机械设计件完整版附带习题答案

3） 轴系部分—滑动轴承、滚动轴承、联轴器与离合器以及轴等； 4） 其他部分—弹簧、机座与箱体、减速器等；
基本理论
疲劳强度理论
摩擦、磨损与润滑
五、特点
1、实践性比较强。理论性差一些，经验、半经验公式，实验得出比 较多；理论推导出的比较少，答案不唯一。
2、综合性比较强。 受力分析 《理论力学》
应力分析 《材料力学》
习题
1、机器的基本组成要素是什么？
2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例？ 3、一台完整的机器通常是由哪些基本部分组成？各部分的作用是什
么？ 4、机械零件有哪些主要的失效形式？ 5、机械零件常用的有哪些计算准则？它们是针对什么失效形式而建
立的？ 6、机械零件设计的一般步骤有哪些？
结束
第一章
第二章 机械零件的疲劳强度计算
一、变应力的分类 二、变应力参数 三、几种特殊的变应力 四、疲劳曲线（对称循环变应力的—N曲线） 五、（非对称循环变应力的）极限应力图 六、影响疲劳强度的因素 七、不稳定变应力的强度计算 八、复合应力状态下的强度计算（弯扭联合作用）
一、变应力的分类
变应力
对称
简单 脉 动
2、应力分析：
4W d 2
3、失效分析：断裂
s
4、材料的选择：45#钢、40Cr>s（手册查到）
5、确定计算准则：（依据防止断裂失效）
6、计算零件的主要尺寸：
d
4W
7、结构设计l：（根据人体的情况，操作情况）其他尺寸
8、制图：设计最后都是用图纸来表达，然后拿到工厂去加工。
这不仅是零件设计的一般步骤，而且也是讲课的顺序。
技术文件编制：编制设计计算说明书。
三、零件的设计步骤
失效的定义：在正常的工作条件下，机械零件丧失工作能力或达 不到工作性能要求时，就称为零件失效。 整体断裂 机械零件的失效形式 过大的残余变形 腐蚀、磨损和接触疲劳
强度
机械零件的工作能力 刚度 寿命（耐磨性、耐腐蚀性）
机械零件计算准则
强度准则：
lim
一、机械（机器）的组成
我们以洗衣机为例，来说明机械的组成：
进水
电动机
涡轮 排水
控制部分：正转时间 反转时间
皮带传动
图1 洗衣机机构示意图
辅助系统
原动机
传动机
工作机
控制系统
图2 机械（机器）的组成（按功能分）
原动机部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源；
执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分；
部件
零件
图3 机械（机器）的组成（按大小分）
二、机械设计步骤
计划阶段
提出要求 自动进水
洗衣机 洗 涤
方案设计
甩干（脱水） 单 缸 模糊控制
提出尽可能多的解决方法 双 缸 自适应控制 滚 筒 双模控制
筛选、决策、评价（可靠性、经济上），选出最佳方案。
技术设计
目的：确定机械中各个零部件的结构尺寸（量化） 绘图、对方案具体实施，出图。
尖 峰 应 力
C）随机变应力 图2-1变应力的分类 c）如果变化不呈周期性，而带有偶然性，则称为随机变应力，如图 2-1c所示。
二、变应力参数
图2-2给出了一般情况下稳定循环变应力谱的应力变化规律。
a
0 min
max
0
m t
图2-2稳定循环变应力
min a
t m
max
。 图2-2给出了一般情况下稳定循环变应力谱的应力变化规律
传动部分是把原动机的运动形式、运动及动力参数转 变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
以上是从功能上分析机械的组成，下面从结构上看：
零件：是机械的制造单元，机器的基本组成要素就是机 械零件。
部件：按共同的用途组合起来的独立制造或独立装配的 组合体。 如减速器、离合器等。
按大小来分：
机械（机器）
零件受周期性的最大应力max及最小应力min作用，其应力幅为a， 平均应力为m，它们之间的关系为
max m a
min
m
a
m a max min
2
max min
2
a
0 min
max m
t
0
r 规定：1、a总为正值mi；n
图2-2稳定循环变应力
2、a的符号m要ax与m的符号保持一致。
稳定
循环变应力（周期）
复合
非对称
不稳定循环变应力
随机变应力（非周期）
周期
时间t
a）稳定循环变应力
a）随时间按一定规律周期性变化，而且变化幅度保持常数的变应力称 为稳定循环变应力。如图2-1a所示。
周期 t
b）不稳定循环变应力
b）若变化幅度也是按一定规律周期性变化如图2-1b所示，则称为 不稳定循环变应力。
材料选择 《材料与热处理》 3、承上启下的作用。它是最后一门专业基础课，起到承接基础课和
专业课的桥梁作用。
六、要求
以听课为主，自学为辅，考试内容以讲课和要求自学的为主， 答疑两周一次，具体时间待定。考核 20%+80% 平时作业质量、 出席情况、实验数目占20%，期末考试占80%，要求课内：课外用 时是1：2。
min a
t m
max
其中：max—变应力最大值；min—变应力最小值；m—平均应力；
a—应力幅；r—循环特性，-1 r +1。
由此可以看出，一种变应力的状况，一般地可由max、min、m、 a及r五个参数中的任意两个来确定。
Sm in
刚度准则： y y
寿命准则：（表示耐磨程度）
下面我们以设计千斤顶立柱为例，来说明机械零件的设计步骤：
车自重W=2000kg=2吨 s为屈服极限
l d
4W s d 2 Smin
由此可求出d；其中Smin根据工作环境来定。
机械零件的设计大体要经过以下几个步骤：
1、载荷分析（受力分析）：W
四．课程的主要内容
概括地说，机械零件可以分为两大类： 传动件
零件
通用零件 专用零件
连接件 轴系件 其他
（如螺钉、齿轮、链轮等）
本书讨论的具体内容是：（设计方法、步骤、原理）
1） 传动部分—带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动以及螺旋传 动等；
2） 联接部分—螺纹联接，键、花键及无键联接，销钉联接，铆接 、焊接、胶接与过盈配合联接等；
七、水平
1）掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具 有设计机械传动装置和简单机械的能力；
2）树、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；
《机械设计手册》—其中的一个标准是查手册的能力； 4）掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技术的基本训练； 5）对机械设计的新发展有所了解。