第2章 机械零件常用材料和机械设计基础知识
机械设计基础知识点
1、机械零件常用材料：一般碳素结构钢〔Q屈服强度〕优质碳素结构钢〔20平均碳的质量分数为万分之20〕、合金结构钢〔20Mn2锰的平均质量分数约为2%〕、铸钢〔ZG230-450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450〕、铸铁〔HT200灰铸铁抗拉强度〕2、常用的热处理方法：退火〔随炉缓冷〕、正火〔在空气中冷却〕、淬火〔在水或油中迅速冷却〕、回火〔吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的肯定温度，保温一段时间后在空气中冷却〕、调质〔淬火+高温回火的过程〕、化学热处理〔渗碳、渗氮、碳氮共渗〕3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度缺乏而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦外表的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求5、应力的分类：分为静应力和变应力。
最根本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、劳累破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为劳累破坏。
特点：在某类变应力屡次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。
确定劳累极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触劳累破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在外表或表层产生初始劳累裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被X裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件外表形成一个个小坑，即劳累点蚀。
劳累点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑外表，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。
劳累点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况〔多个行星轮〕、增强机构的刚度〔轴与轴承〕、保证机械运转性能9、螺纹的种类：一般螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接：一般螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动12、螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan〔λ+ψv〕一般螺旋升角不宜大于40°。
机械设计基础各章知识点
机械设计基础各章知识点第一章：机械设计基础概述机械设计基础是机械工程学科的基础内容，是机械设计的理论和基本方法。
它包含了机械设计的基本原理、基本方法和基本规范，并介绍了机械设计的基本流程和设计过程中常用的软件和工具。
机械设计基础的学习对于理解和掌握机械设计的核心思想和基本技能具有重要意义。
第二章：机械工程材料机械工程材料是机械设计中非常重要的一部分内容。
机械工程材料主要包括金属材料、非金属材料和复合材料。
金属材料包括钢、铁、铝、铜等，非金属材料包括陶瓷、聚合物等。
机械工程材料的选择应根据设计要求、使用条件和成本等因素进行综合考虑。
第三章：机械零件设计机械零件设计是机械设计中的关键环节。
机械零件设计应遵循设计规范和原则，确保零件的功能和性能满足设计要求。
机械零件设计需要考虑零件的材料选择、尺寸设计、工艺性和可制造性等问题。
在进行机械零件设计时，还需要考虑零件与其他零件的配合、连接和传递力的问题。
第四章：机械传动基础机械传动是机械设计中的常见问题，它是将动力从一个部件传递到另一个部件的过程。
机械传动有很多种形式，包括齿轮传动、链传动、皮带传动等。
机械传动的设计需要考虑传动效率、传动比、传动扭矩和传动功率等因素。
第五章：机械结构设计机械结构设计是机械设计的一个重要方面。
机械结构设计包括机架、支撑件、外壳等结构的设计。
机械结构的设计应考虑结构的刚性、强度、稳定性和装配性等因素。
第六章：机械设计中的涉及计算机械设计中经常涉及到各种各样的计算。
比如，机械设计中常用的计算有力学计算、热传导计算、流体力学计算等。
机械设计中的计算需要掌握相应的计算方法和工具，以确保设计的正确性和可靠性。
第七章：机械设计中的创新方法机械设计中的创新方法是提高设计质量和效率的关键。
机械设计中的创新方法包括设计思维、设计过程和设计工具等。
在机械设计中，创新方法可以提高设计的可操作性、可靠性和适应性，同时也能够减少设计的时间和成本。
总结：机械设计基础各章知识点涵盖了机械设计的核心内容和基本方法。
(完整版)机械设计课后习题答案
第一章绪论1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？答：组成子系统及其功能如下：（1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
（2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。
（3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要求。
（4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。
第二章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时，由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂，如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。
（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件产生塑性变形。
（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。
2-4 解释名词：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。
答：静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。
变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。
名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。
静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。
变应力随时间变化的应力，可以由变载荷产生，也可由静载荷产生。
2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题，其基本原则如下：（1）材料的使用性能应满足工作要求。
使用性能包含以下几个方面：①力学性能②物理性能③化学性能（2）材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点：①铸造性②可锻性③焊接性④热处理性⑤切削加工性（3）力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素：①材料的相对价格②国家的资源状况③零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？答：衡量润滑油的主要指标有：粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。
机械及机械零件设计基础知识
机械及机械零件设计基础知识1. 引言机械设计是机械工程领域的一项重要任务，它涉及到各种机械设备的设计、制造和维护。
在进行机械设计之前，我们需要掌握一些基础知识，这些知识将成为我们设计过程中的指导和依据。
本文将介绍机械及机械零件设计的基础知识，包括材料选择、设计原则、机械连接、机械零件的功能需求等。
2. 材料选择机械设计中，材料的选择是至关重要的。
不同的材料具有不同的物理和机械性质，对于不同的应用场景，我们需要选择合适的材料。
常见的机械材料包括金属材料、塑料材料和复合材料。
金属材料通常具有良好的强度和刚性，适用于承受重载的部件；塑料材料具有良好的韧性和耐腐蚀性，适用于制造需要轻巧和绝缘的零件；复合材料具有优异的特性组合，例如高强度和低密度，适用于制造空间限制且需要高性能的部件。
在选择材料时，我们需要考虑以下因素：•强度：材料的强度直接影响到零件的承载能力，需要选择具有足够强度的材料。
•刚度：材料的刚度决定了零件在负载下的变形程度，需要选择足够刚度的材料。
•耐腐蚀性：如果零件会暴露在腐蚀介质中，需要选择具有良好耐腐蚀性的材料。
•热膨胀系数：材料的热膨胀系数决定了零件在温度变化时的变形程度，需要选择与应用环境相适应的材料。
3. 设计原则在机械设计中，设计原则是指设计师在设计过程中应该遵循的基本原则和规范。
3.1. 安全性原则安全性是机械设计中最重要的考虑因素之一。
设计师应该确保设计的机械设备能够安全运行，并符合安全标准和规定。
为了确保安全性，设计师需要考虑以下方面：•避免设计缺陷和潜在的危险因素。
•设计合适的安全装置，例如防护罩、传感器等。
•考虑人机工程学原则，确保操作方便和人体工程学。
3.2. 功能性原则机械设备的设计应该符合其预期的功能需求。
设计师需要充分了解设备的使用场景和工作原理，确保设计的零件和结构能够满足设备的功能要求。
3.3. 经济性原则设计师在设计机械设备时，应该尽量减少材料和能源的浪费，并控制成本。
机械设计基础知识点归纳图
机械设计基础知识点归纳图机械设计是一门涉及机械结构与零件设计的学科，它关注机械系统的运动、力学特性和工程应用等方面。
在进行机械设计时，掌握一些基础知识点是至关重要的。
下面，将通过归纳图的形式，对机械设计的基础知识点进行简要概述。
I. 机械结构1. 刚体与弹性体- 刚体：在外力作用下不发生形变的物体，可以看作是由无穷多个微小颗粒组成的。
- 弹性体：在外力作用下存在形变，但在去除外力后可以恢复原状的物体。
2. 运动副与约束- 运动副：两个物体之间的相对运动关系，如平面副、立体副、螺旋副等。
- 约束：将机械系统的自由度限制在一定范围内的控制手段，如固定约束、定位约束、导向约束等。
3. 机构与机件- 机构：由多个运动副组成的装置，通过这些副的相互配合实现特定的运动形式。
- 机件：为实现机械系统的某种功能而设计制造的装置，包括零件、元件以及它们的组合等。
II. 材料与力学1. 常用材料- 金属材料：具有良好的导热、导电性和可塑性的材料，如钢、铝、铜等。
- 非金属材料：通常具有较低的密度、较高的比强度和较好的绝缘性能，如塑料、橡胶、陶瓷等。
2. 力学基础- 平衡条件：物体处于静止或匀速直线运动时，力的合力和合力矩均为零。
- 应力与应变：在物体受力作用下，产生的应力和应变与受力的大小和形状有关。
III. 设计原则与方法1. 设计过程- 产品需求分析：明确设计目标、功能和性能要求。
- 初步设计：根据需求分析，进行初始设计，包括选择适合的机构和材料。
- 详细设计：进一步完善设计，确定具体的尺寸和结构。
2. 设计准则- 可靠性：设计要求满足机械系统在整个使用寿命内的稳定可靠运行。
- 经济性：在满足性能要求的前提下，尽量减少材料和能源的消耗。
- 可制造性：设计要考虑到制造工艺，方便生产和加工。
IV. CAD与CAE应用1. CAD（计算机辅助设计）- 用计算机软件辅助进行产品几何造型、尺寸标注和装配等设计工作。
- 示例软件：AutoCAD、SolidWorks、CATIA等。
机械设计基础知识总结
机械设计基础知识总结(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--机械设计基础知识总结关于机械设计基础知识总结第一章绪论1、机械的组成：完整的机械系统由原动机、传动装置、工作机、和控制系统四大基本组成部分2、机械结构组成层次：零件→构件→机构→机器3、机械零件：加工的单元体4、机械构件：运动的单元体5、机械机构：具有确定相对运动的构件组合体第二章机械设计概论1、机械设计的基本要求：使用功能、工艺性、经济性、其他2、机械设计的一般程序：（1）确定设计任务书（2）总体方案设计（3）技术设计（4）编制技术文件（5）技术审定和产品鉴定3、机械零件的失效：机械零件不能正常工作、失去所需的工作效能4、设计计算准则：保证零件不产生失效5、机械零件的结构工艺性：铸造工艺性；模锻工艺性；焊接工艺性；热处理工艺性；切削加工工艺性；装配工艺性；6、工程材料：金属材料、非金属材料7、金属材料的机械性能：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度8、金属材料的工艺性能：铸造性、铸造性、焊接性、切削加工性9、钢的热处理方式：退火、正火、淬火与回火、表面淬火、表面化学热处理10、常用金属材料：铸铁、碳素钢、合金钢、有色金属材料11、配合：间隙配合：具有间隙的配合，孔的公差带在轴公差带上过盈配合：具有过盈的配合，孔的公差带在轴公差带下过度配合：可能具有间隙或过盈的配合，孔的公差带与轴的公差带相互交叠12、基准值：基孔制、基轴制（优先选用基孔制）13、运动副：构件与构件之间通过一定的相互接触和制约，构成保持相对运动的可动连接低副：通过面接触构成的运动副，分为回转副和移动副高副：两构件通过电线接触构成的运动副14、机构中的构件：机架、原动件、从动件15、机构具有确定运动的条件：（1）机构的自由度F>0（2）机构的原动件数等于机构的自由度F16、机构自由度的计算：机构自由度计算的注意事项：复合铰链：两个以上的构件同时在一处用转动副相联结就构成复合铰链.由K个构件组成的复合铰链应含有(K-1)个转动副局部自由度：在机构中常会出现一种与输出构件运动无关的自由度，称局部自由度（或多余自由度）。
机械设计基础 第2版 第2章 常用黑色金属材料
第2章 常用黑色金属
本节重点：金属材料的力学性能 本节难点：各性能指标的物理意义和测定方法 主要内容：金属材料的力学性能,包括材料的强
度 、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳 强度等。
《机械设计基础》 第2版
第2章 常用黑色金属
强度
金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。 抵抗能力越大，金属材料的强度越高。 根据外力的作用方式，有多种强度指标，如抗拉强度、抗弯强度、 抗剪强度、抗压强度等，其中以拉伸试验所得的抗拉强度指标应用 最为广泛，通常强度是依据国家标准GB/T 228.1—2010《金 属 材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》的规定进行静拉伸试验获 得的。 为便于比较试验结果，试样必须按照国家标准加工成标准试样， 一种圆形截面的拉伸标准试样如图所示
L0是试样原始标距，mm；
由于拉伸试样的原始标距与试样原始直径之间具有不同的比例，因此试样分为 长试样和短试样，表示方法也不一样。
《机械设计基础》 第2版
第2章 常用黑色金属
塑性
2、断面收缩率：断面收缩率是指试样拉断后缩颈 处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。断 面收缩率用Ψ符号表示， Ψ值可用下式计算：
第2章 常用黑色金属
2.1 常用金属材料力学性能
材料、能源与信息是构建现代文明的三大支柱，而材料又 是一切现代工程技术的基础和源泉。材料不仅是人类进化的标 志，而且是社会现代化的物质基础与先导。自20世纪80 年代以 来，人们又把新材料、生物工程和信息作为产业革命的重要标 志，尤其是新材料 的研究、开发与应用可以反映一个国家的科 学技术与工业水平，它关系到国家的综合国力与安全。
弹性变形阶段（oe段） 屈服阶段 (es段) 均匀塑性变形阶段(sb段) 局部塑性变形阶段(bk 段)
机械设计基础2知识点
机械设计基础2知识点机械设计是工程设计的一个重要分支，通过运用机械工程学的原理和方法，在设计中考虑到机械元件的强度、刚度、精度等问题，使机械产品具有合理的结构和良好的性能。
本文将介绍机械设计基础2中的关键知识点，帮助读者更好地理解机械设计的原理和方法。
1.材料力学材料力学是机械设计的基础，在材料力学中有几个关键概念需要了解。
首先是应力和应变的概念，应力指材料在受外力作用下所发生的内部分子间的相对位置改变，应变指物体由于受力而发生的形变。
其次是弹性和塑性的区别，弹性是指材料受力后在去力后能恢复原状的性质，而塑性是指材料在受力后会永久性地改变形状。
最后是应力—应变关系，即材料受力时应力与应变之间的关系，可以用应力—应变曲线来表示。
2.轴的设计与强度计算在机械设计中，轴是一种常见的机械元件，用于传递动力。
轴的设计需要考虑到其强度是否满足要求。
强度计算是确定轴的直径和材料的选择的关键步骤。
强度计算一般包括计算轴受力、计算轴所受的内力和外力、以及计算轴的应力和应变等。
3.螺纹连接螺纹连接是机械设计中常用的一种连接方式，其主要包括螺纹型式、螺纹尺寸和螺纹连接的力学性能。
常见的螺纹连接有螺纹螺钉连接和螺纹销连接。
螺纹连接的设计需要考虑到螺纹的强度、连接的可靠性以及装拆的方便性等。
4.轴承的选择与计算在机械设计中，轴承是一种常见的机械元件，用于承受轴上的力及矩。
轴承的选择与计算需要考虑到轴的受力情况、转速和工作环境等因素。
轴承的选择包括轴承类型的选择、轴承尺寸的选择以及轴承材料的选择。
轴承的计算一般包括计算轴承的承载能力、计算轴承的摩擦力和计算轴承的寿命等。
5.键连接键连接是机械设计中一种常见的连接方式，其作用是传递转矩。
键连接的设计需要考虑到键的强度、键的材料选择以及键的连接方式等。
在键的连接中，常见的连接方式包括平键连接和圆形键连接。
6.齿轮传动齿轮传动是机械设计中一种常见的传动方式，其通过齿轮的啮合来传递动力。
(完整版)机械设计基础知识点整理
1、机械零件常用材料：普通碳素结构钢（Q屈服强度）优质碳素结构钢（20平均碳的质量分数为万分之20）、合金结构钢（20Mn2锰的平均质量分数约为2%）、铸钢（ZG230-450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450）、铸铁（HT200灰铸铁抗拉强度）2、常用的热处理方法：退火（随炉缓冷）、正火（在空气中冷却）、淬火（在水或油中迅速冷却）、回火（吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空气中冷却）、调质（淬火+高温回火的过程）、化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗）3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求5、应力的分类：分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况（多个行星轮）、增强机构的刚度（轴与轴承）、保证机械运转性能9、螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动12、螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan（λ+ψv）一般螺旋升角不宜大于40°。
机械设计基础补工程材料材料力学知识
由于合金钢价格较贵，通常只用于制造重要的或具有特殊性能
要求的机械零件。
普通低合金钢
合金结构钢（常用）
合金钢构钢牌号的表示方法是用两位数字表示碳的含量，并在 其后加注所含各主要合金元素的符号及其含量，而且规定：合金元 素平均质量分数低于1.5％时，不注含量；当平均质量分数在1.5％～ 2.5％,2.5％～3.5％,3.5％～4.5％,…时,以相应数字2，3，4，…表示。
对于连杆机构、凸轮机构等常用机构，应注意其非匀速传动的 特点，重点分析其运动特性，掌握实现其运动规律的设计方法。
第二节 机械零件的常用材料
选择材料是设计机械零件的重要环节之一，也是一个复杂的技术 经济问题。一般应综合考虑以下要求，选出适宜的材料。
1、零件的使用要求：如强度、刚度、冲击韧度、导热性、抗腐 蚀性以及耐磨性、减振性等，通常以强度为主。
此外，机械设计中还把为完成同一使命、彼此协同工作的一组 零件所组成的组合体称为部件，如滚动轴承、联轴器、减速器等， 所以有时也通称为机械零部件，它包括了零件和部件。
机械设计基础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。同时还将扼要介绍与本课程有 关的国家标准、规范和一些标准零件、部件的选用原则，以及简单 机械传动装置的设计方法。
在组成机器的各个零件中，有的零件是以单个形式参与机器运 动，例如带轮、偏心轮、肘板等。有的则是将多个零件刚性联接， 作为一个整体参与机器运动。例：动颚板。
把零件作为组成机器的基本单元不能有效地表达机器中各部分 的相对运动关系。为了表达机器中各部分的相对运动关系，把在机 器中能作相对运动的实体称为构件。
三、铜合金
铜合金是机械零件中最常用的有色金属材料，分为黄铜和青铜 两类。 1．黄铜
机械设计基础知识汇总
机械设计基础知识汇总机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。
那么，机械设计的基础知识有哪些呢?下面就和XX一起看看吧!机械设计基础知识汇总1、机械零件常用材料：普通碳素结构钢(Q屈服强度)优质碳素结构钢(20平均碳的质量分数为万分之20)、合金结构钢(20Mn2锰的平均质量分数约为2%)、铸钢(ZG230-450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450)、铸铁(HT200灰铸铁抗拉强度)2、常用的热处理方法：退火(随炉缓冷)、正火(在空气中冷却)、淬火(在水或油中迅速冷却)、回火(吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空气中冷却)、调质(淬火+高温回火的过程)、化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗)3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连接松动;容器、管道等的泄露;运动精度达不到设计要求5、应力的分类：分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点：在某类变应力多次作用后突然断裂;断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限;即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况(多个行星轮)、增强机构的刚度(轴与轴承)、保证机械运转性能9、螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接;矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动12、螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan(λ+ψv)一般螺旋升角不宜大于40°。
《机械设计基础》目录
《机械设计基础》目录第一章绪论11 机械设计的基本概念12 机械设计的发展历程13 机械设计的重要性及应用领域第二章机械设计的基本原则和方法21 机械设计的基本原则211 功能满足原则212 可靠性原则213 经济性原则214 安全性原则22 机械设计的方法221 传统设计方法222 现代设计方法223 创新设计方法第三章机械零件的强度31 材料的力学性能311 拉伸试验与应力应变曲线312 硬度313 冲击韧性314 疲劳强度32 机械零件的疲劳强度计算321 疲劳曲线和疲劳极限322 影响机械零件疲劳强度的因素323 稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算324 不稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算第四章摩擦、磨损及润滑41 摩擦的种类及特性411 干摩擦412 边界摩擦413 流体摩擦414 混合摩擦42 磨损的类型及机理421 粘着磨损422 磨粒磨损423 疲劳磨损424 腐蚀磨损43 润滑的作用及润滑剂的选择431 润滑的作用432 润滑剂的种类433 润滑剂的选择第五章螺纹连接51 螺纹的类型和特点511 螺纹的分类512 普通螺纹的主要参数52 螺纹连接的类型和标准连接件521 螺纹连接的类型522 标准连接件53 螺纹连接的预紧和防松531 预紧的目的和方法532 防松的原理和方法54 螺纹连接的强度计算541 松螺栓连接的强度计算542 紧螺栓连接的强度计算第六章键、花键和销连接61 键连接611 平键连接612 半圆键连接613 楔键连接614 切向键连接62 花键连接621 花键连接的类型和特点622 花键连接的强度计算63 销连接631 销的类型和用途632 销连接的强度计算第七章带传动71 带传动的类型和工作原理711 平带传动712 V 带传动713 同步带传动72 V 带和带轮721 V 带的结构和标准722 带轮的结构和材料73 带传动的工作情况分析731 带传动中的力分析732 带的应力分析733 带传动的弹性滑动和打滑74 带传动的设计计算741 设计准则和原始数据742 设计计算的内容和步骤第八章链传动81 链传动的类型和特点811 滚子链传动812 齿形链传动82 链条和链轮821 链条的结构和标准822 链轮的结构和材料83 链传动的运动特性和受力分析831 链传动的运动不均匀性832 链传动的受力分析84 链传动的设计计算841 设计准则和原始数据842 设计计算的内容和步骤第九章齿轮传动91 齿轮传动的类型和特点911 圆柱齿轮传动912 锥齿轮传动913 蜗杆蜗轮传动92 齿轮的失效形式和设计准则921 轮齿的失效形式922 设计准则93 齿轮的材料和热处理931 齿轮常用材料932 齿轮的热处理94 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算941 受力分析942 强度计算95 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算951 受力分析952 强度计算96 锥齿轮传动的受力分析和强度计算961 受力分析962 强度计算97 蜗杆蜗轮传动的受力分析和强度计算971 受力分析972 强度计算第十章蜗杆传动101 蜗杆传动的类型和特点102 蜗杆和蜗轮的结构103 蜗杆传动的失效形式和设计准则104 蜗杆传动的材料和热处理105 蜗杆传动的受力分析和强度计算106 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算第十一章轴111 轴的分类和材料1111 轴的分类1112 轴的材料112 轴的结构设计1121 轴上零件的定位和固定1122 轴的结构工艺性113 轴的强度计算1131 按扭转强度计算1132 按弯扭合成强度计算1133 轴的疲劳强度校核第十二章滑动轴承121 滑动轴承的类型和结构1211 整体式滑动轴承1212 剖分式滑动轴承1213 调心式滑动轴承122 滑动轴承的材料1221 金属材料1222 非金属材料123 滑动轴承的润滑1231 润滑剂的选择1232 润滑方式124 非液体摩擦滑动轴承的设计计算第十三章滚动轴承131 滚动轴承的类型和特点1311 滚动轴承的分类1312 滚动轴承的特点132 滚动轴承的代号1321 基本代号1322 前置代号和后置代号133 滚动轴承的选择1331 类型选择1332 尺寸选择134 滚动轴承的组合设计1341 轴承的固定1342 轴承的配合1343 轴承的装拆1344 滚动轴承的润滑和密封第十四章联轴器和离合器141 联轴器1411 联轴器的类型和特点1412 联轴器的选择142 离合器1421 离合器的类型和特点1422 离合器的选择第十五章弹簧151 弹簧的类型和特点152 弹簧的材料和制造153 圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算第十六章机械系统设计161 机械系统设计的任务和过程162 机械系统总体方案设计163 机械系统的执行系统设计164 机械系统的传动系统设计165 机械系统的支承系统设计第十七章机械设计中的创新思维171 创新思维的概念和特点172 创新思维在机械设计中的应用173 培养创新思维的方法和途径第十八章机械设计实例分析181 简单机械装置的设计实例182 复杂机械系统的设计实例183 设计实例中的经验教训和改进方向。
机械设计基础内容
机械设计基础内容1、机械零件常用材料：普通碳素结构钢优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁2、常用的热处理方法：退火、正火、淬火、回火、调质、化学热处理3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求5、应力的分类：分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况、增强机构的刚度、保证机械运转性能9、螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动12、螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan一般螺旋升角不宜大于40°。
在d2和P一定的情况下，锁着螺纹线数n的增加，λ将增大，传动效率也相应增大。
因此，要提高传动效率，可采用多线螺旋传动13、螺旋机构的类型及应用：①变回转运动为直线运动，传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋②变直线运动为回转运动14、螺旋机构的特点：具有大的减速比；具有大的里的增益；反行程可以自锁；传动平稳，噪声小，工作可靠；各种不同螺旋机构的机械效率差别很大15、连杆机构广泛应用的原因：能实现多种运动形式的转换；连杆机构中各运动副均为低副，压强小、磨损轻、便于润滑、寿命长；其接触表面是圆柱面或平面，制造比较简易，易于获得较高的制造精度16、曲柄存在条件：①最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆之和②最短杆为连架杆或机架。
(整理)机械设计基础知识概述(全)
机械设计基础知识概述第一章金属材料的有关问题（一）金属材料的机械性能金属零件受一定外力作用时，对金属材料有一定的破坏作用。
因此要求金属材料具有抵抗外力的作用而不被破坏的性能，这种性能称为机械性能。
金属材料的机械性能主要包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
它们的具体数值是在专门的试验机上测定出来的。
1、金属材料的变形和应力金属材料受外力作用时引起的形状改变称为变形。
变形分为弹性变形（当外力取消后，变形消失并恢复到原来形状）和塑性变形（当外力除去后，不能恢复到原来形状，保留一部分残余形变）。
当金属材料受外力作用时，其内部还将产生一个与外力相对抗的内力，它的大小与外力相等，方向相反。
单位截面上的内力称为应力。
在拉伸和压缩时应力用符号σ表示。
σ=P/F式中：σ—应力，MPa;P —拉伸外力，N；F —试样的横截面积，mm2。
2、强度强度是金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。
强度可通过拉力试验来测定。
将图（a）所示标准样安装在拉力试验机上，对其施加一个平稳而无冲击逐渐递增的轴向拉力，随着拉力的增加试样产生形变如图（B）直到断裂如图（C）。
以试样的受拉力P为纵坐标，伸长值⊿L为横坐标，给制出拉伸曲线。
OE段：负荷与伸长成线性关系，是材料的弹性变形阶段。
金属材料由弹性变形过渡到塑性变形时的应力称为弹性极限，用σe表示。
σe=P e/F o—弹性极限，MPa；式中：σe—材料开始塑性变形时的负荷，N；Pe—试样原横截面积，㎜ 2 。
Fo当负荷超过E点，试样开始产生塑性变形，这一段曲线几乎呈水平，表明试样在拉伸过程中，负荷不增加甚至有降低，试样继续塑性形变，材料丧失了抵抗变形的能表示。
力。
这种现象称为屈服。
产生现象时的应力称为屈服点，用σsσs=P s/F o—屈服点，Mpa ；式中：σs—材料产生明显形变时的负荷，N；Ps—试样原横截面积，㎜ 2 。
Fo负荷超过S 点后，形变量随负荷增加而急剧增加，当过B 点，形变部位出现缩颈现象，试样已不能抵抗外力作用，在K 点发生断裂。
机械设计基础 第二章 常用材料及热处理
2.4.2、正火： 将钢件加热到临界温度以上30－ 50度，保温一段时间后从炉中取出，在 空气中冷却。 目的： 正火和退火相似，但正火后机械 强度略高。
淬火和回火是生产中应用最广泛的两种 热处理工艺。
2.4.3、淬火：
淬火是将工件加热到临界温度以上30 －50度，保温一定时间，然后在水或盐水或油 中急速冷却。
2.5 金属材料的选材原则
1.一般原则 2.工艺性原则 3.经济性原则
1、一般原则
零件尺寸取决于强度，且尺寸和质 量受限时，选用强度高的材料 零件尺寸取决于刚度，选用弹性模 量大的材料（调质钢、渗碳钢） 滑动摩擦下工作的零件，选用减摩 性能好的材料 高温条件下的零件，采用耐热材料 腐蚀介质中工作的零件，采用耐腐 蚀材料
2、工艺性原则
是指金属材料所具有的能够适应各种加工 工艺要求的能力。 用金属制造零件的加工方法基本上有四种： 铸造、压力加工（锻造、冲压）、焊接和机械 切削加工（车、铣、刨、磨、钻等）。 不同加工方法使用的材料不同：比如铸铁 具有很好的铸造工艺性，但不能锻造。
各种工艺方法对材料提出的要求
铸造：将熔融金属浇注、压射或吸入铸 型型腔中，待其凝固后而得到的一定形 状和性能的铸件的方法。
氮化
将钢件放入含有氮的介质或利用氨气加 热分解的氮气中，加热到500～620℃， 持续保温20～50小时，使氮扩散渗入钢 件表面层内。经氮化处理的钢件不再经 淬火便具有很高的表面层硬度及耐磨性， 并大大提高疲劳极限、耐腐蚀性能、抗 胶合性及耐热性。
2.4.7 金属零件的表面处理
表面处理:
是在金属表面附上一层覆盖层，以 达到防腐、改善性能及装饰的作用。 通常分电镀、化学处理和涂漆三种。
机械设计基础知识
机械设计基础知识机械设计基础知识【推荐】导语：机械设计基础知识有哪些?以下是小编精心为大家整理的有关机械设计基础知识，希望对大家有所帮助，欢迎阅读。
机械设计基础知识1机械零件常用材料：普通碳素结构钢（Q屈服强度）优质碳素结构钢（20平均碳的质量分数为万分之20）、合金结构钢（20Mn2锰的平均质量分数约为2%）、铸钢（ZG230-450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450）、铸铁（HT200灰铸铁抗拉强度）.2常用的热处理方法：退火（随炉缓冷）、正火（在空气中冷却）、淬火（在水或油中迅速冷却）、回火（吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空气中冷却）、调质（淬火+高温回火的过程）、化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗).3机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位 .4机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求 .5应力的分类：分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种.6疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征.7接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式.8引入虚约束的'原因：为了改善构件的受力情况（多个行星轮）、增强机构的刚度（轴与轴承）、保证机械运转性能.9螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹.10锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角.11螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动.12螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan（λ+ψv）一般螺旋升角不宜大于40°。
第2章机械零件常用材料和机械设计基础知识
第一节 机械零件常用材料、热处理方法及其选择（续）
三、机械零件材料的选择原则 1、满足机械零件的使用要求：
载荷、几何条件、尺寸及重量、特殊要求
2、满足工艺性要求 (便于加工制造): 零件结构的复杂程度、尺寸大小、毛坯制造
3、满足经济性要求： 材料价格、加工和热处理的成本等
第二节 机械零件的工作能力和计算准则 一、机械零件的工作能力
M
C
可以求得
0
50 100 150 200 250 300 350 400
m e m a x e m i n e ( 1 9 0 1 1 0 ) M P a 1 5 0 M P a
m /MPa
2
2
在极限应力线图上标出零件工作应力
a e m a x e m i n e ( 1 9 0 1 1 0 ) M P a 4 0 M P a 点M(150,40)。
第三节 机械零件的疲劳强度计算
例 某零件材料的力学性能为： s 4，0M 0 Pa13，0M 0 Pa。 0.2
已知零件上的最大工作应力 m axe 1 9 0 最M 小P 工a ,作应力
m ine110M P a,
应力变化规律为 me常数，弯曲疲劳极限的综合影响系数 K。试2确.0定该零
件在单向稳定变应力情况下的计算安全系数。
三种典型应力变化规律：
（1）变应力的循环特性保持不变 C ，如转轴的应力状态。
（2）变应力的平均应力保持不变 meC, 振动受载弹簧的应力状态 （3）变应力的最小应力保持不变 mien C, 如受轴向变载荷螺栓的应力状态
第三节 机械零件的疲劳强度计算
三、稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算
（单向稳定变应力的机械零件疲劳强度计算1 ）
机械设计基础 材料
牌号
HT200
抗拉强度σb /MPa 200 250 300
抗压强度σs /MPa 750 1000 1100
用
途
气缸、齿轮、机床、飞轮、齿条、衬筒、一般 机床铸有导轨的床身、液压筒、泵的壳体等
HT250
HT300
阀壳、油缸、气缸、联轴器、机体、齿轮、齿 轮箱外壳、飞轮、凸轮、轴承座等
齿轮、凸轮、车床卡盘、压力机的床身、导板、 增压液压筒、泵的壳体等
第二章 机械零件常用材料
6
3.合金结构钢（合金钢）
合金钢：在碳素钢中添加合金元素，以改善力学性能、 工艺性能及物理性能等。 表1-3 合金结构钢
力学性能（不小于）
牌号
20Cr 20Mn2 40Cr 35SiMn 65Mn
抗拉强度σb /MPa 835 785 980 885 980
屈服点σs /MPa 540 590 785 735 785
2. 正火
将钢加热到一定温度，保温一段时间，然后在空气中冷却。 1)消除内应力(不如退火彻底)， 钢的强度、硬度较退火高；
2)不占用设备，生产率较高。
第二章 机械零件常用材料
15
3. 淬火
将钢加热到一定温度，保温一段时间，然后在水或
油中快速冷却。
1) 钢的硬度急剧增加，但存在很大的内应力，脆性增加；
材料价格高低 零件制造成本高低 尽量少使用稀缺原材料
化学成分
第二章 机械零件常用材料
4
1.普通碳素结构钢
牌号：尺寸<16mm时材料的屈服值，Qxxx 普通碳素结构钢主要控制力学性能，化学成分控制较松。 表1-1 普通碳素结构钢
力学性能（不小于）
牌号
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第四节
一、摩擦
内摩擦
摩擦分类 外摩擦
摩擦、磨损、润滑简介
静摩擦 动摩擦
滑动摩擦
滚动摩擦
干摩擦 边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦
干摩擦
边界摩擦
流体摩擦
混合摩擦
摩所处的摩擦（润滑）状态一般可用膜厚比来大致判断。 膜厚比：两滑动表面间的最小油膜厚度与两表面轮廓均方根偏差之比 为膜厚比.
me
C’点坐标为 ( s,0) (400,0) 则可作出如右图的极限应力线图。 3）寻找零件工作应力点M。 由 max e 190MPa, min e 110MPa 可以求得 max e min e 190 110
150
D 'G'
100 50
M
0
C
50 100 150 200
流体动压润滑－利用摩擦面间的相对运动而自动形成承载油
膜的润滑。
流体静压润滑－从外部将加压的油送入摩擦面间，强迫形成
承载油膜的润滑。
第四节 摩擦、磨损、润滑简介
（三） 流体润滑原理简介
1、 流体润滑承载机理（楔效应）
F
油压p分布曲线
动板
x
hmin
c
b
v
A
O
h0
a
2u 0 y 2
2u 0 y 2
断 裂 塑性变形、 过大弹性变形
正常工作条件遭破坏 引起的失效 机械零件的工作能力:
表面磨损
在一定工作条件下不发生失效的安全工作限度。
第二节 机械零件的工作能力和计算准则 二、机械零件的计算准则
（一）强度准则
lim
S
（二）刚度准则
y y
（三）耐磨性准则
目前尚无定量可靠的计算方法，常采用一些条件性计算。
由名义载荷求得的应力
2、计算应力：由计算载荷求得的应力
第三节 机械零件的疲劳强度计算 二、疲劳曲线和疲劳极限应力线图 （一）疲劳曲线
疲劳极限
r
脉动循环疲劳极限 对称循环疲劳极限 循环次数 N 材料常数 m
0
1
有限寿命疲 劳极限
m
m N
N N0 C
N0 KN N
hmin
2 2 Rq R 1 q2
当膜厚比 λ ≤1时，为边界摩擦（润滑）状态； 当 1≤ λ ≤ 3时，为混合摩擦（润滑)状态； 当λ >3时，为流体摩擦（润滑）状态。
第四节 摩擦、磨损、润滑简介
二、磨损
磨损分类
粘着磨损
疲劳磨损 腐蚀磨损
微动磨损
零件的磨损过程分为三阶段：
磨合阶段
稳定磨损阶段 剧烈磨损阶段
ae
max e min e
2
2
在极限应力线图上标出零件工作应力 190 110 ( ) MPa 40MPa 点M(150,40)。 2
(
2
) MPa 150MPa
m / MPa
250
300
350 400
第三节 机械零件的疲劳强度计算
例(续） 4) 按照应力变化规律 m ＝常数，过M点作垂直于横幅的直线MM’，在 直线MM’上所有的点均满足 m ＝常数的规律，而直线MM’于直线A’G’的交 线M’所代表的应力就是计算时所用的极限应力。直线MM’的方程为
第四节 摩擦、磨损、润滑简介
三、润滑剂和润滑方法
（一）润滑剂 1、润滑油 动力粘度 润滑油的粘度： 运动粘度 相对粘度 常用工业润滑油的粘度分类及相应的运动粘度值 见表3－1 粘度的近似换算 见表3－2
几种润滑油的粘－温曲线
第四节 摩擦、磨损、润滑简介
2、润滑脂
润滑脂的性能指标：
针入度 滴 3、添加剂 点
v(h y ) y (h y ) p u h 2 x
一维雷诺方程
6V 3 (h h0 ) x h
第四节 摩擦、磨损、润滑简介
一维雷诺方程：
6V 3 (h h0 ) x h
由式可见： 油膜压力的变化与润滑油的粘度、 表面滑动速度和油膜厚度及其变化有关。
变应力: 1.稳定循环变应力 2.不稳定循环变应力 对称循环变应力
脉动循环变应力
非对称循环变应力
第三节 机械零件的疲劳强度计算 稳定循环变应力的类型
对称循环变应力
脉动循环变应力
非对称循环变应力
平均应力
m
max min
2
设计计算： 1、名义应力 :
max min 应力幅 a 2 循环特性 ＝ min / max
第三章 机械零件常用材料和机械设计
基础知识
本章主要内容
第一节
机械零件常用材料、热处理方法及其选择 机械零件的工作能力和计算准则 机械零件的疲劳强度计算 摩擦、磨损和润滑简介 机械零部件的结构设计
第二节
第三节 第四节 第五节
本章学习要求
1、了解机械零件常用材料、热处理方法及其选择； 2、了解机械零件的工作能力和计算准则； 3、掌握稳定变应力下机械零件的疲劳强度分析及计算； 4、了解摩擦、磨损和润滑的相关知识； 5、初步了解机械零件的接触强度计算； 6、掌握机械结构设计的一般原则和方法。
（四）振动稳定性准则
0.85 f f p
或
1.15 f f p
第三节 机械零件的疲劳强度计算 一、载荷和应力的分类
（一）载荷的分类 静载荷:不随时间变化或变化缓慢的应力。 变载荷：随时间变化的应力。 名义载荷F ：按额定功率计算的载荷。 计算载荷Fca ：Fca=K.F （二）应力的分类
静应力
e
2 1 0 K K 0
第三节 机械零件的疲劳强度计算 三、稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算
（单向稳定变应力的机械零件疲劳强度计算 ） 机械零件疲劳强度的计算时： 先求出零件危险截面的最大工作应力和最小工作应力； 求出平均工作应力和工作应力幅，由此在极限应力线图上标出工作应力点。
第一节
机械零件常用材料、热处理方法及其选择（续）
三、机械零件材料的选择原则 1、满足机械零件的使用要求： 载荷、几何条件、尺寸及重量、特殊要求 2、满足工艺性要求 (便于加工制造): 零件结构的复杂程度、尺寸大小、毛坯制造 3、满足经济性要求： 材料价格、加工和热处理的成本等
第二节 机械零件的工作能力和计算准则 一、机械零件的工作能力 机械零件的 主要失效形式
第三节 机械零件的疲劳强度计算 三、稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算
（单向稳定变应力的机械零件疲劳强度计算1 ）
C 时为例:
a
对应于M点的零件的极限应力:
' maxe
1 maxe K ae me
A'
M
M'
D'
G'
N
安全系数及强度条件为：
' ae ae
线接触弹流润滑的示意图
第四节 摩擦、磨损、润滑简介
4、流体静压润滑 将外部供给的压力油送入两摩擦表面间，利用流体静压力来平衡外载荷。
流体静压润滑系统的示意图
第五节
结构设计的基本原则：
机械零部件的结构设计
一、机械结构设计的基本原则和方法
明确：功能、工作原理明确
简单：零件数目尽量少、形状简单、联接关系简单
材料的疲劳曲线 寿命系数 循环基数 无限寿命区的起始点
N m
第三节 机械零件的疲劳强度计算 （二）疲劳极限应力线图 1、材料的疲劳极限应力线图 a
A
D
G
1
0
2
45
45
O
0 2
C
m
材料常数
AG 段： 1 ra rm
s
CG 段: ra rm s
M'
M
150 200
D 'G'
Sca
285MPa/190MPa 1.5 max e
' max e
C
m / MPa
250 300 350 400
0
50
100
第三节 机械零件的疲劳强度计算 四、机械零件的接触强度 物体的曲面接触
赫兹公式计算接触应力：
F 1 1 ( ) L 1 2 H 2 1 12 1 2 ( ) E1 E2
安全：保证在预期工作时间内正常工作，不危害人和环境。
定位轴肩不起作用
轴、孔间出现较大空隙
改进后的结构
锥形轴毂联接存在的功能不明确的问题及其改进
形成流体动力润滑(即形成动压油膜)的必要条件: 1) 相对滑动的两表面间必须形成收敛楔形间隙; 2) 两表面必须有一定相对滑动速度, 运动方向必须使润滑油由大口流 进, 小口流出; 3)润滑油必须有一定的粘度,且供油要充分.
第四节 摩擦、磨损、润滑简介
3、弹性流体动压润滑（弹流润滑）
弹性流体动压润滑理论用于高副接触零件的润滑问题。
' me me 150MPa ' ' 5)求解M’点的坐标。联立直线A’G’的方程 1 K ae ，直线 me
MM’的方程 ' me 150 MPa ，解出M’点的坐标为 ' me 150MPa ' a / MPa ' 1 me ae (300 0.2 150) MPa / 2 200 K ' 135 MPa A 150 6）计算极限应力 ' max e ' me ' ae (150 135)MPa 285MPa 100 50 7）计算零件的计算安全系数