;3)3)规定适规定适当的制造精度及表面粗糙度值。当的制造精度及表面粗糙度值。 2 2合理选择材料合理选择材料 在满足机械的一定工作要求下,应优先选用价格便宜和供应在满足机械的一定工作要求下,应优先选用价格便宜和供应充分的材料,用适当的热处理方法改善材料的机械性能。充分的材料,用适当的热处理方法改善材料的机械性能。3 3质量小的要求质量小的要求 优点:优点:1 1)可以节约材料;)可以节约材料;2 2)对运动的零件来说,可以)对运动的零件来说,可以减小惯性,改善机器的动力性能,减小作用于构件上的惯减小惯性,
展开阅读全文