機(jī)械工程基礎(chǔ)（第三版）

李鐵成孟逵主編普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材高等教育出版社機(jī)械工程材料緒論第一章機(jī)械工程材料第二章物體的受力分析與平衡第三章桿件受力變形及其應(yīng)力分析第四章極限與配合第五章常用機(jī)構(gòu)第六章機(jī)械傳動第七章軸系零部件和連接零件第八章液壓傳動第九章鑄造、塑性成形與焊接第十章金屬切削加工與機(jī)械裝配0-1機(jī)械的概念與組成0-2機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述0-3本課程的性質(zhì)、目的和學(xué)習(xí)方法

緒論0.1機(jī)械的概念與組成機(jī)械機(jī)器機(jī)構(gòu)機(jī)器構(gòu)件機(jī)構(gòu)零件機(jī)器的組成：1、原動機(jī)2、工作部分3、傳動部分1)改變運(yùn)動速度2)轉(zhuǎn)換運(yùn)動形式機(jī)器的基本組成要素機(jī)器的特征：1）是人為的實物組合；2）具有確定相對運(yùn)動；3）用來代替或減輕人類的勞動，完成機(jī)械功、轉(zhuǎn)換能量或處理信息。機(jī)構(gòu)的特征：1）是人為的實物組合；2）具有確定相對運(yùn)動。機(jī)械的概念與組成１電動機(jī)２聯(lián)軸器３制動器４減速器５聯(lián)軸器６卷筒７鋼絲繩

構(gòu)件：可以是單一的零件，也可以是多個零件剛性地聯(lián)接在一起作為一個整體而運(yùn)動。構(gòu)件和零件——

機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動單元。構(gòu)件機(jī)械的概念與組成零件

——組成構(gòu)件的每一個制造單元。機(jī)械的概念與組成機(jī)械零件通用零件專用零件—水輪機(jī)葉片、活塞、曲軸傳動件聯(lián)接件支承件其它—齒輪、蝸桿、帶、鏈—螺栓、鍵、花鍵—軸、軸承—聯(lián)軸器、彈簧、機(jī)架機(jī)械的概念與組成傳動零件軸系零件聯(lián)接零件附件機(jī)架機(jī)械的概念與組成0.2.1機(jī)械設(shè)計概述任務(wù)：使所設(shè)計的機(jī)器和機(jī)械零件滿足預(yù)定要求

機(jī)器應(yīng)首先滿足預(yù)定功能的要求，即在預(yù)期壽命內(nèi)能高效率地完成其全部職能。在此前提下，機(jī)器還應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性要求，即設(shè)計和制造的成本低、重量輕、體積小、易加工等。此外，機(jī)器必須安全可靠，操作維修方便，造型美觀，噪聲低，以改善勞動條件。還要特別強(qiáng)調(diào)的是，隨著人們對社會環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，要求所設(shè)計的產(chǎn)品在制造、使用乃至報廢的全過程中，盡量減少對資源的消耗和環(huán)境的污染，且便于回收利用0.2機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述1.機(jī)械零件的工作能力準(zhǔn)則失效含義：機(jī)械零件由于某些原因而不能正常工作失效形式：斷裂、過量變形、表面損傷磨損、腐蝕、表面疲勞工作能力準(zhǔn)則：為防止零件產(chǎn)生各種可能的失效而制定的計算該零件工作能力所應(yīng)依據(jù)的基本原則

機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述強(qiáng)度準(zhǔn)則剛度準(zhǔn)則壽命和可靠性準(zhǔn)則振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則強(qiáng)度是指零件在載荷（力）作用下，抵抗斷裂和塑性變形的能力，它是機(jī)械零件首先應(yīng)滿足的基本要求。強(qiáng)度準(zhǔn)則為零件中單位面積上的力（即應(yīng)力σ）小于或等于所允許的限度（即許用應(yīng)力［σ］）

機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述強(qiáng)度準(zhǔn)則σ≤［σ］

剛度準(zhǔn)則剛度是機(jī)械零件受載后抵抗彈性變形的能力。剛度準(zhǔn)則為零件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形量y小于或等于機(jī)器工作時所允許的變形極限值，即許用變形量［y］

y≤［y］

影響零件壽命主要因素：磨損、腐蝕和疲勞。按磨損和腐蝕計算壽命，目前尚無實用的計算方法和數(shù)據(jù)。關(guān)于疲勞壽命，通常以求解使用壽命時的疲勞極限作為計算依據(jù)?？煽啃允潜ＷC機(jī)器或零件正常工作的關(guān)鍵?？煽啃缘亩砍叨仁强煽慷?，它是指機(jī)器或零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，無故障地完成規(guī)定功能的概率。

機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述壽命和可靠性準(zhǔn)則振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則振動：零件發(fā)生周期性變形的現(xiàn)象失去振動穩(wěn)定性：當(dāng)機(jī)器或零件的自振頻率與周期性干擾力的頻率相等或成整倍數(shù)關(guān)系時，就會發(fā)生共振振動穩(wěn)定性：在設(shè)計時必須使零件的自振頻率遠(yuǎn)離干擾力頻率，以避免產(chǎn)生共振。為此，可用增加或減少零件的剛度、增添彈性零件等辦法解決。2.機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)工藝性：在既定的生產(chǎn)條件下能方便而經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出來，并便于裝配成機(jī)器的特性。零件結(jié)構(gòu)工藝性包括：毛坯工藝性、切削工藝性、熱處理工藝性和裝配工藝性。結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求

機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述（１）合理選擇零件的毛坯材料種類和成形方法（２）零件的結(jié)構(gòu)要簡單合理（３）規(guī)定合理的精度及表面粗糙度3.機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)：就是由一定的權(quán)威組織，對經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和科學(xué)中重復(fù)出現(xiàn)的技術(shù)語言和技術(shù)事項，以及產(chǎn)品的品種、質(zhì)量、度量、方法等方面，規(guī)定出來的統(tǒng)一技術(shù)準(zhǔn)則，它是各方面應(yīng)共同遵守的技術(shù)依據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)化：制定標(biāo)準(zhǔn)和使用標(biāo)準(zhǔn)

我國標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、部頒標(biāo)準(zhǔn)（專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等三級。我國已是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和世界貿(mào)易組織（WTO）成員，出口產(chǎn)品應(yīng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的意義

機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述4.機(jī)械零件設(shè)計的一般步驟１）根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。２）擬定零件的計算簡圖，計算作用在零件上的載荷。３）根據(jù)零件的工作條件，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾蜔崽幚矸椒ā＃矗└鶕?jù)零件可能的失效形式確定計算準(zhǔn)則，根據(jù)計算準(zhǔn)則進(jìn)行計算，確定出零件的基本尺寸。５）根據(jù)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化等原則，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。６）繪制零件工作圖，寫出計算說明書。

機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述5.機(jī)械設(shè)計新方法（現(xiàn)代設(shè)計方法）簡介現(xiàn)代設(shè)計方法特點：程序性、創(chuàng)造性、系統(tǒng)性、優(yōu)化性、綜合性以及將計算機(jī)輔助設(shè)計全面引入設(shè)計中

常見現(xiàn)代設(shè)計方法（1）計算機(jī)輔助設(shè)計（2）優(yōu)化設(shè)計（3）可靠性設(shè)計

機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述0.2.2機(jī)械制造概述將設(shè)計好的機(jī)器和機(jī)械零件，經(jīng)過試制和全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析鑒定后，投入生產(chǎn)進(jìn)行機(jī)械制造。制造過程通常是利用鑄造、塑性成形、焊接、切削加工、特種加工等工藝方法，得到所需的零件。為了改善零件的某些性能，在零件制造過程中，常需進(jìn)行相應(yīng)的熱處理。最后將制成的各種零件進(jìn)行裝配和調(diào)試，即成為機(jī)器。任何一種機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，大都可分為毛坯制造、零件的機(jī)械加工和裝配試驗三個階段。機(jī)械加工工藝是獲得一定形狀、尺寸和精度的零件的主要手段，它是各種機(jī)械生產(chǎn)過程的中心問題和決定性環(huán)節(jié)。0.2機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述

機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造概述0.3.1本課程的性質(zhì)和目的“機(jī)械工程基礎(chǔ)”是一門關(guān)于機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課程為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行、不斷地改進(jìn)工藝和提高技術(shù)水平，各種專業(yè)的工程技術(shù)人員都必須掌握有關(guān)機(jī)械方面的基本知識。0.3本課程的性質(zhì)、目的和學(xué)習(xí)方法0.3.2本課程的學(xué)習(xí)方法介紹著眼于分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。2、掌握機(jī)械設(shè)計的特點解的不唯一性和設(shè)計過程的反復(fù)性。1、不死記公式，理解并掌握基本概念3、掌握零件設(shè)計時的共性工作原理、結(jié)構(gòu)、類型、應(yīng)用場合受力分析、失效形式設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計計算