中職 機(jī)械基礎(chǔ)第一二章

《機(jī)械基礎(chǔ)》主講:劉貴林41235緒論機(jī)械概述機(jī)械的組成零件的材料、結(jié)構(gòu)、承載能力零件的摩擦、磨損、潤(rùn)滑總結(jié)課程設(shè)置機(jī)械概述機(jī)器的組成機(jī)器的結(jié)構(gòu)機(jī)械的類型第一節(jié)機(jī)械的組成一.機(jī)械概述機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱圖例二.機(jī)器的組成機(jī)器動(dòng)力部分：機(jī)器的動(dòng)力來(lái)源執(zhí)行部分：直接完成工作任務(wù)傳動(dòng)部分：把動(dòng)力部分的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行部分的中間裝置控制部分：能夠使機(jī)器的動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分按一定的順序和規(guī)律實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，完成給定的工作循環(huán)圖例說(shuō)明：以沖壓機(jī)為例說(shuō)明三.機(jī)器的結(jié)構(gòu)零件：構(gòu)成機(jī)器的不可拆的制造單元。分為通用零件和專用零件。 ①通用零件：在各種機(jī)器中普遍使用的零件，如螺栓、 軸等。 ②專用零件：只在某些機(jī)器中使用的零件，如曲軸、連桿等。部件：在機(jī)器中，由若干零件裝配在一起構(gòu)成的具有獨(dú)立功能的部分。構(gòu)件：構(gòu)成機(jī)器的各個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)單元，

構(gòu)件由一個(gè)零件或若干個(gè)零件剛性連接而成。機(jī)構(gòu)：用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力的構(gòu)件系統(tǒng)。視頻按照機(jī)械用途的不同，機(jī)械分為四類：四.機(jī)械的類型機(jī)械動(dòng)力機(jī)械：用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)換， 如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)等。加工機(jī)械：用來(lái)改變物料的狀態(tài)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和形狀， 如機(jī)床、軋鋼機(jī)、粉碎機(jī)等。運(yùn)輸機(jī)械：用來(lái)改變?nèi)嘶蛭锪系目臻g位置， 如汽車、輪船、纜車等。信息機(jī)械：用來(lái)獲取或處理各種信息， 如打印機(jī)、計(jì)算機(jī)、電話等。視頻課程設(shè)置零件的常用材材料及選用零件的結(jié)構(gòu)工工藝性零件的標(biāo)準(zhǔn)化化、系列化、、通用化零件的強(qiáng)度第二節(jié)機(jī)械械零件的材料料、結(jié)構(gòu)和承承載能力一.零件的常用材材料及選用常用材料：鋼鋼、鑄鐵、銅銅合金、鑄造造錫基和鉛基基軸承合合金、工程程塑料、橡膠膠材料的選用原原則①使用要求②②工藝要求求 ③經(jīng)濟(jì)性性二.零件的標(biāo)準(zhǔn)化化、系列化、、通用化零件的標(biāo)準(zhǔn)化化：指將產(chǎn)品品的形狀、材材料、尺寸、、參數(shù)、性能能等用 “標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)”予以統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)定并實(shí)實(shí)施；系列化：指對(duì)對(duì)同一種零部部件，在相同同的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)和基本尺寸寸條件 下，，規(guī)定若干個(gè)個(gè)輔助尺寸不不同的規(guī)格，，通用化：指在在不同規(guī)格的的同類產(chǎn)品甚甚至不同類型型的產(chǎn)品上采采用同 樣的的零部件。三、零件的強(qiáng)強(qiáng)度失效：機(jī)械零零件喪失工作作能力或達(dá)不不到要求的性性能時(shí)。機(jī)械零件的失失效形式主要要有：因強(qiáng)度度不足而斷裂裂，過(guò)大的彈彈性變形或塑塑性變形，摩摩擦表面的過(guò)過(guò)度磨損、打打滑或過(guò)熱，，連接松動(dòng)，，壓力容器、、管道等的泄泄漏，運(yùn)動(dòng)精精度達(dá)不到要要求等。工作能力：：零件不發(fā)發(fā)生失效時(shí)時(shí)的安全工工作限度，，對(duì)載荷而而言的工作作能力稱為為承載能力力。1.載荷機(jī)械工作時(shí)時(shí)，機(jī)械零零件所受的的載荷是力力（拉力、、壓力、切切向力）或或力矩（彎彎矩、轉(zhuǎn)矩矩），或者者是由力和和力矩組成成的聯(lián)合載載荷。靜載荷：大小或方向向不隨時(shí)間間變化或變變化緩慢的的載荷。動(dòng)載荷：大小和方向向隨時(shí)間變變化的載荷荷。根據(jù)動(dòng)力機(jī)機(jī)的額定功功率P（kW）和額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n（r/min）計(jì)算出的的載荷稱為為名義載荷荷，名義轉(zhuǎn)矩為為轉(zhuǎn)矩，N·m從動(dòng)力機(jī)到到所計(jì)算零零件之間的的總傳動(dòng)比比從動(dòng)力機(jī)到到所計(jì)算零零件之間傳傳動(dòng)的總效效率載荷系數(shù)K與名義載荷荷的乘積稱稱為計(jì)算載載荷，以等表示，載荷系數(shù)，，一般取2、應(yīng)力材料單位面面積上承受受的內(nèi)力稱稱為應(yīng)力，，用σ表示,單位為Pa1Pa=1N/m21KPa=103N/m21MPa=106N/m21GPa=109N/m2公式：應(yīng)力的分類類：靜應(yīng)力力、變應(yīng)力力、循環(huán)應(yīng)應(yīng)力3、零件的強(qiáng)強(qiáng)度材料在外力力作用下抵抵抗永久變變形和斷裂裂的能力稱稱為強(qiáng)度。。根據(jù)工作條條件的不同同，強(qiáng)度分分為靜強(qiáng)度度和疲勞強(qiáng)強(qiáng)度根據(jù)破壞部部位和破壞壞形式的不不同，強(qiáng)度度分為體積積強(qiáng)度和表表面強(qiáng)度。。體積強(qiáng)度：：靜應(yīng)力下下的強(qiáng)度、、變應(yīng)力下下的強(qiáng)度表面強(qiáng)度：：表面接觸觸強(qiáng)度、表表面擠壓強(qiáng)強(qiáng)度、表面面磨損強(qiáng)度度。課程設(shè)置機(jī)械中的摩摩擦機(jī)械中的磨磨損機(jī)械中的潤(rùn)潤(rùn)滑第二節(jié)機(jī)機(jī)械零件的的摩擦、磨磨損和潤(rùn)滑滑一、機(jī)械中中的摩擦摩擦是兩相相互接觸的的物體有相相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)，在接觸觸處產(chǎn)生阻阻力的現(xiàn)象象。一般講到到的摩擦擦都是指指外摩擦擦，兩個(gè)個(gè)相互摩摩擦的物物體稱為為摩擦副副。外摩擦的的分類：：①根據(jù)摩摩擦副的的運(yùn)動(dòng)狀狀態(tài)分為為：靜摩摩擦、動(dòng)動(dòng)摩擦②根據(jù)摩摩擦副的的運(yùn)動(dòng)形形式分為為：滑動(dòng)動(dòng)摩擦、、滾動(dòng)摩摩擦③根據(jù)摩摩擦副的的表面潤(rùn)潤(rùn)滑狀態(tài)態(tài)分為：：干摩擦擦、邊界界摩擦、、液體摩摩擦、混混合摩擦擦。二、機(jī)械械中的磨磨損磨損的類類型：粘著磨損損、磨粒粒磨損、、表面疲疲勞磨損損、腐蝕蝕磨損。。單位時(shí)間間內(nèi)材料料的磨損損量稱為為磨損率率。磨損過(guò)程程：磨合磨損損、穩(wěn)定定磨損、、劇烈磨磨損。三、機(jī)械械中的潤(rùn)潤(rùn)滑正確選用用摩擦副副的材料料組合，，使摩擦擦因數(shù)小小、磨損損率低是是減少磨磨損的先先決條件件流體潤(rùn)滑滑：流體體靜力潤(rùn)潤(rùn)滑、流流體動(dòng)力力潤(rùn)滑彈性流體體動(dòng)力潤(rùn)潤(rùn)滑邊界潤(rùn)滑滑混合潤(rùn)滑滑第二章桿桿件的的靜力分分析4123力的概念念與基本本性質(zhì)力矩、力力偶與力力的平移移約束力、、約束反反力、力力系和受受力圖應(yīng)應(yīng)用平面力系系的平衡衡方程及及應(yīng)用課程設(shè)置置力的概念力的基本性質(zhì)質(zhì)思考與練習(xí)第一節(jié)力的的概念與基本本性質(zhì)一、力的概念念力是使物體的的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)發(fā)生變化或使使物體產(chǎn)生變變形的物體之之間的的相互機(jī)機(jī)械作用，使物體的運(yùn)動(dòng)動(dòng)狀態(tài)和形狀狀發(fā)生改變。。前者稱為力力的外效應(yīng)，，使物體產(chǎn)生生變形稱為力力的內(nèi)效應(yīng)。。力對(duì)物體的作作用效應(yīng)取決決于力的大小小、方向和作作用點(diǎn)，這三者為力的的三要素。力的基本單位位是牛頓（ＮＮ），常用單單位還有千牛牛頓（kＮ）等。力是矢量，常常用一帶有箭箭頭的線段表表示，線段的的長(zhǎng)度表示力力的大?。ò窗匆欢ǖ谋壤撸?，線段段的方位和箭箭頭的指向表表示力的方向向，線段的起起點(diǎn)或終點(diǎn)表表示力的作用用點(diǎn)。通常用用黑體字母表表示力矢量。。用同一字母母非黑體字表表示力的大小小。（補(bǔ)充矢矢量）二、力的基本本性質(zhì)①作用與反作用用定律兩物體間的相相互作用力總總是大小相等等、方向相反反、沿同一直直線，且分別別作用在此二二物體上。該公理說(shuō)明，，力總是成對(duì)對(duì)出現(xiàn)的，有有作用力就必必有反作用力力，二者同時(shí)時(shí)存在同時(shí)消消失。作用力力和反作用力力分別作用在在兩個(gè)物體上上，②二力平衡公公理作用于同一剛剛體（受力后后變形不明顯顯的物體稱為為剛體）上上的二力使剛剛體平衡的必必要與充分條條件是：此二二力大小相等等、方向相反反且作用于同同一直線上。。該公理是關(guān)關(guān)于平衡的最最簡(jiǎn)單、最基基本的性質(zhì)，，作用在剛體上上的力，可以以沿其作用線線移動(dòng)到該剛剛體上任一點(diǎn)點(diǎn)不改變它對(duì)對(duì)剛體的作用用效果。③力的平行四四邊形法則作用于物體上上同一點(diǎn)的兩兩個(gè)力的合力力仍作用于該該點(diǎn)，其大小小和方向由以以此二力為鄰鄰邊所構(gòu)成的的平行四邊形形的對(duì)角線來(lái)來(lái)確定。平行行四邊形法則則又稱為矢量量加法，它不不僅適用于力力的合成，對(duì)對(duì)所有矢量（（如速度等））的合成均適適用。已知合力求分分力的過(guò)程，，稱為力的分分解課程設(shè)置力矩力偶力的平移第二節(jié)力矩矩、力偶與力力的平移一、力矩在力學(xué)上用F與d的乘積及其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向來(lái)度量力力F使物體繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的的效應(yīng)，稱為為力F對(duì)O點(diǎn)的力矩，用用符號(hào)MO(F)表示，公式表示：MO(F)=±FdO點(diǎn)稱為力矩中中心，稱為矩矩心O點(diǎn)到力F作用線的垂直直距離d稱為力臂，規(guī)定使物體產(chǎn)產(chǎn)生逆時(shí)針旋旋轉(zhuǎn)的力矩為為正值，反之之為負(fù)值。力矩的單位：N·m（?！っ祝﹌N·m（千?！っ祝├}例2-1如圖所示，，物體重量量為G，放在與與與水平面成成角的斜面面上，試將將重量G分解為沿斜斜面方向及及垂直于斜斜面方向的的兩個(gè)分力力解：根據(jù)力力的平行四四邊形法則則對(duì)力進(jìn)行行分解，以以重量G為對(duì)角線，，以平行于于斜面及垂垂直于斜面面為兩鄰邊邊，重量G沿斜面方向向的分力具具有下滑作作用，其大大小為F1=Gsinα重量G垂直于斜面面方向的分分力具有正正壓力作用用，其大小小為F2=Gcosα二、力偶力學(xué)中，把把作用在同同一物體上上大小相等等、方向相相反、作用用線平行的的一對(duì)平行行力稱為力力偶，記作作（F1,F2）,力偶矩公式式表示：M(F1,F2)=±Fd力偶中兩個(gè)個(gè)力的作用用線間的垂垂直距離d，稱為力偶偶臂兩個(gè)力所在在的平面稱稱為力偶的的作用面，，規(guī)定使物體體產(chǎn)生逆時(shí)時(shí)針旋轉(zhuǎn)的的力偶矩為為正值，反反之為負(fù)值值。力偶矩的單單位：N·m（?！っ祝﹌N·m（千牛·米）三、力的平平移定理作用在剛體體上的力，，可以平移移到剛體上上任意一點(diǎn)點(diǎn)，但必須須附加一個(gè)個(gè)力偶才能能與原來(lái)的的力等效，，附加的力力偶等于原原來(lái)的力對(duì)對(duì)新作用點(diǎn)點(diǎn)的力矩。。例2-2如圖所示用用釘錘拔釘釘，力F與錘柄AC垂直，F(xiàn)=200N，AB=410mm，BC=90mm，AC⊥BC,試求F力對(duì)釘B作用的力矩矩，例題解：以釘錘錘與平面的的接觸點(diǎn)B為矩心，由由B向力F的作用線引引垂線BD,力臂：拔釘?shù)牧鼐貫椋篗B（F）=－F·BD=－200×0.4=－80N·m例2-3如圖所示錐錐齒輪寬度度中點(diǎn)分度度圓半徑為為r=50mm，受軸向力力Fx=300N，徑向力Fy=200N,解：由力的的平移原理理，可將Fr沿其作用線線移到軸線線上C點(diǎn)，可將Fx平移到軸線線上，同時(shí)時(shí)附加一力力偶其力偶矩為為：MB=Fxr=300×0.05N·m=15N·mm力偶矩M和力Fr將使軸發(fā)生生彎曲作業(yè)一、填空1、機(jī)器主要要由（））、、（））、（））、、（））四個(gè)個(gè)部分組成成。2、在各種機(jī)機(jī)器中普遍遍使用的零零件，稱為為（）），只只在某些機(jī)機(jī)器中使用用的零件，，稱為（））。。3、按機(jī)械主主要用途不不同，可分分為（））、（（））、（））、（（））等。4、（））是反反映機(jī)械零零件承受載載荷時(shí)抵抗抗破壞能力力的重要指指標(biāo)。5、機(jī)械工作作時(shí)，機(jī)械械零件所受受的載荷是是（））或或（）），，或者是（（））。6、力對(duì)物體體的效應(yīng)取取決于（））、（））和（（）），稱稱為力的三三要素。7、力的基本本性質(zhì)包括括（））、（））、、（））。。8、力矩的單單位是（））或或（））。9、力偶是大大?。ǎ?、方方向（））、作作用線（））的一對(duì)對(duì)相互作用用力。作業(yè)一、填空1、機(jī)器主要要由（））、、（））、（））、、（））四個(gè)個(gè)部分組成成。2、在各種機(jī)機(jī)器中普遍遍使用的零零件，稱為為（）），只只在某些機(jī)機(jī)器中使用用的零件，，稱為（））。。3、按機(jī)械主主要用途不不同，可分分為（））、（（））、（））、（（））等。4、（））是反反映機(jī)械零零件承受載載荷時(shí)抵抗抗破壞能力力的重要指指標(biāo)。5、機(jī)械工作作時(shí)，機(jī)械械零件所受受的載荷是是（））或或（）），，或者是（（））。6、力對(duì)物體體的效應(yīng)取取決于（））、（））和（（）），稱稱為力的三三要素。7、力的基本本性質(zhì)包括括（））、（））、、（））。。8、力矩的單單位是（））或或（））。9、力偶是大大小（））、方方向（））、作作用線（））的一對(duì)對(duì)相互作用用力。二、名詞解解釋1、機(jī)器：2、機(jī)構(gòu)：3、零件：4、構(gòu)件：5、力6、力矩三、計(jì)算題題1、如圖所示示扳手手柄柄長(zhǎng)20cm，施加的力力F為100N，求力F對(duì)O點(diǎn)的力矩(P37)。2、如圖所示示，方向盤盤的直徑為為40cm，對(duì)方向盤盤施加的力力F為200N，求力F的力偶矩？？(P38)課程設(shè)置約束與約束束力力系受力圖第二節(jié)約約束、約束束反力、力力系和受力力圖一、約束與與約束力自由體：位位移(表示物體的的位置變化化，是矢量量)不受任何限限制的物體體。非自由體：：位移受到到限制的物物體。約束：對(duì)非非自由體的的某些位移移起限制作作用的周圍圍物體。約束反力：：約束作用用于被約束束物體上的的力，也稱稱為約束力力。約束力的方方向必與該該約束所能能阻礙的位位移方向相相反。圖例約束力與主主動(dòng)力的區(qū)區(qū)別主動(dòng)力約束力定義物體受到的各種力，如重力、壓力、切削力等，它們是促使物體運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，工程上常稱為載荷。約束力是一種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，隨主動(dòng)力的變化而變化，特征大小與方向預(yù)先確定，可以改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，大小未知，取決于約束本身的屬性，約束力的作用點(diǎn)在約束與被約束物體的接觸處，約束力的方向與約束所能限制的方向相反，常見的約束束類型柔性約束2.光滑面約束束3.鉸鏈約束4.固定端約束束約束力包括括限制移動(dòng)動(dòng)的兩個(gè)正正交的約束束力FxFy和限制轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)的約束力力偶MA。二、力系一個(gè)物體或或構(gòu)件上有有多個(gè)力的的作用，這這些力組成成一個(gè)力系系，若這些力在在同一平面面內(nèi)，則稱稱之為平面面力系。平面匯交力力系：在平平面力系中中，若各個(gè)個(gè)力的作用用線全部匯匯交于一點(diǎn)稱之之為平面匯匯交力系。。一般情況下下，平面力力系中各個(gè)個(gè)力的作用用線是任意意分布的，，稱之為平面面任意力系系。二、物體的的受力分析析和受力圖圖在工程中，，要研究物物體所受的的力，需要要把研究的的物體從周周圍的物體體中分離出出來(lái)，將周周圍物體對(duì)對(duì)它的作用用以相應(yīng)的的主動(dòng)力和和約束反力力代替，這這種表示物物體受力情情況的簡(jiǎn)明明圖形，稱稱為受力圖圖。這樣分離出出來(lái)的物體體稱為隔離離體，周圍圍物體對(duì)隔隔離體的各各種力用力力的矢量線線表示在隔隔離體上。。補(bǔ)充充：：功功率率與與效效率率1、功率率單位位時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)所所作作的的功功稱稱為為功功率率，，用用P表示示。。功率率的的單單位位為為W（瓦瓦）），，工工程程中中常常以以kW（千千瓦瓦））為為單單位位，，功功率率