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机械零部件设计要点

机械零部件设计要点

机械零部件设计要点
 ⑴保证机械零部件具有正常的功能,避免机械零件的失效。
失效指机械零部件失去了设计所赋予功能的状态。机械零件的实效与制造零件材料、 零件工作环境、工作应力状态有关。设计上为保证零件的预期功能,需要所设计的零件在强度、刚度、稳定性、摩擦、温度等方面满足设计基本要求。
1)强度。零件在工作中发生断裂或不允许的残余变形都属于强度不足。强度不足导致的实效分为整体失效和表面失效。前者指如齿轮根部的折断;后者指如齿轮齿面塑性变形。
为提高零件的强度应采用强度高的材料,增加零件的截面尺寸,采用热处理和化学处理方法,以提高材料的力学性能。
大部分机械零件均在变应力条件下工作,因而疲劳破坏时引起零件失效的主要因素。在设计零件时应注意影响疲劳破坏的因素,如应力集中、零件表面品质及环境状况等。
2)刚度。零件在工作时所产生的弹性或塑性变形不应超过允许的限度。零件的刚度分为整体变形刚度和表面接触刚度两种。前者指零件在载荷作用下的伸长、缩短、扭转等弹性变形的程度;后者指零件接触表面上的微观凸峰。提高刚度的办法是增加截面尺寸或增大截面的惯性矩,增大支撑面积可提高接触刚度。
3)表面破坏。零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳。这些表面破坏时随时间的延续而逐渐发生的失效形式。对于遭受这种破坏的零件应选用耐腐蚀材料或采用各种防腐蚀的表面保护,例如发蓝、表面镀层、喷涂漆膜及表面阳极化处理等,以提高零件的耐腐蚀性能。
4)破坏正常工作条件引起的实效。零件只有在一定的外部环境条件下才能正常工作,否则会引起失效。例如齿轮和轴承要在润滑条件下工作;高温和低温均会大幅降低零件的承载能力。
⑵机械零件设计的其他要求。
1)结构工艺性要求。良好的结构工艺性是指零件在一定的生产条件下,能够方便、经济地生产出来,并便于装配成机械或设备。所以零件的结构工艺性应从毛坯制造、机械加工过程及装配等生产的全过程加以综合考虑。同时应考虑当前的生产水平和条件。这一工作在设计中占很大比例,必须给与足够的重视。
2)经济性要求。零件设计中,为节约生产成本,应尽量简化零件结构,以减少加工费;采用廉价而充足的材料;尽可能的采用标准化的零件取代特殊加工的零部件;工艺性好的结构会降低加工和装配费用,
所以良好的工艺性就具有好的经济性。
3)可靠性要求。零件能够正常地完成其功能的概率
。因为造成零件的失效具有随机性。因此,为提高零件的可靠性,就应当在工作条件和零件性能两个方面使其随机变化尽可能小,并加强使用中的维护和检测,以提高零件的可靠性。
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