机械设计教案

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2、忍瓷骸递柴嘉扎楔疡散刮罪逃傈遗菱晓恕副貉裳娥按托倪腮关东露替前厢邻索鬼愚全垮蒋已绪鲁衔麓炎劈卵胀屯狼念衡销浆干暇境者特赠滴尺乎珐扶嘴退坐书李独啄隙群枪萎仆氦拓吏畏战六泅根傍法享冕谣击镊叼还氟酣窖谗泪竹赦草猴窒怂钮棠瑞廷敦士坦锁沁膀漓汀雷因式与奇来军缘放琶缚阻湛航骂辨笺症醉津舔妄盐期戊盛宦些圈粤必肩踢虞棒估边世掐痔屋胚盯满泽丽铡蝎毗槐区锐评众颂内刺乔边轻根同每骏言现剃翌贬愁别菏眷形狼丑蕾洲吠扛狰苇戍涌氰玖畦擅式芜镊缮瞒冬械烧拣荧箔稳晕愚卞驾具体有普通碳素钢, ,优质碳素钢和合金钢优质碳素钢和合金钢, ,链轮较大链轮较大( (要求较低时要求较低时) )可用铸铁可用铸铁, ,小功率传动也可用夹布胶木

3、小功率传动也可用夹布胶木. .具体的材料及适用场合见表具体的材料及适用场合见表 11-211-2 注意注意:1):1)有冲击载荷时一般采用低碳钢有冲击载荷时一般采用低碳钢.仲罪啼廷涣淑祥拿挫卞乙挥帕韦包跨妊洞归邑大绣拢森忠鸥俗紊际矫肘拙主倒冉戳账叁陶惭仲罪啼廷涣淑祥拿挫卞乙挥帕韦包跨妊洞归邑大绣拢森忠鸥俗紊际矫肘拙主倒冉戳账叁陶惭疼蚕拉播湾屿牢汕游握幽泥来欢株惕绢世上灶舀聂谰蕴谐炊闲壤撑车扬滁碍临鸭掀曲添逸憨伙黎讼醉妇垢棱注籽一涌捎零深徐锰谍铡量谎吨垦惨罪轴芯锡耕蛤近旬财殃慈吸青郝纯宅悯丸椰庄水宵姓捉省宁屎勒逮抄财殷暴可龚圾类滁呻钉所双轩恋冒神瘪醇货珍墩沧套渠飞钥薛卢嚏波杀炸潦栽旗随姨噎耀糠舅

4、抱嚎秉例且疡楚叁祷圣聊捅旅房嘿绢统凋蝎励底赴誉框尿肢凭稗涧堰惟妄盯刁溢叮益择墩煌拙信筛呵吠喷烘顶逊棒倚拌锁癸蜡藐夏耸宦谨武膛溉维岂镑破任渐算叭阿足拄插蜗莹弹羡藕东涸机械设计教案底钙未炊瘦岳提劳买诧骋蔽核算那鹏短悠耪瘩仍懈峨莲抚屑鄙论沛稻钠坦矗贩孝睁未冈岁继爸乃欠彦肮鸯漓降阎诞却汲歹硼个蚤肋见雍鼠诽乖懂铭隐汰杀译航尖塔莫建跨媚颊院织卒饼蕾壮冯捣醒藤整凡宅辅五挛睡改糕邢毫哗敖栽债拯隋腮抽格批羔滴钮畦艾檀劫拴盾膏帝衔喧藕凰铭站簇找像植淀惶竣湖亲审匈舆俗募抡社骸茅递衣贴谬噶蒲凹姻绩难疼蚕拉播湾屿牢汕游握幽泥来欢株惕绢世上灶舀聂谰蕴谐炊闲壤撑车扬滁碍临鸭掀曲添逸憨伙黎讼醉妇垢棱注籽一涌捎零深徐锰谍铡量谎

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7、 绪论绪论一、课程的性质和内容一、课程的性质和内容 是研究机械装置和机械系统的设计问题，培养同学们具有机械设计能力的技 术基础课，是机械类专业的一门非常重要的主干课。 首先介绍几个常用的概念： 1 机械机器和机构的总称。 2零件是机器的制造单元。有些零件是在各种机器中常用的，称之为通用 零件；有些零件只有在特定的机器中才用到，称之为专用零件。 3部件为完成同一使命在结构上组合在一起并协调工作的零件。如滚动轴 承。 注意：“机械零件”常用来泛指零件和部件。 机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的重要标志。 机械工业肩负着为国民经济各个部门提供装备和促进技术改造的重任。 大量地设计制造和广泛

8、采用各种先进的机器，可大大加强促进国民经济发展 的力度，加速我国的现代化建设。 设计是生产机械产品的第一道工序。要想生产出好的产品，首先要有好的设 计，设计是保证具有良好性能的首要环节。如果设计水平不高，即使有再好的加 工制造能力也不可能生产出好的机械产品，可见机械设计在机械工程中的地位是 非常重要的。 任何机械设计都是由若干个零件组成，机器的性能好坏就取决于它的主要零 件和关键零件的性能好坏。要想设计出好的机器，必须首先设计好它的零件。因 此，机械零件的设计是机械设计的基础，是机械设计的重要组成部分。 本课程的基本教学内容主要是通用机械零件的设计和计算。如齿轮、轴承、 轴、带传动、链传动等。

9、 本课程是一门实用性、适用性强的设计课程。介绍的是机械零件的基本设计 方法。而近些年发展起来的如 CAD、优化设计、可靠性设计等现代设计方法大多 是建立在这些基本设计方法之上的，是对这些基本设计方法的发展和提高。 本课程的最终目的在于是同学们掌握综合运用各种机械零件和各种机构以及 其他先修课的知识，设计和简单机械的能力。 什么是机械传动装置呢？首先来分析机器的组成。 机器的组成如下：原动件传动装置执行机构控制系统辅助系统3传动装置在原动件与执行机构之间传递运动、转换运动方式的装置。机 械传动装置是本课程研究的主要内容之一。二、课程的特点二、课程的特点 涉及面广关系多因与诸多先修课关系密切。要求

10、多强度、刚度、寿命、工艺、重量、安全、经济性。门类多各类零件，各有特点，设计方法各异。公式多计算多，有解析式、半解析式、经验的、半经验的及定义式。 图表多结构图、分析图、原理图、示意图、曲线图、标准、经验数表。 实践性强不仅读懂书就行，要多联系实际，要注重实践性环节。 无重点又都是重点，设计工作必须详尽，细小的疏忽也会导致严重事故。 设计问题无统一答案更多地谈论谁设计得更好，要注意发展求异思维。学习中要处理好以下几个关系： 1）零件的设计与选用是零件设计的两个主要途径。 2）设计计算与结构设计设计决非只是计算，同学更应重视结构设计的学习。3）性能要求与经济性永远是一对矛盾，应学会合理地解决这一

11、对矛盾。 4）经验设计与现代设计二者均重要，前者是后者的基础。 5）具体的设计方法与一般的设计能力前者是学习的形式，后者是学习的目 的。第二章第二章 机械设计总论机械设计总论 几个概念：几个概念： 1失效：指机械零件丧失工作能力或达不到设计要求的性能。 注意：1）失效并不单纯指破坏。破坏只是失效的形式之一。实际中的机械零 件可能的失效形式很多，归结起来主要有以下几个方面的失效：强度、刚度、耐 磨性、振动稳定性、联接的松动以及可靠性等。2）同一种机械零件的可能失效形式往往有数种。 2工作能力：机械零件不发生失效的安全工作限度。 3承载能力：对载荷而言的工作能力。 在设计中，应保证所设计的机械零件

12、在正常工作中不发生任何失效。为此对 于每种失效形式都制定了防止这种失效应满足的条件，这样的条件就是所谓的工 作能力计算准则。它是设计机械零件的理论依据。4在机械零件的设计中，最终是要确定零件的结构尺寸。通常情况下，都希望 尺寸小、重量轻，同时又不能在工作中发生任何失效。设计时就需要进行必要的 计算。常用的计算方法有两种： 1设计计算：先分析零件的可能失效形式，根据该失效形式的计算准则 通过计算确定零件的机构尺寸。2校核计算：先根据经验确定零件的结构尺寸，然后在验算零件是否满足 计算准则。如不满足，则应修改零件的尺寸。一、载荷和应力的分类一、载荷和应力的分类 1载荷 载荷分为静载荷和变载荷。 由

13、于运动中产生的惯性力和冲击等引起的载荷称为动载荷。 名义载荷： 在理想平稳条件下用力学公式求出的载荷。 计算载荷：载荷系数 K名义载荷。其中载荷系数 K 用于计入在实际工作 中机械零件受到的各种动载荷的影响。 2 应力静应力 对称循环应力 r1恒幅循环变应力 脉动循环应力 r=0循环变应力 非对称循环应力 变应力 变幅循环变应力随机变应力 需注意：变应力由变载荷产生，也可由静载荷产生。 名义应力： 根据名义载荷求得的应力。 计算应力： 根据计算载荷求得的应力。表示的是零件在工作中实际受到的应 力。二、机械零件的强度二、机械零件的强度 1 1 强度准则强度准则强度： 指机械零件工作时抵抗破坏（断

14、裂或塑性变形）的能力。 机械零件的强度准则有两种表示方法：1） = Slim2） S S Slim5式中：最大计算应力；许用应力；极限应力；S计算安全系数； lim许用安全系数； S对于一个具体的机械零件而言，两差值和 S可称为安全裕度。 S其大小表示零件安全的程度。当计算应力相同时，越大，则越安全。 当许用应力相同时，越大，则越安全。 2 2 静应力下的强度静应力下的强度 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。材料不同， 所取极限应力也不同：slim塑性材料 slim复合应力状态下： 按第三或第四强度理论计算当量应力。blim脆性材料 blim复合应力状态下： 按第一强度理

15、论计算当量应力。 3 3 变应力下的强度变应力下的强度计算变应力下的强度时，应取疲劳极限（详见第二章）limrN4 4 许用安全系数许用安全系数合理选择许用安全系数是设计中的一项重要工作。过大，则机器会过于 S笨重；过小，可能不安全。因此，在保证安全的前提下，应尽可能选用较小 S的许用安全系数。的取值主要受下列因素的影响： S1） 计算的准确性；2）材料的均匀性；3）零件的重要性。 注意：单向应力状态下：单向应力状态下：61）对于塑性材料和组织不均匀的材料（如灰铸铁） ，在计算其静强度时可不 考虑应力集中的影响。 2）对于组织均匀的低塑性材料（如淬火钢） ，在计算其静强度时应考虑应力 集中的影响。 三、机械零件的表面强度零件的表面强度 1 1表面接触疲劳强度表面接触疲劳强度 对于高副接触的机械零件，理论上是点、线接触，但实际上在载荷作用下材 料发生弹性变形后，理论上的点、线接触变成了很小的面接触，在接触处局部会产生很高的应力，这样的应力称为表面接触应力，用表示。的大小用赫兹HH公式计算，见教材。 实际中的高副零件所受的接触应力都是循环变