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机械零件设计总论

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第九章机械零件设计概论.pptx

第九章机械零件设计概论.pptx

许用应力（allowable stress） 计算应力允许达到的
用[σ]表示
最大值
3. 安全系数（safety factor） 极限应力与许
安全系数 用应力的比值
S lim [ ]
安全系数计算值 极限应力与计 算应力的比值
引入安全系数的原因：
Sca
lim ca
≥S
① 应力计算时的载荷不精确性；
纹逐渐扩展；
▲当剩余材料不足以承受载
寿命)有关的断裂。 疲劳断裂具有以下特征：
▲ 疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限
低，甚至比屈服极限低;
不管脆性材料或塑性材料，
▲ 疲劳断口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂;
▲ 疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。
第九章 机械零件设计概论
9.1 机械设计的基本要求和一般设计程序 9.2 机械零件的主要失效形式和工作能力 9.3 机械零件的设计准则和一般设计步骤 9.4 机械零件的材料及选择 9.5 摩擦、磨损与润滑 9.6 机械零件的结构工艺性及标准化
9.1 机械设计的基本要求和一般设计程序
9.1.1 机械设计的基本要求
编制技术文件
9.2 机械零件的主要失效形式和工作能力
9.2.1机械零件的主要失效形式 机械零件的失效： 机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称 为失效。
零件的失效形式: ① 断裂; ② 过大的弹性变形或塑性变形; ③ 工作表面损伤失效（腐蚀、磨损和接触疲劳）； ④ 发生强烈的振动；联接的松弛; 摩擦传动的打滑等。 失效并不简单地等同于零件的破坏。
解：
min r max 0.5 200 100
m
max
min
2

机械零件设计总论2

机械零件设计总论2

机械零件设计总论21. 引言机械零件设计是机械工程中的重要环节，对整个机械系统的性能和功能起着关键作用。

在机械零件设计总论1中，我们介绍了机械零件设计的基本概念和设计流程。

在本文档中，我们将进一步探讨机械零件设计的相关内容，包括材料选择、尺寸设计、工艺选型等方面。

2. 材料选择在机械零件设计中，材料选择是一个非常重要的环节。

合适的材料选择可以保证零件的强度、刚度和耐用性等性能指标。

以下是一些常见的材料选择原则：•强度要求：根据零件所承受的受力情况，选择具有足够强度的材料。

常用的强度指标有屈服强度、抗拉强度等。

•耐磨性：对于需要经常与其他零件摩擦接触的零件，选择具有良好耐磨性的材料可以延长零件的使用寿命。

•耐蚀性：对于在潮湿或者腐蚀性环境中工作的零件，选择具有良好耐蚀性的材料可以防止零件被腐蚀。

•密封性：对于需要具备密封功能的零件，选择具有良好密封性的材料可以防止液体或气体的泄漏。

常见的机械零件材料有钢、铝合金、铜合金等。

根据具体应用场景和要求，可以选择不同的材料。

3. 尺寸设计尺寸设计是机械零件设计的核心环节之一。

合理的尺寸设计可以保证零件的精度和易于加工。

以下是一些尺寸设计的原则：•功能要求：根据零件的功能要求，确定尺寸的范围和精度等级。

不同的功能要求对尺寸的要求有所不同，需要根据具体情况进行灵活调整。

•成本考虑：尺寸设计需要考虑制造成本，过大或过小的尺寸都会增加加工难度和成本。

需要在满足功能要求的前提下，尽量减小零件尺寸。

•加工性能：尺寸设计需要考虑加工性能，合理选择尺寸和形状，以便于加工过程中的定位和装夹。

在尺寸设计过程中，通常会使用CAD软件进行三维建模和尺寸标注。

通过CAD软件可以直观地查看零件的外观和尺寸，方便进行后续的加工和装配。

4. 工艺选型工艺选型是机械零件设计中不可或缺的一环。

合理选择适用的工艺可以有效提高零件的制造效率和质量。

以下是一些常见的工艺选型原则：•材料加工：根据零件的形状和要求，选择合适的加工工艺。

机械设计基础机械零件设计概论

机械设计基础机械零件设计概论
表层有很大旳接触应力，当载荷反复作用时，常 会出现表层金属呈小片状脱落而在零件表层形成 小坑，这种现象称为疲劳磨损或点蚀。 腐蚀磨损 在摩擦过程中，与周围介质发生化学 反应或电化学反应旳磨损，称为腐蚀磨损。 实用耐磨计算是限制运动副旳压强p（比压），即 p≤[p] 式中[p]是由试验或同类机器使用经验拟 定旳许用压强。速度高时用 pv≤[pv] 来校核。
鉴定条件可概括为计算量≤许用量。这种为预防 失效而制定旳鉴定条件，一般称为工作能力计算 准则。
同一零件可能发生多种不同形式旳失效
轴可能旳失效形式：
nF
强度条件： 工作应力≤许用应力 σ≤ [σ] 或 τ≤ [τ]
刚度条件： 实际变形量≤许用变形量
y ≤[y]、 θ ≤[θ] 、φ ≤ [φ]
第一节 机械零件设计概述
Fn —作用在圆柱体上旳载荷； —综合曲率半径,
12 2 1
正号用于外接触，负号用于内接触。
第三节 机械零件旳接触强度
E 2E1E2 E1 E2
E —综合弹性模量，E1、E2 分别为 两圆柱体材料旳弹性模量。
接触强度旳鉴定条件为
式中 H lim 为由试验测得旳材料旳接触疲劳极
限，对于钢其经验公式为
第二节 机械零件旳强度
小型起重设备，一般工作不频繁，满载起重次数不 多，故本题按承受静载荷考虑，以最大起重量（涉 及小车、电动葫芦自重）作为计算载荷。
第二节 机械零件旳强度
第二节 机械零件旳强度
例9-2 一车轴9-5所示。已知Fr=F=110KN，轴旳 材料为Q275钢，σb=550MPa，σ-1=240MPa，要
求旳安全系数Smin=1.5。试较核A—A截面旳疲劳强 度。
第二节 机械零件旳强度

机械零件设计概论(ppt49页).pptx

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p lim F dF S0 S dS
应力按方向分正应力和剪应力。
失效：机械零件在限定的期间内，在规定条件下， 不能完成正常的功能。如断裂、变形太大等。
工作能力（承载能力）：机械零件抵抗失效的能力 。或机械零件在预定的使用期限内，不发生失效的 安全工作限度。含时间和载荷两个要素。
三.失效形式： 1）断裂、塑性变形； 2）过大的弹性变形； 3）磨损或损伤 4）松弛、摩擦传动的打滑和强烈振动等。
5.振动稳定性准则 激振频率fp＜0.87f（固有频率），或fp＞1.18f
6.可靠性准则 可靠度应大于许用值
五. 机械零件的设计步骤
拟定机械部件总图
拟定零件图
拟定零件计算简图
选择合适材料
确定作用载荷
满足工
N
作能力
确定零件尺寸的取值 Y 范围和选材范围范围
设计步骤
(1)拟定零件的计算简图。选择零件类型、简化； (2)受力分析。确定作用在零件上的载荷； (3)选择材料。确定许用应力（许用应力查手册）； (4)确定设计准则。失效分析→确定计算准则。 (5)理论设计计算。按设计准则公式，确定零件主要 几何尺寸。如螺栓小径、齿轮齿数、模数等。 (6)结构设计。除主要尺寸的其余结构尺寸，必须考 虑功能要求，加工或装配工艺要求，减小应力集中 ，尺寸小，重量轻等原则。 (7)绘制零件工作图。尺寸、公差配合、表面粗糙度 及技术条件等。 (8)编写设计计算说明书。
常用金属材料的牌号及力学性能（p123）
布氏硬度与材料的抗拉强度之间存在一定关系： σb＝(0.3~0.4)HB ，或σb ＝K×HB ， K为系数，例如对于低碳钢有K≈0.36，对于高碳钢有K≈0.34 ，对于调质合金钢有K≈0.325；HRC≈0.1HB

机械设计总论

机械设计总论

5）力求改善零件的结构工艺性，使其用料少、易加工、易
装配。
机
提高使用经济性指标的主要途径有：
械

1）合理地提高机器的机械化和自动化水平，以期提高机器 的生产率。 2）选用高效率的传动系统，尽可能减少传动的中间环节，
设 计 上
邓
以期降低能源消耗。
召
3）适当地采用防护及润滑，以延长机器的使用寿命。 义
第二章 机械设计总论
内容提要
本章主要分为两部分：关于机器总体设计的概述和关于机
械零件设计的概述。机器总体设计包括：机器的组成、设
计机器的一般程序、对机器的主要要求等；
机械零件设计包括：机械零件的主要失效形式、设计机械
零件时应满足的基本要求、机械零件的计算准则、机械零
件的设计方法、机械零件设计的一般步骤、机械零件材料
设计机械零件时应满足的基本要求、机械零件的 计 上
计算准则、机械零件的设计方法、机械零件设计 邓
的一般步骤、机械零件材料的选用原则、机械零
召 义
件设计中的标准化等。
21.06.2019
第二章 机械设计总论
2
§2-1机器的组成
机器的发展经历了一个从简单到复杂的过程
人类为了满足生产及生活的需要，设计和制
邓
通过方案评价，最后进行决策，即确定下一步技术设计的原理图或机
构运动简图。在方案设计阶段，要正确处理借鉴与创新的关系，既要
召 义
反对保守和照抄照搬，又要反对一味求新而弃用原有合理经验。
21.06.2019
第二章 机械设计总论
8
§2-2设计机器的一般程序-续3
（三）技术设计阶段
技术设计阶段的目标是总装配草图和部件装配草图。通过草图设

机械零件设计总论

机械零件设计总论
证机器正常工作不可缺乏旳部分
华中农业大学专用
潘存云教授研制
§2-2 设计机器旳一般程序
一般而言，机器旳设计阶段是决定机器好坏旳关键一 环。机械设计是一种发明性旳工作过程，实践经验是确 保设计质量旳主要原因。所以，要求设计者尤其注意经 验旳积累。 一部完整旳机器是一种复杂旳系统。要提升设计质量，必须有一种科学旳设计程序
末冶金等先进工艺满足上述要求。 华中农业大学专用
欲设计出工艺性良好旳零件，设计者必须虚心向工 艺技术人员和一线工人学习，在实践中潘积存累云经教授验研。制
三、经济性要求
零件旳经济性首先体现在零件旳生产制造成本上。
▲简化零件旳构造，降低材料消耗； ▲采用无余量、少余量旳毛坯，降低加工工时； ▲采用便宜而充分旳材料替代昂贵材料； ▲大型零件采用组合构造而非整体构造；
。
机械设计旳一般过程 ： ▲ 计划阶段
▲ 方案设计阶段
▲ 技术设计阶段
▲ 技术文件编制阶段
一、计划阶段 涉及：需求分析、明确功能、制定设计任务书。
华中农业大学专用
潘存云教授研制
设计任务书
机器旳功能 经济性估计 制造要求旳大致估计 基本使用要求 估计旳设计周期
二、方案设计阶段
对机器旳功能进行综合分析、拟定功能参数、提出
作使用、维护、或其他全部与产品有关旳文档资料。
技术文件
设计阐明书 使用阐明书 零件明细表 原则件汇总表 产品验收条件 ………….
华中农业大学专用
潘存云教授研制
机器设计旳一般流程
提出任务
计
划
分析对机器旳要求
拟定任务要求
机器功能分析
提出可能旳处理方法 方 案
组合几种可能旳方案 设
计

机械零件设计概论


机械零件的失效： 机械零件曲于某种原因不能正常工作时，称为失效。
工作能力----在不发生失效的条件下，零件所能安全工
作的限度。通常此限度是对载荷而言，所以习惯上又
称为： 承载能力。
如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带
断裂或塑性变形;
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
过大的弹性变形;
2
变应力的循环特性:
σ
-1 = r min 0
+1 max
T
σ
σa
σa
σmax σmin σm o
----对称循环变应力 ----脉动循环变应力
----静应力
静应力是变应力的特例
σ
r =+1
σmax
σmin to
σa σa
σ=常数
o
t
σ
σmax
σa
σa
σm
t o σmin
t
循环变应力
对称循环变应力 r =-1
材料
种类规格
相对价格
碳素结构钢Q235 （φ 33~42）
1
优质碳素钢 （φ 29~50）
热轧圆滚合钢动金轴结承构钢钢（（φφ292~95~05）0）
合金工具钢（φ 29~50） 4Cr9Si2耐热钢（φ 29~50）
1.5~1.8 1.7~2.5
3 3~20
5
灰铸铁铸件 碳素铸钢件铸件
铜合金、铝合金铸件
磨损↑ →间隙↑、 精度↓、效率↓、振动↑、 冲击↑、噪音↑
据统计，约有80%的损坏零件是因磨损而报废的。
磨损的主要类型 ：硬质颗粒或摩擦表面上硬的凸蜂，在摩擦过程中引起的材料脱落现象称为磨 粒磨损 。硬质颗粒可能是零件本身磨损造成的金属微粒，也可能是外来的尘 土杂质等。摩擦面间的硬粒，能使表面材料脱落而留下沟纹。

机械零件设计总论52页PPT


31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
机械零件设计总论
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•

10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。

机械零件设计总论改


坚决反对
保守和照搬原有设计 一味求新而把合理的原有经验弃置不用
三、技术设计阶段 绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零部 件的外形、基本尺寸和零件工作图。
湖南理工专用
为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作：
1）机器的运动学设计 确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。 求解构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。 2）机器的动力学设计 计算构件所受公称载荷（名义载荷）的大小和特性。 3）零件的工作能力设计 由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零 部件的初步设计。通过计算或类比得出零件的基本 尺寸。
明确构形要求 结构化 选择材料、确定尺寸 评价
组合几种可能的方案 评价
决策----选定方案
湖南理工专用
方 案 设 计
决策—确定结构形状与尺寸 技 术 设 计 零件设计 部件设计 总体设计 编制技术文件
§2-3 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。具体要求如下： ▲使用功能要求 设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下，根 据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何，一般 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求 使用功能要求----机器应具有预定的使用功能。这主要 靠正确地选择机器的工作原理，正确地设计或选用能 够全面实现功能要求的执行机构、传动机构和原动机， 以及合理地配置必要的辅助系统来实现。
§2-1 机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要，研制了类型繁多、 功能各异的机器。尤其是蒸汽机出现之后，使机器具有 了完整的形态。 一台完整的机器的组成如下：
润滑、显示、照明等辅助部分 原动机部分 传动部分 执行部分 传感器 统

第一篇 机械零件设计概述

吊钩最大起重量——50 kN 工作能力或承载能力——50 kN 50 kN
计算准则：零件工作能力的判定条件。 计算准则的分类：
一、强度准则
强度（Strength）是指零件在载荷作用 下抵抗断裂、塑性变形和表面损伤的能力。
计算条件为：工作应力≤许用应力
S S
σ≤ [σ] 、τ≤ [τ] 或
, ae M me M m , a
N
按静应力计算：
N
lim max s Sca S max m a
注意：如果工作应力点在OGC区域内， 则lin=s，这时按静应力计算
6. 进行结构设计； 7. 必要的校核计算； 8. 画零件图，写说明书。
四、机械零件的主要失效形式
1. 失效(failure)的概念:
机械零件丧失工作能力或达不到设计 要求的性能。
失效并不意味着破坏。
同一零件可能发生各种不同形式的失效
2. 失效的类型：
断裂（Fracture） 过量变形 表面损伤（ Surface Damage ） 破坏正常工作条件引起的失效
一般步骤： 1）由外载荷计算max 、min m 、a——工作应力；
, ae M me M m , a
2）将工作应力m、a标在零件极 限应力图上，得工作应力点： M（ m，a ） 3）确定工作应力点M（ m，a ）所对应的 零件的极限应力点 M（ me ，ae ）
脉动循环变应力
非对称循环变应力
静应力
变应力参数
循环特征： r 平均应力： m 应 力 幅： a
min max
2
——表示应力变化的情况
max min
max min
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三、技术设计阶段
绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零部 件的外形、基本尺寸和零件工作图。
为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作：
1）机器的运动学设计 确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。
求解构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。 2）机器的动力学设计
计算构件所受公称载荷（名义载荷）的大小和特性。
1.强度要求 提高零件强度的措施有： ▲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强度性能； ▲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。
2. 刚度要求 零件在工作时的弹性变形不能超过允许的范围称为
▲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
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预定的功能称为失 效，它是随机发生的，其原因是零件所受的载荷、环 境温度、零件本身物理和机械性能等因素是随机变化 的。为了提高零件的可靠性，就应当在工作条件和零 件性能两个方面使其变化尽可能小。
提高设计和制造经济性指标的主要途径有: 1）采用先进的现代设计方法(CAD)，使设计参数最
优化,达到尽可能精确的计算结果,保证机器足够 的可靠性。 2）最大限度地采用标准化、系列化及通用化的零、 部件。 3）尽可能采用新技术、新工艺、新结构和新材料。
4）合理地组织设计和制造过程。
5）力求改善零件的结构工艺性，使其用料少、易加 工、易装配。
▲ 强度准则 ---确保零件不发生断裂破坏或过大的 塑性变形，是最基本的设计准则。
▲ 刚度准则 ----确保零件不发生过大的弹性变形。
▲ 寿命准则 ---通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
▲ 振动稳定性准则 ----高速运转机械的设计应注重 此项准则。
▲ 可靠性准则 ----当计及随机因素影响时，仍应确 保上述各项准则。
二、刚度准则
----是指零件在力作用下的弹性变形量不得超过许用
值。即：
y ≤[y]
三、寿命准则 影响零件使用寿命的因素主要是腐蚀、磨损和疲劳，
前两者还没有成熟的计算方法，工程中通常是求出使 用寿命时的疲劳极限作为计算的依据。
机械零件的失效： 机械零件曲于某种原因不能正常工作时，称为失效。
工作能力----在不发生失效的条件下，零件所能安全 工作的限度。通常此限度是对载荷而言，所以习惯上 又称为：承载能力。
零件的失效形式
整体断裂; 过大的残余变形; 工作表面的过度磨损或损伤;
破坏正常的工作条件;
例如：发生强烈的振动；联接的松弛; 摩擦传动的打 滑等。
方案评价原则：经济性、技术上可行。
经济性----总费用最低。
费用
总费用
方案设计阶段要正确处理好 借鉴与创新的关系。
同类机器的成功的先例应 当借鉴，但其中的薄弱环节和 不符合现有任务要求的部分应 当加以改进或替换。
潘存云教授研制
设计制
使用费用
造费用
复杂程度
保守和照搬原有设计 坚决反对 一味求新而把合理的原有经验弃置不用
机械零件失效的实例：
潘存云教授研制
潘存云教授研制
齿轮轮齿折断
潘存云教授研制
轮齿塑性变形
轴承内圈破裂
潘存云教授研制
轴承外圈塑性变形
潘存云教授研制
潘存云教授研制
轴瓦磨损
齿面接触疲劳
失效原因: 强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、温度等 原因。
统计结果显示：
断裂仅占4.79%; 腐蚀、磨损、疲劳破坏占73.88%。 --主要失效原因。
第2章 机械零件设计概论
§2-1 机器的组成 §2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械零件的计算准则 §2-7 机械零件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件材料的选用原则 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介
3）零件的工作能力设计 由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零
部件的初步设计。通过计算或类比得出零件的基本 尺寸。
4）部件装配草图及总装配草图的设计----结构设计
5）主要零件的校核计算 以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的受力分
析和工作能力校核计算
四、技术文件编制 技术文件----用来说明产品性能、设计、制造、操
一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一 环。机械设计是一个创造性的工作过程，实践经验是保 证设计质量的重要因素。因此，要求设计者特别注意经 验的积累。
机械设计的一般过程： ▲ 计划阶段
▲ 方案设计阶段
▲ 技术设计阶段
▲ 技术文件编制阶段
一、计划阶段 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书。
§2-1 机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要，研制了类型繁多、 功能各异的机器。尤其是蒸汽机出现之后，使机器具有 了完整的形态。 一台完整的机器的组成如下：
润滑、显示、照明等辅助部分
原动机部分
传潘存动云教部授分研制
执行部分
传感器
传感器
传感器
控制系统
原动部分－机器完成预定功能的动力源，最常见的是 内燃机、电动机。
提高使用经济性指标的主要途径有:
1）合理地提高机器的机械化和自动化水平，以期提 高机器的生产率。
2）选用高效率的传动系统，尽可能减少传动的中间 环节，以期降低能源消耗。
3）适当地采用防护及润滑，以延长机器的使用寿命。
4）采用可靠的密封，减少或消除渗漏现象。
▲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
▲采用强重比高的材料。
五、可靠性要求
零件的实效是随机发生的，其原因是零件所受的 载荷、环境温度、零件本身物理和机械性能等因素是 随机变化的。为了提高零件的可靠性，就应当在工作 条件和零件性能两个方面使其变化尽可能小。
§2-6 机械零件的计算准则
设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其 设计准则以及相应的设计计算方法。一般来讲，有以 下几种准则：
执行部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分－联接原动机和执行部分的中间部分。 控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。 传感部分－将机器的工作参数，如位移、速度、加速
度、温度、压力等反馈给控制部分。 辅助部分－包括机器的润滑、显示、照明等。也是保
证机器正常工作不可缺少的部分
§2-2 设计机器的一般程序
零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。
抗腐蚀的措施有： ▲表面发兰（发黑）； ▲表面镀层； ▲表面涂漆；
▲表面阳极化。
二、结构工艺性要求
零件。 工艺性的基本要求： 1) 毛坯选择合理 制备方法：选用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。
3) 合理的制造精度和表面粗糙度 零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急
剧增加。决不能盲目追求高精度，应在满足使用要求 的前提下，尽量采用较低的精度和表面质量。
4) 尽量减小零件的加工量 ▲毛坯形状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。 力求使少或无切削加工，节约材料、降低成本。 ▲尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉 末冶金等先进工艺满足上述要求。
一、强度准则
强度准则是指零件中的应力不得超过许用值。
即： σ ≤ σlim
σlim ----材料的极限应力
脆性材料： σlim = σB (强度极限) 塑性材料： σlim = σS (屈服极限)
为了安全起见，引入安全系数S，得：
σ ≤ σlim/S 或 σ ≤[σ] ----许用应力
S为大于1的数，S过大，虽安全但浪费材料；S过小， 虽节省材料，但趋于危险。
作使用、维护、或其它所有与产品相关的文档资料。
技术文件
设计说明书 使用说明书 零件明细表 标准件汇总表
产品验收条件 ………….
机器设计的一般流程
提出任务
计
划
分析对机器的要求
确定任务要求
机器潘功存云能教授分研析制
提出可能的解决办法 方 案
组合几种可能的方案 设 计
评价
决策----选定方案
明确构形要求 结构化
1)要使机器的操作者方便和安全。因此设计时要按照人 机工程学的观点布置各种按钮、手柄，使操作方式符合 人们的 心理和习惯。同时，设置完善的安全装置、报警 装置、显示装置等。
2）改善操作者及机器的环境。所设计的机器应符合劳 动保护法规的要求。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。
▲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
其它专用要求----针对不同机器所特有的要求。例如： 1)对机床有长期保持精度的要求； 2)对飞机有质量小，飞行阻力小而运载能力大的要求；
3)对流动使用的机器有便于安装和拆卸的要求；
4)对大型机器有便于运输的要求等等。
§2-4 机械零件的主要失效形式
设计任务书
机器的功能 经济性估计 制造要求的大致估计 基本使用要求 预计的设计周期
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 实现方案。
在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、 理想与现实、长远目标与当前目标等之间的关系。 一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。
以螺纹制造为例：有车削、滚压、板牙加工等方法。 方法不同，其执行部分的工作原理也不同。
▲采用缓冲装置来降低零件所受冲击载荷；
减小质量的措施： ▲采用缓冲装置来降低零件所受冲击载荷； ▲采用安全装置来限制作用在零件所受最大载荷； ▲从零件应力较小处削减部分材料，以改善零件受 力的均匀性，提高材料的利用率； ▲采用与工作载荷方向相反的预载荷，以降低零件 的工作载荷； ▲采用轻型薄璧冲压件或焊接件代替铸造、锻压件；