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机械零件设计的基本要求

2011/7/5    作者:未知    来源:网络转载    阅读:930

机器是由各种各样的零部件组成的,要使所设计的机器满足基本要求,就必须使组成机器的零件满足以下要求:

▲ 避免在预定寿命期内失效的要求

▲ 结构工艺性要求

▲ 经济性要求

▲ 质量小的要求

▲ 可靠性要求

一、避免在预定寿命期内失效的要求

应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。

1.强度要求  

提高零件强度的措施有:

采用高强度的材料;

使零件具有足够的截面尺寸;

合理设计零件的截面形状,增大惯性矩;

采用热处理和化学处理方法提高材料的强度性能;

提高零件的制造精度,以减少工作时的动载荷;

合理配置零件的相对位置,以降低零件的载荷。

2.刚度要求 

零件在工作时的弹性变形不能超过允许的范围称为零件的刚度要求。 

提高零件刚度的措施有:

增大零件的截面尺寸或增大惯性矩;

缩短支承的跨距或采用多点支承。

3.寿命要求  

影响零件寿命的主要因素有:疲劳破坏、腐蚀、磨损

大部分零件工作在变应力下,故疲劳破坏是引起零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有:

应力集中;

零件的尺寸大小;

零件表面质量及环境状况:

零件处在腐蚀性介质中工作时,可能使材料遭到腐蚀。

抗腐蚀的措施有:

表面发兰(发黑);

表面镀层;

表面涂漆;

表面阳极化。

二、结构工艺性要求 

零件工艺性良好的标志----    在具体的生产条件下,零件要便于加工而加工费用又很低。

1) 毛坯选择合理

制备方法:选用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。

毛坯选择与生产批量、材料性能和加工可能性有关。

单件或小批量生产时,选用棒料、板材、型材或焊件。

大批量生产时,往往选用铸造、锻造、冲压等方法。

2) 结构简单合理

最好采用平面、柱面、螺旋面等简单表面极其组合;

尽量减少加工面数和加工面积;

增加相同形状、相同元素(直径、圆角半径、配合、螺纹、键、齿轮模数等)的数量;

尽量采用标准件;

3) 合理的制造精度和表面粗糙度

零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急剧增加。决不能盲目追求高精度,应在满足使用要求的前提下,尽量采用较低的精度和表面质量。

4) 尽量减小零件的加工量

毛坯形状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。力求使少或无切削加工,节约材料、降低成本。

尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金等先进工艺满足上述要求。

三、经济性要求

零件的经济性首先表现在零件的生产制造成本上。

简化零件的结构,降低材料消耗; 

采用无余量、少余量的毛坯,减少加工工时;

采用廉价而充足的材料代替昂贵材料;

大型零件采用组合结构而非整体结构;

尽量采用标准件。

四、质量小的要求 

减小质量的好处:节约材料; 减小惯性,改善机器的动力性能。

减小质量的措施:

采用缓冲装置来降低零件所受冲击载荷;

采用安全装置来限制作用在零件所受最大载荷;

从零件应力较小处削减部分材料,以改善零件受力的均匀性,提高材料的利用率;
 

采用与工作载荷方向相反的预载荷,以降低零件的工作载荷;

采用轻型薄璧冲压件或焊接件代替铸造、锻压件;

采用强重比高的材料。

五、可靠性要求 

零件的实效是随机发生的,其原因是零件所受的载荷、环境温度、零件本身物理和机械性能等因素是随机变化的。为了提高零件的可靠性,就应当在工作条件和零件性能两个方面使其变化尽可能小。  

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