1、He who questions nothing learns nothingHe who questions nothing learns nothing機(jī)器機(jī)器(Machine)(Machine) 主要是指機(jī)械裝置。如電動(dòng)、主要是指機(jī)械裝置。如電動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)、機(jī)床、汽車、火車、飛機(jī)、輪船、起重運(yùn)內(nèi)燃機(jī)、機(jī)床、汽車、火車、飛機(jī)、輪船、起重運(yùn)機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、輕紡食品機(jī)械等等。機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、輕紡食品機(jī)械等等。機(jī)械（機(jī)械（Machinery)Machinery) 是機(jī)器和機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱。是機(jī)器和機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱。 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)(Machine Design)(Machine Design) 即為各種

2、機(jī)械即為各種機(jī)械 裝置的設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)是為了滿足機(jī)器的某些特定裝置的設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)是為了滿足機(jī)器的某些特定功能而進(jìn)行的創(chuàng)造性過(guò)程，設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的勞動(dòng)，功能而進(jìn)行的創(chuàng)造性過(guò)程，設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的勞動(dòng)，設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于創(chuàng)新。本課程主要介紹機(jī)械設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于創(chuàng)新。本課程主要介紹機(jī)械設(shè)計(jì)中的一些基礎(chǔ)知識(shí)。的一些基礎(chǔ)知識(shí)。內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的研究對(duì)象機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的研究對(duì)象機(jī)械。如：機(jī)械。如：指指南南車車破破碎碎機(jī)機(jī)帶 式 運(yùn) 輸 機(jī)運(yùn)輸帶電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器減速器減速器索杰納火星車索杰納火星車它是美國(guó)國(guó)家航空航天它是美國(guó)國(guó)家航空航天局于格林威治時(shí)間局于格林威治時(shí)間1997年

3、年7月月4日日17時(shí)時(shí)07分發(fā)射分發(fā)射的火星探路者號(hào)宇宙飛的火星探路者號(hào)宇宙飛船成功地在火星表面著船成功地在火星表面著陸，該飛船攜帶了索杰陸，該飛船攜帶了索杰納火星車，這也是一種納火星車，這也是一種機(jī)器。機(jī)器。世世 界界 最最 小小 的的 微微 型型 機(jī)機(jī) 械械 人人Worlds smallest robot美國(guó)山迪亞國(guó)家實(shí)美國(guó)山迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，成驗(yàn)室的科學(xué)家，成功研制了相信是世功研制了相信是世界最小的微型機(jī)械界最小的微型機(jī)械人，這微型機(jī)械人人，這微型機(jī)械人體積只有四分之一體積只有四分之一立方寸，體重小於立方寸，體重小於一盎司。一盎司。 “神舟五號(hào)神舟五號(hào)”發(fā)射時(shí)的情景。發(fā)射時(shí)的情景。

4、發(fā)射塔發(fā)射塔、運(yùn)運(yùn)載火箭載火箭都是龐大的都是龐大的機(jī)器機(jī)器。一一. 機(jī)器及其類型機(jī)器及其類型機(jī)器的組成機(jī)器的組成是完成有用的機(jī)械功或者是搬運(yùn)物品。是完成有用的機(jī)械功或者是搬運(yùn)物品。帶式運(yùn)輸機(jī)帶式運(yùn)輸機(jī)、縫紉機(jī)等縫紉機(jī)等是用來(lái)獲得和變換信息。是用來(lái)獲得和變換信息。電話機(jī)電話機(jī)2 . 機(jī)機(jī)器類型器類型是能量變換的裝置，即可將某種形式的能是能量變換的裝置，即可將某種形式的能量變換成機(jī)械能，或者把機(jī)械能變換成其量變換成機(jī)械能，或者把機(jī)械能變換成其他形式的能量他形式的能量電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、 內(nèi)燃機(jī)等內(nèi)燃機(jī)等1 . 機(jī)器機(jī)器是指執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用來(lái)變換和傳遞能量、是指執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用來(lái)變換和傳遞能量

5、、 物料與信息。物料與信息。機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。如：機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。如：缸體缸體活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)由內(nèi)燃機(jī)由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)組成組成凸輪凸輪推桿推桿三三. .機(jī)構(gòu)及基本組成單元機(jī)構(gòu)及基本組成單元 1.1.機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件以可動(dòng)聯(lián)接方式聯(lián)接起來(lái)，是由構(gòu)件以可動(dòng)聯(lián)接方式聯(lián)接起來(lái)，用來(lái)傳遞運(yùn)用來(lái)傳遞運(yùn) 動(dòng)和力的構(gòu)件系統(tǒng)。如：內(nèi)燃機(jī)中動(dòng)和力的構(gòu)件系統(tǒng)。如：內(nèi)燃機(jī)中由由缸體缸體、活塞活塞、連桿連桿、曲軸曲軸四構(gòu)件四構(gòu)件組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)缸體缸體（機(jī)架）

6、（機(jī)架）活塞活塞（滑塊）（滑塊）連桿連桿曲軸曲軸（曲柄）（曲柄）曲曲 軸軸 2 2基本組基本組 成單元成單元構(gòu)件（構(gòu)件（linklink）構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元，構(gòu)，構(gòu)件可以是單一的整體如活塞、曲軸，也可以是由件可以是單一的整體如活塞、曲軸，也可以是由幾個(gè)零件組成的剛性結(jié)構(gòu)（如：連桿）幾個(gè)零件組成的剛性結(jié)構(gòu)（如：連桿） 零件（零件（element element ）是制造的單元，是不是制造的單元，是不可分割的最小單元。如：可分割的最小單元。如：連桿體連桿體 、連桿蓋、連桿蓋 、軸瓦、軸瓦螺栓螺栓 、螺母、開(kāi)口銷、螺母、開(kāi)口銷 連桿體連桿體連桿蓋連桿蓋軸軸瓦瓦螺螺栓栓螺母螺

7、母開(kāi)口銷開(kāi)口銷連連 桿桿 機(jī)械：是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱機(jī)械：是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱機(jī)器：是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用來(lái)變換或傳遞能量，機(jī)器：是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用來(lái)變換或傳遞能量， 物料和信息。機(jī)器由若干機(jī)構(gòu)組成。物料和信息。機(jī)器由若干機(jī)構(gòu)組成。機(jī)構(gòu)：是由構(gòu)件以可動(dòng)聯(lián)接方式聯(lián)接起來(lái)，機(jī)構(gòu)：是由構(gòu)件以可動(dòng)聯(lián)接方式聯(lián)接起來(lái)，用來(lái)傳遞用來(lái)傳遞 運(yùn)動(dòng)和力的構(gòu)件系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)和力的構(gòu)件系統(tǒng)。構(gòu)件：是機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元。構(gòu)件可以是單一的整體，也可構(gòu)件：是機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元。構(gòu)件可以是單一的整體，也可 是由幾個(gè)零件組成的鋼性結(jié)構(gòu)。如內(nèi)燃機(jī)的連桿是由幾個(gè)零件組成的鋼性結(jié)構(gòu)。如內(nèi)燃機(jī)的連桿零件：是最小的制造單元。如軸系結(jié)構(gòu)中的齒

8、輪，軸等。零件：是最小的制造單元。如軸系結(jié)構(gòu)中的齒輪，軸等。結(jié)論結(jié)論機(jī)器的基本組成要素是構(gòu)件和零件機(jī)器的基本組成要素是構(gòu)件和零件機(jī)器與機(jī)機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別構(gòu)的區(qū)別 構(gòu)件構(gòu)件與與零零件件的區(qū)別的區(qū)別 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要介紹機(jī)械中的常機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要介紹機(jī)械中的常用機(jī)構(gòu)和通用零部件的工作原理、用機(jī)構(gòu)和通用零部件的工作原理、 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本設(shè)計(jì)理論結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法。和計(jì)算方法。 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)常用的機(jī)構(gòu)常用的機(jī)構(gòu)輪輪 系系齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)一一. . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要內(nèi)容 1 1、研究機(jī)構(gòu)的組成及具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；

9、基本機(jī)構(gòu)、研究機(jī)構(gòu)的組成及具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；基本機(jī)構(gòu)的工作原理、特性和運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)方法。的工作原理、特性和運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)方法。齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)通用的零件設(shè)計(jì)通用的零件設(shè)計(jì)帶帶 傳傳 動(dòng)動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接軸軸鍵鍵 聯(lián)聯(lián) 接接軸承軸承聯(lián)軸器聯(lián)軸器 2 、研究通用機(jī)械零部件（齒輪、蝸桿、帶傳動(dòng)，螺紋、研究通用機(jī)械零部件（齒輪、蝸桿、帶傳動(dòng)，螺紋聯(lián)接，鍵聯(lián)接，軸、軸承、聯(lián)軸器）的工作原理、特點(diǎn)、選聯(lián)接，鍵聯(lián)接，軸、軸承、聯(lián)軸器）的工作原理、特點(diǎn)、選用及設(shè)計(jì)計(jì)算等。用及設(shè)計(jì)計(jì)算等。蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)輪輪系系鏈鏈 傳傳 動(dòng)動(dòng)vv主動(dòng)

10、輪1傳動(dòng)帶3從動(dòng)輪2n2n11 12 2帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接鍵鍵聯(lián)聯(lián)接接花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接滾動(dòng)軸承半聯(lián)軸器 鍵齒輪滾動(dòng)軸承軸套筒套筒軸系零部件設(shè)計(jì)軸系零部件設(shè)計(jì)軸鍵槽滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承聯(lián)軸器聯(lián)軸器半聯(lián)軸器螺栓聯(lián)接柱銷彈性套半聯(lián)軸器二二. .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的性質(zhì)與作用課程的性質(zhì)與作用 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是介入基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的一門(mén)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是介入基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的一門(mén)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)性的性的技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課。它起著呈上啟下的橋梁作用，目的是培養(yǎng)學(xué)生的。它起著呈上啟下的橋梁作用，目的是培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。機(jī)械設(shè)計(jì)能力。 三三. .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的任務(wù)課程的任

11、務(wù)1 1培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)造性思維的方法，了解和貫培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)造性思維的方法，了解和貫徹執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；徹執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策； 2 2掌握常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、原理、運(yùn)動(dòng)特性初步具有分析掌握常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、原理、運(yùn)動(dòng)特性初步具有分析和設(shè)計(jì)常用機(jī)構(gòu)的能力，并能正確設(shè)計(jì)和確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案；和設(shè)計(jì)常用機(jī)構(gòu)的能力，并能正確設(shè)計(jì)和確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案；3 3 掌握通用機(jī)械零件的工作原理、特點(diǎn)、選用和設(shè)計(jì)計(jì)算掌握通用機(jī)械零件的工作原理、特點(diǎn)、選用和設(shè)計(jì)計(jì)算的基本知識(shí)，具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械的能力；的基本知識(shí)，具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械的能力；4 4培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用各類標(biāo)準(zhǔn)、

12、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用各類標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)、CADCAD及網(wǎng)絡(luò)信及網(wǎng)絡(luò)信息等資料，對(duì)設(shè)計(jì)方案息等資料，對(duì)設(shè)計(jì)方案( (或構(gòu)思圖或構(gòu)思圖) )具有自我思考、判斷和決策具有自我思考、判斷和決策的能力；的能力；5 5、為機(jī)械的創(chuàng)新和技術(shù)革新提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)。、為機(jī)械的創(chuàng)新和技術(shù)革新提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)。一）先修課程：機(jī)械制圖、工程力學(xué)、金屬工藝學(xué)、互換性與一）先修課程：機(jī)械制圖、工程力學(xué)、金屬工藝學(xué)、互換性與技術(shù)測(cè)量等。技術(shù)測(cè)量等。四本課程四本課程需需用到的先修課程及學(xué)習(xí)方法用到的先修課程及學(xué)習(xí)方法二）正確的學(xué)習(xí)方法：二）正確的學(xué)習(xí)方法：1 1緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，聯(lián)系機(jī)構(gòu)及整體機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)

13、行分析緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，聯(lián)系機(jī)構(gòu)及整體機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行分析 2 2努力培養(yǎng)自己的創(chuàng)新思維能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能努力培養(yǎng)自己的創(chuàng)新思維能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。按解決工程實(shí)際問(wèn)題的思維方法及創(chuàng)新模式努力培養(yǎng)和提力。按解決工程實(shí)際問(wèn)題的思維方法及創(chuàng)新模式努力培養(yǎng)和提高自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。高自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。 3 3把握每章的重點(diǎn)及分析處理問(wèn)題的思路和基本方法。本把握每章的重點(diǎn)及分析處理問(wèn)題的思路和基本方法。本課程中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路和方法，也正是解決工程實(shí)課程中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路和方法，也正是解決工程實(shí)際問(wèn)題中常用的的思路和方法。際問(wèn)題中常用的的思路和方法。兩個(gè)著重、兩個(gè)著重、兩

14、個(gè)不強(qiáng)調(diào)兩個(gè)不強(qiáng)調(diào)1）著重基本概念的理解和基本設(shè)計(jì)方法的掌握，）著重基本概念的理解和基本設(shè)計(jì)方法的掌握， 不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的理論分析；不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的理論分析；2）著重理解公式建立的前提、意義和應(yīng)用，）著重理解公式建立的前提、意義和應(yīng)用， 不強(qiáng)調(diào)對(duì)公式的具體理論推導(dǎo)。不強(qiáng)調(diào)對(duì)公式的具體理論推導(dǎo)。2 2按時(shí)、按質(zhì)、按量獨(dú)立完成課外作業(yè)，缺交作業(yè)或缺按時(shí)、按質(zhì)、按量獨(dú)立完成課外作業(yè)，缺交作業(yè)或缺 課三分之一以上者，取消考試資格；課三分之一以上者，取消考試資格；五學(xué)習(xí)紀(jì)律及要求五學(xué)習(xí)紀(jì)律及要求1 1認(rèn)真聽(tīng)課，做筆記，做到不遲到、不早退、不無(wú)故曠認(rèn)真聽(tīng)課，做筆記，做到不遲到、不早退、不無(wú)故曠課；課；平時(shí)成績(jī)：平

15、時(shí)成績(jī)：上課的考勤（個(gè)人和團(tuán)體考勤相結(jié)合）、筆記、上課的考勤（個(gè)人和團(tuán)體考勤相結(jié)合）、筆記、課外作業(yè)、習(xí)題討論課及實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)計(jì)入平時(shí)成績(jī)，平時(shí)課外作業(yè)、習(xí)題討論課及實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)計(jì)入平時(shí)成績(jī)，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)成績(jī)占總成績(jī)30%30%左右左右。3 3不談?wù)撆c課堂無(wú)關(guān)的內(nèi)容不談?wù)撆c課堂無(wú)關(guān)的內(nèi)容考試：考試：不復(fù)習(xí)，考試重點(diǎn)在講課的時(shí)候給出不復(fù)習(xí)，考試重點(diǎn)在講課的時(shí)候給出課本：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，黃華梁課本：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，黃華梁江：江： 131632356705 5其他要求：環(huán)保、噪音、外觀等其他要求：環(huán)保、噪音、外觀等0-3 0-3 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的基本要求、機(jī)械、機(jī)械零件的工作能力

16、和計(jì)算準(zhǔn)則零件的工作能力和計(jì)算準(zhǔn)則 一機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的基本要求一機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的基本要求1 1實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能的要求，工作可靠；實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能的要求，工作可靠；2 2經(jīng)濟(jì)性好：設(shè)計(jì)和制造周期短、成本低，產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性好：設(shè)計(jì)和制造周期短、成本低，產(chǎn)品生產(chǎn) 效率高、能耗低效率高、能耗低 維護(hù)管理費(fèi)用少維護(hù)管理費(fèi)用少；3 3操作方便，運(yùn)行安全；操作方便，運(yùn)行安全；4 4標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高：以便簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，提高標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高：以便簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，提高 產(chǎn)品質(zhì)量；產(chǎn)品質(zhì)量；二機(jī)械零件的工作能力及計(jì)算準(zhǔn)則二機(jī)械零件的工作能力及計(jì)算準(zhǔn)則 一）一）機(jī)械零件的工作能力機(jī)械零件

17、的工作能力零件的工作能力零件的工作能力 是指在一定的運(yùn)動(dòng)、載荷和環(huán)境情況下是指在一定的運(yùn)動(dòng)、載荷和環(huán)境情況下，在預(yù)定的使用期限內(nèi)，不發(fā)生失效的安全工作限度。，在預(yù)定的使用期限內(nèi)，不發(fā)生失效的安全工作限度。二）機(jī)械零件的主要失效形式：二）機(jī)械零件的主要失效形式： 過(guò)大彈性變形過(guò)大彈性變形零件的剛度不夠引起零件的剛度不夠引起塑性變形塑性變形工作應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限工作應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限S S引起引起2 2變形變形疲勞斷裂疲勞斷裂工作應(yīng)力超過(guò)零件的疲勞極限工作應(yīng)力超過(guò)零件的疲勞極限r(nóng) r引起引起過(guò)載斷裂過(guò)載斷裂工作應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限工作應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限B B引起引起1 1斷裂斷裂壓潰

18、、過(guò)度磨損壓潰、過(guò)度磨損零件接觸表面上的壓應(yīng)力零件接觸表面上的壓應(yīng)力p p過(guò)大過(guò)大膠膠 合合 零件工作溫升零件工作溫升t t過(guò)高引起過(guò)高引起表面疲勞損壞表面疲勞損壞零件表面接觸應(yīng)力零件表面接觸應(yīng)力H過(guò)大引起過(guò)大引起 3 3表面表面 失效失效 計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則 用于計(jì)算并確定零件基本尺寸的主要依用于計(jì)算并確定零件基本尺寸的主要依據(jù)。對(duì)于具體的零件，應(yīng)根據(jù)它們的主要失效形式，采用據(jù)。對(duì)于具體的零件，應(yīng)根據(jù)它們的主要失效形式，采用相應(yīng)的計(jì)算準(zhǔn)則。常用的計(jì)算準(zhǔn)則有：相應(yīng)的計(jì)算準(zhǔn)則。常用的計(jì)算準(zhǔn)則有： 三）機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則三）機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則1 1強(qiáng)度準(zhǔn)則強(qiáng)度準(zhǔn)則 針對(duì)零件斷裂、塑性變形或表面疲勞針

19、對(duì)零件斷裂、塑性變形或表面疲勞 損壞失效損壞失效強(qiáng)度強(qiáng)度 指零件在載荷作用下抵抗斷裂或塑性變形的能力。強(qiáng)指零件在載荷作用下抵抗斷裂或塑性變形的能力。強(qiáng)度是保證零件工作能力的最基本要求。若零件的強(qiáng)度不夠，不度是保證零件工作能力的最基本要求。若零件的強(qiáng)度不夠，不僅因?yàn)榱慵氖箼C(jī)械不能正常工作，還可能導(dǎo)致安全事故。僅因?yàn)榱慵氖箼C(jī)械不能正常工作，還可能導(dǎo)致安全事故。強(qiáng)度的計(jì)算準(zhǔn)則為：強(qiáng)度的計(jì)算準(zhǔn)則為： MPa MPa 或或 針對(duì)斷裂或塑性變形針對(duì)斷裂或塑性變形 H H H H 針對(duì)表面疲勞損壞針對(duì)表面疲勞損壞2 2剛度準(zhǔn)則剛度準(zhǔn)則 針對(duì)過(guò)大彈性變形針對(duì)過(guò)大彈性變形剛度剛度 指零件在一定載荷作

20、用下抵抗過(guò)大彈性變形的能力。指零件在一定載荷作用下抵抗過(guò)大彈性變形的能力。剛度是保證機(jī)床正常工作，提高機(jī)床加工產(chǎn)品質(zhì)量的基本要?jiǎng)偠仁潜ＷC機(jī)床正常工作，提高機(jī)床加工產(chǎn)品質(zhì)量的基本要求。求。剛度的計(jì)算準(zhǔn)則為剛度的計(jì)算準(zhǔn)則為:y y :y y ； ； 式中，式中，y y、和和 分別為零件工作時(shí)的撓度、偏轉(zhuǎn)角分別為零件工作時(shí)的撓度、偏轉(zhuǎn)角 和扭轉(zhuǎn)角；和扭轉(zhuǎn)角； 3 3耐磨性準(zhǔn)則耐磨性準(zhǔn)則 針對(duì)過(guò)度磨損、膠合破壞針對(duì)過(guò)度磨損、膠合破壞耐磨性耐磨性指零件在載荷作用下相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩零件接觸界的抗磨指零件在載荷作用下相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩零件接觸界的抗磨損面能力。耐磨性是保證有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件正常工作的基本要損面能力。耐磨

21、性是保證有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件正常工作的基本要求。其驗(yàn)算式為：求。其驗(yàn)算式為：p p p p 防止過(guò)度磨損防止過(guò)度磨損 pv pvpv pv 防止膠合破壞防止膠合破壞 4 4振動(dòng)和噪聲準(zhǔn)則振動(dòng)和噪聲準(zhǔn)則 針對(duì)高速機(jī)械的振動(dòng)失穩(wěn)針對(duì)高速機(jī)械的振動(dòng)失穩(wěn)（即共振）當(dāng)零件的固有振動(dòng)頻率（即共振）當(dāng)零件的固有振動(dòng)頻率f f等于或趨近于零件的等于或趨近于零件的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率強(qiáng)迫振動(dòng)頻率f f p p時(shí)，將產(chǎn)生共振。這不僅影響機(jī)械正常時(shí)，將產(chǎn)生共振。這不僅影響機(jī)械正常工作，甚至造成破壞性事故，而振動(dòng)又是產(chǎn)生噪聲的主要工作，甚至造成破壞性事故，而振動(dòng)又是產(chǎn)生噪聲的主要原因。原因。防止共振的條件為：防止共振的條件為：f

22、 f p p 0 087 f 87 f 或或 f f p p 1 118 f18 f式中，式中，f f 零件的固有振動(dòng)頻率，取決于零件的質(zhì)量和零件的固有振動(dòng)頻率，取決于零件的質(zhì)量和 剛度剛度 f f p p 零件受激振源作用引起的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率零件受激振源作用引起的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率 機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求很多，但強(qiáng)度要求是所有機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求很多，但強(qiáng)度要求是所有零件都必須滿足的首要條件，而強(qiáng)度計(jì)算必需確定零件都必須滿足的首要條件，而強(qiáng)度計(jì)算必需確定作用于零件上的載荷和應(yīng)力。作用于零件上的載荷和應(yīng)力。一載荷和應(yīng)力的類型一載荷和應(yīng)力的類型一）載荷一）載荷靜載荷靜載荷 大小和方向均不隨時(shí)間變化的載荷大

23、小和方向均不隨時(shí)間變化的載荷變載荷變載荷 大小或方向隨時(shí)間變化的載荷大小或方向隨時(shí)間變化的載荷靜應(yīng)力靜應(yīng)力 大小和方向均不隨時(shí)間變化（或變大小和方向均不隨時(shí)間變化（或變 化極緩慢）的應(yīng)力化極緩慢）的應(yīng)力變應(yīng)力變應(yīng)力 大小和方向，或大小或方向隨時(shí)大小和方向，或大小或方向隨時(shí) 變化的應(yīng)力變化的應(yīng)力 二）應(yīng)力二）應(yīng)力0-4 0-4 機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算的基本知識(shí)機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算的基本知識(shí)2 2變應(yīng)力參數(shù)及典型變應(yīng)力變應(yīng)力參數(shù)及典型變應(yīng)力1 1）變應(yīng)力參數(shù)：）變應(yīng)力參數(shù)：最大應(yīng)力：最大應(yīng)力：maxmax 最小最小應(yīng)力：應(yīng)力：minmin應(yīng)力循環(huán)特征：用來(lái)表示應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)特征：用來(lái)表示應(yīng)力的變化情況變化情

24、況 =minmin/maxmax2 2）典型變應(yīng)力及應(yīng)力循環(huán)特征）典型變應(yīng)力及應(yīng)力循環(huán)特征平均平均應(yīng)力：應(yīng)力：2minmaxm2minmaxm應(yīng)力幅：應(yīng)力幅：maxmaxmminaat t圖圖 1-5 應(yīng)力類型應(yīng)力類型a）靜應(yīng)力：）靜應(yīng)力：= +1 變應(yīng)力特例變應(yīng)力特例b）非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力）非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 在（在（+1-1）間變化）間變化maxmaxmminaat tt t =常數(shù)常數(shù)c）對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力）對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力= -1t tamaxmaxmind）脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力）脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力= 0t taamaxmaxm二機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算二機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算一）零件的失效形式及強(qiáng)度條件式一）零件

25、的失效形式及強(qiáng)度條件式靜應(yīng)力作用下靜應(yīng)力作用下過(guò)載斷裂、塑性變形過(guò)載斷裂、塑性變形 變應(yīng)力作用下變應(yīng)力作用下疲勞破壞約占零件損壞事故疲勞破壞約占零件損壞事故 中中的的80% 80% 。 1 1零件失零件失 效形式效形式2 2零件強(qiáng)度條件式：零件強(qiáng)度條件式： = = limlim / / S S 材料的極限應(yīng)力材料的極限應(yīng)力安全系數(shù)安全系數(shù)二）極限應(yīng)力及安全系數(shù)確定方法二）極限應(yīng)力及安全系數(shù)確定方法 脆性材料制造的零件：脆性材料制造的零件：lim =b 塑性材料制造的零件：塑性材料制造的零件：lim =S 1 1靜應(yīng)力作用下靜應(yīng)力作用下 零件極限應(yīng)力零件極限應(yīng)力 2 2變應(yīng)力作用下零件極變應(yīng)力作

26、用下零件極限應(yīng)力限應(yīng)力 limlim = = NN疲勞極限疲勞極限1 1）疲勞極限）疲勞極限N 在給定應(yīng)力循環(huán)特征在給定應(yīng)力循環(huán)特征的條件下，經(jīng)的條件下，經(jīng) 過(guò)過(guò)N次循環(huán)后，材料不發(fā)生疲勞破壞時(shí)的最大應(yīng)力。次循環(huán)后，材料不發(fā)生疲勞破壞時(shí)的最大應(yīng)力。 2 2）疲勞極限）疲勞極限NN的決定的決定用疲勞曲線求得用疲勞曲線求得3 3）疲勞曲線）疲勞曲線表示表示應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N和疲勞極限和疲勞極限NN間的間的 關(guān)系曲線，其橫坐標(biāo)為關(guān)系曲線，其橫坐標(biāo)為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N，縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo)為疲疲 勞極限勞極限NN圖圖1-6 疲勞曲線疲勞曲線無(wú)限壽命區(qū)無(wú)限壽命區(qū)有限壽命區(qū)有限壽命區(qū)N0

27、N1N1N2N2NN NN0 圖中：圖中：N1、N2 N應(yīng)力循應(yīng)力循環(huán)次數(shù)環(huán)次數(shù)N = 60 n th 每轉(zhuǎn)受栽次數(shù)每轉(zhuǎn)受栽次數(shù)使用壽命（使用壽命（h）N1N1、N2N2 N N 對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于N N1 1、N N2 2 N N時(shí)材料有限壽命時(shí)材料有限壽命 疲勞極限疲勞極限 N N0 0 應(yīng)力循環(huán)基數(shù)，材料試驗(yàn)時(shí)規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，應(yīng)力循環(huán)基數(shù)，材料試驗(yàn)時(shí)規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，N N0 0的的具體數(shù)值隨材料性質(zhì)不同而變化，如中低碳鋼通常取具體數(shù)值隨材料性質(zhì)不同而變化，如中低碳鋼通常取N N0 0=10=106 610107 7。 疲勞極限（或稱持久疲勞極限），是疲勞極限（或稱持久疲勞極限），是對(duì)應(yīng)

28、于對(duì)應(yīng)于N N0 0時(shí)的時(shí)的疲勞疲勞極限。極限。-1-1、0 0、+1+1 均可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中根據(jù)材料牌號(hào)查出。均可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中根據(jù)材料牌號(hào)查出。 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（r/min）N1N1N2N2NN NN0 無(wú)限壽命區(qū)無(wú)限壽命區(qū)有 限 壽 命有 限 壽 命區(qū)區(qū)N04 4）用）用疲勞曲線求取疲勞曲線求取疲勞極限疲勞極限NN的方法的方法有限壽命區(qū)（有限壽命區(qū)（N NN N0 0) )疲勞曲線方程：疲勞曲線方程：m mrNnrNn N Nn n = = m mN = CN = C無(wú)限壽命區(qū)無(wú)限壽命區(qū)（NNNN0 0） 疲勞曲線方程：疲勞曲線方程： NN = = 疲勞極限：疲勞極限：k kN N = 1 = 1 ，NN = = rNmrrNKNN0n疲勞極限疲勞極限: :k kN N 壽命系數(shù)壽命系數(shù) 三）安全系數(shù)三）安全系數(shù)S S 安全系數(shù)的取值對(duì)零件的