第一篇總論第二章機械設計總論§2-1機器的組成§2-2設計機器的一般程序§2-3對機器的主要要求§2-4機械零件的主要失效形式§2-5設計機械零件時應滿足的基本要求§2-6機械零件的設計原則§2-7機械零件的設計方法§2-8機械零件設計的一般步驟§2-9機械零件的材料及其選用§2-10機械零件設計中的標準化

輔助系統，例如：潤滑、顯示、照明等原動機部分傳動部分控制系統執行部分動力部分（人力、畜力、風力、水力、電機、內燃機等）功能：提供動力、實施能量轉換傳動部分（機械傳動、電力傳動、流體傳動等）

功能：減速、變速、傳遞動力、改變運動規律、多驅動工作部分（具體實施做工的部分）

功能：直接完成預定任務的裝置控制部分（啟動、停止、保護等）。功能：使各部分協調動作第二章機械設計總論§2-1

機器的組成基本部分2以汽車為例－機械系統的組成動力系統傳動系統執行系統操縱及控制系統輔助裝置冷卻、潤滑、記數、照明MAZDA新車型設計3§2-2設計機器的一般程序試制、批量生產、銷售計劃階段方案設計階段技術設計階段技術文件編制階段可行性報告設計任務書原理方案圖

總裝圖、部裝圖、零件圖技術說明書、使用說明書、標準件明細表4機器開發一般過程§2-2設計機器的一般程序ConcepturalDesignGeneralDesignDetailDesignUpdateDesign5機械設計的一般過程概念設計總體設計詳細設計改進設計6§2-3對機器的主要要求一、使用功能的要求：要滿足預期的使用要求二、經濟性要求：1）設計制造經濟性——成本低

2）使用經濟性——高生產率、高效率、低消耗、低維護和管理費用三、勞動保護要求：1）機器的操作要方便、安全

2）操作者及機器的環境要得到改善四、可靠性要求：五、其它專用要求：7§2-2設計機器的一般程序8機械零件的設計工作情況分析失效形式設計準則強度計算失效——

零件失去其工作能力。機械零件的主要失效形式4.破壞正常工作條件引起的失效：

打滑，共振，膠合1.整體斷裂：拉，壓，彎，扭2.過大的殘余應力3.零件表面的破壞：接觸疲勞、磨損、膠合、壓潰、腐蝕§2-4

機械零件的主要失效形式9引起零件變形殘余應力有時有好處，如預應力混凝土，增加其強度一、避免在預定壽命期限內失效的要求：§2-5機械零件設計的基本要求1.強度：體積強度：塑性變形、脆斷、疲勞斷裂

表面強度：面接觸——

壓潰、磨損

點、線接觸

——

疲勞點蝕、磨損2.剛度：彈性變形過大3.穩定性：靜態穩定→壓桿；動態穩定→轉軸

4.其他：局部膠合；摩擦傳動打滑；聯接松動等五、結構工藝性的要求：良好的工藝性

——便于加工，便于裝拆，便于使用、維護。三、質量小的要求四、可靠性要求二、經濟性要求101.機加工零件的工藝性1）要能加工

加工不出來一切免談。2）便于加工

減小輔助時間（減少裝夾和換刀），減少機動時間。3）保證精度

越程槽，減少變形(車工怕長杠、刨工怕大板)，減少裝夾。4）提高刀具壽命

退刀槽，避免鉆斜孔、深孔和盲孔。111）能裝能卸

軸承定位臺階、螺栓、定位銷例。2）提高效率

避免過定位和輔助加工。3）保證裝配質量

合理的定位結構，要能調整間隙。

盡可能使受熱變型一致：要求避免尖角、壁厚均勻、形狀對稱，少用細長桿、大薄板。3.熱處理件的工藝性2.裝配零件的工藝性12磨損是零件的主要失效形式之一，但由于計算困難一般不計算，對軸瓦等重要零件用其它方法作替代計算。§2-6

機械零件的設計準則13一、常規設計：1.理論設計：2.經驗設計：1）校核計算：3.模型實驗設計：§2-7機械零件的設計方法2）設計計算：FF二、現代設計方法：1.優化設計2.計算機輔助設計(CAD)3.可靠性設計4.虛擬設計——虛擬樣機——分析、實驗、修改、定型——產品制造5.網絡協同設計6.綠色設計14§2-2設計機器的一般程序15強度的校核計算結構參數設定應力分析材料選擇強度校核強度的設計計算材料選擇應力分析公式強度設計公式結構尺寸計算一般需要求解方程組一般需要反復計算才能得到滿意結果機械零件的設計步驟：1.根據零件的使用要求，選擇零件的類型和結構；2.計算其作用載荷；3.根據零件類型、結構和所受載荷，分析失效形式，確定設計準則；4.選材；5.根據設計準則，確定出零件的基本尺寸；6.根據工藝性及標準化等原則，進行結構設計；7.必要的校核計算；8.畫零件圖，寫說明書。§2-8機械零件的設計步驟16類型選擇受力分析選擇材料確定失效分析、建立計算準則合理確定基本尺寸結構設計（工藝性、標準化）校核計算畫零件圖、寫說明書NY17§2-9常用材料及其選擇一、常用材料1.鑄鐵

性脆、不能碾壓或鍛造；易熔、液態流動性好；減震性、耐磨性好；有的易切削，有的強度高，廣泛用作機架等復雜零件。分為灰鐵、球鐵、蠕鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。2.鋼

有較好的機械、熱處理和切削性能；分為碳鋼和合金鋼，含碳量有高、中、低之分；一般含碳量↑強度、硬度↑塑性、韌性↓，可通過熱處理改善性能；常用中碳鋼、中碳合金鋼。3.鑄鋼

強度、切削性優于鑄鐵，易熔性、流動性較鑄鐵差，適合作大尺寸零件。4.有色金屬

鋁合金強密比高，宜作高速、輕質零件，多用鑄鋁；銅合金導熱、導電性好，減摩、耐磨、抗膠合性能好，宜作電器接插件、軸瓦、蝸輪等；軸承合金專門用來做軸承。5.非金屬

橡膠宜做密封件、緩沖減震件、傳動帶等；塑料一般用作減摩材料或復雜輕載件。18二、常用熱處理方法1.淬火

加熱至臨界溫度，保溫，急冷。提高硬度、耐磨性。以表面淬火常用。2.滲碳淬火

滲碳然后淬火。使零件外硬內韌，耐磨、耐沖擊。3.碳氮共滲

亦稱氰化，目的同上。現在應用不多。4.滲氮

熱處理溫度低，表面硬度大于滲碳淬火，適于硬化后不磨削的零件，不耐沖擊。5.調質

淬火后高溫回火；綜合機械性能較好，也便于切削。最常用的熱處理方法之一。6.正火（常化）

調整硬度、細化晶粒、便于切削。不重要的零件可作為最終熱處理。7.退火降低硬度、均勻組織、消除內應力。對鑄、鍛、焊零件是常用的消除內應力的方法。191.使用要求2.工藝要求3.經濟性

有強度和重量要求，選強密比高的；有剛度要求，選彈性模量大的（對碳鋼，這種情況下寧肯用較低強度的材料）；有接觸強度和耐磨要求，選表面可強化處理的。

毛坯要與生產規模相適應，大批量宜用鑄造、模鍛，小批量宜用焊接、自由鍛。相應的：鑄件要求液態流動性好、縮孔和偏析傾向小；焊件要求可焊性好、不易開裂；鍛件要求延展性好、熱脆性小；切削加工件要便于切削、表面要光整；熱處理件要求可淬性、淬透性好，變形傾向小。

相對價格要低、材料利用率要高、加工費用要少，最終要與生產規模相適應。三、材料選用原則20END212223二.