机械制图、力学知识、装卸工艺

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1、机械制图、力学知识、装卸工艺机械制图、力学知识、装卸工艺 主讲人： 第一章：机械制图视图是一种“正对着”物体某几个方向去看，而分别画出几个平面图形 的方法来表达物体的形状。这样的平面图形称为视图，例如图1-2的 三个平面图形。是分别从图1-1所示物体的主视方向（前面），俯视 方向（顶面）和左视方向（左面）“正对着”物体观察后画出来的图形 ，统称为三面视图（简称三视图）。其中每个视图的名称如下： l主视图 主视图是“正对着”物体从前向后观察所得的图形，它表达了 由前向后看到的物体表面形状。一般应选物体形状特征明显的方向作 为视图。如图1-2所示。 l俯视图 俯视图是“正对着”物体从上向下观察所得

2、的图形（也可将物 体向前旋转90），它表达了由上向下看到的物体表面形状。按规定 ，俯视图应画在主视图下面，图形应与主视图在长度方向对正，不可 错开，如图1-2所示。图1-1 立体图图1-2 三视图间的位置和关系 l左视图 左视图是“正对着”物体从左面向右观察所得的图形（也可将 物体从主视图位置向右旋转90），它表达了由左向右看到的物体表 面形状。按规定，左视图应画在主视图的右边，图形在高度方向相应 与主视图对齐，如图1-2所示。图1-1 立体图图1-2 三视图间的位置和关系投影物体在光线照射下，在物体后面的墙壁或地面上就有 一定形状的影子出现，这种影子就叫做物体的投影。我们 把光源（电灯、太阳

3、等）叫做投射中心，光线叫做投射线 ，墙壁或地面叫做投影面。这种由光线照射物体而在物体 后面的投影面上产生投影的方法叫做投影法。l中心投影 以一点为投射中心，它发出的光线照射物体后 ，在物体后面的投影面上所得到的投影，叫做中心投影。 在中心投影中所得的投影总比物体的轮廓大，如图1-3所 示。中心投影不能得到物体真实大小的图形，因此，它不 能作为绘制机械图样的基本方法。l平行投影 用平行光线照射物体，物体在投影面上所得的 投影叫做平行投影，如图1-4所示。图1-4平行投影正投影与斜投影三视图的投影规律 三个不同方向向三个投影面投影所得的三视图，这三 个视图表示弯板的空间形状：主视图反映了弯板的长度

4、和 高度；俯视图反映了弯板的长度和宽度；左视图反映了弯 板的宽度和高度。即主视图和俯视图反映了弯板同一长度 ，并对正；主视图和左视图反映了弯板同一高度，应平齐 ；俯视图和左视图反映了弯板同一宽度，应相等。以上所述三视图之间的关系就是：l主、俯视图长对正；l主、左视图高平齐；l俯、左视图宽相等。简称“长对正，高平齐，宽相等”，这就是三视图之间 的投影规律。这一规律对于机件整体或部分都是如此，是 画图和看图的基本规律。三视图的形成a）将弯板向三个相互垂直投影面投影 b）投影面的展开 c）投影面展开后的三视图位置 d）三视图及其投影规律尺寸注法 尺寸注法的基本规则 (1)机件的真实大小应以图样上所注

5、的尺寸数值为依 据，与图形的大小及绘图的准确度无关。 (2)图样中的尺寸若以mm为单位时，不必标注计量 单位的符号或名称，如果用其他单位时，则必须 注明相应的单位符号。 (3)机件的每一尺寸一般只标注一次，并应标注在表 示该结构最清晰的图形上。图1-8尺寸标注示例 (4)图样中所注的尺寸为该图样所示机件的最后完工 尺寸，否则应另说明。常用符号剖视图l剖视图的概念 假想用剖切面剖开机件，将 处在观察者和剖切面之间的部分移去，而 将其余部分向投影面投影所得的图形称为 剖视图（简称剖视）。l图1-13b所示就是假想用一个通过摇臂的前 后对称中心线的剖切平面将摇臂剖开，移 去剖切平面前面的部分，然后把

6、其余部分 向投影面投影，所得到的图形就是剖视图 ，如图1-13c所示的主视图。图1-13 剖视图断面图假想用剖切面将机件的某处切断，仅画 出该剖切面与机件接触部分的图形，这种 图形称为断面图，如图1-19所示。断面图 常用来表示机件上某一局部的断面形状， 例如机件上的肋板、轮辐、轴上的键槽和 孔等。图1-19 轴的断面图画法第二章：力学知识第一节：工程力学为了保证机器或结构物的正常工作，设 计时必须分析各构件的受力情况。当构件 平衡时，还要研究其平衡条件，进而确定 作用在构件上的未知力。所谓平衡，是指 物体相对于地球处于静止状态或匀速直线 运动状态。l力的概念力是物体间的相互机械作用的一种表现

7、。由实践 可知，力对物体的效应取决于力的大小、方向、 作用点，即力的三要素。这三个要素中，任何一 个改变时，都为改变力对物体的效应。显然，力 是矢量。力的国际单位是牛（N）或千牛（kN）。l刚体的概念所谓刚体是指在力的作用下不变形的物体。事实 上，刚体是不存在的。在工程上机械零件受力发 生微小变形（可以忽略），可作为刚体。力的性质 l性质1（二力平衡条件）：刚体上仅受两个力作用而平衡的必要和充 分条件是：此两力必须等值、反向、共线，即F1=F2（图3-1）。 l性质2（力的可传性）：作用于刚体上的力可沿其作用线移动到该刚 体上任一点，而不改变此力对刚体的作用效应（图3-2）。 l性质3（力的平

8、行四边形法则）：作用于物体上同一点的两个力的合 力也作用于该点，且合力的大小和方向可用这两个力为邻边所作的平 行四边形的对角线来确定（图3-3）。该法则说明，力矢量可按平行 四边形法则进行合成和分解，合力矢量FR与分力矢量F1、F2间的关 系符合矢量运算法则。 l性质4（作用与反作用定律）：两物体间相互作用的力总是同时存在 ，并且两力等值、反向、共线，分别作用于两个物体。这两个力互为 作用与反作用的关系。力的分解 力的合成二力平衡 力的可传性约束和约束力自然界的一切事物总是以各种形式与周 围的事物互相联系又互相制约的。在工程 上，各种构件的运动都受到与它相联系的 其他构件的限制。一个物体的运动

9、受到周 围其他物体的限制，这种限制条件称为约 束。约束作用于该物体上的限制其运动的 力，称为约束力。下面介绍工程上常见的 约束类型及其约束力的表示方法。柔性约束l属于这类约束的有绳索、链条 和胶带等。柔索本身只能承受 拉力，不能承受压力。其约束 特点是：限制物体沿柔索伸长 方向运动，只能给物体提供拉 力，用符号F表示。l如图3-7a中起吊一减速箱盖， 链条AB、AC、AD分别作用于 铁环A的拉力为、链条AB 、AC分别作用于盖上B、C点 的拉力为。图3-7b中胶带对胶 带轮的拉力均属于柔性约束力 。光滑接触面约束 l当两物体接触面上的摩擦 力可略去不计时，即构成 光滑接触面（简称光滑面 ）约束

10、。此图7-11柔性约 束时，被约束的物体可以 沿接触面滑动或沿接触面 的公法线方向脱离，但不 能沿公法线方向压入接触 面。因此光滑接触面约束 力的作用线，沿接触面公 法线方向，指向被约束物 体，恒为压力，称为法向 约束力，常用表示，如图 3-8所示。圆柱形铰链约束两个带有圆孔的物体 ，用光滑圆柱形销钉相连 接。受约束的两个物体都 只能绕销钉轴线转动，此 时，销钉便对被连接的物 体沿垂直于销钉轴线方向 的移动形成约束，称为圆 柱形铰链约束。约束形式 分为：可分为以下几种形 式：中间铰链约束。如图 3-9所示；固定铰链约束， 如图3-10；活动铰链支座 约束。如图3-12。中间铰链约束 固定铰链约

11、束二力杆约束l不计自重，两端均用铰链 的方式与周围物体相连接 ，且不受其他外力作用的 杆件，称为链杆。它是二 力杆或二力构件。l根据二力平衡条件，链杆 的约束力必沿杆件两端铰 链中心的连线，指向不定 。如图l3-13a中的AC杆和3-13b 中的DC杆都是二力杆。固定端约束 如图所示，建筑物上的阳台、车床上的刀具、立 于路边的电线杆等均不能沿任何方向移动或转动，构 件所受到的这种约束称为固定端约束。约束力如图3- 14所示，用两个正交分力表示限制构件移动的约束作 用，一个约束力偶表示限制构件转动的约束作用。受力图 l工程中的结构与机构十分复杂，为了清楚地表达 出某个物体的受力情况，必须将它从与

12、其相联系 的周围物体中分离出来，即解除其约束成为分离 体。在分离体上画上其所受的全部主动力和约束 力，此图形称为研究对象的受力图。l画受力图的基本步骤一般为： （1）定研究对象，取分离体； （2）在分离体上画出全部主动力； （3）在分离体上画出全部约束力。第二章：材料力学 概论1、构件正常工作的基本要求 为了保证零件有足够的承载能力，零件必须满足下 列基本要求： （1）足够的强度。 （2）足够的刚度。 综上所述，具有足够的强度和刚度是设计零件时必 须满足的最基本、最主要的要求。本章的任务是 学习零件的强度和刚度计算的理论基础，从而为 零件选用适当的材料，确定合理的截面形状和尺 寸。2、杆件变形

13、的基本形式在机器或结构物中，零件 的形式是多种多样的，若零件 的长度远大于横截面的尺寸， 则称为杆件或杆。轴线为直线 的称为直杆。各横截面的形状 、尺寸完全相同的称为等截面 杆，否则为变截面杆。图4-1 杆件的基本变形杆件在不同形式外力的作 用下将产生不同形式的变形。 杆件变形的基本形式有4种：轴 向拉伸或压缩变形（图4-1a） 、剪切变形（图4-1b）、扭转 变形（图4-1c）和弯曲变形（ 图4-1d）。其他复杂的变形可 归结为上述基本变形的组合。剪切和挤压 l机械中有许多承受剪切的零件，如传递横向载荷的联接件 ：铆钉、柱销、铰制孔用螺栓，以及键联接中的键等。图 4-4a所示为一铆钉联接及其

14、铆钉的受力、变形情况。若钢 板在横向载荷F的作用下发生横向错动，则铆钉的受力情 况如图4-4b所示，作用在铆钉上的这对力，与铆钉的轴线 垂直，大小相等，方向相反，不作用在一条直线上，但相 距极近。在这样的一对力的作用下，铆钉的-截面的相邻 截面将出现相互的错动，如图4-4c所示，这种变形称为剪 切变形。l另外，铆钉在承受剪切作用的同时，钢板的孔壁和铆钉的 圆柱表面间还将产生挤压作用。所谓挤压就是在外力作用 下，两个零件在接触表面上相互压紧的现象。挤压时会使 零件表面产生局部塑性变形。剪切强度l要确定剪切应力，首先要求出内力，求内力时 仍可采用截面法。如图4-4d所示，内力，由平 衡方程=0，可

15、得，称为剪力。铆钉联接及铆钉的受力、变形情况挤压强度 两零件间产生挤压作用 时，其接触表面称为 挤压面，挤压面上的 压强称为挤压应力。 挤压应力仅分布于接 触表面附近的区域， 其分布状况比较复杂 ，一般假设其均匀分 布。半圆柱挤压面 梁的弯曲 弯曲是工程实际中最常 见的一种基本变形。如火 车轮轴（图4-7）、行车大 梁（图4-8）等的变形都是 弯曲变形的实例。这些杆 件的共同受力特点是：在 通过杆轴线的面内，受到 力偶或垂直于轴线的外力 作用。其变形特点是杆的 轴线被弯成一条曲线。这 种变形称为弯曲变形。在 外力作用下产生弯曲变形 或以弯曲变形为主的杆件 ，习惯上称为梁。行车大梁火车轮轴工程上使用的直梁的横截面一般都有一个或 几个对称轴。由横截面的对称轴与梁的轴线组成 的平面称为纵向对称面。当作用于梁上的所有外 力都位于梁的纵向对称平面内时，梁的轴线在纵 向对称平面内被弯成一条光滑的平面曲线，这种 弯曲变形称为平面弯曲。工程上梁的截面形状、 载荷及支承情况一般都比较复杂。为了便于分析 和计算，必须对梁进行简化，包括梁本身的简化 、载荷的简化以及支座的简化等。通常进行简化 后，可将梁归结为3类：简支梁、外伸梁和悬臂梁 。谢谢！谢谢！