節(jié) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論

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1、會(huì)計(jì)學(xué)1節(jié)節(jié) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論91 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求：機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求：在在滿滿足足預(yù)預(yù)期期功功能能的的前前提提下下，性性能能好好、效效率率高高、成成本本低低，在在預(yù)預(yù)定定使使用用期期限限內(nèi)內(nèi)安安全全可可靠靠，操操作作方方便便、維維修修簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單和和造型美觀造型美觀等。等。機(jī)械零件的失效：機(jī)械零件的失效：機(jī)械零件曲于某種原因不能正常工作時(shí)，稱為機(jī)械零件曲于某種原因不能正常工作時(shí)，稱為失效。失效。工作能力工作能力-在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全工作的限度。通常此限度是對(duì)載荷而言，所以習(xí)慣上工作的限度。通常

2、此限度是對(duì)載荷而言，所以習(xí)慣上又稱為：又稱為：承載能力。承載能力。零件的失效形式零件的失效形式:斷裂或塑性變形斷裂或塑性變形;過(guò)大的彈性變形過(guò)大的彈性變形;工作表面的過(guò)度磨損或損傷工作表面的過(guò)度磨損或損傷;發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)；聯(lián)接的松弛發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)；聯(lián)接的松弛;摩擦傳動(dòng)的打滑等。摩擦傳動(dòng)的打滑等。如軸、齒輪、軸瓦、軸頸、螺栓、帶傳動(dòng)等。機(jī)械零件雖然有多種可能的失效形式，歸納起來(lái)最主要的為第1頁(yè)/共40頁(yè)對(duì)于各種不同的失效形式，也各有相應(yīng)的工作能力判定條件強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件：計(jì)算應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力許用應(yīng)力；許用應(yīng)力；機(jī)械零件設(shè)計(jì)的步驟：機(jī)械零件設(shè)計(jì)的步驟：1)擬定零件的計(jì)算簡(jiǎn)圖擬定零件的計(jì)算簡(jiǎn)圖;5)繪

3、制工作圖并標(biāo)注必要的技術(shù)條件。繪制工作圖并標(biāo)注必要的技術(shù)條件。防止失效的判定條件是：防止失效的判定條件是：計(jì)算量計(jì)算量許用量許用量-工作能力計(jì)算準(zhǔn)則。工作能力計(jì)算準(zhǔn)則。2)確定作用在零件上的載荷確定作用在零件上的載荷;3)選擇合適的材料選擇合適的材料;4)根根據(jù)據(jù)零零件件可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)的的失失效效形形式式，選選用用相相應(yīng)應(yīng)的的判判定定 條條件件，確確定定零零件件的的形形狀狀;注意，零件尺寸的計(jì)算值一般并不是最終采用的數(shù)值，設(shè)計(jì)者還要根據(jù)制造零件的工藝要求和標(biāo)誰(shuí)、規(guī)格加以圓整 失效原因失效原因:強(qiáng)度、剛度、耐磨性、振動(dòng)穩(wěn)定性、溫度等強(qiáng)度、剛度、耐磨性、振動(dòng)穩(wěn)定性、溫度等 原因。原因。剛度條件：

4、剛度條件：變形量變形量N0以后，曲線趨于水平，可認(rèn)為在無(wú)限次循環(huán)時(shí)試件將不會(huì)斷裂。應(yīng)力應(yīng)力與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N 之間之間的關(guān)系曲線稱為：的關(guān)系曲線稱為：疲勞曲線疲勞曲線當(dāng)當(dāng)NNNN0 0 時(shí)時(shí),試件將不會(huì)斷裂。試件將不會(huì)斷裂。N N0 0-循環(huán)基數(shù)循環(huán)基數(shù)N N0 0 對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為：對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為：當(dāng)當(dāng)NNN2%-含碳量含碳量 2%鐵碳合金鐵碳合金特點(diǎn)：特點(diǎn)：良好的液態(tài)流動(dòng)性，可鑄造成形狀復(fù)雜的零件。良好的液態(tài)流動(dòng)性，可鑄造成形狀復(fù)雜的零件。較好的減震性、耐磨性、切削性（指灰鑄鐵）、成本低較好的減震性、耐磨性、切削性（指灰鑄鐵）、成本低廉。廉。應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣。其中灰鑄鐵

5、最廣、球墨鑄鐵次之。應(yīng)用范圍廣。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。第14頁(yè)/共40頁(yè)選用原則：選用原則：優(yōu)選碳素鋼，其次是優(yōu)選碳素鋼，其次是硅、錳、硼、釩類合金鋼。硅、錳、硼、釩類合金鋼。特點(diǎn)：特點(diǎn)：與鑄鐵相比，鋼具有高的強(qiáng)度、韌性和塑性。與鑄鐵相比，鋼具有高的強(qiáng)度、韌性和塑性?？捎脽崽幚矸椒ǜ纳破淞W(xué)性能和加工性能?？捎脽崽幚矸椒ǜ纳破淞W(xué)性能和加工性能。零件毛坯獲取方法：零件毛坯獲取方法：鍛造、沖壓、焊接、鑄造等。鍛造、沖壓、焊接、鑄造等。應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)用范圍極其廣泛。應(yīng)用范圍極其廣泛。表表9-2 9-2 常用材料的相對(duì)價(jià)格常用材料的相對(duì)價(jià)格材材 料料 種種 類類 規(guī)規(guī) 格格 相對(duì)價(jià)格相對(duì)價(jià)格

6、熱軋圓熱軋圓鋼鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235（3342）1鑄鑄 件件優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼（2950）1.51.8 合金結(jié)構(gòu)鋼（合金結(jié)構(gòu)鋼（2950）1.72.5 滾動(dòng)軸承鋼（滾動(dòng)軸承鋼（2950）3 合金工具鋼（合金工具鋼（2950）320 4Cr9Si2耐熱鋼（耐熱鋼（2950）5 灰鑄鐵鑄件灰鑄鐵鑄件 0.85 碳素鋼鑄件碳素鋼鑄件 1.7 銅合金、鋁合金鑄件銅合金、鋁合金鑄件 810 價(jià)格便宜且供應(yīng)充分 我國(guó)資源豐富 第15頁(yè)/共40頁(yè)3.3.銅合金銅合金-銅鋅合金，并含有少量的銅鋅合金，并含有少量的錳、錳、鋁鋁、鎳鎳特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有良好的塑性和液態(tài)流動(dòng)性。青銅合金還具具有良好的塑性和液

7、態(tài)流動(dòng)性。青銅合金還具有良好的減摩性和抗腐蝕性。有良好的減摩性和抗腐蝕性。零件毛坯獲取方法：輾壓、鑄造。零件毛坯獲取方法：輾壓、鑄造。應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣泛。應(yīng)用范圍廣泛。種類種類青銅青銅黃銅黃銅軸承合金（巴氏合金）軸承合金（巴氏合金）-含錫青銅、不含錫青銅含錫青銅、不含錫青銅二、非金屬材料二、非金屬材料1.1.橡膠橡膠 橡膠富于彈性，能吸收較多的沖擊能量。橡膠富于彈性，能吸收較多的沖擊能量。常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動(dòng)的膠帶常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動(dòng)的膠帶等。等。硬橡膠可用于制造用水潤(rùn)滑的軸承襯。硬橡膠可用于制造用水潤(rùn)滑的軸承襯。第16頁(yè)/共40頁(yè)2.2.塑料塑料 塑

8、料的比重小，易于制成形狀復(fù)雜的零件，塑料的比重小，易于制成形狀復(fù)雜的零件，而且各種不同塑料具有不同的特點(diǎn)，如耐蝕性、絕而且各種不同塑料具有不同的特點(diǎn)，如耐蝕性、絕熱熱性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等，所以近年來(lái)在性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等，所以近年來(lái)在機(jī)械制造中其應(yīng)用日益廣泛。機(jī)械制造中其應(yīng)用日益廣泛。3.3.其它非金屬材料：其它非金屬材料：皮革、木材、紙板、棉、絲等。皮革、木材、紙板、棉、絲等。選材因素：選材因素：設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，選擇合適的材料是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)零件的用途、工作條件和材料的物理、化學(xué)、機(jī)械和工藝性能以及經(jīng)濟(jì)因素等進(jìn)行全面考慮。用途、用途、工作條件工作條

9、件、物理物理、化學(xué)化學(xué)、機(jī)械工藝性能機(jī)械工藝性能、經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)性。性。零件材料零件材料各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國(guó)標(biāo)、行標(biāo)各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國(guó)標(biāo)、行標(biāo)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便，應(yīng)盡量縮減材料為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便，應(yīng)盡量縮減材料的品種。的品種。第17頁(yè)/共40頁(yè)表表9-1 9-1 常用鋼鐵材料的牌號(hào)及力學(xué)性能常用鋼鐵材料的牌號(hào)及力學(xué)性能材材 料料 力力 學(xué)學(xué) 性性 能能 試件尺寸試件尺寸類類 別別 牌牌 號(hào)號(hào) 強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限B B 屈服極限屈服極限S S 延伸率延伸率%mm%mmQ215 335-410 215

10、 31 碳素碳素結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼Q235 375-460 235 26 d 16 Q275 490-610 275 20 20 410 245 25 優(yōu)質(zhì)碳素優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼35 530 315 20 d 25 45 600 355 16 35 SiMn 883 735 15 d 25 合金合金結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 40Cr 981 785 9 d 25 20CrMnTi 1079 834 10 d 15 60Mn 981 785 8 d 80 ZG270-500 500 270 18 鑄鑄 鋼鋼ZG310-570 570 310 15 d100 ZG42SiMn 600 380 12 HT150 1

11、45 -灰鑄鐵灰鑄鐵HT200 195 -HT250 240 -壁厚壁厚1020QT400-15 400 250 15 球墨鑄鐵球墨鑄鐵QT500-7 500 320 7 QT600-3 600 370 3 壁厚壁厚30200第18頁(yè)/共40頁(yè)96 公差與配合、表面粗糙度和優(yōu)先系公差與配合、表面粗糙度和優(yōu)先系數(shù)數(shù)一、一、公差與配合公差與配合互換性：互換性：零件在裝配時(shí)，不需要選擇和附加加工的就零件在裝配時(shí)，不需要選擇和附加加工的就 能滿足預(yù)期技術(shù)與使用要求的特性。能滿足預(yù)期技術(shù)與使用要求的特性?；境叽纾夯境叽纾河稍O(shè)計(jì)圖紙給定的零件理論尺寸；為確定值。由設(shè)計(jì)圖紙給定的零件理論尺寸；為確定值。

12、實(shí)際尺寸：實(shí)際尺寸：制造加工后測(cè)量所得零件尺寸；由于測(cè)量制造加工后測(cè)量所得零件尺寸；由于測(cè)量 有誤差，所以實(shí)際尺寸并非真值。相對(duì)于有誤差，所以實(shí)際尺寸并非真值。相對(duì)于 基本尺寸而言，總是有誤差。基本尺寸而言，總是有誤差?；虼蠡蛐?shí)際尺寸實(shí)際尺寸25.125.1軸軸實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸基本尺寸基本尺寸實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸24.924.9孔孔25.125.1孔孔2525孔孔基本尺寸基本尺寸軸軸2525軸軸24.924.9第19頁(yè)/共40頁(yè)最小極限尺寸：最小極限尺寸：零件滿足互換性要求的最小允許尺寸；零件滿足互換性要求的最小允許尺寸；最大極限尺寸：最大極限尺寸：零件滿足互換性要求的最大允許尺

13、寸；零件滿足互換性要求的最大允許尺寸；尺寸誤差尺寸誤差 ：實(shí)際尺寸與理論設(shè)計(jì)尺寸之差；實(shí)際尺寸與理論設(shè)計(jì)尺寸之差；上偏差上偏差 ：最大極限尺寸與基本尺寸之差；符號(hào)：最大極限尺寸與基本尺寸之差；符號(hào)：ES,esES,es下偏差下偏差 ：最小極限尺寸與基本尺寸之差；符號(hào)：最小極限尺寸與基本尺寸之差；符號(hào)：EI,eiEI,eiesesESESeieiEIEI尺寸公差：尺寸公差：最大極限尺寸與最小極限尺寸之差；即最大極限尺寸與最小極限尺寸之差；即 允許的尺寸變動(dòng)量。允許的尺寸變動(dòng)量。ES-EIES-EIes-eies-ei公差公差=L Lmaxmax-L Lmaxmax=ES-EI=ES-EI=es-

14、ei=es-eiL Lminmin孔孔LL孔孔L Lmaxmax孔孔軸軸L LL Lmaxmax軸軸L Lminmin軸軸第20頁(yè)/共40頁(yè)軸軸L LL Lmaxmax軸軸L Lminmin軸軸零線：零線：代表基本尺寸所在位置的一條直線；代表基本尺寸所在位置的一條直線；公差帶：公差帶：由代表上、下偏差的兩條直線所限定的區(qū)域；由代表上、下偏差的兩條直線所限定的區(qū)域；零線零線ESESEIEI孔公差帶孔公差帶eseseiei軸公差帶軸公差帶國(guó)標(biāo)規(guī)定：孔與軸各有國(guó)標(biāo)規(guī)定：孔與軸各有2828個(gè)，分別用如下符號(hào)表示：個(gè)，分別用如下符號(hào)表示：孔：孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K

15、 M N P R S T A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZCU V W X Y Z ZA ZB ZC軸：軸：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zcu v w x y z za zb zc基本偏差：基本偏差：標(biāo)準(zhǔn)表列的，用于確定公差帶相對(duì)于零線位標(biāo)準(zhǔn)表列的，用于確定公差帶相對(duì)于零線位置的上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個(gè)偏差。置的上偏差或

16、下偏差，一般為靠近零線的那個(gè)偏差。+0 0-零線零線L L第21頁(yè)/共40頁(yè)孔：孔：A B C CD D E EF F FG G H A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZCZA ZB ZC軸：軸：a b c cd d e ef f fg g h a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z js k m n p r s t u v w x y z za zb zcza zb zc基本偏差系列

17、基本偏差系列呈正態(tài)分布BCCDDEEFAFFGGHKM NPRSTUVXYZZAZBZCJS孔孔+0 0-基本尺寸基本尺寸bccddeefaffgghkmnprstuvxyzzazbzcjs軸軸+0 0-基本尺寸基本尺寸第22頁(yè)/共40頁(yè)配合：配合：基本尺寸相同，相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間基本尺寸相同，相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間 的關(guān)系；的關(guān)系；間隙或過(guò)盈：間隙或過(guò)盈：孔的尺寸減去相配合軸的尺寸所得代數(shù)差；孔的尺寸減去相配合軸的尺寸所得代數(shù)差；間隙：間隙：代數(shù)差為代數(shù)差為“+”，孔孔 軸軸;過(guò)盈：過(guò)盈：代數(shù)差為代數(shù)差為“-”，孔孔 軸，用于可動(dòng)聯(lián)接，如活動(dòng)鉸鏈；軸，用于可動(dòng)聯(lián)接，如活動(dòng)鉸鏈；孔

18、孔 軸，用于靜聯(lián)接，如火車輪與軸。軸，用于靜聯(lián)接，如火車輪與軸?？赡苡虚g隙，也可能具有過(guò)盈。用于可能有間隙，也可能具有過(guò)盈。用于要求具有良好的同軸性而又便于拆裝要求具有良好的同軸性而又便于拆裝的靜聯(lián)接，如齒輪與軸；的靜聯(lián)接，如齒輪與軸；最大間隙最大間隙:X Xmax max=孔孔maxmax-軸軸minmin最小間隙最小間隙:X Xmin min=孔孔minmin-軸軸max max 最大過(guò)盈最大過(guò)盈:Y Ymax max=孔孔minmin-軸軸max max 最小過(guò)盈：最小過(guò)盈：Y Ymin min=孔孔maxmax-軸軸min min 第24頁(yè)/共40頁(yè)間隙間隙配合配合孔公差帶孔公差帶軸公

19、差帶軸公差帶孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸公差帶孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸公差帶孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸公差帶過(guò)盈過(guò)盈配合配合過(guò)渡配合過(guò)渡配合孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸公差帶孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸公差帶孔公差帶孔公差帶Y YmaxmaxX XmaxmaxY YmaxmaxX XmaxmaxY YmaxmaxX XmaxmaxY YmaxmaxY YmaxmaxX XminminX XmaxmaxX Xminmin=0=0Y Yminmin=0=0軸公差帶軸公差帶X XmaxmaxY Yminmin第25頁(yè)/共40頁(yè)H零線零線D孔公差孔公差kjshgefrpms間隙配合間隙配合過(guò)渡配合過(guò)渡配合

20、過(guò)盈配合過(guò)盈配合配合配合基準(zhǔn)制基準(zhǔn)制基孔制配合：基孔制配合：孔是基準(zhǔn)孔，下偏差孔是基準(zhǔn)孔，下偏差EI=0EI=0，代號(hào)為代號(hào)為:H:H，通過(guò)改變軸的公差帶來(lái)或得各種不同的配合特性。通過(guò)改變軸的公差帶來(lái)或得各種不同的配合特性?；字婆浜匣字婆浜匣S制配合基軸制配合應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛 ，可減少孔加工刀具，可減少孔加工刀具 第26頁(yè)/共40頁(yè)零線零線hD軸軸公差公差KJSHGEFRPMS間隙配合間隙配合過(guò)渡配合過(guò)渡配合過(guò)盈配合過(guò)盈配合基軸制配合：基軸制配合：軸是基準(zhǔn)軸，上偏差軸是基準(zhǔn)軸，上偏差es=0es=0，代號(hào)為代號(hào)為:h:h，通過(guò)改變孔的公差帶來(lái)或得各種不同的配合特性。通過(guò)改變孔的公差帶來(lái)或得

21、各種不同的配合特性。第27頁(yè)/共40頁(yè)基孔制常用與優(yōu)先配合的選用基孔制常用與優(yōu)先配合的選用第28頁(yè)/共40頁(yè)基軸制常用與優(yōu)先配合的選用基軸制常用與優(yōu)先配合的選用第29頁(yè)/共40頁(yè)二、二、表面粗糙度表面粗糙度輪廓峰谷線輪廓峰谷線輪廓峰頂線輪廓峰頂線輪廓峰高輪廓峰高yp輪廓谷深輪廓谷深yv中線中線lyx定義：定義：零件表面的微觀幾何形狀誤差稱為零件表面的微觀幾何形狀誤差稱為表面粗糙度表面粗糙度特征：特征：加工后零件表面留下的微細(xì)而凹凸不平的刀痕。加工后零件表面留下的微細(xì)而凹凸不平的刀痕。評(píng)定參數(shù)：評(píng)定參數(shù)：輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差-取樣長(zhǎng)度取樣長(zhǎng)度l l內(nèi)，被測(cè)內(nèi)，被測(cè)輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線

22、偏居絕對(duì)值的算術(shù)平均值：輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線偏居絕對(duì)值的算術(shù)平均值：第30頁(yè)/共40頁(yè)0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 表表9-3 用不同加工方法得到的用不同加工方法得到的Ra 加工方法加工方法表面粗糙度表面粗糙度 Ra m精精 粗粗刨削刨削鉆孔鉆孔鉸孔鉸孔精精 粗粗鏜孔鏜孔精精 粗粗車車精精 粗粗磨磨精精 粗粗研磨研磨滾、銑滾、銑精精 粗粗Ra愈小，零件的加工成本愈高。愈小，零件的加工成本愈高。第31頁(yè)/共40頁(yè)表面粗糙度對(duì)零件功能有重要的影響。例如：表面粗糙度對(duì)零件功能有重要的影響。例如：1.對(duì)摩擦磨損的

23、影響對(duì)摩擦磨損的影響摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)Ra零件表面愈粗糙，摩擦系數(shù)愈大。但光滑到一定程度時(shí)，潤(rùn)滑油被擠出，產(chǎn)生親和力反而使摩擦系數(shù)增大。2.對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使疲勞強(qiáng)度降低。產(chǎn)生應(yīng)力集中，使疲勞強(qiáng)度降低。3.對(duì)耐腐蝕的影響對(duì)耐腐蝕的影響4.對(duì)結(jié)合處密封性能的影響對(duì)結(jié)合處密封性能的影響5.對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響等等對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響等等零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易產(chǎn)生腐蝕滲透。零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易產(chǎn)生腐蝕滲透。零件表面愈光滑，密封性能愈好。零件表面愈光滑，密封性能愈好。零件表面愈粗糙，振動(dòng)和噪聲

24、愈大。如滾動(dòng)軸承。零件表面愈粗糙，振動(dòng)和噪聲愈大。如滾動(dòng)軸承。第32頁(yè)/共40頁(yè)三、三、優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)系 優(yōu)先數(shù)系是國(guó)際上統(tǒng)一的數(shù)值分級(jí)制度，是一種無(wú)優(yōu)先數(shù)系是國(guó)際上統(tǒng)一的數(shù)值分級(jí)制度，是一種無(wú)量綱的分級(jí)系數(shù)，適用于各種量值的分級(jí)。在確定產(chǎn)品量綱的分級(jí)系數(shù)，適用于各種量值的分級(jí)。在確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時(shí)，應(yīng)該最大限度采用。的參數(shù)或參數(shù)系列時(shí)，應(yīng)該最大限度采用。產(chǎn)品的主要參數(shù)如：型號(hào)、直徑、轉(zhuǎn)速、承載量和產(chǎn)品的主要參數(shù)如：型號(hào)、直徑、轉(zhuǎn)速、承載量和功率等按優(yōu)先數(shù)系形成系列，便于組織生產(chǎn)和降低成本，功率等按優(yōu)先數(shù)系形成系列，便于組織生產(chǎn)和降低成本，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化

25、和系列化。優(yōu)先數(shù)系是一個(gè)以公比為：優(yōu)先數(shù)系是一個(gè)以公比為：qr=10 的十進(jìn)等比級(jí)數(shù)，的十進(jìn)等比級(jí)數(shù)，rGB321-80規(guī)定了四個(gè)優(yōu)先數(shù)系的基本系列：規(guī)定了四個(gè)優(yōu)先數(shù)系的基本系列：R5:q5=10 1.6 5R10:q10=10 1.25 10R20:q20=10 1.12 20R40:q40=10 1.06 40第33頁(yè)/共40頁(yè)優(yōu)先數(shù)系的基本系列優(yōu)先數(shù)系的基本系列 R5 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 R10 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00 1.00 1.12 1.25 1.40

26、1.60 1.80 2.00 2.24 2.50 2.80 3.15 3.55 4.00 4.50 5.00 5.60 6.30 7.10 8.00 9.00 10.00 1.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.40 1.50 1.60 1.70 1.801.90 2.00 2.12 2.24 2.36 2.50 2.65 2.80 3.00 3.15 3.353.55 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.30 5.60 6.00 6.306.70 7.10 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00R40 R20 優(yōu)先數(shù)優(yōu)

27、先數(shù)-表中任意一個(gè)數(shù)值。表中任意一個(gè)數(shù)值。大于大于10的優(yōu)先數(shù)，可將表數(shù)值分別乘以的優(yōu)先數(shù)，可將表數(shù)值分別乘以10、100、1000。第34頁(yè)/共40頁(yè)97 機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化一、一、工藝性工藝性零件設(shè)零件設(shè)計(jì)要求計(jì)要求使用要求使用要求-具備所要求的工作能力；具備所要求的工作能力；制造要求制造要求-制造工藝可行，成本低；制造工藝可行，成本低；零件工藝性良好的標(biāo)志：零件工藝性良好的標(biāo)志：在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工且費(fèi)用低。在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工且費(fèi)用低。工藝性的基本要求：工藝性的基本要求：1)毛坯選擇合理毛坯選擇合理制備方法制備方法毛坯選擇與生產(chǎn)

28、批量、材料性能和加工可能性有關(guān)。單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選用單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選用棒料、板材、型材或焊件。棒料、板材、型材或焊件。應(yīng)用于大批量生產(chǎn)。應(yīng)用于大批量生產(chǎn)。用型材用型材焊接焊接鍛造鍛造鑄造鑄造沖壓沖壓 第35頁(yè)/共40頁(yè)97 機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化一、一、工藝性工藝性零件設(shè)零件設(shè)計(jì)要求計(jì)要求使用要求使用要求-具備所要求的工作能力；具備所要求的工作能力；制造要求制造要求-制造工藝可行，成本低；制造工藝可行，成本低；零件工藝性良好的標(biāo)志：零件工藝性良好的標(biāo)志：在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工且費(fèi)用低。在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工且費(fèi)用低。工藝性的基本要求：

29、工藝性的基本要求：1)毛坯選擇合理毛坯選擇合理制備方法：制備方法：選用型材、焊接、鑄造、鍛造、沖壓等。選用型材、焊接、鑄造、鍛造、沖壓等。毛坯選擇與生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性有關(guān)。毛坯選擇與生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性有關(guān)。單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選用棒料、板材、型材或焊件。單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選用棒料、板材、型材或焊件。大批量生產(chǎn)時(shí)，往往選用鑄造、鍛造、沖壓等方法。大批量生產(chǎn)時(shí)，往往選用鑄造、鍛造、沖壓等方法。第36頁(yè)/共40頁(yè)2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理最好采用平面、柱面、螺旋面等簡(jiǎn)單表面極其組合；最好采用平面、柱面、螺旋面等簡(jiǎn)單表面極其組合；盡量減少加工面數(shù)和加工面積；盡量減少加工面數(shù)

30、和加工面積；3)合理的制造精度和表面粗糙度合理的制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。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(yīng)在滿足使用要求的前提下，決不能盲目追求高精度，應(yīng)在滿足使用要求的前提下，盡量采用較低的精度和表面質(zhì)量。盡量采用較低的精度和表面質(zhì)量。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件；盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件；增加相同形狀、相同元素（直徑、圓角半徑、配合、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(shù)等）的數(shù)量；螺紋、鍵、齒輪模數(shù)等）的數(shù)量；4)盡量減小零件的加工量盡量減小零件的加工量毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力

31、毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力求使少或無(wú)切削加工，節(jié)約材料、降低成本。求使少或無(wú)切削加工，節(jié)約材料、降低成本。盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金等先進(jìn)工藝滿足上述要求。金等先進(jìn)工藝滿足上述要求。欲設(shè)計(jì)出工藝性良好的零件，設(shè)計(jì)者必須虛心向工藝技術(shù)人員和一線工人學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)。第37頁(yè)/共40頁(yè)二、二、標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容：內(nèi)容：1)1)產(chǎn)品品種規(guī)格的系列化產(chǎn)品品種規(guī)格的系列化將同一類產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等依將同一類產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等依次分檔，制成系列化產(chǎn)品，以較少的規(guī)格品種滿

32、足用戶次分檔，制成系列化產(chǎn)品，以較少的規(guī)格品種滿足用戶的廣泛要求。的廣泛要求。定義：定義：標(biāo)準(zhǔn)化是在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會(huì)實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)化是在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會(huì)實(shí)踐中，對(duì)重復(fù)事務(wù)和概念，通過(guò)制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，中，對(duì)重復(fù)事務(wù)和概念，通過(guò)制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，以獲得最佳秩序和效益。以獲得最佳秩序和效益。2)零部件的通用化零部件的通用化將用途、結(jié)構(gòu)相近的零部件（如軸承、螺栓等），經(jīng)過(guò)將用途、結(jié)構(gòu)相近的零部件（如軸承、螺栓等），經(jīng)過(guò)統(tǒng)一后實(shí)現(xiàn)互換；統(tǒng)一后實(shí)現(xiàn)互換；3)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要保證產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量合格和穩(wěn)定，就必須做好設(shè)計(jì)、加要保證產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量合格和穩(wěn)定，就必須做好設(shè)計(jì)、

33、加工工藝、裝配檢驗(yàn)、包裝儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化。工工藝、裝配檢驗(yàn)、包裝儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化。第38頁(yè)/共40頁(yè)基本特征：基本特征：統(tǒng)一、簡(jiǎn)化。統(tǒng)一、簡(jiǎn)化。意義：意義：1)制造上可以實(shí)現(xiàn)專業(yè)化大批量生產(chǎn)，既可提高產(chǎn)品制造上可以實(shí)現(xiàn)專業(yè)化大批量生產(chǎn)，既可提高產(chǎn)品質(zhì)量，又能降低成本；質(zhì)量，又能降低成本；2)設(shè)計(jì)方面可減少設(shè)計(jì)工作量；設(shè)計(jì)方面可減少設(shè)計(jì)工作量；3)管理維修方面可減少庫(kù)存量，便于更換損壞的零件。管理維修方面可減少庫(kù)存量，便于更換損壞的零件。標(biāo)準(zhǔn)化是組織社會(huì)化大生產(chǎn)的重要手段，是實(shí)施科學(xué)管理的基礎(chǔ)，也是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求之一。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施，以獲得最佳的社會(huì)經(jīng)濟(jì)成效。標(biāo)準(zhǔn)層次：標(biāo)準(zhǔn)層次：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。推薦性標(biāo)準(zhǔn)（推薦性標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）-鼓勵(lì)企業(yè)自愿采用。鼓勵(lì)企業(yè)自愿采用。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)性質(zhì)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)（強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)（GB）-必須強(qiáng)制執(zhí)行；必須強(qiáng)制執(zhí)行；作為設(shè)計(jì)人員，要求必須熟悉現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)會(huì)查詢和使用標(biāo)準(zhǔn)資料。無(wú)論設(shè)計(jì)何種產(chǎn)品，必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。第39頁(yè)/共40頁(yè)