常用机械零件的设计共52页文档

常用机械零件的设计引言在机械设计中，常用的机械零件起到了重要的作用，它们连接、固定和传递力量，是机械设备的重要组成部分。

本文将介绍常用机械零件的设计原则和要点，并针对其中的几个常见机械零件进行详细分析。

一、轴轴是一种常见的机械零件，用于连接和传递转动力矩。

在设计轴时，需要考虑以下几个要点：1.强度计算：根据轴的工作条件、所受力和承载能力要求，进行强度计算，以确保轴能够承受工作载荷而不发生破坏。

2.材料选择：合理选择轴的材料，考虑到轴的强度和刚度要求，以及成本和加工性能等因素。

3.轴的直径和长度：根据应用需求和设计要求确定轴的直径和长度，考虑到受力情况、转动速度和形变限制等因素。

4.表面处理：根据工作环境和性能要求，对轴进行适当的表面处理，如镀铬、淬火等，以提高耐磨性和抗腐蚀性。

二、齿轮齿轮是一种常用的传动机构，用于实现转动的传递和变速。

在设计齿轮时，需要注意以下几个方面：1.齿轮的模数和齿数：根据传动比和转速要求，确定合适的齿轮模数和齿数，以实现所需的传动比和工作效果。

2.齿轮材料：齿轮需要具备足够的强度和硬度来承受工作载荷和磨损，因此选用合适的齿轮材料很关键，常见的材料包括高碳钢、合金钢和铸铁等。

3.齿轮的齿面硬化：为了提高齿轮的耐磨性和寿命，通常会对齿面进行硬化处理，常见的硬化方法有渗碳、淬火等。

4.齿轮的几何结构：根据齿轮的使用条件和传动要求，选择适当的齿轮剖面曲线和齿轮配合间隙，以确保传动平稳和效率高。

三、联轴器联轴器用于连接和传递两个轴的转动力矩。

在设计联轴器时，需要考虑以下几个要点：1.联轴器的刚度：通过计算和选择合适的联轴器刚度，使得联轴器能够承受转动力矩并保持转动精度。

2.联轴器的传动能力：根据应用需求和工作条件，选择合适的联轴器类型和尺寸，以确保联轴器能够承受所需的转速和转矩。

3.联轴器的装配和拆卸：考虑到机械设备的维护和检修需求，设计联轴器时应便于装配和拆卸，以减少维护时间和成本。

典型机械零件设计一、引言机械零件是构成机械设备的基础组成部分，是机械设备正常运转和稳定性的关键部件。

其设计关乎机械设备的质量、性能和寿命等重要问题。

因此，机械零件的设计显得尤为重要。

二、理论知识机械零件的设计是一个涉及多方面知识与技能的工作，需要掌握以下理论知识：1、零件尺寸的计算和加工精度的确定：根据零件要求，确定零件的尺寸精度等级，然后计算出零件每个尺寸的公差，以此指导加工及零件装配。

2、零件材料的选择：根据零件的工作环境和要求，选择合适的材料。

（如耐磨、耐腐蚀、强度等要求等）。

3、零件表面的加工处理：根据零件的设计要求和功能，选择合适的表面处理方法。

（如精密加工、表面涂层等）4、零件的结构设计：根据零件的工作环境和设计要求，通过对材料性能、受力状态等方面的分析和计算，设计其结构形式和尺寸等。

三、典型机械零件设计1、齿轮齿轮是一种具有圆形转动的机械部件，其主要功能是传递动力和转矩。

在齿轮设计中，需要考虑同步性问题，设计出的齿轮应与配合的齿轮同步运转。

在设计时，应根据齿轮的受力情况和材料性能，合理地选择齿轮模数、每个齿的模拟、齿形和齿距等参数，而且齿轮的加工精度和表面处理不能忽视。

2、轴轴是一种经过很长时间的使用后才能感受到的零件，其主要功能是承载其他旋转部件的转矩和受力，还可以串接多个部件，使系统处于完整的状态。

在轴的设计方面，应考虑轴的材料选择、加工精度和表面特殊处理，以及轴的强度和刚度等指标。

3、传感器传感器是一种应用广泛的机械零件，其主要功能是测量和检测物理量，如温度、压力、湿度、速度、位移等。

在传感器的设计中，要根据不同的物理量来选择合适的工作原理，并根据实际的使用环境和要求来确定传感器的灵敏度、精度和重复性等指标。

4、联轴器联轴器是一种用于传递动力和转矩的机械零件，其主要功能是连接两个轴，并具有弹性承受转动的能力。

在联轴器的设计中，需要考虑其连接方式、耐磨性、加工精度和轴向和径向弹性等指标。

常用机械零件的设计引言在机械设计中，机械零件是构成机械装置的基本组成部分。

常用机械零件的设计是机械工程师必备的技能之一。

本文将介绍几种常见的机械零件的设计原理和注意事项。

1. 轴1.1 轴的设计原则•轴的直径要根据受力大小和材料强度确定；•轴的材料选择应考虑材料的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等因素；•轴的长度应根据其用途和装配空间确定；1.2 轴的设计步骤1.确定轴的受力情况，包括轴的转矩、弯曲力和轴向力等；2.根据受力情况计算轴的直径；3.选择合适的材料，并考虑材料的强度和其他性能指标；4.设计轴的长度和端部形式，以满足装配要求和空间限制；5.进一步优化轴的设计，考虑减轻重量、提高刚性等因素。

1.3 轴的注意事项•轴的直径不能过小，以免发生断裂或弯曲；•轴的长度要适当，过长会导致刚性不足；•轴的材料选择要综合考虑各种因素；•轴的安装和装配要注意对中和固定。

2. 轴承2.1 轴承的分类•滚动轴承：如球轴承、滚子轴承等；•滑动轴承：如滑动轴承、滑动轴瓦等；•轴承套装：如滚动轴承套、滑动轴承套等；2.2 轴承的设计原则•根据载荷和转速选择合适的轴承类型；•确定轴承的尺寸、游隙和滚体数量；•考虑轴承的润滑方式和密封形式；•轴承的材料选择要满足要求的强度和耐磨性。

2.3 轴承的注意事项•轴承的安装和装配要注意对中和固定；•轴承的润滑要定期检查和更换；•轴承的密封要保证有效的防尘和密封性能；•轴承的温度和振动要在允许范围内。

3. 齿轮3.1 齿轮的分类•平行轴齿轮：如直齿轮、斜齿轮等；•垂直轴齿轮：如锥齿轮、螺旋锥齿轮等；•摆线轮：如直齿锥轮、双曲齿轮等；3.2 齿轮的设计原则•根据传动比和转速确定齿轮的模数和齿数；•考虑齿轮的强度和传动效率；•考虑齿轮的润滑和噪声；•考虑齿轮的防尘和密封性能。

3.3 齿轮的注意事项•齿轮的装配要注意对中和安装间隙；•齿轮的润滑要定期检查和更换；•齿轮的噪声要在允许范围内；•齿轮的温度要控制在安全范围内。

机械零件-图纸干机械设计这一行的入门和不可缺少的资料（转载） 1.轴套类零件这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。

为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。

在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。

由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。

这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。

而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。

如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。

2.盘盖类零件这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。

在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。

如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。

在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。

3.叉架类零件这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。

由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。

对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。

踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而对于T字形肋，采用剖面比较合适。

在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。

典型机械零件设计1. 引言机械零件是构成机械设备的基本组成部分，它们的设计对于机械设备的性能和可靠性具有重要影响。

本文将以典型的机械零件设计为主题，介绍机械零件设计的基本原理、步骤和注意事项。

2. 设计原理在进行机械零件设计时，需要考虑以下原理：2.1 功能原理机械零件的设计首先要满足其所承担的功能要求。

根据零件所处的位置和作用，确定其功能需求，并在设计中合理安排零件的形状、尺寸和材料，以实现预期的功能。

2.2 强度原理机械零件设计还需要考虑强度问题。

根据零件的工作条件和所承受的力，确定零件的尺寸、形状和材料，以保证其在工作过程中不发生破坏或变形。

2.3 制造性原理机械零件设计还需要考虑制造过程的可行性。

在设计中应尽量采用标准零件和常用材料，以便于加工和装配。

同时，设计中也要考虑到加工工艺的要求，避免设计上的复杂性给加工过程带来困难。

2.4 经济性原理机械零件设计还需要考虑经济性问题。

在设计中应尽量采用材料和工艺的经济性，以降低成本。

同时，设计中还需要考虑零件的可维修性和寿命，以提高机械设备的可靠性和使用寿命。

3. 设计步骤典型机械零件的设计一般可分为以下步骤：3.1 确定设计要求根据零件所承担的功能和工作条件，确定设计要求。

包括零件的尺寸、形状、材料等方面的要求。

3.2 进行初步设计根据设计要求，进行初步设计。

包括确定零件的整体结构、主要尺寸以及与其他零件的配合关系。

3.3 进行详细设计在初步设计的基础上，进行详细设计。

详细设计包括确定零件的细节形状、尺寸，计算零件的强度等。

3.4 评估设计方案评估设计方案的可行性和合理性。

包括对零件的功能、强度、制造成本等方面进行评估。

3.5 修改设计方案根据评估结果，对设计方案进行修改。

包括对零件材料、结构、尺寸等方面进行调整，以满足设计要求和评估结果。

3.6 最终设计根据修改后的设计方案，完成最终设计。

包括绘制零件的工程图、制定零件的加工工艺等。

4. 设计注意事项在进行机械零件设计时，需要注意以下事项：4.1 了解机械原理对于机械零件的设计，首先需要了解所设计机械设备的工作原理。

InteCAD提供的常用机械零件设计，包括轴结构设计、弹簧设计，以及圆柱齿轮、圆锥齿轮、链轮和带轮的典型结构设计。

系统同时还提供了进行这类零件的零件图设计所必须的特性参数表、检验公差表等，并可以自动查询各种参数表格。

7.1轴结构设计7.1.1概述菜单“机械”栏下有一项“轴结构设计”，它提供了常用的绘制轴的工具.点取菜单或键入shaft回车,系统提示:选择轴线: 选择轴线或点取起点:如果选择了非shaft绘制的直线，系统提示“实体不是轴元素,是否转换为轴中心线?Yes/No<No>:”用户键入“Y”，系统将该直线转化为shaft轴线，系统弹出图7-1所示的对话框。

如果选择了shaft绘制的轴线,系统弹出图7-1所示的对话框。

图7-17.1.1 绘制圆柱段双击图7-1圆柱段的图标,系统提示：取点或按Dialog打开对话框<10X10>:用户可以直接用鼠标在绘图区动态拖动点取，用户若键入“D”则系统弹出图7-2对话框，用户可根据对话框填入对应的数值。

点取完毕或点取确定系统返回主对话框图7-11图7-27.1.2 绘制圆锥段点击图7-1圆锥段的图标,系统提示：输入起点半径或按Dialog打开对话框<10>:用户可以直接用鼠标在绘图区动态拖动确定起点轴的半径，然后系统提示：点取或按Dialog打开对话框<41.7405X8X10>:用户可以直接用鼠标在绘图区动态拖动点取，若用户键入“D”则系统弹出图7-3对话框，用户可根据对话框填入对应的数值。

点取完毕或点取确定系统返回主对话框图7-1。

图7-37.1.3 绘制螺纹段点击图7-1螺纹段的图标,系统弹出图7-4对话框，用户可以从列表框中点取对应的标准螺纹（本螺纹标准为GB196-81）。

用户也可自己在编辑框中填写数值。

点取确定系统返回主对话框图7-1图7-427.1.4 绘制齿轮轴点击图7-1齿轮轴的图标, 系统弹出图7-5对话框。

一、传统的设计方法
1.理论设计
依据人们长期总结出的设计理论和实验数据进行的设计。

理论设计直接应用材力中总结的公式：
根据给定不同条件分为两大类，采取不同的处理方法。

设计计算，可以简化成简单力学模型。

根据零件的工作情况和工作能力准则确定计算公式。

拟订安全条件（［σ］或
［y ］），计算零件危险剖面的尺寸。

如：齿轮传动、螺栓联接
校核计算：结构复杂应力分布复杂的零件
①先参考已有实物、图纸和经验数据，初步拟订零件的结构布局和有关尺寸。

②根据工作能力准则校核危险剖面尺寸
2.经验设计（类比设计）
根据已有的某类零件的设计和使用实践。

归纳出经验关系式，或根据本人经验进行零件的结构设计。

一般应对关键部分进行校核。

如：箱体、机架、齿轮结构、带轮机构。

3.模型实验设计
做成小模型、小样机，经过各种检验和修改而成；一般用于尺寸巨大，结构复杂的重型整体零件或特别重要的设计。

二、现代设计方法
（一）ＣＡＤ——计算机辅助设计：计算机＋绘图仪＋设计人员＝工程设计零件例如：美国MDI公司的ADAMS仿真软件包。

该软件包是目前世界上较权威的机械系统动力学仿真分析软件；它可以快速建模，并以曲线和动画显示的方式给出仿真结果。

又如：Solid系列软件。

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（二）优化设计
（三）可靠性设计
（四）有限元设计
下图是使用COSMOS计算的螺栓受拉后的应力分布图。

机械零件设计资料研究和设计各种设备中机械基础件的一门学科，也是零件和部件的泛称。

机械零件作为一门学科的具体内容包括：1、零（部）件的联接。

如螺纹联接、楔联接、销联接、键联接、花键联接、过盈配合联接、弹性环联接、铆接、焊接和胶接等。

2、传递运动和能量的带传动、摩擦轮传动、键传动、谐波传动、齿轮传动、绳传动和螺旋传动等机械传动，以及传动轴、联轴器、离合器和制动器等相应的轴系零（部）件。

3、起支承作用的零（部）件，如轴承、箱体和机座等。

4、起润滑作用的润滑系统和密封等。

5、弹簧等其它零（部）件。

作为一门学科，机械零件从机械设计的整体动身，综合运用各有关学科的成果，研究各种基础件的原理、结构、特点、应用、失效形式、承载能力和设计程序；研究设计基础件的理论、方法和准则，并由此建立了本学科的结合实际的理论体系，成为研究和设计机械的重要基础。

自从显现机械，就有了相应的机械零件。

但作为一门学科，机械零件是从机械构造学和力学分离出来的。

随着机械工业的进展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的显现，机械零件进入了新的进展时期。

有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、运算机辅助设计（CAD）、实体建模(Pro、 Ug、Solidworks等）、系统分析和设计方法学等理论，已逐步用于机械零件的研究和设计。

更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采纳动态设计和精确设计，更有效地利用电子运算机，进一步进展设计理论和方法，是这一学科进展的重要趋向。

机械零件表面粗糙度的选择表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的要紧依据；它选择的合理与否，直截了当关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。

机械零件表面粗糙度的选择方法有3种，即运算法、试验法和类比法。

在机械零件设计工作中，应用最一般的是类比法，此法简便、迅速、有效。

应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。