机械制造工程原理(第九章)

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第九章热锻工艺概述

二、剪切
在剪切机上进行，剪断直径为200mm以下的钢坯。
特点：配置自动送料出料机构，劳动条件好，生产效率高；提高材料的利用率；剪切端面质量较差。
三、折断：在水压机或曲柄压力机上进行。（如图9-1）
适用于硬度较高的高碳钢及高合金钢。加热温度为300～400℃。
四、砂轮切割在砂轮切割机上进行。切割直径在40mm以下的金属毛坯。
（3）电阻炉加热
利用电流通过炉内的电热体产生的能量，加热炉内的金属坯料特点：对毛坯适应范围较大；便于实现保护气体进行少无氧化加热；热效率低，加热温度受电热体的限制。
电热体：
金属电热体：铁铬铝合金（Cr25Al5，Crl7Al5，Crl3Al4）镍铬合金（Cr20Ni80，Crl5Ni60）
数字化主要体现在对锻造过程和产品品质、成本、效益的预测和可控程度。
实用中已对汽车发动机连杆精密锻造、汽轮机和压缩机叶片辊锻－模锻的工艺过程和模具设计制造应用了CADCAM一体化技术，如下图所示：
计算机辅助设计系统（CAD）和辅助制造系统（CAM ）结合，便构成了自动控制集成系统，即由计算机控制的自动化信息流对锻件的工艺过程设计、锻模的机械加工、装配、检验和管理进行连续处理，并且发展到以它为中心的锻件、锻模设计制造和锻造过程模拟(CAE)一体化的自动控制系统。
扩展阅读：锻造技术发展的未来
1. 数字化塑性成形技术锻造技术发展的未来是锻造技术数字化。发达国家重视锻造业的发展，不仅着眼于锻造业在本国工业产值中
所占比例、对国民经济的贡献、就业安排，而且更重视锻造行业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术，把锻造行业看成是经济高级化不可缺少的战略性产业。
１．50年代后，锻造生产得到迅速发展。

机械设计第九章课后习题答案

9-1答退火：将钢加热到一定温度，并保温到一定时间后，随炉缓慢冷却的热处理方法。

主要用来消除内应力、降低硬度，便于切削。

正火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，空冷或风冷的热处理方法。

可消除内应力，降低硬度，便于切削加工；对一般零件，也可作为最终热处理，提高材料的机械性能。

淬火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，浸入到淬火介质中快速冷却的热处理方法。

可提高材料的硬度和耐磨性，但存在很大的内应力，脆性也相应增加。

淬火后一般需回火。

淬火还可提高其抗腐蚀性。

调质：淬火后加高温回火的热处理方法。

可获得强度、硬度、塑性、韧性等均较好的综合力学性能，广泛应用于较为重要的零件设计中。

表面淬火：迅速将零件表面加热到淬火温度后立即喷水冷却，使工件表层淬火的热处理方法。

主要用于中碳钢或中碳合金钢，以提高表层硬度和耐磨性，同时疲劳强度和冲击韧性都有所提高。

渗碳淬火：将工件放入渗碳介质中加热，并保温一定时间，使介质中的碳渗入到钢件中的热处理方法。

适合于低碳钢或低碳合金钢，可提高表层硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韧性和高塑性。

9-2解见下表9-3解查教材表 9-1，Q235的屈服极限查手册 GB706-88标准，14号热轧工字钢的截面面积则拉断时所所的最小拉力为9-4解查教材表9-1，45钢的屈服极限许用应力把夹紧力向截面中心转化，则有拉力和弯距截面面积抗弯截面模量则最大夹紧力应力分布图如图所示图 9.3 题9-4解图9-5解查手册，查手册退刀槽宽度，沟槽直径，过渡圆角半径，尾部倒角设所用螺栓为标准六角头螺栓，对于的螺栓，最小中心距，螺栓轴线与箱壁的最小距离。

9-6解查手册，当圆轴时，平键的断面尺寸为且轴上键槽尺寸、轮毂键槽尺寸。

图 9.5 题9-6解图9-7解（1）取横梁作为示力体，当位于支承右侧处时由得由得由得由得（ 2）横梁弯矩图图 9.7 题9-7解图（ 3）横梁上铆钉组的载荷力矩水平分力垂直分力9-8解水平分力在每个铆钉上产生的载荷垂直分力在每个铆钉上产生的载荷力矩在每个铆钉上产生的载荷各力在铆钉上的方向见图所示图 9.9 题9-8解图根据力的合成可知，铆钉 1的载荷最大9-9解铆钉所受最大载荷校核剪切强度校核挤压强度均合适。

机械制造基础(第二版)第9章 z铸造锻压与焊接

机械制造基础
第九章铸造、锻压和焊接
9-2 锻压
9-2 锻压
锻压是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下，对金属坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及性能，用以制造机械零件或零件毛坯的成形加工方法，锻压叉称作锻造或冲压。
砂型铸造的基本工艺过程如图9－6所示。主要工序有制造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合型、浇注、落砂清理和检验等。其中造型(芯)是砂型铸造最基本的工序，按紧实型砂和起模方法不同，造型方法可分为手工造型和机器造型两种。
9-1 铸造
9-1 铸造
1．手工造型手工造剂操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，
(1)应尽量使铸件位于同一铸型内
不合理
合理
9-1 铸造
(2)尽量减少分型面
9-1 铸造
(3)尽量使分型面平直
9-1 铸造
(4)尽量使型腔和主要型芯位于下砂箱
不合理
合理
9-1 铸造
（二）确定铸造主要工艺参数铸造工艺参数是指铸造工艺设计时需要确定的某些数据。主要指加工余量、起模斜度、铸造收缩率、型芯头尺寸、铸造圆角等。这些工艺参数不仅和浇注位置及模样有关，还与造芯、下芯及合型的工艺过程有关。在铸造过程中，为了便于制作模样和简化造型操作，一般在确定工艺参数前要根据零件的形状特征简化铸件结构。例如零件上的小凸台、小凹槽、小孔等可以不铸出，留待以后切削加工。在单件小批生产条件下铸件的孔径小于30 mm、凸台高度和凹槽深度小于10 mm时，可以不铸出。 1．加工余量在铸件工艺设计时预先增加而在机加工中再切去的金属层厚度，称为加工余量。根据GB／T 11350—1989《铸件机械加工余量》的规定，确定加工余量之前，需先确定铸件的尺寸公差等级和加工余量等级。

第九章机械装配工艺

5
9.1 9.1.2 零件精度与装配精度的关系
机器装配精度分析
影响装配精度的因素零件的加工精度（与多个零件精度有关，图 9-1）装配方法与装配技术零件间的接触质量力、热、内应力引起的零件变形旋转零件的不平衡
移动方向直角尺 α0 αT αR αS 工作台回转台床鞍升降台 αP 千分表
第九章机械装配工艺
本章要点
机械装配基本问题概述保证装配精度的方法装配工艺规程的制定
1
机械制造技术基础第九章机械装配工艺
9.1 机械装配基本问 9.1 题概述
2
9.1 9.1 机械装配概念
机器装配机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。同时，装配是对机械设备（产品）和零件加工质量的一次总检验。机器装配基本作业清洗连接校正、调整与配作平衡验收、试验
3
9.1 9.1.1 各种生产类型的装配特点
表9-1 各种生产类型装配工作的特点
生产规模单件生产装配方法与组织形式
手工（使用简单工具）装配，无专用和固定工作台位
自动化程度
手工
特
点
生产率低，装配质量很大程度上取决于装配工人的技术水平和责任心有一定生产率，能满足装配质量要求，需用设备不多；工作台位之间一般不用机械化输送生产率较高，对工人技术水平要求相对较低，装备费用不高；装配工艺相似的多品种流水线可采用自由节拍移动生产率高，节奏性强，待装零、部件不能脱节，装备费用较高
20
Hale Waihona Puke 9.2.1 互换法 9.2.1
（2）不完全互换法（部分互换法））不完全互换法（部分互换法）当机器装配精度较高，组成环零件的数目较多，当机器装配精度较高，组成环零件的数目较多，用极值法（完全互换法）计算各组成环的公差结果势用极值法（完全互换法）必很小，必很小，难于满足零件的经济加工精度要求甚至很难加工，因此用概率法来计算装配尺寸链，加工，因此用概率法来计算装配尺寸链，适当放大零件公差来达到装配精度。件公差来达到装配精度。计算方法：概率法计算方法：优点：放大了零件制造公差，零件加工容易，优点：放大了零件制造公差，零件加工容易，成本低缺点：有极小部分产品达不到装配精度（缺点：有极小部分产品达不到装配精度（正常情况 0.27%）。）。

第九章连接与传动

哈尔滨工程大学
9.2 活动连接及其应用 9.2.1 杆与固定支点的连接
产品设计机械基础
活球连接实例
哈尔滨工程大学
9.2.2 滑动连接
滑动连接是两个零件之间可以相互滑动的连接方式。 s =l sin φ
φ
产品设计机械基础 l
→∞
哈尔滨工程大学
产品设计机械基础
优点：与滑动轴承相比，减小摩擦，提高效率。
哈尔滨工程大学
（1）向心球轴承
主要承受径向载荷，结构相对简单，摩擦力小，适于高速，有一定承受轴向载荷能力的场合。不适合重载。
产品设计机械基础
哈尔滨工程大学
（2）滚子轴承
此类轴承承载耐力大，耐冲击，刚度大不易产生畸形。要求安装精度高。
拆装方便用于盲孔
螺母锁紧抗冲击
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9.1.3 销连接
产品设计机械基础
销连接类型
哈尔滨工程大学
产品设计机械基础
13
哈尔滨工程大学
四、弹性卡联接
弹性嵌卡联接或称弹性卡联接零件的某部分具有适当的弹性，可在变形中嵌入另一零件的相应部位，依靠回弹的力量在该处卡住，实现两个零件的固定联接。弹性卡联接结构简单、易装易拆，快速简便，如今由于塑料注塑成型容易，具有足够的弹性，所以在各种产品中应用愈益广泛。例9-1 用板片弹簧联接杆形零件
高
8’~16’
能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，称对使用。

机械设计试题及答案第九章蜗杆传动知识讲解

（2）斜齿轮2的螺旋线为右旋。（3）Ⅱ轴、 Ⅲ 轴上各轮受力分析如图9－6（b）所示
图9—4
【例9－1】图9－5为热处理车间所用的可控气氛加热炉拉料机传动简图。已知：蜗轮传递的转T2=405N·m，蜗杆减速器的传动比 i12＝22，蜗杆转速n1＝480r/min传动较平稳，冲击不大。工作时间为每天 8 h，要求工作寿命为5 年（每年按 300工作日计）。试设计此蜗杆传动。
答案：增加 9－32 在蜗杆传动中，其它条件相同；若增加头数，则滑动速度会怎样改变？
（l）增加；（2）减小；（3）保持不变；（4）或增加，或减小答案：增加
9－33 对于蜗杆传动进行正变位时，蜗杆的节圆直径d1与分度圆直径 d1 比较，有什么关系？
（1） d1 ＞ d1 ；（2） d1 ＜ d1 ；（3） d1 ＝ d1
9－41 要使蜗杆传动的工作齿面间建立连续润滑油膜，以形成液体摩擦，则其滑动速度的方向与接触线之间的理想夹角为多大？
（1） 0 ；（2） 40；（3） 50 ；（4） 90 。
答案： 90
9－42 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了什么？
（1）防止润滑油受热后膨胀外溢，造成环境污染；（2）防止润滑油温度过高后使润滑条件恶化；（3）防止蜗轮材料在高温下机械性能下降；（4）防止蜗杆蜗轮发生热变形后，正确啮合受到破坏。答案：防止润滑油温度过高后使润滑条件恶化 9—43 蜗杆传动在校核后发现蜗杆刚度不够时，在下列措施中，哪种对提高蜗杆的刚度无效？
答案：28~80
9－18 蜗杆蜗轮的材料除要求具有足够的强度外，更重要的是应具有良好的 ___________等性能
答案：跑合和耐磨 9－19 普通蜗杆的精度等级有12种，其中______最高，________最低，常用的是____________。

机械制造基础习题集答案

习题集简答题部分答案第一部分工程材料1．什么是工程材料？按其组成主要分为哪些类型?答：工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。

按其组成主要分为：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。

2．金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？答：在实际金属中存在的缺陷有点缺陷（空位和间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）3种类型。

一般情况下，晶体缺陷的存在可以提高金属的强度，但是晶体缺陷的存在常常降低金属的抗腐蚀性能。

3．什么是细晶强化？生产中主要采取哪些措施细化晶粒？答：一般情况下金属的强度、塑性和韧性都随晶粒的细化而提高，称细晶强化。

因此，在生产中常采取增加冷却速度和变质处理来细化晶粒以改善力学性能。

生产中主要采取以下3种措施细化晶粒：（1）增加冷却速度可增大过冷度，使晶核生成速率大于晶粒长大速率，因而使晶粒细化。

但增加冷却速度受铸件的大小、形状的限制。

（2）变质处理是在液态金属中加少量变质剂(又称孕育剂)作为人工晶核，以增加晶核数，从而使晶粒细化。

（3）在结晶过程中采用机械振动、超声波振动和电磁振动，也有细化晶粒的作用。

4．什么是金属的热处理？有哪些常用的热处理工艺？答：金属热处理就是通过加热、保温和冷却来改变金属整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的工艺方法。

金属热处理工艺可分为普通热处理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工艺）、表面热处理（包括表面淬火和化学热处理）和特殊热处理（包括形变热处理和真空热处理等）。

5．钢退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？答：钢退火的主要目的是：①细化晶粒，均匀组织，提高机械性能；②降低硬度，改善切削加工性；③消除残余内应力，避免钢件在淬火时产生变形或开裂；④提高塑性、韧性，便于塑性加工⑤为最终热处理做好组织准备。

常用的退火方法有完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、扩散退火、再结晶退火。

6．钢正火的主要目的是什么？正火与退火的主要区别是什么？如何选用正火与退火？答：钢正火的主要目的是①细化晶粒，改善组织，提高力学性能；②调整硬度，便于进行切削加工（↑HB)；③消除残余内应力，避免钢件在淬火时产生变形或开裂；④为球化退火做好组织准备。

机械零件设计概论

（2）粘着磨损
现象：表面微凸体接触，“高压、高温”粘着焊合，相对运动撕脱，材料转移
措施：选材料副匹配（避免同种金属配对），提高表面光洁度、合理润滑、控制压强、温度
（3）疲劳磨损（点蚀）
现象：交变接触应力反复作用、局部微裂纹扩展材料脱落形成麻点、微坑
措施：降低表面粗糙度、提高表面硬度、配对材料保持合理硬度差
增大，这种现象称为失去振动稳定性。共振可能在短期内使零件损坏，所以对于重要的、特别是高速运转的轴，还应验算其振动稳定性。 c.机械零件虽然有多种可能的失效形式，但归纳起来最主要的为强度、刚度、耐磨性、稳定性和温度的影响等几个方面的问题。对于各种不同的失效形式，相应地有各种工作能力判定条件。这种为防止失效而制定的判定条件，通常称为工作能力计算准则。机械零件的设计准则有（一）强度准则
零件发生疲劳点蚀后，减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，因而也降低了承载能力，并引起振动和噪声。
两个轴线平行的圆柱体相互接触并受压时，接触应力分布如图 9-8 所示，最大接触应力发生在接触区中线上，其值由赫兹(H.Hertz)公式计算
σH =
1±1 Fn ρ1 ρ2
πb 1− μ12 + 1− μ22
许用应力）的表格。使用时可以从中查表选取所需的安全系数（或许用应力）。当没有专门的表格时，可参考下述原则选择安全系数： 1) 静应力下，塑性材料以屈服极限为极限应力。由于塑性材料可以缓和过大的局部应力，故可取安全系数 S=1.2~1.5；对于塑性较差的材料或铸钢件可取 S=1.5~2.5。 2) 静应力下，脆性材料以强度极限为极限应力，这时应取较大的安全系数。例如，对于高强度钢或铸铁件可取 S=3~4。
[ ] 而 σ H
= σ H lim SH

第九章削片机和刨片机

人造板机械之削片机和刨片机篇
二、刨片机的分类
长料连续进给的双鼓轮刨片机
短料连续进给的双鼓轮刨片机
人造板机械之削片机和刨片机篇
三、刨片机外形
双鼓轮刨片机
人造板机械之削片机和刨片机篇
三、刨片机外形
双鼓轮刨片机
人造板机械之削片机和刨片机篇
三、刨片机外形
环式刨片机
人造板机械之削片机和刨片机篇
三、刨片机外形
多刀盘式削片机
多刀盘式削片机实现连续切削的条件
连续切削：使原木在切削过程中一直处在一把或一把以上的飞刀的切削状态。
飞刀的安装后角α为：
tg
h
L l sin1
L－相邻两刀片之间的平均距离(mm)
h－刀片的伸出量 (mm)
l－木片顺纹方向长度（mm）
α1－进料槽的倾斜角 (°)
人造板机械之削片机和刨片机篇
盘式削片机进料槽
倾斜式进料槽（小于2米的短料）
进料槽的安装角度
α1＝45° ～ 52°进料槽的中心线与水平线的夹角（倾斜角） α2 ＝20°～ 30°进料槽的中心线在水平面的投影与刀盘中心轴线的夹角(偏角)
人造板机械之削片机和刨片机篇
普通盘式削片机—木片的形成过程
普通盘式削片机木片的形成
人造板机械之削片机和刨片机篇
人造板机械之削片机和刨片机篇
二、刨片机的分类
✓ 按结构可分为：鼓式，盘式和环式刨片机三种。 ✓ 按进给方式分为：连续进给和间歇进给两种。 ✓ 按被加工原料特征可分为：短料、长材和碎料刨片机。
间歇进给
鼓式刨片机
短料连续进给
人造板机械之削片机和刨片机篇
二、刨片机的分类
间歇进给
短料连续进给

《机械设计基础》第九章螺纹联接和螺旋传动

止动垫片防松
原理：螺钉拧紧后，将双耳止动垫圈分别向螺母和被联接件的侧面折弯贴紧，即可将螺钉琐住。特点：结构简单，使用方便，防松可靠。串联钢丝防松
原理：用钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来，使其相互制动。但需注意钢丝的穿入方向。特点：适用于螺钉组联接，拆卸不便。
机械设计基础
对顶螺母防松原理：两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用。特点：结构简单，防松效果好，适用于低速、平稳和重载的固定装置的联接。尼龙圈锁紧螺母防松原理：螺母中嵌有尼龙圈，装配后尼龙圈内孔被胀大，箍紧螺栓。特点：尼龙弹性好，与螺纹牙接触紧密，摩擦大。但不宜用于频繁装拆和高温场合。机械设计基础
机械设计基础
弹簧垫圈防松原理：螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的反弹力使旋合螺纹间压紧。同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与被联接件的支承面也有防松作用。特点：结构简单，使用方便，但在振动冲击载荷作用下，防松效果较差，用于一般的联接。弹性带齿垫圈防松原理：与弹簧垫圈相似。特点：分外齿和内齿，无开口，弹力均匀，比弹簧垫圈防松效果好。但它不宜用于经常装拆或材料较软的被联接件。机械设计基础
冲点防松原理：拧紧螺母后，在内外螺纹的旋合缝隙处用冲头冲几个点，使其发生塑性变形，防止螺母退出。特点：属破坏性防松，不能重复装拆，用于一次性联接。胶接防松原理：用粘合剂涂于螺纹旋合表面，拧紧螺母后粘合剂能自行固化，起到防松效果。机械设计基础
9.4.3 螺栓组联接结构设计注意事项
机械设计基础
9.2 螺旋副的受力分析、自锁和效率
螺纹联接与螺旋传动都要借助外螺纹和内螺纹组成螺旋副。螺旋副按牙型不同可分为牙型角α=0（矩形螺纹）和牙型角α≠0两大类。

机械制造基础第六至九章(答案)

机械制造基础第六至九章(答案)第六章～第九章一、名词解释：1．切削速度：切削速度是切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。

（P158）2．进给量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用工件每转的位移量来表达和度量。

（P158）3．背吃刀量：在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量，即工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离。

（P159）4．前角0：在正交平面中测量的刀具前面与基面间的夹角。

（P165）5．后角0：在正交平面内测量的刀具后面与切削平面间的夹角。

（P165）6．主偏角r：在基面内测量的主切削平面与假定工作平面之间的夹角。

（P165）7．副偏角r：在基面内测量的副切削平面与假定工作平面之间的夹角。

（P165）8．积屑瘤：切削塑性材料时，在刀尖部位黏结着一小块很硬的金属楔块，称为积屑瘤。

(P170)9．刀具耐用度：刀具耐用度是指刀具由开始切削一直到达到磨钝标准为止的切削时间，即刀具两次刃磨间的切削时间。

(P172)10．（铣削）背吃刀量：指平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸。

周铣时是已加工表面宽度，端铣时是切削层深度。

（P196）11．（铣削）侧吃刀量：指垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。

周铣时是指切削层深度，端铣时是指已加工表面宽度。

（P196）12．顺铣：在铣刀与工件已加工表面的切点处，铣刀切削刃的旋转运动方向与工件进给方向相同的铣削称为顺铣。

（P203）13．逆铣：在铣刀与工件已加工表面的切点处，铣刀切削刃的旋转运动方向与工件进给方向相反的铣削称为逆铣。

（P204）14．展成法：展成法是指利用齿轮刀具与被切齿轮在专用齿轮加工机床上按展成原理切出齿形的加工方法。

（P247）'二、填空题：1．车削的主运动是工件的旋转运动，车削的进给运动是车刀纵向或横向移动。

（P158）2．切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量。

（P158）3．卧式车床的组成部分主要有：主轴箱、进给箱、溜板箱、光杠、丝杠、刀架和滑板、尾座、床身及床腿等。

机械零件设计概论及原理

表面疲劳磨损的类型
表层萌生疲劳磨损：表层萌生疲劳磨损造成扇形疲劳坑，磨屑多为扇形颗粒，故又称其为点蚀表面萌生疲劳磨损：表面萌生疲劳磨损造成浅而大的疲劳凹坑，磨屑呈片状，故又称其为剥落。
接触疲劳准则
σHmax≤4τs 最大接触应力；剪切屈服点。
五、润滑剂及其特性
凡能降低摩擦阻力、且人为加入摩擦副的介质都称为润滑剂。
1．润滑剂的基本类型
液体润滑剂：矿物油、有机油、矿物油、合成油等润滑脂：皂基脂、无机脂、烃基脂和有机脂固体润滑剂：软金属，如Pb、Au、Ag、Sn、In等；无机化合物
２．润滑油
粘度表征流体流动的阻力，在流体动力和静力润滑状态，粘度与油膜厚度、摩擦阻力直接相关。
强度准则
一、静强度
在静应力下工作的零件，其可能的失效形式是塑性变形或断裂。材料种类不同，所取极限应力也不同。
塑性材料
单向应力状态下：
，
复合应力状态下：
按第三或第四强度理论计算当量应力。
脆性材料
单向应力状态下：
，
复合应力状态下：按第一强度理论计算当量应力。
对于塑性材料和组织不均匀的材料（如灰铸铁），在计算静强度时，可不考虑应力集中的影响。对于组织均匀的低塑性材料（如淬火钢），在计算静强度时，应考虑应力集中的影响。
工作能力——机械零件具有足够的抵抗失效的能力
计算准则——以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则
因为失效类型不同，所以机械零件的工作能力类型也不同，故机械零件的计算准则也不同
载荷和应力
１、载荷
动载荷：由于运动中产生的惯性力和冲击等引起的载荷
静载荷
变载荷
按是否随时间变化，载荷

第九章制造技术的新发展

第九章制造技术的新发展制造哲理学习要点：了解批量法则、成组技术、计算机集成制造、并行工程、敏捷制造等重要制造哲理和先进生产模式。

本节从“大制造”的概念出发，阐述对整个制造过程具有全局性指导意义的一些重要制造哲理。

9.1 批量法则（Batch Rule）大批量生产方式的产生及其特点工业革命以后，至20世纪初，以机器代替人力成为生产的主要方式，大大促进了生产力的发展，并形成了现代意义上的机械制造业。

但生产方式仍以作坊式的单件生产为主，由于机器精度不高，产品质量主要靠从业人员的技艺来保证，故称为"技艺"型生产时代。

此时的工厂组织结构仍较分散，管理层次仍较简单，通常由业主或代办直接与顾客、雇员和协作商联系。

这种生产方式的生产率仍然较低，且生产周期较长，产品价格居高不下。

20世纪初，美国福特汽车公司首先在底特律建立了世界上第一条自动生产线，标志着大批量生产方式（Mass Production）的开始。

由于机器精度的提高，工件加工质量容易得到保证，工人的技艺变得不再那么重要了。

加上互换性原理的推行，汽车装配不再使用锉刀或刮刀，工人只需进行一些诸如按按钮、拧螺丝、焊接、涂漆等基本操作。

装配流水线按一定的节拍运转，每个工人日复一日地重复一种简单的机械动作，完成一种固定的操作。

与"技艺"型生产方式相比，在大批量生产方式下，多数从业人员不再需要很高的技术水平，而只需进行简单的培训，即可上线工作。

这种生产方式大大缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了生产成本，并使产品质量容易得到保证。

大批量生产方式的推行，促进了生产力的巨大发展，使美国一跃成为世界一流经济强国。

大批量生产（Mass Production）方式也一度成为先进生产力的代表和当代工业化的象征。

大批量生产与多品种、中小批量生产相比具有以下特点：1）生产的产品产量大而品种少，重复生产一种或少数几种相类似的产品，工艺过程和生产条件稳定，大多数工作地固定完成一、二道工序，专业化程度高。

第09章机械设计方法简介

首第九章机械设计方法简介§9-1常规设计方法§9-2现代设计方法§9-3创新设计方法§9-4反求设计方法首§9-1常规设计方法机械设计方法对机械产品的性能有决定作用机械设计方法分为：常规设计方法（传统设计方法），现代设计方法，创新设计方法。

他们之间有区别，也有共同性。

传统的常规机械设计方法，是以实践经验为基础，依据力学和数学建立的理论公式和经验公式，运用图表和手册等技术资料，进行设计计算、绘图和编写设计说明。

一个完整的常规机械设计主要由下面的各个阶段所组成首完整的常规机械设计由下面几个阶段所组成：1. 市场需求分析2.明确机械产品的功能目标3.方案设计4. 技术设计阶段1) 机构设计2) 机构系统设计(协调设计)3) 结构设计4) 总装设计5) 制造样机在常规机械设计过程中，也包含了设计人员的大量创造性成首§9-2 现代设计方法1.计算机辅助设计2.可靠性设计3.优化设计4.动态设计5.并行设计6.虚拟设计7.绿色设计首1 .计算机辅助设计•（1)概述•计算机辅助设计：(Computer Aided Design－CAD)：•是指在设计活动中，利用计算机及工程设计软件作为工具，帮助工程技术人员进行设计的一切有关技术的总称。

•（2）计算机辅助设计系统的构成•硬件系统：计算机主机、输入设备、输出设备、图形显示器、外存储器及其它通信接口。

•软件系统：系统软件平台、支撑软件和应用软件三个层次所构成。

2 .可靠性设计首（1）可靠性设计的概念可靠性设计是指把概率论、数理统计理论和可靠度指标引入到机械设计过程的新的设计方法。

（2）与传统设计的区别a传统设计是以许用应力或安全系数来判断机械零件是否满足工作要求或是否失效。

可靠性设计的指标是产品的可靠性与可靠度。

（3）可靠性设计的理论以应力—强度干涉理论为基础（4）机械强度可靠性设计过程（5）机械强度可靠性设计（6）机械系统可靠性设计首`强度分布强度变化不安全应力分布常规设计最初的安全度实际安全裕量t0t1tS Sab应力－强度分布曲线的相互关系首载荷统计和概率分布应力计算几何尺寸分布和其它随机因素分布干涉模型应力统计和概率分布机械强度可靠性设计材料机械性能统计和概率分布强度计算强度统计和概率分布机械强度可靠性设计过程框图(5) 机械强度可靠性设计首1）首先应明确机械产品的工作时间，不同的工作时间具有不同的可靠度。

机械制造基础教学课件庄佃霞崔朝英第九章习题答案

思考题与习题9-1外圆表面常用加工方法有哪些？如何选用？答：外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工等。

车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般作为外圆表面粗加工和半精加工；磨削加工是外圆表面的主要精加工方法，特别适合各种高硬度和淬火后零件的精加工；光整加工是精加工之后进行的超精加工方法（如滚压、抛光、研磨等），适合某些精度和表面质量要求很高的零件。

由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸要求的合格零件。

9-2砂轮的特征主要取决于哪些因素？如何进行选择？答：砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定的。

磨料是砂轮的主要组成成分，它应具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一定的韧性，以承受磨削时的切削热和切削力，同时还应具备锋利的尖角，以利磨削金属。

砂轮的粒度对磨削表面的粗糙度和磨削效率影响很大。

磨粒粗，磨削深度大，生产率高，但表面粗糙度值大。

反之，则磨削深度均匀，表面粗糙度值小。

所以粗磨时，一般选粗粒度，精磨时选细粒度。

磨软金属时，多选用粗磨粒，磨削硬而脆的材料时，则选用较细的磨粒。

结合剂是把磨粒粘结在一起组成磨具的材料。

砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及耐腐蚀性，主要取决于结合剂的种类和性质。

砂轮硬度是指砂轮工作时，磨粒在外力作用下脱落的难易程度。

砂轮硬，表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。

砂轮硬度的选用原则是：工件材料硬，砂轮硬度应选用软一些，以便砂轮磨钝磨粒及时脱落，露出锋利的新磨粒继续正常磨削；工件材料软，因易于磨削，磨粒不易磨钝，砂轮应选硬一些。

但对于有色金属、橡胶、树脂等软材料磨削时，由于切屑容易堵塞砂轮，应选用较软砂轮。

粗磨时，应选用较软砂轮；而精磨、成形磨削时，应选用硬一些的砂轮，以保持砂轮必要的形状精度。

砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。