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机械基础机械基础无机、高分子、材化专业教学课件赵德宏交通与机械工程学院基础教研室2009年春32学时 考试丁丁2-414 TEL:24692180 13998325198 e-mail:第一章 绪 论1-1机器及其组成机器（三个特征）：各运动单元具有确定的相对运动；实现动力的传递和运动形式的转换;能作有用功,完成物流、信息的传递及能量的转换。机构：只有两个特征。1、机械：机器和机构的总称机器和机构最明显的区别是：机械的组成：1.原动机：机械动力的来源2.工作机：能完成机械预期的动作3.传动部分：把原动机的运动和功率传递给工作机的中间环节4.自动控制部分机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。2、基本概念构件：运动单元体零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。输出构件机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。机构的结构和运动学：分析运动规律。机构的组成；机构运动的可能性和确定性；机械零件：标准零件、非标准件本课程的设计性、综合性和实践性都较强。本课程的研究对象:常见机构及通用零件的设计理论与方法课程研究的主要内容常见机构设计。树立正确的设计思想;掌握常用机构的结构特点和设计原理及方法;掌握通用机械零部件的设计原理、方法和一般规律;掌握一定的设计技能（查阅资料，运用标准、规范);了解机械设计的最新动态。学习本课程的注意事项：1）注意理论联系实际，将常用机构与机械零件的设计放到整个机械系统中加以考虑。2）注意掌握机构及零部件的共性3）掌握机械设计的一般思路 本课程的任务1-2 机械设计的基本要求和一般程序一、机械设计的基本要求一、机械设计的基本要求 1 1、使用要求、使用要求 2 2、经济要求、经济要求 3 3、社会要求、社会要求 4 4、可靠性要求、可靠性要求 5 5、其他要求、其他要求二、机器设计的一般程序二、机器设计的一般程序 市场调研可行性研究原理方案设计技术设计试 制试验小批生产试销投产设计任务书定出最佳方案装配图、零件图、技术文件样机评价改进考核工艺性收集用户意见产品销售13 机械零件的主要失效形式和设计计算准则 一、机械零件的失效形式 失效零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能失效形式：强度失效、刚度失效、磨损失效、振动、噪声失效、精度失效、可靠性失效二、机械零件的计算准则 工作能力零件不发生失效时的安全工作限度 计算准则以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则1、强度准则 2、刚度准则 零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 零件在载荷作用下抵抗破坏的能力 y可以是挠度、偏转角或扭转角 3、耐磨性准则 作相对运动的零件其工作表面抵抗磨损的能力 4、振动和噪声准则 5、热平衡准则 6、可靠性准则 系统、机器或零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。：可靠度表示零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率 N个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有Nf个失效，剩下Nt个仍继续工作，则 不可靠度（失效概率）：n个零件组成的串联系统，单个零件的可靠度:R1、R2、Rn，则系统的可靠度为Rf=R1R2Rn14 机械零件的主要失效形式和设计计算准则 一、常规设计方法理论设计;经验设计;模型试验设计二、现代设计方法 计算机辅助设计(Computer Aided Design);优化设计(Optimization Design);可靠性设计(Reliability Design);有限元设计(Finite Element Method);摩擦学设计(Tribology Design)15 机械零件常用的材料及其选择原则 一、机械零件的常用材料 1、黑色金属 铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁铸钢铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差碳钢与合金钢应用最广泛2、有色金属a)铝合金重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近b)铜合金黄铜：Cu与Zn合金 青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。3、非金属材料 塑料轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体 陶瓷电热性好，硬度高 橡胶弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件4、复合材料二、机械零件材料选用的原则 1、使用要求2、工艺要求3、经济性要求15 机械零件的制造工艺性及标准化 一、机械零件的工艺性二、机械设计中的标准化零件的标准化；部件的通用化；产品的系列化。