机械设计基础总复习--ppt课件.ppt
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1、机机 械械 设设 计计 基基 础础总复习总复习 1ppt课件第一章第一章 概概 论论 一、载荷和应力分析一、载荷和应力分析 问:问: a a 、 m m 、 maxmax 、 minmin 、 r参数各代表什么?参数各代表什么? 绘图说明当绘图说明当m m =250 =250MPa, r= 0.25= 0.25时,应力随着时,应力随着时间时间 的变化曲线,这是什么应力?的变化曲线,这是什么应力? 答:答: 应应 力力 幅:幅: a a = =(maxmax - - minmin)/ 2/ 2 平均应力:平均应力: m m = =(maxmax + + minmin)/ 2/ 2 最大应力:最大
2、应力: maxmax 最小应力:最小应力: minmin 应力特性系数:应力特性系数:r = = minmin / / maxmax 2ppt课件 由:由:m =(max + min)/ 2 = 250(MPa ) , r = min / max = 0.25, 求得求得 max = 400 (MPa ) min = 100 (MPa ) 为一般脉动循环变应力!为一般脉动循环变应力!3ppt课件 二、二、 机器的组成机器的组成 (以汽车为例)(以汽车为例) 1、动力部分、动力部分 提供动力(发动机)提供动力(发动机) 2、传动部分、传动部分 提供变速、改变运动方向或运动形式等提供变速、改变运动
3、方向或运动形式等 (变速箱、传动轴、离合器)(变速箱、传动轴、离合器) 3、工作部分、工作部分 直接完成设计者的构想,代替或减轻人类的直接完成设计者的构想,代替或减轻人类的 工作(车轮,转向器)工作(车轮,转向器) 4、控制部分、控制部分 使机器各部分运动协调。可以是手控、使机器各部分运动协调。可以是手控、 电控、遥控等。电控、遥控等。u 辅助系统:照明(前后灯,车内灯),信号(转辅助系统:照明(前后灯,车内灯),信号(转 向灯、后尾红灯),显示(里程表、向灯、后尾红灯),显示(里程表、 油量表、速度表、电瓶电量表)等。油量表、速度表、电瓶电量表)等。4ppt课件 机器机器机机 (有能量转化)
4、(有能量转化) 构件 零件械械 机构机构 零件零件 (无能量转化)(无能量转化) 信息机械信息机械 如计算机、电话机、传真机等如计算机、电话机、传真机等 构件构件是机器运动的最小单元,是机器运动的最小单元,零件零件是构成机械的最是构成机械的最小单元。小单元。部件是部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制由一组协同工作的零件所组成的独立制 造或独立装配的组合体,如减速器,离合器等造或独立装配的组合体,如减速器,离合器等5ppt课件三、机械零件材料学基础三、机械零件材料学基础 制造机械零件的材料用的最多的是金属材料,其次是非金属制造机械零件的材料用的最多的是金属材料,其次是非金属材料和复合材料。材
5、料和复合材料。一、金属材料一、金属材料 金属材料又分为黑色金属(如钢、铸铁等)和有色金属金属材料又分为黑色金属(如钢、铸铁等)和有色金属(如铜、铝、钛及其合金等)。(如铜、铝、钛及其合金等)。 (一)(一) 黑色金属黑色金属 钢和铸铁都是铁碳合金,他们的区别主要在于含碳量的不同。钢和铸铁都是铁碳合金,他们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于含碳量小于2.1%2.1%的铁碳合金称为钢。含碳量大于的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.1%2.1%的铁碳合金的铁碳合金称为铸铁。称为铸铁。 1 1、钢、钢 通常使用的钢,含碳量在通常使用的钢,含碳量在0.05% 0.05% 0.7%0.7%之间。之间。 根
6、据化学成分的不同,又可将钢分为碳素钢和合金钢。根据化学成分的不同,又可将钢分为碳素钢和合金钢。6ppt课件 (1 1)碳素钢)碳素钢 按照质量和用途,又可以分为:按照质量和用途,又可以分为: 1 1) 碳素结构钢碳素结构钢 (GB/T 700(GB/T 7002006)2006) 普通碳素结构钢不需热处理,供货状态下可直接使用。普通碳素结构钢不需热处理,供货状态下可直接使用。Q195Q195、Q215Q215、Q235-A Q235-A F F、Q235-BQ235-B、Q235-CQ235-C、 Q235-D Q235-D、275275Q Q指屈服强度,后面的数字代表屈服强度指屈服强度,后面
7、的数字代表屈服强度数值数值。2 2)优质碳素结构钢)优质碳素结构钢(GB/T 699(GB/T 6991999) 1999) 含碳量低于含碳量低于0.25%0.25%的钢为低碳钢,其强度和硬度低,但的钢为低碳钢,其强度和硬度低,但塑性塑性和焊接性能好,适用于冲压、焊接等方法成型。和焊接性能好,适用于冲压、焊接等方法成型。含碳量在含碳量在0.25%0.25%0.6% 0.6% 的钢为中碳钢,有良好的综合力学性能,应用最广,的钢为中碳钢,有良好的综合力学性能,应用最广,含碳量高于含碳量高于0.6%0.6%的钢为高碳钢,常用作弹性元件和易磨损元件。的钢为高碳钢,常用作弹性元件和易磨损元件。 优质碳素
8、结构钢一般经过热处理,可获得较高的弹性极限和较优质碳素结构钢一般经过热处理,可获得较高的弹性极限和较高的屈服强度。高的屈服强度。(低碳钢低碳钢不可以直接淬火)不可以直接淬火) 08 08、08F08F、1515、2020、20 A20 A、 20Mn 20Mn、4545、45Mn45Mn、85853 3)碳素工具钢)碳素工具钢(GB/T 1298(GB/T 12982008)2008) 碳素工具钢一般经过热处理,可获得较高的力学性能碳素工具钢一般经过热处理,可获得较高的力学性能 T7T7、T8AT8A、T8MnT8Mn、T8MnAT8MnA、T10AT10A、T13T13、T13AT13A7p
9、pt课件第二章第二章 平面机构的结构分析平面机构的结构分析1、低副、低副 通过面接触而组成的运动副。通过面接触而组成的运动副。限制限制2个自由度个自由度 1)回转副)回转副 2)移动副)移动副2、高副、高副 通过点、通过点、 线线接触而组成的运动副。接触而组成的运动副。限制限制1个自由度个自由度8ppt课件3 3、运动链的自由度(活动度)数、运动链的自由度(活动度)数 F: F = 3 = 3n - 2 - 2PL L - - PH H 式中:式中:n:机构中可活动的构件数:机构中可活动的构件数, , PL L:低副数:低副数 PH H:高副数:高副数4 4、 计算自由度时注意:计算自由度时注
10、意: a a、复合铰:有、复合铰:有K K个构件在某一点联接,这一点就构成个构件在某一点联接,这一点就构成了了K-1K-1个回转副,称为复合铰。个回转副,称为复合铰。 b b、局部自由度:在运动链中,、局部自由度:在运动链中,与整个运动链无关的自由度与整个运动链无关的自由度 为为局部自由度。为改善受力状况局部自由度。为改善受力状况而设。而设。9ppt课件3 3、虚约束、虚约束: : 有些约束对机构的自由度是重复的,称为有些约束对机构的自由度是重复的,称为虚约束!虚约束!, 2 ,12, 9HLppn121229323HLppnF 机机 构构 具具 有有 确确 定定 运运 动的条件:动的条件:
11、在一个机构中,在一个机构中,原动机输入机构的主动原动机输入机构的主动件数和机构的自由度数件数和机构的自由度数相等。相等。10ppt课件第三章第三章 平面连杆机构平面连杆机构1、四杆机构的组成与基本形式、四杆机构的组成与基本形式曲柄曲柄 连架连架 曲柄曲柄AB 能做整周转动能做整周转动 =360摇杆摇杆 杆杆 摇杆摇杆CD 做一定角度的摆动做一定角度的摆动 S2 轴向右移,由于轴承是正装,故轴向右移,由于轴承是正装,故2轴承受压!轴承受压!Fa1=S1=1118.75(N) Fa2=S1+FA=1118.75+380=1498.75 (N) S1S244ppt课件 Fa1 / Fr1 = 111
12、8.75 / 3580 =0.31 e = 0.37 X1 = 1.0 Y1 = 0 X2 = 0.4 Y2 = 1.6 P1 = X1Fr1 + Y1Fa1 =3580 (N) P2 = X2Fr2 + Y2Fa2 =0.4X3800+1.6X1498.75=3918 (N) P2 P1 2 轴承危险轴承危险)(10375)39182 .1322000 .1(98016667)(166673/10210hPfCfnLdTh45ppt课件第四节第四节 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计一、轴系的轴向定位:一、轴系的轴向定位: 1、两端固定(双端单向固定)、两端固定(双端单向固定) 较短轴系(
13、较短轴系(l 400)最常用的形式。压盖和轴承)最常用的形式。压盖和轴承座之间需用垫片调整压盖和轴承外圈之间的间隙,留出座之间需用垫片调整压盖和轴承外圈之间的间隙,留出 0.2 0.4 的距离,的距离,用于用于温度温度补偿。补偿。46ppt课件 2、一端固定(单端双向固定)、一端游动、一端固定(单端双向固定)、一端游动 用于温升较高,热变形较大的场合。用于温升较高,热变形较大的场合。47ppt课件 3、两端游动。、两端游动。 用于人字齿轮传动,能自动对中。用于人字齿轮传动,能自动对中。48ppt课件49ppt课件第十五章第十五章 机械的调速和平衡机械的调速和平衡 机械速度的波动,是在机械速度的
14、波动,是在Wd d和和Wr r不为常量的情况下产生的。不为常量的情况下产生的。其结果是产生冲击、振动,影响机件的强度和寿命,降低运动其结果是产生冲击、振动,影响机件的强度和寿命,降低运动精度。应尽量避免精度。应尽量避免! !采用飞轮调速采用飞轮调速, ,降低速度不均匀系数降低速度不均匀系数 mminmax 回转件不平衡质量产生的离心力使轴弯曲,产生振动、噪回转件不平衡质量产生的离心力使轴弯曲,产生振动、噪音,甚至破坏机件。音,甚至破坏机件。 静平衡条件:静平衡条件: m r = = mi ri + + mb rb = 0 = 0 或:或: mg r = = mig ri + + mbg g r
15、b = 0 = 0 动平衡的条件:空间离心惯性力系的合力及合力矩均为零。动平衡的条件:空间离心惯性力系的合力及合力矩均为零。 动平衡又称为双面平衡,而静平衡则称为单面平衡。动平衡又称为双面平衡,而静平衡则称为单面平衡。 平衡的目的使回转件运动平稳平衡的目的使回转件运动平稳, ,它不能减小速度的波动。它不能减小速度的波动。50ppt课件 轴系结构找错体:指出下图轴系结构中的错误或不合轴系结构找错体:指出下图轴系结构中的错误或不合理之处,并简要说明理由,不要求改正!理之处,并简要说明理由,不要求改正! 缺螺栓联接缺螺栓联接 轴承安装一顺轴承安装一顺 轴肩过高轴肩过高 缺键缺键 轴的长度应小于轮毂长
16、度轴的长度应小于轮毂长度23mm 套筒过高套筒过高 轴承透盖结构错误轴承透盖结构错误 动静接触,应加动静接触,应加密封毡圈密封毡圈 加轴向定位加轴向定位 缺键缺键 (11)动静接触动静接触1132452697 8101151ppt课件结构题、结构题、 图示轴系结构有错误和不合理的地方,请指图示轴系结构有错误和不合理的地方,请指出并说明原因。出并说明原因。 52ppt课件1 1) 联轴器孔未开通。联轴器孔未开通。2 2) 联轴器周向未定位(加联轴器周向未定位(加键连接)。键连接)。3 3) 轴承透盖缺密封。轴承透盖缺密封。4 4) 透盖与套筒应有间隙。透盖与套筒应有间隙。 5 5)左轴承为游动轴
17、承,内)左轴承为游动轴承,内圈右边缺定位。圈右边缺定位。6 6) 左轴承外圈要能游动,左轴承外圈要能游动,需去掉套杯凸肩,而且与端需去掉套杯凸肩,而且与端盖间要有间隙。盖间要有间隙。7 7) 右轴承为固定端轴承,内圈左边缺定位,外圈左边套杯上应有凸肩定右轴承为固定端轴承,内圈左边缺定位,外圈左边套杯上应有凸肩定位。位。8 8) 装圆螺母处轴径要小于轴承轴径,且车螺纹处要有退刀槽。装圆螺母处轴径要小于轴承轴径,且车螺纹处要有退刀槽。9 9) 圆螺母处加止动垫圈防松。圆螺母处加止动垫圈防松。1010)轴段应比轴承孔短,以使轴承定位可靠。)轴段应比轴承孔短,以使轴承定位可靠。1111)轴承盖与套杯之
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