机械设计基础知识

机械设计 机械设计基础知识 第一份，机械设计基础知识，详细的总结了机器机械零件，常用材料选用原则。应力的分类，应力性质，对称应力下疲劳强度的计算，摩擦，磨损，润滑。

机械设计基础知识

• 机器
  • 机器的组成
    • 原动力部分
      • 驱动整部机器完成预订功能的动力源
    • 传动部分
      • 用来完成运动形式、运动及动力参数转变
    • 执行部分
      • 用来完成机器预订功能的组成部分
    • 测控系统
    • 辅助系统
  • 设计机器一般程序
    • 计划
      • 方案设计
        • 技术设计
          • 技术文件的编制
  • 对机器的主要要求
    • 使用功能要求
      • 机器应具有预订的使用功能
    • 经济性要求
      • 追求高性价比
      • 方式
        • 使用现代设计方法
        • 尽量使用标准件
        • 使用新技术
        • 合理设计组织和制造过程
        • 合理设计机械结构
    • 劳动保护和环境保护要求
    • 寿命和可靠性要求
      • 可靠度
        • 在规定的时间内，给定的环境中机器能够正常工作的概率
    • 其他专用要求
  • 机器零件的主要失效形式
    • 整体断裂
      • 危险截面的应力超过零件强度极限发生的断裂
        • 如螺栓断裂、齿轮轮齿根部断裂
    • 过大的残余变形
      • 零件上的应力超过材料上的屈服极限
        • 如齿体塑性变形
    • 零件的表面破坏
      • 腐蚀、接触疲劳
      • 磨损
        • 两个接触表面作相对运动的过程中表面物质丧失或转移的现象
    • 破坏正常工作引起的失效
      • 有些零件只有在正常工作下才会正常工作
  • 设计零件的基本要求
    • 避免在预定期内失效的要求
      • 强度
        • 零件在工作中发生断裂或不允许的残余变形属于强度不足
          • 抵抗破坏
      • 刚度
        • 零件在工作时所产生的弹性变形不超过允许的限度称满足刚度要求
          • 抵抗变形
      • 寿命
        • 零件正常持续工作的时间称为零件的寿命
    • 结构工艺性要求
    • 经济性要求
      • 材料成本
      • 加工成本
    • 质量小的要求
      • 节约材料
      • 改善动力性能
    • 可靠性要求
  • 机械零件的设计准则
    • 强度准则
      • 零件应力σ不得超过允许的限度［σ］
    • 刚度准则
      • 零件在载荷作用下弹性变形量y不允许超过许用值［y］
    • 寿命准则
    • 振动稳定性准则
      • 固有频率0.85f＞振源频率fp 固有频率1.15f＜振源频率fp
    • 可靠性准则
      • 可靠度R＝幸存零件N/所有零件N0
• 机械零件常用材料、选用原则
  • 选用原则
    • 使用要求
    • 工艺要求
    • 维修性要求
  • 材料对应零件
• 应力性质
  • 正应力σ
  • 剪应力τ
• 应力的分类
  • 静应力 r＝+1
  • 变应力（知二求五）
    • 稳定
      • 对称循环
        • r=-1
      • 非对称循环
        • -1＜r＜1
      • 脉动循环
        • r=0
    • 非稳定
      • 有规律
        • 疲劳累积损伤准则
      • 无规律
• 对称应力下疲劳强度的计算
  • 疲劳破坏
    • 定义：在远低于材料σB的循环应力作用下，工程材料发生破坏的现象
    • 特点
      • 发生在循环应力多次作用的情况下
      • 常无明显塑性变形
      • 应力远小于材料的疲劳应力
      • 对材料的组成、零件的形状、尺寸、表面状态、使用条件及外界环境非常敏感
  • 影响疲劳极限的因素
    • 应力集中
    • 绝对尺寸
    • 表面状态
    • 综合疲劳系数
• 摩擦
  • 内摩擦
  • 外摩擦
    • 静摩擦
    • 动摩擦
      • 滑动摩擦
        • 干摩擦
        • 边界摩擦
          • λ＜1
        • 混合摩擦
          • 1＜λ＜3
        • 流体摩擦
          • λ＞3
      • 滚动摩擦
• 磨损
  • 阶段
    • 磨合阶段
    • 稳定磨损阶段
    • 剧烈磨损阶段
  • 分类
    • 粘附磨损
    • 磨粒磨损
    • 疲劳磨损
    • 腐蚀磨损
• 润滑
  • 作用
    • 降低摩擦，减小磨损，吸振，防锈，散热
  • 方式
    • 油润滑
      • 滴油润滑
      • 油环润滑
      • 飞溅润滑
      • 压力循环润滑
    • 脂润滑