机械基础课程内容

演讲人：日期：机械基础课程内容目录CONTENTS02.04.05.01.03.06.机械传动基础机械零件的强度与刚度机械连接机械制造工艺基础轴系零件机械系统设计与分析01机械传动基础带传动的特点与应用特点带传动具有结构简单、传动平稳、造价低廉、缓冲吸振等特点，适用于两轴中心距较大的传动场合。应用优缺点分析广泛应用于各类机械中，如传动装置、输送装置、升降装置等，特别是在一些功率较小、传动比要求不高的场合更为常见。带传动虽然传动平稳，但传动比不准确，且传动效率较低，易打滑，需保持适当的张紧力。123链传动的特点与应用特点链传动具有传动比准确、传动效率高、承载能力大、适应性强等特点，适用于传动比要求准确、功率较大的场合。030201应用主要用于传动精度要求较高、功率较大的机械中，如机床、摩托车、自行车等。优缺点分析链传动虽然传动比准确，但传动不平稳，易产生冲击和振动，且链条磨损较大，需定期润滑和维护。齿轮传动具有传动比准确、传动效率高、结构紧凑、承载能力大等特点，是机械传动中应用最广泛的一种传动方式。齿轮传动的特点与应用特点广泛应用于各种机械中，如减速器、汽车变速器、机床传动系统等，特别是在传动比要求准确、功率较大的场合更为常见。应用齿轮传动虽然具有许多优点，但制造和安装精度要求较高，且磨损和噪声较大，需定期润滑和维护。同时，对于传动距离较远的场合，需通过多级齿轮传动来实现，增加了系统的复杂性和成本。优缺点分析02机械连接键连接的类型与特点平键连接结构简单、装拆方便、对中性好，适用于传递较大扭矩和交变载荷的场合。平键连接楔键连接的轴和轮毂上的键槽为楔形，工作时靠键的楔面传递扭矩，适用于传递较大扭矩和需要紧轴的场合。花键连接多齿受力，承载能力高，对轴的削弱弱，适用于传递较大扭矩和定心精度要求高的场合。楔键连接切向键连接由两个楔形斜面组成，工作时靠键的切向分力传递扭矩，适用于轴径较大、对中性要求不高的场合。切向键连接01020403花键连接普通螺纹是最常见的螺纹类型，牙型角为60度，分为粗牙和细牙两种，适用于一般连接。梯形螺纹的牙型为梯形，具有传动效率高、工艺性好、牙根强度高、对中性好等优点，常用于传动螺旋。矩形螺纹的牙型为矩形，传动效率最高，但牙根强度较低，常用于传动件的固定，如机床丝杠与螺母的连接。锯齿形螺纹的牙型为锯齿形，只适用于单向受力，具有防松能力，常用于紧固件和薄壁零件的连接。螺纹连接的基本类型与参数普通螺纹梯形螺纹矩形螺纹锯齿形螺纹螺纹连接在装配时要预先拧紧，以增大摩擦力、防止零件在振动和冲击下松动。常用的预紧方法有控制扭矩法、控制伸长量法和控制转角法。预紧为防止螺纹连接在工作中自动松脱，需采取防松措施。常见的防松方法有利用摩擦防松、利用机械原理防松和采用永久止动防松。利用摩擦防松包括涂胶、加垫片等；利用机械原理防松包括弹簧垫圈、止动垫片等；采用永久止动防松包括冲点、铆接等。防松螺纹连接的预紧与防松措施03轴系零件轴的分类与结构设计按承载类型分类心轴、转轴和传动轴。按轴线形状分类直轴、曲轴和挠性轴。轴的结构设计包括轴的结构形式、轴上零件的定位与固定、轴的强度与刚度计算等。轴的材料选择一般采用碳素钢、合金钢，也可根据需要采用铸铁、有色金属或非金属材料。滚动轴承的类型与应用滚动轴承的主要类型包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承和推力球轴承等。滚动轴承的选择与应用滚动轴承的失效形式与预防措施根据轴承的承载能力和转速要求，选择合适的轴承类型；同时考虑轴承的润滑、密封和安装要求。常见的失效形式包括疲劳剥落、磨损、塑性变形和断裂等，可通过选择合适的轴承、合理润滑和定期检查等措施进行预防。123滑动轴承的类型与应用滑动轴承的主要类型包括径向滑动轴承和推力滑动轴承，以及液体润滑轴承和固体润滑轴承等。030201滑动轴承的特点与应用具有承载能力强、耐冲击、运转平稳等特点，广泛应用于低速重载或高精度机械中。滑动轴承的材料与润滑常用的轴承材料有铜合金、铝合金、铸铁和多孔质金属材料等；润滑方式包括油润滑和脂润滑，应根据具体情况进行选择。04机械零件的强度与刚度通过对应力分布的分析，确定零件在静载荷作用下的应力集中部位和最大应力值。基于材料的抗拉强度、屈服强度等参数，建立强度判据，评估零件是否满足安全要求。考虑零件受力平衡条件，利用力的平衡原理计算零件各部分的内力和应力。研究零件在复杂载荷作用下的应力状态，如平面应力状态、三向应力状态等。静强度计算方法应力分析强度判据受力平衡应力状态疲劳强度计算方法疲劳极限基于材料的疲劳极限参数，评估零件在交变载荷作用下的疲劳寿命。02040301疲劳累积损伤基于疲劳累积损伤理论，评估零件在多级交变载荷作用下的疲劳寿命。疲劳曲线建立材料的疲劳曲线（S-N曲线），描述应力与疲劳寿命之间的关系。影响疲劳强度的因素分析材料的强度、韧性、表面质量、残余应力等因素对疲劳强度的影响。接触强度计算方法赫兹接触理论基于赫兹接触理论，计算零件在接触应力作用下的局部变形和应力分布。接触应力计算根据零件的材料特性、接触几何形状和载荷情况，计算接触表面的应力分布。接触疲劳寿命评估零件在重复接触应力作用下的疲劳寿命，提出预防接触疲劳的措施。润滑与接触强度研究润滑对接触强度的影响，提出合理的润滑方式和润滑剂选择建议。05机械制造工艺基础铸造工艺过程包括模型制作、造型、制芯、熔炼金属、浇注、落砂、清理和检验等环节。铸造材料铸铁、铸钢、有色合金等是常见的铸造材料，不同材料具有不同的铸造性能和用途。铸造优缺点铸造可以生产形状复杂、大型且接近最终形状的零件，成本低廉；但铸件内部易产生气孔、缩松等缺陷，力学性能较低。铸造定义与分类铸造是将熔融的金属液体倒入模具中，经冷却凝固后得到一定形状和性能的金属制品的过程。主要分为砂型铸造和特种铸造两大类。铸造工艺基础锻造定义与分类锻造是通过塑性变形的方式将金属材料加工成所需形状和尺寸的工艺过程。主要分为自由锻和模锻两种。锻造优缺点锻造能够改善金属的组织结构，提高材料的力学性能和可靠性；但锻造成本较高，且对操作工人的技能要求较高。锻件应用锻造工艺在汽车、航空航天、能源等领域有广泛应用，如曲轴、连杆、叶片等重要零件。锻造工艺过程包括加热、锻打、冷却和热处理等环节。加热温度、变形程度和冷却速度对锻件性能有重要影响。锻造工艺基础01020304焊接工艺基础焊接是通过加热或加压等方式使两个或多个金属接头达到原子结合的一种工艺方法。主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。焊接定义与分类包括焊接准备、焊接、焊后处理等环节。焊接质量受焊接材料、焊接参数、接头形式等多种因素影响。焊接工艺广泛应用于建筑、桥梁、船舶、压力容器等工程领域，是现代工业制造中不可或缺的重要工艺方法。焊接工艺过程焊接工艺灵活、成本低，可以实现不同材料、形状和尺寸的连接；但焊接接头易产生应力集中和焊接变形，影响结构性能。焊接优缺点01020403焊接应用06机械系统设计与分析机械系统配置方法功能性配置根据机械系统的功能需求，选择并配置相应的零部件和组件。可靠性配置根据机械系统的可靠性要求，选择可靠性高、寿命长的零部件和组件。经济性配置在满足功能和可靠性的前提下，选择成本较低的零部件和组件。可维护性配置考虑机械系统的易维护性和可维修性，选择易于更换和维修的零部件和组件。包括齿轮传动、链传动、带传动等，考虑传动比、效率、承载能力等因素。根据机械系统的功能需求和工作环境，设计合理的结构形式和尺寸。包括电气控制、液压控制、气动控制等，确保机械系统能够按照预期进行工作。考虑机械系统的制造过程和工艺要求，确保设计出的机械系统能够制造出来。典型机械系统设计方法传动系统设计结构设计控制系统设计制造工艺设计01020304利用