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1、第9章 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論91 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論92 機(jī)械零件的強(qiáng)度93 機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度94 機(jī)械零件的耐磨性95 機(jī)械制造常用材料及其選擇96 公差與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系97 機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化 9 1 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 ：在 滿 足 預(yù) 期 功 能 的 前 提 下 ， 性 能 好 、 效 率 高 、 成 本低 ， 在 預(yù) 定 使 用 期 限 內(nèi) 安 全 可 靠 ， 操 作 方 便 、 維 修簡 單 和 造 型 美 觀 等 。機(jī) 械 零 件 的 失 效 ： 機(jī) 械 零 件 由 于 某 種 原 因 不 能 正 常 工 作 時(shí) ，

2、 稱 為 失 效 。工 作 能 力 -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 載 荷 而 言 ， 所 以 習(xí) 慣 上又 稱 為 ： 承 載 能 力 。零 件 的 失 效 形 式 : 斷 裂 或 塑 性 變 形 ;過 大 的 彈 性 變 形 ;工 作 表 面 的 過 度 磨 損 或 損 傷 ;發(fā) 生 強(qiáng) 烈 的 振 動 ； 聯(lián) 接 的 松 弛 ;摩 擦 傳 動 的 打 滑 等 。 如 軸 、 齒 輪 、 軸 瓦 、 軸 頸 、 螺 栓 、帶 傳 動 等 。 機(jī) 械 零 件 雖 然 有 多 種可 能 的 失 效 形 式

3、， 歸 納 起 來 最 主要 的 為 對 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 ： 計(jì) 算 應(yīng) 力 許 用 應(yīng) 力 ；機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 的 步 驟 ： 1)擬 定 零 件 的 計(jì) 算 簡 圖 ; 5) 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 ： 計(jì) 算 量 許 用 量 -工 作 能 力 計(jì) 算 準(zhǔn) 則 。2) 確 定 作 用 在 零 件 上 的 載 荷 ; 3) 選 擇 合 適 的 材 料 ; 4) 根 據(jù) 零 件 可 能 出 現(xiàn) 的 失 效 形 式

4、 ， 選 用 相 應(yīng) 的 判 定 條 件 ， 確 定 零 件 的 形 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 、 規(guī) 格 加 以 圓 整 失 效 原 因 : 強(qiáng) 度 、 剛 度 、 耐 磨 性 、 振 動 穩(wěn) 定 性 、 溫 度 等 原 因 。剛 度 條 件 ： 變 形 量 N0以 后 ， 曲 線 趨 于 水 平 ， 可 認(rèn)為 在 無 限 次 循 環(huán) 時(shí) 試 件 將 不 會 斷 裂 。應(yīng) 力 與 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) N 之 間的 關(guān) 系 曲 線 稱 為

5、： 疲 勞 曲 線當(dāng) NN0 時(shí) ,試 件 將 不 會 斷 裂 。N0 -循 環(huán) 基 數(shù)N0 對 應(yīng) 的 應(yīng) 力 稱 為 ： CNN mmN 011 當(dāng) N2%-含 碳 量 2% 鐵 碳 合 金特 點(diǎn) ： 良 好 的 液 態(tài) 流 動 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 低廉 。應(yīng) 用 ： 應(yīng) 用 范 圍 廣 。 其 中 灰 鑄 鐵 最 廣 、 球 墨 鑄 鐵 次 之 。 選 用 原 則 ： 優(yōu) 選 碳 素 鋼 ， 其 次 是 硅 、 錳 、 硼 、 釩 類 合 金 鋼 。特 點(diǎn) ： 與

6、 鑄 鐵 相 比 ， 鋼 具 有 高 的 強(qiáng) 度 、 韌 性 和 塑 性 。可 用 熱 處 理 方 法 改 善 其 力 學(xué) 性 能 和 加 工 性 能 。零 件 毛 坯 獲 取 方 法 ： 鍛 造 、 沖 壓 、 焊 接 、 鑄 造 等 。應(yīng) 用 ： 應(yīng) 用 范 圍 極 其 廣 泛 。表 9-2 常 用 材 料 的 相 對 價(jià) 格材 料 種 類 規(guī) 格 相 對 價(jià) 格熱 軋 圓 鋼 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 Q235 （ 3342） 1鑄 件 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 鋼 （ 2950） 1.51.8 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 （ 2950） 1.72.5 滾 動 軸 承 鋼 （ 2950） 3 合 金 工 具 鋼

7、 （ 2950） 320 4Cr9Si2耐 熱 鋼 （ 2950） 5 灰 鑄 鐵 鑄 件 0.85 碳 素 鋼 鑄 件 1.7 銅 合 金 、 鋁 合 金 鑄 件 810 價(jià) 格 便 宜 且 供 應(yīng) 充 分 我 國 資 源 豐 富 3.銅 合 金 -銅 鋅 合 金 ， 并 含 有 少 量 的 錳 、 鋁 、 鎳特 點(diǎn) ： 具 有 良 好 的 塑 性 和 液 態(tài) 流 動 性 。 青 銅 合 金 還 具有 良 好 的 減 摩 性 和 抗 腐 蝕 性 。零 件 毛 坯 獲 取 方 法 ： 輾 壓 、 鑄 造 。應(yīng) 用 ： 應(yīng) 用 范 圍 廣 泛 。種 類 青 銅黃 銅軸 承 合 金 （ 巴 氏 合

8、 金 ）-含 錫 青 銅 、 不 含 錫 青 銅二 、 非 金 屬 材 料1. 橡 膠 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 的 膠 帶 等 。硬 橡 膠 可 用 于 制 造 用 水 潤 滑 的 軸 承 襯 。 2. 塑 料 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 熱性 、 絕 緣 性 、 減 摩 性 、 摩 擦 系 數(shù) 大 等 ， 所 以 近 年 來 在機(jī) 械 制

9、造 中 其 應(yīng) 用 日 益 廣 泛 。 3.其 它 非 金 屬 材 料 ： 皮 革 、 木 材 、 紙 板 、 棉 、 絲 等 。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 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 、 工 作 條 件 、 物 理 、 化 學(xué) 、 機(jī) 械 工 藝 性 能 、 經(jīng) 濟(jì) 性 。零 件 材 料各 種 材 料 的 化 學(xué) 成 分 和 力

10、學(xué) 性 能 可 在 相 關(guān) 國 標(biāo) 、 行 標(biāo)和 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊 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 料的 品 種 。 表 9-1 常 用 鋼 鐵 材 料 的 牌 號 及 力 學(xué) 性 能材 料 力 學(xué) 性 能 試 件 尺 寸類 別 牌 號 強(qiáng) 度 極 限 B 屈 服 極 限 S 延 伸 率 % mmQ215 335-410 215 31 碳 素結(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 素結(jié) 構(gòu) 鋼 35 530 315 2

11、0 d 25 45 600 355 16 35 SiMn 883 735 15 d 25 合 金結(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 鋼 ZG310-570 570 310 15 d 100 ZG42SiMn 600 380 12 HT150 145 - - 灰 鑄 鐵 HT200 195 - - HT250 240 - - 壁 厚1020QT400-15 400 250 15 球 墨 鑄 鐵 QT500-7 500 320 7 QT600-3

12、 600 370 3 壁 厚30200 9 6 公 差 與 配 合 、 表 面 粗 糙 度 和 優(yōu) 先 系 數(shù)一 、 公 差 與 配 合互 換 性 ： 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 ?；?本 尺 寸 ： 由 設(shè) 計(jì) 圖 紙 給 定 的 零 件 理 論 尺 寸 ； 為 確 定 值 。實(shí) 際 尺 寸 ： 制 造 加 工 后 測 量 所 得 零 件 尺 寸 ； 由 于 測 量 有 誤 差 ， 所 以 實(shí) 際 尺 寸 并 非 真 值 。 相 對 于 基 本 尺 寸 而 言 ， 總 是 有 誤 差

13、。 或 大 或 小 實(shí) 際 尺 寸25.1 軸實(shí) 際 尺 寸實(shí) 際 尺 寸基 本 尺 寸實(shí) 際 尺 寸24.9 孔 25.1 孔25 孔 基 本 尺 寸軸25軸24.9 最 小 極 限 尺 寸 ： 零 件 滿 足 互 換 性 要 求 的 最 小 允 許 尺 寸 ；最 大 極 限 尺 寸 ： 零 件 滿 足 互 換 性 要 求 的 最 大 允 許 尺 寸 ；尺 寸 誤 差 ： 實(shí) 際 尺 寸 與 理 論 設(shè) 計(jì) 尺 寸 之 差 ；上 偏 差 ： 最 大 極 限 尺 寸 與 基 本 尺 寸 之 差 ； 符 號 ： ES,es下 偏 差 ： 最 小 極 限 尺 寸 與 基 本 尺 寸 之 差 ； 符

14、 號 ： EI,eiesES eiEI尺 寸 公 差 ： 最 大 極 限 尺 寸 與 最 小 極 限 尺 寸 之 差 ； 即 允 許 的 尺 寸 變 動 量 。ES-EI es-ei公 差 = Lmax- Lmax =ES-EI =es-eiLmin 孔 L 孔 Lmax 孔 軸L Lmax 軸Lmin 軸 軸L Lmax 軸Lmin 軸零 線 ： 代 表 基 本 尺 寸 所 在 位 置 的 一 條 直 線 ；公 差 帶 ： 由 代 表 上 、 下 偏 差 的 兩 條 直 線 所 限 定 的 區(qū) 域 ；零 線 ESEI孔 公 差 帶 esei軸 公 差 帶國 標(biāo) 規(guī) 定 ： 孔 與 軸 各 有

15、 28個(gè) ， 分 別 用 如 下 符 號 表 示 ：孔 ： 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 ZC軸 ： 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 zc基 本 偏 差 ： 標(biāo) 準(zhǔn) 表 列 的 ， 用 于 確 定 公 差 帶 相 對 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 。+0- 零 線L 孔 ： A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R

16、 S T U V W X Y Z ZA ZB ZC軸 ： 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 zc基 本 偏 差 系 列呈 正 態(tài) 分 布BCCDDEEFA FFGGH KMNPRS TUVXYZZAZBZCJS孔+0- 基本尺寸 b ccdde efa f fgg h kmnp r s t uvx yzzazbzcjs軸+0- 基本尺寸 配 合 ： 基 本 尺 寸 相 同 ， 相 互 結(jié) 合 的 孔 與 軸 公 差 帶 之 間 的 關(guān) 系 ；間 隙 或 過 盈 ： 孔 的 尺 寸 減 去 相 配 合 軸 的

17、尺 寸 所 得 代 數(shù) 差 ；間 隙 ： 代 數(shù) 差 為 “ +” ， 孔 軸 ; 過 盈 ： 代 數(shù) 差 為 “ -” ， 孔 軸 ， 用 于 可 動 聯(lián) 接 ， 如 活 動 鉸 鏈 ； 孔 軸 ， 用 于 靜 聯(lián) 接 ， 如 火 車 輪 與 軸 。 可 能 有 間 隙 ， 也 可 能 具 有 過 盈 。 用 于要 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 ；最 大 間 隙 : Xmax = 孔 max-軸 min最 小 間 隙 : Xmin = 孔 min-軸 max 最 大 過 盈 : Ymax = 孔 min-軸 max 最 小

18、過 盈 ： Ymin = 孔 max-軸 min 間 隙配 合 孔 公 差 帶軸 公 差 帶 孔 公 差 帶軸 公 差 帶孔 公 差 帶軸 公 差 帶 孔 公 差 帶軸 公 差 帶過 盈配 合 過 渡 配 合孔 公 差 帶軸 公 差 帶 孔 公 差 帶軸 公 差 帶 孔 公 差 帶YmaxXmaxY max Xmax Ymax Xmax YmaxYmax Xmin Xmax Xmin= 0Ymin= 0軸 公 差 帶 XmaxYmin H零 線 D孔公差 kjshge f rpm s間 隙 配 合 過 渡 配 合 過 盈 配 合配 合基 準(zhǔn) 制基 孔 制 配 合 ： 孔 是 基 準(zhǔn) 孔 ， 下

19、 偏 差 EI=0， 代 號 為 :H ， 通 過 改 變 軸 的 公 差 帶 來 或 得 各 種 不 同 的 配 合 特 性 ?；?孔 制 配 合基 軸 制 配 合 應(yīng) 用 廣 泛 ， 可 減 少 孔 加 工 刀 具 零 線 hD軸公差 KJSHGE F RPM S間 隙 配 合 過 渡 配 合 過 盈 配 合基 軸 制 配 合 ： 軸 是 基 準(zhǔn) 軸 ， 上 偏 差 es=0， 代 號 為 :h ， 通 過 改 變 孔 的 公 差 帶 來 或 得 各 種 不 同 的 配 合 特 性 。 基 孔 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

20、二 、 表 面 粗 糙 度 輪 廓 峰 谷 線輪 廓 峰 頂 線輪 廓 峰 高yp輪 廓 谷 深yv 中 線 ly x定 義 ： 零 件 表 面 的 微 觀 幾 何 形 狀 誤 差 稱 為 表 面 粗 糙 度特 征 ： 加 工 后 零 件 表 面 留 下 的 微 細(xì) 而 凹 凸 不 平 的 刀 痕 。評 定 參 數(shù) ： 輪 廓 算 術(shù) 平 均 偏 差 -取 樣 長 度 l內(nèi) ， 被 測輪 廓 上 各 點(diǎn) 至 輪 廓 中 線 偏 居 絕 對 值 的 算 術(shù) 平 均 值 ：dxylR la 01 ni ia ynR 11近 似 為 ： 0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.

21、8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 表 9-3 用 不 同 加 工 方 法 得 到 的 Ra 加 工 方 法 表 面 粗 糙 度 Ra m精 粗刨 削鉆 孔鉸 孔 精 粗鏜 孔 精 粗車 精 粗磨 精 粗研 磨滾 、 銑 精 粗R a愈 小 ， 零 件 的 加 工 成 本 愈 高 。 表 面 粗 糙 度 對 零 件 功 能 有 重 要 的 影 響 。 例 如 ：1. 對 摩 擦 磨 損 的 影 響 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 滑 油 被 擠 出 ， 產(chǎn)生 親 和 力 反 而 使 摩 擦

22、系 數(shù)增 大 。2. 對 疲 勞 強(qiáng) 度 的 影 響零 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 。3. 對 耐 腐 蝕 的 影 響4. 對 結(jié) 合 處 密 封 性 能 的 影 響5. 對 振 動 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 光 滑 ， 密 封 性 能 愈 好 。零 件 表 面 愈 粗 糙 ， 振 動 和 噪 聲 愈 大 。 如 滾 動 軸 承 。 三 、 優(yōu) 先 數(shù) 系 優(yōu) 先 數(shù) 系 是 國 際 上 統(tǒng) 一

23、的 數(shù) 值 分 級 制 度 ， 是 一 種 無量 綱 的 分 級 系 數(shù) ， 適 用 于 各 種 量 值 的 分 級 。 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 。 產(chǎn) 品 的 主 要 參 數(shù) 如 ： 型 號 、 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 ，以 實(shí) 現(xiàn) 產(chǎn) 品 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 和 系 列 化 。優(yōu) 先 數(shù) 系 是 一 個(gè) 以 公 比 為 ： qr= 10 的 十 進(jìn) 等 比 級 數(shù) ，rGB321-80規(guī) 定 了 四 個(gè) 優(yōu) 先 數(shù) 系

24、的 基 本 系 列 ：R5 : q 5= 10 1.6 5R10 : q10= 10 1.25 10R20 : q20= 10 1.12 20R40 : q40= 10 1.06 40 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 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

25、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) -表 中 任 意 一 個(gè) 數(shù) 值 。 大 于 10的 優(yōu) 先 數(shù) ， 可 將 表 數(shù) 值 分 別 乘 以 10、 100、 1000 。 9 7

26、機(jī) 械 零 件 的 工 藝 性 及 標(biāo) 準(zhǔn) 化一 、 工 藝 性零 件 設(shè)計(jì) 要 求 使 用 要 求 -具 備 所 要 求 的 工 作 能 力 ；制 造 要 求 -制 造 工 藝 可 行 ， 成 本 低 ；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 。工 藝 性 的 基 本 要 求 ：1) 毛 坯 選 擇 合 理制 備 方 法 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 。應(yīng)

27、用 于 大 批 量 生 產(chǎn) 。用 型 材焊 接鍛 造鑄 造沖 壓 9 7 機(jī) 械 零 件 的 工 藝 性 及 標(biāo) 準(zhǔn) 化一 、 工 藝 性零 件 設(shè)計(jì) 要 求 使 用 要 求 -具 備 所 要 求 的 工 作 能 力 ；制 造 要 求 -制 造 工 藝 可 行 ， 成 本 低 ；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 。工 藝 性 的 基 本 要 求 ：1) 毛 坯 選 擇 合 理制 備 方 法 ： 選 用 型 材 、 焊 接 、 鑄 造 、 鍛 造 、 沖 壓 等 。毛 坯 選 擇 與 生 產(chǎn) 批 量 、

28、 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 。大 批 量 生 產(chǎn) 時(shí) ， 往 往 選 用 鑄 造 、 鍛 造 、 沖 壓 等 方 法 。 2) 結(jié) 構(gòu) 簡 單 合 理 最 好 采 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(shù) 和 加 工 面 積 ；3) 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 。決 不 能 盲 目 追 求 高

29、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 標(biāo) 準(zhǔn) 件 ； 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 ；4) 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 求 使 少 或 無 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

30、壓 、 粉 末冶 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) 。 二 、 標(biāo) 準(zhǔn) 化內(nèi) 容 ： 1)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 。定 義 ： 標(biāo) 準(zhǔn) 化 是 在 經(jīng) 濟(jì) 、 技 術(shù) 、 科 學(xué) 及 管 理

31、 等 社 會 實(shí) 踐中 ， 對 重 復(fù) 事 務(wù) 和 概 念 ， 通 過 制 定 、 發(fā) 布 和 實(shí) 施 標(biāo) 準(zhǔn) ，以 獲 得 最 佳 秩 序 和 效 益 。2)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) 過統(tǒng) 一 后 實(shí) 現(xiàn) 互 換 ；3)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) 、 加工 工 藝 、 裝 配 檢 驗(yàn) 、 包 裝 儲 運(yùn) 等 環(huán) 節(jié) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 。 基 本 特 征 ： 統(tǒng) 一 、 簡 化 。意 義 ： 1)制 造 上 可 以 實(shí)

32、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 ；2)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 存 量 ， 便 于 更 換 損 壞 的 零 件 。標(biāo) 準(zhǔn) 化 是 組 織 社 會 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 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 的 基 本 要 求 之 一 。 通 過標(biāo) 準(zhǔn) 化 的 實(shí) 施 ， 以 獲 得 最 佳 的 社 會 經(jīng) 濟(jì) 成 效 。標(biāo) 準(zhǔn) 層 次 ： 國 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)

33、 。推 薦 性 標(biāo) 準(zhǔn) （ GB/T） -鼓 勵(lì) 企 業(yè) 自 愿 采 用 。標(biāo) 準(zhǔn)性 質(zhì) 強(qiáng) 制 標(biāo) 準(zhǔn) （ GB） -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 查 詢 和使 用 標(biāo) 準(zhǔn) 資 料 。 無 論 設(shè) 計(jì) 何 種 產(chǎn) 品 ， 必 須 遵 循 相 關(guān) 標(biāo) 準(zhǔn) 。 應(yīng) 力 集 中 L實(shí)L名M M應(yīng) 力 集 中 區(qū) 尺 寸 效 應(yīng)D maxd 臨 界 危 險(xiǎn) 區(qū) 寬危 險(xiǎn) 區(qū) 寬 曲 軸 整 體 斷 裂 實(shí) 況 斷 口 放 大 斷 口 對 曲 軸 疲 勞 斷 裂 斷 口 特 征 裂 紋 源 區(qū) 疲 勞 擴(kuò)展 區(qū)最

34、 終瞬 斷 區(qū) 內(nèi) 部 缺 陷 引 起 疲 勞 斷 軸 ：初 始 裂 紋 起 源 于 軸 內(nèi) 部 ， 裂 紋 由 內(nèi) 至 外 擴(kuò) 展裂 紋 源 區(qū)擴(kuò) 展 區(qū)瞬 斷 區(qū) 裂 紋 擴(kuò) 展方 向 鍵 槽 應(yīng) 力 集 中 導(dǎo) 致 齒 輪 軸 疲 勞 斷 裂 鍵 槽初 始 裂紋 源裂 紋 擴(kuò)展 區(qū)最 終 瞬斷 區(qū) 冷 膠 合 ： 低 速 重 載 ， 接 觸 零 件 擠 壓 粘 著 ， 相 對 運(yùn) 動 撕 裂 。 綜 合 失 效 ： 齒 面 磨 損 、 斷 齒 、 疲 勞 斷 軸 輪 齒 塑 性 變 形 軋 鋼 機(jī) 壓 下 螺 旋 絲 杠 斷 牙 宏 觀絲 杠 斷 牙 部 位絲 杠 斷 牙 局 部 放 大 熱 膠 合 ： 潤 滑 不 良 引 起 的 齒 面 整 體 塑 變 點(diǎn) 蝕 輪 齒 磨 損 螺 栓 聯(lián) 接 滑 移被 聯(lián) 接 件 斷 裂 被 聯(lián) 件 相 對 滑 移被 聯(lián) 件 拉 斷