1、第一章 绪论,本章学习要求：,了解本课程研究内容、性质及任务；,了解机器的组成要素。,第一章 绪论,1-1 机械工业在现代化建设中的作用,机器的基本组成要素,机器,机构,零件,构件,1-2 本课程的内容、性质与任务,一、课程内容,1、总论 2、连接：螺纹连接、键及花键连接、销连接等 3、传动：带、链、齿轮及蜗杆传动等 4、轴系：轴承、联轴器及轴等,工作原理、结构、类型、应用场合,二、课程性质及重要性,三、学习方法,1、掌握零件设计时的共性,受力分析、失效形式,设计准则、设计计算,第一章 绪论,2、了解公式推导，经验数据的取得，掌握基本概念,第一章 绪论,四、成绩评定平时：20 实验：10 期末
2、考试：70,第二章 机械设计总论,了解机器设计的一般程序及步骤；了解机械零件设计应满足的基本要求；掌握机械零件的主要失效形式及设计准则；掌握机械零件的设计方法及的一般步骤；了解机械零件的常用材料及选用原则；理解标准化在零件设计中的意义。,本章学习要求：,2-1 机器的组成,原动机部分,执行部分,计划阶段 方案设计阶段 技术设计阶段 技术文件编制阶段,2-2 设计机器的一般程序,参看表2-1：,使用功能要求经济性要求劳动保护要求可靠性要求其它专用要求,2-3 对机器的主要要求,突然断裂：外载作用，B 疲劳断裂：变应力作用，r,一、整体断裂,齿轮轮齿断裂,轴承内圈断裂,2-4 机械零件的主要失效形
3、式,2-4 机械零件的主要失效形式,二、过大的残余变形,齿轮齿面塑形变形,轴承外圈塑性变形,S（塑性材料）,2-4 机械零件的主要失效形式,三、零件的表面破坏,零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。,轴瓦磨损,齿面接触疲劳,液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才能正常工作(胶合)。 带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时才能正常工作（打滑）。 高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率避开一个适当的间隔才能正常工作（共振）。,2-4 机械零件的主要失效形式,四、破坏正常工作条件引起的失效,总结：,腐蚀、磨损和疲劳是零件失效的主要原因。,1、强度 零件抵抗破坏的
4、能力，它是设计零件时必须满足的最基本要求。 强度不足可能引起：断裂、塑性变形。 提高强度的措施：材料、结构、热处理、制造精度等。,2、刚度 零件抵抗变形的能力。 刚度不足会影响机器的工作性能。 刚度分为整体变形刚度和表面接触刚度。,2-5 设计机械零件时应满足的基本要求,3、寿命 零件正常工作延续的时间。,一、避免在预定寿命期内失效的要求,2-5 设计机械零件时应满足的基本要求,二、 结构工艺性要求设计的结构应便于加工和装配。,三、经济性要求零件应有合理的选材、生产加工和使用维护的成本。,四、质量小的要求质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。,五、 可靠性要求应降低零件发生故障的可能性（概率
5、）。,2-6 机械零件的设计准则,一、强度准则： 零件中的应力不得超过允许的限度。,lim,脆性材料： lim B （强度极限） 塑性材料： lim S（屈服极限）lim r （疲劳极限）,S:安全系数，S1 :许用应力,二、刚度准则： 零件在载荷作用下产生的变形量y小于或等于机器工作性能允许的极限值y。,表达式为：y y,2-6 机械零件的计算准则,三、寿命准则：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。,四、振动稳定性准则：设计时必须使机器中受激振作用的各零件的固有 频率与激振源的频率错开。,五、可靠性准则：当考虑随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。,2-7 机械零件的设计方法,一、理论设计根据
6、设计理论和实验数据所进行的设计。,2-7 机械零件的设计方法,二、经验设计根据经验采用类比法进行的设计。适用于要求不大变动而结构形状已典型化的零件。,三、模型实验设计对设计模型进行实验特性分析的设计。适用于尺寸巨大而结构复杂的重要零件，尤其是一些重型整体机械零件。,2-8 机械零件设计的一般步骤,选择零件类型、结构,机械零件材料的选用原则1,一、机械零件常用的材料,2-9 机械零件的材料及其选用,机械零件材料的选用原则1,：铝(LY12)、铜(ZCuSn10P1).,：塑料、橡胶、合成纤维 （聚四氟乙烯）,：低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢 (如：08F 45 60 1Cr18）,：灰铸铁、球墨
7、铸铁 (如：HT300 QT500),：强如钢、轻如铝、硬如金刚石,：强度高、弹性模量大、质量轻,2-9 机械零件的材料及其选用,载荷及应力的大小和性质零件的工作情况零件的尺寸及重量零件的结构及材料的可加工性材料的经济性,二、机械零件材料的选用原则,2-10 机械零件设计中的标准化,机械零件设计中的标准化1,标准化的益处：标准化有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以降低生产成本。,与设计有关的标准:国际标准 国家标准 行业标准 企业标准等 如： ISO GB HB QB,标准化就是要通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、设计方法、制图要求等，制定出大家共同遵守的标准。,
