機(jī)械零件設(shè)計(jì)總論(1)(已修改)

　

【正文】 167。 21 機(jī)器的組成 167。 22 設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序 167。 23 對機(jī)器的主要要求 167。 24 機(jī)械零件的主要失效形式 167。 25 設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求 167。 26 機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則 167。 27 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法 167。 28 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟 167。 29 機(jī)械零件材料的選用原則 167。 210 機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化 167。 211 機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡介 第 2章 機(jī)械設(shè)計(jì)總論 潘存云教授研制 人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，研制了類型繁多、功能各異的機(jī)器。尤其是蒸汽機(jī)出現(xiàn)之后，使機(jī)器具有了完整的形態(tài)。 一臺完整的機(jī)器的組成如下： 原動(dòng)機(jī)部分 傳動(dòng)部分 執(zhí)行部分 潤滑、顯示、照明等輔助部分 控 制 系 統(tǒng) 傳感器 傳感器 傳感器 167。 21 機(jī)器的組成 原動(dòng)部分 － 機(jī)器完成預(yù)定功能的動(dòng)力源， 最常見的是 內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)。 執(zhí)行部分－ 完成預(yù)定的動(dòng)作，位于傳動(dòng)路線的終點(diǎn)。 傳動(dòng)部分－ 聯(lián)接原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行部分的中間部分。 控制部分－ 保證機(jī)器的啟動(dòng)、停止和正常協(xié)調(diào)動(dòng)作。 傳感部分－ 將機(jī)器的工作參數(shù)，如位移、速度、加速 度、溫度、壓力等反饋給控制部分。 輔助部分－ 包括機(jī)器的潤滑、顯示、照明等 。也是保 證機(jī)器正常工作不可缺少的部分 167。 22 設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序 一般而言，機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵一環(huán)。機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的工作過程，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。因此，要求設(shè)計(jì)者特別注意經(jīng)驗(yàn)的積累。 一部完整的機(jī)器是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)程序。 機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程： ▲ 計(jì)劃階段 ▲ 方案設(shè)計(jì)階段 ▲ 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 ▲ 技術(shù)文件編制階段 一、計(jì)劃階段 包括：需求分析、明確功能、制定設(shè)計(jì)任務(wù)書。 ? 技術(shù)任務(wù)書或技術(shù)建議書 ? 這是設(shè)計(jì)單位向上級或需方提出的計(jì)劃任務(wù)書或技術(shù)協(xié)議書，經(jīng)上級批準(zhǔn)或需方同意后，作為產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。 ? 該文件包括： 設(shè)計(jì)理由及依據(jù)：產(chǎn)品用途及使用范圍：主要技術(shù)規(guī)格；產(chǎn)品用途及使用范圍，主要技術(shù)規(guī)格，產(chǎn)品整體布局草圖，傳動(dòng)系統(tǒng)圖和原理圖，結(jié)構(gòu)概述，標(biāo)準(zhǔn)化綜合要求和方案論證，先行試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)展新產(chǎn)品的基本條件（生產(chǎn)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)條件），新產(chǎn)品預(yù)期達(dá)到的性能目標(biāo)，質(zhì)量指標(biāo)及用戶要求，（包括精度、質(zhì)量、生產(chǎn)率、價(jià)格、使用性、可靠性、重量、體積、外觀、能源消耗、噪聲、壽命、環(huán)境保護(hù)要求等）新產(chǎn)品制造工藝性和主要配套件，外協(xié)件供應(yīng)可能性分析，采用國內(nèi)外技術(shù)集成的可能性和條件等。 設(shè)計(jì)任務(wù)書 機(jī)器的功能 經(jīng)濟(jì)性估計(jì) 制造要求的大致估計(jì) 基本使用要求 預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)周期 二、 方案設(shè)計(jì)階段 對機(jī)器的功能進(jìn)行綜合分析、確定功能參數(shù)、提出實(shí)現(xiàn)方案。 在制定功能參數(shù)時(shí)一定要注意恰當(dāng)處理 需要與可能 、理想與現(xiàn)實(shí)、長遠(yuǎn)目標(biāo)與當(dāng)前目標(biāo) 等之間的關(guān)系。 一般而言，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能，有多種可能的方案。 以螺紋制造為例：有車削、滾壓、板牙加工等方法。 方法不同，其執(zhí)行部分的工作原理也不同。 因此，存在一個(gè)方案的比較和取舍問題。 潘存云教授研制 方案評價(jià)原則：經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)上可行。 總費(fèi)用 設(shè)計(jì)制造費(fèi)用 使用費(fèi)用 費(fèi)用 復(fù)雜程度 經(jīng)濟(jì)性 總費(fèi)用最低 。 方案設(shè)計(jì)階段要正確處理好借鑒 與 創(chuàng)新 的關(guān)系。 同類機(jī)器的成功的先例應(yīng)當(dāng)借鑒，但其中的薄弱環(huán)節(jié)和不符合現(xiàn)有任務(wù)要求的部分應(yīng)當(dāng)加以改進(jìn)或替換。 一味求新而把合理的原有經(jīng)驗(yàn)棄置不用 保守和照搬原有設(shè)計(jì) 堅(jiān)決反對 三、 技術(shù)設(shè)計(jì)階段 繪制總裝配草圖、部件裝配草圖，由草圖確定零部件的外形、基本尺寸和零件工作圖。 為了確定零件的基本尺寸，必須完成以下工作： 1） 機(jī)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì) 2） 機(jī)器的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì) 3） 零件的工作能力設(shè)計(jì) 4） 部件裝配草圖及總裝配草圖的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5） 主要零件的校核計(jì)算 確定原動(dòng)機(jī)的參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等）。求解構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（轉(zhuǎn)速、速度、加速度等）。 計(jì)算構(gòu)件所受公稱載荷（名義載荷）的大小和特性。 由公稱載荷大小和特性，根據(jù)工作能力準(zhǔn)則作零部件的初步設(shè)計(jì)。通過計(jì)算或類比得出零件的基本尺寸。 以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸為依據(jù)，對零件進(jìn)行精確的受力分析和工作能力校核計(jì)算 四、 技術(shù)文件編制 技術(shù)文件 設(shè)計(jì)說明書 使用說明書 零件明細(xì)表 標(biāo)準(zhǔn)件匯總表 產(chǎn)品驗(yàn)收條件 ………… . 技術(shù)文件 用來說明產(chǎn)品性能、設(shè)計(jì)、制造、操作使用、維護(hù)、或其它所有與產(chǎn)品相關(guān)的文檔資料。 ? 機(jī)械產(chǎn)品計(jì)算書 ? 計(jì)算書是對機(jī)械產(chǎn)品的性能，主要結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等方面的理論計(jì)算的文件， 內(nèi)容包括： 計(jì)算目的、采用的計(jì)算方法、公式來源和公式符號說明，計(jì)算過程及結(jié)果等。 ? 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告 ? 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告是運(yùn)用價(jià)值分析方法分析機(jī)械產(chǎn)品及組成部分在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性文件， 內(nèi)容包括： 研究確定對機(jī)械產(chǎn)品的性能，質(zhì)量及成本費(fèi)用有較大的影響的主要零部件，同類型產(chǎn)品相應(yīng)零部件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，運(yùn)用價(jià)值分析方法，從成本與功能相互關(guān)系，分析產(chǎn)品達(dá)到技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，預(yù)計(jì)達(dá)到的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 ? 機(jī)器的使用說明書 ? 使用說明書供用戶了解產(chǎn)品，正確吊運(yùn)，安裝，調(diào)整，使用和維修產(chǎn)品的文件， 內(nèi)容包括： 型號，名稱，外形尺寸（外形圖）用途和實(shí)用范圍，主要規(guī)格及技術(shù)參數(shù)，主要結(jié)構(gòu)及工作原理，吊運(yùn)安裝和調(diào)整安裝圖，操作與使用，維修，保養(yǎng)及故障 排除，產(chǎn)品附件，備件的圖樣代號，名稱，并附有易損件圖和標(biāo)明各件在產(chǎn)品上位置的示意圖等。 ? 標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告 ? 標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告是對機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程貫徹執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)情況的審查意見而編制的文件。 內(nèi)容包括： 產(chǎn)品種類，主要用途和生產(chǎn)批量。產(chǎn)品圖樣設(shè)計(jì)文件的質(zhì)量及完整性。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)。預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)濟(jì)效果。產(chǎn)品基本參數(shù)及性能指標(biāo)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)情況、貫徹各類標(biāo)準(zhǔn)情況以及未貫徹原因。對機(jī)械新產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化情況的綜合評價(jià)。標(biāo)準(zhǔn)化審查的結(jié)論性意見。 潘存云教授研制 潘存云教授研制 技術(shù)設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì) 計(jì)劃 提出任務(wù) 分析對機(jī)器的要求 確定任務(wù)要求 機(jī)器功能分析 提出可能的解決辦法 組合幾種可能的方案 決策 選定方案 明確構(gòu)形要求 結(jié)構(gòu)化 選擇材料、確定尺寸