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设计机械零件应满足的基本要求

2022-03-01    作者:未知    来源:网络文摘

设计机械零件应满足如下基本要求 :

(一)避免在预定寿命期内失效的要求

   1.强度

  零件在工作中发生断裂或不允许的残余变形统属强度不足。上述失效形式,除了用于安全装置中预定适时破坏的零件外,对任何零件都是应当避免的。因此具有适当的强度是设计零件时必须满足的最基本条件。

  为了提高机械零件的强度,在设计时原则上可以采用以下的措施:

   采用强度高的材料;

   使零件具有足够的截面尺寸;

   合理地设计零件的截面形状,以增大截面的惯性矩;

   采用热处理和化学热处理方法,以提高材料的机械强度特性;

   提高运动零件的制造精度,以降低工作时的动载荷;

   合理地配置机器中各零件的相互位置,以降低作用于零件上的载荷等。

  2.刚度  

  零件在工作时所产生的弹性变形不超过允许的限度,就叫做满足了刚度要求。显然,只有当弹性变形过大就要影响机器工作性o的零件,才需要满足这项要求。对于这类零件,设计时除了要作强度计算外,还必须作刚度计算。

  为了提高零件的整体刚度,可采取如下措施:

   增大零件截面尺寸或增大截面的惯性矩;

   缩短支承跨距或采用多支点结构,以减小挠曲变形等。

    3.寿命

  有的零件在工作初期虽然能够满足各种要求,但在工作一定时间后,却可能由于某些原因而失效。这个零件正常工作延续的时间就叫零件的寿命。

  影响零件寿命的主要原因有:材料的疲劳材料的腐蚀以及相对运动零件接触表面的磨损。

(二)结构工艺性要求

  零件具有良好的结构工艺性,是指在既定的生产条件下,能够方便而经济地生产出来,并便于装配。所以零件的结构工艺性应从毛坯制造、机械加工过程及装配等几个生产环节加以综合考虑。工艺性还和批量大小及具体的生产条件相关。为了改善零件的工艺性,就应当熟悉当前的生产水平及条件。对零件的结构工艺性具有决定性影响的零件结构设计,在整个设计工作中占有很大的比重,因而必须予以足够的重视。

(三)可靠桃求

  零件可靠度的定义与机器可靠度的定义是相同的,即在规定的使用时间内和预定的环境条件下,零件能够正常地完成其功能的概率。对于绝大多数机械来说,失效的发生都是随机性的。因此,为了提高零件的可靠性,就应当在工作条件和零件的性能两个方面使其随机袒尽可能地小。此外,在使用中加强维护和对工作条件进行监测,也可以提高零件的可靠性。   

(四)经济性要求

  零件的经济性首先表现在零件本身的生产成本上。设计零件时,应力求设计出耗费(包括钱财、制造时间及人工)最少的零件。

獭∫降低零件的成本,首先要采用轻型的零件结构,以降低材料消耗;采用少余量或无余量的毛坯或简化零件结构,以减少加工工时。这些对降低零件成本均有显著的作用。工艺性良好的结构就意味着加工及装配费用低,所以工艺性对经济性有着直接的影响。

  采用廉价而供应充足的材料以代替贵重材料;对于大型零件采用组合结构以代替整体结构,都可以在降低材料费用方面起到积极的作用。

  另外,尽可能采用标准化的零、部件,就可在经济性方面取得很大的效益。

(五)质量小的要求

  对绝大多数零件来说,都Φ绷η蠹跣∑渲柿俊<跣≈柿坑辛椒矫娴暮么Γ阂环矫婵梢越谠疾牧希涣硪环矫妫对于运动零件来说,可以减小惯性,改善机器的动力性能。

  为了减小质量,可采取如下措施:采用缓冲装置来降低零件上所收的冲击载荷;采用安全装置来限制作用在主要零件上的最大载荷;从零件上应力较小处削减部分材料,以改善零件受力的均匀性,从而提高材料的利用率;采用与工作载荷相反方向的预载荷,以降低零件上的工作载荷;采用轻型薄壁的冲压件或焊接件来代替铸、锻零件,以及采用强重比高的材料等。

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