機械設計基礎緒論章設計概論

機械設計

MechanicalDesigning

聊城大學汽車與交通工程學院張翠華機械設計課程編號：509020(汽服)409128(車輛)適用專業(yè)：機制、汽服、車輛課程性質：專業(yè)必修課學時數(shù)：48(講授40，實驗8)學分數(shù)：3第0章緒論重點與難點掌握本課程的研究對象、性質及學習方法。教學基本要求本課程的研究對象及學習方法

第0章緒論0.1機器的組成與本課程的研究對象0.1.1機器的組成醫(yī)療機械圖NJP900型全自動硬膠囊填充機

ACM803呼吸機ACM603麻醉機1）電動機2）內燃機3）風力機動力機械圖

具有較大活動范圍、以搬運為主要目的的機械，統(tǒng)稱為交通運輸機械。1）汽車2）飛機3）輪船4）海陸空“飛行船”各類加工機床圖電火花數(shù)控線切割機床

CJL06系列儀表車床

農業(yè)機械圖林業(yè)機械圖MQ-G1300C貼面機

定向結構板生產線成套設備(部分)礦山機械圖輪式裝載機

粉碎機

雷蒙磨

雙轉子反擊破碎機冶金機械圖步進式高速冷床

冷軋機組及酸洗、卷取、分條機組設備

化工機械圖發(fā)酵罐

電加熱反應鍋

WZI型外加熱式真空蒸發(fā)器

ZJG型內加熱攪拌真空干燥機板框壓濾機振動篩工程機械圖紡織機械圖紡織機紡織機箭桿織機印刷僅機械蘋圖羅蘭孤百花(P善AP妥VA炕)對開禿機海德飾堡（M-徑OF挪FS揉ET）四掙開機包裝告機械暢圖TM城14輸00型半雹自動庸貼面秩機GR綱-3范00型家筆禽骨秩肉分弦離機食品砌機械衛(wèi)圖Un溫p-惠80夠3電動斑刨冰郵機易拉成罐封弟裝口劫生產溝線鉆探潔開采茄機械敏圖ZQ默80鍵y型鉆浪桿鉗95飽0-吵H旋轉貞器抽油歐機工業(yè)呆機器岡人工業(yè)播機器員人的覆定義劉：其操棒作機鳳是自境動控緞制的稍，可目重復孤編程灘、多五用途閘，并脊可對已三個年或三鑄個以注上的澆軸進屠行編帶程。究它可恥以是孕固定強式或眾移動掙式。工業(yè)點機器徒人包懲括操茂作機鄉(xiāng)豐和控羊制系外統(tǒng)（之硬件籌和軟禮件）伏。所謂低操作攤機是下一種似機器補，其表機構愧通常說是由仔一系境列相互王鉸接或相對麻滑動的構矩件所毀組成禾。它趟通常喘有幾奶個自歸由度平，用領以抓漢取或衫移動刮物體隨。機器勤人焊敲接機器青人去腸毛刺認識漂機器3工業(yè)滔機器見人數(shù)控沉加工摧中的由工業(yè)越機器舟人注：栽左鍵蜜單擊調圖片繳可演念示視換頻工業(yè)艦機器警人示教摔板用于舍輸入救控制翠命令撤或控孔制程或序控制顏系統(tǒng)用于此控制殿操作給機各翅關節(jié)煉內伺笨服電喪機的以運動工業(yè)溝機器佛人的潑組成操作螞機在控殿制系訓統(tǒng)的豎控制鎖下，呈實現(xiàn)茫各種籮復雜缺運動歇。每狹個關致節(jié)內效有電簽動機喪和減令速器機器享組成(1慶)原動搞機(2宮)傳動余裝置(3鞋)執(zhí)行牌機構(4哄)控制印系統(tǒng)原動削機部廟分傳動部分執(zhí)行部分潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)控制系統(tǒng)傳感器傳感器傳感器轎車暈組成趨：常用肌機器孟實例帶式撲運輸老機原動缺機:是機徹械設私備完猛成其浪工作枝任務孝的動儲力來滿源。丸括電撞動機普、內扶燃機之、液握壓馬擇達、蜓氣動鼓機等武。是按新執(zhí)行拘機構泥作業(yè)榜的特偏定要彼求，礙把原有動機知的運門動和愚動力丙傳遞吵給執(zhí)作行機冤構。積如減冶速器渴、變援速裝畜置。傳動裝裝置郊：電機帶傳動減速器FVD聯(lián)軸器卷筒運輸帶執(zhí)行某機構：是機降器中鞋最接缸近作繩業(yè)端走的機搖構，快直接墳與被櫻作業(yè)追件相笑接觸費，以順完成某作業(yè)擦任務喂。機構具有狠確定亭相對撇運動赤的組醒合體救，是土機器阿的主賊要組笛成部憲分。（傳遞退運動旦和力霸或改忠變運換動形挽式）電動機齒輪機構連桿機構螺旋機構機器根據沉某種史使用替要求民而設賞計的筋一種仔執(zhí)行吳機械鬼運動真的裝攝置，內用來變換泥或傳河遞能高量、辰物料姜和信代息連桿想機構改凸帝輪機嚷構齒輪縱機構陸間歇槳機構剛性大地連接把在一劃起的悔零件顯共同嗽組成只一個獨立弱的運動惕單元升體稱護為構件連桿擾是內燃腎機中紙的一示個構停件，它旺由連詞桿體1、連屆桿蓋2、軸憤瓦3、4和5以及篩螺栓6、螺幅母7、開罰口銷8等零犯件構瞇成。構件（運殿動的機整體濤）零件（制校造的深單元蔬）65438712910汽缸承體1、活塞2、進氣窯閥3、排氣礎閥4、連桿5、曲軸6、凸輪7、頂桿8、齒輪9、10部件：機械懂的一歷部分末，由夸若干酷裝配偏在一略起的秩零件返所組威成。擠在機拘械裝念配過幸程中渾，這給些零偽件先頭被裝扭配成防部件(部件曠裝配)，然塞后才往進入蠶總裝促配。室某些般部件(稱為部分部蘋件)在進寺入總住裝配凳之前釀還先甩與另裙外的售部件毯和零若件裝竿配成冰更大規(guī)的部栗件。機械辱零件六角梳頭螺抵栓六角聯(lián)螺母轉軸孔板肉式帶倍輪實心黨式齒隨輪齒輪丙實物實物螺紋烘連接龍件實盼物通用微零部牽件圓螺賣母六角塘頭螺值母圓螺惹母用敵止動圾墊圈圓柱擾螺旋枕拉伸售彈簧深溝嫌球軸汪承彈性棒套柱譯銷聯(lián)復軸器專用算零部組件曲軸機械份部件滾動盛軸承訪部件對開粥式滑兆動軸曾承滑動索軸承世部件機械掌零件――組成魚機器澡的不跳可拆健的基汽本單捏元（炭即制伏造的粉基本鄰單元慚）是機好器的詳基本卷組成葉要素興。分為初：通用灶零件：各妥種機弟器中宿常用蓋的。(是本尚課程睛的主蹤蝶要學慨習對朵象）例如劉：齒糾輪、沉鏈傳青動、岡帶傳娃動、德軸、域聯(lián)軸底器軸吵承、異螺栓饅、鍵、壟彈簧落等。專用縱零件：只在榜某些遲特定舅的機痛器中值才用洋到的士。（異在有列關專異業(yè)課錫中學桃習）例如濟：葉插片、仍曲軸誕等。部件――為完遣成同雹一使馳命在蔥結構紙上組按合在科一起僵并協(xié)彼同工當作的悄零件浩。例如羊：滾帽動軸盡承、扣減速睜器等件。機械伍零件－－日常用字泛指疫零件碎和部虧件。機械機構層：由機貓械零比件組默成，構件嶺間運嫂動規(guī)逗律機器肢：轉家換機站械能臟，或席用機熟械能壞作功端。研究漢內容聲：從承載比能力出發(fā)垮，考桃慮結構說、工刻藝、追維護等方日面來害解決扶通用草零件姨的設計問題憶。包盼括如潛何確介定零勇件尺寸、如灑何選陡擇材料、精度、表面質量慕及繪律制零件重圖等。研究憑對象：一般折參數(shù)據的通用果零部悄件的設奪計理論和嚷設計懼方法央。0.絲式1.普2本課筐程的崇研究襲對象等及研慨究內雷容0.柏1.率3本課厘程的低性質藍和任仔務技術疊基礎俊課任務2)掌握提通用持零部丑件的低設計嘴方法爽和一庭般規(guī)娃律3)掌握窩一定舅的設依計技喚能4)了解蛙機械米設計駱的最擦新動替態(tài)1)培養(yǎng)起正確抗的設褲計思啟想三性勇：設下計性港、綜米合性移和實斬踐性四多張：公王式多勤、圖便表多冊、關殲系多康、系器數(shù)多0.橡1.暮4學習怪本課撥程應鏟注意貌的問板題特點學習覆本課款程應滿注意規(guī)的問眨題１）癥理論非聯(lián)系實際２）門抓住屑本課雖程的體系３）綜合亭運用先修紋課程漢的知礙識解壇決機冰械設斬計問貫題４）產要理厘解系數(shù)引入的的意紐奉義５）豈培養(yǎng)陡解決漸工程實際問題去的能伐力第0章哨緒亂論1第1章只機愚械設蒙計總電論1第2章閘帶都傳動4第3章拘鏈珍傳動3第4章主齒襲輪傳喘動7第5章尾蝸畜桿傳舅動3課程返安排驕：第6章旅軸池和軸劣轂連徐接4第7章吸滾旱動軸組承4第8章弓滑菌動軸殖承5第9章宗聯(lián)徑軸器家和離香合器2第10章自連把接6考試既成績砌計算踐：考試謝成績=試卷使成績×80涌%+平時拿成績×10憲%+實驗塌成績×10裹%平時動成績痛包括平時須作業(yè)，曠課剝情況以及上課字表現(xiàn)。1．了解機械倒設計泊的一標般步壓驟和聰方法棚；2．掌握機械悼零件爹常見侮失效萍形式捆和計侄算準園則。機械膀零件卻的失村效形幻玉式和盤計算珍準則。教學稅基本脫要求腐：重點凈與難剛點：第1章羅機泳械設捕計總藝論第1章田機淡械設遞計總免論設計污具有部一定刮使用馬功能臺的機械虛技術懇系統(tǒng)。1.紋1機械蓋設計感概述一、欣機械振設計跨的任倚務1.歸1.黑1機械拾設計位的任吸務及動設計地步驟1）實現(xiàn)少能量槐轉換3）實尼現(xiàn)物渾料轉舉換2）實獄現(xiàn)信毅息轉墊換二、干機械昆設計氧的基慢本要選求１）綢使用劣要求他：２)經濟告性要甲求（設唇計制脹造經豈濟性聾和使栗用經紫濟性）３）由安全翻性要求求４）洗其他歉要求付：環(huán)保鉆要求狹外團觀要食求酒體積律重量睡要求三方夕面：因生產拳成本屢低、魄使用摧消耗犬小、蛋維護浮費用辛低。措施墓：1）設鬼計中燃采用“三化”零部悶件；標準化、系列化、通用化2）應橋用成級熟的海新技提術、慘新材渣料。3）選漆用高圖效率豬設備達，減務少動灘力、釀燃料神消耗辦。三、瘋機械付設計研的一速般步惱驟機械測設計侵是一哀個創(chuàng)新與借鑒相結柔合的境過程婦，一子般程楚序如粱下：設計采任務調研——→總體沖設計——→技術說設計——→試制——→投產試驗修改1.科1.訊2機械屈設計鋤中創(chuàng)虹新及糕優(yōu)化1）無燙新技梯術，折但形紛式上岡有翻租新2）含狗有重償要的剝新技改術一、草創(chuàng)新3）具造有完護全創(chuàng)王新的貝功能二、覺優(yōu)化1）基疫于經恥驗的獲優(yōu)化死設計2）基響于計師算機典的枚禮舉尋沈優(yōu)3）數(shù)事學規(guī)堵劃尋寬優(yōu)4）人版工智作能尋您優(yōu)1.鉆1.怨4機械詞設計頸的最采新進祝展設計債理論縱的不帥斷完眠善與痛發(fā)展,設計研手段型和方描法的承不斷斥更新推。機械渠設計跡的綜唇合程歪度越指來越你高機械糾設計訪的實刺驗研階究技證術有磨了很加大的責發(fā)展蛙和提脆高,實驗旋與理勢論相突互結疼合、翁相互攔促進嗚。1.歉1.轟3機械術設計維中的微標準叫化1.根2機械零件設計潤概述一、叛要求1.磁2.嘩1機械辛零件惱應滿叢足的膀要求潤及設齒計步施驟1)避免問在預索期壽艇命內橋失效醒的要鈔求（紹強度霞、剛倦度、草壽命博）；2)結構萍工藝經性要剖求（壤便于威加工闖、裝穗配）耐；3)經濟鉛性要防求（洞材料憂、加喝工方止法、地精度擋等級亞）；4)質量懇小的茫要求盛（節(jié)努約材踏料、伴↓慣伸性力灰）；5)可靠枯性要參求；二、變設計壤方法2）根或據機濾器的骨工作蒜要求占，計對算作低用在偷零件續(xù)上的引載荷秘。名義歌載荷（F、P、T）：斥力學磚公式頓計算屑出的農載荷老。但：桃由于棕載荷蠻作用企的不坑平穩(wěn)凍性、筐分布響的不漸均勻日性等姨因素屯，實際狹載荷謙大于販名義帥載荷。——載荷酬系數(shù)K∴計算芒載荷(Fc、Pc、Tc)=載荷集系數(shù)×名義腰載荷3）選薦擇適典當?shù)奶牧嫌小?）根榴據零懇件工轉作能召力準火則，捧確定怨零件辭的主胃要尺芝寸，夠并元館整和帽標準雕化。a.理論瞞設計5）畫顯零件當圖，喚編寫御設計漸說明逆書。1）根鑒據使粉用要俊求，遣選擇鐵零件水的類郊型和控結構漿。b.經驗畜設計根據經驗幼關系參式，用類比的方籌法所搜進行碗的設田計。如：箱體、傳動件個各結構要素等c.模型閘實驗愚設計把初固步設吩計的轉零、膊部件?；驒C淚器作狂成小模唇型或小尺孫寸樣腿機進行紅實驗膊。如：僚飛機預、橋霞梁的利風洞傻實驗毯。1.股2.帽2機械盼零件感的失挑效形鵝式及僻設計艙準則一、隊失效雖形式1）失效：機主械零況件由少于某混種原舌因不唐能正怖常工朋作時沈，稱堪為失弦效。a)失效施并不單匙純指狹破壞，破銅壞只騰是失序效的偽形式量之一貫。機械師零件臨的可級能失苗效形賞式很劑多，謹歸納跳起來徒主要部有強度、剛度、耐磨聾性、振動自穩(wěn)定辰性以及溫度等方奇面的假失效鹿。b)同一杠種零答件可暫能的旋失效形式臉往往淡有若縱干種。例如栗：軸命在工元作中貞可能枕產生縮慧斷裂垮、過虹大彈仆性變押形、也共振域等失學效。注意：失效悠分析振動失效

高速運轉的零件，當其轉速等于或接近零件的自振頻率時，會發(fā)生共振，使振幅急劇增大，導致零件及系統(tǒng)在短時期破壞。零件穴失效磨損表面壓潰過量塑性變形表面失效過量彈性變形打滑振動失效斷裂膠合疲勞點蝕失效掉形式濁（Fa督il熱ur揉e尖ty叼pe秘s）①整體斷裂過載偏斷裂疲勞星斷裂②表面擁破壞磨損冷膠局合熱膠練合點蝕塑性爽變形過大花彈變⑤功能透失效③變形過大膠合④過大鑼振動⑥綜合悲失效二、煤設計茅準則1）工作矩能力：即嗽機械訴零件改在一笛定條侵件下綿抵抗移失效悟的能媽力。2）承載石能力：對死載荷并而言擠的工邊作能華力。份（也撥就是廢用載假荷表醬示的外工作升能力盾）3）工作耳能力讀計算果準則：為凈防止階機械恐零件士發(fā)生查某種詳失效失而應滑滿足拐的條顛件。（也鈔可以跳理解礎為是絹機械飾零件渴不發(fā)攪生失就效的眠“安仙全條秩件”魄，是撒設計乞零件敏時的沫理論押依據底）。為了山防止莊機械震零件織在工綠作中剪失效慚，設止計時剝，需事要以攔零件韻的工達作能容力計叢算準壁則為茂依據番進行上必要色的計健算，飯常用燭的計善算方眨法（路過程塵）有避兩種炮：4）設計拆計算：先榆分析庸零件預的可抄能失耽效形降式，喉根據尤該失騰效形棟式的監(jiān)計算準則品通過療計算設確定隱零件旦的結稻構尺喝寸。5）校核玻計算：先聾確定跑零件鍵的結能構尺泡寸，悔然后借再驗嚼算零極件是值否滿券足計算準晨則。并如不秒滿足爆，則球應修嫩改零臺件的臭尺寸傭。a.幾個精名詞6)載荷由于酷運動唉中產底生的慨慣性藍力和矛沖擊齒等引劃起的齊載荷垃稱為動載搭荷。靜載美荷變載患荷按是否隨時間變化，載荷分為：按是陶否考乎慮動浮載荷墾的影怪響，虜載荷仿分為風：名義租載荷：在慚理想轉平穩(wěn)異條件詢下所提受的描載荷亞。（李不考駱慮動圈載荷濫的影誼響）計算醫(yī)載荷＝載緩荷系覆數(shù)K×名義鈴載荷訊。（航代表塑機器搞或零賴件實魂際所攔受載乳荷）載荷獅系數(shù)K：用圾于計探入在蝴實際恒工作犬中受強到的壩各種楚動載惹荷的族影響探。額定桌載荷：由討原動英機的梅額定泊功率張推算搜出的鉤載荷說。7)應力應力分為靜應力：循環(huán)應力：sma怎x─最大有應力蓋；smi綢n─最小拒應力sm─平均飲應力懇；sa─應力肥幅值r─應力比（循環(huán)特性）循環(huán)應力對稱鍬循環(huán)脈動領循環(huán)常見陽的循驢環(huán)應塔力有捆：靜應婆力（優(yōu)可看給作是達循環(huán)排應力壤的一虛個特驅例）注：靜應離力只廈在靜自載荷蝕作用抹下產巧生，役循環(huán)鏡應力悲可由朋變載慈荷產宜生，趟也可由靜讀載荷厚產生危。另外，應力還分為名義應力：根據名義載荷求得的應力計算應力：根據計算載荷求得的應力對稱循環(huán)應力r=-1、sm＝0

脈動循環(huán)應力

r=0、smin＝0靜應力r=1根據山失效槳原因染建立瘋的工游作能咱力判嚼定條頌件，族稱為漸零件統(tǒng)的設計鳴計算刃準則。1）強哭度準獵則b.設計欠準則強度：指榴機械或零件墻工作梨時抵抗鐮破壞漆（斷撕裂或午塑性脾變形誼）的量能力。強度取條件檢有兩苦種表飛示方編法：1）用答應力渣表示奸：≤＝2）用跑安全餡系數(shù)擇表示己：≥＝式中：—計算最大應力—極限應力—計算安全系數(shù)—許用應力—許用安全系數(shù)注：對于切應力，只須將上述各公式中的

換成

即可。2）剛詞度準古則剛度是指首機械衛(wèi)零件霜在載罩荷作卻用下抵抗予彈性棋變形壤的能或力。如饑果零啦件的旨剛度俱不足推，有住些零宮件則嚇會因塔為產朱生過筑大的沖彈性嶺變形抓而失移效。例如胳：機問床主偽軸的共彈性資變形蓬過大住將會侵影響歡所加點工工住件的蛾精度閑。剛度杏條件讓為：實際基變形駕量≤伸［許仗用變朽形量挖］或式中迷：實園際變駛形量說可用俗相關料理論帆計算德或由本實驗昆方法紙確定六。［許胳用變伙形量燈］－裝－是宮保證頌正常跌工作歉所允躍許的淺變形陶量。注：1）零俘件材覆料的旺彈性炎模量E越大受，則波其剛端度越矩大。2）用徑合金格鋼代悼替碳千鋼能厘提高問零件彎的強璃度，耐但不圖能提玻高零久件的臉剛度使。4）振究動穩(wěn)池定性忘準則當作用在黑零件絮上的姿周期就性外幟力的累變化壤頻率避接近康或等豬于零蕩件的遮自激總振動頻草率（焦固有充頻率甘）時孔，便樂發(fā)生駛共振嚼，導盜致零益件失肚效。館這種攀現(xiàn)象豬稱之汗為“失去賴振動鴨穩(wěn)定處性”。振動穩(wěn)定性準則：使零件的自激振動頻率f遠離外力變化的頻率。即＜0.85f

或＞1.15

f3）熱桐平衡昆準則機械旅零件背若溫趟升過摘度，乘將使只潤滑振油黏本度下薄降，障潤滑檔失效恩，零蘋件間禿加劇顆磨損申并產浙生膠稀合，坡最后勾導致脹零件旬失效座，所揚以要搜進行弄熱平悔衡計鉆算，酸把溫淺升控夫制在該許用綿范圍蟻內，熟即：其中——溫升

——許用溫升5）摩女擦學饞準則譯（袖耐磨翁性準復則）到目瞇前為雜止對醫(yī)于磨井損失隔效還消沒有述一個蓬完善調的計晝算方孔