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第一章 机械设计的基础知识 新产品开发设计，从提出任务到投放市场的全部程序要经过如下四个阶段： 1．调查决策阶段： 了解市场（用户）需求，收集有关的技术资料及新技术、新工艺、新材料的应用情况。拟定新产品开发计划书。方案多样，反复分析优化。决策是非常关键的一不，直接影响设计工作和产品开发成本 2）第二步为新产品的技术设计——称后期开发， 完成后应绘制总装配图、部件装配图、零件工作图、各种系统图（传动系统、液压系统、电路系统、光路系统等）以及详细的设计说明书、使用说明和验收规程等各种技术文件。以上各个环节须相互配合与联系，设计工作往往经过多次修改与反复，逐步逼近，达到优化（技术先进可靠、经济合理、造型美观） 几点说明： 无限寿命——零件承受的变应力低于疲劳极限δr时，总循环次数NN0 ③ 应力循环特性越大，材料的疲劳极限与持久极限越大，对零件强度越有利。 对称循环（应力循环特性=-1）最不利  任何零件都具有一定的刚度和一定的质量，因此任何零件或部件都有一定的固有频率。如圆柱形拉压螺旋弹簧的固有频率为：K——与圆柱形拉压螺旋弹簧两端固定有关的系数； 弹性元件或由弹性元件与其他零部件组成的系统，固有频率低，常常与载荷频率相同而产生共振。 误差——可用于不同的对象和场合，可理解为测得实际值与理想（论）值之差。精度——精度高低是用误差大小衡量的，可理解为测得实际值与理想（论）值接近程度。 1、零件误差，按其使用场合不同可分为两种： 1）加工误差：加工时零件实际尺寸与形状与理想（论）值 之间的差异； 2）特性误差：零件实际特性与给定特性之间的差异； §1—3零件与机构的误差估算和精度 一、??? 零件与机构的误差 ?2、机构的误差： 1）机构的误差：指实际机构运动精度与理想机构运动精度之间的偏差，常用机构的位置误差和位移误差表示。 理想机构：绝对精确地实现给定运动规律的机构。但机构的各个构件不是绝对刚体、又有制造精度，所以理想机构并不存在，实际机构与理想机构运动总有差别的。 如图1－9为实际机构 2）机构的位置误差 实际机构与理想机构的主动件位置相同时（在a0或a1 位置），两者从动件位置的偏差；如图所示B0B0’或B1B1’，用ΔS表示初始位置误差 实际与理想机构的主动件位移相同时（从a0到a1 ） ，两者从动件位移的偏差；如图所示用位移误差ΔS’表示： ΔS’=B1B0-B0’B1’ 3）机构的位移误差 上式表示机构的位移误差等于机构在两个位置上的位置误差之差。 =(B1B1’＋B1’B0) -(B1’B0＋B0B0’） = B1B1’ –B0B0’ ?当零件或机构的运动解析式已知时，可采用全微分法计算其特性误差。如图1-8之片簧。其特性式为 二、误差估算的基本方法 写成增量式，并略去高介无穷小： 对上式全微分可得片簧特性的绝对误差： 上式计算的值是绝对误差，绝对误差相同零件的运动范围越大，性能越好。因此用相对误差来表示零件的特性误差更能反映误差的实际大小，用下式表示。 当片簧制成后，L、b、h、E等分别产生的原始误差ΔL、Δb、Δh、ΔE为已知，则片簧特性误差可由前式计算。但原始误差ΔL、Δb、Δh、ΔE是以公差的形式给出，实际的具体误差值不能预知，是随机变量（大小方向不知），因此应采用数理统计的方法来计算 （1）设计误差：采用近似机构或采用近似假设，使设计的零件、机构在原理上产生误差，也称原理误差。正切机构 ?? 影响零件和机构特性误差的原始误差可归纳为以下三类； l?????? 误差估算： （1）加工误差： 系统误差——大小方向按一定规律变化； 偶然误差——大小方向随机的（用数理统计方法） （2） 特性误差的估算 （2）工艺误差（制造误差）：加工、装配、调整不准 （3）使用误差：产生在使用过程中，零件配合表面间的磨损、载荷作用下变形、环境温度变化引起零件尺寸改变及振动等因数造成的误差。 精密机械能够最经济地制造出来，在机构设计过程中，经常应考虑整体的机构工艺性和各个零件的工艺性。 一、工艺性良好的机构和零件应当是： （1）制造和装配工时少 （2）需要复杂设备少 （3）材料消耗少 （4） 准备生产的费用少 对不同生产条件和不同企业，机构工艺性、零件工艺性好与否并不相同，要具体问题具体分析。 §1—4