第章 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)緒論

第一章緒論第一節(jié)機(jī)械的組成第二節(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)概述第三節(jié)本課程主要內(nèi)容、任務(wù)及其學(xué)習(xí)方法第一節(jié)機(jī)械的組成機(jī)械

是機(jī)構(gòu)和機(jī)器的總稱。單缸內(nèi)燃機(jī)一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)機(jī)器

具有以下三個(gè)共同特征：1.都是人為的各種實(shí)物的組合。例如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)變換能量;起重運(yùn)輸機(jī)傳遞物料,計(jì)算機(jī)變換傳遞信息.2.組成機(jī)器的各種實(shí)物間具有確定的相對運(yùn)動(dòng)。3.能夠變換或傳遞能量,物料和信息.

輔助系統(tǒng)(例如潤滑、顯示、照明等)原動(dòng)部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分控制部分機(jī)械傳動(dòng)液壓傳動(dòng)電傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)傳遞動(dòng)力、扭矩改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)及運(yùn)動(dòng)方式螺旋齒輪蝸桿帶鏈離合器機(jī)器的組成機(jī)器的四個(gè)組成部分1.原動(dòng)部分:機(jī)器工作的動(dòng)力源4.控制部分:控制機(jī)器的開動(dòng)和停止,改變運(yùn)動(dòng)的速度和方向等等2.工作部分:直接完成機(jī)器預(yù)定功能的部分3.傳動(dòng)部分:機(jī)器中將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作部分的中間部分,大多為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)大門示意圖組成：電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī)）減速器（傳動(dòng)系統(tǒng)）連桿機(jī)構(gòu)ABCD（工作執(zhí)行系統(tǒng)）電氣控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)根據(jù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式（往復(fù)移動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等）的機(jī)件的外形特點(diǎn)，把相應(yīng)機(jī)件的組合稱為機(jī)構(gòu)常見的機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)機(jī)械的各個(gè)部分都是由機(jī)構(gòu)組合而成這種內(nèi)燃機(jī)可視為下列三種機(jī)構(gòu)的組合:①曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由活塞4、連桿3、曲軸2和機(jī)架1構(gòu)成，作用是將活塞的往復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng);②齒輪機(jī)構(gòu)，由齒輪9、10和機(jī)架1構(gòu)成，作用是改變轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向;③凸輪機(jī)構(gòu)，由凸輪8、推桿7和機(jī)架1構(gòu)成，作用是將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U有規(guī)律的間歇往復(fù)移動(dòng)。二、幅構(gòu)件捷與零尼件構(gòu)件組成芬機(jī)械背的各甩個(gè)相躲對運(yùn)娘動(dòng)的暢機(jī)件,是機(jī)暢械的運(yùn)動(dòng)姑單元.如汽孝車的輸輪子,車床脊的主功軸.專用峽零件:只在毒某些麻機(jī)器基中使贏用.如氣稻輪機(jī)臟中的交葉片.起重激機(jī)的效吊鉤.通用寫零件:機(jī)器獻(xiàn)中普夫遍使硬用的陰零件,如齒蛛輪,軸.螺釘零件機(jī)械畝的制造求單元.如螺活釘,螺母,軸等可能振是由廁一個(gè)筒零件嘩構(gòu)成底，但通榮常是球由若籌干個(gè)住零件適剛性俯聯(lián)接患而成售。由若泥干零穗件組壺成的栗構(gòu)件——連桿12341-灘-連桿由體2-插-螺栓3-頭-螺母4-過-連桿愧蓋機(jī)械她的各訪個(gè)部危分都徒是由辰機(jī)構(gòu)寨組合峰而成機(jī)構(gòu)既由若娘干個(gè)亡構(gòu)件秧通過動(dòng)聯(lián)光結(jié)組合僚而成機(jī)構(gòu)具有蛛機(jī)器婆的1、2特征懶。(1充)它們蜻都是屯人為岡實(shí)體(構(gòu)件)的組醒合(2崗)各個(gè)備運(yùn)動(dòng)正實(shí)體換之間漫具有齒確定陽的相對運(yùn)削動(dòng)。構(gòu)件學(xué)由若器干個(gè)撓零件缸通過靜聯(lián)叢結(jié)組裝舍而成機(jī)器逐與機(jī)院構(gòu)的疑區(qū)別鄙在于爺：機(jī)繩器能著實(shí)現(xiàn)世能量成的轉(zhuǎn)醋換（非如內(nèi)蘭燃機(jī)石、發(fā)住電機(jī)恰、電南動(dòng)機(jī)云），戲能代礎(chǔ)替人藏的勞員動(dòng)去叢作有枝用的佳機(jī)械排功。第二新節(jié)曠機(jī)械狠設(shè)計(jì)禍概述一.機(jī)械永設(shè)計(jì)哲的基脈本要母求和墊一般踢程序1、基志本要至求滿足雕機(jī)器期預(yù)定播的工銀作要猜求，軍如機(jī)呀器工穗作部攤分的濟(jì)運(yùn)動(dòng)像形式裙、速獅度、稍運(yùn)動(dòng)怕精度貝和平某穩(wěn)性繩、需件要傳番遞的拐功率康，以催及某艱些使疑用上越的特矩殊要墊求（桃如高幣溫、衡防潮飾等）骨。功能闖要求安全湯可靠敬性要味求（1）使啊整個(gè)荒技術(shù)狗系統(tǒng)殖和零雙件在欄規(guī)定努的外越載荷易和規(guī)紋定的蓮工作著時(shí)間挪內(nèi)，墓能正證常工板作而繞不發(fā)宮生斷叛裂、甚過度番變形還、過約度磨撫損、倍不喪譯失穩(wěn)細(xì)定性已。（2）能斤實(shí)現(xiàn)誘對操浙作人賄員的蛋防護(hù)炒，保舍證人芹身安卷全和盞身體揀健康撓。（3）對掏于周門圍環(huán)窮境和抵人不執(zhí)造成越危害護(hù)和污潮染，世同時(shí)狡要保薄證機(jī)錫器對顯環(huán)境司的適始應(yīng)性廊。要求般便于旱加工久、裝輔拆以荷及維洽護(hù)。結(jié)構(gòu)飄工藝揀性要步求經(jīng)濟(jì)惑性在產(chǎn)隨品整撥個(gè)設(shè)蹲計(jì)周計(jì)期中春，必美須把鼻產(chǎn)品炮設(shè)計(jì)屑、銷顆售及喜制造褲三方煮面作番為一具個(gè)系橫統(tǒng)工掠程來購考慮奇，用置價(jià)值勤工程循理論沾指導(dǎo)艱產(chǎn)品樹設(shè)計(jì)演，正京確使魚用材蛋料，惹采用筋合理耕的結(jié)膀構(gòu)尺臉寸和醉工藝巨，以降低駁產(chǎn)品性的成否本。設(shè)計(jì)律機(jī)械踢系統(tǒng)緊和零愧部件滑時(shí)，稱應(yīng)盡糠可能標(biāo)準(zhǔn)敵化、先通用呼化、捷系列狡化，以史提高影設(shè)計(jì)刃質(zhì)量容、降襯低制戚造成拐本。2.設(shè)計(jì)焰過程冶三階誘段:1.計(jì)劃敏階段:明確宰機(jī)器鍋應(yīng)該奸具有耕的功字能,制定誘設(shè)計(jì)顧任務(wù)劫書2.方案杠設(shè)計(jì)弓階段確定攪實(shí)現(xiàn)殿其功全能的鄭原理.從技神術(shù)和件經(jīng)濟(jì)我方面饑考慮,選擇委一定質(zhì)的原貓動(dòng)機(jī)貞和各未個(gè)其矩他部墾分.繪出閃原理耐圖機(jī)督構(gòu)運(yùn)同動(dòng)簡馬圖3.技術(shù)究設(shè)計(jì)垂階段將原仆理方仁案具曉體化倘結(jié)構(gòu)炕化.考慮退機(jī)械逆總體蒸布局秤和外寸形.繪制糞整機(jī)拼裝備營草圖產(chǎn)和部久件裝垃備草請圖.確定涼零件虹的形估狀,尺寸,材料宅等.并對杯整機(jī)撞和零欣件進(jìn)到行精移度設(shè)研計(jì)等明確窮設(shè)計(jì)搞要求（確倉定設(shè)中計(jì)對般象的競預(yù)期之功能警、有息關(guān)指煎標(biāo)及熟限制菠條件地）提出設(shè)計(jì)方案（擬定粗線條的總體布置，進(jìn)行概略計(jì)算，得出可供比較評價(jià)的多種設(shè)計(jì)方案，從中選取最佳方案）總體設(shè)計(jì)（進(jìn)行分析計(jì)算和經(jīng)濟(jì)評價(jià)，最后繪制總體設(shè)計(jì)圖）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（施工設(shè)計(jì)，完成施工所需的總裝圖，零件工作圖及技術(shù)文件）試制、鑒定（通過樣機(jī)試制，從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上作出全面評價(jià)）產(chǎn)品定型信息反饋二.機(jī)械籮零件粘設(shè)計(jì)扒的計(jì)形算準(zhǔn)返則和擱一般灑步驟1.計(jì)算母準(zhǔn)則(1明)強(qiáng)度迅準(zhǔn)則強(qiáng)度遼是零懶件體讓抗破窮裂和卸塑性個(gè)變形崖的能話力.它分右體積詠強(qiáng)度擺和接膏觸強(qiáng)生度(2憑)剛度添準(zhǔn)則剛度浙是零精件抵虎抗彈絞性變擦形的蘆能力.就是夾要保密證機(jī)級(jí)器工養(yǎng)作時(shí)安零件說彈性今變形使量不欺超過煎許用孕值(3橡)耐磨仁性準(zhǔn)歡則零件散在工沖作中饞抵抗參各種皮摩擦鞏的能銷力.保證元零件恥的磨瘡損量漢不超好過容轟許值(4陪)振動(dòng)朗穩(wěn)定光性零件常不發(fā)辮生共惱振.使零也件的豈固有軟頻率逼與周建期性將外力曉的變府化頻喜率錯(cuò)扭開還有貿(mào)耐熱茅性等往等.失效夢分析磨損相對運(yùn)動(dòng)的零件表面因摩擦的存在，而導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失。表面壓潰過量默塑性變牽形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量離彈性變孤形零件鈔失效表面毅失效表面壓潰零件表面質(zhì)量不高或硬度不夠時(shí)，在外載荷作用下出現(xiàn)的碎裂現(xiàn)象。表面壓潰過量約塑性變曬形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量升彈性變訊形零件誕失效表面撕失效失效刪分析過量塑性變形零件上的應(yīng)力超過了材料的屈服極限時(shí)，零件會(huì)發(fā)生塑性變形。表面壓潰過量包塑性變申形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量組彈性變砌形零件編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帶傳動(dòng)，當(dāng)傳遞的有效圓周力超過臨界摩擦力時(shí)，就將發(fā)生打滑失效。表面壓潰過量畝塑性變忠形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量衣彈性變途形零件寨失效表面朽失效失效胡分析疲勞點(diǎn)蝕作用在零件上的脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力超過其接觸疲勞極限時(shí)，出現(xiàn)疲勞裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)大使表面金屬小片剝落形成疲勞點(diǎn)蝕。表面壓潰過量詳塑性變計(jì)形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量絨彈性變振形零件自失效表面蝕失效失效棟分析過量彈性變形零件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形超過了機(jī)器工作性能允許的極限值時(shí)，會(huì)使機(jī)器的工作精度降低以至不能正常工作。表面壓潰過量顧塑性變腳形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量悟彈性變誓形零件代失效表面后失效失效緣瑞分析膠合兩相對運(yùn)動(dòng)的零件在高速重載的作用下，常因接觸區(qū)溫升過高而使?jié)櫥褪В箖闪慵苯咏佑|，以至局部相互粘結(jié)，又被撕裂的現(xiàn)象。表面壓潰過量引塑性變搜形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量縱彈性變考形零件案失效表面園失效失效撒分析過量彈性變形零件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形超過了機(jī)器工作性能允許的極限值時(shí)，會(huì)使機(jī)器的工作精度降低以至不能正常工作。表面壓潰過量垂塑性變失形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量仔彈性變另形零件鴿失效表面如失效失效釘分析斷裂

零件在外載荷作用下，某一危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力超過零件的強(qiáng)度極限時(shí)所發(fā)生的斷裂。零件在循環(huán)變應(yīng)力作用下，危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力超過零件的疲勞強(qiáng)度時(shí)會(huì)產(chǎn)生[疲勞斷裂。表面壓潰過量市塑性變姜形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量通彈性變紹形零件彩失效表面澡失效失效拾分析振動(dòng)失效高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件，當(dāng)其轉(zhuǎn)速等于或接近零件的自振頻率時(shí)，會(huì)發(fā)生共振，使振幅急劇增大，導(dǎo)致零件及系統(tǒng)在短時(shí)期破壞。表面壓潰過量南塑性變丈形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量競彈性變繼形零件爽失效表面役失效失效白分析過量彈性變形零件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形超過了機(jī)器工作性能允許的極限值時(shí)，會(huì)使機(jī)器的工作精度降低以至不能正常工作。表面壓潰過量辟塑性變辛形打滑磨損疲勞點(diǎn)蝕膠合斷裂振動(dòng)失效過量護(hù)彈性變卸形零件饑失效表面牽失效2機(jī)械竹零件忘設(shè)計(jì)金的一滋般步設(shè)驟(1摩)根據(jù)粥零件件的使乎用要興求（押如功出率、憂轉(zhuǎn)速遵等）,選擇陶零件演的類武型及割結(jié)構(gòu)孩型式恰。(2完)根據(jù)嚴(yán)零件銳的工爹作情莫況計(jì)性算作畢用在掛零件非上的浮載荷,分析剛應(yīng)力榜狀態(tài)喇和性殼質(zhì)（工拉、買壓力糟，剪悟切力超）豎。(3順)根據(jù)賣零件遺使用,工藝情和經(jīng)壩濟(jì)等粘要求上選擇散材料尖及熱腹處理方法(4云)根據(jù)引零件謙的主勝要失哨效形丟式確秧定其舞計(jì)算話準(zhǔn)則粗，并桐由相閑應(yīng)的嚷公式滅確定鳥零件緞的基奧本尺眾寸。(5宮)根據(jù)蓮零件去作用,制造紅裝備迎等進(jìn)時(shí)行零惑件的料結(jié)構(gòu)援設(shè)計(jì)(6武)根據(jù)滔零件必之間感位置豬關(guān)系,進(jìn)行井精度魂設(shè)計(jì),給出擱零件載的尺懷寸公捏差,形狀藍(lán)公差,位置畜公差,表面艘粗糙慨度(7拿)繪制生零件掛的工勻作圖臨，擬侮定必杏要的顛技術(shù)糊條件標(biāo)，編必寫計(jì)穴算說奇明書蒼。機(jī)械怠零件池常用芳材料你及其搞選用抗原則1、鋼——一、銹常用館材料鋼的翁強(qiáng)度災(zāi)較高貿(mào)，塑避性較文好，切可通箭過軋雁制、堪鍛造否、沖次壓、抬焊接箭和鑄耀造方困法加抱工各翁種機(jī)糾械零奴件，蔑并且衫可以雄用熱否處理巾和表濕面處甜理方撇法提花高其目機(jī)械毫性能抱，因匪此其仁應(yīng)用寶極為那廣泛修。含碳寬量小于2%的鐵惡碳合退金稱為鄉(xiāng)豐鋼，含碳減量大于2%的鐵豈碳合拒金稱往為鐵葡。2．鑄鐵常用饅的鑄寫鐵有果灰鑄稈鐵HT；球墨蠟鑄鐵QT；可鍛掃鑄鐵愁；合金測鑄鐵住等。3．有潑色金作屬合棄金有色傘金屬仙合金繪具有忠良好隆的減徐磨性屬、跑妹合性弓、抗緒腐蝕奮性、奸抗磁橡性、令導(dǎo)電獅性等遞特殊坊的性伶能。在工愚業(yè)中疾應(yīng)用溝最廣熟的是銅合芳金、尾軸承擾合金廊和輕淡合金蕉。有色兵金屬御合金朽比黑曲色金膠屬價(jià)糖貴。銅合帖金有贏青銅償與黃箏銅。黃銅——銅與數(shù)錫的枕合金護(hù)，它新具有曾很好沿的塑其性和淺流動(dòng)券性，美能輾媽壓和肅鑄造韻各種咐機(jī)械述零件晨。青銅——錫青眉銅和倡無錫令青銅含兩類胳，它們雕的減體摩性散和抗賄腐蝕成性均責(zé)較好紡。軸承痕合金石（又盛稱巴濟(jì)氏合撿金、顧白合遺金）——銅、流錫、準(zhǔn)鉛、拍銻的夠合金貨，其烏減磨斤性、洽導(dǎo)熱毒性、葡抗膠盜合性開好，以但強(qiáng)確度低元且較雪貴，田主要被用于工制作滑動(dòng)爭軸承真的軸棍承襯著。4、非規(guī)金屬莊材料塑料矛、橡袖膠、打陶瓷冠、木杏料、突毛氈麥、皮鏡革、鄰棉絲肯等。1)．橡盆膠橡膠私富有籃彈性哀，有贈(zèng)較好鞭的緩騙沖、榆減振筑、耐下熱、敗絕緣登等性巴能，愁常用書作聯(lián)主軸器賺和減傻振器都的彈山性裝所置、儉橡膠珠帶及剃絕緣系材料喂等。2）．僚塑料塑料磁是合貫成高雅分子傾材料員工業(yè)孟中生丹產(chǎn)最田早、利發(fā)展嗚最快機(jī)、應(yīng)交用最柜廣的板材料洋。塑料閥比重沒小，稼易制菠成形東狀復(fù)蛛雜的故零件寨，而僅且各尾種不還同塑僵料具欣有不襲同的差特點(diǎn)壞，如究耐蝕爹性、激減摩套耐磨額性、妄絕熱建性、沒抗振戰(zhàn)性等垂。常用袋塑料朝包括蹤蝶聚氯開乙烯江、聚欲烯烴百、聚隆苯乙竟烯、司酚醛昌和氨醬基塑醒料。鄉(xiāng)豐工程皺塑料凝包括儀聚甲獵醛、旅聚四蓬氟乙覺烯、筑聚酰收胺、揚(yáng)聚碳燒酸酯爬、AB濕S、尼龍帥、MC尼龍孫、氯遵化聚勵(lì)醚等光。3）．圍復(fù)合航材料復(fù)合鄙材料蜻是將能兩種媽或兩瘡種以菜上不感同性赤質(zhì)的讓材料其通過窩不同晴的工顏藝方瞞法人蘋工合余成多創(chuàng)相的繞材料公。它既河可以他保持億組成龍材料謎各自澤原有供的一器些最剛佳特玩性，潔又可阻具有始組合盟后的侄新特舉性，欣這樣麗就可羅根據(jù)呢零件圈對于譯材料象性能熱的要防求進(jìn)扛行材睛料配懸方的做優(yōu)化格組合武。由于售應(yīng)用煌于光啟、熱譯、電駐、阻確尼、城潤滑視、生炮物等討方面捆新的廳復(fù)合途材的釋不斷崗問世婦，復(fù)通合材朗料的陸應(yīng)用片范圍麗正得落到不爽斷的爛擴(kuò)大刻。4）．促陶瓷陶瓷抖材料春具有合高的統(tǒng)熔點(diǎn)婚，溫飼度界觀限為1,冒20擱0℃～1,筐60宜0℃，使跡用于司現(xiàn)代留機(jī)械末裝置洋設(shè)備臘，特捷別是場高溫艘機(jī)械驅(qū)部分報(bào)。此外俘高硬童度的全陶瓷聾材料交，具單有摩會(huì)擦系廈數(shù)小育、耐況磨、洋耐化娘學(xué)腐屑蝕、葛比重諒小、省線膨性脹系呼數(shù)小滿等特碑性，堂使之粥在精炒密機(jī)悉械中跟、應(yīng)此用于堤高溫?fù)?、中捕溫、涌低溫丘領(lǐng)域那，可細(xì)以作擾機(jī)械斜零件捧，也劉可以附做電遵機(jī)零餡件；以機(jī)石械裝釘置為章代表咬使用膜的陶饑瓷材栽料叫工程摩陶瓷。二盜、機(jī)架械零航件材歪料的節(jié)選用百原則5、材嶄料的序經(jīng)濟(jì)農(nóng)性。1、載良荷及橫應(yīng)力辛的大莫小、茂性質(zhì)鑼及其掀分布似；2、零鮮件的霞工作幕情況祝；3、零畢件的嬸尺寸偵及質(zhì)接量；4、零育件結(jié)廚構(gòu)的反復(fù)雜產(chǎn)程度草及材龜料的熟加工艦可靠退性；材料蝦的選循擇應(yīng)寄根據(jù)弓以下降原則露：三山機(jī)械鍵設(shè)計(jì)分的新潑發(fā)展1.由宏洪觀向煩微觀招發(fā)展好揭諸示微鍋觀機(jī)寬理2.偏重桌點(diǎn)由歐零件溪的靜猛態(tài)(載荷刃不變)設(shè)計(jì)倍轉(zhuǎn)向怪多種攜零件間的綜分合或哪者整柿機(jī)的匆動(dòng)態(tài)林設(shè)計(jì)3.新的傾設(shè)計(jì)最方法喬不斷翁出現(xiàn):優(yōu)化訂設(shè)計(jì),有限那元等蜘等4.機(jī)電恒一體多化時(shí)冬機(jī)械攔產(chǎn)品味的發(fā)已展方丑向5.步入裂計(jì)算委機(jī)輔險(xiǎn)助設(shè)誓計(jì)時(shí)踩代第三投節(jié)請本課賓程主名要內(nèi)梁容、匆任務(wù)煩、學(xué)姓習(xí)方