机械设计基础第四到第九章

机械设计基础第四到第九章目录机械设计概述机械零件材料机械零件的制造工艺机械传动系统设计轴的设计与计算轴承的设计与选择联轴器与离合器弹簧与减震器01机械设计概述机械设计涉及的领域广泛，包括航空航天、汽车、农业、能源等。机械设计的主要任务是根据使用要求，设计和优化机械系统的性能、结构、材料、制造工艺等。机械设计是将机械原理、力学、材料科学、制造技术等多个学科知识综合应用于设计各种机械系统的过程。机械设计的基本概念机械设计是制造业的核心环节，是产品开发的关键步骤。优良的机械设计可以提高产品的性能、可靠性、安全性、寿命和生产效率。机械设计的发展水平直接影响到一个国家的工业水平和综合国力。机械设计的重要性确保设计的机械系统能够实现所需的功能。功能性原则在满足功能要求的前提下，尽量降低成本。经济性原则保证机械系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。可靠性原则确保机械系统在使用过程中不会对人员和环境造成危害。安全性原则机械设计的基本原则02机械零件材料常用的金属材料，具有高强度、良好的韧性和耐磨性，广泛用于制造机械零件和结构件。钢铁铜及铜合金铝及铝合金具有良好的导热、导电性能，常用于制造电线、电缆、散热器和装饰件等。质轻、耐腐蚀，广泛用于航空、汽车和建筑等领域。030201金属材料具有良好的耐腐蚀、绝缘、质轻和耐磨等特性，广泛应用于电子、汽车和航空等领域。工程塑料具有弹性好、耐油、耐腐蚀等特性，常用于制造密封件、减震器和输送带等。橡胶具有高硬度、高耐磨、耐高温等特性，常用于制造轴承、刀具和燃气具等。陶瓷非金属材料碳纤维复合材料由碳纤维和有机高分子材料复合而成的复合材料，具有高强度、轻质、耐高温等特点。金属基复合材料以金属为基体，与非金属纤维或晶须复合而成的复合材料，具有高强度、高刚性和良好的耐磨性等特点。玻璃钢由玻璃纤维和有机高分子材料复合而成的复合材料，具有轻质、高强、耐腐蚀等特点。复合材料根据机械零件的工作条件选择材料，如载荷、速度、温度和腐蚀等。考虑材料的工艺性能和经济性，如可加工性、成本和资源丰富程度等。考虑环保和可持续发展要求，优先选择可再生和可回收利用的材料。材料的选择03机械零件的制造工艺利用砂型生产铸件的工艺，适用于各种类型铸件的生产。砂型铸造包括金属型铸造、压力铸造、离心铸造和熔模铸造等，适用于特定类型铸件的生产。特种铸造包括浇注温度、浇注速度、模具温度等，对铸件的质量和性能有重要影响。铸造工艺参数铸造工艺

锻造工艺自由锻造通过手工或简单工具对金属坯料进行打坯和修整，以制成所需形状和尺寸的锻件。模锻在金属模具中通过压力或冲击力使金属坯料变形，以制成所需形状和尺寸的锻件。锻造工艺参数包括坯料温度、变形程度、锤击速度等，对锻件的质量和性能有重要影响。熔化焊通过加热使金属达到熔化状态，再通过填充材料将熔化的金属连接起来。压力焊通过施加压力使金属连接在一起，如电阻焊和摩擦焊等。焊接工艺参数包括焊接电流、焊接速度、焊接材料等，对焊接质量和性能有重要影响。焊接工艺123利用车床对工件进行切削加工，以获得所需形状和尺寸。车削加工利用铣床对工件进行切削加工，以获得所需形状和尺寸。铣削加工包括切削速度、进给量、切削深度等，对加工质量和效率有重要影响。切削加工工艺参数切削加工工艺04机械传动系统设计03齿轮精度根据工作要求，选择合适的精度等级，确保传动平稳、准确。01齿轮类型直齿、斜齿、锥齿等，根据工作条件和要求选择合适的类型。02齿轮材料考虑强度、耐磨性、耐腐蚀性等因素，选择合适的材料。齿轮传动设计带轮材料考虑强度、耐磨性、耐腐蚀性等因素，选择合适的材料。带张紧力保持适当的带张紧力，确保带传动的稳定性和寿命。带类型平带、V带、多楔带等，根据工作条件和要求选择合适的类型。带传动设计链类型考虑强度、耐磨性、耐腐蚀性等因素，选择合适的材料。链轮材料链张紧力保持适当的链张紧力，确保链传动的稳定性和寿命。滚子链、齿形链等，根据工作条件和要求选择合适的类型。链传动设计阿基米德蜗杆、法向蜗杆等，根据工作条件和要求选择合适的类型。蜗杆类型考虑强度、耐磨性、耐腐蚀性等因素，选择合适的材料。蜗轮材料合理设计润滑和散热系统，确保蜗杆传动的效率和使用寿命。润滑与散热蜗杆传动设计05轴的设计与计算转轴、心轴和传动轴按承载情况分类直轴、曲轴和挠性轴按形状分类铸造轴、锻造轴、焊接轴和组合轴按制造工艺分类轴的分类与结构碳钢、合金钢、铸铁、有色金属等常用材料根据工作载荷、转速和制造工艺要求等因素综合考虑选择原则轴的材料与选择根据扭矩、弯矩和剪切力等载荷进行计算，确保安全系数满足要求静强度计算考虑交变载荷的影响，采用疲劳强度系数或安全系数进行校核疲劳强度计算轴的强度计算确保轴在工作过程中不发生过大变形，影响正常运转根据轴的弯曲变形、扭转变形和热变形等因素进行计算，确保满足刚度要求轴的刚度计算刚度计算刚度要求06轴承的设计与选择滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，具有高精度、高转速和低摩擦的优点。滑动轴承分为轴瓦和轴颈，具有承载能力大、运行稳定的特点。轴承的类型与结构钢高强度、耐磨性好，适用于高负荷和高温环境。铜合金摩擦系数低、导热性好，适用于中低负荷和常温环境。塑料重量轻、价格低，适用于轻载和低速环境。轴承的材料与选择油润滑01通过润滑油在轴承表面形成油膜，减少摩擦和磨损。脂润滑02通过润滑脂在轴承表面形成脂膜，具有较好的抗水和防尘性能。密封装置03防止灰尘、水分和其他杂质进入轴承内部，保持轴承的正常运行。轴承的润滑与密封07联轴器与离合器联轴器的类型与结构刚性联轴器主要用于两轴间无相对位移或相对位移较小的场合，包括凸缘联轴器、夹壳联轴器和十字滑块联轴器等。弹性联轴器具有缓冲减震功能，主要用于两轴间有较大相对位移的场合，包括弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器和梅花形弹性联轴器等。挠性联轴器利用弹性元件传递扭矩，具有较好的缓冲减震性能和一定的调节补偿能力，包括轮胎式联轴器和滑块联轴器等。膜片联轴器由几组膜片用螺栓连接而成，具有较高的弹性、阻尼和补偿能力，适用于高速、重载和高温等场合。由两个半圆形的牙嵌组成，通过牙的啮合或脱开实现离合作用，包括直齿牙嵌式和斜齿牙嵌式两种。牙嵌式离合器摩擦式离合器安全离合器超越离合器利用摩擦力传递扭矩，具有结构简单、紧凑、操作方便等优点，包括圆盘摩擦式和圆锥摩擦式两种。在过载时自动打滑，防止设备受到损坏，包括滚珠安全离合器和弹簧安全离合器等。只允许单向传递扭矩，具有较高的传递效率和可靠性，常用于分电器、发电机和减速器等场合。离合器的类型与结构根据工作条件选择合适的联轴器或离合器类型，如载荷大小、转速高低、是否需要缓冲减震等。根据安装尺寸和空间限制选择合适的联轴器或离合器型号。根据经济成本选择合适的联轴器或离合器，在满足性能要求的前提下，尽量降低成本。根据维护方便性选择合适的联轴器或离合器，如易于更换、维修方便等。01020304联轴器与离合器的选择与应用08弹簧与减震器螺旋弹簧由金属线绕制成螺旋形状，常见于汽车悬挂系统和座椅弹簧。钢板弹簧由多片弯曲的钢板叠加而成，主要用于卡车和大型车辆的悬挂系统。扭杆弹簧由长杆扭成弹簧状，用于平衡或减震，常见于汽车门铰链和车窗升降器。橡胶弹簧由橡胶材料制成，具有较好的缓冲和减震性能，常用于设备隔振。弹簧的类型与结构金属弹簧常用钢材、铜合金、不锈钢等金属材料制成，具有较好的弹性、强度和耐腐蚀性。非金属弹簧常用