机械设计常用的典型零件

机械设计常用的典型零件
机械设计常用的典型零件

1.轴套类零件

这类零件一般有轴、衬套等零件,在视图表达时,只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注,就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图,轴线一般按水平放置进行投影,最好选择轴线为侧垂线的位置。

在标注轴套类零件的尺寸时,常以它的轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示的Ф14 、Ф11(见A-A断面)等。这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准(轴类零件在车床上加工时,两端用顶针顶住轴的中心孔)统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面(轴肩)或加工面等。

如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩,被选为长度方向的主要尺寸基准,由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸;再以右轴端为长度方向的辅助基,从而标注出轴的总长96。

2.盘盖类零件

这类零件的基本形状是扁平的盘状,一般有端盖、阀盖、齿轮等零件,它们的主要结构大体上有回转体,通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时,一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图,同时还需增加适当的其它视图(如左视图、右视图或俯视图)把零件的外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图,以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。

在标注盘盖类零件的尺寸时,通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准,长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。

3.叉架类零件

这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变,在选择主视图时,主要考虑工作位置和形状特征。对其它视图的选择,常常需要两个或两个以上的基本视图,并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说,右视图是没有必要的,而对于T字形肋,采用剖面比较合适。

在标注叉架类零件的尺寸时,通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。尺寸标注方法参见图。

4.箱体类零件

一般来说,这类零件的形状、结构比前面三类零件复杂,而且加工位置的变化更多。这类零件一般有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时,主要考虑工作位置和形状特征。选用其它视图时,应根据实际情况采用适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多种辅助视图,以清晰地表达零件的内外结构。

在标注尺寸方面,通常选用设计上要求的轴线、重要的安装面、接触面(或加工面)、箱体某些主要结构的对称面(宽度、长度)等作为尺寸基准。对于箱体上需要切削加工的部分,应尽可能按便于加工和检验的要求来标注尺寸。

5.零件常见结构的尺寸注法

常见孔的尺寸注法(盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔);倒角的尺寸注法。

盲孔

螺纹孔

沉孔

锪平孔

倒角

1.介绍表面粗糙度的概念及主要评定参数

1)表面粗糙度的概念

零件表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性,称为表面粗糙度。这主要是在加工零件时,由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形所形成的。零件表面粗糙度是也是评定零件表面质量的一项技术指标,它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。在保证机器性能的前提下,为获得相应的零件表面粗糙度,应根据零件的作用,选用恰当的加工方法,尽量降低生产成本。一般来说,凡零件上有配合要求或有相对运动的表面,表面粗糙度参数值要小。

2)表面粗糙度的代号、符号及其标注GB/T 131-1993规定了表面粗糙度代号及其注法。图样上表示零件表面粗糙度的符号见下表。

3)表面粗糙度的主要评定参数

零件表面粗糙度的评定参数有:

1)) 轮廓算术平均偏差(Ra)--在取样长度内,轮廓偏距绝对值的算术平均值。Ra的数值及取样长度l见表。

2))轮廓最大高度(Rz)--在取样长度内,轮廓峰顶线与轮廓峰底线的距离。

使用时优先选用Ra参数。

2.表面粗糙度的标注要求

4) 表面粗糙度的代号标注示例

表面粗糙度高度参数Ra、Rz、Ry在代号中用数值标注时,除参数代号Ra可省略外,其余

在参数值前需标注出相应的参数代号Rz或Ry,标注示例见表。

表面粗糙度的标注表面粗糙度中数字及符号的方向

5) 表面粗糙度代(符号)在图样上的标注方法

1)) 表面粗糙度代(符)号一般应注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线上,符号的尖端必须从材料外指向表面。

2)) 表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按规定标注。

3.表面粗糙度的标注示例

在同一图样上,每一表面一般只标注一次代(符)号,并尽可能地靠近有关的尺寸线。当空间狭小或不便标注时可以引出标注。当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时,可统一标注在图样的右上角,当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时,对其中使用最多的一种代(符)号可以同时注在图样的右上角,并加注"其余"两字。凡统一标注的表面粗糙度代(符)号及说明文字,其高度均应该是图样标注的1.4倍。

零件上连续表面、重复要素(如孔、齿、槽等)的表面和用细实线连接不连续的同一表面,其表面粗糙度代(符)号只注一次。

同一表面上有不同的表面粗糙度要求时,应用细实线

画出其分界线,并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。

齿轮、螺纹等工作表面没有画出齿(牙)

形时,其表面粗糙度代(符)号注法见图。

中心孔的工作表面,键槽的工作表面,

倒角,圆角的表面粗糙度代号可以简化标注。

需要将零件局部热处理或局部镀(涂)覆时,应用粗点画线画出其范围

并标注出相应尺寸,也可将其要求注写在表面粗糙度符号长边的横线上。

2.标准公差和基本偏差

为便于生产,实现零件的互换性及满足不同的使用要求,国家标准《极限与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小,而基本偏差确定公差带的位置。

1)标准公差(IT)

标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的标记。标准公差分为20级,即IT01,IT0,IT1,…,IT18。其尺寸精确程度从IT01到IT18依次降低。标准公差的具体数值见有关标准。

2)基本偏差

基本偏差是指在标准的极限与配合中,确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差,一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时,基本偏差为下偏差;反之,则为上偏差。基本偏差共有28个,代号用拉丁字母表示,大写为孔,小写为轴。从基本偏差系列图中可以看出:孔的基本偏差A~H和轴的基本偏差k~zc为下偏差;,孔的基本偏差K~ZC 和轴的基本偏差a~h为上偏差,JS和js的公差带对称分布于零线两边、孔和轴的上、下偏差分别都是+IT/2、-IT/2。基本偏差系列图只表示公差带的位置,不表示公差的大小,因此,公差带一端是开口,开口的另一端由标准公差限定。

基本偏差和标准公差,根据尺寸公差的定义有以下的计算式:

ES=EI+IT 或EI=ES-IT ei=es-IT或es=ei+IT

孔和轴的公差带代号用基本偏差代号与公差带等级代号组成。

配合

基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系,称为配合。根据使用要求的不同,孔和轴之间的配合有松有紧,因而国标规定配合种类:

1)间隙配合

孔与轴装配时,有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。

2)过渡配合

孔与轴装配时,可能有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带互相交叠。

3)过盈配合

孔与轴装配时有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。

基准制:

在制造配合的零件时,使其中一种零件作为基准件,它的基本偏差一定,通过改变另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为基准制。根据生产实际的需要,国家标准规定了两种基准制。1)基孔制(如左下图所示)

基孔制--是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合

的一种制度。见左下图。基孔制的孔称为基准孔,其基本偏差代号为H,其下偏差为零。

2)基轴制(如右下图所示)

基轴制--是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合

的一种制度。见右下图。基轴制的轴称为基准轴,其基本偏差代号为h,其上偏差为零。

配合代号

配合代号由孔和轴的公差带代号组成,写成分数形式,分子为孔的公差带代号,分母为轴的公差带代号。凡是分子中含H的为基孔制配合,凡是分母中含h的为基轴制配合。

例如φ25H7/g6的含义是指该配合的基本尺寸为φ25、基孔制的间隙配合,基准孔的公差带为H7,(基本偏差为H公差等级为7级),轴的公差带为g6(基本偏差为g,公差等级为6级)。

例如φ25N7/h6 的含义是指该配合的基本尺寸为φ25、基轴制过渡配合,基准轴的公差带为h6,(基本偏差为h,公差等级为6级),孔的公差带为N7(基本偏差为N,公差等级为7级)。

公差与配合在图样上的标注

1)在装配图上标注公差与配合,采用组合式注法。

2)在零件图上的标注方法有三种形式。

4.形位公差

零件加工后,不仅存在尺寸误差,而且会产生几何形状及相互位置的误差。圆柱体,即使在尺寸合格时,也有可能出现一端大,另一端小或中间细两端粗等情况,其截面也有可能不圆,这属于形状方面的误差。阶梯轴,加工后可能出现各轴段不同轴线的情况,这属于位置方面的误差。所以,形状公差是指实际形状对理想形状的允许变动量。位置公差是指实际位置对理想位置的允许变动量。两者简称形位公差。

形位公差项目符号

1) 形状和位置公差的代号

国家标准GB/T 1182-1996规定用代号来标注形状和位置公差。在实际生产中,当无法用代号标注形位公差时,允许在技术要求中用文字说明。形位公差代号包括:形位公差各项目的符号,形位公差框格及指引线,形位公差数值和其他有关符号,以及基准代号等。框格内字体的高度h与图样中的尺寸数字等高。

2) 形位公差标注示例

一根气门阀杆,在图中所标注的形位公差附近添加的文字,只是为了给读者作说明而重复写上的,在实际的图样中不需要重复注写。

1.零件上的铸造结构

1) 铸造圆角

当零件的毛坯为铸件时,因铸造工艺的要求,铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一般取R=3~5mm,可在技术要求中统一注明。

2) 起模斜度

用铸造的方法制造零件毛坯时,为了便于在砂型中取出模样,一般沿模样拔模方向作成约1∶20的斜度,叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度,这种斜度在图上可以不予标注,也不一定画出,如下图所示;必要时,可以在技术要求中用文字说明。

3) 铸件厚度

当铸件的壁厚不均匀一致时,铸件在浇铸后,因各处金属冷却速度不同,将产生裂纹和缩孔现象。因此,铸件的壁厚应尽量均匀,见上图;当必须采用不同壁厚连接时,应采用逐渐过渡的方式,见上图。铸件的壁厚尺寸一般采用直接注出。

2.零件上的机械加工结构

1)退刀槽和砂轮越程槽

在零件切削加工时,为了便于退出刀具及保证装配时相关零件的接触面靠紧,在被加工表面台阶处应预先加工出退刀槽或砂轮越程槽。车削外圆时的退刀槽,其尺寸一般可按"槽宽×直径"或"槽宽×槽深"方式标注。磨削外圆或磨削外圆和端面时的砂轮越程槽。

2)钻孔结构

用钻头钻出的盲孔,在底部有一个120°的锥角,钻孔深度指的是圆柱部分的深度,不包括锥坑。在阶梯形钻孔的过渡处,也存在锥角120°圆台,其画法及尺寸注法。

用钻头钻孔时,要求钻

头轴线尽量垂直于被钻孔的端面,以保证钻孔准确和避免钻头折断。三种钻孔端面的正确结构。

3)凸台和凹坑

零件上与其他零件的接触面,一般都要加工。为了减少加工面积,并保证零件表面之间有良好的接触,常常在铸件上设计出凸台,凹坑。螺栓连接的支撑面凸台或支撑面凹坑

的形式;为了减少加工面积,而做成凹槽结构。

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现代机械设计方法复习题

现代机械设计方法试题-----复习使用 一、图解题 1.图解优化问题:min F (X)=(x 1-6)2+(x 2-2)2 s .t . 0.5x 1+x 2≤4 3x 1+x 2≤9 x 1+x 2≥1 x 1≥0, x 2≥0 求最优点和最优值。 最优点就是切点坐标:X1=2.7,x2=0.9 最优值:12.1【带入公式结果】 2.若应力与强度服从正态分布,当应力均值μs 与强度均值μr 相等时,试作图表示两者的干涉情况,并在图上示意失效概率F 。 参考解: 3.已知某零件的强度r 和应力s 均服从正态分布,且μr >μs ,σr <σs ,试用图形表示强度r 和应力s 的分布曲线,以及该零件的分布曲线和可靠度R 的围。 参考解: f (s) f (r) Y >0安全状态;Y <0安全状态;Y =0极限状态 f (Y)

强度r 与应力s 的差可用一个多元随机函数Y =r -s =f (x 1,x 2,…,x n )表示,这又称为功能函数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y ),可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f (r )和f (s )计算出干涉变量Y =r-s 的概率密度函数f (Y ),因此零件的可靠度可由下式求得: Y Y f Y p R ? ∞ =>=0 d )( )0( 从公式可以看出,因为可靠度是以Y 轴的右边对f (Y )积分,因此可靠度R 即为图中Y 轴右边的阴影区域。而失效概率F =1-R ,为图中Y 轴左边的区域。 4.用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线,其失效率可以分为几个阶段,请分别对这几个阶段进行分析。 失效率曲线:典型的失效率曲线。失效率(或故障率)曲线反映产品总体寿命期失效率的情况。图示13.1-8为失效率曲线的典型情况,有时形象地称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期: (1)早期失效期,失效率曲线为递减型。产品投于使用的早期,失效率较高而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷,以及调试、跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运转也逐渐正常,则失效率就趋于稳定,到t 0时失效率曲线已开始变平。t 0以前称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因,应该尽量设法避免,争取失效率低且t 0短。 (2)偶然失效期,失效率曲线为恒定型,即t 0到t i 间的失效率近似为常数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然,故称为偶然失效期。偶然失效期是能有效工作的时期,这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而增长有效寿命,应注意提高产品的质量,精心使用维护。加大零件截面尺寸可使抗非预期过载的能力增大,从而使失效率显著下降,然而过分地加大,将使产品笨重,不经济,往往也不允许。 (3)耗损失效期,失效率是递增型。在t 1以后失效率上升较快,这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的,故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因,应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间,提前维修,使失效率仍不上升,如图13.1-8中虚线所示,以延长寿命不多。当然,修复若需花很大费用而延长寿命不多,则不如 报废更为经济。

机械创新设计较完整版

第一讲 1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联?创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点:强调发挥创造性,提出新方案,提供新颖。独特的设计方法,获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。现代设计:以计算机为工具,运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。 常规设计:常规设计是以应用公式、图标为先导,已成熟的技术为基础,借助设计经验等常规方法进行设计 关联: 机械常规设计始终是最基本的机械设计方法,在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。 创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段,提高了设计过程的效率,但没有脱离常规设计的思维。 2.现代创新人才应具备那些基本素质? (1) 具备必须的基础知识和专业知识 (2) 不断进取与追求的精神 (3) 合理的创新思维方式(突破传统定式) (4) 善于捕捉瞬间的灵感(创新的必备条件) (5) 掌握一定的创新技法 3.学习机械创新设计的内容有那些? 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计 第二讲 1简述创造性思维四大特性

(方法的开放性;过程的自觉性;解决问题的顿悟性;结果的独特性)。 影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些? (1)天赋能力:与生俱来的所有神经元 (2)生活实践:后天实践活动具有的重大意义 (3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练 2.了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。 概念:有目的的将复杂对象分解,提取核心技 术,并利用于其他新事物。 特征:1)与综合创造原理对立,但不矛盾; 2)冲破事物原有形态的限制,在分离中产生新的技术价值; 3)实质上综合法与分离法两者无明显界限,实践中常常相互贯穿,共同促成新事物。 实施途径:1)基于结构的分解;2)基于特性、原理的列举分离 第三讲 1.学习创造原理的基础知识有什么实际意义? 2.物场三要素是指什么?(两个物与一个场)比较完全物场(三个要素齐全的场)、不完全物场(三要素中有两个要素存在的场)、非物场(三要素中仅有一个要素的场)的异同。 3.列举三种所熟悉的创造理论,简述其实施的基本途径。 (1)物场要素变换:电磁场取代机械场 (2)物场要素补建:超声波加工(特种加工工艺) 第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则?提出自己运用此法的技巧。(要求从不同角度提两点) 1.自由思考原则:解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则:过早的结论会压制不同的 想法,可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则:相关统计表明,一批设想 的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则:充分利用信息的增值。 2.为什么设问探求法特别强调“善于提问”?简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用(直接);③能否改变使用(间接);④能否扩大(改良); ⑤能否缩小(改良);⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合

机械设计工程师考试大纲

机械工程师考试大纲,你看一下有没有含金量 Ⅰ.基本要求 1.熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2.熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理,熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。3.掌握机械产品设计的基本知识与技能,能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素,能用电子计算机进行零件的辅助设计,熟悉实用设计方法,了解现代设计方法。 4.掌握制订工艺过程的基本知识与技能,能熟练制订典型零件的加工工艺过程,并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉铸造、压力加工、焊接、切(磨)削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。 5.熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。熟悉经济和管理的基础知识。了解管理创新的理念及应用。 6.熟悉质量管理和质量保证体系,掌握过程控制的基本工具与方法,了解有关质量检测技术。7.熟悉计算机应用的基本知识。熟悉计算机数控(CNC)系统的构成、作用和控制程序的编制。了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。 8.了解机械制造自动化的有关知识。 Ⅱ.考试内容 一、工程制图与公差配合 1.工程制图的一般规定 (1)图框 (2)图线 (3)比例 (4)标题栏 (5)视图表示方法 (6)图面的布置 (7)剖面符号与画法 2.零、部件(系统)图样的规定画法 (1)机械系统零、部件图样的规定画法(螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法) (2)机械、液压、气动系统图的示意画法(机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号) 3.原理图 (1)机械系统原理图的画法 (2)液压系统原理图的画法 (3)气动系统原理图的画法 4.示意图 5.尺寸、公差、配合与形位公差标注 (1)尺寸标注 (2)公差与配合标注(基本概念公差与配合的标注方法) (3)形位公差标注 6.表面质量描述和标注 (1)表面粗糙度的评定参数

现代机械设计方法(答案)

一、绪论 1.设计活动的特征有哪些? 时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别? 传统设计师静态的、经验的、手工的方法,在设计过程中被动地分析产品的性能;而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法,在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。 主要内容:设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容:设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计 基本特点:程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学 1.设计过程包括哪几个阶段? 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些? 智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些? 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么? 相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则 内容: 第一定律:对于彼此相似的现象,其相似指标为1,相似判据为一个不变量; 第二定律:某个现象的物理量总数为n,量纲独立的物理量总数为k,则该现象相似准则的个数为n-k,且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1,π2,,,,,,πn-k之间的关系,即 π,π,,,,,,π 第三定律:凡同一完整的方程组所描述的同类现象,当单值条件相似,且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等,则这些现象就相识。 用途: 第一定理:介绍相似现象的属性; 第二定理:确定相似准则的个数以及相似结果的推广,也称π; 第三定理:也称模型化法则,也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什么? 导出方法:方程分析法、量纲分析法 基本依据:表示各物理量之间关系的方程式,其各项量纲必须是相同的 3.相似准则有哪些特点和性质? 如果两个现象相似,则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同,具有相同的无量纲形式解。 出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合数对应相等。 4.白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其 功率系列(将计算值按0.5圆整) 解: 四、有限单元法 1.试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。 核心思想:将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元,列出方程组求解 基本思路: “分”:用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统,并用近似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”:根据一定的规则,把关于单元的方程组合起来构成方程组,并引入外载及约束条件进行求解。 三个步骤:结构的离散化、单元分析、整体分析 2.单元刚度矩阵的物理意义是什么,具有哪些主要特征?

给排水工程常用材料及配件

给排水工程常用材料及配件 (1)管材 给水排水、采暖工程常用管材种类很多。校制造材质分,可分为铸铁管、碳素钢管、有色 金属管和非金属管四种;按制造方法分,有入缝管和有缝管两种。 ①无缝钢管。通常使用在需要承受较大从力的管道广,一般给排水管道很少使用。无缝钢管的规格以外径乘以壁厚表示。如元缝钢管32×2.5、32×4.5,表示其外径都是32 mm,毕厚分别为2.5mm和4.5mm。ST代理商无缝钢管一般采用焊接和法兰连接,它的弯头有烃制 弯和压制弯两种,其作用相同。 ②有缝管。有缝管又称为焊接钢管,有镀钟钢管(白铁管)和非镀锌钢管(黑铁管)两种。镀锌钢管是在钢管的内外表回均涂上一层锌。可以防IL管道生锈腐蚀.并能延长其使用年限,常做主内给水管材。镀锌钢管和配件都是螺纹连接。黑铁管:一般用螺纹连接,但也可以 焊接。焊接钢管的连接配件有传箍、大小头、活接头、补心、外螺丝、弯头、异径三通四通、丝 堵等。非镀锌钢管规格如表5—3所示。 ③铸铁管。铸铁管是用灰n生铁浇铸顺风,只有抗腐蚀性较强、使用耐久、价格较低等优点,常用作埋人地下的给排水管道。 铸铁管按其用途和压力可分为结水铸铁管和诽水铸铁管,按共连接方式可分为承插式和法兰式管两种。铸铁管承插接口填料有育铅、石棉水泥、膨胀水泥等。 铸铁结水管的配件有异径管、=承三通、三承四通、双承三通、双盘三遁、双承弯头、单承 弯头、套简、短管等。 铸铁排水管的配件有=通、斜二迎、界径二通、弯头、大小头、四通、P宇弯、s弯、检查口 等,附件有清扫口、地漏等。 ④期料管。坯料管大部分是硬聚氯乙烯管,只有光滑、体轻、加工方便等优点,但有噪音 人、时间长易老化变质等缺点。其接口入式有焊接、承插连接和法兰连接等。它的零配件与铸铁下水管相向(坦材质为塑料)。

(完整word版)机械设计考试题库(带答案)

机械设计模拟题 一、填空题(每小题2分,共20分) 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径,在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径,即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手,利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大,也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法,按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接,一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中,单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理,离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同,轴可分为转轴心轴传动轴。

机械现代设计方法及展望

机械现代设计方法及展望 摘要:机械设计是机械工程的重要组成部分,本文综述了目前常用的几种现代机械设计方法,并展望了未来的机械设计方法的发展趋势。 关键词:机械设计方法展望 1、引言 机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将这些转化为具体地描述以人为制造依据的工作过程。机械设计作为工程设计的重要组成部分,不仅代表着将科学发现转化为经济实践的成果,也表征着一个国家和地区的制造业发展水平。 近十几年里,工业产品的设计理论和制造方法发生了极大的变化。首先,由于计算机辅助设计(CAD)、辅助工程(CAE)和辅助制造(CAM)等方法的普遍推广,改变了传统的设计模式,提高了设计质量和工作效率,使设计加工周期大大缩短;其次,机器人及自动化生产线的广泛使用,把操作者从繁重的体力劳动和危险作业环境中解放出来,提高了劳动生产效率。 2、机械设计的常用现代设计方法 2.1专业的现代设计方法 由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件,能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理,可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为,并形成固定的设计程序,这就是专业的现代设计方法,如:振动分析和设计,摩擦学设计,热力学传热设计,强度、刚度设计,温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上,应用计算机技术开发出来的。例如:用Pro/M软件分析机械装置的动态特性,用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子,为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。 2.2 通用的现代设计方法 为了满足机械产品性能的高要求,在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析,这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究,还有其自身的科学理论和方法。 2.2.1 优化设计 机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是根

机械工程材料基本知识

机械工程材料基本知识 1.1 金属材料的力学性能 任何机械零件或工具,在使用过程中,往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索,受到悬吊物拉力的作用;柴油机上的连杆,在传递动力时,不仅受到拉力的作用,而且还受到冲击力的作用;轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。 1.1.1强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示,符号为c,单位为MPa 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下,产生屈服现象时的应力,或开始出现塑性变形时的最低应力值,用③ 表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下,被拉断前所能承受的最大应力值,用c表示。 对于大多数机械零件,工作时不允许产生塑性变形,所以屈服强度是零件强度设计的依据;对于因断裂而失效的零件,而用抗拉强度作为其强度设计的依据。 1.1.2塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率,用符号S表示。断面收缩率指试样拉断后,断面缩小的面积与原来截面积之比,用表示。 伸长率和断面收缩率越大,其塑性越好;反之,塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件,也是保证机械零件工作安全,不发生突然脆断的必要条件。 1.1.3 硬度 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。硬度的测试方法很多,生产

现代机械设计方法复习题

现代机械设计方法试题-----复习使用 2 2 minF (X)=(x I-6)2+(X2-2)2 s- t?0. 5x i+x2W4 3x i+x2W9 X1+X2A1 X1> 0X2 >0 者的干涉情况,并在图上示意失效概率 参考解: 3. 已知某零件的强度r和应力S均服从正态分布,且口r> 口s, b r<(T s,试用图形表示强度r和应力s的分布曲线,以及该零件的分布曲线和可靠度R的范围。 参考解: Y>0安全状态;Y<0安全状态;Y=0极限状态 最优点就是切点坐标:X1=2.7,x2=0.9 最优值:12.1【带入公式结果】 2.若应力与强度服从正态分布,当应力均值与强度均值汀相等时,试作图表示两 、图解题 1.图解优化问题:

数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y),可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f(r) 和f(s)计算出干涉变量 Y=r-s 的概率密度函数f(Y),因此零件的可靠度可由下式求得: R = p (Y .0) = ° f (Y)dY 从公式可以看出,因为可靠度是以 Y 轴的右边对f(Y)积分,因此可靠度 R 即为图中 Y 轴右边的阴影区域。而失效概率 F=1-R ,为图中Y 轴左边的区域。 4 ?用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线,其失效率可以分为几个阶段,请分别 对这几个 阶段进行分析。 失效率曲线:典型的失效率曲线。失效率(或故障率)曲线反映产品 总体寿命期失效率的情况。图示 13.1-8为失效率曲线的典型情况,有时形 象地称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期: (1) 早期失效期,失效率曲线为递减型。产品投于 使用的早期,失效率较高 而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷,以及调试、 跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运 转也逐渐正常,则失效率就趋于稳定,到 t 0 时失效率曲线已开始变平。t 0 以前称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因,应该尽量设法避免, 争取失效率低且 t o 短。 (2) 偶然失效期,失效率曲线为恒定型,即 t o 到t i 间的失效率近似为常 数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的 偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然,故称为偶然失效期。偶然失效 期是能有效工作的时期,这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失 效率而增长有效寿命,应注意提高产品的质量,精心使用维护。加大零件 截面尺寸可使抗非预期过载的能力增大,从而使失效率显著下降,然而过 分地加大,将使产品笨重,不经济,往往也不允许。 (3) 耗损失效期,失效率是递增型。在 t i 以后失效率上升较 快,这是由于产品已经老化、 疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的,故称为耗损失效期。针对耗损失 效的原因,应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间,提前维修,使失效率仍不上升, 如图13.1-8中虚线所示,以延长寿命不多。当然,修复若需花很大费用而延长寿命不多, 则不如报废更为经济。 阜期 失效期偶然失效期 耗损 to

机械设计第九版公式大全

? 第五章 螺纹连接和螺旋传动 受拉螺栓连接 1、受轴向力F Σ 每个螺栓所受轴向工作载荷:z F F /∑= z :螺栓数目; F :每个螺栓所受工作载荷 2、受横向力F Σ 每个螺栓预紧力:fiz F K F s ∑> f :接合面摩擦系数;i :接合面对数;s K :防滑系数; z :螺栓数目 3、受旋转力矩T 每个螺栓所受预紧力:∑=≥ n i i s r f T K F 10 s K :防滑系数; f :摩擦系数; — 4、受翻转力矩M 螺栓受最大工作载荷:∑=≥ z i i L ML F 1 2max max m ax L :最远螺栓距离 受剪螺栓连接 5、受横向力F Σ(铰制孔用螺栓) 每个螺栓所受工作剪力:z F F /∑= z :螺栓数目; 6、受旋转力矩T (铰制孔用螺栓) 受力最大螺栓所受工作剪力:∑=≥ z i i r Tr F 1 2 max max m ax r :最远螺栓距离 螺栓连接强度计算 { 松螺栓连接:[]σπσ≤= 4 2 1d F 只受预紧力的紧螺栓连接:[]σπσ≤= 4 3.1210 d F 受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接: 受轴向静载荷:[]σπσ ≤= 4 3.1212 d F 受轴向动载荷:[]p m b b a d F C C C σπσ≤?+= 21 2 受剪力的铰制孔用螺栓连接剪力: 螺栓的剪切强度条件:[]σπτ ≤= 4 /20d F 螺栓与孔壁挤压强度:[]p p L d F σσ≤= min 螺纹连接的许用应力 许用拉应力: []S S σσ= 许用切应力: []τ στS S =

机械设计三种方法的特点和联系

关于三个设计的特点及实例分析 【摘要】机械设计是机械工程的重要组成部分,设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。设计方法包括常规设计、现代设计、创新设计,他们之间有区别,也有共同性。只有了解了三种设计方法的特点,并相互配合运用,才能将机械设计出的产品性能达到最高。本文通过生活中一些具体的实例分析,阐述了三种设计给人们的生活带来了巨大便利。 【关键词】常规设计;现代设计;创新设计; 1、机械设计的三种方法的特点 在知识经济发展的时代,创新是国民经济可持续发展的基石,对于一个和国家,一个民族而言,拥有持续的创新能力就意味着发展经济具有巨大的潜能。对于机械专业设计人员而言,应当看到全球制造业面临前所未有的挑战,缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本、增加产品的核心竞争力已成为制造业的共识。如何加强机械创新设计,挖掘创造性思维,显得尤为重要。 1.1 常规设计 常规设计也称为传统设计,分为初步设计,技术设计,施工设计三个步骤,常规设计是指以成熟技术结构为基础,运用常规方法来进行的产品设计,它在工业生产中大量存在,并且是一种经常性的工作。常规设计的方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导,以实践经验为基础,运用图表和手册等技术资料,进行设计计算,绘图,编制设计说明的过程。如机械原理中的连杆机构综合方法、凸轮廓线设计方法、齿轮几何尺寸计算方法、平衡设计方法、飞轮设计方法、减速机的设计等。 凸轮廓线的设计连杆机构的设计齿轮的设计

1.2现代设计 现代设计是将传统设计中的经验,类比法设计提高到逻辑的,理性的,系统的新设计方法,是在静态分析的基础上,进行动态多变量的最优化。现代设计方法强调以计算机为工具,以工程软件为基础,其基本的设计内容是建立在常规设计的基础上,但是在强调现代设计方法时,不可忽略常规设计方法的重要性,运用现代设计理念进行的机械设计,现代设计方法从不同的角度深化了机械设计,提高了产品的质量,也降低了产品的成本。现代设计方法主要分为可靠性设计,优化设计,有限设计,计算机辅助设计,虚拟设计等。 现代工程设计常用的分析软件有ADINA ,NASTRAN ,I-DEAS ,UG ,ANSYS-等。 ansys进行应力分析 ADINA软件的应用 UG设计的手机外壳 1.3创新设计 创新性设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的相关科学技术知识,进行创新构思,设计出具有新颖性的,创造性及实用性机械产品的一种实践活动。创新设计强调发挥创造性,提出新方案,提供新颖而且独特的设计。其特点是运用创造性思维,强调产品的创新性和新颖性。创新设计方法分为智力激励法,提问追溯法,联想类推法,返向探索法,系统分析法,组合创新发六种。 创新设计没有局限性,创新成果是知识、智慧、勤奋和灵感的结合,生活中一些看似很简单的机械都是机械创新设计的结果。 左图为为了防止宠物狗走出花园迷路而设计的栏杆 左图为坐卧两用长凳

常用塑料模具零部件材料解析

6.4 常用塑料模具零部件材料 塑料注射模具结构比较复杂,一套完整的模具有各种各样的零件,各个零件在模具中所处的位置、作用不同,对材料的性能要求就有所不同。合理选择模具零件的材料,是生产高质量模具、提高效率、降低成本的基础。 6.4.1塑料注射模具对材料的基本要求 对于塑料注射模具,模具零件材料的基本要求如下。 1. 具有良好的机械加工性能 塑料注射模具零件的生产,大部分由机械加工完成。良好的机械加工性能是实现高速加工的必要条件。良好的机械加工性能能够延长加工刀具的寿命,提高切削性能,减小表面粗糙度值,以获得高精度的模具零件。 2.具有足够的表面硬度和耐磨性 塑料制品的表面粗糙度和尺寸精度、模具的使用寿命等,都与模具表面的粗糙度、硬度和耐磨性有直接的关系。因此,要求塑料注射模具的成型表面有足够的硬度,其淬火硬度应不低于55 HRC,以便获得较高的耐磨性,延长模具的使用寿命。 3. 具有足够的强度和韧性 由于塑料注射模具在成型过程中反复受到压应力(注射机的锁模力)和拉应力(注射模型腔的注射压力)的作用,特别是大中型和结构形状复杂的注射模具,要求其模具零件材料必须有高的强度和良好的韧性,以满足使用要求。 4. 具有良好的抛光性能 为了获得高光洁表面的塑料制品,要求模具成型零件表面的粗糙度值小,因而要求对成型零件表面进行抛光以减小其表面粗糙度值。为保证抛光效果,模具材料不应有气孔、杂质等缺陷。 5.具有良好的热处理工艺性 模具材料经常依靠热处理来达到必要的硬度,这就要求材料具有较好的淬硬性和淬透性。塑料注射模具的零件往往形状较复杂,淬火后进行加工较为困难,甚至根本无法加工,因此模具零件应尽量选择热处理变形小的材料,以减少热处理后的加工量。 6.具有良好的耐腐蚀性

机械设计常用材料使用表2020.8.6

名称 牌号(日标)使用范围备注 45号钢45#(S45C)机架钢板,支撑板,普通连接零 件,轴杆零件,仿形件 调质硬度在(洛氏硬度) HRC20-30之间,电镀Cr,发 黑 铬12Cr12Mo1V2 (SKD11) 热处理后用于冲压模,高强度零 件,耐磨零件,冲切刀 硬化处理HRC35-62,电镀Cr P203Cr2Mo 适用于大中型精密模具,易加 工,材质匀称度高,适合抛光模 具 购买来就具备硬度HRC30-36 NAK80(NAK80)模具钢,适合做高效落料模,冲 载模及压印模, 各种切刀 购买来就具备硬度HRC37-43 ASP60ASP60超级高合金高速钢,刀具、切断 车刀、成形刀、冷作工具 良好的热处理尺寸稳定,红 硬性高,硬化处理HRC64-68 锋钢/风钢W6Mo5Cr4V2 (SKH51) 宜于制造强力切割用,耐磨,耐 冲击各种工具刀,高级冲模,螺 丝模 硬化处理HRC60-64 ,高温下 也可具备硬度 名称 牌号(日标)使用范围备注 冷轧钢板Q195钣金折弯件,镀锌板,外罩,壳 体,防护板,喷漆支架 0.5-6mm内选用 镀锌钢板镀锌钢板用于防生锈,强度要求不高,底 板,盖板,防护板,电气安装板 表面电镀有锌层,耐蚀性、 涂漆性、装饰性 不锈钢 0Cr18Ni9 (SUS304) 防锈零件,水箱,料盒,落料滑 槽,外观件 不需要电镀,快速加工使用 零件 ,比喷漆钢板更效率 不锈铁4Cr17(SUS430)紧急代替电镀件,可热处理,有 一定的防锈性能,连接件 HRC35-55,电镀Cr 软光轴45#或40cr 支撑柱,机构连接件,连杆,手 柄杆,轴承连杆 表面有硬铬,亮白,易加 工,轴外径公差g6 硬光轴GCR15直线轴承用轴杆,高耐磨高硬 度,尺寸精度要求高的零件,可 作定位销 HRC602硬化层深度:0.8- 3mm,轴外径公差g6

常用材料零件--耐磨零件

耐磨零件材料概述 材料表面强化处理 农机具耐磨零件材料 球磨机磨球材料 耐磨材料概述 高锰钢的耐磨性 典型耐磨零件用钢 耐磨件--犁壁 耐磨件--泥浆泵缸套 耐磨件--锤式粉碎机锤片 耐磨件--风扇磨煤机护勾、护 耐磨件--稻麦收割机光滑刃动刀 片 耐磨件--耙片 耐磨件--锄铲 耐磨件--稻麦收割机光滑刃定刀

甲 耐磨件--旋耕机刀片 耐磨件--甘蔗粉碎机切片 耐磨件--剪羊毛机刀片 耐磨件--切草机刀片 耐磨件--旋耕机齿轮 耐磨件--联合收割机链轮片 耐磨件--泥浆活塞杆 耐磨件--推土机铲运机铲刀 耐磨件--凿岩机 耐磨件--钻探机械钻具 耐磨件--犁铧 耐磨件--覆带板 国外工程机械耐磨件用钢及热处理 德国挖掘机斗齿 日本挖掘机斗齿 日本推土机、装载机、行走机构日本推土机、装载机、工作装置美国挖掘机斗齿 材料表面强化处理 材料表面强化处理是提高耐磨性的重要措施之一。除了常用的化学热处理(渗碳、渗硼等)和表面淬火方法外,还有表面冶金强化(表面熔化、表面合金化、表面涂层)、气相反应沉积、离子注入等方法都能提高零件表面的耐磨性和疲劳强度等性能。耐磨堆焊是以提高耐磨性为主要目的的堆焊工艺。耐磨堆焊材料也就成为一类重要的金属耐磨材料。常用的耐磨堆焊材料有铁基合金、钴合金、镍合金等。耐磨堆焊材料的范围很广泛的。应该在耐磨性、对环境的适应能力和可焊性等几方面综合考虑正确选用堆焊材料。 耐磨材料概述 用于制造耐磨零件的金属耐磨材料包括钢、复合钢材和铸铁等。高锰钢是历史悠久的耐磨材料,在恶劣工况条件下,不容易产生塑性失稳,而具有相当好的耐磨性;但它只有在冲击载荷及单位压力较大的磨料磨损条件下,产生加工硬化效应,才显示出较其他材料具有更优良的耐磨性。对于冲击载荷不太大的易磨损零部件,目前较广泛选用成本较低的非合金钢(碳素钢)或中高碳合金钢,并采取一定的工艺措施以提高其耐磨性。选用表面硬化钢或复合钢材制作的零部件,在耐磨、耐冲击等性能方面都具有明显的优点,可提高使用寿命,但成本较高。耐磨铸铁的耐磨性好,成本低,包括冷硬铸铁、白口铸铁和中锰球墨铸铁,一般适用于不同工况条件下使用的耐磨零件。 耐磨钢目前尚没有系统的技术标准,但制造耐磨零件所选用的钢类及钢种较广,一部分结构钢、工具钢及合金铸铁均常用于制造各种耐磨零件。近年来还发展了一些耐磨专用钢。一般是根据工作条件、磨损类型以及材料破坏机理的不同,来合理选用钢种。

机械设计基础公式计算例题

一、计算图所示振动式输送机的自由度。 解:原动构件1绕A 轴转动、通过相互铰接的运动构件2、3、4带动滑块5作往复直线移动。构件2、3和4在C 处构成复合铰链。此机构共有5个运动构件、6个转动副、1个移动副,即n =5,l p =7,h p =0。则该机构的自由度为 F =h l p p n --23=07253-?-?=1 二、在图所示的铰链四杆机构中,设分别以a 、b 、c 、d 表示机构中各构件的长度,且设a <d 。如 果构件AB 为曲柄,则AB 能绕轴A 相对机架作整周转动。为此构件AB 能占据与构件AD 拉直共线 和重叠共线的两个位置B A '及B A ''。由图可见,为了使构件AB 能够转至位置B A ',显然各构件的长 度关系应满足 c b d a +≤+ (3-1) 为了使构件 AB 能够转至位置B A '',各构件的长度关系应满足 c a d b +-≤)(或b a d c +-≤)( 即c d b a +≤+ (3-2) 或b d c a +≤+ (3-3) 将式(3-1)、(3-2)、(3-3)分别两两相加,则得 c a ≤ b a ≤ d a ≤ 同理,当设a >d 时,亦可得出 c b a d +≤+ b a b d +≤+ b a c d +≤+ 得c d ≤b d ≤a d ≤ 分析以上诸式,即可得出铰链四杆机构有曲柄的条件为: (1)连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 (2)最短杆与最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。 上述两个条件必须同时满足,否则机构中便不可能存在曲柄,因而只能是双摇杆机构。 通常可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型: (1)若机构满足杆长之和条件,则: ① 以最短杆为机架时,可得双曲柄机构。

机械设计中常用结构

第4章常用机构 4.1 平面连杆机构 4.1.1 平面连杆机构的组成 我们将机构中所有构件都在一平面或相互平行的平面内运动的机构称为平面机构。 1、构件的自由度 如图4-1所示,一个在平面内自由运动的构件,有沿X轴移动,沿y轴移动或绕A点转动三种运动可能性。我们把构件作独立运动的可能性称为构件的“自由度”。所以,一个在平面自由运动的构件有三个自由度。可用如图4-1所示的三个独立的运动参数x、y、θ表示。

2、运动副和约束 平面机构中每个构件都不是自由构件,而是以一定的方式与其他构件组成动联接。这种使两构件直接接触并能产生一定运动的联接,称为运动副。两构件组成运动副后,就限制了两构件间的部分相对运动,运动副对于构件间相对运动的这种限制称为约束。机构就是由若干构件和若干运动副组合而成的,因此运动副也是组成机构的主要要素。 两构件组成的运动副,不外乎是通过点、线、面接触来实现的。根据组成运动副的两构件之间的接触形式,运动副可分为低副和高副。 (1)低副两构件以面接触形成的运动副称为低副。按它们之间的相对运动是转动还是移动,低副又可分为转动副和移动副。 ①转动副组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动的运动副。通常转动副的具体结构形式是用铰链连接,即由圆柱销和销孔所构成的转动副,如图4-2(a)所示。 ②移动副组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副,如图4-2(b)所示。 由上述可知,平面机构中的低副引入了两个约束,

仅保留了构件的一个自由度。因转动副和移动副都是面接触,接触面压强低,称为低副。我们将由若干构件用低副连接组成的机构称为平面连杆机构,也称低副机构。由于低副是面接触,压强低,磨损量小,而且接触面是圆柱面和平面,制造简便,且易获得较高的制造精度。此外,这类机构容易实现转动、移动等基本的运动形式及转换,因而是在一般机械和仪器中应用广泛。平面连杆机构也有其缺点:低副中的间隙不易消除,引起运动误差,且不易精确地实现复杂的运动规律。 (2)高副两构件以点或线接触形成的运动副称为高副,如图4-3所示。这类运动副因为接触部位是点或线接触,接触部位压强高,故称为高副。 3、构件分类 机构中的构件可分为三类。 (1)机架它是机构中视作固定不动的构件,起支撑其他活动构件的作用。 (2)原动件它是机构中接受外部给定运动规律的活动构件。 (3)从动件它是机构中的随原动件运动的活动构件。 4.1.2平面机构的运动简图

机械设计常用材料

机械设计常用材料 1、45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。 主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。 应用举例: 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。 2、Q235A(A3钢)——最常用的碳素结构钢。 主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。 应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3、40Cr——使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢。 主要特征: 经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 40CR属于低淬透性合金调质钢,一般调质使用,比45#钢要好点,做要求不是很严的轴类件,也可以热处理后表面处理做齿轮,一般做轴退火后800度保温5小时淬火,用油淬,然后520度保温80分钟用水或者油快冷回火 应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。 4、HT150——灰铸铁

常用主要材料零件耐磨零件

耐磨零件材料概述 材料表面强化处理 农机具耐磨零件材料 球磨机磨球材料 耐磨材料概述 高锰钢的耐磨性 典型耐磨零件用钢 耐磨件--犁壁 耐磨件--泥浆泵缸套 耐磨件--锤式粉碎机锤片 耐磨件--风扇磨煤机护勾、护甲 耐磨件--稻麦收割机光滑刃动刀片 耐磨件--耙片 耐磨件--锄铲 耐磨件--稻麦收割机光滑刃定刀 片

耐磨件--旋耕机刀片 耐磨件--甘蔗粉碎机切片耐磨件--剪羊毛机刀片耐磨件--切草机刀片 耐磨件--旋耕机齿轮 耐磨件--联合收割机链轮耐磨件--泥浆活塞杆 耐磨件--推土机铲运机铲刀耐磨件--凿岩机 耐磨件--钻探机械钻具 耐磨件--犁铧 耐磨件--覆带板 国外工程机械耐磨件用钢及热处理 德国挖掘机斗齿 日本挖掘机斗齿 日本推土机、装载机、行走机构日本推土机、装载机、工作装置美国挖掘机斗齿 材料表面强化处理 材料表面强化处理是提高耐磨性的重要措施之一。除了常用的化学热处理(渗碳、渗硼等)和表面淬火方法外,还有表面冶金强化(表面熔化、表面合金化、表面涂层)、气相反应沉积、离子注入等方法都能提高零件表面的耐磨性和疲劳强度等性能。耐磨堆焊是以提高耐磨性为主要目的的堆焊工艺。耐磨堆焊材料也就成为一类重要的金属耐磨材料。常用的耐磨堆焊材料有铁基合金、钴合金、镍合金等。耐磨堆焊材料的范围很广泛的。应该在耐磨性、对环境的适应能力和可焊性等几方面综合考虑正确选用堆焊材料。 耐磨材料概述 用于制造耐磨零件的金属耐磨材料包括钢、复合钢材和铸铁等。高锰钢是历史悠久的耐磨材料,在恶劣工况条件下,不容易产生塑性失稳,而具有相当好的耐磨性;但它只有在冲击载荷及单位压力较大的磨料磨损条件下,产生加工硬化效应,才显示出较其他材料具有更优良的耐磨性。对于冲击载荷不太大的易磨损零部件,目前较广泛选用成本较低的非合金钢(碳素钢)或中高碳合金钢,并采取一定的工艺措施以提高其耐磨性。选用表面硬化钢或复合钢材制作的零部件,在耐磨、耐冲击等性能方面都具有明显的优点,可提高使用寿命,但成本较高。耐磨铸铁的耐磨性好,成本低,包括冷硬铸铁、白口铸铁和中锰球墨铸铁,一般适用于不同工况条件下使用的耐磨零件。 耐磨钢目前尚没有系统的技术标准,但制造耐磨零件所选用的钢类及钢种较广,一部分结构钢、工具钢及合金铸铁均常用于制造各种耐磨零件。近年来还发展了一些耐磨专用钢。一般是根据工作条件、磨损类型以及材料破坏机理的不同,来合理选用钢种。 农机具耐磨零件材料 农业机械中旋耕刀、耙片等零件在作业时与土壤中的砂石、树根等相碰撞,要求心部或承力层有较好的韧性而刃口或表面有高的耐磨性,所以一般选用65Mn钢。也常采用复合钢材、多层轧材以及处理工艺。各类作物的收割刀片以接触疲劳磨损和磨料磨损

机械设计方法简介

机械设计方法简介 1. 传统设计方法简介 自工业革命至计算机出现以前,随着力学和材料科学的发展,已经形成了机械的运动学、动力学和工作能力的较为完整的分析与设计方法,这些方法称为传统设计方法。 在传统设计方法中,机械的方案设计,即机构的选型和传动系统的布局,主要依靠设计者的经验,并参考类似机械的设计经验,即通过类比分析的方法进行。主要机械零件工作能力的分析与设计,一般以力学理论为基础,但是常常将复杂问题作某种简化,得出近似公式或经验公式。因此,传统设计方法主要存在以下不足。 (1)简化、假定及经验公式较多,真正的理论分析欠缺,影响了设计质量。 (2)设计工作周期长、效率低,不能满足市场竞争激烈、产品更新换代速度加快的新形势。 (3)方案设计过分依靠设计者个人的经验和水平,技术设计一般满足于获得一个可用的方案,而不是最佳方案。 综上所述,传统设计方法具有凭直觉设计、类比设计、经验设计、半经验设计等弊病。尽管传统设计方法有以上种种弊病、现代设计方法已经兴起,但是传统设计方法是基础,目前仍然被广泛使用,作为一名设计工作者应该首先掌握传统设计方法,才能进一步学习现代设

计方法。 2. 现代设计方法简介 计算机的出现为设计提供了更先进的设计手段,从而推动了设计理论的发展。近三十年来,机械设计方法发生了很大变化,出现了许多现代设计方法,下面简介三种方法。 1) 计算机辅助设计 计算机辅助设计(computer-aided design, CAD) 就是利用计算机运算快速准确、存储量大和逻辑判断能力强等特点,借助于计算机完成设计工作的一种现代设计方法。相对于传统设计方法,有如下主要优点。 (1)显著提高设计效率,大大缩短设计周期,加快产品的更新换代,增强市场的竞争能力。 (2)能在较短时间内给出多个方案供设计者比较、分析、选择以确定最佳方案。 (3)把设计人员从烦琐的计算、绘图等重复工作中解脱出来,将时间和精力集中到创造性工作中。 计算机辅助设计这个术语已经出现三十多年,早期的计算机辅助设计局限在借助于计算机进行分析、设计、绘图。现在市场上已经有了很多通用和专用计算机软件,包括绘图软件、运动分析软件、有限元分析软件等。

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