有關(guān)大學(xué)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(zhǔn)備工作的第一步，而且還在于它將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的有關(guān)大學(xué)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(xué)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(dāng)完美的程度，其用戶可以不用擔(dān)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(dǎo)致汽車在短時間的運行中出現(xiàn)問題，甚至導(dǎo)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(xué)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(dāng)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(xué)模型和方法，在機械產(chǎn)品的研發(fā)階段預(yù)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(xué)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(dǎo)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(dǎo)致機械零件出現(xiàn)較為單薄或者粗笨的現(xiàn)象，導(dǎo)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(biāo)，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(xué)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(biāo)，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(dāng)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(xué)的、合理的系統(tǒng)設(shè)計，選定目標(biāo)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(biāo)(即可靠度的預(yù)測和分配)，賦予各子系統(tǒng)的容差和空間位置。

　　2、詳細(xì)設(shè)計，嚴(yán)格按照系統(tǒng)要求，進行各子系統(tǒng)、零部件的詳細(xì)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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)，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(fù)容易的結(jié)構(gòu)、維修方式及診斷方式。

　　5、各項指標(biāo)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(dāng)某些方面矛盾突出時，應(yīng)當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計和研究的科學(xué)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。

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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(biāo)準(zhǔn)化的運用以及影響機械加工的過程中表面層物理力學(xué)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(zhǔn)備工作的第一步，而且還在于它將嚴(yán)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(dāng)，直接影響到零件的使用性能、使用壽命及制造成本。當(dāng)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(dāng)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(yán)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(biāo)準(zhǔn)化的選擇

　　標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，使其能夠進行比較，并提高零件性能的可靠性。采用標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化，必須用標(biāo)準(zhǔn)化手段，從嚴(yán)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(xué)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(xué)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(dāng)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(yán)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(biāo)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，通常可以采用水溶性;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?。

　　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(dāng)中，對材料的選擇、標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用提高到一個新的認(rèn)識，在加工過程中，減少影響表面層物理力學(xué)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

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