第2章机械设计总论ppt课件.ppt
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1、第二章 机械设计总论,2-1 设计机器的一般程序,2-2 对机器的主要要求,2-3 机械零件的主要失效形式,2-4 设计机械零件时应满足的基本要求,2-5 机械零件的设计准则,2-6 机械零件的设计方法,2-7 机械零件设计的一般步骤,2-8 机械零件的材料及其选用,2-10 机械现代设计方法简介,2-9 机械零件设计中的标准化,2-1 设计机器的一般程序,一部机器的质量基本上决定于设计质量。因此,机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。,机器设计的一般过程:, 计划阶段, 方案设计阶段, 技术设计阶段, 技术文件编制阶段,设计任务书,机器的功能,经济性估计,制造要求方面的大致估计,基本使用要求,
2、完成设计任务的预计期限,二、方案设计阶段,对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提出可能采用的方案。,投资、价格、成本和利润等经济性方面的估计,一、计划阶段,分析需求、明确功能、制定设计任务书。,(新产品开发计划书),2-1 设计机器的一般程序,三、技术设计阶段,2-1 设计机器的一般程序, 绘制总装配草图、部件装配草图 确定零部件的外形及基本尺寸 绘制零件工作图和总装配图,四、技术文件编制阶段,技术文件-用来说明产品性能、设计、制造、操作使用、维护、或其它所有与产品相关的文档资料。,2-1 设计机器的一般程序,提出任务,明确构形要求,机器设计的一般流程,不管机器的类型如何,一般来说,对机器
3、都要提出以下的基本要求:, 使用功能要求,2-2 对机器的主要要求,-在满足预期功能的前提下,要求性能好、效率高、成本低,造型美观,在预定使用期限内要安全可靠,操作方便、维修简单。, 经济性要求, 劳动保护和环境保护要求, 寿命与可靠性要求, 其它专用要求,具体要求如下:,-表现为机器的成本低,-表现为高生产率,高效率,低能耗 及管理和维护费用较低等, 设计制造的经济性, 使用经济性,2-2 对机器的主要要求,(一)使用功能要求,(二)经济性要求,-能有效地实现预期的功能,1)为机器的操作者提供方便和安全的条件,2)改善操作者及机器的环境条件, 操作手柄及按钮等应放置在便于操作的位置 操作方式
4、要符合人们的心理和习惯 设置完善的安全装置、报警装置、显示装置等, 应降低机器运转时的噪声水平 防止有毒、有害介质的渗漏 对废水、废气和废液进行治理,2-2 对机器的主要要求,(三)劳动保护和环境保护要求,机器的可靠度-指在规定的使用时间内和预定的环境下机器能够正常工作的概率。,机器由于某种故障而不能完成其预定功能时称为失效,它是随机发生的。,2-2 对机器的主要要求,(四)寿命与可靠性要求,(五)其它专用要求, 对机床有长期保持精度的要求 对食品、纺织机械有不得污染产品的要求 对大型机器有便于起重、运输的要求等,机械零件的失效: -零件由于某种原因不能正常工作时,工作能力: -在不发生失效的
5、条件下,零件所能安全工作的限度。通常是对载荷而言,故习惯上又称:承载能力,2-3 机械零件的主要失效形式,如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带传动等。机械零件虽然有多种可能的失效形式,归纳起来最主要的为,(自学),机械零件失效的实例:,轮齿塑性变形,齿轮轮齿折断,轴承内圈破裂,轴承外圈塑性变形,齿面接触疲劳,轴瓦磨损, 避免在预定寿命期内失效的要求, 结构工艺性要求, 经济性要求, 质量小的要求, 可靠性要求,2-4 设计零件时应满足的基本要求,提高零件强度的措施:, 采用高强度的材料;, 使零件具有足够的截面尺寸;, 合理设计零件的截面形状,增大惯性矩;, 采用热处理和化学处理方法提高材料的力学
6、性能;, 提高零件的制造精度,以减少工作时的动载荷;, 合理配置零件的相对位置,以降低零件的载荷。,1. 强度,- 载荷作用下零件抵抗断裂或不允许的残余变形的能力,一、避免在预定寿命期内失效的要求, 合理地设计零件的截面形状,增大截面惯性矩,由材料力学知:,强度条件:,当弯矩已定时,,2-4 设计零件时应满足的基本要求,Tmax= T1+T2,Tmax = T1,当轴上有两处动力输出时,为了减小轴上的载荷,应将输入轮布置在中间。,合理,不合理, 合理配置零件的相对位置,以降低零件的载荷,2-4 设计零件时应满足的基本要求,2. 刚度,-载荷作用下零件抵抗弹性变形的能力,2-4 设计零件时应满足
7、的基本要求,3. 寿命,机械制造包括毛坯生产、切削加工和装配等生产过程。设计时,必须使结构在各个生产过程中都具有良好的工艺性。,二、结构工艺性要求,零件工艺性良好的标志 -在具体的生产条件下,零件便于加工和装配, 同时加工费用又很低。,二、结构工艺性要求,1、便于制造毛坯,当毛坯制造方法确定后,须充分考虑其工艺特点,设计出相应的零件结构,以便容易地制造出来。,铸件壁厚的均匀性,自由锻件的结构工艺性,采用自由锻造的毛坯形状不宜复杂。 圆锥体、圆柱体与圆柱体交接处、加强肋和凸台等结构,锻造都较困难,应设法避免。,二、结构工艺性要求,2、便于切削加工,机械零件的结构设计应便于机械零件的切削加工,减少
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