一、机械设计包括两种设计,
第 4章 机械设计概论
应用用新技术、新方法开发创造新机械；
在原有机械的基础上重新设计或进行局部
改变或提高原有机械的性能。
§ 4— 2 机械设计的基本要求及设计程序
一、机械设计的基本要求
1,对机械设计的要求
a) 对机器使用功能方面的要求
b)可靠性要求
c) 对机器经济性的要求
2,对机械零件设计的基本要求
a) 在预定工作期限内正常, 可靠地工作, 保证机器
的各种功能
b) 要尽量降低零件的生产、制造成本
二、机械设计的一般程序
1、机器设计的一般程序
市场调
研
可行性
研究
原理
方案
设计
技术
设 计
试制
试验
小批生
产试销
投
产
设
计
任
务
书
定
出
最
佳
方
案
装配图,
零件图、
技术文
件
样
机
评
价
改
进
考核
工艺
性收
集用
户意
见
产
品
销
售
1） 建立零件的受力模型, 确定零件的计算
载荷
2） 选择零件的类型与结构
3） 选择零件的材料
4） 按可能的失效形式确定零件的计算准则
,并确定零件的
基本尺寸, 并加于标准化和圆整
5） 零件的结构设计
6）绘制零件的工作图，并编写计算说明书
KPPca ?
2、机械零件设计的一般步骤
§ 4— 3 机械零件的主要失效形式和设计计算准则
一、机械零件的失效形式
失效 —— 零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能
失效形式：强度失效, 刚度失效, 磨损失效, 振动,
噪声失效, 精度失效, 可靠性失效
二、机械零件的计算准则
工作能力 —— 零件不发生失效时的安全工作限度
计算准则 —— 以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件
工作能力计算依据的基本原则
1、强度准则
t
S
S
lim
lim
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][
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疲劳极限
塑性材料
脆性材料
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BB
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2、刚度准则
零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力
零件在载荷作用下抵抗破坏的能力
][yy ?
y—— 可以是挠度、偏转角或扭转角
3、耐磨性准则
作相对运动的零件其工作表面抵抗磨损的能力
? ?pvpvpp ?? ][
4、振动和噪声准则
ffff pp 15.1,85.0 ??
5、热平衡准则
? ?tt ?? ?
6、可靠性准则 系统、机器或零件在规定的条件下和规定
的时间内完成规定功能的能力。
：可靠度 —— 表示零件在规定的条件下和规定的时间
内完成规定功能的概率
tR
N个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有 Nf
个失效，剩下 Nt个仍继续工作，则
N
N
N
NN
N
NR fft
t ??
??? 1
不可靠度（失效概率）,
1,1 ????? tttft FRRNNF
n个零件组成的串联系统, 单个零件的可靠度,R1,R2, … Rn，
则系统的可靠度为 Rf=R1R2… Rn
机械零件的结构工艺性
一、机械零件结构工艺性的基本原则,
1、与生产条件、批量大小及获得毛坯的方法相适应；
2、造型简单化；
3、加工的可能性、方便性、精确性和经济性；
4、装拆的可能性和方便性。
1、铸造工艺性对零件结构的要求；
2、锻造工艺性对零件结构的要求；
3、热处理对零件结构的要求；
4、切削加工工艺对零件结构的要求 ；
二、良好的工艺性对机械零件的结构要求
机械设计中的标准化
机械设计标准化的意义,
1、便于采用先进技术与设备进行大规模生产或
组织专业生产；
2、统一零件的性能指标，提高产品的可靠性；
3、产品具有互换性；
4、减少设计制造工作量，缩短设计制造周期；
5、便于维修。