机械设计基础 完整课件 第1章 绪论

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第1章绪论
1.1教学基本要求
1.弄清机器与机构、构件与零件的概念，了解它们的区别和联系。

2.明确机械的基本设计要求；初步理解机械零件的主要失效形式以及强度、刚度、抗磨性、耐热性、振动稳定性等工作能力计算准则。

3.能正确判断零件中应力的循环特性，了解疲劳断裂和疲劳点蚀的产生机理和影响因素。

4.了解机械设计常用材料的选用原则。

1.2重点与难点分析
本章的重点是机器与机构、构件与零件的概念以及机械零件的工作能力计算准则，难点是变应力下许用应力的确定。

1.零件零件是机器最基本的组成要素，它是加工制造时的最小单元。

2.构件构件是机器中最小的运动单元。

构件可以是单个零件，但是由于结构和工艺上的需要，常常将几个零件固定联接在一起，组成一个构件。

机器中各构件之间会产生相对运动，但同一构件上的零件之间无相对运动。

3.机构机构是能变换或传递运动与动力的、用可动联接组合而成、而且有一个构件被固定的构件系统。

机构作为一个构件系统，用来传递运动和力。

4.机器机器是能执行机械运动、并用来变换或传递能量、物料与信息的装置。

一部机器可以是单个机构，但是大多数机器由多个机构组成。

例如鼓风机和电动机只包含一个机构，而内燃机则包含曲柄滑块机构、凸轮机构、齿轮机构等多个机构。

除构件系统之外，机器还可能含有电气、液压、气压、光学等其他系统，因此机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料与信息的功能。

5.机械由于机器的主体是由机构组成的，在研究构件的运动和受力情况时，机器与机构之间并无区别，因此人们把机器与机构统称为机械。

6.机械零件的工作能力机械零件抵抗失效的能力，称为机械零件的工作能力。

其中强度是零件抵抗断裂、塑性变形以及表面损坏的能力；刚度是零件抵抗
弹性变形的能力；抗磨性是零件表面的抗磨损能力；耐热性是零件在较高温度下抗蠕变、抗氧化和抗热变形的能力；振动稳定性是零件在周期性外力作用下不发生剧烈振动的能力。

零件设计中通常使用一些计算公式来判断零件是否具有足够的工作能力，这些计算公式称为机械零件的工作能力计算准则。

7.机械零件的强度计算准则强度计算准则通常用零件的最大工作应力（正应力σ或切应力τ）不大于零件的许用应力（[σ]或[τ]）来表示。

需要注意，大多数机械零件的工作应力属于变应力。

在变应力下工作的零件，其许用应力既与应力循环特性r有关，也与应力循环次数N有关，还与零件产生初始裂纹的难易程度有关。

在许用应力的计算公式中，寿命系数用来考虑应力循环次数的影响；表面状况系数、应力集中系数和尺寸系数用来考虑零件产生初始裂纹难易程度的影响。

1.3自测试题
1.3.1判断题
1.电子计算机也是一种机械。

( )
2.机械设计必须优先考虑经济性方面的要求。

( )
3.为了保证所设计的零件在预定的工作期间内正常工作，必须同时使用强度
计算准则、刚度计算准则以及抗磨性计算准则进行设计计算。

( )
4.使用抗磨性计算准则进行设计计算，其目的是避免零件表面的磨损。

（）
5.振动稳定性计算准则要求零件的共振频率必须小于其工作频率。

（）
6.静载荷产生静应力，变载荷产生变应力。

（）
7.应力随时间的变化规律为正弦曲线时，该应力属于对称循环变应力。

（）
8.静应力的循环特性等于零。

（）
9.零件的工作时间过长就会发生疲劳破坏。

10.零件中的实际应力超过材料的持久疲劳极限时就会发生疲劳破坏。

（）
11.零件中的实际应力大于许用应力时就会丧失工作能力。

（）
1.3.2选择题
1. ___________是机器不可缺少的部分。

（1）执行部分；（2）传动部分；（3）动力部分；（4）控制部分。

2.对称循环变应力的最大应力与最小应力________ 。

（1）之积为0；（2）之和为0；（3）之比为0；（4）之差为0。

3.脉动循环变应力的最大应力与最小应力________ 。

（1）之积为0；（2）之和为0；（3）之比为0；（4）之差为0。

4.为使静应力下工作的零件不因塑性变形而失效，可取材料的________作为极限应力。

（1）σ-1；（2）σ0；（3）σs；（4）σb。

5.为使静应力下工作的零件不因断裂破坏而失效，可取材料的________作为极限应力。

（1）σ-1；（2）σ0；（3）σs；（4）σb。

6.若零件的预期应力循环次数N大于材料的循环基数N0，其寿命系数K N将_________。

（1）大于0；（2）大于1；（3）等于1；（4）小于1。

1.3.3填空题
1.一部完整的机器由_____________、_____________和_____________三个基本部分所组成。

2.在机器中，构件是_____________单元；零件是_________ ____单元。

3.强度是零件抵抗____________________________的能力；刚度是零件抵抗____________________________的能力。

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