第9章机械零件设计概论详解.ppt
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第2章:机械设计基础理论;2.1 机械设计概述;1.机械设计的基本要求;(1). 运动和动力性能的要求;(2). 工作可靠性的要求;(3). 经济性要求;(4). 操作方便和安全的要求;(5). 各种机械的特殊要求;2. 机械零件设计应考虑的问题;1)? 强度;2) 刚度;
3)工作稳定性
零件在工作时能保证稳定地正常工作。
振动稳定性:共振问题。
受压稳定性:细长杆和薄壁件。;4) 耐磨性;5) 耐热性;
温度
第一,对材料机械性能的影响。当温度超过某一数值,其强度将急剧下降。
蠕变:在高温下,应力不变时,塑性变形随时间而增大。
松驰:在高温下,变形量不变时,零件内的应力随时间而减小。
第二,对零件几何尺寸变化的影响。(卡死)
第三,对润滑的影响。温度上升,润滑油的粘度和在润滑表面上的吸附能力下降。
对某一类零件,只以一种或几种失效为主,不需要同时考虑所有的失效形式。
;;2.2 机械零件的强度;名义载荷:理想平稳工作条件下的载荷计算载荷:考虑工况,取载荷系数KA KA*名义载荷=计算载荷名义应力:计算应力:;机械零件的设计准则;; 许用应力和安全系数; 一、应力的种类; 载荷及应力的种类;不稳定变应力:应力的参数随时间而变化。
第一种,规律性的不稳定变应力;
第二种,随机性的不稳定变应力;;稳定性周期变应力的描述
参数:最大应力、最小应力、平均应力、应力幅、应力循环特性r。(循环周期T)
;对称循环、脉动循环、静应力。
;二、静应力下的许用应力;;三、变应力下的许用应力;变应力下的许用应力;
;变应力下的许用应力;四、安全系数;安全系数确定的基本原则;2.3 机械零件的接触强度
当具有一定曲面的两物体在压力下相互接触时,便在接触处产生接触应力。
由于接触处产生弹性变形,所以实际接触处为一很小的面积并产生很大的接触应力。
;机械零件的接触应力通常是随时间作周期性变化的,在载荷重复作用下,首先在表层内约15~25μm处产生初始疲劳裂纹,在两接触表面的相互运动中,润滑油被挤入裂纹内,运动表面将裂纹口封死,形成高压油,促使裂纹扩展。当裂纹扩展到一定深度以后,就导致表层金属呈小片状剥落下来,而在零件表面形成一些小坑。这种现象称为疲劳点蚀。发生疲劳点蚀后,减少了接触面积,损坏了零件的光滑表面,因而也降低了承载能力,并引起振动和噪音。疲劳点蚀常是齿轮、滚动轴承等零件的主要失效形式。;;按照弹性力学,对线接触的情况,当两个半径为ρ1、ρ2的圆柱体在压力Fn作用下接触时,其接触区为一狭长矩形,最大接触应力发生在接触区中线的各点上;σH≤[σH] [σH] =σHlim/SH; ;2.4 机械零件的常用材料;材料的选择
1)使用要求:尺寸小重量轻—用高强度材料;
刚度高—用弹性模量高的材料;
对表面接触有要求—用表面能强化处理的材料;在高温下工作时—用耐热材料;
在腐蚀条件下工作时—用耐腐蚀材料。
2)工艺性要求:要考虑到加工方法实现的可能性和难易程度。
3)经济性要求:材料本身的价格、材料的利用率、材料的加工费用。
选择方法:类比法、查表法、试验法。;表1-1 常用钢铁材料的机械性能
;
材料 牌号 应用举例
普通碳钢 Q235(A3钢) 螺钉、端盖、垫片、焊接件等
优质碳钢 25 轴、螺钉、垫片
35 轴、连杠、螺栓、螺母
45 齿轮、轴
合金钢 50Mn 齿轮、凸轮等重要零件
40Cr 重要的齿轮、轴、连杠、螺栓
铸钢 ZG35 机架、飞轮、机座等
灰铸铁 HT200 机架、机座、油刚等
球墨铸铁 QT500-5 车辆的轴瓦(滑动轴承、曲轴、 齿轮轴等形状复杂的零件;;合理地选择材料;钢的热处理概念;;
作业:
借参考书
机械设计手册
课程设计手册;Be understanding, when it’s needed
有人需要同情諒解時,善體其意
Have confidence in life
對人生有把握
Have faith
要有信心;2.5 机械零件的结构工艺性;零件的结构工艺性;1 便于制造毛坯;2 便于切削加工;3 便于装拆和维修;三、零件的结构工艺性
良好的结构工艺性是指:所设计的零件,在一定生产条件下,以最少劳动量,花最少的加工费用制成能满足使用要求,并能以最简便的方法在机器中进行装拆与维修。
工艺性包括加工工艺性和装配工艺性。
;四、设计中的标准化、系列化、系列化
标准化
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