機械零件設計的基本要求

tags:    時間:2014-03-07 11:49:09
機械零件設計的基本要求簡介
機器是由各種各樣的零部件組成的,要使所設計的機器滿足基本要求,就必須使組成機器的零件滿足以下要求: ▲ 避免在預定壽命期內失效的要求 ▲ 結構工藝性要求 ▲&nb……
機械零件設計的基本要求正文

機器是由各種各樣的零部件組成的,要使所設計的機器滿足基本要求,就必須使組成機器的零件滿足以下要求:

▲ 避免在預定壽命期內失效的要求

▲ 結構工藝性要求

▲ 經濟性要求

▲ 質量小的要求

▲ 可靠性要求

一、避免在預定壽命期內失效的要求

應保證零件有足夠的強度、剛度、壽命。

1.強度要求  

提高零件強度的措施有:

採用高強度的材料;

使零件具有足夠的截面尺寸;

合理設計零件的截面形狀,增大慣性矩;

採用熱處理和化學處理方法提高材料的強度性能;

提高零件的製造精度,以減少工作時的動載荷;

合理配置零件的相對位置,以降低零件的載荷。

2.剛度要求 

零件在工作時的彈性變形不能超過允許的範圍稱為零件的剛度要求。 

提高零件剛度的措施有:

增大零件的截面尺寸或增大慣性矩;

縮短支承的跨距或採用多點支承。

3.壽命要求  

影響零件壽命的主要因素有:疲勞破壞、腐蝕、磨損

大部分零件工作在變應力下,故疲勞破壞是引起零件破壞的主要原因。影響疲勞強度的因素有:

應力集中;

零件的尺寸大小;

零件表面質量及環境狀況:

零件處在腐蝕性介質中工作時,可能使材料遭到腐蝕。

抗腐蝕的措施有:

表面發蘭(發黑);

表面鍍層;

表面塗漆;

表面陽極化。

二、結構工藝性要求 

零件工藝性良好的標誌----    在具體的生產條件下,零件要便於加工而加工費用又很低。

1) 毛坯選擇合理

製備方法:選用型材、鑄造、鍛造、衝壓和焊接等。

毛坯選擇與生產批量、材料性能和加工可能性有關。

單件或小批量生產時,選用棒料、板材、型材或焊件。

大批量生產時,往往選用鑄造、鍛造、衝壓等方法。

2) 結構簡單合理

最好採用平面、柱面、螺旋面等簡單表面極其組合;

盡量減少加工面數和加工面積;

增加相同形狀、相同元素(直徑、圓角半徑、配合、螺紋、鍵、齒輪模數等)的數量;

盡量採用標準件;

3) 合理的製造精度和表面粗糙度

零件的加工成本隨精度和表面粗糙度的提高而急劇增加。決不能盲目追求高精度,應在滿足使用要求的前提下,盡量採用較低的精度和表面質量。

4) 盡量減小零件的加工量

毛坯形狀和尺寸應盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力求使少或無切削加工,節約材料、降低成本。

盡量採用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金等先進工藝滿足上述要求。

三、經濟性要求

零件的經濟性首先表現在零件的生產製造成本上。

簡化零件的結構,降低材料消耗; 

採用無餘量、少余量的毛坯,減少加工工時;

採用廉價而充足的材料代替昂貴材料;

大型零件採用組合結構而非整體結構;

盡量採用標準件。

四、質量小的要求 

減小質量的好處:節約材料; 減小慣性,改善機器的動力性能。

減小質量的措施:

採用緩衝裝置來降低零件所受衝擊載荷;

採用安全裝置來限制作用在零件所受最大載荷;

從零件應力較小處削減部分材料,以改善零件受力的均勻性,提高材料的利用率;

 

採用與工作載荷方向相反的預載荷,以降低零件的工作載荷;

採用輕型薄璧衝壓件或焊接件代替鑄造、鍛壓件;

採用強重比高的材料。

五、可靠性要求 

零件的實效是隨機發生的,其原因是零件所受的載荷、環境溫度、零件本身物理和機械性能等因素是隨機變化的。為了提高零件的可靠性,就應當在工作條件和零件性能兩個方面使其變化儘可能小。

 

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