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1、洛陽(yáng)高專(zhuān)用,第9章 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論,91 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論,92 機(jī)械零件的強(qiáng)度,93 機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度,94 機(jī)械零件的耐磨性,95 機(jī)械制造常用材料及其選擇,96 公差與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系,97 機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,,,,,,,,,,,,機(jī)械設(shè)計(jì)部分的特點(diǎn)： “四多”關(guān)系多、要求多、公式多、圖表多 學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意：理論與實(shí)踐結(jié)合 重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),洛陽(yáng)高專(zhuān)用,91 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論,機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的要求： 在滿(mǎn)足預(yù)期功能的前提下，性能好、效率高、成本低，在預(yù)定使用期限內(nèi)安全可靠，操作方便、維修簡(jiǎn)單和 造型美觀等。,1. 機(jī)械
2、零件的失效： 機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作時(shí)，稱(chēng)為失效。,2. 工作能力----在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全工作的限度。通常此限度是對(duì)載荷而言，所以習(xí)慣上又稱(chēng)為：,承載能力。,一、 基本概念,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,（）零件的失效形式 1. 整體斷裂 1）一次擊裂：零件在一次性外力作用下，由于某 一危險(xiǎn)剖面上的應(yīng)力超過(guò)零件的 強(qiáng)度極限而發(fā)生的斷裂。,3. 強(qiáng)度----構(gòu)件在載荷作用下抵抗破壞的能力 4. 剛度----構(gòu)件在載荷作用下抵抗變形的能力 5. 穩(wěn)定性----構(gòu)件保持其原有平衡狀態(tài)的能力 6. 耐磨性----作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件工作表面抵抗磨損的能力,二 、 機(jī)械
3、零件的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,2）疲勞斷裂：零件在變應(yīng)力作用下，危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力大于零件的疲勞極限而發(fā)生的斷裂。 2. 過(guò)大的彈性變形; 如機(jī)床主軸。 3. 工作表面的過(guò)度磨損或損傷; 4. 正常工作條件被破壞引起的失效如帶傳動(dòng)等。,機(jī)械零件雖然有多種可能的失效形式，歸納起來(lái) 最主要的失效原因: 強(qiáng)度、剛度、耐磨性、振動(dòng)穩(wěn)定性、溫度等方面的影響。,（二）計(jì)算準(zhǔn)則,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,強(qiáng)度條件：計(jì)算應(yīng)力 許用應(yīng)力； 剛度條件：變形量許用變形量 歸納為： 防止失效的判定條件是：計(jì)算量 許用量 ----工作能力計(jì)算準(zhǔn)則。,三 、 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法,1. 設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)主要的失
4、效形式，運(yùn)用相應(yīng)的計(jì)算準(zhǔn)則確定零件的形狀和主要尺寸； 2. 校核計(jì)算：參照實(shí)物或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步擬定零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，然后用相關(guān)的準(zhǔn)則進(jìn)行驗(yàn)算。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,1)擬定零件的計(jì)算簡(jiǎn)圖; 2) 確定作用在零件上的載荷; 3) 選擇合適的材料; 4) 根據(jù)零件可能出現(xiàn)的失效形式，選用相應(yīng)的判 定條件，確定零件的形狀 ; 注意，零件尺寸的計(jì)算值一般并不是最 終采用的數(shù)值，設(shè)計(jì)者還要根據(jù)制造零件的工藝要求和標(biāo)誰(shuí)、規(guī)格加以圓整 5) 繪制工作圖并標(biāo)注必要的技術(shù)條件。,四、 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)步驟,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,載荷系數(shù)K----考慮各種附加載荷因素的影響。,名義載荷-----在理想的平穩(wěn)工作條件下
5、作用在零件上 的載荷。,92 機(jī)械零件的強(qiáng)度,計(jì)算載荷-----載荷系數(shù)與名義載荷的乘積。,計(jì)算應(yīng)力-----按計(jì)算載荷計(jì)算所得之應(yīng)力：,名義應(yīng)力-----按名義載荷計(jì)算所得之應(yīng)力。,強(qiáng)度判 定條件：,、, 、-----許用應(yīng)力,S-----安全系數(shù),lim、 lim -----極限應(yīng)力，由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。,然而在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，零件還會(huì)受到各種附加載荷，通常用引入,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,一、應(yīng)力的種類(lèi)（按應(yīng)力隨時(shí)間的變化特性分）,,,,,脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,r =0,靜應(yīng)力: =常數(shù),變應(yīng)力: 隨時(shí)間變化,平均應(yīng)力:,應(yīng)力幅:,,循環(huán)變應(yīng)力,變應(yīng)力的循環(huán)特性:,,對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力,r =-1,----脈
6、動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,----對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力,----靜應(yīng)力,min,,r =+1,靜應(yīng)力是變應(yīng)力的特例,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,二、靜應(yīng)力下的許用應(yīng)力,靜應(yīng)力下，零件材料的破壞形式：斷裂或塑性變形,對(duì)于塑性材料，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服極限S時(shí)，零件將發(fā)生明顯的塑性變形而影響其正常工作，即失效。 故取屈服極限S 作為極限應(yīng)力,許用應(yīng)力為：,對(duì)于脆性材料，直到斷裂也無(wú)明顯的塑性變形，斷裂是脆性材料破壞的唯一標(biāo)志，故取強(qiáng)度極限B 作為極限應(yīng)力,許用應(yīng)力為：,不管脆性材料或塑性材料，,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,三、變應(yīng)力下的許用應(yīng)力,變應(yīng)力下，零件的損壞形式是疲勞斷裂。疲勞斷裂具有以下特征：,1)疲勞斷裂的最大應(yīng)力遠(yuǎn)比靜應(yīng)力下材料的強(qiáng)度極限
7、 低，甚至比屈服極限低;,2)疲勞斷口均表現(xiàn)為無(wú)明顯塑性變形的脆性突然斷裂;,3) 疲勞斷裂是微觀損傷積累到一定程度的結(jié)果。 它的初期現(xiàn)象是在零件表面或表層形成微裂紋，這種微裂紋隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴(kuò)展，直至余下的未斷裂的截面積不足以承受外載荷時(shí)，就突然斷裂。疲勞斷裂不同于一般靜力斷裂，它是損傷到一定程度后，即裂紋擴(kuò)展到一定程度后，才發(fā)生的突然斷裂。 疲勞斷裂是與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(即使用期限或壽命)有關(guān)的斷裂此關(guān)系用疲勞曲線(xiàn)來(lái)描述。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,,,1、疲勞曲線(xiàn),由圖可知：應(yīng)力越小，試件能經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)就越多。試驗(yàn)表明，當(dāng) NN0以后，曲線(xiàn)趨于水平，可認(rèn)為在無(wú)限次循環(huán)時(shí)試件將不會(huì)斷裂。
8、,應(yīng)力與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 之間的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為：疲勞曲線(xiàn),N0 --循環(huán)基數(shù),N0 對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為：,當(dāng) N < N0 時(shí), 有近似公式：,對(duì)應(yīng)于循環(huán)次數(shù)N 的彎曲疲勞極限：,材料的疲勞極限,用-1表示材料在對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力下的彎曲疲勞極限。,式中：m為隨應(yīng)力狀態(tài)不同的冪指數(shù),洛陽(yáng)高專(zhuān)用,2、許用應(yīng)力,在變應(yīng)力，應(yīng)取材料的疲勞極限作為極限應(yīng)力。 再引人應(yīng)力集中系數(shù)k、尺寸系數(shù)和表面狀態(tài)系數(shù)等。,當(dāng)應(yīng)力是對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化時(shí)，許用應(yīng)力為：,當(dāng)應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變化時(shí)，許用應(yīng)力為：,0 為材料的脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限，S為安全系數(shù)。,有限壽命時(shí)，用-1N代入得：,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,四、安全系數(shù) 安全系數(shù)定得正確與否對(duì)零件尺寸有
9、很大影響,1）靜應(yīng)力下，塑性材料的零件：S =1.2.5 鑄鋼件：S =1..5,S,典型機(jī)械的 S 可通過(guò)查表求得。 無(wú)表可查時(shí)，按以下原則?。? 零件尺寸大，結(jié)構(gòu)笨重。,S, 可能不安全。,）靜應(yīng)力下，脆性材料，如高強(qiáng)度鋼或鑄鐵： S =34,3）變應(yīng)力下， S =1.31.7 材料不均勻，或計(jì)算不準(zhǔn)時(shí)?。?S =1.72.5,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,,93 機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度,若兩個(gè)零件高副接觸，受載后，由于變形其接觸處 為一小面積，通常此面積甚小而表層產(chǎn)生的局部應(yīng)力 卻很大，這種應(yīng)力稱(chēng)為接觸應(yīng)力。這時(shí)零件強(qiáng)度稱(chēng)為 接觸強(qiáng)度。,機(jī)械零件的接觸應(yīng)力通常是隨時(shí)間作周期性變化的，在載
10、荷重復(fù)作用下，首先在表層內(nèi)約20m處產(chǎn)生初始疲勞裂紋，然后裂紋逐漸擴(kuò)展(潤(rùn)滑油被擠迸裂紋中將產(chǎn)生高壓，使裂紋加快擴(kuò)展，終于使表層金屬呈小片狀剝落下來(lái)，而在零件表面形成一些小坑 ，這種現(xiàn)象稱(chēng)為疲勞點(diǎn)蝕。發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕后，減小了接觸面積，損壞了零件的光滑表面，因而也降低了承載能力 。,,,,失效形式常表現(xiàn)為：,疲勞點(diǎn)蝕,后果：減少了接觸面積、損壞了零件的光滑表面、降低了承載能力、引起振動(dòng)和噪音。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,由彈性力學(xué)可知，應(yīng)力為：,對(duì)于鋼或鑄鐵取泊松比： 1=2==0.3 , 則有簡(jiǎn)化公式。,上述公式稱(chēng)為赫茲(HHertz)公式,“+”用于外接觸， “-”用于內(nèi)接觸。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,H ------
11、-最大接觸應(yīng)力或赫茲應(yīng)力;,b -------接觸長(zhǎng)度;,Fn -------作用在圓柱體上的載荷;,-----綜合曲率半徑;,-----綜合彈性模量; E1、 E2 分別為兩 圓柱體的彈性模量。,接觸疲勞強(qiáng)度的判定條件為：,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,94 機(jī)械零件的耐磨性,運(yùn)動(dòng)副中，摩擦表面物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損。 零件抗磨損的能力稱(chēng)為耐磨性。,磨損,間隙、,精度、,效率、,振動(dòng)、,沖擊、,噪音,磨損的主要類(lèi)型 ：,1）磨粒磨損,2）粘著磨損(膠合磨損),在滾動(dòng)或兼有滑動(dòng)和滾動(dòng)的高副中，如凸輪、齒輪等，受載時(shí)材料表層有很大的接觸應(yīng)力。當(dāng)載荷重復(fù)作用時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)表層金屬呈小片狀剝落，而在零件表面形成
12、小坑，這種現(xiàn)象稱(chēng)為疲勞磨損或疲勞點(diǎn)蝕。,在摩擦過(guò)程申，與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的磨損，稱(chēng)為腐蝕磨損,硬質(zhì)顆?；蚰Σ帘砻嫔嫌驳耐狗?，在摩擦過(guò)程中引起的材料脫落現(xiàn)象稱(chēng)為磨粒磨損 。硬質(zhì)顆粒可能是零件本身磨損造成的金屬微粒，也可能是外來(lái)的塵土雜質(zhì)等。摩擦面間的硬粒，能使表面材料脫落而留下溝紋。,加工后的零件表面總有一定的粗糙度。摩擦表面受載時(shí)，實(shí)際上只有部分峰頂接觸，接觸處壓強(qiáng)很高，能使材料產(chǎn)生塑性流動(dòng)。若接觸處發(fā)生粘著，滑動(dòng)時(shí)會(huì)使接觸表面材料由一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面，這種現(xiàn)象稱(chēng)為粘著磨損(膠合磨損)。所謂材料轉(zhuǎn)移是指接觸表面擦傷和撕脫，嚴(yán)重時(shí)摩擦表面能相互咬死。,3）疲勞磨損(疲勞點(diǎn)蝕
13、),4） 腐蝕磨損,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,實(shí)用耐磨計(jì)算是限制運(yùn)動(dòng)副的壓強(qiáng)p，即:,p p p由實(shí)驗(yàn)或同類(lèi)機(jī)器使用經(jīng)驗(yàn)確定,相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，還應(yīng)考慮運(yùn)動(dòng)副單位時(shí)間單位接觸面積的發(fā)熱量 f p v 。在摩擦系數(shù)一定的情況下，可將 p v 值與許用的 p v 值進(jìn)行比較。即:,p v p v ,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,95 機(jī)械制造常用材料及其選擇,機(jī)械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵，其次是有色金屬合金。非金屬材料如塑料、橡膠等 。,一、金屬材料,1.鑄鐵：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。,鑄鐵,常用金屬材料,鋼,銅合金,,----含碳量2%,----含碳量 2%,鐵碳合金,,特點(diǎn)：良好的液態(tài)流動(dòng)性，可鑄造成形
14、狀復(fù)雜的零件。 較好的減震性、耐磨性、切削性（指灰鑄鐵）、成本低廉。,應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。,H T Q T K T （+該材料的強(qiáng)度極限）,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,2.鋼,,按用途分,,結(jié)構(gòu)鋼：各種機(jī)械零件、工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件,工具鋼：量具、刃具、模具,特殊鋼：如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼,按化學(xué)成份分,,炭素鋼,合金鋼,按冶金質(zhì)量分,,普通鋼：含硫、磷雜質(zhì)較多,優(yōu)質(zhì)鋼：含硫、磷雜質(zhì)較少,,低炭鋼 含碳量< 0.25%,中炭鋼 含碳量0.250.5%,高炭鋼 含碳量0.55%,鋼有如下分類(lèi)辦法：,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,特點(diǎn)：與鑄鐵相比，鋼具有高的強(qiáng)度、韌性和塑性?？捎脽崽幚矸椒ǜ纳破淞W(xué)性能和
15、加工性能。,零件毛坯獲取方法：鍛造、沖壓、焊接、鑄造等。,應(yīng)用：應(yīng)用范圍極其廣泛。,選用原則：“價(jià)格便宜且供應(yīng)充分,我國(guó)資源豐富 ” 優(yōu)選碳素鋼，其次是硅、錳、硼、釩類(lèi)合金鋼。,牌號(hào)：1)對(duì)于普通炭素結(jié)構(gòu)鋼，用屈服極限來(lái)描述，如牌號(hào)Q215表示屈服極限S215MPa 的普通炭素結(jié)構(gòu)鋼; 2)對(duì)于優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼，用兩位數(shù)字來(lái)描述，如20兩位數(shù)字表示該材料含炭量的萬(wàn)分之幾，如45表示含炭量為45優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼，讀為45號(hào)鋼； 3）合金鋼，直接在優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼后加合金元素,如40Cr,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,3.銅合金,-銅鋅合金，并含有少量的錳、鋁、鎳,特點(diǎn)：具有良好的塑性和液態(tài)流動(dòng)性。青銅合金還
16、具有良好的減摩性和抗腐蝕性。,零件毛坯獲取方法：輾壓、鑄造。,應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣泛。,種類(lèi),青銅,黃銅,軸承合金（巴氏合金）,-含錫青銅、不含錫青銅,,二、非金屬材料,1. 橡膠 橡膠富于彈性，能吸收較多的沖擊能量。常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動(dòng)的膠帶等。硬橡膠可用于制造用水潤(rùn)滑的軸承襯。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,2. 塑料 塑料的比重小，易于制成形狀復(fù)雜的零件，而且各種不同塑料具有不同的特點(diǎn)，如耐蝕性、絕熱性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等，所以近年來(lái)在機(jī)械制造中其應(yīng)用日益廣泛。,3.其它非金屬材料：皮革、木材、紙板、棉、絲等。,選材因素：,設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，選擇合適的材料是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì)
17、者應(yīng)根據(jù)零件的用途、工作條件和材料的物理、化學(xué)、機(jī)械和工藝性能以及經(jīng)濟(jì)因素等進(jìn)行全面考慮。,用途、工作條件、物理、化學(xué)、機(jī)械工藝性能、經(jīng)濟(jì)性。,零件材料,各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國(guó)標(biāo)、行標(biāo)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。,為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便，應(yīng)盡量縮減材料的品種。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,最小極限尺寸：零件滿(mǎn)足互換性要求的最小允許尺寸；,最大極限尺寸：零件滿(mǎn)足互換性要求的最大允許尺寸；,尺寸誤差 ：實(shí)際尺寸與理論設(shè)計(jì)尺寸之差；,上偏差 ：最大極限尺寸與基本尺寸之差；符號(hào)：ES,es,下偏差 ：最小極限尺寸與基本尺寸之差；符號(hào)：EI,ei,尺寸公差：最大極限尺寸與最小
18、極限尺寸之差；即 允許的尺寸變動(dòng)量。,公差=Lmax- Lmin,=ES-EI,=es-ei,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,零線(xiàn)：代表基本尺寸所在位置的一條直線(xiàn)；,公差帶：由代表上、下偏差的兩條直線(xiàn)所限定的區(qū)域；,國(guó)標(biāo)規(guī)定：孔與軸各有28個(gè)，分別用如下符號(hào)表示：,孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC,軸：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc,基本偏差：標(biāo)準(zhǔn)表列的，用于確定公差帶相對(duì)于零線(xiàn)位置的上偏差或下偏差，一般為靠近零線(xiàn)的那個(gè)偏
19、差。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC,軸：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc,基本偏差系列,呈正態(tài)分布,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,配合：基本尺寸相同，相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間 的關(guān)系；,間隙或過(guò)盈：孔的尺寸減去相配合軸的尺寸所得代數(shù)差；,間隙：代數(shù)差為“+”， 孔軸;,過(guò)盈：代數(shù)差為“-”， 孔<軸;,公差等級(jí)：國(guó)標(biāo)規(guī)定了20個(gè)等級(jí)，用阿拉伯?dāng)?shù)字：0 01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1
20、2 13 14 15 16 17 18表示。,標(biāo)記方法：公差帶符號(hào)后跟阿拉伯?dāng)?shù)字表示。如：H7。,常用公差等級(jí)的應(yīng)用,4、5級(jí)用于特別精密的零件；,6、7、8級(jí)用于重要的零件；,8、9級(jí)用于中速及中等精度要求的零件；,10、11級(jí)用于低速、低精度的零件?？芍苯硬砂舨摹⒐懿?、精密鍛件而不用切削加工。,,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,配合類(lèi)型,間隙配合,過(guò)渡配合,過(guò)盈配合,,孔軸，用于可動(dòng)聯(lián)接，如活動(dòng)鉸鏈；,孔<軸，用于靜聯(lián)接，如火車(chē)輪與軸。,可能有間隙，也可能具有過(guò)盈。用于 要求具有良好的同軸性而又便于拆裝 的靜聯(lián)接，如齒輪與軸；,最大間隙: Xmax = 孔max-軸min,最小間隙: Xmin = 孔min-
21、軸max,最大過(guò)盈: Ymax = 孔min-軸max,最小過(guò)盈： Ymin = 孔max-軸min,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,間隙配合,過(guò)盈配合,過(guò)渡配合,,,Xmin= 0,Ymin= 0,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,配合 基準(zhǔn)制,基孔制配合：孔是基準(zhǔn)孔，下偏差EI=0， 代號(hào)為:H ， 通過(guò)改變軸的公差帶來(lái)獲得各種不同的配合特性。,基孔制配合,基軸制配合,,應(yīng)用廣泛 ，可減少孔加工刀具,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,基軸制配合：軸是基準(zhǔn)軸，上偏差es=0， 代號(hào)為:h ， 通過(guò)改變孔的公差帶來(lái)獲得各種不同的配合特性。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,基孔制常用與優(yōu)先配合的選用,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,基軸制常用與優(yōu)先配合的選用,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,二、 表面粗糙度,
22、,中線(xiàn),定義：零件表面的微觀幾何形狀誤差稱(chēng)為表面粗糙度,特征：加工后零件表面留下的微細(xì)而凹凸不平的刀痕。,評(píng)定參數(shù)：輪廓算術(shù)平均偏差----取樣長(zhǎng)度l內(nèi)，被測(cè)輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線(xiàn)偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值：,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,Ra愈小，零件的加工成本愈高。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,表面粗糙度對(duì)零件功能有重要的影響。例如：,1. 對(duì)摩擦磨損的影響,,零件表面愈粗糙，摩擦系數(shù)愈大。但光滑到一定程度時(shí)，潤(rùn)滑油被擠出，產(chǎn)生親和力反而使摩擦系數(shù)增大。,2. 對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響,零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使疲勞強(qiáng)度降低。,3. 對(duì)耐腐蝕的影響,4. 對(duì)結(jié)合處密封性能的影響,5. 對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響等等,零件表
23、面愈粗糙，在刀痕根部愈容易產(chǎn)生腐蝕滲透。,零件表面愈光滑，密封性能愈好。,零件表面愈粗糙，振動(dòng)和噪聲愈大。如滾動(dòng)軸承。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,三、 優(yōu)先數(shù)系,優(yōu)先數(shù)系是國(guó)際上統(tǒng)一的數(shù)值分級(jí)制度，是一種無(wú)量綱的分級(jí)系數(shù)，適用于各種量值的分級(jí)。在確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時(shí)，應(yīng)該最大限度采用。,產(chǎn)品的主要參數(shù)如型號(hào)、直徑、轉(zhuǎn)速、承載量和功率等按優(yōu)先數(shù)系形成系列，便于組織生產(chǎn)和降低成本，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。,GB321-80規(guī)定了四個(gè)優(yōu)先數(shù)系的基本系列：,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,,,,,,,,,,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,97 機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化,一、工藝性,零件設(shè)計(jì)要求,使用要求----具備所要求的工作能力；,制造要求-
24、---制造工藝可行，成本低；,,零件工藝性良好的標(biāo)志： 在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工而加工費(fèi)用又很低。,工藝性的基本要求： 1) 毛坯選擇合理,制備方法：選用型材、鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。,毛坯選擇與生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性有關(guān)。,單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選用棒料、板材、型材或焊件。,大批量生產(chǎn)時(shí)，往往選用鑄造、鍛造、沖壓等方法。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,2) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理,最好采用平面、柱面、螺旋面等簡(jiǎn)單表面及其組合；,盡量減少加工面數(shù)和加工面積；,3) 合理的制造精度和表面粗糙度,零件的加工成本隨精度和表面粗糙度的提高而急劇增加。決不能盲目追求高精度，應(yīng)在滿(mǎn)足使用要求的前提下，盡量采用較低的
25、精度和表面質(zhì)量。,盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件。,增加相同形狀、相同元素（直徑、圓角半徑、配合、螺紋、鍵、齒輪模數(shù)等）的數(shù)量；,4) 盡量減小零件的加工量,毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力求使用少或無(wú)切削加工，節(jié)約材料、降低成本。,盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金等先進(jìn)工藝滿(mǎn)足上述要求。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,二、標(biāo)準(zhǔn)化,內(nèi)容： 1)產(chǎn)品品種規(guī)格的系列化 將同一類(lèi)產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等依次分檔，制成系列化產(chǎn)品，以較少的規(guī)格品種滿(mǎn)足用戶(hù)的廣泛要求。,定義：標(biāo)準(zhǔn)化是在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會(huì)實(shí)踐中，對(duì)重復(fù)事務(wù)和概念，通過(guò)制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，以獲得最佳秩序和效益。,2
26、)零部件的通用化 將用途、結(jié)構(gòu)相近的零部件（如軸承、螺栓等），經(jīng)過(guò)統(tǒng)一后實(shí)現(xiàn)互換；,3)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化 要保證產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量合格和穩(wěn)定，就必須做好設(shè)計(jì)、加工工藝、裝配檢驗(yàn)、包裝儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化。,洛陽(yáng)高專(zhuān)用,基本特征：統(tǒng)一、簡(jiǎn)化。,意義： 1)制造上可以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化大批量生產(chǎn)，既可提高產(chǎn)品質(zhì)量，又能降低成本；,2)設(shè)計(jì)方面可減少設(shè)計(jì)工作量；,3)管理維修方面可減少庫(kù)存量，便于更換損壞的零件。,標(biāo)準(zhǔn)化是組織社會(huì)化大生產(chǎn)的重要手段，是實(shí)施科學(xué)管理的基礎(chǔ)，也是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求之一。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施，以獲得最佳的社會(huì)經(jīng)濟(jì)成效。,標(biāo)準(zhǔn)層次：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。,推薦性標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）----鼓勵(lì)企業(yè)自愿采用。,標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì),強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)（GB）----必須強(qiáng)制執(zhí)行；,,作為設(shè)計(jì)人員，要求必須熟悉現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)會(huì)查詢(xún)和使用標(biāo)準(zhǔn)資料。無(wú)論設(shè)計(jì)何種產(chǎn)品，必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。,
機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論改.ppt
