《机械零件设计的基础》课件

《机械零件设计的基础》本课程介绍机械零件设计的理论和方法，帮助学生掌握机械零件的设计过程，并具备独立设计机械零件的能力导言课程目标课程内容培养学生对机械零件设计的兴趣，掌握机械零件设计的理论和方包括机械零件设计的基本理论、常见机械零件的设计方法、零件法，并具备独立设计机械零件的能力材料选择、零件的力学设计、疲劳设计、应力集中、常见机械零件的设计、装配设计、制造工艺、可靠性设计、生产设计等设计的工程方法需求分析1方案设计2方案评估3优化设计4设计验证5零件的材料选择材料性能材料成本材料供应强度、硬度、韧性、疲劳强度、耐腐蚀考虑材料的价格、加工成本、使用寿命确保材料的稳定供应，并考虑材料的运性、可加工性等等因素输成本和时间零件的力学设计强度设计刚度设计确保零件在工作条件下不发生确保零件在工作条件下不会发断裂或塑性变形生过大的变形或振动稳定性设计确保零件在工作条件下不会发生失稳现象疲劳设计疲劳强度疲劳寿命疲劳裂纹材料在反复荷载作用下抵抗破坏的能力材料在反复荷载作用下能承受的荷载循材料在反复荷载作用下产生的微小裂纹环次数，会随着循环次数的增加而扩展应力集中几何形状应力集中系数孔、槽、缺口等几何形状会造用来描述应力集中程度的系数成应力集中，导致零件疲劳寿，越大表示应力集中越严重命降低减小应力集中通过改变几何形状、采用圆角、增加过渡圆角等措施，可以减小应力集中螺纹连接零件螺纹类型螺纹强度三角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺考虑螺纹的抗拉强度、抗剪强度纹等等因素螺纹连接可靠性考虑螺纹连接的防松措施、密封措施等键联接零件平键楔键花键用于轴向固定，适用于低速、轻载荷的连用于轴向固定，适用于高速、重载荷的连用于轴向固定和传递扭矩，适用于高速、接接重载荷的连接焊接零件焊接方法焊接材料焊接工艺电弧焊、气焊、激光焊等焊条、焊丝、焊剂等焊接参数的设定、焊接顺序、焊接质量控制等轴承零件滚动轴承滑动轴承球轴承、滚子轴承等，适用于适用于低速、重载荷的场合，高速、轻载荷的场合需要润滑轴承选择根据承载能力、转速、润滑条件、安装空间等因素选择合适的轴承轴零件轴的材料1轴的形状2轴的尺寸3轴的加工4弹簧零件弹簧类型弹簧材料弹簧设计螺旋弹簧、板弹簧、扭转弹簧等钢丝、钢板等根据工作条件选择合适的弹簧类型和参数齿轮零件1234齿轮类型齿轮材料齿轮精度齿轮加工液压缸零件缸筒活塞杆活塞密封件轮毂零件12安装结构3材料机架零件结构形式刚度设计铸造、焊接、组合结构等保证机架足够的刚度，避免发生变形强度设计保证机架足够的强度，避免发生断裂气缸零件机器人手爪零件抓取机构运动机构抓取、夹持物体，保证抓取的稳定性和可靠性完成手爪的运动，保证手爪的灵活性和精度密封零件静密封动密封密封材料用于防止流体泄漏，例如O形圈、垫用于防止流体泄漏，例如机械密封、橡胶、塑料、金属等材料片等唇形密封等轴承润滑润滑油润滑脂润滑方法提供润滑、冷却、防锈等作用提供润滑、防锈、密封等作用油浴润滑、油脂润滑、油雾润滑等零件表面处理镀层1喷涂2氧化3热处理4零件的尺寸公差123基本尺寸公差带公差值零件的形位公差直线度平面度直线形状的误差平面形状的误差圆度圆柱度圆形形状的误差圆柱形状的误差装配设计装配工艺装配顺序装配精度零件的制造工艺切削加工铸造加工锻造加工车削、铣削、钻削、磨削等砂型铸造、金属型铸造等自由锻、模锻等产品的可靠性设计可靠性指标可靠性设计方法可靠度、平均故障间隔时间、失效率等冗余设计、容错设计、可靠性测试等产品的生产设计工艺设计1设备选择2生产计划3质量控制4案例分析汽车发动机风力发电机分析汽车发动机零件的设计特点和制造工艺分析风力发电机零件的设计特点和制造工艺课程总结机械零件设计的理论和常见机械零件的设计方法掌握了常见机械零件的设计方掌握了机械零件设计的理论基法和技巧础和方法，能够独立进行机械零件的设计产品的可靠性设计了解了产品的可靠性设计方法和步骤，能够进行产品的可靠性设计问题讨论对课程内容有任何问题或建议，欢迎在课后与老师进行讨论。