机械设计第二章.ppt

辅 助 支承 工作台 铣 刀 Fw 增加辅助支承提高震动稳定性举例 第三十一页，共六十九页。 (五)寿命准则 如有一大批某种零件，件数为N0，如在t时间后仍有N件在正常的工作，可靠度R为 R=N/N0 R是时间的函数，从100%→0 在t到t+dt的间隔中，又有dN发生破坏，破坏的比例为 失效率→失效的快慢程度 ←可靠度与失效率的关系 第三十二页，共六十九页。 失效率曲线 第I段(早期失效)：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。原因：零、部件初始缺陷，例如加工裂纹，安装不正确，接触表面未经磨合等。 第II段(正常使用阶段)：失效发生是随机性的，失效率则表现为缓慢增长。 第III段(损坏阶段)：由于磨损、疲劳裂纹扩展等原因，使失效率急剧地增加。良好地维护和及时更换要发生破坏的零件，可以延缓机器进入这一阶段工作的时间。 “浴盆” 第三十三页，共六十九页。 机械零件的设计方法 2-7机械零件的设计方法 机械零件的设计方法通常分为常规设计方法和现代设计方法两大类。 常规设计方法：采用一定的理论分析和计算，结合人们在长期的设计和生产实践中总结出的方法、公式、图表等进行设计的方法。 细分为：理论设计、经验设计、模型实验设计 现代设计方法：在近二、三十年发展起来的更为完善、科学、计算精度高、设计与计算速度更快的机械设计方法。如机械优化设计、机械可靠性设计、计算机辅助设计等等。 第三十四页，共六十九页。 (一)理论设计 定义：根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计 以简单受拉杆件的强度计算为例，设计时强度计算公式为： σ≤σlim/S 或 F/A ≤σlim/S 1、设计计算，A不确定时 2、校核计算，A确定时 [σ]=σlim/S σ﹣实际应力 [σ]﹣许用应力 σlim﹣极限应力 S﹣安全系数 公式 实验修正系数 第三十五页，共六十九页。 (二)经验设计  方法：根据已有设计、使用实践进行的设计 适用：这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件。例如箱体、机架、传动零件的各结构要素等 (三)模型实验设计 　　 方法：把初步设计的零、部件或机器作成小模型或小尺寸样机，经过实验的手段对其各方面的特性进行检验，根据实验结果对设计进行逐步的修改 适用：尺寸巨大而机构又很复杂的重要零件 第三十六页，共六十九页。 机械零件设计的一般步骤 选择零件类型、结构 计算零件上的载荷 确定计算准则 选择零件的材料 确定零件的基本尺寸 结 构 设 计 校 核 计 算 画出零件工作图 写出计算说明书 　 2-8机械零件设计的一般步骤 第三十七页，共六十九页。 ：铝、铜… 黑色金属 有色金属 铁 钢 高分子材料 复合材料 陶瓷 金属材料 非金属材料 一、常用材料 ：塑料、橡胶、合成纤维 ：低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢… ：灰铸铁、球墨铸铁… ：强如钢、轻如铝、硬如金刚石 ：强度高、弹性模量大、质量轻 2-9机械零件材料的选用原则 第三十八页，共六十九页。 常用材料的相对价格 材 料 种 类 规 格 相对价格 热轧圆刚 碳素结构钢Q235 （φ 33~42） 1 铸 件 优质碳素钢 （φ 29~50） 1.5~1.8 合金结构钢（φ 29~50） 1.7~2.5 滚动轴承钢（φ 29~50） 3 合金工具钢（φ 29~50） 3~20 4Cr9Si2耐热钢（φ 29~50） 5 灰铸铁铸件 0.85 碳素钢铸件 1.7 铜合金、铝合金铸件