自动化部机械设计相关基础理论课一

自动化部机械设计相关基础理论一1机械零件件的失效效形式与与设计准准则机械设计计流程公差与配配合形位公差差目录机械装配配基本概概念123452切削机械械加工6机械设计计流程1绪论：机器的构构成机器：具具有确定定相对运运动的构构件组合合体，能能做有用用的功或或实现能能量转换换。原动机:系统动力力源，将将其他形形式的能能量转化化为机械械能工作机:直接完成成工艺动动作传动装置置:实现原动动机与工工作机之之间的运运动与动动力传递递一、机械械应满足足的要求求1、满足使使用要求求,生产率力力高.2、安全可可靠,有足够的的使用寿寿命.3、制造、、运行费费用低.4、操作维维护方便便5、其它要要求:运输方便便,造型美观观二、机械械设计的的一般程程序三、机械械零件的的设计步步骤1、建立计计算模型型—拟定零件件的计算算简图2、确定作作用在零零件上的的载荷；；3、选择材材料；4、根据零零件可能能的失效效形式，，选用相相应的设设计准则则，确定定零件的的形状和和主要尺尺寸；5、根据加加工工艺艺的要求求、标准准规范等等，圆整整设计尺尺寸；6、根据加加工和装装配要求求确定零零件的其其他尺寸寸；7、绘制零零件工作作图，编编写设计计说明书书。机械零件件的失效效形式与与设计准准则一、失效效的概念念机械零件件在规定定的使用用条件下下、规定定寿命期期限内，，不能完完成规定定功能—失效。二、常见见失效形形式1、整体断断裂：过过载断裂裂、疲劳劳断裂塑塑性变形形；2、表面破破坏：点点蚀、剥剥落、胶胶合、磨磨损、擦擦伤；3、过大变变形：过过大弹变变—刚度不足足塑性变形形—强度不足足4、强烈烈的振动动；5、功能能失效。。机械零件件的失效效形式与与设计准准则1、强度度准则（衡量机机械零件件工作能能力的基基本准则则）强度：零零件抵抗抗整体断断裂、表表面接触触疲劳及及塑性变变形的能能力。—零件的工工作应力力；—材料的许许用应力力；—材料的极极限应力力；—安全系数数。例：轴强强度不足足断裂等等2刚度准则则刚度：零零件抵抗抗弹性变变形的能能力。—零件工作作时的挠挠度、挠挠角、转转角；—零件工作作时的挠挠度、挠挠角、转转角的许许用值；；例：机床床主轴刚刚度不足足，零件件加工精精度低注：改变变材料对对提高刚刚度无效效，改变变零件截截面，减减少跨度度是提高高刚度的的有效措措施。3、寿命准准则设计寿命命L≥[L]要求寿命命4、耐磨性性准则耐磨性：：零件抵抵抗磨损损失效的的能力。。磨损导致致零件尺尺寸和形形状的变变化，过过度磨损损导致精精度↓强强度↓↓5、振动稳稳定性准准则—限定回转转零件的的工作频频率偏离离系统固固有频率率，避免免共振公差于配配合一，尺寸寸公差的的表现形形式公差于配配合二，尺寸寸公差的的标注形形式分类与符号号形位公差差形状公差(单一要素,无基准)形状或位置公公差（单一或并联要素,有或无基准）位置公差差(并联要素,有基准）平面度直线度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度定向垂直度角度平行度跳动

圆跳动全跳动定位位置度同心度对称度定义与标注注平面度（（Flatness）定义义:实际被测测要素对对理想平平面的允允许变动动.公差带:距离为平平面度公公差值t的两平行行平面之之间的区区域.Meaning定义与标注注圆度(Circularity/Roundness)定义义:实际被测测要素对对理想圆圆的允许许变动.公差带:在同一正正截面上上.半径差为为圆度公公差值的的同心圆圆之间的的区域.Meaning定义与标注注圆柱度(Cylindricity)定义义:实际被测测要素对对理想圆圆柱的允允许变动动.公差带:半径差为为圆柱度度公差值值的两同同轴圆柱柱面之间间的区域域.Meaning定义与标注注轮廓度公公差当轮廓度度公差未未标明基基准时,其公差带带是浮动动的,属于形状状公差;当轮廓度度公差标标明基准准时,其公差带带是固定定的,属于位置置公差.定义与标注注线轮廓度度(Profileofaline)定义义(无基准):实际被测测要素对对理想轮轮廓线的的允许变变动.公差带(无基准):距离为线线轮廓度度公差值值,对理想轮轮廓线对对称分布布的两等等距曲线线之间的的区域.定义义(有基准):实际被测测要素对对具有确确定位置置的理想想轮廓线线的允许许变动.公差带(有基准):距离为线线轮廓度度公差值值,对具有确确定位置置的理想想轮廓线线对称分分布的两两等距曲曲线之间间的区域域.Meaning定义与标注注面轮廓度度(Profileofasurface)定义义(无基准):实际被测测要素对对理想轮轮廓面的的允许变变动.公差带(无基准):距离为线线轮廓度度公差值值,对理想轮轮廓面对对称分布布的两等等距曲面面之间的的区域.定义义(有基准):实际被测测要素对对具有确确定位置置的理想想轮廓面面的允许许变动.公差带(有基准):距离为线线轮廓度度公差值值,对具有确确定位置置的理想想轮廓面面对称分分布的两两等距曲曲面之间间的区域域.Meaning定义与标标注定向公差差定向公差差:是关联实实际要素素对具有有确定方方向的理理想被测测要素的的允许变变动.理想被测测要素的的方向由由基准及及理论正正确尺寸寸(角度)确定.当理论正正确角度度为0时,称为平行行度公差差;当理论正正确角度度为90时,称为垂直直度公差差;当理论正正确角度度为其它它任意角角度时,称为倾斜斜度(角度)公差.定义与标标注平行度(Parallelism)公差带:当以平面面为基准准时(如图),公差带是是距离为为平行度度公差值值,平行于基基准平面面的两平平行平面面之间的的区域.Meaning定义与标标注垂直度(Perpendicularity)公差带:当以平面面为基准准时,若被测要要素为平平面(如下图),则其垂直直度公差差带是距距离为垂垂直度公公差值,垂直于基基准平面面的两平平行平面面之间的的区域.Meaning定义与标标注角度/倾斜度(Angularity)公差带:任意方向向上线对对面的倾倾斜度公公差带(如下图)是直径为为倾斜度度公差值值,与基准平平面成理理论正确确方向的的圆柱面面内的区区域.Meaning定义与标标注跳动公差差跳动公差差是基于于特定的的测量方方法规定定的具有有综合性性质的形形位公差差项目.分为圆跳跳动和全全跳动两两种.定义与标标注圆跳动(CircularRunout)圆跳动公公差是关关联实际际被测要要素对理理想圆的的允许变变动,理想圆的的圆心在在基准轴轴在线.根据允许许变动的的方向,圆跳动可可以分为为径向圆圆跳动,轴向(端面)圆跳动和和斜向圆圆跳动三三种.Meaning定义与标标注定位公差差定位公差差是关联联实际被被测要素素对具有有确定位位置的理理想被测测要素的的允许变变动.理想被测测要素的的位置由由基准及及理论正正确尺寸寸确定.当理论正正确尺寸寸为零,且基准要要素和被被测要素素均为轴轴线时,称为同轴轴度公差差;若基准要要素和被被测要素素的轴线线足够短短,或均为中中心点时时,称为同心心度公差差;当理论正正确尺寸寸为零,基准要素素或被测测要素为为其它中中心要素素时,称为对称称度公差差;在其它情情况下,均统称为为位置度度公差.定义与标标注同心(轴)度(Concentricity)同轴度公公差带是是直径为为同轴度度公差值值,轴线与基准轴线线重合的的圆柱面面内的区区域.Meaning定义与标标注对称度(Symmetry)对称度公公差带是是距离为为对称度度公差值值,中心平面面(中心线.轴线)与基准中中心要素素(中心平面面.中心线或或轴线)重合的两两平行平平面(或两平行行直线)之间的区区域.Meaning定义与标标注位置度(Position)根据被测测要素的的不同,位置度公公差可以以分为点点的位置置度公差差,线的位置置度公差差和面的的位置度度公差.如图,各孔的中中心线必必须位于于直径为为位置度度公差0.25,轴线位于于由基准准A.B..C和理论正正确尺寸寸所确定定的理想想位置上上的圆柱柱面公差差带内.計算公式式:常见符号号及标注注名称标注方式名称标注方式材料厚度T最大MAX直径∮最小MIN球面直径S∮参考尺寸REF半径R版本REV球面半径SR变更点平方SQ倒角Cx公制螺纹Mx特殊公差2.0英制螺纹#x-xx特殊公差2.0表面粗糙度相同特征TYP-0.1-0.3+0.1+0.3常见公差差标注机器装配配机械装配配基本概概念机械装配配是按规规定的精精度和技技术要求求，将构构成机器器的零件件结合成成组件、部件和产品的过程。。装配是是机器制制造中的的后期工工作，是是决定产产品质量量的关键环节节。机器装配配基本作作业机器装配配精度清洗连接校正、调整与配作

平衡验收、试验相互位置精度相互运动精度相互配合精度装配工作作的基本本内容清洗去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污。清洗后的零件通常还具有一定的中间防锈能力。联接可拆卸联接——螺纹联接、键联接和销钉联接等，其中以螺纹联接的应用最为广泛。不可拆卸连接——焊接、铆接及过盈连接等。校正、调调整与配配作校正是指产品中相关零部件相互位置的找正、找平及相应的调整工作。配作通常指配钻、配铰、配刮和配磨等。平衡防止运转平稳性要求较高的机器在使用中出现振动。验收试验验根据有关技术标准和规定，对其进行比较全面的检验和试验。装配工作作的基本本内容机器装配配精度分分析回转台床鞍升降台αPα0αTαRαS图5-1卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向影响装配配精度的的因素零件的加加工精度度（与多多个零件件精度有有关，图图5-1）装配方法法与装配配技术零件间的的接触质质量力、热、、内应力力引起的的零件变变形旋转零件件的不平平衡切削机械械加工钳工：通过工人人手持工工具进行行切削加加工。机械加工工：采用不同同的机床床（如车车床、铣铣床、刨床床、磨床床、钻床床等）对对工件进行切切削加工工。加工工精精度度加工精度度：指零零件经切切削加工工后，其其尺寸、、形状、、位置等等参数同同理论参参数的相相符合的的程度，，偏差越越小，加加工精度度越高，，它包括括：a.尺寸精度度：零件尺寸寸参数的的准确程程度。b.形状精度度：零件形状状与理想想形状接接近程度度。c.位置精度度：零件上实实际要素素（点、、线、面面）相对对于基准准之间位位置的准准确度。。2020-02-112020-02-112.1加工工精精度度国家标准准规定：：常用的的精度等等级分为为20级，分别别用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。数数字越大大，精度度越低。。其中IT5--IT13常用。高精度度：IT5、IT6通常由磨磨削加工工获得。。中等精度度：IT7--IT10通常由精精车、铣铣、刨获获得。低精度度：IT11-IT13通常由粗粗车、铣铣、刨、、钻等加工方方法获得得。精度等级尺寸精度范围Ra值范围（μm）相应的加工方法低精度IT13～IT1125～12.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等中等精度IT10～IT96.3～3.2半精车、半精镗、半精铣、半精刨、扩孔等IT8～IT71.6～0.8精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗铰等高精度IT7～IT60.8～0.2精磨、精铰等特别精密精度IT5～IT2Ra＜0.2研磨、珩磨、超精加工、抛光等零件精度度等级及及其相应应的加工工方法2.2表面粗粗糙糙度表面粗糙糙度：零件微观观表面高高低不平平的程度。产生的原原因：1）切削时时刀具与与工件相相对运动产产生的磨磨擦；2）机床、、刀具和和工件在在加工时时的振动动；3）切削时时从零件件表面撕撕裂的切切屑产生生的痕迹迹；4）加工时时零件表表面发生生塑性变变形。2.2表面粗粗糙糙度表面粗糙糙度对零零件质量量的影响响：零件的表表面粗糙糙度对机机器零件件的性能能和使用用寿命影影响较大大，主要要有以下下几个方方面：1）零件表表面粗糙糙，将使使接触面面积减小小，单位位面积压压力加大大，接触触变形加大大，磨擦擦阻力增增大，磨磨损加快快；2)表面粗糙糙度影响响配合性性质。对对于间隙隙配合，，表面粗粗糙易磨磨损，造成间