§1.1機械設計的基本要求§1.2機械設計的內容與步驟§1.3機械零件的失效形式及設計計算準則§1.4機械零件設計的標準化、系列化及通用化第1章機械設計概述§1.1機械設計的基本要求第1章機械設計概述1.1機械設計的基本要求

機械設計包括以下兩種設計:應用新技術、新方法開發(fā)創(chuàng)造新機械；在原有機械的基礎上重新設計或進行局部改造。1.1.1設計機械零件的基本要求工作可靠并且成本低廉;零件的工作能力是指零件在一定的工作條件下抵抗可能出現的失效的能力，對載荷而言稱為承載能力。失效:指零件由于某些原因不能正常工作。1.1機械設計的基本要求機械設計包括以下兩種設計:應用設計機械零件要注意以下幾點：（1）合理選擇材料，降低材料費用；（2）保證良好的工藝性，減少制造費用；

（3）盡量采用標準化、通用化設計，簡化設計過程從而降低成本。1.1機械設計的基本要求

設計機械零件要注意以下幾點：（1）合理選擇材料，降低材料費用現代設計方法：常規(guī)設計方法：優(yōu)化設計、可靠性設計、有限元設計、模塊設計、計算機輔助設計理論設計、經驗設計和模型實驗設計等。1.2機械設計的內容與步驟現代設計方法：常規(guī)設計方法：優(yōu)化設計、可靠性設計、有限元設計機械設計的過程通常可分為以下幾個階段：（1）產品規(guī)劃（2）方案設計（3）技術設計（4）制造及試驗產品規(guī)劃的主要工作是提出設計任務和明確設計要求。

由設計人員構思出多種可行方案進行分析比較，從中優(yōu)選出一種方案。設計結果以工程圖及計算書的形式表達出來。

經過加工、安裝及調試制造出樣機，對樣機進行試運行或在生產現場試用。1.2機械設計的內容與步驟機械設計的過程通常可分為以下幾個階段：（1）產品規(guī)劃（2）方設計機械零件的一般步驟如下：

（1）根據機器的具體運轉情況和簡化的計算方案確定零件的載荷。

（2）根據零件工作情況的分析，判定零件的失效形式，從而確定其計算準則。

（3）進行主要參數選擇，選定材料，根據計算準則求出零件的主要尺寸，考慮熱處理及結構工藝性要求等。（4）進行結構設計。

（5）繪制零件工作圖，制訂技術要求，編寫計算說明書及有關技術文件。在設計過程中，這些步驟又是相互交錯、反復進行的。1.2機械設計的內容與步驟設計機械零件的一般步驟如下：（1）根據機器的具體運

在設計機械零件時往往是將較復雜的實際工作情況進行一定的簡化，這些計算或多或少帶有一定的條件性或假定性。條件性計算：1.2機械設計的內容與步驟在設計機械零件時往往是將較復雜的實際工作情況進機械零件喪失預定功能或預定功能指標降低到許用值以下的現象機械零件的失效：

進行機械零件設計時必須根據零件的失效形式分析失效的原因，提出防止或減輕失效的措施，根據不同的失效形式提出不同的設計計算準則。1.3.1失效形式機械零件常見的失效形式有如下幾種：1.斷裂2.過量變形3.表面失效4.破壞正常工作條件引起的失效1.3機械零件的失效形式及設計計算準則機械零件喪失預定功能或預定功能指標降低到許用值以下的現象機械1.3.2失效形式

同一零件對于不同失效形式的承載能力也各不相同。根據不同的失效原因建立起來的工作能力判斷條件，稱為設計計算準則。主要包括以下幾種：1.強度準則（整體強度和表面強度）整體強度的判斷準則表示為：或表面接觸強度的判斷準則表示為：應力表示法：安全系數表示法：接觸應力表示法：擠壓應力表示法：1.3機械零件的失效形式及設計計算準則1.3.2失效形式同一零件對于不同失效形式的承2.剛度準則

零件在載荷作用下產生的彈性變形量應小于或等于機器工作性能允許的極限值。3.耐磨性準則4.散熱性準則5.可靠性準則1.3機械零件的失效形式及設計計算準則2.剛度準則零件在載荷作用下產生的彈性變形量應小標準件：按規(guī)定標準生產的零件。好處：

（1）由專門化工廠大量生產標準件，能保證質量、節(jié)約材料、降低成本；

（2）選用標準件可以簡化設計工作，縮短產品的生產周期；

（3）選用參數標準化的零件，在機械制造過程中可以減少刀具和量具的規(guī)格；（4）具有互換性，從而簡化機器的安裝和維修。1.4機械零件設計的標準化、系列化及通用化標準件：按規(guī)定標準生產的零件。好處：（1）由專門

通用化：在不同規(guī)格的同類產品或不同類產品中采用同一結構和尺寸的零件、部件。

我國現行標準分為國家標準（GB）、行業(yè)標準和專業(yè)標準等，國際上則推行國際標準化組織（ISO）的標準。

標準化：有不少零件，由于應用范圍廣、用量大，已經高度標準化形成標準件。

系列化：有很多零件適用范圍極為廣泛，但在具體設計時隨著工作條件的不同，在材料、尺寸、結構等方面的選擇也各不相同，這種情況則可對其某些基本參數規(guī)定標準的系列化數列。1.4機械零件設計的標準化、系列化及通用化通用化：在不同規(guī)格的同類產品或不同類產品中采用人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維