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机械零件设计的基本要求

2021-11-10 20:24:58设计基础访问手机版294
  机器是由各种各样的零部件组成的,要使所设计的机器满足基本要求,就必须使组成机器的零件满足以下要求:
  ▲ 避免在预定寿命期内失效的要求
  ▲ 结构工艺性要求
  ▲ 经济性要求
  ▲ 质量小的要求
  ▲ 可靠性要求
  一、避免在预定寿命期内失效的要求
  应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。
  1.强度要求
  提高零件强度的措施有:
  ▲采用高强度的材料;
  ▲使零件具有足够的截面尺寸;
  ▲合理设计零件的截面形状,增大惯性矩;
  ▲采用热处理和化学处理方法提高材料的强度性能;
  ▲提高零s的制造精度,以减少工作时的动载荷;
  ▲合理配置零件的相对位置,以降低零件的载荷。
  2.刚度要求
  零件在工作时的弹性变形不能超过允;的范围称为零件的刚度要求。
  提高零件刚度的措施有:
  ▲增大零件的截面尺寸或增大惯性矩;
  ▲缩短支承的跨距或采用多点支承。
  3.寿命要求
  影响零件寿命的主要因素有:疲劳破坏、腐蚀、磨损
  大部分零件工作在变应力下,故疲劳破坏是引起零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有:
  ▲应力集中;
  ▲零件的尺寸大小;
  ▲零件表面质量及环境状况:
  零件处在腐蚀性介质中工作时,可能使材料遭到腐蚀。
  抗腐蚀的措施有:
  ▲表面发兰(发黑);
  ▲表面镀层;
  ▲表面涂漆;
  ▲表面阳极化。
  二、结构工艺性要求
  零件工艺性良好的标志----    在具s的生产条件下,零件要便于加工而加工费用又很低。
  1) 毛坯选择合理
  制备方法:选用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。
  毛坯选择与生产"量、材料性能和加工可能性有关。
  单件或小批量生产时,选用棒料、板材、型材或焊件。
  大批量生产时,往往选用铸造、锻造、冲压等方法。
  2) 结构简单合理
  ▲最好采用平面、柱面、螺旋面等简单表面极其组合;
  ▲尽量减少加工面数和加工面积;
  ▲增加相同形状、相同元素(直径、圆角半径、配合、螺纹、键、齿轮模数等)的数量;
  ▲尽量采用标准件;
  3) 合理的制造精度和表面粗糙度
  零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急剧增加。决不能盲目追求高精度,应在满足使用要求的前提下,尽量采用较低的精度和表面质量。
  4) 尽量减小零件的加工量
  ▲毛坯n状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。力求使少或无切削加工,节约材料、降低成本。
  ▲尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金等先进工艺满足上述要求。
  三、经济性要求
  零件的经济性首先表现在零件的生产制造成本上。
  ▲简化零件的结构,降低材料消耗;
  ▲采用无余量、少余量的毛坯,减少加工工时;
  ▲采用廉价而充足的材料代替昂贵材料;
  ▲大型零件采用组合结构而非整体结构;
  ▲尽量采用标准件。
  四、质量小的要求
  减小质量的好处:节约材料; 减小惯性,改善机器的s力性能。
  减小质量的措施:
  ▲采用缓冲装置来降低零件所受冲击载荷;
  ▲采用安全装置来限制作用在零件所受最大载荷;
  ▲从零件应力较小处削减部分材料,以改善零件受力的均匀性,提高材料的利用率;
  ▲采用与工作载荷方向相反的预载荷,以降低零件的工作载荷;
  ▲采用轻型薄璧冲压件或焊接件代替铸造、锻压件;
  ▲采用强重比高的材料。
  五、可<性要求
  零件的实效是随机发生的,其原因是零件所受的载荷、环境温度、零件本身物理和机械性能等因素是随机变化的。为了提高零件的可靠性,就应当在工作条件和零件性能两个方面使其变化尽可能小。