机械规划的准则及一般进程

　　2.机械规划根本准则及一般进程 2.机械规划根本准则及一般进程 §2-1 机器的组成 §2-2 规划机器的一般程序 §2-3 对机器的首要要求 §2-4 机械零件的首要失效方式 §2-5 规划机械零件时应满意的根本要求 §2-6 机械零件的核算准则 §2-7 机械零件的规划办法 §2-8 机械零件规划的一般进程 §2-9 机械零件资料的选用准则 §2-10 机械零件规划中的规范化 §2-11 机械常用资料及选用准则 机器的组成 光滑、显现、 光滑、显现、照明等辅佐体系 原动机部分 传感器 传动部分 传感器 履行部分 传感器 控 制 系 统 规划机器的一般程序 清晰构形要求 技能规划 计划阶段 提出使命 全体结构规划 需求剖析 点评 规划使命书 确认使命要求 确认全体计划 机器功用剖析 部装图 功用原理规划 点评 编制技能文件 零部件规划 零件图 总装图 计划规划 文件编制 原理图 点评—选定计划 点评 选定计划 说明书、明细表 说明书、 对机器的首要要求 运用功用要求 经济性要求 劳动保护要求 牢靠性要求 其它专用要求 进步运用经济指标的首要途径： 进步规划和制作经济指标的首要途径： 进步运用经济指标的首要途径： 进步规划和制作经济指标的首要途径： 机器的牢靠度R， 机器的牢靠度 ，指在规则的运用时间 1）合理进步机械化、，优化规划， 选用现代规划办法，优化规划， ）合理进步机械化、自动化水平 选用现代规划办法自动化水平， 寿数）内和预订的环境条件下， （寿数）内和预订的环境条件下，机器 进步机器的出产功率。 确保牢靠性。 进步机器的出产功率。 确保牢靠性。 可以正常作业的概率。 可以正常作业的概率。 劳动保护有两层意义： 劳动保护有两层意义： 2）选用高效传动体系，削减中心环” 进步“规范化、 ）选用高效传动体系， 进步“规范化 为： 机器失效的概率F为系列化、通用化” 机器失效的概率 、系列化、通用化 的程度。 下降能源消耗。 节，下降能源消耗。 的程度。 1）使机器的操作者便利和安全。 ）使机器的操作者便利和安全。 F=1-R 3）选用新技能、新工艺、新结构、 恰当选用防护和光滑， ）选用新技能、新工艺、新结构、 恰当选用防护和光滑，延伸机器 2）改进操作者及机器的环境。 ）改进操作者及机器的环境。 机器出厂时现已存在的牢靠性叫做机器 新资料。 的运用寿数。 新资料。 。 的运用寿数 固有牢靠性。 的固有牢靠性。 4）合理安排规划和制作进程。 选用牢靠的密封， ）合理安排规划和制作进程。 选用牢靠的密封，削减或消除渗 考虑到用户的人为要素， 考虑到用户的人为要素，已出厂的机器 漏现象。 漏现象。 5）改进零件结构工艺性，使其用料 ）改进零件结构工艺性， 正确地完结预订功用的概率， 正确地完结预订功用的概率，叫做机器 易加工、。 少、易加工、易安装。 运用牢靠性。 的运用牢靠性易安装。 机械零件的首要失效方式 （一）全体开裂 全体开裂是指零件在载荷作用下， 全体开裂是指零件在载荷作用下，其风险截面的应力超越零件的 强度极限而导致的开裂，或在变应力作用下， 强度极限而导致的开裂，或在变应力作用下，风险截面发生的疲惫断 裂。 齿轮轮齿开裂 轴承内圈开裂 机械零件的首要失效方式 （二）过大的剩余变形 当作用于零件上的应力超越了资料的屈从极限， 当作用于零件上的应力超越了资料的屈从极限，零件将发生剩余 变形。 变形。 齿轮齿面塑形变形 轴承外圈塑性变形 机械零件的首要失效方式 （三）零件的外表损坏 零件的外表损坏首要是腐蚀、磨损和触摸疲惫（点蚀）。 零件的外表损坏首要是腐蚀、磨损和触摸疲惫（点蚀）。 轴瓦磨损 齿面触摸疲惫 机械零件的首要失效方式 （四）损坏正常作业条件引起的失效 有些零件只要在必定的作业条件下才干正常的作业， 有些零件只要在必定的作业条件下才干正常的作业，如： 液体冲突的滑动轴承，只要在存在完好的光滑油膜时才干正常作业。 液体冲突的滑动轴承，只要在存在完好的光滑油膜时才干正常作业。 带传动只要在传递的有用圆周力小于临界冲突力时才干正常作业。 带传动只要在传递的有用圆周力小于临界冲突力时才干正常作业。 高速滚动的零件， 高速滚动的零件，只要在转速与滚动件体系的固有频率避开一个恰当 的距离才干正常作业。 的距离才干正常作业。 零件在作业时会发生哪一种失效，这与零件的作业环境、 零件在作业时会发生哪一种失效，这与零件的作业环境、载荷性 质等许多要素有关。 质等许多要素有关。 有核算结果表明，一般机械零件的失效首要是因为疲惫、磨损、 有核算结果表明，一般机械零件的失效首要是因为疲惫、磨损、 腐蚀等要素引起。 腐蚀等要素引起。 规划机械零件时应满意的根本要求 机器是由各式各样的零部件组成的，要使所规划的机器满意基 机器是由各式各样的零部件组成的， 本要求，就有必要使组成机器的零件满意以下要求： 本要求，就有必要使组成机器的零件满意以下要求： 避免在预订寿数期内失效的要求 应确保零件有满意的强度、刚度、寿数。 应确保零件有满意的强度、刚度、寿数。 结构工艺性要求 规划的结构应便于加工和安装。 规划的结构应便于加工和安装。 经济性要求 零件应有合理的出产加工和运用保护的本钱。 零件应有合理的出产加工和运用保护的本钱。 质量小的要求 质量小则可节省资料，质量小则灵敏、简洁。 质量小则可节省资料，质量小则灵敏、简洁。 牢靠性要求 应下降零件发生毛病的可能性（概率）。 应下降零件发生毛病的可能性（概率）。 机械零件的规划准则 规划零件时，首要应依据零件的失效方式确认其规划 规划零件时，首要应依据零件的失效方式确认其规划 失效方式确认其 准则以及相应的规划核算办法。 准则以及相应的规划核算办法。 以及相应的规划核算办法 规划准则 强度准则 刚度准则 寿数准则 振荡稳定性 准则 牢靠性准则 核算公式 σ≤σlim/S y≤[y] 满意额外寿数 0.85f fp或 1.15ffp R=N/N0 失效方式 典型零部件 开裂、疲惫损坏、 齿轮、 开裂、疲惫损坏、残 轴、齿轮、带 余塑性变形 轮等 弹性变形 腐蚀、磨损、 腐蚀、磨损、 外表疲惫 共振发生的 作业异常 轴、蜗杆等 滚动轴承等 滚动轴承、 滚动轴承、齿 轮、滑动轴承 避免失效的断定条件是： 避免失效的断定条件是： 核算量 ----作业能力核算准则 作业能力核算准则。 核算量许用量 ----作业能力核算准则。 机械零件规划的一般进程 挑选零件类型、 挑选零件类型、结构 核算零件上的载荷 确认核算准则 挑选零件的资料 确认零件的根本尺度 结构规划 校核核算 画出零件作业图 写出核算说明书 机械零件规划中的规范化 规范化便是要经过对零件的尺度、结构要素、资料功能、规划办法、 规范化便是要经过对零件的尺度、结构要素、资料功能、规划办法、制图要 求等，拟定出我们一起恪守的规范。 求等，拟定出我们一起恪守的规范。 规范化的好处： 规范化的好处： 规范化有利于确保产品质量，减轻规划作业量， 规范化有利于确保产品质量，减轻规划作业量，便于零部件的交换和安排 专业化的大出产，以下降出产本钱。 专业化的大出产，以下降出产本钱。 与规划有关的规范: 与规划有关的规范 国际规范 国家规范 行业规范 企业规范等 GB JB、HB 、 QB 如： ISO 国标分为： 国标分为：强制规范和引荐规范 强制性国家规范：代号为 为规范序号) 为同意时代) 强制性国家规范：代号为GB ××××(为规范序号 －××××(为同意时代 为规范序号 为同意时代 强制性国标有必要严厉遵照履行，不然便是违法。 强制性国标有必要严厉遵照履行，不然便是违法。 引荐性国家规范：代号为 ／ 引荐性国家规范：代号为GB／T ××××－××××，这类规范占整个国标 中的绝大多数。如无特别理由和特别需要，有必要恪守这些国标， 中的绝大多数。如无特别理由和特别需要，有必要恪守这些国标，以期获得事半 功倍的作用。 功倍的作用。 机械零件常用资料及其选用 一、常用资料 功能：强度很高、 功能：强度很高、塑 性较好、 性较好、可接受很大载荷 ，且可进行热处理以进步 和改进其机械功能 ； 种类：碳钢、 种类：碳钢、合金钢 铸钢、 、铸钢、锻钢等 功能：杰出的铸造、 功能：杰出的铸造、切削 加工、抗末、 加工、抗末、抗压和件镇功能 且价格低价； ，且价格低价； 种类：灰铸铁、 种类：灰铸铁、球墨铸铁 及特别功能铸铁等 ２．铸铁 １．钢 常用 资料 ３．有色金属合金 ４．非金属资料 功能：依据资料种类的不同， 功能：依据资料种类的不同， 具有一些特别的功能， 具有一些特别的功能，如耐腐蚀 、绝缘、耐磨等； 绝缘、耐磨等； 种类：工程塑料、橡胶、 种类：工程塑料、橡胶、石 木材、陶瓷、复合资料等； 墨、木材、陶瓷、复合资料等； 功能：具有某些特别功能， 功能：具有某些特别功能， 如杰出的减摩性、耐腐蚀性、 如杰出的减摩性、耐腐蚀性、导 电导热性等； 电导热性等； 种类：铜合金、 种类：铜合金、铝合金等 机械零件资料的挑选准则 １．运用要求 首要包含机械功能 物理功能、 、物理功能、化学功能 和吸振功能等； 和吸振功能等；挑选时 应依据运用的要求， 应依据运用的要求，满 足首要、 足首要、统筹一般 ２．制作工艺要求 应使零件的制 造加工办法简洁、 造加工办法简洁、 易于完成， 易于完成，如铸造 件应挑选热熔状况 时易于活动等功能 ３．经济性要求 在满意运用要求的 前提下， 前提下，尽量选用价格 低价的资料， 低价的资料，一起还应 考虑到运用和保护简洁 、费用低一级问题 现代机械规划办法 因为规划办法学(Design methodology)和 因为规划办法学 和 发明办法学(Creation methodology)的敏捷 发明办法学 的敏捷 开展， 开展，机械产品的规划作业发生了质的变 呈现了一系列新兴学科分支，首要有： 化，呈现了一系列新兴学科分支，首要有： 规划办法学 优化规划(Optimal design) 优化规划 价值工程(Value engineering) 价值工程 核算机辅佐规划(CAD)、 核算机辅佐规划 、 牢靠性规划(Reliability design) 牢靠性规划 工业艺术造型规划(Visual design) 工业艺术造型规划 模块化规划(Modular design) 模块化规划 反求工程(Inverse 反求工程(Inverse engineering) 有限元法(Finite element method) 有限元法 机械动态规划(Dynamic design) 机械动态规划 等等。 等等。