《機械構(gòu)造原理》課件

《機械構(gòu)造原理》課程簡介本課程旨在闡述機械構(gòu)造的基本原理和設計方法，為學生打下機械設計基礎，并培養(yǎng)學生解決機械工程問題的綜合能力。什么是機械構(gòu)造定義機械構(gòu)造是指機械零件的組合形式、連接方式和運動傳遞關系，是機械設計的基礎，也是機械制造和機械應用的關鍵。舉例例如，汽車發(fā)動機、自行車、飛機，都是由各種機械零件組合而成的復雜機械系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)中的零件之間的連接方式和運動關系，就是機械構(gòu)造的范疇。機械構(gòu)造的基本要素11.零件機械構(gòu)造的基本單位，是指具有特定形狀和功能的單個部件，例如軸、齒輪、螺母等。22.連接將零件連接在一起，形成機械構(gòu)件或機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，例如螺紋連接、焊接連接、鍵連接等。33.運動機械構(gòu)造中的零件之間相互運動，傳遞力和能量，例如旋轉(zhuǎn)運動、直線運動、復合運動等。機械構(gòu)造的基本功能支撐例如，機床床身支撐著工作臺，使工作臺能夠穩(wěn)定地進行加工。傳動例如，齒輪傳動可以將動力從一個軸傳遞到另一個軸，改變轉(zhuǎn)速和扭矩。執(zhí)行例如，液壓缸可以將液壓能量轉(zhuǎn)換為機械能，推動工作機構(gòu)進行運動?？刂评纾苿悠骺梢钥刂茩C械的運動，使其停止或減速。機械構(gòu)造的設計原則安全可靠設計應保證機械在正常工作條件下安全可靠，避免發(fā)生事故。經(jīng)濟合理設計應在滿足功能要求的基礎上，盡可能降低成本，提高經(jīng)濟效益。高效節(jié)能設計應盡量提高機械的效率，降低能耗，減少污染。制造可行設計應考慮制造工藝和加工精度，確保產(chǎn)品能夠順利制造。公差和配合1公差是指允許尺寸的偏差范圍，用于控制零件的尺寸精度。2配合是指兩個或多個零件之間相互配合的關系，用于實現(xiàn)零件之間的特定功能。3公差和配合是機械設計中重要的概念，它們直接影響機械的精度、可靠性和使用壽命。公差及其表示方法定義公差是指允許尺寸的偏差范圍，即零件尺寸允許的上下限之差。表示方法公差通常用符號“±”和數(shù)值表示，例如“10±0.1”表示尺寸允許在10mm±0.1mm的范圍內(nèi)波動。分類公差可以分為基本尺寸、公差值和極限尺寸三種類型。配合的分類1過盈配合孔的尺寸大于軸的尺寸，裝配時需要施加壓力，例如軸承、鍵連接。2間隙配合孔的尺寸大于軸的尺寸，裝配時有間隙，例如滑動軸承、齒輪連接。3過渡配合孔的尺寸和軸的尺寸之間存在一定的重疊，裝配時可以是間隙或過盈，例如螺紋連接、銷連接。測量誤差與公差1測量誤差是指測量值與真實值之間的差異，它是由測量儀器、測量方法和環(huán)境等因素造成的。2公差是指允許尺寸的偏差范圍，它是為了控制零件的尺寸精度，并確保零件之間的配合關系。3關系公差是用來控制測量誤差的，即測量誤差必須控制在公差范圍內(nèi)。軸類零件的公差與配合1軸一般情況下，軸的尺寸公差為負值，表示軸的實際尺寸小于其名義尺寸。2孔一般情況下，孔的尺寸公差為正值，表示孔的實際尺寸大于其名義尺寸。3配合軸類零件的配合通常采用過盈配合、間隙配合或過渡配合，具體取決于零件的功能要求。鍵聯(lián)裝置鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接是一種常用的機械連接方式，它利用鍵將軸和輪轂連接在一起，實現(xiàn)軸與輪轂之間的相對轉(zhuǎn)動。作用鍵聯(lián)接的主要作用是傳遞扭矩，防止軸與輪轂之間發(fā)生相對滑動。鍵的種類與特點鍵的強度計算強度要求鍵的強度計算是為了確保鍵能夠承受軸傳遞的扭矩，并防止鍵發(fā)生斷裂或剪切失效。計算方法鍵的強度計算通常根據(jù)鍵的材料、尺寸、工作條件和失效模式進行。鍵的裝配與拆卸1裝配時，需要將鍵放入軸和輪轂的鍵槽中，并保證鍵與軸、輪轂緊密接觸。2拆卸時，可以使用專用工具，例如鍵槽扳手，將鍵從軸和輪轂的鍵槽中取出。螺紋連接定義螺紋連接是利用螺紋的嚙合作用，將兩個或多個零件連接在一起，實現(xiàn)螺紋連接的緊固和拆卸。特點螺紋連接具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、拆卸方便等優(yōu)點，在機械制造中被廣泛應用。螺紋的基本參數(shù)螺距螺紋相鄰兩牙之間的距離，用符號“P”表示，單位為毫米。牙型螺紋牙的形狀，常見的牙型有三角形、梯形、矩形等。公稱直徑螺紋的理論直徑，用符號“D”表示，單位為毫米。螺紋連接的強度抗拉強度指螺栓或螺母在拉伸載荷作用下所能承受的最大拉力，用于保證螺栓或螺母不會斷裂?？辜魪姸戎嘎菟ɑ蚵菽冈诩羟休d荷作用下所能承受的最大剪切力，用于保證螺栓或螺母不會被剪斷。螺紋連接的應用緊固連接例如，將發(fā)動機缸蓋固定在缸體上，或?qū)C床工作臺固定在床身上。調(diào)節(jié)連接例如，調(diào)節(jié)機器的間隙或高度，或調(diào)節(jié)閥門的開度。銷聯(lián)接定義銷聯(lián)接是指利用銷將兩個或多個零件連接在一起，實現(xiàn)零件之間的相對位置固定或運動控制。特點銷聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低廉等優(yōu)點，在機械制造中被廣泛應用。銷的種類與特點銷的強度計算強度要求銷的強度計算是為了確保銷能夠承受零件之間的載荷，并防止銷發(fā)生彎曲、剪切或壓潰失效。計算方法銷的強度計算通常根據(jù)銷的材料、尺寸、工作條件和失效模式進行。銷的裝配與拆卸1裝配時，需要將銷插入到零件的孔中，并保證銷與零件緊密接觸。2拆卸時，可以使用專用工具，例如銷子拔出器，將銷從零件的孔中取出。焊接連接11.定義焊接連接是指利用熱能或壓力將兩個或多個零件熔化或塑性變形，使之形成牢固的連接，從而實現(xiàn)零件之間的緊固和一體化。22.特點焊接連接具有結(jié)構(gòu)簡單、連接牢固、成本低廉等優(yōu)點，在機械制造中被廣泛應用。33.分類焊接連接可分為熔焊、壓焊和釬焊等多種類型。焊接接頭的分類對接接頭將兩個零件的端面直接對接，并進行焊接，例如管道對接。角接接頭將兩個零件的邊沿以一定的角度連接，并進行焊接，例如鋼結(jié)構(gòu)的角鋼連接。搭接接頭將一個零件的端面搭接在另一個零件的表面上，并進行焊接，例如鋼板的搭接。焊接接頭的應力分析應力集中焊接接頭由于存在幾何形狀的突變，容易產(chǎn)生應力集中，從而降低接頭的強度。殘余應力焊接過程中產(chǎn)生的熱量會使金屬發(fā)生熱膨脹和收縮，冷卻后會在焊接區(qū)域產(chǎn)生殘余應力，影響接頭的強度和穩(wěn)定性。焊縫的強度計算強度要求焊縫的強度計算是為了確保焊縫能夠承受零件之間的載荷，并防止焊縫發(fā)生斷裂或剪切失效。計算方法焊縫的強度計算通常根據(jù)焊縫的材料、尺寸、工作條件和失效模式進行。機械零件的表面處理定義表面處理是指在機械零件表面進行的特殊處理，以改變零件表面的性能，提高其使用壽命和可靠性。目的表面處理的主要目的是提高零件的耐磨性、耐腐蝕性、抗氧化性、美觀性和裝飾性等。常見的表面處理工藝1熱處理通過加熱和冷卻，改變零件的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改變其性能，例如淬火、回火、正火等。2化學處理通過化學反應，在零件表面形成一層保護膜，提高其耐腐蝕性，例如鍍鋅、磷化等。3表面噴涂通過噴涂的方式，在零件表面形成一層保護膜，提高其耐磨性、耐腐蝕性等，例如噴漆、噴塑等。表面處理的作用和要求1作用提高零件的耐磨性、耐腐蝕性、抗氧化性、美觀性和裝飾性等。2要求表面處理工藝應具有良好的附著力、耐磨性、耐腐蝕性、抗氧化性等，并符合產(chǎn)品的使用要求。表面粗糙度的測量與控制1測量方法常用的表面粗糙度測量方法包括輪廓儀法、光干涉法等。2控制標準表面粗糙度通常用Ra值表示，它表示表面粗糙度的平均高度，Ra值越小，表面越光滑。3控制方法通過控制加工參數(shù)、選擇合適的加工方法和工藝，可以有效地控制表面粗糙度。液壓傳動原理定義液壓傳動是指利用液體作為工作介質(zhì)，傳遞能量和控制機械運動的傳動方式。特點液壓傳動具有功率大、響應快、控制靈活、工作平穩(wěn)等優(yōu)點，在機械制造、工程機械、航空航天等領域得到了廣泛應用。液壓傳動的基本原理11.液壓油液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，它具有良好的流動性、潤滑性、密封性和抗壓性。22.液壓泵液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力源，它將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，將液壓油加壓。33.液壓缸液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，它將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能，推動工作機構(gòu)進行運動。44.控制閥控制閥是液壓系統(tǒng)的控制元件，它用來控制液壓油的流動方向、流量和壓力，實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制。液壓泵的種類與特點液壓缸的工作原理結(jié)構(gòu)液壓缸主要由缸體、活塞