机械设计基础绪论

F=3n- 2PL-PH =3*7-2*8-4 =1
2.约束：构件之间以一定的方式联接起来成为构件系统时，各个构件不再 是自由构件。两相互接触的构件间只能作一定的相对运动，自由度减少,这 种对构件独立运动所施加的限制称为约束。 二、平面机构具有确定相对运动的条件 机构要能运动，它的自由度必须大于零。机构的自由度表明机构具有的独 立运动数。由于每一个原动件只可从外界接受一个独立运动规律（如内燃 机的活塞具有一个独立的移动）因此，当机构的自由度为1时，只需有一个 原动件；当机构的自由度为2时，则需有两个原动件。故机构具有确定运动 的条件是：原动件数目应等于机构的自由度数目。
灰铸铁：用于制造受压状态下的零件 铸铁 球墨铸铁：可用来制造曲轴、齿轮等，成本低于锻钢件 黄铜：制造管件、散热器、垫片以及化工、船用等零件 铜合金 青铜： 特殊青铜：制造蜗轮、在蒸汽和海水条件下工作的齿轮等 非金属材料：橡胶、塑料、皮革、陶瓷、木材、纸板等 复合材料：两种或两种以上的金属或非金属材料复合而成的新型材料 普通青铜：制造蜗轮、对开螺母、滑动轴承中的轴瓦等
3.常用机构和运动副的表示方法：
4.绘机构运动简图的步骤 1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目； 2）确定所有运动副的类型和数目； 3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；
实 尺 ( m) 际 寸 µ 4）确定比例尺： l = 图 尺 (mm) 上 寸
5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）
一、机械零件结构设计的基本要求 1.构型简单 2.工艺性好 3.受力合理 4.充分利用不同材料的性能 5.工作可靠 6.安全性高 二、标准化、系列化和通用化 “三化”是我国现行的很重要的一项技术政策，其程度的高低也 常是评定产品质量的指标之一。
1-5平面机构的运动简图
一、运动副及其分类 概念：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接 机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目 类型： 1. 低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。 （1）转动副 （或铰链） 两构件只能在一个平面内作相对转动3.运Leabharlann 副的符号2 2 22
转动副：
1 1 1
1 2 2 1 2 1 2 1
2 1
1
1 2
移动副：
2
齿轮副：
凸轮副：
2 1
2
1
二、构件的分类及其表示方法 1.分类： 机架：固定不动的构件 原动件：输入运动规律的构件 从动件：其他的构件 2.构件的表示方法
三、常用机构运动简图 1.机构运动简图：简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形 （按比例，用特定的符号和线条） 和运动有关的：运动副的类型、数目、相对位置、构件数目 和运动无关的：构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、 运动副的具体构造 2.机构示意图：只需表明机构运动传递情况和构造特征，不必按 严格比例所画的图形
机械设计基础
————第四版
第一章 绪论
§1-1 机器的组成和本课程研究的内容 §1-2 机械零件的常用材料 §1-3 机械零件的工作能力和计算准则 §1-4 机械零件结构设计的基本要求和“三化” “三化” §1-5 平面机构的运动简图 §1-6 平面机构具有确定运动的条件
1-1机器的组成和本课程研究的内容
[ σ 式中，σ ]H 是材料的许用接触应力； H lim 是试验材料的接触疲劳强度极限； SH是接触疲劳强度安全系数，可取 SH等于1或稍大于1。
3.刚度条件
y ≤ [ y ] ，θ ≤ [θ ] ， ≤ [ϕ ] ϕ
θ ϕ [ [ [ 式中， 、 、y 分别是零件工作时的挠度、转角和扭角； y ] 、θ ] 、ϕ ]是
F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。
2
原动件数=F，运动确定
1 ϕ1 4
3
C 3 2 C' D
D '
F>0,
原动件数<F，运动不确定
B 1 A
ϕ1 5
4
ϕ4 E
原动件数>F，机构破坏
小结
1. 机器的组成和本课程研究的内容 2. 机械零件的常用材料 3. 机械零件的工作能力和计算准则 4. 机械零件结构设计的基本要求和“三化” “三化” 5. 平面机构的运动简图 6. 平面机构具有确定运动的条件
τ lim
S
S S σ 式中， lim 、τ lim 分别是材料的极限正应力和切应力； 是安全系数； = S1S2 S3
S S 式中， 1 是考虑载荷及应力计算的准确性系数；2 是考虑材料的均匀性系数
二、接触强度 1.在接触应力作用下的零件的强度称为接触强度，属于表面强度。 2.强度条件
σH ≤[σ]H ，σ ] = σ H lim [ SH
1-3机械零件的工作能力和计算准则
一、强度 1.名义载荷与计算载荷 2.强度条件
σ ≤ [σ ] , τ ≤ [τ ]
式中，σ、τ分别是危险截面处的最大正应力和切应力，是按照计算载荷 [σ [ 计算的应力； ]、τ ] 分别是材料的许用正应力和切应力。 3.许用应力
σ lim
S
[σ ] =
, [τ ] =
一、基本概念 1.机器特征 （1）都是人为的实物组合； （2）组成机器的各实物之间具有确定的相对运动； （3）能实现能量转换或完成有用的机械功。 2.机构特征 （1）都是人为的实物组合，由多个构件组成； （2）组成机构的各构件之间具有确定的相对运动； （3）能完成有效的机械功； （4）定义：两个或两个以上的构件通过活动连接以实现规定运动的构件 组合。 3.机械：机器与机构的总称 4.构件：机器或机构中最小的运动单元 5.零件：机器或机构中最小的制造单元
相应的许用挠度、转角和扭角。
4.耐磨性 磨损过程
磨合磨损阶段 稳定磨损阶段 剧烈磨损阶段 磨粒磨损 粘着磨损
磨损的基本类型 表面疲劳磨损 腐蚀磨损 选取减磨性和耐磨性好的材料 对摩擦表面进行润滑 减少磨损的措施 进行耐磨性计算 提高零件的加工精度和表面质量
1-4机械零件结构设计的基本要求和“三化”
6. 之间的关系： 零件
组成
构件
组成
机构
组成
机器
机械 7.机器的组成 原动机 辅助部分 传动部分 控制部分 8.实例：颚式破碎机 执行部分
二、本课程研究的内容 主要研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点 、基本设计理论和计算方法。同时还简要介绍与本课程有关 的国家标准、规范以及一些标准零件、部件的选用原则。
1-2机械零件的常用材料
碳素结构钢：用于受力不大且基本上是承受静载荷的零件 碳素钢 优质碳素结构钢：用于受力较大，且受变载荷或冲击载荷 的零件 普通低合金钢 合金结构钢：常用 钢 合金钢 合金工具钢 特殊合金钢 碳素铸钢 铸钢 合金铸钢 制造承受重载荷的大型零件或形状复杂、力学性 能要求较高的零件，如联轴器等 通常只用于制造重要的或具有特殊 性能要求的零件
限制两个自由度： （两个移动） 保留一个自由度 （转动）
（2）移动副 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。
限制两个自由度： （一个移动，一个转动） 保留一个自由度 （移动 ）
2.高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
限制一个自由度： （一个移动） 保留两个自由度 （一个移动，一个转动）
例 试绘制内燃机的机构运动简图
1-6平面机构具有确定运动的条件
一、平面机构的自由度的计算 1.机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。 （与构件数目，运动副的类型和数目有关） n个活动构件：自由度为3n。 PL个低副： 限制 2PL个自由度 PH个高副： 限制 PH 个自由度 因此，该机构相对于固定构件的自由度数应为活动构件的自由度数与引 入运动副减少的自由度数之差，该差值称为机构的自由度，并以F表示， F=3n- 2PL-PH