机械零件设计概论.docx

《机械零件设计概论》是关于机械设备中零件设计的基础理论，涵盖了失效形式、设计步骤、强度分析等多个关键知识点。在机器零件设计中，失效是一个重要的考量因素，它可能由断裂、塑性变形、磨损等多方面引起。设计时，设计师会依据零件的主要失效形式，通过强度、刚度、耐磨性等方面的判断条件来确定零件的形状和尺寸。 设计过程通常分为五步：制定零件的计算简图；确定作用于零件的载荷；接着，选择合适的材料；然后，基于可能的失效形式选用相应的判断条件来确定尺寸；绘制工作图并标注必要的技术条件。此外，还有校核计算方法，即先初步设计结构和尺寸，再进行验算。 机器零件的强度设计中，名义载荷是理想条件下的载荷，而实际工作中会受到附加载荷的影响，这需要引入载荷系数K或工作环境系数KA。计算载荷是名义载荷与载荷系数的乘积，对应的计算应力用于比较零件材料的许用应力。零件的许用应力取决于应力类型、材料的极限应力和安全系数。 应力分为静态应力和动态应力，静态应力指不随时间变化的应力，如锅炉内的压力；动态应力则是随时间变化的，包括循环变应力，如图9-1b所示，其特性由应力幅和平均应力表示。循环特性r描述了应力变化的程度，对称循环变应力(r=-1)和脉动循环变应力(r=0)是特殊类型的动态应力。 在静应力下，材料的破坏形式主要有断裂和塑性变形。对于塑性材料，设计时应以屈服极限σs为极限应力，许用应力为σs/S；而对于脆性材料，如高强度钢，应以强度极限σB为极限应力，许用应力为σB/S。脆性材料如灰铸铁，由于内部组织的不均匀性，计算时通常不考虑应力集中。 机械零件设计是一门综合科学，涉及到材料力学、应力分析、失效理论等多个领域，设计师需综合考虑各种因素，确保零件在实际工作中的可靠性和安全性。