第一章概论
第一节绪论
第二节机械零件材料学基础
第三节机械设计中的摩擦学基础
第一节绪论
一、课程的内容、性质和任务
二、机械设计的一般过程简介
三、机械零件的设计准则
一、课程的内容、性质和任务
1.课程内容
2.课程性质
3.课程任务
具体研究内容研究机械中常用机构和通用机械零部件（各种机械中普遍使用的零部件）的工作原理、结构特点、基本设计理论和设计方法。机器若干个机构组合而成的具有确定运动的运动装置，能实现能量的转化或传递能量、物料或信息，实现预
期的工作。如内燃机、电动机、起重汽车、金属切削机床、电话机和计算机等。机构是机器的组成部分，是由两个或两个以上的构件通过可动联接构成的运动确定的系统，用来传递运动和力。
构件是由若干零件刚性联接而成，是机器运动的最小单元。零件是机器加工制造的最小单元。
机器的组成由原动机、工作机、传动系统等组成。
1.课程内容
具体内容
常用机构设计
连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构（棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构）等。
常用通用零部件设计
传动零件：齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动、螺旋传动、摩
擦传动等。
联接零件: 螺纹联接、键联接、销联接等。
轴系零件：轴、轴承（滑动轴承、滚动轴承）、联轴器等。
机械系统的调速与回转件的平衡
机械系统设计（运动方案设计及结构设计）
现代设计法方法简介
齿轮传动蜗杆传动带传动
圆柱平摩擦轮传动
（a ）滑动螺旋;(b ）滚动螺旋;（c ）静压螺旋
链传动螺旋传动(a)(b)
(c)
螺纹联接
键联接销联接
轴滑动轴承
联轴器
滚动轴承
数
控
立
式
升
降
台
铣
床
电机
起重机
连杆
曲
柄1-气缸体；2-活塞；3-连杆；4-曲轴；5、6-齿轮；7-凸轮；8-进气阀顶杆
1234曲柄滑块机构
156 齿轮机构
178 凸轮机构
机器的组成原动机：
驱动机器完成预定功能的动力源工作机：完成机器预定功能的组成部分
传动系统：传递运动和动力。有机械传动、电力传动和液力传动等。原动机传动系统工作机
控制系统
辅助系统（润滑、显示、照明等
（实例）
本课程只研究机械传动。
机器组成实例
原动机：汽油机和柴油机。
传动系统：离合器、变速箱、
传动轴和差速器。
工作机：车轮、悬挂系统
和底盘。
控制系统：方向盘和转向系统、排档杆、刹车及其踏板、离合器及其油门。辅助系统：油量表、速度表、里程表、润滑油温度表及蓄电平电流表、电压表等为显示系统；后视镜、车门锁、刮油器等为其它辅助系
统；前后灯、仪表盘灯为照明系统；转向信号灯和车尾红灯为
信号系统。
2. 课程性质
综合性、应用性很强的培养学生设计能力的专业技术基础课。
课前应具有必要的基础理论和金属加工工艺知识。
必要的先修课程有
高等数学几何精度规范学
机械制图金属材料学
工程力学金工实习
3.课程任务
（1）获得认识、使用和维护机械设备的一些基本知识。
（2）运用有关设计手册、图册、标准、规范等有关设计资料的能力。
（3）掌握常用机构和通用零、部件的设计理论和方法。
（4）通过课程设计的训练，了解机器设计原则和主要内容, 用所学的有关知识设计机械传动装置和简单机械的能力。（5）掌握典型零件的实验方法和培养实验技能。
（6）了解常用的现代设计方法及机械发展动向。
二、机械设计的一般过程简介
1. 产品规划
根据社会的需要和市场的需求，确定所设计机械（机器）的功能
范围和性能指标，拟订设计任务书。
2.方案设计
按设计任务书的要求，尽量构思出多种可行的设计方案，通过对比、筛选，优选出一种功能满足要求、工作原理可靠、结构设计合理、制造成本低廉的最优方案。
3.技术和施工图设计
对已选定的设计方案进行分析计算，确定机构和零件的工作参数以及机械（机器）的主要结构尺寸，完成每一个零件的结构设计，按照国家标准，绘制出整台机器的设计总图和全部零、部件的施工图，编写有关技术文件。
4.试制、调试、鉴定
进行样机试制，对样机进行试验、测定，从技术上、经济上作出评定，提出改进意见。
1、机械零件的主要失效形式2
、机械零件的设计准则
三、机械零件的设计准则
失效：在规定的工作条件下机械零件失去了正常工作能力。
断裂：零件在拉、弯、扭载荷作用下，当或时，就可能发生断裂，属强度不合格。
疲劳断裂过载断裂
变形过大：时发生,属刚度不合格。振动过大甚至共振：振幅超过了许用值。
零件表面失效：过大接触应力作用造成。
胶合失效（黏着磨损）、点蚀（疲劳磨损）、
磨损失效（磨粒磨损）、塑性变型。
在化学腐蚀介质的接触和作用下产生腐蚀失效。
1、机械零件的主要失效形式
s
σσ≥][σσ≥]
[ττ
≥
保证机械零件在要求的寿命内不出现各种失效。
强度准则，刚度准则
挠度
偏转角
扭转角
振动稳定性准则使受激振作用的各个零件的固有频率f 与激振源的频
率f p 错开。通常应保证
f p <0.85f 或f p >1.15f
磨擦学准则
验算压强
p ≤ [p ] 验算pv pv ≤ [pv ] 验算速度v ≤ [v ]
2、机械零件的设计准则
]
[σσ≤][ττ≤σσ
σS lim ][=τττS lim ][=[][][]φφθθ≤≤≤y y
第二节机械零件材料学基础
机械零件通常都是由金属材料制成的，有时也用非金属材料和复合材料制造。
一、金属材料
二、非金属材料
三、复合材料
四、钢的热处理简介