东北大学机械设计课件第机械设计的基础知识.ppt
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1、第一章 机械设计的基础知识,第一节 概述,第十节 机械零件的工艺性和设计的标准化,第九节 机械零件的材料及选用原则,第八节 双向变应力下机械零件的疲劳强度计算,第七节 规律性非稳定应力下机械零件的疲劳强度计算,第六节 非对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算,第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算,第四节 静应力下机械零件的强度计算,第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则,第二节 机械零件设计的一般步骤,本章目录,上一页,下一页,退出,总目录,1-电动机 2-V带传动 3-齿轮传动 4-联轴器 5-卷筒 6-运输胶带 7-控制系统,胶带运输机,举例,机械:,第一节 概 述,原动机,传动机
2、,工作机,控制器,机械,通用零件,专用零件,第一节 概 述,零件与构件举例,一、机械设计的一般程序,制定设计工作计划,方案设计,技术设计,施工设计,试制、试验、鉴定,定型产品设计,第一节 概 述,二、机器应满足的基本要求(设计阶段),1.具有预定功能的要求,2.经济性要求,3.安全性要求,4.可靠性要求,5.操作使用方便的要求,第一节 概 述,三、本课程的内容、性质和任务,内容:,机械设计的基础知识,联接零件设计:螺纹联接、轴毂联接,轴系零部零件设计:轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器,其它零部件设计:弹簧,机械设计新方法,传动零件设计:带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、螺旋传动、摩擦传
3、动,第一节 概 述,本课程的性质:,专业技术基础课,本课程的任务:,使学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本技能,第一节 概 述,第二节 机械零件设计的一般步骤,类型选择,受力分析,选择材料,确定计算准则,理论设计计算,结构设计,精确校核,绘制零件工作图,编写设计计算说明书,第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则,1.整体断裂,2.表面破坏,3.变形量过大,4.功能失效,一、机械零件的主要失效形式,二、机械零件的计算准则,1.强度准则,2.刚度准则,3.寿命准则,4.耐磨性准则,5.振动稳定性准则,第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则,第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则,1.强
4、度准则,第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则,2.刚度准则,第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则,3.寿命准则,疲劳寿命计算腐蚀和磨损,第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则,4.耐磨性准则,第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则,5.振动稳定性准则,1.提高零件制造精度;2.提高回转件动平衡精度;3.增加阻尼系统;4.提高材料或结构的衰减系数;5.采用减振、隔振装置等都可改善零件的振动稳定性。,第四节 静应力下机械零件的强度计算,一、载荷及应力的分类,1.载荷的分类,静载荷与变载荷,名义载荷与计算载荷,名义载荷,原动机,传动机,工作机,额定功率,在理想工作条件,工作阻力,力学公式
5、,名义载荷P、M、T、F,第四节 静应力机械零件的强度计算,计算载荷,第四节 静应力机械零件的强度计算,2.应力的分类,应力,静应力,不随时间变化或缓慢变化,变应力,稳定变应力,非稳定变应力,有规律非稳定变应力,无规律非稳定变应力,第四节 静应力机械零件的强度计算,对称循环,脉动循环,非对称循环,不随时间变化或缓慢变化。,max=min=m a=0,静应力:,第四节 静应力机械零件的强度计算,t,0,稳定变应力,第四节 静应力机械零件的强度计算,稳定变应力,脉动循环 r=0,对称循环 r=1,非对称循环 1r1,m=a=max/2,min=0,max=a=min,m=0,max=m+a min
6、=ma,第四节 静应力机械零件的强度计算,非稳定变应力,有规律非稳定变应力,无规律非稳定变应力,第四节 静应力机械零件的强度计算,二、静应力下机械零件的强度判据,第四节 静应力机械零件的强度计算,三、极限应力,塑性材料:,脆性材料:,第四节 静应力机械零件的强度计算,四、计算应力,复杂应力按强度理论计算常用到第一、三、四强度理论,单向应力(拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转)危险剖面上的最大应力为计算应力,第四节 静应力机械零件的强度计算,五、许用安全系数与许用应力,原 则:,不同的机器制造部门,常制定有自己的许用安全系数或许用应力规范。,在保证机器安全可靠的前提下,尽可能减小许用安全系数或提高许用
7、应力。,第四节 静应力机械零件的强度计算,无规范可循时,可参照表1-3,五、许用安全系数与许用应力,第四节 静应力机械零件的强度计算,影响许用安全系数的因素:1.载荷和应力计算的准确性;2.材料机械性能数据的可靠性;3.零件的重要性等,五、许用安全系数与许用应力,第四节 静应力机械零件的强度计算,第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算,一、疲劳曲线及疲劳极限,疲劳断裂的三个阶段:,1.形成初始裂纹,2.裂纹扩展,3.瞬断,疲劳断口,疲劳破坏的特点:,1.循环应力多次反复作用下产生;,2.无宏观的、明显的塑性变形迹象;,4.对材料的组成、零件的形状、尺寸、表面状态、使用条件非常敏感。,3.
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