机械设计基础第2版教学课件作者王宁侠《机械设计基础》第一章_总论课件.ppt

1.5机械零件的强度 四、变应力下机械零件的强度计算 材料在变应力下的破坏称为疲劳破坏。 疲劳曲线 循环次数 断裂时的循环应力 在给定的循环特性r的条件下，不同循环次数N时材料的极限应力为σrN 1.5机械零件的强度 五、机械零件的接触强度概念 接触应力 接触强度 疲劳点蚀 防止点蚀破坏的计算准则是校核其接触应力 机 械 设 计 基 础 第一章 总论 §1.1 “机械设计基础”课程研究的对象和内容 §1.2 机械设计的基本要求和一般步骤 §1.3 现代设计理论及方法简介 §1.4 机械零件的常用材料及钢的热处理概念 §1.5 机械零件的强度 1.1“机械设计基础”课程研究的对象和内容 “机械设计基础”研究的对象是机械或机器。 机器实例1： 内燃机 功能：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器 组成：见右图 气缸体1 活塞2 进气阀3 排气阀4 连杆5 曲轴6 凸轮7 顶杆8 齿轮9 1.1“机械设计基础”课程研究的对象和内容 1.1“机械设计基础”课程研究的对象和内容 机械的特征 1）人为的实物组合——由人工组合的构件系统 2）各实物间具有确定的相对运动 3）实现能量转换或完成有效的机械功 活塞—缸体：往复运动 曲轴—缸体：转动 连杆—曲轴：摆动 刨头—床身：往复直线 如 内燃机：热能→机械能 发电机：机械能→电能 电动机：电能→机械能 具有以上三个特征——机器 只具有机器的前两个特征——机构 可见，机器与机构的关系：机器是由一种或多种机构组成的 如 1.1“机械设计基础”课程研究的对象和内容 1.一般机器的组成：发动机、传动机构和工作机构。 2.机器由机构组成: 机构——人工组合的构件系统? 构件：组成机器的各个相对运动的实物。 单一零件——曲轴 多个零件的刚性组合——连杆 是机器中独立运动的单元体，由一个或几个零件组成 构件是机械中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。 1.1“机械设计基础”课程研究的对象和内容 零件：机械中不可拆的制造单元体。 3. 零件是组成机器最基本的单元体?? 部件：若干个零件的装配体 机械设计基础的研究对象是常用机构和通用零部件的工作原理、运动特点、结构特点、设计计算的基本理论和方法及有关标准规范?? 零件可分为两类： 专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲轴、叶片 通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、轴、螺栓等? 1.2机械设计的基本要求和一般步骤 一、机械设计的基本要求 1.运动和动力性能要求 2.工作可靠性要求 ⑴强度: 衡量零件抵抗破坏的能力；工作应力不得超过许用应力(强度计算准则)。 ⑵刚度：衡量零件抵抗弹性变形的能力；零件工作时的弹性变形量不超过机械工作性能所允许的极限值(刚度计算准则)。 ⑶耐磨性：零件抵抗磨损的能力；磨损计算准则。 ⑷耐热性：抗氧化，抗热变形和抗蠕变的能力；热平衡准则。 ⑸振动稳定性：共振失效。 1.2机械设计的基本要求和一般步骤 3.经济性要求 4.劳动保护要求 5.其他特殊要求 1.2机械设计的基本要求和一般步骤 二、机械设计的一般步骤 1.提出设计要求 2.调查研究、分析对比、确定设计模型与方案 3.结构设计 4.试验分析 5.使用与考核 讨论：①例举3－5种把回转运动转为直线运动、两种直线运动转为回转运动的机构； 1.2机械设计的基本要求和一般步骤 1.3现代设计理论及方法简介 一、现代设计方法的特点和范畴 二、现代设计方法简介 1.机械优化设计 2.计算机辅助设计 3.可靠性设计 4.变型产品设计 5.价值工程设计 6.系统论方法设计 7.机械学理论和方法 8.创新设计 9.设计方法学设计 10.基于实例设计 11.质量驱动设计 12.参数化设计 13.分形设计 14.智能设计 15.虚拟产品设计 16.网上设计 1.4机械零件的常用材料及钢的热处理概念 一、机械零件的常用材料 机械零件的常用材料主要是钢和铸铁，其次是有色金属合金。有些机械零件也采用非金属材料。 （一）钢（碳的质量分数小于2%） 钢 碳素钢 合金钢 1、按含碳量分 低碳钢 0.02 % C 0.25% 中碳钢 0.25 % C 0.6% 高碳钢 0.6% C2% 2、按质量和用途分 碳素结构钢 优质碳素结构钢 合金结构钢 特殊性能钢 铸钢 材料 机械性能 名称 牌号 抗拉强度 ?b(N/mm2) 屈服强度 ?s(N/mm2) 硬度 (HBS) 普通碳素结构钢 Q215 Q235 Q255 Q275 335~410 375~460 410~510 490~610 215 235 255 275 ? 优质碳素结构钢 20 35 45 410 530 600 245 31