機械零件計算有哪些准則

① 什麼是機械零件的工作能力常用的計算準則有哪幾種

機械零件的工作能力是指在一定的運動、載荷和環境情況下，在預定的使用期限內，不發生失效的安全工作限度。

零件的工作能力准則是指衡量零件工作能力的指標。

常用的計算準則有：強度准則、剛度准則、耐磨性准則、振動穩定性准則和耐熱性准則等。

機械零件是從機械構造學和力學分離出來的。隨著機械工業的發展，新的設計理論和方法、新材料、新工藝的出現，機械零件進入了新的發展階段。

有限元法、斷裂力學、彈性流體動壓潤滑、優化設計、可靠性設計、計算機輔助設計（CAD）、實體建模（Pro、Ug、Solidworks等）、系統分析和設計方法學等理論，已逐漸用於機械零件的研究和設計。

更好地實現多種學科的綜合，實現宏觀與微觀相結合，探求新的原理和結構，更多地採用動態設計和精確設計，更有效地利用電子計算機，進一步發展設計理論和方法，是這一學科發展的重要趨向。

(1)機械零件計算有哪些准則擴展閱讀

機床零件的品種繁多，按結構特點、功用和受載特點可分為：軸類零件、齒輪類零件、機床導軌等。

機床軸類零件的選材

機床主軸是機床中最主要的軸類零件。機床類型不同，主軸的工作條件也不一樣。根據主軸工作時所受載荷的大小和類型，大體上可以分為四類：

（1）輕載主軸。工作載荷小，沖擊載荷不大，軸頸部位磨損不嚴重，例如普通車床的主軸。這類軸一般用45鋼製造，經調質或正火處理，在要求耐磨的部位採用高頻表面淬火強化。

（2）中載主軸。中等載荷，磨損較嚴重，有一定的沖擊載荷，例如銑床主軸。一般用合金調質鋼製造，如40Cr鋼，經調質處理，要求耐磨部位進行表面淬火強化。

（3）重載主軸。工作載荷大，磨損及沖擊都較嚴重，例如工作載荷大的組合機床主軸。一般用20CrMnTi鋼製造，經滲碳、淬火處理。

（4）高精度主軸。 有些機床主軸工作載荷並不大，但精度要求非常高，熱處理後變形應極小。工作過程中磨損應極輕微，例如精密鏜床的主軸。

一般用38CrMoAlA專用氮化鋼製造，經調質處理後，進行氮化及尺寸穩定化處理。過去，主軸幾乎全部都是用鋼製造的，輕載和中載主軸已經可用球墨鑄鐵製造。

② 機械零件設計應滿足哪些基本准則

1、首先要分清拆舊機器零件的工作設備的安全衛生基本要求
（1）合理的機械結構型式。機械設備的結構型式一定要與其執行的預定功能相適宜，不能因結構設計不合理而造成機械正常運行時的障礙、卡塞或松脫；不能因元件或軟體的暇疵而引起微機數據的丟失或機；不能發生任何能夠預計到的與機械設備的設計不合理的有關事件。
（2）拆舊機器零件的工作時,各組成受力零部件及其連接，應滿足完成預定最大載荷的足夠強度、剛度和構件穩定性，在正常作業期間不應發生由於應力或工作循環次數產生斷裂破碎或疲勞破壞、過度變形或垮塌；還必須考慮在此前提下機械設備的整體抗傾覆或防風抗滑的穩定性，特別是那些由於有預期載荷作用或自身質量分布不均的機械振動位移。
（3）對使用環境具有足夠的適應能力。拆舊機器零件的工作設備必須對其使用環境（如溫度、濕度、氣壓、風載、雨雪、振動、負載、靜電、磁場和電場、輻射、粉塵、微生物、動物、腐蝕介質等）具有足夠的適應能力，特別是抗腐蝕或空蝕，耐老化磨損，抗干擾的能力，不致由於電氣元件產生物理性、化學性、生物性的影響而造成事故。
2．可靠有效的安全防護
任何拆舊機器零件的工作都有這樣那樣的危險，當投入拆舊機器零件的工作時，環境條件以及操作人員處於動態結合情況下的危險性就更大。只要存在危險，即使操作者受過良好的技術培訓和安全教育，有完善的規程，也不能完全避免發生機械傷害事故的風險。因此，必須建立可靠的物質屏障，即在機械上配置一種或多種專門用於保護人的安全的防護裝置、安全裝置或採取其他安全措施。當設備或操作的某些環節出現問題時，靠機械自身的各種安全技術措施避免事故的發生，保障人員和設備安全。危險性大或事故率高的生產設備，必須配備好安全防護裝置。

③ 機械零件的工作能力准則

要有足夠的強度,有一定的耐磨性,無強烈的振動以及具有耐熱性等.強度是指機械零件工作能力的最基本准則;零件抗磨損的能力稱為耐磨性;剛度系指在一定工作條件下, 零件抵抗彈性變形的能力;震動穩定性是指機器在工作時不能發生振幅超過容許值的震動現象;

④ 機械設計有什麼設計准則

機械設計 機械零件的設計具有眾多的約束條件，設計准則就是設計所應該滿足的約束條件。 1、技術性能准則 技術性能包括產品功能、製造和運行狀況在內的一切性能，既指靜態性能，也指動態性能。例如，產品所能傳遞的功率、效率、使用壽命、強度、剛度、抗摩擦、磨損性能、振動穩定性、熱特性等。技術性能准則是指相關的技術性能必須達到規定的要求。例如振動會產生額外的動載荷和變應力，尤其是當其頻率接近機械繫統或零件的固有頻率時，將發生共振現象，這時振幅將急劇增大，有可能導至零件甚至整個系統的迅速損壞。振動性穩定準則就是限制機械繫統或零件的相關振動參數，如固有頻率、振幅、雜訊等在規定的允許范圍之內。又如機器工作時的發熱可能會導致熱應力、熱應變，甚至會造成熱損壞。熱特性准則就是限制各種相關的熱參數(如熱應力、熱應變、溫升等)在規定范圍內。 2、標准化准則 與機械產品設計有關的主要標准大致有： 概念標准化：設計過程中所涉及的名詞術語、符號、計量單位等應符合標准; 實物形態標准化：零部件、原材料、設備及能源等的結構形式、尺寸、性能等，都應按統一的規定選用。 方法標准化：操作方法、測量方法、試驗方法等都應按相應規定實施。 標准化准則就是在設計的全過程中的所有行為，都要滿足上述標准化的要求。現已發布的與機械零件設計有關的標准，從運用范圍上來講，可以分為國家標准、行業標准和企業標准三個等級。從使用強制性來說，可分為必須執行的和推薦使用的兩種。 3、可靠性准則 可靠性：產品或零部件在規定的使用條件下，在預期的壽命內能完成規定功能的概率。可靠性准則就是指所設計的產品、部件或零件應能滿足規定的可靠性要求。 4、安全性准則 機器的安全性包括： 零件安全性：指在規定外載荷和規定時間內零件不發生如斷裂、過度變形、過度磨損和不喪失穩定性等等。 整機安全性：指機器保證在規定條件下不出故障，能正常實現總功能的要求。 工作安全性：指對操作人員的保護，保證人身安全和身心健康等等。 環境安全性：指對機器周圍的環境和人不造成污染和危害。

⑤ 誰知道機械零件的設計准則是什麼，還有設計方法。

1、強度准則
要求機械零件的工作應力σ不超過許用應力[σ]。其典型的計算公式是：
（-16）
σlim——極限應力，對受靜應力的脆性材料取其強度極限，對受靜應力的塑性材料取其屈服極限，對受變應力的零取其疲勞極限。
S——安全系數。
2.剛度准則
機械零件在受載荷時要發生彈性變形，剛度是受外力作用的材料、機械零件或結構抵抗變形的能力。材料的剛度由使其產生單位變形所需的外力值來量度。機械零件的剛度取決於它的彈性模量E或切變模量G、幾何形狀和尺寸，以及外力的作用形式等。分析機械零件的剛度是機械設計中的一項重要工作。對於一些需要嚴格限制變形的零件（如機翼、機床主軸等），須通過剛度分析來控制變形。我們還需要通過控制零件的剛度以防止發生振動或失穩。另外，如彈簧，須通過控制其剛度為某一合理值以確保其特定功能。剛度准則是要求零件受載荷後的彈性變形量不大於允許彈性變形量。剛度准則的表達式為
（3–17）
y是彈性變形量，如撓度、縱向伸長（縮短）：[y]為相應的許用彈性變形量。零件的彈性變形量可由理論計算或經實驗得到，許用變形量則取決於零件的用途，根據理論分析或經驗確定。
3.耐熱性准則
由於摩擦等原因，機械在運轉時，機械零件和潤滑劑的溫度一般會升高。過高的工作溫度將導致潤滑效果下降，同時，還會引起零件的熱變形、硬度和強度下降，甚至損壞。如在高溫時，金屬機械零件可能發生膠合、卡死；塑料等非金屬機械零件可能發生軟化，甚至熔化等，在某些場合還會引起熱應力。耐熱性准則一般是控制機械零件的工作溫度不要超過許用值，以保證零部件正常工作，其表達式是
（3–18）
為了改善散熱性能、控制溫升，必要時可以採用水冷或氣冷等措施。
4. 振動穩定性准則
當激勵的頻率等於物體固有頻率時，物體振幅最大，激勵的頻率與固有頻率相差越大，物體的振幅越小。激勵的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅會很大，這種現象叫做共振。振動穩定性指機械零件在機器運轉時避免發生共振的品質。
為了延長機器的壽命，為了避免軸和機器的損壞，應驗算軸的振動穩定性，特別是高速機器的軸。振動穩定性准則要求機械零件的固有頻率應與激勵的頻率錯開，保證不發生共振。
設機器中受激勵作用的零部件的固有頻率為f，激勵力的頻率為fp，一般要求
fp < 0.85 f 或 fp >1.15 f （3–19）
改變機械零件的剛度和質量可以改變其固有頻率。增大機械零件的剛度和減小其質量，提高其固有頻率；減小機械零件的剛度和增大其質量則降低機械零件的固有頻率。有時，機器運轉時為了防止共振要調節轉速。
軸產生共振的主要原因是：由於材料內部質量不均勻，加之製造和安裝的誤差，使其質心和它的旋轉中心產生偏差，軸旋轉時產生慣性力，這個慣性力使轉子作強迫振動。軸在引起共振時的速度稱為臨界速度。在臨界速度下，這個慣性力的頻率等於或幾倍於轉子的固有頻率，因此發生共振。
5.壽命准則
為了保證機器在一定壽命期限內正常工作，在設計機械零件時必然要對機械零件的壽命提出要求。需要說明，在機器壽命期限內，零件是可以更換的，也就是說某些機械零件的壽命可以比機器的壽命短。機械零件的壽命主要受材料的疲勞、磨損和腐蝕影響。
為了避免發生零件疲勞引起的失效，如疲勞斷裂，應根據機械零件壽命對應的疲勞極限計算疲勞強度。即根據壽命要求，結合零件轉速等具體情況，根據式（3-6），計算出應力循環次數為N時的疲勞極限，再代入強度條件式，計算疲勞強度。當滿足疲勞強度時，可以保證機械零件在破壞前的應力循環次數達到壽命要求。
磨損一般是不可避免的。在一定條件下，腐蝕也是不可避免的，如橋梁結構件、地埋鋼質管道的腐蝕等。在設計時，主要是保證機械零件在壽命內，不要發生過度的磨損和腐蝕。磨損發生的機理尚為完全被人們掌握，影響磨損的因素也比較多，一般根據摩擦學設計原理來改善摩擦副的耐磨性。主要措施有：合理選擇摩擦副材料；合理選擇潤滑劑和添加劑；控制摩擦副的工作條件，如壓強、滑動速度和溫升。
到目前為止，還沒有實用、有效的腐蝕壽命計算方法，通常從材料選擇及防腐處理方面採取措施。如選用耐腐蝕的材料，採用表面鍍層、噴塗、磷化等處理。
6. 可靠性准則
可靠性是產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。產品的質量一般應包含性能指標和可靠性指標。機械產品的性能指標是指產品具有的技術指標，如機械的功率、轉矩、工作力、工作速度等。如果只有性能指標，沒有可靠性指標，產品的性能指標也得不到保證。例如，一台技術先進的飛機，如果可靠性不高，勢必經常發生故障，影響正常飛行和增加維修費用，甚至可能造成嚴重的事故。產品的可靠性用可靠度R（t）來衡量。

⑥ 機械零件計算準則應考慮哪些方面;

強度，剛度，重量，使用環境，成本。比如負荷大的，強度要好；懸臂結構，剛性要好；驅動力小的重量要輕；環境惡劣的，要選用好的材料；成本就是企業的生命。當然了，你這問題提的太籠統，具體點咱們可以好好探討。

⑦ 機械零件的疲勞強度的計算方法有哪兩種，其計算準則各是什麼

重要的承載零部件，需要強度計算。
受循環載荷的重要零部件，需要疲勞壽命計算；有些雖然受到「靜載荷」，但因存在振動工作環境的重要承載零部件，也需要疲勞壽命計算。
參閱《中國機械設計大典》
供參考。

⑧ 機械零件的設計約束條件都有哪些准則

機械零件的設計具有眾多的約束條件，設計准則就是設計所應該滿足的約束條件。
一、技術性能准則
技術性能包括產品功能、製造和運行狀況在內的一切性能，既指靜態性能，也指動態性能。例如，產品所能傳遞的功率、效率、使用壽命、強度、剛度、抗摩擦、磨損性能、振動穩定性、熱特性等。技術性能准則是指相關的技術性能必須達到規定的要求。例如振動會產生額外的動載荷和變應力，尤其是當其頻率接近機械繫統或零件的固有頻率時，將發生共振現象，這時振幅將急劇增大，有可能導至零件甚至整個系統的迅速損壞。振動性穩定準則就是限制機械繫統或零件的相關振動參數，如固有頻率、振幅、雜訊等在規定的允許范圍之內。又如機器工作時的發熱可能會導致熱應力、熱應變，甚至會造成熱損壞。熱特性准則就是限制各種相關的熱參數(如熱應力、熱應變、溫升等)在規定范圍內。
二、標准化准則
與機械產品設計有關的主要標准大致有：
概念標准化：設計過程中所涉及的名詞術語、符號、計量單位等應符合標准；
實物形態標准化：零部件、原材料、設備及能源等的結構形式、尺寸、性能等，都應按統一的規定選用。
方法標准化：操作方法、測量方法、試驗方法等都應按相應規定實施。
標准化准則就是在設計的全過程中的所有行為，都要滿足上述標准化的要求。現已發布的與機械零件設計有關的標准，從運用范圍上來講，可以分為國家標准、行業標准和企業標准三個等級。從使用強制性來說，可分為必須執行的和推薦使用的兩種。
三、可靠性准則
可靠性：產品或零部件在規定的使用條件下，在預期的壽命內能完成規定功能的概率。可靠性准則就是指所設計的產品、部件或零件應能滿足規定的可靠性要求。
四、安全性准則
機器的安全性包括：
零件安全性：指在規定外載荷和規定時間內零件不發生如斷裂、過度變形、過度磨損和不喪失穩定性等等。
整機安全性：指機器保證在規定條件下不出故障，能正常實現總功能的要求。
工作安全性：指對操作人員的保護，保證人身安全和身心健康等等。
環境安全性：指對機器周圍的環境和人不造成污染和危害。
機械設計（machinedesign），根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算並將其轉化為具體的描述以作為製造依據的工作過程。機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設計出最好的機械，即做出優化設計。

⑨ 機械零件主要有哪些失效形式常用的計算準則主要有哪些

失效：1.整體斷裂
2.過大的殘余變形
3.零件的表面破壞
4.破壞正常工作條件引起版的失效
准則只有設計准則，計算權准則沒看見。設計准則：1.強度准則
2.剛度准則
3.壽命准則
4.振動穩定性准則
5.可靠性准則（全都是我書本上的原話）

⑩ 什麼是機械零件的設計准則

1、強度准則

要求機械零件的工作應力σ不超過許用應力[σ]。其典型的計算公式是：

（3-16）

σlim——極限應力，對受靜應力的脆性材料取其強度極限，對受靜應力的塑性材料取其屈服極限，對受變應力的零取其疲勞極限。

S——安全系數。

2.剛度准則

機械零件在受載荷時要發生彈性變形，剛度是受外力作用的材料、機械零件或結構抵抗變形的能力。材料的剛度由使其產生單位變形所需的外力值來量度。機械零件的剛度取決於它的彈性模量E或切變模量G、幾何形狀和尺寸，以及外力的作用形式等。分析機械零件的剛度是機械設計中的一項重要工作。對於一些需要嚴格限制變形的零件（如機翼、機床主軸等），須通過剛度分析來控制變形。我們還需要通過控制零件的剛度以防止發生振動或失穩。另外，如彈簧，須通過控制其剛度為某一合理值以確保其特定功能。剛度准則是要求零件受載荷後的彈性變形量不大於允許彈性變形量。剛度准則的表達式為

（3–17）

y是彈性變形量，如撓度、縱向伸長（縮短）：[y]為相應的許用彈性變形量。零件的彈性變形量可由理論計算或經實驗得到，許用變形量則取決於零件的用途，根據理論分析或經驗確定。

3.耐熱性准則

由於摩擦等原因，機械在運轉時，機械零件和潤滑劑的溫度一般會升高。過高的工作溫度將導致潤滑效果下降，同時，還會引起零件的熱變形、硬度和強度下降，甚至損壞。如在高溫時，金屬機械零件可能發生膠合、卡死；塑料等非金屬機械零件可能發生軟化，甚至熔化等，在某些場合還會引起熱應力。耐熱性准則一般是控制機械零件的工作溫度不要超過許用值，以保證零部件正常工作，其表達式是

（3–18）

為了改善散熱性能、控制溫升，必要時可以採用水冷或氣冷等措施。

4.振動穩定性准則

當激勵的頻率等於物體固有頻率時，物體振幅最大，激勵的頻率與固有頻率相差越大，物體的振幅越小。激勵的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅會很大，這種現象叫做共振。振動穩定性指機械零件在機器運轉時避免發生共振的品質。

為了延長機器的壽命，為了避免軸和機器的損壞，應驗算軸的振動穩定性，特別是高速機器的軸。振動穩定性准則要求機械零件的固有頻率應與激勵的頻率錯開，保證不發生共振。

設機器中受激勵作用的零部件的固有頻率為f，激勵力的頻率為fp，一般要求

fp<0.85f或fp>1.15f（3–19）

改變機械零件的剛度和質量可以改變其固有頻率。增大機械零件的剛度和減小其質量，提高其固有頻率；減小機械零件的剛度和增大其質量則降低機械零件的固有頻率。有時，機器運轉時為了防止共振要調節轉速。

軸產生共振的主要原因是：由於材料內部質量不均勻，加之製造和安裝的誤差，使其質心和它的旋轉中心產生偏差，軸旋轉時產生慣性力，這個慣性力使轉子作強迫振動。軸在引起共振時的速度稱為臨界速度。在臨界速度下，這個慣性力的頻率等於或幾倍於轉子的固有頻率，因此發生共振。

5.壽命准則

為了保證機器在一定壽命期限內正常工作，在設計機械零件時必然要對機械零件的壽命提出要求。需要說明，在機器壽命期限內，零件是可以更換的，也就是說某些機械零件的壽命可以比機器的壽命短。機械零件的壽命主要受材料的疲勞、磨損和腐蝕影響。

為了避免發生零件疲勞引起的失效，如疲勞斷裂，應根據機械零件壽命對應的疲勞極限計算疲勞強度。即根據壽命要求，結合零件轉速等具體情況，根據式（3-6），計算出應力循環次數為N時的疲勞極限，再代入強度條件式，計算疲勞強度。當滿足疲勞強度時，可以保證機械零件在破壞前的應力循環次數達到壽命要求。

磨損一般是不可避免的。在一定條件下，腐蝕也是不可避免的，如橋梁結構件、地埋鋼質管道的腐蝕等。在設計時，主要是保證機械零件在壽命內，不要發生過度的磨損和腐蝕。磨損發生的機理尚為完全被人們掌握，影響磨損的因素也比較多，一般根據摩擦學設計原理來改善摩擦副的耐磨性。主要措施有：合理選擇摩擦副材料；合理選擇潤滑劑和添加劑；控制摩擦副的工作條件，如壓強、滑動速度和溫升。

到目前為止，還沒有實用、有效的腐蝕壽命計算方法，通常從材料選擇及防腐處理方面採取措施。如選用耐腐蝕的材料，採用表面鍍層、噴塗、磷化等處理。

6.可靠性准則

可靠性是產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。產品的質量一般應包含性能指標和可靠性指標。機械產品的性能指標是指產品具有的技術指標，如機械的功率、轉矩、工作力、工作速度等。如果只有性能指標，沒有可靠性指標，產品的性能指標也得不到保證。例如，一台技術先進的飛機，如果可靠性不高，勢必經常發生故障，影響正常飛行和增加維修費用，甚至可能造成嚴重的事故。產品的可靠性用可靠度R（t）來衡量。可靠度的定義是：產品在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的概率。可靠度是時間的函數。有一批數量為n的相同產品，在t=0開始工作，隨著時間的延續，失效的件數no（t）在加大，正常工作的件數ni（t）在減少，在任意時刻t產品可靠度為

（3–20）

若某產品工作至3000小時的可靠度R（t）=0.96，則表示有96%的產品可以正常工作到3000小時以上，對具體一件產品來講，其工作到3000小時的概率為96%。

失效率指產品工作到t時刻，在下階段的單位時間內發生失效的概率，可以證明，其數學表達式為

（3–21）

分離變數，兩邊積分，得

得

（3–22）

零部件的失效率和時間的關系一般如圖3-13所示。可以用試驗的方法求得失效率曲線。失效率曲線反映產品總體壽命期失效率的情況。從失效曲線可以看出，失效大體可以分為三個階段。

圖3-15

第Ⅰ階段為早期失效階段，曲線為遞減型。產品投入使用的早期，失效率較高而下降很快。其原因主要是設計、製造、貯存、運輸等形成的缺陷，以及調試、跑合、起動不當等人為因素所造成的。當這些由於先天不良引起的失效發生後，設備運轉逐漸正常，則失效率就趨於穩定。應該盡量設法避免零件的早期失效，降低失效率和早期失效階段的時間t0。

第Ⅱ階段為偶然失效階段，其失效率緩慢增長。失效主要由非預期的過載、誤操作、意外的天災等偶然因素所造成。由於失效原因多屬偶然，故稱為偶然失效階段。降低偶然失效期的失效率則能提高有效壽命，所以應注意提高產品的質量，精心使用維護。

第Ⅲ階段為損壞失效階段，其失效率是遞增型。在t1以後失效率明顯上升。這是由於產品已經老化，疲勞、磨損、蠕變、腐蝕等所謂有耗損的原因所引起的，故稱為耗損失效期。針對這一階段失效的原因，應該注意檢查、監控等，提前維修，使失效率仍不上升。

7.精度准則

對於高精度的機械零件、機構或設備，要求其運動誤差小於許用值。例如在精密機械中，導軌的直線性誤差、主軸的徑向跳動誤差、齒輪傳動的轉角誤差等，必須要有一定的精度要求。可以根據機器和零件的功能要求，選用合適的公差與配合，即進行精度設計，並能正確地標注到圖樣上。還可以按照零件圖給定的公差值，求出機構的誤差，與要求的機構精度比較。

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