第1章绪论课件4.ppt

第1章 绪论 1．1 机械的组成 原动部分：其功能是将其他形式的能量变换为机 械能(如内燃机和电动机分别将热能和电能变换 为机械 能）。 传动部分：其功能是把原动机的运动形式、运动和动力参数转变为工作部分所需的运动形式、运动和动力参数。 若从运动的观点来研究机器，机器由机构组成，机构由若干构件组成，各构件之间具有确定的相对运动；机构通常指传递运动的机械。一部机器可以包含一个机构（如电动机），也可以包含几个机构。 如图所示的单缸四冲程内燃机包含由齿轮1、齿轮18组成的齿轮机构；由曲轴4、连杆3、活塞10组成的曲柄滑块机构；由凸轮7、从动杆8组成的凸轮机构等。 机械设计基础是工科院校中的一门重要的技术基础课。课程主要介绍机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。第4~6章主要介绍机械中的常用机构（连杆机构、凸轮机构等）的工作原理；第7~10章主要介绍常用传动件（齿轮传动、蜗杆传动、挠性传动）的设计；第11~15章为联接件（如螺纹联接、键联接、销联接及其他类型联接）和弹簧的设计及选用；第16~20章为轴系零部件（轴、轴承、联轴器、离合器）的设计及选用；此外，还扼要介绍 国家标准和有关规范。这些常用机构和通用零件的工作原理、设计理论和计算方法，对于专用机械和专用零件的设计也具有一定的指导意义。本课程的内容可为学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础。 ⑶ 了解典型机械的实验方法，受到实验技术的基本 训练。 机械零件在预定的时间内和规定的条件下，不能完成正常的功能，称为失效。 强度是保证机械零件正常工作的基本要求。为了避免零件在工作中发生断裂，必须使零件工作时满足下面的设计准则： 为了提高机械零件的强度，设计时可采用下列措施： ①采用强度高的材料； ②使零件具有足够的截面尺寸； ③合理设计机械零件的截面形状，以增大截面的惯性矩； ④采用各种热处理和化学处理方法来提高材料的机械强度特性； ⑤合理进行结构设计，以降低作用于零件上的载荷等。 （2）刚度 刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。若零件刚度不够，将产生过大的挠度或转角而影响机器正常工作，例如若车床主轴的弹性变形过大，会影响加工精度，为了使零件具有足够的刚度，设计时必须满足下面的设计准则： y ≤ [ y ] ? ≤ [ ? ] ? ≤ [ ? ] 式中，y、?、? 分别为零件工作时的挠度、偏转角和扭转角；[ y ]、[ ? ]、[ ? ]分别为零件的许用挠度、许用偏转角和许用扭转角。 （3）寿命 机械零件应有足够的寿命。影响零件寿命的主要因素有腐蚀、磨损和疲劳。但至今还没有提出实用且有效的腐蚀寿命计算方法。因此也无法列出腐蚀寿命的计算准则。而磨损的计算目前也没有简单、可靠的定量计算方法。因此，只能采用条件性的计算。至于疲劳寿命，通常是算出使用寿命时的疲劳极限来作为计算的依据。 （4）可靠性 满足强度和刚度要求的一批相同的零件，由于零件的工作应力是随机变量，故在规定的工作条件下和规定的使用期限内，并非所有的零件都能完成规定的功能，零件在规定的工作条件下和规定的使用时间内完成规定功能的概率称为该零件的可靠度。可靠度是衡量零件工作可靠性的一个特征量，不同零件的可靠度要求是不同的。设计时应根据具体零件的重要程度选择适当的可靠度。 1．4 机械零件常用材料及其选用原则 机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。 1．4．1 金属材料 金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铸铁。 1.4.1.1铸铁 常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强度较钢差。灰铸铁常用作机架或壳座。球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。 1.