机械零件设计基础
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答题:1、此机构运动简图中无复合铰链、1局部自由度、1个虚约束..此机构中有6个自由杆件;8个低副;1个高副..自由度F=3n-2PL-Ph=36-28-1=12、此机构中编号1~9;活动构件数n=9;滚子与杆3联接有局部自由度;滚子不计入活动构件数;.B、C、D、G、H、I、6个回转副低副;复合铰链J;2个回转副低副;A、K;各有1个回转副+1个移动副;此两处共4个低副;低副总数PL =6+2+4 =12;.两齿轮齿合处E;有1个高副;滚子与凸轮联接处F;有1个高副;高副总数PH =1+1=2. 自由度F =3n -2PL -PH =39-212-2=13、此机构有6个自由杆件;在C点有1个复合铰链;有1个虚约束、9个低副;没有高副..自由度F=3n-2PL=35-27=1答题:1、不具有急回特性;其极位夹角为零;即曲柄和连杆重合的两个位置的夹角为02、1有急回特性;因为AB可以等速圆周运动;C块做正、反行程的往复运动;且极位夹角不为0°..2当C块向右运动时;AB杆应做等速顺时针圆周运动;C块加速运动;压力角趋向0°;有效分力处于加大过程;驱动力与曲柄转向相反..所以;曲柄的转向错误..3、 1AB杆是最短杆;即Lab+Lbc50mm≤Lad30mm+Lcd35mm;Lab最大值为15mm.2AD杆是最短杆;以AB杆做最长杆;即Lab+Lad30mm≤Lbc50mm+Lcd35mm;Lab 最大值为55mm.3满足杆长和条件下的双摇杆机构;机架应为最短杆的对边杆;显然与题设要求不符;故只能考虑不满足杆长和条件下的双摇杆机构;此时应满足条件:Lab<30mm且Lab+45>30+35即20mm<Lab<30mm作业三答:1、摆动导杆机构以导杆为输出件时存在急回特性;因为其极位夹角θ=ψ;ψ为导杆的摆角..2、对于曲柄摇杆机构;当曲柄与机架出现在同一条直线上时;会出现两次最小传动角..3、1摆动机构有曲柄的条件:Lab为最短杆;且Lab+e<Lac →Lac>40+10→Lac最小值为50mm.2当e=0时;此机构成为曲柄摆动导杆机构;必有Lac<Lab=40mm;Lac最大值为40mm.3对于e=0时的摆动导杆机构;传动角=90°、压力角=0°均为一个常数..对于e>0时的摆动导杆机构;其导杆上任何点的速度方向不垂直于导杆;且随曲柄的转动而变化;而滑块作用于导杆的力总是垂直于导杆;故压力角不为零;而0°<传动角<90°且是变化的..从传力效果看;e=0方案较好..第四次作业:1、什么是齿轮的分度圆它的直径如何计算2、标准齿轮有何特点3、已知一对渐开线外啮合直齿圆柱标准齿轮的模数m=5mm;压力角a=20°;中心矩a=350mm;角速比i12=9/5..试求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径..教材P113题4-7答1、分度圆是齿轮上一个认为约定的用于计算的基准圆;通常;分度圆是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆..其直径等于模数乘以齿数;即d=mz2、标准齿轮的特点如下:1)、分度圆上的齿厚与齿间距相等;均等于周节的一半;即S=W=t/2..2)、两个标准齿轮传动时;其中心距A0等于两个齿轮分度圆半径之和..3)3、齿轮啮合传动时节圆与分度圆重合;节圆半径等于分度圆半径..4)4、两个标准齿轮啮合传动时的啮合角与分度圆的压力角相等..第五次作业:1、直齿轮的正确啮合条件是什么斜齿轮的正确啮合条件是什么2、齿轮连续传动的条件是什么3、一对渐开线外啮合圆柱齿轮;已知z1=21; z2=22; m=2mm;中心距为44mm;若不采用变位齿轮;而用标准斜齿圆柱齿轮凑中心距;求斜齿圆柱齿轮的螺旋角b应为多少1、1两轮的模数和压力角必须分别相等..2两外啮合斜齿轮的螺旋角应大小相等、方向相反;若其中一轮为右旋齿轮;则另一齿轮应为左旋齿轮..2、当两齿轮开始啮合时;主动论的根部齿廓与从动轮的齿顶相接触;齿轮传动中;为了避免冲击、振动有及减少噪声;要求它们保持连续定角速比传动..M1cosa=M2cosa3、解a=Mn/2cosβZ1+Z2=44mmΒ=12.24°斜齿圆柱齿轮的螺旋角应为12.24°作业六1、变位齿轮是通过改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置或改变标准刀具的齿槽宽切制出的齿形为非标准渐开线齿形的齿轮..径向变位齿轮与标准齿轮相比;其模数、齿数、分度圆和基圆均无变化;但是正变位时分度圆齿厚增大;齿根圆和齿顶圆也相应增大;负变位时分度圆齿厚减小;齿根圆和齿顶圆也相应地减小..2、直齿圆柱齿轮啮合时;齿面的接触线均平行于齿轮的轴线..因此轮齿是沿整个齿宽同时进入啮合、同时脱离啮合的;载荷沿齿宽突然加上及卸下因此直齿圆柱齿轮传动的平稳性差;容易产生噪音和冲击;因此不适合用于高速和重载的传动中..一对平行轴斜齿圆柱齿轮啮合时;齿轮的齿阔是逐渐进入啮合、逐渐脱离啮合的;斜齿轮齿阔接触线的长度由零逐渐增加;又逐渐缩短;直至脱离接触;载荷也不是突然加上或卸下的;因此斜齿圆柱齿轮传动工作较平稳.. 斜齿轮的重叠比直齿轮的大..由于斜齿轮的的存在;它不仅像直齿轮一样有一个重叠系数;还多了一个轴面重叠系数..即斜齿轮比直齿轮在啮合时;同时参与啮合的齿数多;轮齿的就被分担了;所以;斜齿轮的比直齿轮要高..七次作业:1、槽轮机构的槽数为什么应大于等于32、单销外槽轮机构的运动系数为什么总是小于0.53、六角自动车床的六角头外槽轮机构中;已知槽轮的槽数z=6;一个循环中槽轮=5/6s;静止时间是运动时间的2倍..试求:的静止时间t2′1 槽轮机构的运动系数;2 所需的圆销数K..教材P183题6-11、当主动拨盘回转一周时;槽轮的td 与主动拨盘转一周的总时间t之比;称为的运动系数;并以 k 表示;即: k = td / t=1/2-1/z由于k > 0;故槽数z ≥3..2、因上式可知; k <0.5;故单销的槽轮的总是小于其静止时间..3、解:因为静止时间是运动时间的2倍则τ=t2/t1=1/3;又因为τ=KZ-2/2Z ; Z=6故K=1槽轮机构的运动系数为1/3所需要的圆销数为1个第八次作业:1、静应力、对称循环变应力、非对称循环变应力和脉动循环变应力的循环特征r各等于多少静应力 r=+1;对称循环变应力 r=-1非对称循环变应力 r不定脉动循环变应力 r=02、静应力下的极限应力和变应力下的极限应力是否相同如何确定静应力——不随时间改变或变化缓慢变应力——随时间作周期性或非周期性变化两者不相同..极限静应力=最大静载荷/承载截面积A..计算极限变应力时;同样使用这个公式;不过载荷变成变载荷;需要知道变载荷的值;而最大变载荷的值很难确定;采用这个公式计算:极限变应力=极限静应力× K..K是一个大于1的系数..3、什么是机械零件的工作能力常用的计算准则有哪几种教材P190题7-答:1零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力;2强度准则;刚度准则;寿命准则;振动稳定性准则;可靠性准则..第九次作业:1、带传动的弹性滑动产生的原因是什么2、带传动的承载能力与哪些因素有关3、链传动中链轮的齿数和链条的节数怎样选取1、由于紧边拉力大于松边拉力;所以紧边变形大于松边变形..这种由于带的弹性变形量的变化而引起带在带轮表面上产生局部、微小相对滑动的现象;称为弹性滑动..原因即两轮两边的拉力差;产生带的变形量的变化造成的..2、带长、带轮直径、带速、带轮包角、摩擦系数等参数以及带的抗拉强度和疲劳强度都与带传动的承载能力有关..3、在保证链条使用所需的中心距情况下;大、小链轮齿数与链条节数之间的关系是它们两两之间互为质数;也就是说它们之间只有公约数1.关键是齿数与链节数一定要互质..这样每个链轮齿会和每节链条啮合;磨损更加均匀作业十一1、按照轴工作时受载情况的不同;直轴可分为心轴、传动轴和转轴三类..心轴——只承受弯矩不承受转矩;如铁道车辆的轮轴、自行车轮轴、滑轮轴等;传动轴——只承受转矩不承受弯矩或弯矩很小;如汽车发动机与后桥之间的传动轴;转轴——既承受弯矩又承受转矩;减速器中的轴..2、1轴肩或轴环这种方法结构简单;定位可靠;能承受较大的轴向载荷;广泛应用于轮类零件和滚动轴承的轴向定位..缺点是轴径变化处会产生应力集中..设计时应注意:为保证定位准确;轴的过渡圆角半径r应小于相配零件毂孔倒角C 或圆角R;定位轴肩或轴环的高度h应大于C或R;通常取h=2~3C或2~3R;滚动轴承的定位轴肩高度应根据轴承标准查取相关的安装尺寸..轴环宽度b ≈1.4 h..2套筒套筒常用于相邻的两个零件之间;起定位和固定作用..但由于套筒与轴的配合较松;故不宜用于转速很高的轴..图中套筒对齿轮起固定作用;而对轴承起定位作用..此时;为保证固定牢靠;与齿轮轮毂相配的轴段长度l应略小于轮毂宽度B;即B-l=2~3 mm..3紧定螺钉其结构简单;但受力较小;不适于高速场合;兼作周向固定..4圆螺母和弹性挡圈圆螺母常与止动垫圈带翅垫片联合使用;可承受较大的轴向力;固定可靠;但轴上需切制螺纹和退刀槽;削弱了轴的强度;因此常用于应力不大的轴端..弹性挡圈结构简单;但轴上切槽会引起应力集中;一般用于轴向力不大的零件的轴向固定..5轴端挡圈和圆锥面用螺钉将挡圈固定在轴的端面;常与轴肩或锥面配合;固定轴端零件..这种方法固定可靠;能承受较大的轴向力..圆锥面使轴上零件装拆方便;宜用于高速、冲击载荷及对中性要求高的场合..作业十1、齿轮传动失效的形式有:1齿轮折断2齿面疲劳点蚀3齿面胶合4齿面磨损5齿面塑性变形2/齿形系数取决于轮齿的齿轮的压力角、齿数和变位系数..因为齿形系数与齿数成反比;所以大齿轮比小齿轮的齿形系数低..作业十二作业十三课件内容第一章概述机器一般可视为主要由驱动装置、执行装置、传动装置、控制装置、支承于连接及一些辅助装置等部分构成驱动装置:是驱动整个机器以完成预定功能的动力源..一般来说;它是把其它形式的能量转换为机械能..原动机的动力输出绝大多数呈旋转运动的状态;输出一定的转矩..驱动装置常称为原动机..2、执行装置:是用来完成机器预定功能的组成部分..一部机器可以只有一个执行部分;也可以把机器的功能分解成好几个执行部分..执行装置常称为工作机..3、传动装置:用来连接原动机部分和执行部分;用来将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数..例如:把旋转运动转换为直线运动;高转速变为低转速;小转矩变为大转矩等..4、产品规划阶段包括:进行市场调查、研究市场需求、提出开发计划并确定设计任务书..5、方案设计阶段包括:确定机械的功能、寻求合适的解决方法、初步拟订总体布局、提出原理方案..6、技术设计阶段包括:选择材料、计算关键零部件的主要参数、进行总体结构设计、零部件结构设计;得出装配图、零件图和其它一些技术文档..机构——用来传递运动和力或改变运动形式的构件系统..构件——机器中的独立运动单元:固定构件机架、活动构件:主动件、从动件其中;运动规律已知的活动构件称为原动件;输出运动或动力的从动件称为输出件..运动副——机构中两构件直接接触的可动联接..低副、高副两大类..低副——面接触的运动副;常用的有转动副和移动副..高副——点或线接触的运动副;常用的有凸轮副和齿轮副..根据构件间相对运动形式是平面运动还是空间运动;运动副又可分为平面运动副和空间运动副..前述的转动副、移动副、凸轮副和齿轮副均属于平面运动副..空间运动副常用的有球面副和螺旋副..设计机械零件的基本要求1、满足功能要求;能够准确实现预定的功能;2、工作可靠—在预定的工作期限内不能失效;3、成本低廉..二、零件的失效形式1、断裂..如轴、齿轮轮齿发生断裂;2、表面点蚀..工作表面片状剥落;3、塑性变形..零件发生永久性变形;4、过大弹性变形;5、过度磨损;6、过大振动..三、零件的设计准则1、强度条件:工作应力≤许用应力σ≤ σ 或τ≤ τ2、刚度条件:实际变形量≤许用变形量y ≤y、θ ≤θ 、φ ≤ φ四、机械零件的设计步骤1、拟订零件的设计简图;2、确定载荷的大小及位置;3、选择材料;4、根据失效形式选用判定条件;设计出零件的主要参数;5、绘制零件工作图..载荷的分类静载荷——不随时间改变或变化缓慢变载荷——随时间作周期性或非周期性变化名义载荷——理想工作条件下的载荷计算载荷——作用于零件的实际载荷计算载荷=K×名义载荷 K——载荷系数2、应力的分类静应力——不随时间改变或变化缓慢变应力——随时间作周期性或非周期性变化稳定变应力——周期性循环变应力非稳定变应力——非周期性循环变应力三种典型的稳定变应力是对称循环变应力、脉动循环变应力和非对称循环变应力..3、几个应力参数1 循环特征:表示应力变化的情况2平均应力:3应力幅:1、机械设计的基本要求包括哪些方面答:功能要求;安全可靠性要求;经济性;其他要求2、机械设计的一般程序如何答:设计任务→调查研究→开发计划书→实验研究→技术设计→样机试制→样机试验→技术经济评价→生产设计→小批试制→正式投产→销售服务3、对机械零件设计有哪些一般步骤答:1、选择零件类型、结构;2、计算零件上的载荷;3、选择零件的材料;4、确定计算准则;5、理论设计计算;6、结构设计;7、校核计算;8、绘制零件工作图;9、编写计算说明书及有关技术文件;其中步骤4对零件尺寸的确定起决定性的作用..4、对机械零件设计有哪些常用计算准则答:强度准则;刚度准则;寿命准则;振动稳定性准则;可靠性准则..5、什么是机械零件的失效机械零件可能的失效形式主要有哪些答: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..常见失效形式有:因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连接松动;压力容器、管道等得泄露;运动精度达不到要求等..6 、什么是零件的工作能力什么是零件的承载能力答:零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力;对载荷而言的工作能力称为承载能力..7、什么是静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷什么是静应力和变应力答:不随时间变化或变化缓慢的载荷称为静载荷;随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷称为变载荷;在稳定和理想的工作条件下;作用在零件上的载荷称为名义载荷;再设计计算中;常把载荷分为名义载荷和计算载荷;计算载荷等于名义载荷乘以载荷系数K..。
《机械设计基础》教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解机械设计的基本原理和方法;(2)掌握机械零件的主要参数和选型依据;(3)熟悉机械系统的运动分析和动力分析;(4)能够运用机械设计软件进行简单的机械设计。
2. 过程与方法:(1)通过案例分析,培养学生的创新意识和解决问题的能力;(2)利用模拟实验和实际操作,提高学生的动手能力和实践能力;(3)采用小组讨论和课堂讲解,培养学生的团队协作和沟通能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对机械设计的兴趣和热情;(2)增强学生对机械工程领域的认同感和责任感;(3)培养学生追求卓越、精益求精的职业精神。
二、教学内容第1课时:机械设计概述1. 机械设计的意义和任务2. 机械设计的过程和方法3. 机械设计师的要求和素质第2课时:机械零件的设计方法1. 机械零件的设计原则2. 机械零件的选材和加工3. 机械零件的强度计算和校核第3课时:机械系统的运动分析1. 机械系统的自由度和平衡条件2. 机械系统的运动学分析3. 机械系统的动力学分析第4课时:机械系统的动力分析1. 机械系统的动力源和动力传递2. 机械系统的负载分析和计算3. 机械系统的动力性能优化第5课时:机械设计实例分析1. 机械设计案例介绍2. 机械设计案例分析3. 机械设计案例总结和启示三、教学资源1. 教材:《机械设计基础》2. 辅助材料:PPT课件、教学图样、设计软件教程3. 实验设备:机械设计实验台、测量工具、模拟实验器材四、教学过程1. 导入:通过展示实际机械产品,引发学生对机械设计的兴趣,激发学习动机。
2. 讲解:结合PPT课件和教材,讲解本节课的重点内容,引导学生主动思考和提问。
3. 案例分析:分析机械设计实例,让学生了解机械设计的过程和方法,培养学生的创新意识和解决问题的能力。
4. 实践操作:安排学生进行模拟实验或实际操作,巩固所学知识,提高学生的动手能力和实践能力。
5. 小组讨论:组织学生进行小组讨论,分享学习心得和设计思路,培养学生的团队协作和沟通能力。
题9—3 已知某合金钢的σ-1= 370 MPa,σs = 880 MP ɑ,σ0= 625 MPa 。
(1) 试按比例绘制此材料(试件)的σm -σa 简化极限应力图; (2) 设此试件受σmax = 300 MPa,σmin = -120 Mpa的变应力作用,试用所绘制的极限应力图求出该试件在这种情况下的极限应力σr 。
解答:1.选比例尺⎪⎭⎫⎝⎛=μσmm MPa 10绘制试件的简化疲劳极限应力图(题解1—8图)。
题解1—8图2.求试件的应力参数(σm 、σa 、γ),并在简化疲劳极限应力图中标出试件的工作点N (σm ,σa )的位置。
40300120MPa 210MPa 2120300290MPa MPa 21203002max min .min max a min max m -=-=σσ=γ=+=σ-σ=σ=-=σ+σ=σ3.求极限应力σr :连ON 并将其延长交极限应力线图AD 于M ′点,可得M ′的坐标为(140,350)。
σr =σm ′+σa ′=(140+350)MPa = 490 MPa题9—4 一受转矩T 作用的单向回转轴,轴材料为中碳钢,τ-1=230MP a ,τS= 390 MP a , Ψτ =0.05,现知该轴某危险截面处的直径d = 50 mm ,该截面处的疲劳强度综合影响系数(K τ)D =τττβεK =3.07,轴的转速n =955 r/min ,若要求安全系数S τ=2.0,试求此时该轴能传递的最大功率P 。
DG (880,0)题解9—3图解题分析:根据题意,单向回转的轴,其截面受脉动循环变应力,即:τa =τm =τ/2。
解答:轴危险截面处的安全系数(P198,10-12)为:S τ =m a D K τψττττ+-)(1=)2/()2/()(1τψττττ+-D k = 2.0故可求得轴危险截面处的剪应力: τ = ττψτ+-D K )(1=05.007.3230+ MPa = 73.72MPa∵ τ = W T = 16//1055.936d nP π⨯⨯ ∴ 该轴能传递的最大功率: P = 636310559169555073.721055916⨯⨯⨯⨯π⨯=⨯⨯⨯π⨯τ..n d kW = 180.94 kW题9—6某材料受弯曲变应力作用,其力学性能为: ,MPa 3501=σ-9=m ,60105⨯=N 。
机械设计基础掌握常见的机械零件及其功能机械设计是制造业中一个重要的领域,它涉及到各种机械设备的设计和制造过程。
在机械设计中,了解常见的机械零件及其功能是必不可少的。
本文将介绍几种常见的机械零件及其功能。
第一,齿轮。
齿轮是机械设备中常见的传动部件,它通常由金属制成。
齿轮通常由轮齿和轮毂组成,轮齿上有一系列的齿槽。
齿轮通过齿槽的咬合,实现不同轴之间的传动。
齿轮的功能在于改变力的大小和方向,使得机械设备能够实现不同速度和扭矩的传动。
第二,轴承。
轴承是机械设备中负责支撑和减少摩擦的部件。
它通常由金属或塑料制成,安装在设备的旋转部分上。
轴承的功能在于减少设备旋转时的摩擦,使得设备能够更加平稳地运行。
常见的轴承类型有滚动轴承和滑动轴承,它们分别利用滚珠或滑动面减少摩擦。
第三,连杆。
连杆是机械设备中常见的传动部件,它通常由金属制成。
连杆的形状类似于臂膀,通常连接两个旋转部件。
它的功能在于将旋转运动转化为直线运动或者改变旋转轴的位置。
在内燃机中,连杆起着将活塞的往复运动转化为曲轴旋转运动的作用。
第四,弹簧。
弹簧是一种用于储存和释放能量的零件,它通常由金属制成,呈螺旋状。
弹簧的功能在于吸收和储存外力,使得机械设备能够具有一定的弹性和阻尼特性。
常见的弹簧类型有压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧,它们分别适用于不同的力学应用场景。
第五,螺栓和螺母。
螺栓和螺母是机械设备中常见的连接部件,它们通常由金属制成。
螺栓通常是一种带有螺纹的杆状零件,螺母则是用于与螺栓配对固定的零件。
它们的功能在于通过螺纹的咬合,将不同部件连接在一起,以实现机械设备的组装和拆卸。
除了以上介绍的几种机械零件,还有很多其他常见的机械零件,如销、键、垫圈等。
它们在机械设备的设计和制造过程中发挥着重要的作用。
综上所述,机械设计基础涉及到很多常见的机械零件,每种零件都有其独特的功能和作用。
通过了解这些机械零件及其功能,我们可以更好地理解机械设备的工作原理,为机械设计提供必要的基础知识参考。
机械零件设计的基本准则与步骤引言机械零件设计是机械工程中非常重要的一环。
它涉及到零件的功能、结构、材料、加工工艺等方面的考虑。
在设计过程中,遵循一定的准则和步骤可以提高设计的效率和质量。
本文将介绍机械零件设计的基本准则与步骤,以帮助工程师们更好地完成机械零件的设计工作。
一、机械零件设计准则在进行机械零件设计时,需要考虑以下准则:1. 功能性机械零件的设计首先要满足其预定的功能要求。
因此,在设计之初,需要明确该零件的功能需求,并结合整个机械系统的工作原理和要求,确定该零件所承担的功能角色。
在设计过程中,要时刻关注功能性需求,确保设计的零件能够准确、可靠地完成其预定的功能。
2. 结构合理性机械零件的结构设计要合理,即要考虑零件的外形、尺寸、连接方式、布置等因素。
要尽量使结构简单、紧凑,减少零件的数量和体积。
此外,还要注意结构之间的配合与协调,确保零件可以良好地配合使用。
3. 强度与刚度机械零件在运行过程中会承受一定的载荷,因此要保证设计的零件具有足够的强度和刚度,以防止因载荷引起的变形、断裂等失效问题。
在设计过程中,需要进行强度和刚度的计算与分析,以确定合适的材料选择和尺寸设计。
4. 可靠性与安全性机械零件设计要确保零件的可靠性与安全性。
可靠性是指零件在规定条件下连续正常工作的能力,而安全性则是指零件在工作过程中不会产生意外事故或造成人员伤害的能力。
因此,在设计过程中,需要充分考虑零件的耐久性、稳定性、故障率等因素,并遵循相关的安全标准和规范。
5. 经济性机械零件的设计还要考虑经济性。
设计师应该在保证零件功能和质量的前提下,力求减少材料、加工和使用成本,提高设计的经济效益。
在设计过程中,需要综合考虑成本与性能的平衡,选择合适的材料、工艺和加工方式。
二、机械零件设计步骤在进行机械零件设计时,可以按照以下步骤进行:1. 确定设计要求首先,明确机械零件的功能要求以及所处的工作环境和使用条件。
了解零件的工作原理和特点,分析其受力情况和运动要求。
机械设计零件基础知识点机械设计是机械工程学科的核心内容之一,它涉及到各种机械零件的设计、制造和应用。
在机械设计中,掌握零件的基础知识是非常重要的,下面将介绍一些机械设计零件的基础知识点。
一、螺纹连接螺纹连接是机械设计中常用的一种连接方式,它具有良好的拆卸性和可靠性。
常见的螺纹连接包括螺母和螺杆的连接、螺栓和螺孔的连接等。
在螺纹连接中,需要掌握螺纹的基本参数,如螺纹直径、螺距、螺纹类型等,以确保连接的牢固性。
二、轴承轴承是机械设备中常用的零件,它可以承受轴的旋转或者往复运动,并且能够减少摩擦和传递力量。
轴承的种类繁多,常见的有滚动轴承、滑动轴承等。
在选择和设计轴承时,需要考虑载荷、转速、工作环境等因素,以满足机械设备的使用要求。
三、齿轮齿轮是机械传动中常见的零件,它能够实现不同轴的动力传递和变速。
根据齿轮的啮合方式,可以分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。
在设计齿轮时,需要注意齿轮的模数、齿数、齿轮啮合角等参数,以确保传动的平稳性和高效性。
四、弹性元件弹性元件是机械设计中常见的零件,它能够储存和释放能量,起到减震、缓冲和联接的作用。
常见的弹性元件包括弹簧、橡胶制品等。
在选择和设计弹性元件时,需要考虑载荷、变形量、工作环境等因素,以满足机械设备的使用要求。
五、密封件密封件是机械设计中用于防止液体、气体或粉尘泄漏的零件,常见的有O型圈、油封等。
在选择和设计密封件时,需要考虑压力、温度、介质等因素,以确保有效的密封效果。
六、连接件连接件是机械设计中用于连接和固定零件的零件,常见的有螺栓、钉子、销子等。
在选择和设计连接件时,需要考虑承载力、连接方式、工作环境等因素,以确保连接的牢固性和稳定性。
七、紧固件紧固件是机械设计中用于紧固零件的零件,常见的有螺母、螺栓、螺钉等。
在选择和设计紧固件时,需要考虑紧固力、螺纹类型、工作环境等因素,以确保紧固的可靠性。
以上是机械设计零件的一些基础知识点,掌握了这些知识,将有助于进行机械设计的工作。
1、机械零件常用材料:普通碳素结构钢(Q屈服强度)优质碳素结构钢(20平均碳的质量分数为万分之20)、合金结构钢(20Mn2锰的平均质量分数约为2%)、铸钢(ZG230-450屈服点不小于230,抗拉强度不小于450)、铸铁(HT200灰铸铁抗拉强度)2、常用的热处理方法:退火(随炉缓冷)、正火(在空气中冷却)、淬火(在水或油中迅速冷却)、回火(吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度,保温一段时间后在空气中冷却)、调质(淬火+高温回火的过程)、化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗)3、机械零件的结构工艺性:便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式:因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连接松动;容器、管道等的泄露;运动精度达不到设计要求5、应力的分类:分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力,稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点:变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点:在某类变应力多次作用后突然断裂;断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限;即使是塑性材料,断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时,应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点:零件在接触应力的反复作用下,首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹,然后再滚动接触过程中,由于润滑油被基金裂纹内而造成高压,使裂纹扩展,最后使表层金属呈小片状剥落下来,在零件表面形成一个个小坑,即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害:减小了接触面积,损坏了零件的光滑表面,使其承载能力降低,并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因:为了改善构件的受力情况(多个行星轮)、增强机构的刚度(轴与轴承)、保证机械运转性能9、螺纹的种类:普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件:λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接:普通螺纹由于牙斜角β大,自锁性好,故常用于连接;矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小,传动效率高,故常用于传动12、螺旋副的效率:η=有效功/输入功=tanλ/tan(λ+ψv)一般螺旋升角不宜大于40°。