機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) PPT(1)2022/7/28機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT目錄1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求2、機(jī)械零件的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的一般步驟5、機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化 4、機(jī)械零件材料的選用原則 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求1.1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序 一般而言，機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵一環(huán)。機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的工作過程，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。因此，要求設(shè)計(jì)者特別注意經(jīng)驗(yàn)的積累。 計(jì)劃階段 方案設(shè)計(jì)階段 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 技術(shù)文件編制階段1.1.1、計(jì)劃階段 包括：需求分析、明確功能、制定設(shè)計(jì)任務(wù)書。返回目錄機(jī)

2、械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)器的功能 經(jīng)濟(jì)性估計(jì) 制造要求的大致估計(jì) 基本使用要求 預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)周期 1.1.2、方案設(shè)計(jì)階段 對(duì)機(jī)器的功能進(jìn)行綜合分析、確定功能參數(shù)、提出實(shí)現(xiàn)方案。 在制定功能參數(shù)時(shí)一定要注意恰當(dāng)處理需要與可能、理想與現(xiàn)實(shí)、長遠(yuǎn)目標(biāo)與當(dāng)前目標(biāo)等之間的關(guān)系。 一般而言，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能，有多種可能的方案。以螺紋制造為例：有車削、滾壓、板牙加工等方法。方法不同，其執(zhí)行部分的工作原理也不同,因此，存在一個(gè)方案的比較和取舍問題。1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT方案評(píng)價(jià)原則：經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)上可行。 總費(fèi)用設(shè)計(jì)制造費(fèi)用使用費(fèi)用費(fèi)用復(fù)雜程度經(jīng)濟(jì)性-總費(fèi)用最低。 方案設(shè)計(jì)

3、階段要正確處理好借鑒與創(chuàng)新的關(guān)系。 同類機(jī)器的成功的先例應(yīng)當(dāng)借鑒，但其中的薄弱環(huán)節(jié)和不符合現(xiàn)有任務(wù)要求的部分應(yīng)當(dāng)加以改進(jìn)或替換。一味求新而把合理的原有經(jīng)驗(yàn)棄置不用保守和照搬原有設(shè)計(jì)堅(jiān)決反對(duì)1.1.3、技術(shù)設(shè)計(jì)階段 繪制總裝配草圖、部件裝配草圖，由草圖確定零部件的外形、基本尺寸和零件工作圖。 1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT為了確定零件的基本尺寸，必須完成以下工作：1）機(jī)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì) 確定原動(dòng)機(jī)的參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等）。求解構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（轉(zhuǎn)速、速度、加速度等）。2）機(jī)器的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì) 計(jì)算構(gòu)件所受公稱載荷（名義載荷）的大小和特性。3）零件的工作能力設(shè)計(jì) 由公稱載荷大

4、小和特性，根據(jù)工作能力準(zhǔn)則作零部件的初步設(shè)計(jì)。通過計(jì)算或類比得出零件的基本尺寸。4）部件裝配草圖及總裝配草圖的設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5）主要零件的校核計(jì)算 以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸為依據(jù)，對(duì)零件進(jìn)行精確的受力分析和工作能力校核計(jì)算。1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT1.1.4、技術(shù)文件編制 技術(shù)文件 設(shè)計(jì)說明書 使用說明書 零件明細(xì)表 標(biāo)準(zhǔn)件匯總表產(chǎn)品驗(yàn)收條件. 技術(shù)文件-用來說明產(chǎn)品性能、設(shè)計(jì)、制造、操作使用、維護(hù)、或其它所有與產(chǎn)品相關(guān)的文檔資料。 1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT提出任務(wù)分析對(duì)機(jī)器的要求確定任務(wù)要求機(jī)器功能分析提出可能的解決辦法組合幾種可能的方案決策

5、選定方案評(píng)估明確構(gòu)形要求結(jié)構(gòu)化選擇材料、確定尺寸評(píng)估決策確定結(jié)構(gòu)形狀與尺寸零件設(shè)計(jì)部件設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)編制技術(shù)文件流程：計(jì)劃方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)NGNGNG1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT使用功能要求經(jīng)濟(jì)性要求勞動(dòng)保護(hù)要求可靠性要求其它專用要求使用功能要求-機(jī)器應(yīng)具有預(yù)定的使用功能。這主要靠正確地選擇機(jī)器的工作原理，正確地設(shè)計(jì)或選用能夠全面實(shí)現(xiàn)功能要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和原動(dòng)機(jī)，以及合理地配置必要的輔助系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。-在滿足預(yù)期功能的前提下，要求性能好、效率高、成本低，造型美觀，在預(yù)定使用期限內(nèi)要安全可靠，操作方便、維修簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)機(jī)器的任務(wù)是在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展所能達(dá)到的條件下，根據(jù)生

6、產(chǎn)及生活的需要提出的。不管機(jī)器的類型如何，一般來說，對(duì)機(jī)器都要提出以下的基本要求：1.2、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT提高使用經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的主要途徑有: 1）合理地提高機(jī)器的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，以期提高機(jī)器的生產(chǎn)率；2）選用高效率的傳動(dòng)系統(tǒng)，盡可能減少傳動(dòng)的中間環(huán)節(jié)，以期降低能源消耗；3）適當(dāng)?shù)夭捎梅雷o(hù)及潤滑，以延長機(jī)器的使用壽命；4）采用可靠的密封，減少或消除滲漏現(xiàn)象。經(jīng)濟(jì)性要求-機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造和使用的全過程中，設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)就要全面綜合地進(jìn)行考慮。設(shè)計(jì)制造的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為機(jī)器的成本低，使用經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為高生產(chǎn)率，高效率，低能耗，以及低的管理和

7、維護(hù)費(fèi)用等。提高設(shè)計(jì)和制造經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的主要途徑有: 1）采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法(CAD)，使設(shè)計(jì)參數(shù)最優(yōu)化,達(dá)到盡可能精確的計(jì)算結(jié)果,保證機(jī)器足夠的可靠性；2）最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化的零、部件；3）盡可能采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料；4）合理地組織設(shè)計(jì)和制造過程；5）力求改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性，使其用料少、易加工、易裝配。1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT勞動(dòng)保護(hù)要求1）要使機(jī)器的操作者方便和安全。因此設(shè)計(jì)時(shí)要按照人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)布置各種按鈕、手柄，使操作方式符合人們的 心理和習(xí)慣。同時(shí)，設(shè)置完善的安全裝置、報(bào)警裝置、顯示裝置等。2）改善操作者及機(jī)器的環(huán)境

8、。所設(shè)計(jì)的機(jī)器應(yīng)符合勞動(dòng)保護(hù)法規(guī)的要求。降低機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲水平，防止有毒、有害介質(zhì)的滲漏，對(duì)廢水、廢氣和廢液進(jìn)行治理。可靠性要求機(jī)器的可靠度-指在規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)和預(yù)定的環(huán)境下機(jī)器能夠正常工作的概率。 機(jī)器由于某種故障而不能完成預(yù)定的功能稱為失效，它是隨機(jī)發(fā)生的，其原因是零件所受的載荷、環(huán)境溫度、零件本身物理和機(jī)械性能等因素是隨機(jī)變化的。為了提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩個(gè)方面使其變化盡可能小。1、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT其它專用要求其它專用要求-針對(duì)不同機(jī)器所特有的要求。例如：1)對(duì)機(jī)床有長期保持精度的要求；2)對(duì)飛機(jī)有質(zhì)量小，飛行阻力小而運(yùn)載能力

9、大的要求；3)對(duì)流動(dòng)使用的機(jī)器有便于安裝和拆卸的要求；4)對(duì)大型機(jī)器有便于運(yùn)輸?shù)囊蟮鹊取?、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2.1、機(jī)械零件的主要失效形式 機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作時(shí)，稱為失效。機(jī)械零件的主要失效形式有斷裂、塑性變形、過大的彈性變形、表面失效、破壞正常工作條件引起的失效等。同一種零件可能有多種失效形式，在各種失效形式中，到底哪一種為主要失效形式，應(yīng)根據(jù)零件的材料、具體結(jié)構(gòu)和工作條件等來確定。以軸為例，對(duì)于載荷穩(wěn)定的、一般用途的轉(zhuǎn)軸。疲勞斷裂是其主要失效形式；對(duì)于精密主軸，彈性變形量過大是其主要失效形式；而對(duì)于速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，發(fā)生共振、喪失振動(dòng)穩(wěn)定性則可能

10、是其主要失效形式。返回目錄2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2.2、機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，保證零件不發(fā)生失效所依據(jù)的基本原則，稱為設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則。概括地講主要有以下幾個(gè)準(zhǔn)則：強(qiáng)度準(zhǔn)則 剛度準(zhǔn)則 耐熱性準(zhǔn)則振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則壽命準(zhǔn)則 可靠性準(zhǔn)則2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則2.2.1、強(qiáng)度準(zhǔn)則 要求機(jī)械零件的工作應(yīng)力不超過許用應(yīng)力。其典型的計(jì)算公式是： （3-16） lim極限應(yīng)力，對(duì)受靜應(yīng)力的脆性材料取其強(qiáng)度極限，對(duì)受靜應(yīng)力的塑性材料取其屈服極限，對(duì)受變應(yīng)力的零取其疲勞極限。 S安全系數(shù)。 機(jī)械

11、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則2.2.2、剛度準(zhǔn)則 機(jī)械零件在受載荷時(shí)要發(fā)生彈性變形，剛度是受外力作用的材料、機(jī)械零件或結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。材料的剛度由使其產(chǎn)生單位變形所需的外力值來量度。機(jī)械零件的剛度取決于它的彈性模量E或切變模量G、幾何形狀和尺寸，以及外力的作用形式等。分析機(jī)械零件的剛度是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。對(duì)于一些需要嚴(yán)格限制變形的零件（如機(jī)翼、機(jī)床主軸等），須通過剛度分析來控制變形。我們還需要通過控制零件的剛度以防止發(fā)生振動(dòng)或失穩(wěn)。另外，如彈簧，須通過控制其剛度為某一合理值以確保其特定功能。剛度準(zhǔn)則是要求零件受載荷后的彈性變形量不大于允許彈性變形量。機(jī)械設(shè)

12、計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則剛度準(zhǔn)則的表達(dá)式為：yy （317） y是彈性變形量，如撓度、縱向伸長（縮短）：y為相應(yīng)的許用彈性變形量。零件的彈性變形量可由理論計(jì)算或經(jīng)實(shí)驗(yàn)得到，許用變形量則取決于零件的用途，根據(jù)理論分析或經(jīng)驗(yàn)確定。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則2.2.3、耐熱性準(zhǔn)則 由于摩擦等原因，機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)械零件和潤滑劑的溫度一般會(huì)升高。過高的工作溫度將導(dǎo)致潤滑效果下降，同時(shí)，還會(huì)引起零件的熱變形、硬度和強(qiáng)度下降，甚至損壞。如在高溫時(shí)，金屬機(jī)械零件可能發(fā)生膠合、卡死；塑料等非金屬機(jī)械零件可能發(fā)生軟化，甚至熔化等，在某些場(chǎng)合還會(huì)引起熱

13、應(yīng)力。耐熱性準(zhǔn)則一般是控制機(jī)械零件的工作溫度不要超過許用值，以保證零部件正常工作，其表達(dá)式是 tt為了改善散熱性能、控制溫升，必要時(shí)可以采用水冷或氣冷等措施。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT3、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則2.2.4、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則 當(dāng)激勵(lì)的頻率等于物體固有頻率時(shí)，物體振幅最大，激勵(lì)的頻率與固有頻率相差越大，物體的振幅越小。激勵(lì)的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅會(huì)很大，這種現(xiàn)象叫做共振。振動(dòng)穩(wěn)定性指機(jī)械零件在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免發(fā)生共振的品質(zhì)。 為了延長機(jī)器的壽命，為了避免軸和機(jī)器的損壞，應(yīng)驗(yàn)算軸的振動(dòng)穩(wěn)定性，特別是高速機(jī)器的軸。振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則要求機(jī)械零件的固有頻率應(yīng)與激勵(lì)的頻率錯(cuò)

14、開，保證不發(fā)生共振。 設(shè)機(jī)器中受激勵(lì)作用的零部件的固有頻率為f，激勵(lì)力的頻率為fp，一般要求:fp 1.15 f機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 改變機(jī)械零件的剛度和質(zhì)量可以改變其固有頻率。增大機(jī)械零件的剛度和減小其質(zhì)量，提高其固有頻率；減小機(jī)械零件的剛度和增大其質(zhì)量則降低機(jī)械零件的固有頻率。有時(shí)，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 軸產(chǎn)生共振的主要原因是：由于材料內(nèi)部質(zhì)量不均勻，加之制造和安裝的誤差，使其質(zhì)心和它的旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏差，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生慣性力，這個(gè)慣性力使轉(zhuǎn)子作強(qiáng)迫振動(dòng)。軸在引起共振時(shí)的速度稱為臨界速度。在臨界速度下，這個(gè)慣性力的頻率等于或幾倍于轉(zhuǎn)子的固有頻

15、率，因此發(fā)生共振。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則2.2.5、壽命準(zhǔn)則 為了保證機(jī)器在一定壽命期限內(nèi)正常工作，在設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)必然要對(duì)機(jī)械零件的壽命提出要求。需要說明，在機(jī)器壽命期限內(nèi)，零件是可以更換的，也就是說某些機(jī)械零件的壽命可以比機(jī)器的壽命短。機(jī)械零件的壽命主要受材料的疲勞、磨損和腐蝕影響。 為了避免發(fā)生零件疲勞引起的失效，如疲勞斷裂，應(yīng)根據(jù)機(jī)械零件壽命對(duì)應(yīng)的疲勞極限計(jì)算疲勞強(qiáng)度。即根據(jù)壽命要求，結(jié)合零件轉(zhuǎn)速等具體情況，計(jì)算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為N時(shí)的疲勞極限，再代入強(qiáng)度條件式，計(jì)算疲勞強(qiáng)度。當(dāng)滿足疲勞強(qiáng)度時(shí)，可以保證機(jī)械零件在破壞前的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到壽命要求。機(jī)械設(shè)

16、計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 磨損一般是不可避免的。在一定條件下，腐蝕也是不可避免的，如橋梁結(jié)構(gòu)件、地埋鋼質(zhì)管道的腐蝕等。在設(shè)計(jì)時(shí)，主要是保證機(jī)械零件在壽命內(nèi)，不要發(fā)生過度的磨損和腐蝕。磨損發(fā)生的機(jī)理尚為完全被人們掌握，影響磨損的因素也比較多，一般根據(jù)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)原理來改善摩擦副的耐磨性。主要措施有：合理選擇摩擦副材料；合理選擇潤滑劑和添加劑；控制摩擦副的工作條件，如壓強(qiáng)、滑動(dòng)速度和溫升。 到目前為止，還沒有實(shí)用、有效的腐蝕壽命計(jì)算方法，通常從材料選擇及防腐處理方面采取措施。如選用耐腐蝕的材料，采用表面鍍層、噴涂、磷化等處理。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形

17、式和計(jì)算準(zhǔn)則2.2.6、可靠性準(zhǔn)則 可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品的質(zhì)量一般應(yīng)包含性能指標(biāo)和可靠性指標(biāo)。機(jī)械產(chǎn)品的性能指標(biāo)是指產(chǎn)品具有的技術(shù)指標(biāo)，如機(jī)械的功率、轉(zhuǎn)矩、工作力、工作速度等。如果只有性能指標(biāo)，沒有可靠性指標(biāo)，產(chǎn)品的性能指標(biāo)也得不到保證。例如，一臺(tái)技術(shù)先進(jìn)的飛機(jī)，如果可靠性不高，勢(shì)必經(jīng)常發(fā)生故障，影響正常飛行和增加維修費(fèi)用，甚至可能造成嚴(yán)重的事故。產(chǎn)品的可靠性用可靠度R（t）來衡量?？煽慷鹊亩x是：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。可靠度是時(shí)間的函數(shù)。有一批數(shù)量為n的相同產(chǎn)品，在t=0開始工作，隨著時(shí)間的延續(xù)，失效的件數(shù)no（t）

18、在加大，正常工作的件數(shù)ni（t）在減少，在任意時(shí)刻t產(chǎn)品可靠度為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 若某產(chǎn)品工作至3000小時(shí)的可靠度R（t）=0.96，則表示有96%的產(chǎn)品可以正常工作到3000小時(shí)以上，對(duì)具體一件產(chǎn)品來講，其工作到3000小時(shí)的概率為96%。 失效率是指產(chǎn)品工作到t時(shí)刻，在下階段 的單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率，可以證明，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 分離變量，兩邊積分，得 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 零部件的失效率和時(shí)間的關(guān)系一般如圖3-13所示?？梢杂迷囼?yàn)的方法求得失效率曲線

19、。失效率曲線反映產(chǎn)品總體壽命期失效率的情況。從失效曲線可以看出，失效大體可以分為三個(gè)階段。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 第階段為早期失效階段，曲線為遞減型。產(chǎn)品投入使用的早期，失效率較高而下降很快。其原因主要是設(shè)計(jì)、制造、貯存、運(yùn)輸?shù)刃纬傻娜毕?，以及調(diào)試、跑合、起動(dòng)不當(dāng)?shù)热藶橐蛩厮斐傻?。?dāng)這些由于先天不良引起的失效發(fā)生后，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)逐漸正常，則失效率就趨于穩(wěn)定。應(yīng)該盡量設(shè)法避免零件的早期失效，降低失效率和早期失效階段的時(shí)間t0。 第階段為偶然失效階段，其失效率緩慢增長。失效主要由非預(yù)期的過載、誤操作、意外的天災(zāi)等偶然因素所造成。由于失效原因多屬偶然，故稱為偶然失

20、效階段。降低偶然失效期的失效率則能提高有效壽命，所以應(yīng)注意提高產(chǎn)品的質(zhì)量，精心使用維護(hù)。 第階段為損壞失效階段，其失效率是遞增型。在t1以后失效率明顯上升。這是由于產(chǎn)品已經(jīng)老化，疲勞、磨損、蠕變、腐蝕等所謂有耗損的原因所引起的，故稱為耗損失效期。針對(duì)這一階段失效的原因，應(yīng)該注意檢查、監(jiān)控等，提前維修，使失效率仍不上升。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT2、機(jī)械零件的主要失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則2.2.7、精度準(zhǔn)則 對(duì)于高精度的機(jī)械零件、機(jī)構(gòu)或設(shè)備，要求其運(yùn)動(dòng)誤差小于許用值。例如在精密機(jī)械中，導(dǎo)軌的直線性誤差、主軸的徑向跳動(dòng)誤差、齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)角誤差等，必須要有一定的精度要求?？梢愿鶕?jù)機(jī)器和零件的功能要求，選用合適

21、的公差與配合，即進(jìn)行精度設(shè)計(jì)，并能正確地標(biāo)注到圖樣上。還可以按照零件圖給定的公差值，求出機(jī)構(gòu)的誤差，與要求的機(jī)構(gòu)精度比較。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT3、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的一般步驟 3.1、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法 目前常用的機(jī)械零件設(shè)計(jì)方法有四種。3.1.1、理論設(shè)計(jì)根據(jù)長期總結(jié)出來的設(shè)計(jì)理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所進(jìn)行的設(shè)計(jì)，稱為理論設(shè)計(jì)。理論設(shè)計(jì)分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算兩種。設(shè)計(jì)計(jì)算指由理論設(shè)計(jì)計(jì)算公式確定零件的主要參數(shù)和尺寸；校核計(jì)算是先按經(jīng)驗(yàn)和某些簡(jiǎn)易的方法初步確定出零件的主要參數(shù)和尺寸，然后用理淪校核公式進(jìn)行校核計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算多用于能通過簡(jiǎn)單的力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的零件；校核計(jì)算則多用于結(jié)構(gòu)及應(yīng)力分布較

22、復(fù)雜，但又能進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算或剛度計(jì)算的零件。返回目錄機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT3、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的一般步驟 3.1.2、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)某類零件已有的設(shè)計(jì)與使用實(shí)踐而歸納出的經(jīng)驗(yàn)公式和數(shù)據(jù)，或用類比的方法所進(jìn)行的設(shè)計(jì)，稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)那些使用要求變動(dòng)不大而結(jié)構(gòu)形狀已典型化的零件 (如箱體、機(jī)架等)，是很有效的設(shè)計(jì)方法。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT3、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的一般步驟 3.1.3、模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)于一些尺寸很大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工況條件特殊而又難以進(jìn)行理論計(jì)算的重要零部件 ( 如一些重型整體機(jī)械零件 ) ，為了提高設(shè)計(jì)的可靠性，可采用模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法。即把初步設(shè)計(jì)的零部件或機(jī)器

23、根據(jù)相似理論做成小模型或小尺寸樣機(jī)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)考核其性能，取得必要的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行逐步的修改，使其達(dá)到完善。這樣的過程稱為模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT3、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的一般步驟 3.1.4、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)利用電子計(jì)算機(jī)及配套設(shè)備和相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算程序，輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程和零、部件設(shè)計(jì)的過程，稱為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(簡(jiǎn)稱 CAD)。利用計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)，可以使那些從前難以想象的龐大的設(shè)計(jì)工作量，在很短的時(shí)間內(nèi)完成，并能取得相當(dāng)高的計(jì)算精度 。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT3、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的一般步驟 3.2、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)，一般要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟 :

24、 根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。為此，必須對(duì)各種零件的不同類型、優(yōu)缺點(diǎn)、特性與使用范圍等，有綜合對(duì)比及正確選用的能力。根據(jù)機(jī)器的總體設(shè)計(jì)方案，針對(duì)零件的工作情況進(jìn)行載荷分析，確定零件的計(jì)算載荷。根據(jù)零件的工作條件和零件的特殊要求，選擇合適的材料。分析零件可能出現(xiàn)的失效形式，確定零件的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT3、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的一般步驟 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則，確定出零件的主要參數(shù)和尺寸，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化或圓整。根據(jù)結(jié)構(gòu)上和工藝上的要求，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；在細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)完成后，必要時(shí)還需進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算，以判定結(jié)構(gòu)的合理性，并在作必要地修改后繪制零件工作圖。 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算

25、說明書。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT4、機(jī)械零件材料的選用原則 機(jī)械零件常用的材料有：鋼、鑄鐵、有色金屬、非金屬材料等。材料的選擇及熱處理方法是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題，也是一個(gè)受多方面因素制約的問題。在以后各有關(guān)章節(jié)中，將分別介紹根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而推薦的適用材料。以下僅介紹選擇材料的一般原則，做為選擇材料的依據(jù)：（1）零件所受載荷及應(yīng)力的大小和性質(zhì) 通常，受載大的零件應(yīng)選用機(jī)械強(qiáng)度高的材料；在靜應(yīng)力作用下工作的零件可選用脆性材料；在沖擊、振動(dòng)及變載荷作用下工作的零件應(yīng)選用塑性材料。返回目錄機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT4、機(jī)械零件材料的選用原則 (2) 零件的工作情況 零件的工作情況是指零件所處的環(huán)境特點(diǎn)、工作溫

26、度和摩擦、磨損的程度等。通常，在濕熱環(huán)境下工作的零件應(yīng)選用防銹和耐腐蝕能力強(qiáng)的材料，如不銹鋼、銅合金、鋁合金等；當(dāng)工作溫度變化很大時(shí)，則既要考慮互相配合的兩零件材料的線膨脹系數(shù)相差不能過大，又要考慮材料的機(jī)械性能隨溫度而變化的情況；當(dāng)零件在工作中可能發(fā)生摩擦、摩損時(shí)，應(yīng)選用適于進(jìn)行表面硬化處理的材料和減摩耐磨材料。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT4、機(jī)械零件材料的選用原則 (3) 零件的尺寸和質(zhì)量零件尺寸和質(zhì)量的大小與零件材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)。當(dāng)用鑄造材料制造毛坯時(shí)，一般可不受零件尺寸和質(zhì)量大小的影響；而用鍛造材料制造毛坯時(shí)，則需考慮鍛造機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力，故一般用于零件尺寸和質(zhì)量不大的情況；此外，為了減小零件的尺寸和質(zhì)量，應(yīng)盡可能選用強(qiáng)度高而密度小的材料。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)PPT4、機(jī)械零件材料的選用