与普通机床相比，在机械传动链上.ppt

单元08：机械设计基础简介 8.1.1机器、机构及其结构组成 机器 主要用来传递和变换能量。如右图所示的单缸内燃机，通过燃气在气缸内的进气——压缩——作功——排气过程，使其燃烧的热能转变为曲柄转动的机械能。 机器的种类繁多、外形万变、用途各异，但总的来说，机器具有以下三个共同的特征： (1) 都是人为的各种实物的组合； (2) 组成机器的各种实物间具有确定的相对运动； (3) 可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。 机构 具有确定相对运动的构件组合体称为机构。机构主要用来传递和变换运动，具有以下两个共同特性： (1)由若干构件组合而成； (2)组成构件之间具有确定的相对运动。 8.2 机器的功能组成 8.3 机械零件的失效形式及设计准则 (1)磨损 相对运动的零件表面因摩擦的存在，而导致零件表面材料的逐渐丧失。 (2)表面压溃 零件表面质量不高或硬度不够时，在外载荷作用下出现的碎裂现象。 (3)过渡塑性变形 零件上的应力超过了材料的屈服极限时，零件会发生塑性变形。 (4)打滑 靠表面摩擦力保持工作能力的带传动，当传递的有效圆周力超过临界摩擦力时，就将发生打滑失效。 (5)疲劳点蚀 作用在零件上的脉动循环变应力超过其接触疲劳极限时，出现疲劳裂纹，裂纹逐渐扩大使表面金属小片剥落形成疲劳点蚀。 (6) 胶合 两相对运动的零件在高速重载的作用下，常因接触区温升过高而使润滑油失效，使两零件直接接触，以至局部相互粘结，又被撕裂的现象。 (7)断裂 零件在外载荷作用下，某一危险截面上的应力超过零件的强度极限时所发生的断裂。零件在循环变应力作用下，危险截面上的应力超过零件的疲劳强度时会产生[疲劳断裂 (8)振动时效 高速运转的零件，当其转速等于或接近零件的自振频率时，会发生共振，使振幅急剧增大，导致零件及系统在短时期破坏。 (9)过量弹性变形 零件在载荷作用下产生的弹性变形超过了机器工作性能允许的极限值时，会使机器的工作精度降低以至不能正常工作。 8.4 机械设计的基本要求 0.4.2机械零件的设计步骤 机械设计基础 第*页 学习情境2：数控系统显示画面及操作 机械设计基础简介 主讲教师：阚萍 了解机械和机械设计的基本概念。 掌握机械零件设计的基本准则和一般步骤。 掌握学习本课程的方法，了解学习本课程的目的。 本章学习要求 认识机械 8.1 机器的组成及其特征 图中除了带传动和齿轮机构外，还有由齿轮、导杆、滑块和固定的支架一起组成的摆动导杆机构。 构件 是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联结而成，也可以是单一的零件。若从运动的角度而言，机器可以看作是由若干个构件组装而成。 零件 组成机器的最小单元，也是机器的制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。 各种机器经常用到的零件称为通用零件。 特定的机器中用到的零件称为专用零件。 构件和零件的区别：构件是参与运动的单元。可以是一个零件为一个构件，也可以是几个零件刚性地联接在一起组成一个构件。 从结构和运动学的角度分析，机器和机构之间并无区别，都是具有确定相对运动的各种实物的组合，所以，通常将机器和机构统称为机械。 作为一部完整的机器，仅具有上述的机械部分是不够的，它不能够完成预期的工作。从功能和系统的角度来看，机器一般由以下五个部分组成： 1、动力系统 机器的动力来源，包括动力机及其配套装置；它的功能是向机器提供运动和动力。 2、执行系统 包括若干执行机构，它的功能是驱动执行机构按给定的运动规律运动，实现预期的工作。执行系统一般处于机械系统的末端，执行构件直接与工作对象接触。 3、传动系统 是把动力系统的运动和力传递给执行系统的中间装置。 4、操纵和控制系统 是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调工作，并准确可靠地完成整机功能的装置，多指通过人工操作以实现上述要求的装置。 5、框架支撑系统及其他的辅助系统 包括基础件（床身、底座、立柱等）和支撑构件（支架、箱体等）。用于安装和支承动力、传动和操作系统等，机器各部分的位置精度、运动精度及机器的承载能力等主要依靠框架支撑系统来保证，该系统是机械系统中必不可少的部分。 机械零件在预定的时间内和规定的条件下，不能够完成正常的功能，（机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时）称为失效。失效并不意味破坏。 1、机械零件的失效形式 因强度不足而断裂； 过大的弹性变形或塑性变形； 摩擦表面的过度磨损，打滑或过热； 联接松动； 压力容器、管道等的泄漏； 运动精度达不到要求等。 2、机械零件的设计计算准则 为了保证零件能正常工作，在设计零件时应首先进行零件的失效分析，预