有關(guān)大學機械設(shè)計方面論文發(fā)表

　　機械設(shè)計工作的重要性，不僅體現(xiàn)在它是生產(chǎn)技術(shù)準備工作的第一步，而且還在于它將嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。下文是學習啦小編為大家整理的有關(guān)大學機械設(shè)計方面論文發(fā)表的范文，歡迎大家閱讀參考!

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　　淺探汽車機械零件可靠性設(shè)計

　　摘要：隨著人們生活水平的不斷提高，私人轎車的擁有量也在逐年上升，汽車的品質(zhì)和可靠性是人們一直關(guān)心的問題之一。隨著世界科學技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)今汽車機械零件的可靠性已經(jīng)達到相當完美的程度，其用戶可以不用擔心汽車因其機械零部件故障造成的事故和停止使用，這也是促進汽車產(chǎn)品大量普及的重要原因之一。由于汽車主要是由發(fā)動機、底盤、車身和電器設(shè)備等機械以及其他的一些零部件共同組成的，所以，為了提高汽車的可靠性，就必須提高機械零件的可靠性。杜絕出現(xiàn)因一個關(guān)鍵性的機械零件的可靠性不好而直接導致汽車在短時間的運行中出現(xiàn)問題，甚至導致汽車故障與事故，給駕駛者的人身安全帶來威脅。本文就汽車機械零件的可靠性設(shè)計進行探討，以供同仁參考。

　　關(guān)鍵詞：汽車零部件;機械零件;可靠性設(shè)計;探討

　　隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的汽車制造行業(yè)也有了飛速發(fā)展。但是與其他先進國家相比，我國汽車產(chǎn)品的可靠性還存在著較多的問題，汽車的故障給汽車用戶帶來的是不可估量的損失。造成這種現(xiàn)狀的主要原因之一，是我國的可靠性工程設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用和推廣起步較晚，雖然近些年來發(fā)展勢頭迅猛，但是仍擺脫不了“先天不足”的缺陷，由此提高和改善我國汽車機械零件的可靠性以及保證相關(guān)技術(shù)快速穩(wěn)健的發(fā)展已經(jīng)成為當務(wù)之急。

　　機械可靠性設(shè)計的任務(wù)就是提供實際計算的數(shù)學模型和方法，在機械產(chǎn)品的研發(fā)階段預測其在規(guī)定工作條件下的工作能力或者壽命。結(jié)合可靠性理論研究的歷史及現(xiàn)狀對機械可靠性設(shè)計理論進行深入分析，闡明了可靠性優(yōu)化設(shè)計、可靠性靈敏度設(shè)計、可靠性穩(wěn)健設(shè)計、可靠性試驗、傳統(tǒng)設(shè)計方法與可靠性設(shè)計相結(jié)合等機械零件可靠性設(shè)計理論與方法的內(nèi)涵，為機械零件可靠性設(shè)計提供系統(tǒng)的理論和方法。

　　一、汽車機械零件傳統(tǒng)的設(shè)計方法和可靠性設(shè)計對比分析

　　(一)傳統(tǒng)汽車機械零件設(shè)計方法——安全系數(shù)法

　　為了提高汽車機械零件的可靠性，傳統(tǒng)的機械零件工程設(shè)計采用的是安全系數(shù)法。傳統(tǒng)的安全系數(shù)法借助的是經(jīng)典材料力學公式來對汽車機械零件的應(yīng)力值進行計算，但是由于截面上應(yīng)力分布的不均勻性，或截面變化處的應(yīng)力集中，或截面表面粗糙度的影響，或殘余的應(yīng)力以及零件尺寸的大小等因素在公式中均未得到反映，因此，設(shè)計者只能憑借以往的設(shè)計經(jīng)驗，選擇一個加大的安全系數(shù)來保證汽車機械零件設(shè)計的可靠性。由此，安全系數(shù)也被定義為強度均值與應(yīng)力均值之比，公式如下：

　　(式中：—應(yīng)力均值;—強度均值;—安全系數(shù)。)

　　其主要特點是將所承受的荷載、應(yīng)力和尺寸等因素視為常量，安全系數(shù)的大小是根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗來進行確定的。該方法具有直觀、簡單、有一定設(shè)計實踐依據(jù)的優(yōu)點。目前這種方法仍廣泛的應(yīng)用于機械零件產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用，但是因為其是根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗進行設(shè)計，導致在進行設(shè)計時，所考慮到的實際因素與實際工況有著很大的差異，主要表現(xiàn)在：機械構(gòu)件所承受的外荷載有一定的隨機性，各種零部件、構(gòu)件的制造尺寸也會有些微的差別，這就不可避免的導致機械零件出現(xiàn)較為單薄或者粗笨的現(xiàn)象，導致機械零件的可靠性也隨之出現(xiàn)過高或者過低。一般來說，采用較大的安全系數(shù)是正確的，能夠減少產(chǎn)品的失效機會。然而并不能據(jù)對的防止產(chǎn)品失效的發(fā)生，相反的還會造成產(chǎn)品重量的增加，材料的浪費和產(chǎn)品的性能降低等等。由此可見，安全系數(shù)法這種設(shè)計方法，如果用于高精

　　(二)汽車機械零件可靠性設(shè)計方法——概率設(shè)計法

　　汽車機械零件可靠性設(shè)計質(zhì)量是保證汽車可靠性的重要環(huán)節(jié)。汽車機械零件可靠性設(shè)計階段所賦予的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性水平，對汽車產(chǎn)品的壽命和可靠性具有根本性的影響。

　　所謂汽車機械零件可靠性設(shè)計又被稱為概率設(shè)計，就是在對汽車產(chǎn)品性能設(shè)計的同時，運用可靠性理論和分析方法，明確汽車系統(tǒng)可靠性的指標，進行汽車系統(tǒng)設(shè)計的一種方法。所以，汽車機械零件可靠性設(shè)計決不是掘棄以往的機械常規(guī)設(shè)計方法，而是在常規(guī)設(shè)計基礎(chǔ)上，使汽車產(chǎn)品更趨完善、更加精確、更為科學的系統(tǒng)設(shè)計方法。概率設(shè)計能夠很好的解決兩個方面的問題：根據(jù)設(shè)計，進行分析計算以確定產(chǎn)品的可靠度;根據(jù)任務(wù)提出的可靠性指標，確定機械零部件的參數(shù)。

　　由上可知，從可靠性的概率設(shè)計的角度出發(fā)，只有在強度高于應(yīng)力的情況下，且強度分布與應(yīng)力分布有一段距離時，結(jié)構(gòu)才是可靠安全的。這與可靠性的安全系數(shù)法有著本質(zhì)的區(qū)別。安全系數(shù)法的理想使用條件是：材料失效應(yīng)力與零件工作應(yīng)力是在完全相同的應(yīng)力狀態(tài)、尺寸、加工條件下取得的，而這種理想化的模型在實際工程中是很難具備的。但是，當汽車零件或構(gòu)件在外載荷(熱疲勞、應(yīng)力疲勞、腐蝕)的作用下，材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)或晶體缺陷將會發(fā)生相應(yīng)變化，強度將逐漸衰減，強度分布與應(yīng)力分布將會發(fā)生干涉，就有可能發(fā)生失效。失效的概率就取決于強度與應(yīng)力的干涉情況，為了保證所設(shè)計的構(gòu)件工作的可靠性，必須對零部件或構(gòu)件提出可靠度要求。

　　二、汽車機械零件設(shè)計階段可靠性工作的主要環(huán)節(jié)

　　在可靠性設(shè)計階段，應(yīng)著重抓好五個環(huán)節(jié)。

　　1、系統(tǒng)設(shè)計，進行科學的、合理的系統(tǒng)設(shè)計，選定目標樣車，掌握同類車型的各種試驗參數(shù)和可靠性水平，明確開發(fā)新型汽車機械的系統(tǒng)、分系統(tǒng)的可靠度要求和目標(即可靠度的預測和分配)，賦予各子系統(tǒng)的容差和空間位置。

　　2、詳細設(shè)計，嚴格按照系統(tǒng)要求，進行各子系統(tǒng)、零部件的詳細設(shè)計。重點把握結(jié)構(gòu)、材料的選擇，應(yīng)力、強度的精確計算，注意部件與整車的協(xié)調(diào)、配合。

　　3、考核評審，通過可靠性試驗、分析、研究、階段性的設(shè)計評審，考核設(shè)計方案是否合適;并及時反饋設(shè)計部門予以修訂設(shè)計。

　　4、工藝設(shè)計，在設(shè)計文件中，明確零部件的質(zhì)量要求和工藝規(guī)范，建立、健全質(zhì)量驗收的標準，從生產(chǎn)角度 (或外加工進貨角度)保證零部件的可靠性。

　　5、試驗反饋，運用可靠性試驗數(shù)據(jù)和可靠性分析、研究的成果，及時反饋到有關(guān)設(shè)計、生產(chǎn)中去。

　　三、汽車機械零件可靠性設(shè)計的基本內(nèi)容

　　(一)從系統(tǒng)方面考慮

　　1、確定汽車機械零件可靠性數(shù)據(jù)指標，主要是根據(jù)市場、用戶要求以及使用環(huán)境，進而明確汽車系統(tǒng)的可靠性要求;

　　2、確定汽車機械零件的工作環(huán)境以及汽車的工作環(huán)境，例如氣候條件、道路條件、載運條件等等;

　　3、決定易操作性基本要求(人機可靠性)，如自動變速器、自動搖窗機、轉(zhuǎn)向器變位能力、制動助力裝置等等。

　　4、決定維修性基本要求，在維修性設(shè)計時，應(yīng)采用修復容易的結(jié)構(gòu)、維修方式及診斷方式。

　　5、各項指標的綜合平衡不僅要考慮可靠性和維修性，同時要考慮其它質(zhì)量要素，如重量、尺寸。外觀等，并把功能，成本費用包括在內(nèi)，都應(yīng)取得平衡，當某些方面矛盾突出時，應(yīng)當以求得安全性、可靠性、耐久性為優(yōu)先。某些方面也可采用折中處理。

　　(二)從零部件方面考慮

　　首先應(yīng)該確定總成或零件的可靠性要求，然后制定出零件可靠性一覽表和高可靠性零件一覽表，并在其中指出可靠性不佳的零件，確定零件的使用壽命。計算去頂零件的失效率，并對重要的零件采用概率設(shè)計方法，同時對關(guān)鍵零件制定可靠性試驗計劃。在對汽車機械零件進行設(shè)計是采用標準間和質(zhì)量穩(wěn)定、設(shè)計成熟、制造水平高的零部件對其進行組裝安裝。在重要零件及部件上裝設(shè)自動監(jiān)視、故障顯示、自動校正裝置。

　　結(jié)束語

　　綜上所述，汽車機械零件可靠性設(shè)計方法是將設(shè)計參數(shù)作為隨機變量處理，是在確定了產(chǎn)品破壞概率的前提下進行的準確計算。因此，以概率論和數(shù)理統(tǒng)計等作為工具的可靠性設(shè)計方法，是在對機械零件產(chǎn)品的使用和時效進行分析、統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，得出的一套指導產(chǎn)品設(shè)計和研究的科學的計算法則和設(shè)計方法。與常規(guī)的設(shè)計方法相比，不僅去除了主管的個人因素在設(shè)計過程中的影響，綜合考慮了外界條件變化，設(shè)計結(jié)果更貼近實際，故得到了廣泛的應(yīng)用。

　　參考文獻

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　　淺談機械設(shè)計中應(yīng)注意的問題

　　摘 要 本文對機械設(shè)計過程中的材料選擇，標準化的運用以及影響機械加工的過程中表面層物理力學性能的因素進行了研究。

　　關(guān)鍵詞 機械設(shè)計 材料 因素

　　機械設(shè)計工作的重要性，不僅體現(xiàn)在它是生產(chǎn)技術(shù)準備工作的第一步，而且還在于它將嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，雖然影響產(chǎn)品成本的因素很多，但主要與設(shè)計、制造和原料有關(guān)。本文將分別對以上的影響因素進行分析。

　　一、機械設(shè)計中對材料的選擇

　　在機械零件的設(shè)計與制造過程中，材料選擇是否得當，直接影響到零件的使用性能、使用壽命及制造成本。當碰到零件的材料選擇問題時，一般都是參考相同零件或類似零件的用材方案，選擇一種傳統(tǒng)上使用的材料(這種方法稱為經(jīng)驗選材法)。當無先例可循，同時對材料的性能(如耐腐蝕性能等)又無特殊要求時，他們僅僅根據(jù)簡單的計算和手冊提供的數(shù)據(jù)，信手選定一種較萬能的材料。而在實際工作中許多機械工程師，常常把零件的材料選擇看成一種簡單而不太重要的任務(wù)。

　　(一)機械零件材料的選擇應(yīng)滿足基本要求

　　1.使用性能要求。材料在使用過程中的表現(xiàn)，即使用性能，是選材時應(yīng)考慮滿足的根本要求。不同零件所要求的使用性能是很不一樣的，有的零件主要要求高強度，有的則要求高的耐磨性，有的甚至無嚴格的性能要求，僅僅要求有美麗的外觀。

　　2.工藝性能要求。材料的工藝性反映的是材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力，即要求所選材料在加工制造時首先能夠造出成品來，并且能夠便于制造、同時必須保證質(zhì)量。

　　3.經(jīng)濟性能要求。零件材料的選擇要以最小的耗費取得最大的經(jīng)濟效益。

　　(二)機械零件材料選擇的方法

　　1.選材對產(chǎn)品壽命周期成本的影響。材料的選用將極大地影響了產(chǎn)品壽命周期成本的各個組成部分。工程實踐中，在保證產(chǎn)品合理功能(或性能)的前提下，雖然一般是選用價格便宜的材料，可降低產(chǎn)品的壽命周期成本;但同時我們更應(yīng)注意的是，有時若選用成本雖高但性能更優(yōu)的材料，由于產(chǎn)品的自重減輕、使用壽命延長、維修費用減少、能源費用降低等多方面的有利因素，從產(chǎn)品壽命周期成本角度考慮，反而是經(jīng)濟的。

　　2.制造方法的選擇。制造方法的選擇是材料選擇過程中一個不可分割的因素，即應(yīng)將結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇及其可用的加工方法作為一個有機的整體看待。選材時不僅要考慮零件的某單項加工工序的成本，更重要的是應(yīng)綜合考慮其整個加工路線所涉及的全部加工工序之總成本。

　　二、 機械設(shè)計標準化的選擇

　　標準化帶來的優(yōu)越性表現(xiàn)在:能以最先進的方法在專門化工廠對那些用途最廣的零件進行大量的、集中的制造，以提高質(zhì)量、降低成本。統(tǒng)一材料和零件的性能指標，使其能夠進行比較，并提高零件性能的可靠性。采用標準結(jié)構(gòu)及零、部件，可以簡化設(shè)計工作，縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計質(zhì)量。搞好設(shè)計階段的標準化工作是降低產(chǎn)品成本的重要途徑在市場經(jīng)濟體制下，生產(chǎn)廠家應(yīng)根據(jù)市場的需求變化，不斷更新產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低物資消耗，提高經(jīng)濟效益。要達到這些目的，都離不開標準化，必須用標準化手段，從嚴把好產(chǎn)品設(shè)計這一關(guān)，才能使企業(yè)在市場競爭中求得生存和發(fā)展，加快新產(chǎn)品開發(fā)。

　　三、影響機械加工件表面層物理力學性能的因素

　　機械加工中工件由于受到切削力和切削熱的作用，其表面層的物理力學性能將產(chǎn)生很大的變化，造成與基體材料性能的差異，這些變化主要表現(xiàn)為表面層的金相組織和硬度的變化及表面層出現(xiàn)的殘余應(yīng)力。

　　(一)表面層金相組織的變化

　　機械加工過程中，在加工區(qū)由于加工時所消耗的熱量絕大部分轉(zhuǎn)化為熱能使加工表面出現(xiàn)溫度的升高。當溫度升高到超過金相組織變化的臨界點時，表面層金相組織就會發(fā)生變化。一般的切削加工，切削熱大部分被切屑帶走，因此影響也較小。但對磨削加工來說，由于單位面積上產(chǎn)生的切削比一般切削方法大幾十倍，切削區(qū)塊的高溫將引起表面層金屬的相變。

　　(二)加工表面的冷作硬化

　　加工過程中表面層金屬產(chǎn)生塑性變形，使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格嚴重扭曲，并產(chǎn)生晶粒的拉長、破碎和纖維化，引起材料的強化，其強度和硬度均有所提高，這種變化的結(jié)果稱為冷作硬化。加工表面層冷作硬化指標以硬化層深度、

　　表面層的顯微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化層的深度也越大。

　　四、潤滑劑的特性及應(yīng)用

　　為了使工件得到所期望的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量，需要對工件進行切削、研磨、沖壓、軋制和拉拔等，金屬加工潤滑劑是金屬在加工工藝過程中所使用的潤滑冷卻材料。

　　(一)潤滑劑的作用和技術(shù)要求

　　我們使用的金屬切屑潤滑劑的主要目的是：①延長刀具的使用壽命;②保證和提高工件的加工尺寸精度;③改善工件表面的光潔度;④及時排除金屬屑，確保切削過程順利進行;⑤及時帶走切屑熱，迅速均勻冷卻刀具和工件等;⑥防止機床和工件產(chǎn)生腐蝕和銹蝕;⑦提高切削加工效率，降低成本。

　　(二)金屬切削潤滑劑的選擇

　　選擇金屬切削潤滑劑，首先要根據(jù)切削加工的工藝條件及要求，初步判斷選取純油性或水溶性切削潤滑劑。通常我們可以根據(jù)機床供應(yīng)商的推薦來選擇;其次，還可以根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗進行選取，如使用高速鋼刀具進行低速切削時，通常采用純油性，使用硬質(zhì)合金刀具進行高速切削時，通?？梢圆捎盟苄?對于供液困難或切削液不易達到切削區(qū)時采用純油性金屬切削液(如攻絲、內(nèi)孔拉削等)，其他情況下通?？刹捎盟苄越饘偾邢饕旱取?/p>

　　五、結(jié)論

　　在市場經(jīng)濟中，為了更好滿足企業(yè)的發(fā)展，機械產(chǎn)品越來越先進，品種越來越多。這就要求我們在機械設(shè)計當中，對材料的選擇、標準化的應(yīng)用提高到一個新的認識，在加工過程中，減少影響表面層物理力學性能的因素以及潤滑劑的合理運用。努力把我們加工成本降到合理的水平，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益

　　參考文獻：

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