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机械零件设计就是从机器的工作原理、承载能力、结构、维护等方面研究机械零件将军的设计问题,包括如何合理确定零件的形状和尺寸,如何合理选择零件的材料,如何使零件具有良好的工艺性。
机械零件设计的基本要求:
零件是机器的基本单位。为了使设计的机器满足基本要求,机器的零件必须满足以下要求。
1.在预定寿命内避免故障的要求。
在预定寿命内不失效的要求包括三个方面:强度、刚度和寿命。
(1)实力
工作过程中零件的断裂、磨损或不允许的变形都是由于强度不足造成的。除了安全装置中计划及时损坏的零件外,所有零件都应避免上述故障形式。所以保证零件有足够的强度是机器正常运转的基本要求。
为了从原理上提高机械零件,的强度,可以采取以下措施:采用高强度材料;使零件有足够的横截面尺寸;合理设计零件截面形状,增加截面惯性矩;采用热处理和化学热处理提高材料的机械性能;提高运动部件的制造精度,减少工作时的动载荷;合理配置机器中各部件的相互位置,减少作用在部件上的载荷。
(2)刚度
当一个零件在运转中的弹性变形不超过允许极限时,称为满足刚度要求。对于弹性变形过大的零件,会影响机器的工作性能。除了强度计算,还需要计算刚度。
为了提高零件的整体刚度,可以采取以下措施:增大零件的截面尺寸或转动惯量;缩短支撑跨度或采用多支点结构,以减少挠度和变形。
(3)寿命
有些零件在工作初期可以满足各种要求,但工作一定时间后,可能会因为某些原因而失效。该部件正常工作的持续时间称为该部件的寿命。
零件的寿命是决定机器寿命的基础,零件的损坏会导致机器无法正常工作。影响零件使用寿命的主要原因有:材料的疲劳、材料的腐蚀、相对运动部件接触面的磨损。
2.结构制造要求
零件具有良好的结构可制造性,即在给定的生产条件下可以方便、经济地生产,并且易于装配。因此,零件的结构可制造性要从毛坯制造、加工工艺、装配等几个生产环节综合考虑。技术也与批量大小和具体生产条件有关。为了提高零件的可制造性,我们应该熟悉目前的生产水平和条件。零件的结构设计对零件的结构工艺性有决定性的影响,在整个设计工作中占有很大的比重,必须引起足够的重视。
3.经济要求
零件的经济性首先表现在零件本身的生产成本上。零件的经济性决定了机器的经济性。在设计零件的时候,要努力设计出成本最低的零件(包括钱、制造时间、人工)。
降低零件成本,首先要采用零件轻量化结构,降低材料消耗,采用廉价充足的材料替代贵重材料,可以降低材料成本。采用少余量或无余量的毛坯或简化零件结构以减少工时;具有良好可制造性的结构意味着低加工和组装成本,因此可制造性对经济性有直接影响。对于大型零件,组合结构代替整体结构对降低零件成本有显著作用。此外,如果尽可能使用标准化零部件,可以获得巨大的经济效益。
4、小质量要求
对于大多数零件,应努力降低其质量。降低质量有两个好处:一方面可以节约材料,节约材料就意味着节约成本;在路上
可以采取以下措施来降低零件的质量:采用缓冲装置来降低零件上的冲击载荷;使用安全装置来限制作用在主要部件上的最大负荷;适当减少低应力部位材料,以提高该部位的应力均匀性,从而提高材料的利用率;施加与工作载荷方向相反的预载荷,以减少零件上的工作载荷,使用轻质薄壁冲压件或焊接件代替铸锻件,使用高强度重量比的材料等。
5.可靠性要求
机器的可靠性由零件的可靠性来保证。零部件的可靠性是指在规定的使用时间内,在预定的环境条件下,零部件能够正常完成其功能的概率。对于大多数机器来说,故障是随机的。因此,为了提高零件的可靠性,有必要在工作条件和零件性能两个方面使随机变化尽可能小。此外,加强维护保养,监控使用中的工况,也可以提高零件的可靠性。
本文到此结束,希望对大家有所帮助。