《機(jī)械設(shè)計(jì)》根據(jù)教育部高等學(xué)校機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制訂的“機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)基本要求”編寫而成,以培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力為主線,突出設(shè)計(jì)性?實(shí)踐性和綜合性?
《機(jī)械設(shè)計(jì)》共15章?緒論介紹了機(jī)械的組成和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟以及《機(jī)械設(shè)計(jì)》研究的內(nèi)容?性質(zhì)和任務(wù);第1章介紹了機(jī)械設(shè)計(jì)共用的基礎(chǔ)知識;第2~12章分別介紹了連接件?傳動(dòng)件?軸系零(部)件及彈簧的工作原理?特點(diǎn)?設(shè)計(jì)計(jì)算方法及標(biāo)準(zhǔn)件的選用原則等;第13章從整體的角度介紹了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題及設(shè)計(jì)原則;第14章簡要介紹了可靠性設(shè)計(jì)?優(yōu)化設(shè)計(jì)?計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和摩擦學(xué)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,以拓寬設(shè)計(jì)思路?
前言
第0章緒論1
0.1機(jī)械的組成1
0.2機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序2
0.3機(jī)器應(yīng)滿足的基本要求2
0.4本課程的研究對象?主要內(nèi)容?性質(zhì)和任務(wù)3
0.5本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法4
第1章機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識5
1.1機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟5
1.2機(jī)械零件的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則5
1.3載荷及應(yīng)力的分類8
1.4靜應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算9
1.5變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算11
1.6機(jī)械零件的材料及選用原則24
1.7機(jī)械零件的工藝性和設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化24
第2章螺紋連接30
2.1概述30
2.2螺紋30
2.3螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件33
2.4螺紋連接的預(yù)緊和防松37
2.5螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力分析41
2.6單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算46
2.7提高螺栓連接強(qiáng)度的措施54
第3章軸轂連接60
3.1鍵連接60
3.2花鍵連接63
3.3銷連接66
3.4過盈配合連接67
3.5型面連接和脹緊連接73
第4章?lián)闲约䝼鲃?dòng)75
4.1帶傳動(dòng)概述75
4.2帶傳動(dòng)的工作情況分析78
4.3帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V帶能傳遞的功率84
4.4V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)86
4.5其他帶傳動(dòng)簡介91
4.6鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)?類型及應(yīng)用94
4.7滾子鏈與鏈輪95
4.8鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性99
4.9鏈傳動(dòng)的失效形式及功率曲線圖101
4.10滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算103
4.11鏈傳動(dòng)的布置?張緊與潤滑107
第5章齒輪傳動(dòng)110
5.1齒輪傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則110
5.2齒輪材料113
5.3齒輪傳動(dòng)的載荷計(jì)算115
5.4標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算119
5.5齒輪精度?設(shè)計(jì)參數(shù)選擇及許用應(yīng)力125
5.6標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算135
5.7標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算140
5.8變位齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算143
5.9齒輪傳動(dòng)的潤滑143
第6章蝸桿傳動(dòng)146
6.1蝸桿傳動(dòng)的類型?特點(diǎn)及應(yīng)用146
6.2圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算150
6.3蝸桿傳動(dòng)的失效形式?計(jì)算準(zhǔn)則及常用材料155
6.4圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析和計(jì)算載荷156
6.5圓柱蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算157
6.6蝸桿傳動(dòng)的效率?潤滑及熱平衡計(jì)算161
第7章其他傳動(dòng)167
7.1螺旋傳動(dòng)167
7.2圓弧齒輪傳動(dòng)171
7.3摩擦輪傳動(dòng)與無級變速器179
7.4擺線針輪行星傳動(dòng)185
第8章軸192
8.1概述192
8.2軸的材料193
8.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)195
8.4軸的強(qiáng)度計(jì)算200
8.5軸的剛度計(jì)算203
8.6軸的共振和臨界轉(zhuǎn)速的概念204
第9章滾動(dòng)軸承205
9.1概述205
9.2常用滾動(dòng)軸承類型?代號及選擇206
9.3滾動(dòng)軸承內(nèi)部載荷分布及失效分析212
9.4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算213
9.5滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算221
9.6滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)222
第10章滑動(dòng)軸承230
10.1概述230
10.2潤滑油的黏度230
10.3流體動(dòng)壓潤滑的基本理論232
10.4單油楔向心動(dòng)壓軸承設(shè)計(jì)計(jì)算236
10.5滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)參數(shù)選擇245
10.6液體動(dòng)壓推力軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算247
10.7非液體摩擦軸承的計(jì)算251
10.8滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)類型252
10.9軸承材料與軸瓦結(jié)構(gòu)255
10.10滑動(dòng)軸承的潤滑260
第11章聯(lián)軸器?離合器和制動(dòng)器266
11.1概述266
11.2聯(lián)軸器266
11.3操縱式離合器274
11.4自動(dòng)離合器278
11.5制動(dòng)器279
第12章彈簧282
12.1概述282
12.2彈簧的材料?許用應(yīng)力和制造285
12.3圓柱形壓縮(拉伸)螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)和尺寸288
12.4圓柱形壓縮(拉伸)螺旋彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算291
第13章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)298
13.1概述298
13.2傳動(dòng)子系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)及評價(jià)299
13.3機(jī)械系統(tǒng)的匹配性設(shè)計(jì)301
13.4機(jī)械系統(tǒng)的總體布置原則305
第14章機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)代方法簡介306
14.1機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)306
14.2優(yōu)化設(shè)計(jì)310
14.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)313
14.4摩擦學(xué)設(shè)計(jì)321
參考文獻(xiàn)337
第0章緒論
內(nèi)容提要:主要介紹本課程的研究對象、主要內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)，介紹課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法、機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和要求、本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是了解本課程的性質(zhì)、特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法、機(jī)械是人類進(jìn)行生產(chǎn)的主要?jiǎng)趧?dòng)工具、它可以代替或減輕人的體力勞動(dòng)，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、此外，只有使用機(jī)械才能進(jìn)行大批量生產(chǎn)，并對生產(chǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的分工與科學(xué)化管理;也只有使用機(jī)械，才便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，尤其是便于實(shí)現(xiàn)高度的機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)化、因此，機(jī)械工業(yè)在為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供技術(shù)裝備和促進(jìn)技術(shù)改造中起到了重要的作用，它是國民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要部分、機(jī)械工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動(dòng)了我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)、可以說，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展水平反映了一個(gè)國家和地區(qū)的社會生產(chǎn)力發(fā)展水平、
0.1機(jī)械的組成
在生產(chǎn)和生活中，人們使用著各種各樣的機(jī)械，如汽車、機(jī)床、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、洗衣機(jī)等、盡管這些機(jī)械的構(gòu)造、用途和性能千差萬別，但一般都是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)和控制裝置四部分組成的、例如，圖0-1所示的帶式運(yùn)輸機(jī)就是由這四部分組成的機(jī)械、
圖0-1帶式運(yùn)輸機(jī)
原動(dòng)機(jī)是機(jī)械設(shè)備工作的動(dòng)力來源，大部分原動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)等，而電動(dòng)機(jī)是最為常用的一種原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)是直接完成預(yù)期功能的執(zhí)行裝置，如帶式運(yùn)輸機(jī)中的卷筒和運(yùn)輸帶，機(jī)床中的加工刀具等、傳動(dòng)裝置則是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給工作機(jī)的裝置，主要作用是協(xié)調(diào)原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)在運(yùn)動(dòng)形式、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方面的不同，使之達(dá)到匹配的作用、傳動(dòng)裝置大多是機(jī)械傳動(dòng)，有些場合使用的是液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)，本教材僅介紹常用的機(jī)械傳動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)是根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的不同工況對原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)實(shí)施控制的裝置、
從制造和裝配方面來分析，任何機(jī)械都是由許多機(jī)械零部件組成的、機(jī)械零件是機(jī)械制造過程中單獨(dú)加工的單元體，而機(jī)械部件則是機(jī)械制造過程中為完成同一目的而由若干協(xié)同工作的零件組合在一起的組合體、凡在各類機(jī)械中經(jīng)常被用到的零部件稱為通用零部件，如螺栓、齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器以及減速器等;而只有在特定類型的機(jī)械中才能用到的零部件稱為專用零部件，如渦輪機(jī)上的葉片、內(nèi)燃機(jī)中的曲軸、洗衣機(jī)中的波輪等、
0.2機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序
一部新機(jī)械從著手設(shè)計(jì)到制造出來，大致要經(jīng)過以下六個(gè)階段:
(1)制訂設(shè)計(jì)工作計(jì)劃、根據(jù)社會、市場的需求確定所設(shè)計(jì)機(jī)械的功能范圍和性能指標(biāo);根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)、資料及研究成果研究其實(shí)現(xiàn)的可能性，明確設(shè)計(jì)中要解決的關(guān)鍵問題;擬訂設(shè)計(jì)工作計(jì)劃和任務(wù)書、
(2)方案設(shè)計(jì)、按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，了解、分析同類機(jī)械的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用情況以及制造廠的生產(chǎn)技術(shù)水平;擬訂機(jī)械系統(tǒng)的組成、總體布置;確定有關(guān)的機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)方式、
這一階段往往需要制訂多種方案進(jìn)行比較，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)及可行性評價(jià)，從中選出最優(yōu)方案、
(3)技術(shù)設(shè)計(jì)、對已選定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析;確定機(jī)構(gòu)和零件的功能參數(shù)，必要時(shí)進(jìn)行模擬試驗(yàn)、現(xiàn)場測試;修改參數(shù)，計(jì)算零件的工作能力，進(jìn)而確定機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)尺寸，繪制設(shè)計(jì)總圖、
(4)施工設(shè)計(jì)、根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)的結(jié)果，考慮零件的工作能力和結(jié)構(gòu)工藝性，確定零件的形狀和結(jié)構(gòu)尺寸以及配合件間的公差;完成零部件及整機(jī)的全部工作圖;編寫有關(guān)技術(shù)文件、
(5)試制、試驗(yàn)、鑒定、所設(shè)計(jì)的機(jī)械能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能、滿足所提出的要求，其可靠性、經(jīng)濟(jì)性如何等，都須通過樣機(jī)的試驗(yàn)來加以驗(yàn)證、再經(jīng)過鑒定，進(jìn)行科學(xué)的評價(jià)以確定是否可以投產(chǎn)或進(jìn)行必要的改進(jìn)設(shè)計(jì)、
(6)定型產(chǎn)品設(shè)計(jì)、經(jīng)過試驗(yàn)和鑒定，對設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的修改后，可進(jìn)行小批量的試生產(chǎn)、經(jīng)過實(shí)際條件下的使用，將取得的數(shù)據(jù)和使用意見反饋回來，再進(jìn)一步修改設(shè)計(jì)，即定型產(chǎn)品設(shè)計(jì)，然后正式投產(chǎn)、
實(shí)際上整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的各個(gè)階段是互相聯(lián)系的，在某個(gè)階段發(fā)現(xiàn)問題后，必須返回到前面的有關(guān)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)的修改、整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)過程是一個(gè)不斷修改、不斷完善以至逐漸接近最佳結(jié)果的過程、
0.3機(jī)器應(yīng)滿足的基本要求
機(jī)器應(yīng)滿足的要求有以下幾個(gè)方面:
(1)具有預(yù)定功能的要求、所設(shè)計(jì)制造的機(jī)器必須實(shí)現(xiàn)預(yù)定的解決生產(chǎn)或生活問題的功能，這是機(jī)器設(shè)計(jì)的最基本出發(fā)點(diǎn)、為使所設(shè)計(jì)的機(jī)器具有預(yù)定功能，合理選擇機(jī)器的工作原理是最重要的、顯然，預(yù)定實(shí)現(xiàn)的功能不同，設(shè)計(jì)的要求也不同、
(2)經(jīng)濟(jì)性要求、機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合指標(biāo)，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用、銷售、維修、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)、總之，經(jīng)濟(jì)性要求就是在滿足功能要求的前提下使機(jī)器的總費(fèi)用最低、
(3)安全性要求、在機(jī)器的設(shè)計(jì)階段就必須對機(jī)器的使用安全予以足夠的重視、簡單地講，安全就是指使用機(jī)器的人的安全及機(jī)器工作時(shí)本身的安全、因此，要采取各種各樣的防護(hù)措施，如防護(hù)罩、過載保護(hù)裝置、連鎖閉合裝置等、
(4)可靠性要求、簡單地講，可靠性就是機(jī)器在使用中性能的穩(wěn)定性，是機(jī)器的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)、可靠性水平高，說明機(jī)器在使用過程中發(fā)生故障的概率小，能正常工作的時(shí)間長、
(5)操作使用方便的要求、機(jī)器的工作和人的操作密切相關(guān)、在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)必須注意操作要輕便省力、操作機(jī)構(gòu)要適應(yīng)人的生理?xiàng)l件、機(jī)器的噪聲要小、有害介質(zhì)的泄漏要少等、
此外，對有些機(jī)器還有一些特殊要求，如食品機(jī)械要防止污染、建筑機(jī)械要便于拆裝和搬運(yùn)、交通運(yùn)輸機(jī)械要重量輕等、設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，在滿足基本要求的前提下還要滿足這些特殊要求，以提高機(jī)器的使用性能和保證機(jī)器的工作質(zhì)量、
0.4本課程的研究對象、主要內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)
0.4.1本課程研究的對象及主要內(nèi)容
機(jī)械設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)使用要求，應(yīng)用各種有關(guān)的先進(jìn)科學(xué)理論和技術(shù)成果，創(chuàng)造一個(gè)在技術(shù)上盡可能先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、外形上美觀大方的具體機(jī)械、然而，本課程不可能涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容，也不是講某種機(jī)械的設(shè)計(jì)，而是介紹機(jī)械設(shè)計(jì)中的基本共性問題、由于機(jī)械零件是組成機(jī)械的基本單元，而通用機(jī)械零件又是在各種機(jī)械中都能經(jīng)常遇到的，因此，本課程將重點(diǎn)研究在一般工作條件下，通用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)方法、同時(shí)，也介紹這些零件的類型、特點(diǎn)、工作原理、失效形式、應(yīng)用范圍等方面的知識、具體內(nèi)容包括:
(1)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識、從機(jī)械的整體出發(fā)，闡述機(jī)械設(shè)計(jì)共性內(nèi)容，介紹有關(guān)的基礎(chǔ)理論、
(2)連接零件設(shè)計(jì)、介紹螺紋連接、軸轂連接的設(shè)計(jì)、
(3)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)、介紹帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、擺線針輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、
(4)軸系零部件設(shè)計(jì)、介紹軸、滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承和聯(lián)軸器、離合器以及制動(dòng)器的設(shè)計(jì)、
(5)其他零部件設(shè)計(jì)、主要介紹彈簧的設(shè)計(jì)、
(6)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主要介紹系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法、
(7)機(jī)械設(shè)計(jì)新方法、簡單介紹現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，包括可靠性設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、
0.4.2本課程的性質(zhì)和任務(wù)
本課程是一門論述機(jī)械設(shè)計(jì)理論，研究機(jī)械設(shè)計(jì)方法的課程、它是學(xué)習(xí)機(jī)械工程學(xué)、從事機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)、在教學(xué)計(jì)劃安排上，它起到由基礎(chǔ)理論課向工程專業(yè)課過渡的承上啟下的作用、它是綜合運(yùn)用先修課程的知識來解決機(jī)械工程中設(shè)計(jì)問題的技術(shù)基礎(chǔ)課、
本課程的主要任務(wù)有:
(1)培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，了解國家當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策、
(2)使學(xué)生掌握設(shè)計(jì)機(jī)械所必需的基本知識、基本理論和基本技能，具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和一般工作機(jī)的能力、同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力、
(3)培養(yǎng)學(xué)生具有正確運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊及其他有關(guān)技術(shù)資料的能力、
(4)使學(xué)生掌握典型零件的試驗(yàn)方法，獲得試驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練、
(5)使學(xué)生了解機(jī)械設(shè)計(jì)的新發(fā)展、
0.5本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法
由于本課程是一門綜合性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課，因此，在學(xué)習(xí)本課程時(shí)必須掌握本課程的特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)方法上應(yīng)盡快完成由單科向綜合、由抽象向具體、由理論到實(shí)踐的思維方式的轉(zhuǎn)變、在學(xué)習(xí)本課程時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)理論聯(lián)系實(shí)際、本課程研究的對象是各種機(jī)械中的零部件，只有從整機(jī)分析入手，才能設(shè)計(jì)出滿足實(shí)際要求的機(jī)械零部件，才能設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的機(jī)械、因此，無論是學(xué)習(xí)課程還是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)都必須了解機(jī)械的工作條件和要求，從方案選擇到參數(shù)選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都要聯(lián)系實(shí)際、
(2)抓住設(shè)計(jì)這條主線，掌握設(shè)計(jì)規(guī)律、本課程的內(nèi)容看似雜亂無章，但在設(shè)計(jì)時(shí)卻都要遵循相同的設(shè)計(jì)規(guī)律，這一規(guī)律表現(xiàn)在設(shè)計(jì)機(jī)械零部件時(shí)所考慮的問題及設(shè)計(jì)程序一般都是相同的，即類型選擇-工作原理-失效形式-設(shè)計(jì)準(zhǔn)則-計(jì)算方法-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只要抓住設(shè)計(jì)這條主線，就能把本課程的各章內(nèi)容貫穿起來、因此，學(xué)習(xí)本課程時(shí)一定要抓住設(shè)計(jì)這條主線，熟練掌握設(shè)計(jì)機(jī)械零部件的一般規(guī)律、
(3)培養(yǎng)解決工程實(shí)際問題的能力、進(jìn)行多因素的分析、設(shè)計(jì)參數(shù)多方案的選擇、經(jīng)驗(yàn)公式或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的選用及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在解決工程實(shí)際問題中是經(jīng)常遇到的問題，也是學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程中的難點(diǎn)、因此，在學(xué)習(xí)本課程時(shí)一定要盡快適應(yīng)這種情況，按解決實(shí)際問題的思維方法，努力培養(yǎng)自己的機(jī)械設(shè)計(jì)能力，特別是要學(xué)會不斷修改、逐步完善的設(shè)計(jì)方法、
此外，機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)往往受多種因素的制約，應(yīng)選出一個(gè)主要制約條件確定計(jì)算準(zhǔn)則，據(jù)此確定零件的尺寸后，再進(jìn)行其他制約條件的校核，使零件尺寸滿足所有制約條件、還有一點(diǎn)必須注意，就是機(jī)械零件的尺寸并不是完全都由計(jì)算得來的，而是在計(jì)算得到主要尺寸后，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定其余的所有尺寸、因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)也是非常重要的一個(gè)方面、
(4)綜合運(yùn)用先修課程的知識、本課程介紹的各種機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)，從分析研究到設(shè)計(jì)計(jì)算，直到完成零部件工作圖，都要用到多門先修課程的知識，因此，對有關(guān)先修課程要牢牢掌握，做到融會貫通、綜合應(yīng)用、
第1章機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識
內(nèi)容提要:強(qiáng)度準(zhǔn)則是機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則、本章主要介紹機(jī)械零件的主要失效形式、計(jì)算準(zhǔn)則，機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟，機(jī)械零件的材料及選用原則;機(jī)械零件承受靜應(yīng)力、對稱循環(huán)應(yīng)力、非對稱循環(huán)應(yīng)力、規(guī)律性非穩(wěn)定應(yīng)力和雙向變應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、
重點(diǎn)為機(jī)械零件在靜應(yīng)力、對稱循環(huán)應(yīng)力、非對稱循環(huán)應(yīng)力及規(guī)律性非穩(wěn)定應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、
1.1機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟
為了滿足機(jī)器的各項(xiàng)要求，必須以組成機(jī)器的機(jī)械零件的正確設(shè)計(jì)和制造為前提、零件設(shè)計(jì)的好壞，將對機(jī)器使用性能的優(yōu)劣起著決定性的作用、
由于零件種類不同，其具體的設(shè)計(jì)步驟也不一樣，但一般可按下列步驟進(jìn)行:
(1)類型選擇、根據(jù)使用條件、載荷性質(zhì)及尺寸大小選擇零件的類型、為此，必須對各種常用機(jī)械零件的類型、特點(diǎn)及適用范圍有明確的了解、
(2)受力分析、通過受力分析求出作用在零件上的載荷，以便進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、
(3)選擇材料、根據(jù)零件工作條件及受力情況，選擇合適的材料，并確定計(jì)算中的許用應(yīng)力等、
(4)確定計(jì)算準(zhǔn)則、根據(jù)失效分析，確定出零件的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則、
(5)理論設(shè)計(jì)計(jì)算、由設(shè)計(jì)準(zhǔn)則所得到的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，確定出零件的主要幾何尺寸和參數(shù)、
(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、根據(jù)功能要求、加工及裝配工藝性要求、強(qiáng)度要求等進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定出其結(jié)構(gòu)尺寸、
(7)精確校核、零件全部設(shè)計(jì)完成后，對有些重要的零件應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算，以判定結(jié)構(gòu)的合理性、
(8)繪制零件工作圖、理論設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最終都要通過零件工作圖體現(xiàn)出來、在工作圖上除了標(biāo)注詳細(xì)的零件尺寸外，還需要對零件的配合尺寸等標(biāo)注尺寸公差及必要的形位公差，標(biāo)注表面粗糙度及技術(shù)條件等、
(9)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、將設(shè)計(jì)計(jì)算的資料整理成簡練的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，作為技術(shù)文件之一備查、
1.2機(jī)械零件的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則
1.2.1機(jī)械零件的主要失效形式
機(jī)械零件在規(guī)定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，不能完成規(guī)定的功能稱為失效、常見
的失效形式主要有以下幾種、
1.整體斷裂
零件在載荷作用下，危險(xiǎn)截面上應(yīng)力大于材料的極限應(yīng)力而引起的斷裂稱為整體斷裂，如螺栓破斷、齒輪斷齒、斷軸等、整體斷裂分為靜強(qiáng)度斷裂和疲勞斷裂、靜強(qiáng)度斷裂是由于靜應(yīng)力過大產(chǎn)生的;疲勞斷裂是由于變應(yīng)力的反復(fù)作用產(chǎn)生的、機(jī)械零件整體斷裂失效的80%屬于疲勞斷裂、
2.表面破壞
表面破壞是發(fā)生在機(jī)械零件工作表面上的一種失效……
……
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