机械基础与选型复习PPT

复习

第1章工程力学基础确定研究对象1、受力分析与受力图取分离体画已知力画约束力F1F2GN

一、物体的受力分析及平衡条件

常见的约束：a、柔性约束（柔索）绳索，传动带，链条等，忽略刚性，不计重力，绝对柔软且不可伸长。特点：只受拉，不受压，不能抗拒弯曲，限制物体沿柔性体伸长的方向运动。

一、物体的受力分析及平衡条件b、光滑面约束

常见的约束：特点：只受压，不受拉，沿接触点处的公法线而指向被约束物，一般用N表示。又叫法向反力。

忽略摩擦，理想光滑。

常见的约束：c、铰链约束（光滑圆柱铰链）

铰链

常见的约束：

Nxc、铰链约束（光滑圆柱铰链）

NNxNy

常见的约束：①固定铰链支座约束

NyNx

常见的约束：②

活动铰链支座约束

N的实际方向也可以向下

常见的约束：③

中间铰链NxNyNx

常见的约束：d、固定端约束

常见的约束：e、二力体约束

常见的约束：二力体：只受两个力的作用而保持平衡的刚体二力体对被约束物的约束力：作用线与二力体受两力作用点的连线重合，指向视二力体所受力的性质而定，拉杆的约束力是拉力，压杆的约束力是压力。

A

B

NAxNAyFB′

受力分析的关键——分析约束力注意：①区分内力与外力，内力不画在受力图上；

②作用力与反作用力的方向相反。不要漏画力，不要多画力

一、物体的受力分析及平衡条件[例]画出下列各构件的受力图②二矩式③三矩式①一矩式2、平面一般力系的平衡方程

一、物体的受力分析及平衡条件1.选取一个或多个研究对象；2.进行受力分析，正确画受力图；

用平衡方程解题的主要步骤3.选取坐标系，选取矩心，尽量避免联立方程；

4.列平衡方程式，求解未知量，验算。

注意：①坐标轴尽量与未知力相垂直；

②矩心可选两个未知力的交点；

③注意力矩的正、负，且计算力矩时，可应用合力矩定理。即：合力对某一点的力矩等于它的分力对同一点的力矩的代数和。试求下图中A、C处的约束反力。（1）选择BD为研究对象。（应先从平衡方程的数目=未知量的数目这样的研究对象着手）（2）再以AB为研究对象（或整体为研究对象都可以)例解BCDABRBxR’Bx横截面上的内力N沿杆的轴线，称为轴力。由平衡方程得：

(拉)轴力的符号规定:

拉为正，压为负。求内力的方法--截面法

一截为二，弃一留一；内力代替，平衡求力。PPmmmNPm∑F

x=0

二、直杆的拉伸和压缩

1、用截面法求轴力、轴力图轴力图--轴力沿轴线方向变化的图线。N

2(kN)[例]求截面1-1，2-2，3-3上的轴力，并画轴力图。

二、直杆的拉伸和压缩

2、拉伸和压缩时材料的力学性能

低碳钢静拉伸实验：弹性阶段屈服阶段强(硬)化阶段局部变形阶段低碳钢的应力-应变曲线

二、直杆的拉伸和压缩

2、拉伸和压缩时材料的力学性能

力学性能指标：屈服极限(屈服强度)—

s强度极限(抗拉强度)—

b（现用Rm表示）

伸长率(延伸率)—

（现用A表示）断面收缩率—

ψ（现用Z表示）

塑性指标强度指标刚度:

弹性模量E

灰铸铁拉伸实验割线DO

二、直杆的拉伸和压缩

灰铸铁拉伸时的应力－应变关系是一段微弯曲线，没有明显的直线部分，且在较小的应力下就被拉断，没有屈服和缩颈现象，拉断前的应变很小，延伸率也很小。灰口铸铁是典型的脆性材料，强度极限是衡量强度的唯一指标。请思考：

图示三种材料的拉伸应力－应变曲线，试比较它们的强度、刚度和塑性。

强度校核载荷、截面尺寸、材料许用应力全部已知，检查上式是否满足。

截面设计已知载荷和材料许用应力，根据上式求截面尺寸。A≥Nmax

/[

]

确定许用载荷已知截面尺寸、材料许用应力，根据上式求许用载荷。

[N]

≤A

[

]

3、拉伸和压缩的强度条件

二、直杆的拉伸和压缩

三、剪切与挤压剪切强度条件挤压强度条件A为剪切面面积，Ajy为（有效）挤压面面积

三、剪切与挤压Ａ图a

单剪图b

双剪Ａ图a

单剪图b

双剪在计算中要正确确定有几个剪切面。图a只有一个剪切面，称为单剪；图b有两个剪切面，称为双剪。Q

=

P1、若挤压接触面是圆柱面，如圆柱形的铆钉、销钉、螺栓等的联接，则挤压面（有效挤压面）是接触面（半个圆柱面）在垂直于总挤压力Pjy作用线的平面上的投影，即过直径的平面。挤压和挤压面Pjy

jy挤压面的补充说明1：jyjyP

jyAs=

A

jy

=d·t2、若挤压接触面是平面，如键连接，则挤压面（有效挤压面）就是该接触面。lhbAjy挤压面的补充说明2：jy

用截面法求横截面上的内力––扭矩。得扭矩T=m

扭矩T的符号用右手螺旋法则确定：以右手的四指表示扭矩的转向，当拇指的指向离开截面时扭矩为正；当拇指指向截面时扭矩为负。由

∑m=0，T–m=0x

x

x

四、圆轴的扭转

1、扭矩和扭矩图用图线表示各横截面上扭矩沿轴线的变化情况，这种图线称为扭矩图。

四、圆轴的扭转

2、圆轴扭转的强度条件等截面圆轴强度条件：

Wp

―抗扭截面模量，实心圆轴强度校核、设计截面与确定许可载荷第2章过程设备材料选用

一、材料的性能力学性能:强度:抗拉强度、屈服强度等塑性：伸长率(延伸率)—

（现用A表示）断面收缩率—ψ（现用Z表示）3.韧性:ak(冲击韧性)4.硬度

a.布氏硬度HBSHBWb.洛氏硬度HRAHRBHRCc.维氏硬度Hv5.刚度:

弹性模量E

二、常用材料分类与编号1、普通碳素结构钢:Q235-AQ215-BQ235-A.F等

2、优质碳素结构钢:2045等

3、普通低合金结构钢:4、合金结构钢:16Mn15MnV等35CrMo40Cr60Si2Mn等5、不锈钢:2Cr131Cr170Cr18Ni10Ti等6、专业用钢:16MnR20g16MnDR15MnVHP等

三、钢中杂质元素的影响

钢中的杂质主要有:S、P、Mn、Si等。S、P

有害Mn、Si有益

四、钢的热处理退火、正火、淬火、回火表面淬火、化学热处理（渗碳、渗氮）调质=淬火+高温回火第4章机械传动

一、带传动1、带传动靠摩擦力传递运动和动力2、弹性滑动与打滑3、带传动的失效形式4、带传动的受力分析5、带传动工作时的应力6、带的型号：Y、Z、A、B、C、D、E最大应力发生在紧边与小带轮接触处带的拉力产生的应力离心力引起的应力带弯曲引起的弯曲应力打滑、带的疲劳破坏型号选择：根据计算功率与小带轮转速紧边拉力F1松边拉力F2有效拉力F=F1－F2

二、齿轮传动1、正确啮合的条件2、齿轮失效形式3、齿轮几何尺寸计算模数相等、压力角相等轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形第3章压力容器设计基础

一、压力容器的基本结构基本承压部件1.筒体2.封头3.密封装置（法兰、密封元件、紧固件）4.开孔（人/手孔）与接管5.支座附件6.安全附件（安全阀、爆破片）7.测量与控制仪表二、压力容器零部件的标准化标准化的基本参数：公称直径DN公称压力PN

三、回转薄壳应力分析（1）圆柱形壳体经向应力：环向应力：（2）球形壳体1、各种厚度间的关系计算厚度设计厚度圆整值名义厚度有效厚度毛坯厚度加工减薄量+圆整值四、内压力薄壁圆筒的强度设计2、压力试验、目的液压试验气压试验气密性试验耐压试验

压力试验四、内压力薄壁圆筒的强