第章 机械设计基础绪论

第一章绪论第一节机械的组成第二节机械设计概述第三节本课程主要内容、任务及其学习方法第一节机械的组成机械

是机构和机器的总称。单缸内燃机一、机器与机构机器

具有以下三个共同特征：1.都是人为的各种实物的组合。例如电动机和内燃机变换能量;起重运输机传递物料,计算机变换传递信息.2.组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。3.能够变换或传递能量,物料和信息.

辅助系统(例如润滑、显示、照明等)原动部分传动部分执行部分控制部分机械传动液压传动电传动气压传动传递动力、扭矩改变运动参数及运动方式螺旋齿轮蜗杆带链离合器机器的组成机器的四个组成部分1.原动部分:机器工作的动力源4.控制部分:控制机器的开动和停止,改变运动的速度和方向等等2.工作部分:直接完成机器预定功能的部分3.传动部分:机器中将原动机的动力和运动传递给工作部分的中间部分,大多为机械传动系统电动大门示意图组成：电动机（原动机）减速器（传动系统）连杆机构ABCD（工作执行系统）电气控制系统机构根据实现运动形式（往复移动、回转运动等）的机件的外形特点，把相应机件的组合称为机构常见的机构带传动机构链传动机构齿轮机构凸轮机构连杆机构螺旋机构机械的各个部分都是由机构组合而成这种内燃机可视为下列三种机构的组合:①曲柄滑块机构，由活塞4、连杆3、曲轴2和机架1构成，作用是将活塞的往复移动转换为曲柄的连续转动;②齿轮机构，由齿轮9、10和机架1构成，作用是改变转速的大小和转动的方向;③凸轮机构，由凸轮8、推杆7和机架1构成，作用是将凸轮的连续转动转变为推杆有规律的间歇往复移动。二、幅构件捷与零尼件构件组成芬机械背的各甩个相躲对运娘动的畅机件,是机畅械的运动姑单元.如汽孝车的输轮子,车床脊的主功轴.专用峡零件:只在毒某些麻机器基中使赢用.如气稻轮机脏中的交叶片.起重激机的效吊钩.通用写零件:机器献中普夫遍使硬用的阴零件,如齿蛛轮,轴.螺钉零件机械亩的制造求单元.如螺活钉,螺母,轴等可能振是由厕一个筒零件哗构成底，但通荣常是球由若筹干个住零件适刚性俯联接患而成售。由若泥干零穗件组壶成的栗构件——连杆12341-滩-连杆由体2-插-螺栓3-头-螺母4-过-连杆愧盖机械她的各访个部危分都徒是由辰机构寨组合峰而成机构既由若娘干个亡构件秧通过动联光结组合僚而成机构具有蛛机器婆的1、2特征懒。(1充)它们蜻都是屯人为冈实体(构件)的组醒合(2岗)各个备运动正实体换之间漫具有齿确定阳的相对运削动。构件学由若器干个挠零件缸通过静联丛结组装舍而成机器逐与机院构的疑区别鄙在于爷：机绳器能著实现世能量成的转醋换（非如内兰燃机石、发住电机恰、电南动机云），戏能代础替人藏的劳员动去丛作有枝用的佳机械排功。第二新节旷机械狠设计祸概述一.机械永设计哲的基脉本要母求和垫一般踢程序1、基志本要至求满足雕机器期预定播的工银作要猜求，军如机呀器工穗作部摊分的济运动像形式裙、速狮度、稍运动怕精度贝和平某稳性绳、需件要传番递的拐功率康，以催及某艰些使疑用上越的特矩殊要垫求（桃如高币温、衡防潮饰等）骨。功能闯要求安全汤可靠敬性要味求（1）使啊整个荒技术狗系统殖和零双件在栏规定努的外越载荷易和规纹定的莲工作著时间挪内，墓能正证常工板作而绕不发宫生断叛裂、甚过度番变形还、过约度磨抚损、倍不丧译失稳细定性已。（2）能斤实现诱对操浙作人贿员的蛋防护炒，保舍证人芹身安卷全和盏身体拣健康挠。（3）对掏于周门围环穷境和抵人不执造成越危害护和污潮染，世同时狡要保薄证机锡器对显环境司的适始应性廊。要求般便于旱加工久、装辅拆以荷及维洽护。结构飘工艺拣性要步求经济惑性在产随品整拨个设蹲计周计期中春，必美须把鼻产品炮设计屑、销颗售及喜制造裤三方煮面作番为一具个系横统工掠程来购考虑奇，用置价值勤工程循理论沾指导艰产品树设计演，正京确使鱼用材蛋料，惹采用筋合理耕的结膀构尺脸寸和醉工艺巨，以降低驳产品性的成否本。设计律机械踢系统紧和零愧部件滑时，称应尽糠可能标准敌化、先通用呼化、捷系列狡化，以史提高影设计刃质量容、降衬低制戚造成拐本。2.设计焰过程冶三阶诱段:1.计划敏阶段:明确宰机器锅应该奸具有耕的功字能,制定诱设计顾任务劫书2.方案杠设计弓阶段确定搅实现殿其功全能的郑原理.从技神术和件经济我方面饥考虑,选择委一定质的原猫动机贞和各未个其矩他部垦分.绘出闪原理耐图机督构运同动简马图3.技术究设计垂阶段将原仆理方仁案具晓体化倘结构炕化.考虑退机械逆总体蒸布局秤和外寸形.绘制粪整机拼装备营草图产和部久件装垃备草请图.确定凉零件虹的形估状,尺寸,材料宅等.并对杯整机撞和零欣件进到行精移度设研计等明确穷设计搞要求（确仓定设中计对般象的竞预期之功能警、有息关指煎标及熟限制菠条件地）提出设计方案（拟定粗线条的总体布置，进行概略计算，得出可供比较评价的多种设计方案，从中选取最佳方案）总体设计（进行分析计算和经济评价，最后绘制总体设计图）结构设计（施工设计，完成施工所需的总装图，零件工作图及技术文件）试制、鉴定（通过样机试制，从技术上、经济上作出全面评价）产品定型信息反馈二.机械箩零件粘设计扒的计形算准返则和搁一般洒步骤1.计算母准则(1明)强度迅准则强度辽是零懒件体让抗破穷裂和卸塑性个变形崖的能话力.它分右体积咏强度摆和接膏触强生度(2凭)刚度添准则刚度浙是零精件抵虎抗弹绞性变擦形的芦能力.就是夹要保密证机级器工养作时安零件说弹性今变形使量不欺超过煎许用孕值(3橡)耐磨仁性准欢则零件散在工冲作中馋抵抗参各种皮摩擦巩的能销力.保证元零件耻的磨疮损量汉不超好过容轰许值(4陪)振动朗稳定光性零件常不发辫生共恼振.使零也件的岂固有软频率逼与周建期性将外力晓的变府化频喜率错扭开还有贸耐热茅性等往等.失效梦分析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。表面压溃过量默塑性变牵形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量离弹性变孤形零件钞失效表面毅失效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。表面压溃过量约塑性变晒形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量升弹性变讯形零件诞失效表面撕失效失效删分析过量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。表面压溃过量包塑性变申形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量组弹性变砌形零件编失效表面滑失效失效底分析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。表面压溃过量亩塑性变忠形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量衣弹性变途形零件寨失效表面朽失效失效胡分析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。表面压溃过量详塑性变计形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量绒弹性变振形零件自失效表面蚀失效失效栋分析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。表面压溃过量顾塑性变脚形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量悟弹性变誓形零件代失效表面后失效失效缘瑞分析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。表面压溃过量引塑性变搜形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量纵弹性变考形零件案失效表面园失效失效撒分析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。表面压溃过量垂塑性变失形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量仔弹性变另形零件鸽失效表面如失效失效钉分析断裂

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。表面压溃过量市塑性变姜形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量通弹性变绍形零件彩失效表面澡失效失效拾分析振动失效高速运转的零件，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。表面压溃过量南塑性变丈形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量竞弹性变继形零件爽失效表面役失效失效白分析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。表面压溃过量辟塑性变辛形打滑磨损疲劳点蚀胶合断裂振动失效过量护弹性变卸形零件饥失效表面牵失效2机械竹零件忘设计金的一滋般步设骤(1摩)根据粥零件件的使乎用要兴求（押如功出率、忧转速遵等）,选择陶零件演的类武型及割结构孩型式恰。(2完)根据严零件锐的工爹作情莫况计性算作毕用在挂零件非上的浮载荷,分析刚应力榜状态喇和性壳质（工拉、买压力糟，剪悟切力超）竖。(3顺)根据卖零件遗使用,工艺情和经坝济等粘要求上选择散材料尖及热腹处理方法(4云)根据引零件谦的主胜要失哨效形丢式确秧定其舞计算话准则粗，并桐由相闲应的嚷公式灭确定鸟零件缎的基奥本尺众寸。(5宫)根据莲零件去作用,制造红装备迎等进时行零惑件的料结构援设计(6武)根据滔零件必之间感位置猪关系,进行井精度魂设计,给出搁零件载的尺怀寸公捏差,形状蓝公差,位置畜公差,表面艘粗糙慨度(7拿)绘制生零件挂的工匀作图临，拟侮定必杏要的颠技术糊条件标，编必写计穴算说奇明书苍。机械怠零件池常用芳材料你及其搞选用抗原则1、钢——一、锈常用馆材料钢的翁强度灾较高贸，塑避性较文好，切可通箭过轧雁制、堪锻造否、冲次压、抬焊接箭和铸耀造方困法加抱工各翁种机纠械零奴件，蔑并且衫可以雄用热否处理巾和表湿面处甜理方撇法提花高其目机械毫性能抱，因匪此其仁应用宝极为那广泛修。含碳宽量小于2%的铁恶碳合退金称为乡丰钢，含碳减量大于2%的铁岂碳合拒金称往为铁葡。2．铸铁常用馒的铸写铁有果灰铸秆铁HT；球墨蜡铸铁QT；可锻扫铸铁愁；合金测铸铁住等。3．有泼色金作属合弃金有色伞金属仙合金绘具有忠良好隆的减徐磨性属、跑妹合性弓、抗绪腐蚀奋性、奸抗磁橡性、令导电狮性等递特殊坊的性伶能。在工愚业中疾应用沟最广熟的是铜合芳金、尾轴承扰合金廊和轻淡合金蕉。有色兵金属御合金朽比黑曲色金胶属价糖贵。铜合帖金有赢青铜偿与黄筝铜。黄铜——铜与数锡的枕合金护，它新具有曾很好沿的塑其性和浅流动券性，美能辗妈压和肃铸造韵各种咐机械述零件晨。青铜——锡青眉铜和倡无锡令青铜含两类胳，它们雕的减体摩性散和抗贿腐蚀成性均责较好纺。轴承痕合金石（又盛称巴济氏合捡金、顾白合遗金）——铜、流锡、准铅、拍锑的够合金货，其乌减磨斤性、洽导热毒性、葡抗胶盗合性开好，以但强确度低元且较雪贵，田主要被用于工制作滑动争轴承真的轴棍承衬着。4、非规金属庄材料塑料矛、橡袖胶、打陶瓷冠、木杏料、突毛毡麦、皮镜革、邻棉丝肯等。1)．橡盆胶橡胶私富有篮弹性哀，有赠较好鞭的缓骗冲、榆减振筑、耐下热、败绝缘登等性巴能，愁常用书作联主轴器赚和减傻振器都的弹山性装所置、俭橡胶珠带及剃绝缘系材料喂等。2）．僚塑料塑料磁是合贯成高雅分子倾材料员工业孟中生丹产最田早、利发展呜最快机、应交用最柜广的板材料洋。塑料阀比重没小，稼易制菠成形东状复蛛杂的故零件寨，而仅且各尾种不还同塑僵料具欣有不袭同的差特点坏，如究耐蚀爹性、激减摩套耐磨额性、妄绝热建性、没抗振战性等垂。常用袋塑料朝包括踪蝶聚氯开乙烯江、聚欲烯烃百、聚隆苯乙竟烯、司酚醛昌和氨酱基塑醒料。乡丰工程皱塑料凝包括仪聚甲猎醛、旅聚四蓬氟乙觉烯、筑聚酰收胺、扬聚碳烧酸酯爬、AB湿S、尼龙帅、MC尼龙孙、氯遵化聚励醚等光。3）．围复合航材料复合鄙材料蜻是将能两种妈或两疮种以菜上不感同性赤质的让材料其通过窝不同晴的工颜艺方瞒法人苹工合余成多创相的绕材料公。它既河可以他保持亿组成龙材料谜各自泽原有供的一器些最刚佳特玩性，洁又可阻具有始组合盟后的侄新特举性，欣这样丽就可罗根据呢零件圈对于译材料象性能热的要防求进扛行材睛料配悬方的做优化格组合武。由于售应用煌于光启、热译、电驻、阻确尼、城润滑视、生炮物等讨方面捆新的厅复合途材的释不断岗问世妇，复通合材朗料的陆应用片范围丽正得落到不爽断的烂扩大刻。4）．促陶瓷陶瓷抖材料春具有合高的统熔点婚，温饲度界观限为1,冒20搁0℃～1,筐60宜0℃，使迹用于司现代留机械末装置洋设备腊，特捷别是场高温艘机械驱部分报。此外俘高硬童度的全陶瓷聋材料交，具单有摩会擦系厦数小育、耐况磨、洋耐化娘学腐屑蚀、葛比重谅小、省线膨性胀系呼数小满等特碑性，堂使之粥在精炒密机悉械中跟、应此用于堤高温捞、中捕温、涌低温丘领域那，可细以作扰机械斜零件捧，也刘可以附做电遵机零馅件；以机石械装钉置为章代表咬使用膜的陶饥瓷材栽料叫工程摩陶瓷。二盗、机架械零航件材歪料的节选用百原则5、材崭料的序经济农性。1、载良荷及横应力辛的大莫小、茂性质锣及其掀分布似；2、零鲜件的霞工作幕情况祝；3、零毕件的婶尺寸侦及质接量；4、零育件结厨构的反复杂产程度草及材龟料的熟加工舰可靠退性；材料虾的选循择应寄根据弓以下降原则露：三山机械键设计分的新泼发展1.由宏洪观向烦微观招发展好揭诸示微锅观机宽理2.偏重桌点由欧零件溪的静猛态(载荷刃不变)设计倍转向怪多种携零件间的综分合或哪者整柿机的匆动态林设计3.新的倾设计最方法乔不断翁出现:优化订设计,有限那元等蜘等4.机电恒一体多化时冬机械拦产品味的发已展方丑向5.步入裂计算委机辅险助设誓计时踩代第三投节请本课宾程主名要内梁容、匆任务烦、学姓习方