Ch01机械设计总论.pptx

机械设计(零件)新的学期新的期待……教学思路：+期末闭卷60%。第一章机械设计总论6）了解机械零件常用材料及选用原则。机械设计概述钢质缸套活塞我也能设计！什么是机械设计？机械设计有什么作用？机械设计的方法和程序如何？柴油发动机●机械设计总体过程：●机械设计基本程序：●机械零件设计的一般步骤：润滑、显示、照明等辅助系统任何机械设备都是由许多机械零部件组成的也都是以各个零件为基本单元加工制造的。机械零件●机械设计的方法●机械设计的基本要求●机械设计对设计者的基本素质要求●机械设计课程的性质：●机械设计课的主要内容：●本课程的特点和学习方法◆设计决非只是计算。补充内容4)尽量减小零件的加工量金属材料的工艺性能预备热处理淬火高分子材料的工艺性能陶瓷材料的工艺性能机械零件的失效形式和计算准则为了防止机械零件在工作中产生失效以零件的工作能力计算准则为依据进行的计算过程常用的两种方法：◆载荷和应力载荷和应力2载荷和应力3二、零件失效的基本形式●机械零件失效分析●失效分析的主要作用及改进过程三、机械零件的计算准则低碳钢的力-伸长曲线图1.1低碳钢的拉伸曲线图强度指标塑性硬度疲劳强度冲击韧度强度准则静应力下的强度2、循环应力下的强度高副零件工作时理论上是点接触或线接触→实际上由于接触部分的局部弹性变形而形成面接触→由于接触面积很小使表层产生的局部应力却很大。该应力称为接触应力。在表面接触应力作用下的零件强度称为接触强度。b)两球接触结论：1）圆柱体球σHmax与F不呈线性关系（2）与接触应力对应的失效形式接触强度2●提高接触疲劳强度的措施挤压强度及刚度准则（二）刚度准则刚度准则及振动稳定性（四）摩擦学准则（耐磨性计算）运动副中摩擦表面物质不断损失的现象称为磨损。（五）温度对机械零件工作能力的影响机械零件的常用材料和选择原则选择材料的基本过程●机械零件的常用材料2、有色金属塑料——轻、易加工成形、减摩性好耐腐蚀强度低可作为普通机械零件、绝缘体陶瓷——硬度高典型的电和热的绝缘体且比金属和高分子更耐高温和腐蚀性环境。橡胶——弹性、绝缘性好常用作弹性元件和密封元件、减震元件铸造性可锻性可焊性切削加工性热处理性★传统的设计观念把选材归入设计过程的后期：1.以前的大多数设计中创新部分很少；2.设计的理论基础很不完善设计中存在着许多未知因素。——前人的经验进行设计和选材。——采用过大的安全系数——过分依赖手册把材料看成一种抽象的性能——倾向于选用所谓“万能材料”●机械零件材料选用的原则★若零件尺寸取决于强度且尺寸和重量又受到某些限制时应选用强度较高的材料。★当零件尺寸取决于接触强度时应选用表面强化处理材料如调质钢、渗碳钢、渗氮钢等。★滑动摩擦下工作的零件应根据工作需要选择摩擦材料、减摩材料或耐摩材料。★高温下工作的零件应选用耐热材料。★在腐蚀介质中工作的零件应选用耐蚀材料等。零件形状和尺寸对工艺和材料也有一定要求：形状复杂、尺寸较大的零件难以锻造而采用铸造或焊接则其材料必须具有良好的铸造性能（铸造的液态流动性、产生缩孔或偏析的可能性）或焊接性能（材料的焊接性和产生裂纹的倾向性）。生产批量大小对所用工艺和材料也有要求：小批量或单件生产可以采用焊接；批量生产时采用铸造或锻造而对于锻造小批量生产时可采用自由锻大批量生产时可采用模锻。大批量生产的零件应考虑所选材料的可加工性。采用特殊热处理工艺的零件还需考虑材料相应的热处理性能如淬硬性、淬透性、变形开裂倾向性回火脆性等。壁厚均匀、过渡平缓；铸件结构要求适当的结构斜度和拔模斜度；各个面交界处的过渡圆角；受力点加强肋1.铸造性能（流动性、收缩、偏析倾向）铸造铝、铜合金>铸铁（灰口）>铸钢（共晶点附近最好）2.锻造性能（塑性、变形抗力）低碳钢>中碳钢（低合金钢）>高碳钢（高合金钢）〈铸铁不可锻压〉3.焊接性能（可焊性、焊后开裂的倾向、焊区硬度）低碳钢>中碳钢（低合金钢）>高碳钢（高合金钢）>铜、铝合金4.切削性能（切削难易程度、加工表面质量）5.热处理工艺性能（热处理难易程度及产生缺陷的倾向）淬透性、变形和开裂、过热敏感性、回火脆化和氧化脱碳等产品消费的总成本在满足使用要求的前提下尽可能选用价格低廉的材料制造零件