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机械设计基础 ————第四版 第一章 绪论 §1-1 机器的组成和本课程研究的内容 §1-2 机械零件的常用材料 §1-3 机械零件的工作能力和计算准则 §1-4 机械零件结构设计的基本要求和“三化” §1-5 平面机构的运动简图 §1-6 平面机构具有确定运动的条件 1-1机器的组成和本课程研究的内容 一、基本概念 1.机器特征 （1）都是人为的实物组合； （2）组成机器的各实物之间具有确定的相对运动； （3）能实现能量转换或完成有用的机械功。 2.机构特征 （1）都是人为的实物组合，由多个构件组成； （2）组成机构的各构件之间具有确定的相对运动； （3）能完成有效的机械功； （4）定义：两个或两个以上的构件通过活动连接以实现规定运动的构件组合。 3.机械：机器与机构的总称 4.构件：机器或机构中最小的运动单元 5.零件：机器或机构中最小的制造单元 6. 之间的 7.机器的组成 1-2机械零件的常用材料 1-3机械零件的工作能力和计算准则 一、强度 1.名义载荷与计算载荷 2.强度条件 1-4机械零件结构设计的基本要求和“三化” 一、机械零件结构设计的基本要求 1.构型简单 2.工艺性好 3.受力合理 4.充分利用不同材料的性能 5.工作可靠 6.安全性高 二、标准化、系列化和通用化 “三化”是我国现行的很重要的一项技术政策，其程度的高低也常是评定产品质量的指标之一。 1-5平面机构的运动简图 1-6平面机构具有确定运动的条件 关系： 零件 构件 机构 机器 组成 组成 组成 机械 原动机 执行部分 传动部分 辅助部分 控制部分 8.实例：颚式破碎机 二、本课程研究的内容 主要研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。同时还简要介绍与本课程有关的国家标准、规范以及一些标准零件、部件的选用原则。 碳素钢 合金钢 铸钢 碳素结构钢：用于受力不大且基本上是承受静载荷的零件 优质碳素结构钢： 用于受力较大，且受变载荷或冲击载荷的零件 普通低合金钢 合金结构钢：常用 合金工具钢 特殊合金钢 碳素铸钢 合金铸钢 通常只用于制造重要的或具有特殊性能要求的零件 钢 制造承受重载荷的大型零件或形状复杂、力学性能要求较高的零件，如联轴器等 铸铁 灰铸铁：用于制造受压状态下的零件 球墨铸铁：可用来制造曲轴、齿轮等，成本低于锻钢件 铜合金 黄铜：制造管件、散热器、垫片以及化工、船用等零件 青铜： 普通青铜：制造蜗轮、对开螺母、滑动轴承中的轴瓦等 特殊青铜：制造蜗轮、在蒸汽和海水条件下工作的齿轮等 非金属材料：橡胶、塑料、皮革、陶瓷、木材、纸板等 复合材料：两种或两种以上的金属或非金属材料复合而成的新型材料 式中，s、t分别是危险截面处的最大正应力和切应力，是按照计算载荷 计算的应力； 、 分别是材料的许用正应力和切应力。 3.许用应力 , , 式中， 、 分别是材料的极限正应力和切应力； 是安全系数； 式中， 是考虑载荷及应力计算的准确性系数； 是考虑材料的均匀性系数 二、接触强度 1.在接触应力作用下的零件的强度称为接触强度，属于表面强度。 2.强度条件 ， 式中， 是材料的许用接触应力； 是试验材料的接触疲劳强度极限； 是接触疲劳强度安全系数，可取 等于1或稍大于1。 3.刚度条件 ， ， 式中， 分别是零件工作时的挠度、转角和扭角； 、 、 、 、 是 相应的许用挠度、转角和扭角。 4.耐磨性 磨损过程 磨合磨损阶段 稳定磨损阶段 剧烈磨损阶段 磨损的基本类型 磨粒磨损 粘着磨损 表面疲劳磨损 腐蚀磨损 减少磨损的措施 选取减磨性和耐磨性好的材料 对摩擦表面进行润滑 进行耐磨性计算 提高零件的加工精度和表面质量 一、运动副及其分类 概念：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接 机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目 类型： 1. 低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。 （1）转动副? （或铰链） ??? 两构件只能在一个平面内作相对转动 限制两个自由度： （两个移动） 保留一个自由度 （转动） （2）移动副 ??? 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。?????? 限制两个自由度： （一个移动，一个转动） 保留一个自由度 （移动 ） 2.高副 ?? 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 限制一个自由度： （一个移动） 保留两个自由度