机械j技术及设计 2

第1章总论§1-1本课程的研究对象和内容§1-2机械设计的基本要求和一般程序§1-3机械零件的强度§1-4常用机械工程材料和钢的热处理§1-5机械零件的结构和工艺性§1-1本课程的研究对象和内容一.机械的作用

:减轻体力劳动、改善劳动条件、提高二.常用术语例:内燃机、颚式破碎机1.机械:机器和机构的总称。2.机器:执行机械运动的装置，用来转换或传递能量、物料与信息。分:原动机、工作机3.机构：由构件以可动方式连接起来的、用来传递运动和力的构件系统。4.构件：机构中运动的单元体。由一个或一个以上

零件组成。例:内燃机、颚式破碎机例:曲轴和连杆5.零件：制造的单元体。分通用零件和专用零件。劳动生产率、改进产品质量。§1-2机械设计的基本要求和一般程序一.机械设计的基本要求三.机械设计的一般程序二.机械零件设计的基本要求§1-3机械零件的强度一.强度条件:二.载荷和应力类型1.载荷1)静载荷：2)变载荷：大小方向不随时间变化或变化缓慢的载荷。

大小和(或)方向随时间变化的载荷。2.应力三.许用应力和安全系数含碳量大于2%铁碳合金。抗拉强度低、韧性差，抗压强度高，具有良好的减摩性，用于制造结构复杂，对材料力学性能要求不高的零件.用于制造结构复杂、需要一定强度和韧性的零件，磨性好，强度较高。§1-4常用机械工程材料和钢的热处理1.钢：2.铸钢：3.铸铁：一.常用材料含碳量小于2%铁碳合金。4.有色金属：铜合金--耐腐、耐磨、导电热性能好。铝合金--强重比高、导电导热性能好5.非金属材料：塑料、橡胶、尼龙，做皮带、密封圈等。二.钢的热处理§1-5机械零件的结构和工艺性零件的结构工艺性:零件的结构结构在满足使用要求的前提下，能够经济、方便地制造出来。一.便于制造毛坯。例1.零件结构与毛坯制造方法相适应。例2.铸件壁厚要均匀。例3.铸件壁厚变化处要逐渐过渡。例4.自由锻件毛坯形状要简单。例5.焊接件力求减小焊接应力和变形、方便。二.便于切削加工。三.便于装拆和维修。1.钢1.钢：含碳量小于2%铁碳合金。1)按用途分2)按成分分结构钢:制造机械零件、工程结构。工具钢:用于模具、刃具、量具。特殊性能钢：耐热钢、不锈钢等。碳素钢：一般碳含量低于1.35%，有少量杂质的铁碳合金。

合金钢：在碳钢中加入一种或几种合金元素的钢。碳素钢：低碳钢：含量碳

0.25%中碳钢：0.25<含量碳

0.6%高碳钢：含量碳>0.6%二.钢的热处理1.退火：消除内应力、降低硬度、提高韧性。2.正火：消除内应力、降低硬度、提高韧性。

用于载荷平稳，一般用途。3.淬火+低温回火:减小了内应力、并保持高硬度。中温回火:硬度降低、弹性增加。4.表面热处理：变形小，改善零件的表面性能。高温回火(调质)：具有综合机械性能。表面淬火：用于中碳钢，表面硬，耐磨。表面化学处理：渗碳、氮等，使表面硬，耐磨、耐腐等。一.机械设计的基本要求1.实现预期的功能，工作可靠2.经济性要求：体现在设计+制造+使用保养3.操作方便、运行安全：4.标准化：例：手柄：数量+高低+转向+驱动力链条传动:安装防护罩。5.其它要求：例：噪声低、色彩协调、密封等。重量（飞机）、精度（机床）、运输方便（大型机器），安装与拆卸（流动使用机器：起重机）。提高质量、降低成本，缩短设计周期便于维修。二.机械零件设计的基本要求1.强度：零件在载荷作用下抵抗断裂或塑性变形的能力。2.刚度：零件在载荷作用下抵抗变形的能力。3.耐磨性：零件在载荷作用下相对运动的两表面接触面的抗磨损能力。例：齿面磨损4.耐热性：高温会改变材料的力学性能、同时出现蠕变、降低零件精度。三.机械设计的一般程序提出任务分析要求编制设计任务书方案设计确定设计任务从多种方案中选出最佳方案技术设计设计总装图零件图说明书样机试制2.应力大小方向不随时间变化或变化缓慢的应力。1)静应力：2)循环变应力：大小和(或)方向随时间周期性变化的应力。(1)对称循环变应力(2)脉动循环变应力(3)非脉动循环变应力平均应力：sm=(smax+smin)/2应力幅：sa=(smax-smin)/2循环特征：g=smin/smax三.许用应力和安全系数许用应力：等效应力允许达到的最大值。[s]=slim/s1.极限应力：根据强度准则、材料性质和应力种类所选择的机械性能极限值slim。2.安全系数：综合考虑材料力学性能的离散性、计算方法的可靠性、零件的重要性等确定。

在保证安全可靠的情况下，选取尽可能小的安全系数。例汽缸体火塞连杆曲轴齿轮齿轮凸轮进气阀推杆内燃机破碎机机架偏心轴动颚衬板静颚(机架)飞轮带轮连杆体连杆盖轴瓦轴瓦轴瓦螺栓螺母开口销连杆曲轴通用零件轮齿磨损，齿厚变薄轮齿折断塑性变形极限应力FF静应力例.拉压杆变应力：脆性材料：sB--强度极限塑性材料：sS--屈服极限srN--疲劳极限sSsBsesesB安全系数的确定原则:3.材质均匀取

值,反之取

值。2.脆性材料、变应力，取

值。1.静应力、塑性材料，取

值。4.载荷计算精度高，取

值，反之取

值。5.零件重要，取

值，反之取

值。小小大大小大大小零件结构与毛坯制造方法相适应分别用铸造、锻造、焊接制造的连杆，结构不同铸造自由锻造焊接铸件壁厚要均匀厚壁处形成缩孔×

铸件壁厚变化处要逐渐过渡壁厚过渡过渡圆弧自由锻件毛坯形状要简单圆锥体不易锻造两圆体相交处不易锻造加强筋处不易锻造凸台不易锻造力求减小焊接应力、变形、焊接方便焊缝集中焊接应力大焊缝集中焊接应力大焊缝不对称焊接变形大空间小焊接不