机械设计电子教案.doc

第一章 绪论 基本要求及重点、难点 机械的组成及本课程研究的对象，本课程的性质和任务，本课程的特点和学习方法。 基本要求: 1) 搞清楚“学什么”、“为什么学”和“如何学”这三个大问题，树立学好本课程的信心和决心。 重点、难点： 1) 本课程的性质、特点和学习方法 一、本课程介绍 1.命名及分类： 命名：组成机器的必不可拆的基本单元称机械零件。 机器：执行机械运动的装置。由原动机－传动部分－工作机组成，代替人的劳动作工或进行能量转换。 特征：１）人为实物组合，或由机构组成； ２）各部分之间有确定的相对运动； ３）用来代替或减轻人的劳动左右用工或转换能量。 机构：具机器特征 机械：机器及机构的总称。 设计：为满足某一特定要求而进行的创造过程。 分类：　通用机械零件 专用机械零件 ２．研究对象： 在普通条件下工作的一般参数的通用机械零件的设计理论和方法。 ３．课程性质、任务： 性质：是一门论述机械设计理论、研究机械设计方法的设计性质的技术基础课。是多学科知识的综合运用。具有综合性、设计性。 任务：１）掌握机械设计所必需的基本知识、基本理论和基本技能，解决通用零件设计问题　 设计计算 　　　　　　 　 　 绘制工作图 　　　２）独立进行传动装置的设计； 　　　３）熟悉国家标准、手册、规范等，并正确运用； 　　　４）培养学生树立正确的设计思想。 ４．特点及学习方法： 　　特点：三性：综合性、设计性、实践性 　　　　　四多：公式多而繁、概念多、图表多、系数多。 学习方法：１）抓实质 　　　　　　　２）理论联系实际 　　　　　　　３）试算法 　　　　　　　４）归纳总结 二．机械零件的主要失效形式和设计准则： 1.主要失效形式： 断裂 塑变 　　　　　　磨损 表面失效　　　胶合 　　　　　　　　　疲劳点蚀 其他失效：打滑 2.设计准则： 1）强度准则： σ≤［σ］或τ≤［τ］；［σ］＝或［τ］＝ 2）刚度准则： ｙ［ｙ］或θ［θ］　φ［φ］ 3）耐磨性准则： 　　　　　　　　验算压强：ｐ［ｐ］ 条件性计算 　　　　　　　　限制单位接触面上单位时间产生摩擦功不太大，控制ｐｖ［ｐｖ］ ? 4）可靠性准则： 按传统强度设计方法设计零件，由于材料强度，外载荷和加工尺寸等存在离散性，有可能出现达不到预定工作时间而失效的情况。希望将出现这种失效情况的概率控制在一定程度之内，这就对零件提出可靠性要求。 可靠度：机器或零件在一定工作环境下，在规定的使用期限内连续工作的概率。 三．机械零件的一般设计步骤： 计算零件上的载荷 选材　　　　设计计算 理论计算 　　　　校核计算 结构设计 画工作图 ? 载荷与应力 ??? 1、载荷 ??? 机械工作时所受的力或力矩统称为载荷。载荷的大小或方向不随时间变化或变化极缓慢时，称为静载荷；载荷大小或方向不断随时间变化时，称为变载荷。 ??? 2、应力 　　载荷作用在零件上将产生应力。不随时间而变或随时间缓慢变化的应力称为静应力；不断地随时间而变的应力称为变应力。静载荷和变载荷均可能产生变应力。 ??? 3、变应力的种类 ??????????? 图中： T为应力变化周期 ?????????????????? 为应力幅 ?????????????????? 为平均应力 ?????????????????? 绝对值最大应力 ?????????????????? 为绝对值最小应力 ????? 1）稳定循环变应力：应力变化周期、应力幅和平均应力均不随时间而变者； ????? 2）不稳定循环变应力：应力变化周期、应力幅或平均应力之一随时间而变者； ????? 3）随机变应力：应力变化不呈周期性而带偶然性者。 ??? 4、稳定循环变应力的种类 1）非对称循环变应力?? ???? 2）脉动循环变应力??????? 3）对称循环变应力 　　在稳定循环变应力中： 　　　　　　　　　　＝＋；＝－　　　　　　　　　　＝(+)/2　　　　　　　　　　＝(－)/2 ??? 对称循环变应力：＝0，＝||＝|| ??? 脉动循环变应力：＝0，＝||，＝2＝2 ??? 静应力：＝0，＝ ??? 5、稳定循环变应力的应力比（应力循环特征） ??? 三种稳定循环变应力可用应力比（应力循环特征）r来表征： 　 ??? 对称循环变应力：r＝－1；脉动循环变应力：r＝0；静应力：r＝＋1。 ??? 例：设有一零件受变应力作用，已知变应力的平均应力＝189Mpa，应力幅为＝129Mpa，试求该变应力的循环特征r。 　　解：最大应力为： ＝＋＝189＋129＝318 Mpa，　　　　最小应力为： ＝－＝189－129