机械零件设计和计算准则

一、填空题1．若一零件的应力循环特性，，N/mm 2，此时为（ ），=0.5r +a 70σ=m σ为（ ），为（ ）。

[中南大学2000研]max σmin σ【答案】210N/mm 2；280N/mm 2；140N/mm 2【解析】根据题意可得min max max min a =0.5702r σσσσσ⎧=⎪⎪⎨-⎪==⎪⎩解得：N/mm 2；N/mm 2max 280σ=min 140σ=则平均应力：。

2max min m 210/2N mm σσσ+==2．支承定轴线齿轮传动的转轴，轴横截面上某点的弯曲应力循环特性r ＝______；而其扭转应力的循环特性r ＝______。

[国防科技大学2001研]【答案】；1-0【解析】支承定轴线齿轮传动的转轴，受方向不变的径向载荷。

因此，轴横截面上既分布有拉应力，也有压应力。

随着轴的转动，拉压应力交变，所以轴所受的弯曲应力为对称循环变应力，其应力循环特性。

而转轴所受的切向力方向也是恒定不变的，但大1r =-小是周期性变化的。

因此，扭转应力是脉动变化的。

故扭转应力的循环特性。

0r =3．变应力可由______产生，变应力特性可用______等五个参数中的任意两个来描述。

[北京航空航天大学2001研]4．额定载荷是指______；计算载荷是指______。

[国防科技大学2002研]【答案】在工作平稳、载荷均匀等理想条件下，根据理论计算确定的载荷考虑实际工作中存在各种误差因素；将额定载荷修正后用于零件设计计算的载荷5．当单向转动的轴上作用力方向不变的径向载荷时，轴的弯曲应力为______循环变应力，扭转剪应力为______循环变应力（运转不平稳）。

[中南大学2002研]【答案】对称；脉动【解析】轴上作用径向载荷时，轴的弯曲应力部分为压应力，部分为拉应力。

又因为轴单向转动时，压应力区和拉应力区交变，所以轴的弯曲应力随时间正负交变，为对称循环应力。

但是轴所受的扭转剪应力方向是始终不变的，所以为脉动循环变应力。

机械零件设计计算的最基本计算准则是
1.强度计算：强度是零件能够承受的外部载荷或力的能力。

强度计算
包括计算零件的应力、应变，以及使用适当的材料和尺寸来确保零件能够
承受设计要求下的最大载荷。

2.刚度计算：刚度是指零件在受力时的变形能力。

刚度计算需要考虑
零件的材料特性、几何形状和加载条件，以确定零件的刚度是否满足设计
要求。

3.疲劳计算：疲劳是指零件在循环载荷下发生破坏的现象。

疲劳计算
需要考虑零件的循环载荷条件和材料的疲劳强度，以确定零件的寿命和安
全系数。

4.运动学计算：运动学计算用于确定零件在运动过程中的位移、速度
和加速度。

这些计算对于设计机械系统的运动性能至关重要。

5.热传导计算：热传导计算用于确定零件在热传递过程中的温度分布
和热流。

这些计算可用于设计散热器和热交换器等零件。

6.流体力学计算：流体力学计算用于设计液压、气动和流体系统中的
零件。

这些计算包括液流、气流和水流等的流动性能分析。

7.结构优化计算：结构优化计算用于优化零件的材料使用和几何形状，以提高零件的性能和效率。

以上只是机械零件设计计算的一些基本准则。

实际的设计过程中，可
能还需要考虑其他因素，如成本、制造可行性等。

设计者需要根据具体的
设计要求和条件进行综合考虑，并进行相应的计算和分析。

机械零件设计和计算准则引言在机械工程领域，设计和计算是极为重要的环节。

机械零件的设计需要考虑诸多因素，如强度、刚度、耐久性等，以确保零件能够在特定工况下正常运行。

本文将探讨机械零件设计和计算的准则，帮助读者更好地理解和应用这些准则。

1. 设计准则机械零件设计的准则是基于工程经验和理论分析，旨在满足特定的功能和性能要求。

下面列举了一些常见的设计准则：•强度要求：根据使用环境和受力情况，确定零件的最小强度要求，以确保零件不会发生过度变形或破坏。

•刚度要求：在设计中考虑零件的变形和振动，使其满足特定的刚度要求，以保持其形状和运动的稳定性。

•材料选用：根据零件的要求和工作环境的特点，选择合适的材料，以满足强度、耐磨性和耐腐蚀性等要求。

•加工性和可制造性：设计中要考虑零件的加工复杂度和制造成本，避免过于复杂或不易加工的结构，提高零件的可制造性。

2. 计算准则在机械零件设计中，计算是评估和验证设计方案的关键步骤。

下面介绍了一些常见的计算准则：2.1 强度计算•应力计算：根据受力情况和零件的几何形状，计算零件上的应力分布，判断其是否满足强度要求。

•强度边界：确定零件的强度边界，即材料的屈服强度或破坏强度，确保零件在任何情况下都不会超过该边界。

2.2 刚度计算•变形计算：根据受力情况和零件的几何形状，计算零件的变形量，判断其是否满足刚度要求。

•振动计算：根据零件的质量和刚度，以及其工作环境的振动频率和幅度，计算零件的振动状况，确保运动的稳定性和正常工作。

2.3 耐久性计算•疲劳寿命计算：根据零件的应力分布和材料的疲劳性能，计算零件的疲劳寿命，以判断其是否满足使用寿命要求。

•腐蚀和磨损计算：根据工作环境的特点，计算零件的腐蚀和磨损情况，以确定材料的耐久性和维护准则。

3. 工具和软件为了实施机械零件的设计和计算，工程师可以使用各种工具和软件。

下面列举了一些常用的工具和软件：•CAD软件：用于设计和绘制机械零件的三维模型，如SolidWorks、AutoCAD等。

机械零件设计和计算准则机械零件是机械设备中的一个重要组成部分，其设计和计算的准则对于机械设备的使用性能、安全性等方面起着重要的作用。

下面，我将详细介绍机械零件设计和计算的准则。

1.强度准则机械零件的强度是指其抵抗外力、外载荷作用下变形和损坏的能力。

在机械零件的设计和计算中，必须遵循强度准则，确保零件能够承受预期的载荷，并保持其稳定的工作状态。

强度计算通常包括静态强度计算和疲劳强度计算两个方面。

静态强度计算是通过分析零件在预期荷载作用下的受力情况，考虑到弯曲、剪切、压缩、拉伸等不同载荷形式，来判断零件是否能够满足强度要求。

常用的方法包括理论计算、有限元分析等。

疲劳强度计算是考虑到零件在循环载荷下的疲劳寿命，避免因长期受到变化载荷的影响而导致零件的疲劳破坏。

疲劳强度计算通常采用S—N 曲线法或极限理论等方法。

2.常规尺寸准则机械零件的设计应符合常规尺寸准则，即遵循标准尺寸和公差范围的要求。

常规尺寸准则的目的是确保零件的互换性和可制造性。

在机械零件的设计中，应尽量使用标准尺寸和公差，减少特殊尺寸和特殊公差的使用，以降低成本和提高生产效率。

同时，还需考虑零件的装配性和可维修性，确保零件在使用过程中的可靠性和稳定性。

3.材料选择准则机械零件的材料选择是保证零件强度和使用寿命的重要因素。

在材料选择时，需要考虑以下准则：（1）强度和硬度：材料的强度和硬度要与零件的强度要求相匹配，以保证零件在工作状态下不会变形或破坏。

（2）耐磨性：机械零件在使用过程中会受到磨损的影响，因此选择具有良好耐磨性的材料能够延长零件的使用寿命。

（3）耐腐蚀性：机械零件在一些特殊环境下可能接触到腐蚀介质，因此选择具有良好耐腐蚀性的材料可以保证零件在恶劣环境下的使用寿命。

（4）成本和可加工性：材料的成本和可加工性也是选择的重要考虑因素，需要综合考虑零件的使用要求和生产成本。

4.可靠性准则机械零件的可靠性是指零件在使用过程中不发生故障或失效的能力。