机械基础(全套课件
487P)
目录contents•机械基础概述
•机械设计基础知识
•机械制造工艺与装备
•液压与气压传动技术
•机械工程材料及其选用
•典型零部件设计计算与校核
•
现代设计方法在机械设计中的应用机械基础概述01机械是指利用力学原理，通过运动
副连接各构件而形成的用来传递运
动和动力的装置。机械定义
根据使用目的和场合的不同，机械
可分为动力机械、工作机械和信息
机械等。
机械分类机械定义与分类发展历史
机械的发展经历了古代机械、近代机械和现代机械三个阶段。古代机械以简单工具
和器械为主，近代机械开始引入蒸汽机和电动机等动力源，现代机械则向自动化、
智能化方向发展。
现状
当前，机械工业已经成为国民经济的重要支柱，涉及领域广泛，包括航空航天、汽
车制造、能源化工等。同时，随着科技的进步，现代机械设计制造水平不断提高，
新材料、新工艺和新技术的应用推动了机械工业的发展。机械发展历史及现状
本课程旨在培养学生掌握机械设计制造的基本理论、基本知识
和基本技能，具备从事机械设计制造及相关领域工作的能力。课程目标
要求学生掌握机械设计制造的基本原理和方法，熟悉常用机构
和通用零件的设计，了解现代设计方法和先进制造技术，具备
一定的创新能力和实践能力。同时，要求学生具备团队协作精
神和良好的职业道德素养。
课程要求本课程目标与要求机械设计基础知识02
确保产品功能需求、安全可靠、经济合理、美观大方。
机械设计基本原则
设计方法
设计流程
包括理论设计、经验设计、模型试验设计、优化设计等。明确设计任务、调研分析、方案设计、技术设计、施工设计等。0302
01机械设计基本原则与方法连杆机构
凸轮机构齿轮机构
蜗杆传动机构常用机构及工作原理
通过连杆传递运动和动力，实现
预期运动轨迹和输出力。通过齿轮副的啮合传递运动和动
力，实现变速、变向等功能。
利用凸轮的轮廓形状与从动件的
相互作用，实现预期运动规律。利用蜗杆和蜗轮的啮合传递运动
和动力，实现大传动比传动。
液压传动
通过液体在密闭系统中的压力
机械零件按用途分的类型
机械零件按照用途分可以分为以下几类：
1. 连接件
连接件用于连接两个或多个零件，使之成为一个整体。常见的连接件包括螺栓、螺母、垫圈、销钉等。螺栓用于将两个零件通过螺纹连接在一起，螺母则是用来固定螺栓的。垫圈则用于增加连接点之间的摩擦力，以防止松动。销钉则用于将两个零件或零件与机体连接，起到锁定作用。
2. 传动件
传动件主要用于传递动力或转动的力量。常见的传动件有齿轮、皮带、链条等。齿轮可用于传递转动力，它们通过齿轮齿与齿之间的啮合来传递力量。皮带和链条则用于传递转动力，并且由于其柔性的特点，在一些需要长距离传输力量的场合中常常使用。
3. 固定件
固定件主要用于固定零件在一定的位置上，使其不发生移动。常见的固定件有销子、挡圈等。销子通过将其插入零件的孔中，起到固定作用。挡圈通常用于防止轴向的移动。
4. 导向件
导向件主要用于引导或限制零件的运动方向。常见的导向件有滑轨、导轨等。滑轨用于引导零件在其上做直线运动，而导轨则用于引导零件在其上做曲线运动。
5. 回转件
回转件主要用于实现零件的回转运动。常见的回转件有轴承、轴颈等。轴承通常用于承受零件的转动载荷，并且使其在固定的位置上旋转。轴颈则用于固定轴承，使得其能够在其上自由回转。
6. 承载件
承载件主要用于承受零件的载荷。常见的承载件有轴、联轴器等。轴用于连接或传递动力，它是机械零件的主要承载体。联轴器则用于连接两个轴，使其能够在一定角度范围内旋转。
7. 限位件
限位件主要用于限制零件的运动范围。常见的限位件有销子、挡圈等。销子通常用于限制零件的轴向移动，而挡圈则用于限制零件的旋转范围。
8. 效应件
效应件主要用于实现特定的功能或效果。常见的效应件有减震器、密封件等。减震器可用于减少机械零件在运动过程中的震动和冲击。密封件则用于防止液体、气体或其他物质的泄漏。
以上所列举的机械零件按照用途的分类只是其中的一种分类方式，实际上机械零件还可以按照结构、形状、材料等方面进行分类。不同的分类方式可以帮助我们更好地理解和使用机械零件，从而更好地设计和制造机械设备。
常⽤机械⼯程材料简介
1、机械⼯程材料的分类
机械⼯程材料包括⾦属材料、⾮⾦属材料和复合材料。2、机械⼯程材料的性能
其中，⼒学性能最为重要，它关系到产品的安全。⼒学性能是在载荷作⽤时所表现的性能。这些性能是材料选择、加⼯⼯艺评定及材料检验等的重要依据，包括强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等；物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、磁性、热膨胀性等；化学性能包括耐腐蚀性、抗氧化性等。针对不同的使⽤要求，需针对的考虑相应的材料特性，从⽽选取合适的材料。
（1）强度：是材料在受外加载荷作⽤下，抵抗其永久变形和断裂的能⼒。
（2）塑形：是材料在受外加载荷作⽤下，产⽣塑性变形⽽不破坏的能⼒。
（3）硬度：是材料抵抗其他更硬物体压⼊其表⾯的能⼒，反应软硬程度。
（4）韧性：是材料在受冲击载荷作⽤下，断裂前吸收能量和进⾏塑性变形的能⼒。
（5）疲劳强度：是材料在受交变载荷或周期性载荷作⽤下，抵抗疲劳断裂的能⼒。3、机械⼯程材料⼒学性能的测试指标
（1）强度和塑形
根据载荷作⽤⽅式不同，进⾏试验测定。强度可分为抗拉、抗压、抗弯、抗剪和抗扭强度。⼤⼩通常⽤应⼒（单位⾯积所能承受的⼒MPa）来表⽰。
在⼯程中⼤部分零件⼯作时不允许出现屈服现象（塑性变形）。断后延伸率A和断后收缩率Z是测定塑性的指标。塑性好的⾦属材料可以进 ⾏冲压、焊接加⼯。
（2）硬度
针对不同材料的特点有相应测试硬度的⽅法，相应也有各种硬度的表⽰单位。
有⼀定硬度的材料才可以进⾏切削、打磨、抛光加⼯。
（3）韧性
常⽤⼀次摆锤冲击弯曲试验、⼩能量多次冲击试验来测定⾦属材料的韧性。⼤⼩⽤冲击韧度来表⽰。冲击韧度越⼤，表⽰材料的韧性越好。
韧性通常与材料的温度相关，温度降低——脆性增加——韧性降低。
每种材料都有⼀个韧脆转变温度，选择材料时，应考虑周围环境温度的最低温度必须⾼于材料的韧脆转变温度。否则将出现脆断问题。
（4）疲劳强度
疲劳试验是模拟实际中的⼯作情况进⾏的破坏性试验。⽬前还没有完全标准化。引起疲劳断裂的应⼒很低，常常低于材料的屈服点。
机械零件的强度
引言
机械零件是由材料制成的组成机械装置的部件。为了保证机械装置的可靠性和安全性，机械零件的强度是一个非常重要的指标。本文将介绍机械零件的强度及其相关知识。
机械零件的强度概述
机械零件的强度是指零件能够承受的最大外力或最大应力。在设计和制造机械零件时，需要考虑零件将承受的作用力和应力，以确保零件的强度能够满足设计要求。 强度与材料的关系
机械零件的强度与所选用的材料有密切关系。不同的材料具有不同的强度特性，如延性、硬度和可塑性等。在选择材料时，需要考虑零件的工作环境、载荷和特殊要求，以确定适用的材料。
强度计算
计算机械零件的强度是设计过程中的重要一环。通常，强度计算可以采用材料的力学性质和几何尺寸进行分析。以下是一些常用的强度计算方法：
应力计算
在机械零件的设计过程中，常常需要计算零件内的应力分布。应力是作用在材料上的力与材料截面积的比值，可以用公式𝜎=𝐹/𝐴计算。 失效判据
机械零件的强度设计还需要考虑零件的失效情况。常见的失效模式有弯曲、疲劳和断裂等。为了避免失效，需要采用适当的失效判据来进行强度设计。
安全系数
在进行强度计算时，通常还应考虑安全系数。安全系数是指实际工作载荷与零件所能承受的最大载荷的比值。合理的安全系数能够确保零件在工作过程中不会超过其强度极限。
强度测试
为了验证机械零件的强度设计是否合理，常常需要进行强度测试。强度测试可以通过实验室测试、数值模拟和现场监测等方法进行。测试结果可以用于评估零件的强度性能和寿命预测。 强度改进和优化
在机械设计中，强度改进和优化是一个不断进行的过程。通过不断改进材料的选择、结构设计和加工工艺等方面，可以提高机械零件的强度性能，延长零件的使用寿命。
结论
机械零件的强度是确保机械装置可靠运行的关键因素之一。了解机械零件的强度特性、强度计算、强度测试和强度改进等知识，对于机械设计工程师和制造工程师来说，都是非常重要的。只有通过合理的强度设计和优化，才能保证机械零件在工作过程中不会出现失效和故障，从而保证机械装置的正常运行和使用寿命。
