《机械设计基础》科目考查论文

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1、2009-2010年第一学期《机械设计基础》科目考查卷专业：机械设计制造及其自动化班级：任课教师：姓名：学号：成绩：机械零件设计要注意的最基本的问题学习了高等教育出版社出版的第五版《机械设计基础》，在对机械设计的知识方面有了初步的了解，这对于我所在这个机械设计制造及其口动化专业來说是非常重要的。特别是在机械零件设计方面的设计是非常觅要的，零件是组成机械和机器的不可分拆的单个制件，是机械制造过程中的基本单元，也是机械最基础的组成部分！机器设计应满足的要求是：性能强、效率髙、成本低，在额定的寿命期内安全可靠，操作方便并便于调

2、整维修。在机械零件设计时，我们除了要满足设计准则外，还必须处理好如下的儿个问题：（1）材料选用问题；（2）公差与配合、表面粗糙度问题；（3）标准化及系列化问题等。材料选用问题：材料选择是设计中的一个重要环节。同一零件如采用不同材料制造,则零件尺寸、结构、加工方法、工艺要求等都会有所不同。但是现实生活中要求我们做到在符合工艺及机械性能方面的问题的情况下尽量经济实惠。在机械零件产品的设计与制造过程屮，如何合理地选择和使用金展材料是一项十分重要的工作。不仅要考虑材料的性能是否能够适应零件的T作条件，使零件经久耐用，而且要求材料

3、有较好的加工丁艺性能和经济性，以便提高零件的生产率，降低成本，减少消耗等。选材屮要注意到材料的化学物理性能、机械性能和工艺性能，如密度、弹性模量、强度、韧性、耐蚀性、耐磨性、高温和低温强度、焊接性能、淬透性、热处理变形量、可锻性、切削性能、经济性等。选用材料要根据产品批量，是常年需要（定型产品）或一次性生产（单件、单批生产），从机械性能、工艺和经济三方面来考虑。一、机械零件由于某种原因不能在既定的工作条件和期限内正常工作时，称为失效。机械零件承受不同类型的应力或处于不同的工作条件时，呈现出不同的失效形式。其主要失效形式如

4、下。1.整体断裂：零件在受静应力作用时，当其危险剖面上的应力超过材料的强度极限时，将会产生断裂。断裂前有塑性变形或变形能消耗者，叫韧性断裂;断裂前无宏观塑性变形者，叫脆性断裂。零件在受变应力作用时，当其危险剖面上的应力超过材料的疲劳极限时，将会产生疲劳断裂。这是大多数零件的主要失效形式。整体断裂是机械零件的严重失效形式，它不仅使零件丧失工作能力,有时甚至会造成严重的人身和设备事故。2.过量变形：机械零件受载时，必然产生弹性变形。当严重过载，作用在零件上的应力超出材料的屈服极限时，零件将产生残余变形。变形造成零件尺寸和形状

5、的改变，破坏零件（或部件）Z间的相互位置及配合关系，使零件或机器不能正常工作。此外，过量的弹性变形会引起振动，使零件破坏。3.表面损坏：绝大多数零件都是与别的零件发生静的或动的接触和配合关系，载荷作用于表面，摩擦发生于表面，环境介质也包围于表面。因此，零件失效多发生在表面。零件表面损坏的形式有：腐蚀、磨损、接触疲劳和胶合等。腐蚀是发生在金属表血的一种电化学或化学侵蚀现象。磨损是两个接触表面在作相对运动的过程中发生表面物质丧失或转移的现象。这是大多数零件的又一主要失效形式，在轻纺机械中的零件,因表面磨损而失效的现象尤为突出

6、。接触疲劳是零件表面受到交变的接触应力长期作用时，表面产生裂纹或微粒剥落而形成麻点(疲坑)，称为点蚀。胶合是两个作和对运动的表面在高压力而又缺少润滑的工作条件下，使两个表面温升过大而形成局部金属熔接粘合。胶合导致其中较软的金属表面被其屮较駛的金属表面撕成一道道表面沟纹。机械零件的使用寿命，在很人程度上决定于表面失效。当零件出现表面失效时，摩擦加大，除增加能量消耗外，述破坏工作表面，使其尺寸和形状发生变化，最终造成零件报废。除上述三种失效形式外，还有一些零件是由于破坏了正常的工作条件而引起失效。例如高速转动的零件当其转速与

7、转动系统的固有频率相等或接近时而造成共振；靠摩擦力工作的零件，因摩擦力不足而产生表面间打滑；液体摩擦滑动轴承不具备建立完整润滑油膜的条件；高温下工作的零件产生的热应力及蠕变等。二、选择材料主要用考虑三个方面问题：使用要求、工艺要求和经济要求。1、按使用要求选择材料：(1)如果零件取决于强度，且尺寸和重量又受到某些限制时，应选用强度较高的材料。在静应力下工作的零件，应力分布均匀的，宜选用组织均匀，屈服极限较高的材料；应力分布不均匀，宜采用热处理后在应力较人部位具有较高强度的材料。在变应力下工作的零件，应选用疲劳强度较高的材

8、料。（2）若零件尺寸取决于刚度，则应选用弹性模量较人的材料。碳素钢和合金钢的弹性模量相差很小，故选用优质合金钢没有意义。剖面积相同，改变零件形状能使刚度得到较大的提高。（3）零件尺寸取决于接触强度的，应选用可进行表面强化处理的材料，如调质钢、渗碳钢、氮化钢。以齿轮传动为例，经渗碳、氮化或碳氮共渗等处理后，其接触强度要