第二章 机械设计总论.ppt

即： 零件可靠度的另一个指标：平均工作时间 失效前的平均工作时间（MTTF)（不可修复零件） 平均故障间隔时间（MTBF）（可修复零件） MTBF=1/λ II l(t) t I III 失效率λ与时间t的关系: 浴盆曲线 第I阶段: 早期失效阶段 第II阶段: 正常使用阶段 第III阶段: 损坏阶段 MTBF与λ的关系为: 第三十页，共四十八页，2022年，8月28日 §2-7 机械零件的设计方法 常规设计方法是指采用一定的理论分析和计算，结合人们在长期的设计和生产实践中总结出的方法、公式、图表等进行设计的方法。 机械零件的设计方法 常规设计方法 现代设计方法 理论设计 经验设计 模型实验设计 1) 理论设计 ----根据长期的总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计。 第三十一页，共四十八页，2022年，8月28日 以受拉杆为例，强度计算公式为： σ ≤ σlim/S 或 F/A ≤ σlim/S F----拉力， A----截面积。 设计计算： A≥ FS/ σlim 校核计算有四种可选方式： σ = F/A ≤ [σ] F≤ A [σ] Sca = σlim / σ ≥ S σlim ≥ S σ Sca ----计算安全系数 第三十二页，共四十八页，2022年，8月28日 经验设计-----根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验公式，或根据设计者本人的设计经验用类比的方法所进行的设计。这对于那些使用要求变化不大而结构形状已典型化的零件，是很有效的设计方法。例如：箱体、机架、传动件的结构要素等。 机械零件的设计方法 常规设计方法 现代设计方法 理论设计 经验设计 模型实验设计 第三十三页，共四十八页，2022年，8月28日 模型实验设计-----把初步设计的零、部件或机器做成小模型或小尺寸样机，经过试验的手段对其特性进行检验，根据实验结果再对设计进行逐步修改，达到完善。 机械零件的设计方法 常规设计方法 现代设计方法 理论设计 经验设计 模型实验设计 这种方法对于那些尺寸巨大而结构又很复杂的重要零件的设计是一种很有效的方法。 第三十四页，共四十八页，2022年，8月28日 第二章 机械设计总论 第一页，共四十八页，2022年，8月28日 潘存云教授研制 人们为了满足生产和生活的需要，研制了类型繁多、功能各异的机器。尤其是蒸汽机出现之后，使机器具有了完整的形态。 一台完整的机器的组成如下： 原动机部分 传动部分 执行部分 润滑、显示、照明等辅助部分 控　制　系　统 传感器 传感器 传感器 §2-1 机器的组成 第二页，共四十八页，2022年，8月28日 原动部分－机器完成预定功能的动力源，最常见的是 内燃机、电动机。 执行部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分－联接原动机和执行部分的中间部分。 控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。 传感部分－将机器的工作参数，如位移、速度、加速 度、温度、压力等反馈给控制部分。 辅助部分－包括机器的润滑、显示、照明等。也是保 证机器正常工作不可缺少的部分 第三页，共四十八页，2022年，8月28日 §2-2 设计机器的一般程序 一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一环。机械设计是一个创造性的工作过程，实践经验是保证设计质量的重要因素。因此，要求设计者特别注意经验的积累。 一部完整的机器是一个复杂的系统。要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序。 机械设计的一般过程： ▲ 计划阶段 ▲ 方案设计阶段 ▲ 技术设计阶段 ▲ 技术文件编制阶段 一、计划阶段 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书。 第四页，共四十八页，2022年，8月28日 设计任务书 机器的功能 经济性估计 制造要求的大致估计 基本使用要求 预计的设计周期 二、方案设计阶段 对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提出实现方案。 在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、理想与现实、长远目标与当前目标等之间的关系。 一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。 以螺纹制造为例：有车削、滚压、板牙加工等方法。 方法不同，其执行部分的工作原理也不同。 因此，存在一个方案的比较和取舍问题。 第五页，共四十八页，2022年，8月28日 方案评价原则：经济性、技术上可行。 总费用 设计制造费用 使用费用 费用 复杂程度 经济性----总费用最低。 方案设计阶段要正确处理好借鉴与创新的关系。 同类机器的成功的先例应当借鉴，但其中的薄弱环节和不符合现有任务要求的部分应当