1、精品課程（第二版）機(jī)械基礎(chǔ)系列電子講稿機(jī)械基礎(chǔ)系列電子講稿總策劃：吳鹿鳴概論概論螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接軸轂聯(lián)接軸轂聯(lián)接帶傳動帶傳動齒輪傳動齒輪傳動蝸桿傳動蝸桿傳動鏈傳動鏈傳動軸軸滑動軸承滑動軸承滾動軸承滾動軸承聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器和離合器 本課程中“設(shè)計”的含義是指機(jī)械裝置的實體設(shè)計，涉及零件的應(yīng)力、強(qiáng)度的分析計算，材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計，考慮加工工藝性、標(biāo)準(zhǔn)化以及經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境保護(hù)等。1 1 課程的性質(zhì)與任務(wù)課程的性質(zhì)與任務(wù)一、課程性質(zhì)一、課程性質(zhì) 機(jī)械設(shè)計是機(jī)械類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是初步掌握機(jī)械設(shè)計能力的必然環(huán)節(jié)。 機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的重要標(biāo)志。 大量地設(shè)計制造和廣泛采用

2、各種先進(jìn)的機(jī)器，可大大加強(qiáng)促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度加速我國的現(xiàn)代化建設(shè)。 機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重任。二、研究對象二、研究對象機(jī)械機(jī)構(gòu)：構(gòu)件間運動規(guī)律機(jī)器：轉(zhuǎn)換機(jī)械能，或用機(jī)械能作功。天然工具 簡單機(jī)器工業(yè)革命現(xiàn)代機(jī)器改革開放后：我國機(jī)械工業(yè)得到了長足發(fā)展。如：火車發(fā)展：蒸汽機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車電力機(jī)車磁浮列車（常導(dǎo)高溫超導(dǎo)）高速列車轎車發(fā)展：紅旗桑塔納、捷達(dá)、奧迪別克、本田、帕薩特機(jī)器組成：原動機(jī)傳動裝置工作機(jī)控制系統(tǒng)輔助系統(tǒng)（如儀表、照明等）轎車組成： 任何機(jī)器都是由許多零件組合而成的。部件：為完成同一使命而協(xié)同工作的許多零件的組合。零件：組成機(jī)器的不可拆的基本單元

3、（即制造的基本單元） 。如：滾動軸承 、聯(lián)軸器。用途專用零部件：只在一定類型機(jī)器中使用的零件，如曲軸。通用零部件：各種機(jī)器中普遍使用的零部件，如齒輪、螺栓。標(biāo)準(zhǔn)件：制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，并由專門工廠生產(chǎn)的零部件。 如：滾動軸承、螺栓等。三、任務(wù)三、任務(wù)1、通用機(jī)械零部件的設(shè)計計算。2、綜合運用本課程和其他先修課程的知識，設(shè)計機(jī)械傳動裝置 和一般機(jī)械。2 2 設(shè)計機(jī)器的基本原則與一般程序設(shè)計機(jī)器的基本原則與一般程序一、設(shè)計機(jī)器應(yīng)滿足的基本要求一、設(shè)計機(jī)器應(yīng)滿足的基本要求1、使用要求實現(xiàn)預(yù)定功能，工作可靠。2、經(jīng)濟(jì)性要求三方面：生產(chǎn)成本低、使用消耗小、維護(hù)費用低。措施：1）設(shè)計中采用“三化”零部件；標(biāo)準(zhǔn)

4、化、系列化、通用化2）應(yīng)用成熟的新技術(shù)、新材料。3）選用高效率設(shè)備，減少動力、燃料消耗。3、外觀造型要求顏色、造型4、環(huán)保要求噪音、廢氣、廢液。如：CNG汽車。二、機(jī)械設(shè)計的一般程序二、機(jī)械設(shè)計的一般程序機(jī)械設(shè)計是一個創(chuàng)新與借鑒相結(jié)合的過程，一般程序如下：設(shè)計任務(wù)調(diào)研總體設(shè)計技術(shù)設(shè)計 試制 投產(chǎn)試驗修改3 3 機(jī)械零件設(shè)計概述機(jī)械零件設(shè)計概述一、設(shè)計機(jī)械零件時應(yīng)滿足的基本要求一、設(shè)計機(jī)械零件時應(yīng)滿足的基本要求1、避免在預(yù)期壽命內(nèi)失效的要求（強(qiáng)度、剛度、壽命）；2、結(jié)構(gòu)工藝性要求（便于加工、裝配）；3、經(jīng)濟(jì)性要求（材料、加工方法、精度等級）；4、質(zhì)量小的要求（節(jié)約材料、慣性力）；5、可靠性要求；

5、二、設(shè)計方法二、設(shè)計方法1、理論設(shè)計1）根據(jù)使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。2）根據(jù)機(jī)器的工作要求，計算作用在零件上的載荷。名義載荷（F、P、T）：力學(xué)公式計算出的載荷。但：由于載荷作用的不平穩(wěn)性、分布的不均勻性等因素， 實際載荷大于名義載荷。載荷系數(shù)K 計算載荷(Fc、Pc、Tc)=載荷系數(shù)名義載荷3）選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀?）根據(jù)零件工作能力準(zhǔn)則，確定零件的主要尺寸兩種計算方法：a）設(shè)計計算：直接求出危險截面尺寸A。FA b）校核計算：其他方法初步設(shè)計 驗算。?AF5）畫零件圖。2、經(jīng)驗設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗關(guān)系式，用類比的方法所進(jìn)行的設(shè)計。如：箱體、傳動件個各結(jié)構(gòu)要素等3、模型實驗設(shè)計 把初步設(shè)計的零、

6、部件或機(jī)器作成小模型或小尺寸樣機(jī)進(jìn)行實驗。4 4 機(jī)械零件的工作能力和計算準(zhǔn)則機(jī)械零件的工作能力和計算準(zhǔn)則一、工作能力一、工作能力1、零件的工作能力零件完成一定功能并在預(yù)定使用期限內(nèi)不失效。2、失效零件喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計要求的性能。3、常見失效形式 破裂或塑性變形；彈性變形過大；表面磨損、膠合；打滑；聯(lián)接松動性。如：飛機(jī)、橋梁的風(fēng)洞實驗。零件工作承受載荷 載荷欲使零件失效零件據(jù)自身結(jié)構(gòu)、材料反抗失效反抗失效失效解決辦法：合理設(shè)計遵循設(shè)計準(zhǔn)則二、設(shè)計準(zhǔn)則二、設(shè)計準(zhǔn)則1、強(qiáng)度準(zhǔn)則強(qiáng)度：零件抵抗斷裂、塑變、疲勞破壞的能力。方法：1）或limSlimS2）limSSlimSSS安全系數(shù)，S1S：

7、安全，浪費材料S：經(jīng)濟(jì)，不安全2、剛度準(zhǔn)則剛度：抵抗彈性變形的能力。，yy機(jī)床主軸等彈性變形過大將影響加工精度。3、壽命準(zhǔn)則實際使用壽命大于或等于預(yù)期壽命，LL。4、溫升準(zhǔn)則tt三、載荷和應(yīng)力分類三、載荷和應(yīng)力分類1、載荷分類靜載荷：不隨時間變化或變化緩慢。動載荷：隨時間變化。2、應(yīng)力分類名義載荷與計算載荷。變應(yīng)力靜應(yīng)力：r=1t脈動循環(huán)：r=0t0對稱循環(huán)：r= -1t0非對稱循環(huán)t0循環(huán)特征：maxminr靜應(yīng)力只能由靜載荷產(chǎn)生，變應(yīng)力可能由變載荷或靜載荷產(chǎn)生。a0tt0a在變應(yīng)力下，零件的主要失效形式為：疲勞破壞2、靜態(tài)設(shè)計機(jī)械系統(tǒng)“動態(tài)設(shè)計”3、新設(shè)計方法：優(yōu)化設(shè)計可靠性設(shè)計逆向設(shè)計工

8、業(yè)設(shè)計等。4、設(shè)計技術(shù)發(fā)展：人工計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）AutoCAD、SolidEdge、UG、SolidWork、ProE等。5、機(jī)械產(chǎn)品本身的轉(zhuǎn)折：傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)電一體化、智能化。5 5 機(jī)械設(shè)計新發(fā)展機(jī)械設(shè)計新發(fā)展1、基礎(chǔ)理論：深化、擴(kuò)展學(xué)科交叉與整合（摩擦學(xué)、彈性流體動力潤滑理論、斷裂力學(xué)）6 6 課程安排與要求課程安排與要求一、課程安排一、課程安排68學(xué)時（講課、習(xí)題討論課、期中測試、實驗）1、實驗：掛牌實驗，由實驗室負(fù)責(zé)。2、課程大作業(yè)：3次。3、平時作業(yè)4、課程報告5、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計：3周，短學(xué)期進(jìn)行。二、要求二、要求1、實驗、大作業(yè)、平時作業(yè)不能缺，否則沒成績。2、課堂紀(jì)律3、良