西工大机械设计第7章PPT
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西北工业大学【国家精品教程 国家精品教程】机械原 机械原理（课件完整版）目 录• • • • • • 第一章 第 章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 绪论 机构的结构分析 平面机构的运动分析 平面机构的力分析 机械的效率及自锁 机械的平衡目 录• 第七章 机械的运转及其速度 波动的调节 • 第八章 平面连杆机构及其设计 • 第九章 凸轮机构及其设计 • 第十章 齿轮机构及其设计目 录• 第十 第十一章 章 齿轮系及其设计 • 第十 第十二章 章 其他常用机构 • 第十三章 工业机器人机构 及其设计第 章 第一章绪论§1-1 本课程研究的对象及内容 §1-2 学习本课程的目的 §1-3 如何进行本课程的学习返回§1-1本课程研究的对象及内容1．研究对象 机械 是机构和机器的总称。
机构是指一种用来传递与变换运动 和力的可动装置 和力的可动装置。
机器是指一种执行机械运动装置， 可用来变换和传递能量、物料和信息。
可用来变换和传递能量 物料和信息 实例： 内燃机 工件自动装卸装置 六自由度工业机器人 2．研究内容 有关机械的基本理论操 作 机 示 教 板控制系统§1-2学习本课程的目的课程性质、任务及作用 机械未来发展§1-3如何进行本课程的学习掌握本课程的特点 注重理论联系实际 逐步建立工程观点 认真对待每个教学 节 认真对待每个教学环节机器和机构的概念（1）机构 机构 是指 是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置 种用来传递与变换运动和力的可动装置。
如常 见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、螺 旋机构等等。
旋 等等 这些机构一般被认为是由刚性件组成的。
而现代机构中除了 刚性件以外，还可能有弹性件和电、磁、液、气、声、光…等元 故这类机构称为广义机构 而由刚性件组成的机构就称为狭 件 故这类机构称为广义机构；而由刚性件组成的机构就称为狭 件。
西工大机械设计课件完整版
第一章 机械及机械零件 设计概要
本章论述了机械设计课程教学内容总纲、设计基本 知识和一些共性问题。
一、机械（机器）的组成 二、机械设计步骤 三、零件的设计步骤 四、课程的主要内容 五、课程的特点 六、学习要求 七、达到的水平（国家教委制定）
zpofrp 2013-10-23
一、机械（机器）的组成
我们以洗衣机为例，来说明机械的组成：
其中：max—变应力最大值；min—变应力最小值；m—平均应力； a—应力幅；r—循环特性，-1 r +1。
由此可以看出，一种变应力的状况，一般地可由max、min、m、 a及r五个参数中的任意两个来确定。
zpofrp 2013-10-23
三、几种特殊的变应力
特殊点：
0
m t
5、变应力特性max、min、m、a及r等五个参数中的任意 2 来描述。
（1）一个；（2）两个；（3）三个；（4）四个。
zpofrp 2013-10-23
6、机械零件的强度条件可以写成 3 。
（1） ， 或 S S ，S S （2） ， 或 S S ，S S （3） ， 或 S S ，S S （4） ， 或 S S ，S S
Sm in
刚度准则： y y
寿命准则：（表示耐磨程度）
zpofrp 2013-10-23
下面我们以设计千斤顶立柱为例，来说明机械零件的设计步骤：
车自重W=2000kg=2吨 s为屈服极限
l d
4W
d 2
s
Sm in
由此可求出d；其中Smin根据工作环境来定。
zpofrp 2013-10-23
本章论述了机械设计课程教学内容总纲、设计基本 知识和一些共性问题。
一、机械（机器）的组成 二、机械设计步骤 三、零件的设计步骤 四、课程的主要内容 五、课程的特点 六、学习要求 七、达到的水平（国家教委制定）
zpofrp 2013-10-23
一、机械（机器）的组成
我们以洗衣机为例，来说明机械的组成：
其中：max—变应力最大值；min—变应力最小值；m—平均应力； a—应力幅；r—循环特性，-1 r +1。
由此可以看出，一种变应力的状况，一般地可由max、min、m、 a及r五个参数中的任意两个来确定。
zpofrp 2013-10-23
三、几种特殊的变应力
特殊点：
0
m t
5、变应力特性max、min、m、a及r等五个参数中的任意 2 来描述。
（1）一个；（2）两个；（3）三个；（4）四个。
zpofrp 2013-10-23
6、机械零件的强度条件可以写成 3 。
（1） ， 或 S S ，S S （2） ， 或 S S ，S S （3） ， 或 S S ，S S （4） ， 或 S S ，S S
Sm in
刚度准则： y y
寿命准则：（表示耐磨程度）
zpofrp 2013-10-23
下面我们以设计千斤顶立柱为例，来说明机械零件的设计步骤：
车自重W=2000kg=2吨 s为屈服极限
l d
4W
d 2
s
Sm in
由此可求出d；其中Smin根据工作环境来定。
zpofrp 2013-10-23
第七章 机械的运转及其速度波动的调节 (西工大第七版课件)
Βιβλιοθήκη 机械的运动方程式(4/5)
（2）等效动力学模型的建立 首先，可选取机械中待求速度的转动或移动构件为等效构件， 并以其位置参数为广义坐标。 其次，确定系统等效构件的等效转动惯量Je或等效质量me， 和等效力矩Me或等效力Fe。其中Je或me的大小是根据等效构件与 原机械系统动能相等的条件来确定；而Me或Fe的大小则是根据等 效构件与原机械系统的瞬时功率相等的条件来确定。
机构的运动规律通常用其原动件的运动规律（即位移、速度 及加速度）描述。而其真实运动规律是由其各构件的质量、转动 惯量和作用于其上的驱动力与阻抗力等因素而决定的。上述参数 往往是随时间而变化的。
要对机构进行精确的运动分析和力分析，就需要确定原动件 的真实运动规律。这对于机械设计，特别是高速、重载、高精度 和高自动化的机械是十分重要的。
以曲柄为等效构件时的等效动力学模型 以滑块为等效构件时的等效动力学模型
第七章 机械的运转及其速度波动的 调节 (西工大第七版课件)
机械的运动方程式(3/5)
结论： （1）等效动力学模型的概念：
对于一个单自由度机械系统的运动的研究，可简化为对其一 个等效转动构件或等效移动构件的运动的研究。
等效转动惯量（或等效质量）是等效构件具有的假想的转动 惯量（或质量），且使等效构件 所 具有的动能应等于原机械系统 中 所 有运动构件的动能之和。
第七章 机械的运转及其速度波动的 调节 (西工大第七版课件)
概述(2/6)
（2）研究机械运转速度的波动及其调节 机械在运转过程中经常会出现速度波动，这种速度波动会导 致在运动副中产生附加的动压力，并引起机械的振动，从而降低 机械的寿命、效率和工作质量。 为了降低机械速度波动的影响，就需要研究其波动和调节方 法，以便设法将机械运动速度波动的程度限制在许可的范围之内。
（2）等效动力学模型的建立 首先，可选取机械中待求速度的转动或移动构件为等效构件， 并以其位置参数为广义坐标。 其次，确定系统等效构件的等效转动惯量Je或等效质量me， 和等效力矩Me或等效力Fe。其中Je或me的大小是根据等效构件与 原机械系统动能相等的条件来确定；而Me或Fe的大小则是根据等 效构件与原机械系统的瞬时功率相等的条件来确定。
机构的运动规律通常用其原动件的运动规律（即位移、速度 及加速度）描述。而其真实运动规律是由其各构件的质量、转动 惯量和作用于其上的驱动力与阻抗力等因素而决定的。上述参数 往往是随时间而变化的。
要对机构进行精确的运动分析和力分析，就需要确定原动件 的真实运动规律。这对于机械设计，特别是高速、重载、高精度 和高自动化的机械是十分重要的。
以曲柄为等效构件时的等效动力学模型 以滑块为等效构件时的等效动力学模型
第七章 机械的运转及其速度波动的 调节 (西工大第七版课件)
机械的运动方程式(3/5)
结论： （1）等效动力学模型的概念：
对于一个单自由度机械系统的运动的研究，可简化为对其一 个等效转动构件或等效移动构件的运动的研究。
等效转动惯量（或等效质量）是等效构件具有的假想的转动 惯量（或质量），且使等效构件 所 具有的动能应等于原机械系统 中 所 有运动构件的动能之和。
第七章 机械的运转及其速度波动的 调节 (西工大第七版课件)
概述(2/6)
（2）研究机械运转速度的波动及其调节 机械在运转过程中经常会出现速度波动，这种速度波动会导 致在运动副中产生附加的动压力，并引起机械的振动，从而降低 机械的寿命、效率和工作质量。 为了降低机械速度波动的影响，就需要研究其波动和调节方 法，以便设法将机械运动速度波动的程度限制在许可的范围之内。
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机构是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。
机器是指一种执行机械运动装置，操 作 机可用来变换和传递能量、物料和信息。
实例：示 教内燃机板工件自动装卸装置六自由度工业机器人2．研究内容 有关机械的基本理论控制系统§1-2 学习本课程的目的课程性质、任务及作用 机械未来发展§1-3 如何进行本课程的学习掌握本课程的特点 注重理论联系实际 逐步建立工程观点 认真对待每个教学环节机器和机构的概念（1）机构机构 是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。
如常 见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、螺 旋机构等等。
这些机构一般被认为是由刚性件组成的。
而现代机构中除了 刚性件以外，还可能有弹性件和电、磁、液、气、声、光…等元 件。
故这类机构称为广义机构；而由刚性件组成的机构就称为狭 义机构。
（2）机器机器 是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、 物料和信息。
例如： 电动机、内燃机用来变换能量；机器和机构的概念(2/3)机床用来变换物料的状态； 汽车、起重机用来传递物料； 计算机用来变换信息。
由于各种机器的主要组成部分都是各种机构。
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对课程中的某些重要问题作了适当的延伸和补充。 在编写中注意了内容的启发性、科学性和趣味性。
本作业集也是《机械原理》（第六版）的配 套教材，也可与其他机械原理教材配套使用。全 书共收入123 道题，包括分析、计算、设计和改 错等题型。除绪论和机械系统传动方案的设计外， 每章都配有一定数量的题目，书末还附有平面连 杆机构的运动分析和凸轮机构的设计两项大作业。
第三章 平面机构的运动分析
第四章 平面机构的力分析
第五章 机械的效率和自锁
第六章 机械的平衡
第七章 机械的运转及其速度波动的调节
第八章 平面连杆机构及其设计
第九章 凸轮机构及其设计
第十章 齿轮机构及其设计
第十十三章 工业机器人机构及其设计
配套教材 退出系统
精选课件
5
配套文字教材内容简介
本书是在前五版的基础上，根据工科高等学校机械 类专业机械原理课程的教学要求及和多年来教学实践经 验，并考虑到我国机械工业发展的需要修订而成的。
全书共十四章，包括绪论，机构的结构分析，平面 机构的运动分析、力分析，机械的效率和自锁，机械的 平衡，机械的运转及其速度波动的调节，平面连杆机构 及其设计，凸轮机构及其设计，齿轮机构及其设计，齿 轮系及其设计，其他常用机构，工业机器人操作机构及 其设计，机械传动系统方案的设计。在各章之后还附有 一定数量的思考题和练习题。
本次修订扩大的机构的类型和面上知识的介绍，增强了与机械工程实际 的联系，而对齿轮机构、机构的运动分析及力分析等做了适当的精简。
精选课件
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本书是为配合学习《机械原理》（第六版） 而编写的。
机械原理课件 第7章 机械的运转及其速度波动的调节 西工大版
1 1 2 E mi v Si J Si i2 2 i 1 2
n
i
Si mi JSi vSi
i
§7-2 机械系统的等效动力学模型
（1）等效质量和等效转动惯量 (续)
若等效构件为转动构件，角速度为 ，其对转轴的假 想的等效转动惯量为Je ，根据动能等效的原则，可得：
n 1 1 1 2 2 E J e mi vSi J Sii2 2 2 i 1 2
于是：
2 vSi 2 i J e mi J Si i 1 n
(7-17)
若等效构件为移动构件，速度为v，其具有的假想的 等效质量为me ，仿照上述推导过程，可得：
主编主编葛文杰葛文杰theorymechanisms第七版第七版西北工业大学机械原理及机械零件教研室机械的运转及其速度波动的调节71概述72机械系统的等效动力学模型73机械运动方程式的建立及求解74稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节75机械的非周期性速度波动及其调节学习要求作业解析学习要求基本要求掌握等效质量转动惯量等效力力矩等效构件和等效动力学模型等基本概念和相应计算方法
式中：当Mi 和 i 同方向时取正号，否 机械运动方程的一般表达式： Mi i 则取负号。 n n 1 1 2 2 d mi vSi J Sii Fi vi cos i M ii dt 2 i 1 i 1 2
v Fe Fi cos i i M i i v v i 1
Fd Fd
C
O Md
Md
s
弹簧
φ
O Md 内燃机
O
直流并激电动机
n
i
Si mi JSi vSi
i
§7-2 机械系统的等效动力学模型
（1）等效质量和等效转动惯量 (续)
若等效构件为转动构件，角速度为 ，其对转轴的假 想的等效转动惯量为Je ，根据动能等效的原则，可得：
n 1 1 1 2 2 E J e mi vSi J Sii2 2 2 i 1 2
于是：
2 vSi 2 i J e mi J Si i 1 n
(7-17)
若等效构件为移动构件，速度为v，其具有的假想的 等效质量为me ，仿照上述推导过程，可得：
主编主编葛文杰葛文杰theorymechanisms第七版第七版西北工业大学机械原理及机械零件教研室机械的运转及其速度波动的调节71概述72机械系统的等效动力学模型73机械运动方程式的建立及求解74稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节75机械的非周期性速度波动及其调节学习要求作业解析学习要求基本要求掌握等效质量转动惯量等效力力矩等效构件和等效动力学模型等基本概念和相应计算方法
式中：当Mi 和 i 同方向时取正号，否 机械运动方程的一般表达式： Mi i 则取负号。 n n 1 1 2 2 d mi vSi J Sii Fi vi cos i M ii dt 2 i 1 i 1 2
v Fe Fi cos i i M i i v v i 1
Fd Fd
C
O Md
Md
s
弹簧
φ
O Md 内燃机
O
直流并激电动机
机械设计知识点西北工业机械设计ppt
升角y－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。
线数n－螺纹的螺旋线数目。
导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离，S=nP。
升角y的计算式为：
螺纹连接的预紧
预紧力：
增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。
预紧力的确定原则：
拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。
一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，即：
1.磨合阶段 新的零件在开始使用时一般处于这一阶段，磨损率较高。
2.稳定磨损阶段 属于零件正常工作阶段，磨损率稳定且较低。
3.剧烈磨损阶段 属于零件即将报废的阶段，磨损率急剧升高。
在设计或使用机器时，应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损的到来。为此就必须对形成磨损的机理有所了解。
（一）整体断裂
整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断裂。
（二）过大的残余变形
当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件将产生残余变形。
（三）零件的表面破坏
零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。
（四）破坏正常工作条件引起的失效
螺栓杆的剪切强度条件为：
式中： －螺栓所受的工作剪力，单位为N；
－螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径），单位为mm；
润滑脂：润滑油+稠化剂
润滑脂的主要质量指标是：
锥入度反映其稠度大小。
滴点决定工作温度。
固体润滑剂：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
二、添加剂
为了提高油的品质和性能，常在润滑油或润滑脂中加入一些分量虽小但对润滑剂性能改善其巨大作用的物质，这些物质叫添加剂。
线数n－螺纹的螺旋线数目。
导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离，S=nP。
升角y的计算式为：
螺纹连接的预紧
预紧力：
增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。
预紧力的确定原则：
拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。
一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，即：
1.磨合阶段 新的零件在开始使用时一般处于这一阶段，磨损率较高。
2.稳定磨损阶段 属于零件正常工作阶段，磨损率稳定且较低。
3.剧烈磨损阶段 属于零件即将报废的阶段，磨损率急剧升高。
在设计或使用机器时，应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损的到来。为此就必须对形成磨损的机理有所了解。
（一）整体断裂
整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断裂。
（二）过大的残余变形
当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件将产生残余变形。
（三）零件的表面破坏
零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。
（四）破坏正常工作条件引起的失效
螺栓杆的剪切强度条件为：
式中： －螺栓所受的工作剪力，单位为N；
－螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径），单位为mm；
润滑脂：润滑油+稠化剂
润滑脂的主要质量指标是：
锥入度反映其稠度大小。
滴点决定工作温度。
固体润滑剂：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
二、添加剂
为了提高油的品质和性能，常在润滑油或润滑脂中加入一些分量虽小但对润滑剂性能改善其巨大作用的物质，这些物质叫添加剂。
西北工大版机械原理课件第7章机械的运转与调速
Jedω/dt=Me
积分得： ω＝ω0＋αt
即： α=dω/dt=Me/Je = 常数
二、Je=const，Me＝Me (ω) （等效转动惯量为常数，等效力矩是速度的函数，如电机驱动的鼓风机和搅拌机等。
Me (ω)＝Med(ω)- Mer(ω)
变量分离： dt=Jedω/ Me (ω)
积分得:
＝Jedω/dt
若 t=t0=0, ω0=0 则：
可求得ω＝ω(t),由此求得：
若 t=t0, φ0=0， 则有：
三、Je=Je (φ) ，Me=Me (φ、ω) (等效转动惯量是位置函数，力矩是位置和速度的函数)
运动方程: d(Je (φ)ω21/2 )=Me (φ、ω)dφ
为非线性方程，一般不能用解析法求解，只能用数值差分法。不作介绍。
把这种具有等效质量或等效转动惯量，其上作用有等效力或等效力矩的等效构件称为原机械系统的等效动力学模型。
对于单自由度机械系统，只要确定了一个构件的运动，其他构件的运动就随之确定，因此，通过研究等效构件的运动规律，就能确定原机械系统的运动。
等效转化的原则是：
基本概念
1、等效构件：具有与原机械系统等效质量或等效转动惯量、其上作用有等效力或等效力矩，而且其运动与原机械系统相应构件的运动保持相同的构件。 2、等效条件： (1) 等效构件所具有的动能等于原机械系统的总动能； (2) 等效构件的瞬时功率等于原机械系统的总瞬时功率。 3、等效参数： (1) 等效质量me，等效转动惯量Je； (2) 等效力Fe，等效力矩Me。
对于不同的机器，因工作性质不同而取不同的值[δ]。
设计时要求：δ≤[δ]
造纸织布 1/40～1/50
纺纱机 1/60`～1/100
积分得： ω＝ω0＋αt
即： α=dω/dt=Me/Je = 常数
二、Je=const，Me＝Me (ω) （等效转动惯量为常数，等效力矩是速度的函数，如电机驱动的鼓风机和搅拌机等。
Me (ω)＝Med(ω)- Mer(ω)
变量分离： dt=Jedω/ Me (ω)
积分得:
＝Jedω/dt
若 t=t0=0, ω0=0 则：
可求得ω＝ω(t),由此求得：
若 t=t0, φ0=0， 则有：
三、Je=Je (φ) ，Me=Me (φ、ω) (等效转动惯量是位置函数，力矩是位置和速度的函数)
运动方程: d(Je (φ)ω21/2 )=Me (φ、ω)dφ
为非线性方程，一般不能用解析法求解，只能用数值差分法。不作介绍。
把这种具有等效质量或等效转动惯量，其上作用有等效力或等效力矩的等效构件称为原机械系统的等效动力学模型。
对于单自由度机械系统，只要确定了一个构件的运动，其他构件的运动就随之确定，因此，通过研究等效构件的运动规律，就能确定原机械系统的运动。
等效转化的原则是：
基本概念
1、等效构件：具有与原机械系统等效质量或等效转动惯量、其上作用有等效力或等效力矩，而且其运动与原机械系统相应构件的运动保持相同的构件。 2、等效条件： (1) 等效构件所具有的动能等于原机械系统的总动能； (2) 等效构件的瞬时功率等于原机械系统的总瞬时功率。 3、等效参数： (1) 等效质量me，等效转动惯量Je； (2) 等效力Fe，等效力矩Me。
对于不同的机器，因工作性质不同而取不同的值[δ]。
设计时要求：δ≤[δ]
造纸织布 1/40～1/50
纺纱机 1/60`～1/100
西工大机械设计课件完整版
a大 N小
a中 N中
a小 N大
Fr1
F r2
Fr 3
Fr
r1 r2 r3
N1 N2 N N
Fr
有限寿命区 无限寿命区
1 2 3 -1
lg r=－1
N1 N2 N3 N0
N
lgN
N0
a）为线性坐标上的疲劳曲线； b）为对数坐标上的疲劳曲线
图2 疲劳曲线（—N）
曲线上各点表示在相应的循环次数下，不产生疲劳失效的
材料选择 《材料与热处理》 3、承上启下的作用。它是最后一门专业基础课，起到承接基础
课和专业课的桥梁作用。
六、要求
以听课为主，自学为辅，考试内容以讲课和要求自学的 为主，答疑两周一次，具体时间待定。考核 20%+80% 平 时作业质量、出席情况、实验数目占20%，期末考试占80% ，要求课内：课外用时是1：2。
习题
1、机器的基本组成要素是什么？
2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例？ 3、一台完整的机器通常是由哪些基本部分组成？各部分的作用
是什么？ 4、机械零件有哪些主要的失效形式？ 5、机械零件常用的有哪些计算准则？它们是针对什么失效形式
而建立的？ 6、机械零件设计的一般步骤有哪些？
结束
第一章
• 执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分；
• 传动部分是把原动机的运动形式、运动及动力参数 转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
以上是从功能上分析机械的组成，下面从结构上
看：
零件：是机械的制造单元，机器的基本组成要素就是 机械零件。
部件：按共同的用途组合起来的独立制造或独立装配
的组合体。 如减速器、离合器 机械（机器） 等。
《机械设计》西北工业大学、高等教育出版社解析PPT文档共103页
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
《机械设计》西北工业大学、高等教育出 版社解析
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人பைடு நூலகம்(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
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利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化
的焊接方法。
原理说明
与铆接相比较，焊接结构重量轻，节约金属材料，施工方便，生产率高， 易实现自动化，且焊接结构的成本低，应用很广。
焊接
二、电弧焊缝的基本形式
焊接2
焊接件经焊接后形成的结合部分称为焊缝。电弧焊常见的焊缝有
对接焊缝和角焊缝两类。
焊缝形式
三、焊接件常用材料 在机械制造中，最常用的被焊件材料是低碳钢和低合金钢(如Q215、
❖耐老化及耐介质(如酸、碱等)性能差；
❖胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度；
❖胶接件的缺陷有时不易发现。
一、过盈连接的特点及应用
过盈连接
过盈连接1
过盈连接是利用被连件间的过盈配合直接把被连接件连接在一起。 过盈连接的优点：构造简单、定心性好、承载能力高，在振动下能 可靠地工作。
主要缺点：装配困难和对配合尺寸的精度要求较高。
着与垂直平分线重合的最小剖面上开始。
受力形式
焊接
五、焊接件的工艺及设计注意要点
焊接3
1．焊缝应按被焊件厚度制成相应坡口，或进行一般的侧棱、修边工艺。
在焊接前，应对坡口进行清洗整理。
坡口形式
2．在满足强度条件下，焊缝的长度应按实际结构的情况尽可能地取的短 些或分段进行焊接，并应避免焊缝交叉。
3．在焊接工艺上采取措施，使构件在冷却时能有微小自由移动的可能。
构胶粘剂和其他胶粘剂。在机械制造中常用的是结构胶粘剂中的环氧树脂
胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂等。
根据胶接件的使用要求及环境条件等选择综合性能良好的胶粘剂。 三、胶接接头的结构形式及受力状况
与焊接相同，胶接接头分为对接、搭接和角接头三种。 详细说明 实践表明，胶接接头的抗剪切及抗拉伸能力强，抗剥离和扯离能力弱。
Q235、15、20、16Mn等) 。焊条的材料最好与被焊件的材料相同。 四、 焊缝的受力及破坏形式 1．对接焊缝
对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉（压）力或弯矩，
对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂。
破坏形式
2．搭接角焊缝
通常正面角焊缝只用来承受拉力；侧面角焊缝和混合角焊缝可用来承
受拉力或弯矩。实践证明，在静载荷作用下，搭接角焊缝的破裂通常从沿
4
对于一般的强固铆缝，上述式中的许用应力可根据组成铆缝各元件的材
料选取。
许用应力
焊接
一、焊概接述是利用局部加热(或加压)的方法使被连焊接件接接1头处的材料熔融连接
成一体。
焊接可分为：
熔化焊：电弧焊、气焊、电渣焊。
压力焊：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。 钎 焊：锡焊、铜焊。
在机械制造中最常用的是电弧焊。电弧焊是
焊接
六、焊由接于在焊机接器具零有件强中度的高应、用工艺简单、因连接而焊增接加4的质量小等特点，焊接
技术的应用日益广泛。 在技术革新、单件生产、新产品试制等情况下，采用焊接制造箱体、机
架等，一般比较经济。 随着焊接技术的发展，许多零件已改变了它们的传统制造方法。一向是
铸造出的机座、机壳、大齿轮等零件，已有很大一部分改用了焊接。
业部门中得到应用。
铆接
二、铆钉的主要类型
铆钉有空心的和实心的两大类，且大部分都以标准化铆。接
铆接分冷铆和热铆。
2
钉杆直径 d≥12mm 的钢制铆钉，通常是将铆钉加热后进行铆接。
钉杆直径 d＜10mm 的钢制铆钉和塑性较好的有色金属、轻金属及其合金
制成的铆钉一般在常温下进行冷铆。
各类铆钉
三、铆缝的设计要点
设计接头时应尽可能使接头承受剪切或拉伸载接的特点
胶接2
与铆接、焊接相比，胶接的主要优点：
❖连接件的材料范围宽广；
❖连接后的重量轻，材料的利用率高；
❖成本低；
❖在全部胶接面上应力集中小，故耐疲劳性能好；
❖有良好的密封性、绝缘性和防腐性。
主要缺点：
❖抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差；
过盈连接主要用于轴与毂、轮圈与轮芯、滚动轴承的装配连接。
二、过盈连接的工作原理及装配方法
装配后包容件和被包容件的径向变形使配合面间产生了很大的压力， 工作时载荷就靠着相伴而生的摩擦力来传递。
焊接的齿轮结构
焊接的减速箱体
胶接
一、概述
胶接是用胶粘剂直接把被连接件连接在一起胶且接具1有一定强度的连接，
利用胶粘剂凝固后出现的粘附力来传递载荷。
胶接用于木材由来已久。随着新型胶粘剂的发展，胶接在金属构件的
连接中也日渐增多。
胶接的应用实例
二、胶粘剂
胶粘剂的品种繁多，通常按其使用目的分为三类：结构胶粘剂、非结
第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接
§7-1 铆 接 §7-2 焊 接 §7-3 胶 接 §7-4 过盈连接
一、概述 铆接是将铆钉穿过被连接件的预制孔中经
铆接
铆接1
铆合而成的连接方式。其连接部分称为铆缝。
铆缝的结构通常以下面三个方面来分类：
1．按接头形式分：搭接缝、单盖板对接缝
和双盖板对接缝。
图片说明
铆接
单排搭接铆缝的静强度分析：
铆接3
取图中宽度等于垂直于受载方向的钉距t的阴影部分进行计算。
（1）由被铆件的拉伸强度确定的铆缝
承受的静载荷
F1 (t d )
（2）由被铆件上孔壁的挤压强度确定
的被铆件能承受的静载荷
F2 d [ p ]
（3）由铆钉的剪切强度确定的铆钉能
承受的静载荷
F3
πd 2[ ]
2．按铆钉的排数分：单排、双排和多排铆缝。
3．按铆缝性能分：
以强度为基本要求的强固铆缝。
要求有足够的强度和足够紧密性的强密铆缝。
要求有足够的紧密性的紧密铆缝。
铆接具有工艺设备简单，工艺过程比较容易控制，质量稳定，铆接结
构抗振、耐冲击，连接牢固可靠等特点。因此，在承受严重冲击和振动载
荷的金属结构的连接中，如桥梁、建筑、造船、重型机械及飞机制造等工
设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算。 破坏形式 强度计算时，一般假设：
连接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中各个铆钉受力均等。 铆缝不受弯矩作用。 被铆件结合面摩擦力略去不计。 被铆件危险剖面上的拉(压)应力，铆钉的剪应力，工作挤压应力都是均 匀分布的。
强度计算主要是材料力学的基本公式。
4．焊缝在焊后应经热处理（如退火），消除残余应力。
5．在焊接厚度不同的对接板件时，应使对接部位厚度一致，以利于焊缝 金属均匀熔化。
6．设计焊接件时，注意恰当选择母体材料和焊条。
7．合理布置焊缝及长度。
8．对于那些有强度要求的重要焊缝，必须按照有关行业的强度规范进行 焊缝尺寸校核，明确工艺要求和技术条件，并在焊后仔细进行质量检验。