《机械设计基础》PPT课件

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1、机械设计基础第一章绪论§1-1机械的组成原动机部分：将其它能量变换为机械能，是驱动整部机器的动力源。工作机部分：其功能是利用机械能去变换或传递能量、物料、信号。传动部分：把原动机的运动和动力转变为工作部分运动和动力。一台机器包括三个基本部份：机器——由许多机械零件组合。零件——是加工基本单元构件——运动的基本单元机械设计课程：通用零件（齿轮、链轮、蜗轮、螺栓、螺母）和专用零件（曲轴、叶片）。图1-1连杆体1、连杆盖4、螺栓2和螺母3四个零件组成构件，形成运动单元。机器、零件与构件图1-1内燃机的连杆连杆体

2、螺栓螺母连杆盖机构——由若干构件组成，各构件之间具有确定的相对运动；通常指传递运动的机械。机器——由机构组成。一部机器可以包含一个机构，也可以包含几个机构。图1-2单缸四冲程内燃机包含由齿轮9、齿轮10组成的齿轮机构；由曲轴6、连杆5、活塞2组成的曲柄滑块机构；由凸轮7、从动3组成的凸轮机构等。机构与机器图1-2内燃机齿轮9、齿轮10组成的齿轮机构；由曲轴6、连杆5、活塞2组成的曲柄滑块机构；由凸轮7、从动3组成的凸轮机构等§1-2本课程研究的对象和任务2、具有运用标准、手册、规范、图册和查阅有关技术资料

3、的能力。3、了解典型机械的实验方法，受到实验技术的基本训练。1、掌握常用机构和通用零件的工作原理和结构特点。§1-3机械零件的失效形式及设计准则机械零件失效——机械零件在预定时间内和规定的条件下，不能完成正常功能。主要失效形式——断裂、过大的残余应变、表面磨损、腐蚀、零件表面的接触疲劳和共振等。失效影响因素——工作条件、材质、受载状态及其所产生的应力性质。为了使设计零件能在预定时间内和规定工作条件下正常工作，设计机械零件时应满足下面的基本要求：或1．强度条件机械零件设计基本要求（5）合理进行结构设计，降低

4、作用载荷。提高机械零件强度的措施（1）采用强度高的材料；（2）使零件具有足够的截面尺寸；（3）合理设计机械零件的截面形状，以增大截面的惯性矩；（4）采用各种热处理和化学处理方法来提高材料的机械强度特性；对零件挠度、偏转角和扭转角等要求：2．刚度条件要求机械零件应有足够的寿命。影响零件寿命的主要因素有腐蚀、磨损和疲劳。但至今还没有提出实用且有效的腐蚀寿命计算方法。因此也无法列出腐蚀寿命的计算准则。而磨损的计算目前也无简单、可靠的定量计算方法。因此，只能采用条件性的计算。关于疲劳寿命通常是算出使用寿命时的疲劳

5、极限来作为计算的依据。3．寿命条件满足强度和刚度要求的一批相同的零件，由于零件的工作应力是随机变量，故在规定的工作条件下和规定的使用期限内，并非所有的零件都能完成规定的功能，零件在规定的工作条件下和规定的使用时间内完成规定功能的概率称为该零件的可靠度。可靠度是衡量零件工作可靠性的一个特征量，不同零件的可靠度要求是不同的。设计时应根据具体零件的重要程度选择适当的可靠度。4．可靠性条件§1-4机械零件常用材料及其选用原则机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造

6、中也得到广泛的应用。一、金属材料金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铁。1．铸铁常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。2．钢钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。材料机械性能名称牌号抗拉强度b(N/mm2)屈服强度s(N/mm2)硬度(HBS)普通碳素结构钢Q215Q235Q255Q275335

7、~410375~460410~510490~610215235255275优质碳素结构钢203545410530600245315355156197220合金结构钢18Cr2Ni4W35SiMn40Cr40CrNiMo20CrMnTi65Mn1187859819801079735835510785835834430260229247269217285铸钢ZG230-450ZG270-500ZG310-570450550570230270310130143153灰铸铁HT150HT200HT2501

8、45195240———150~200170~220190~240球墨铸铁QT450-10QT500-7QT600-3QT700-2450500600700310320370420160~210170~230190~270225~305有色金属合金具有良好的减磨性、跑合性、抗腐蚀性、抗磁性、导电性等特殊的性能，在工业中应用最广的是铜合金、轴承合金和轻合金，但有色金属合金比黑色金属价贵。铜合金有青铜与黄铜。3．有色金属合金青铜——