第1章机械概述
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陈立德第五版-机械设计基础 第1章机械设计概述
在原有机械的基础上重新设计或进行局部改造。
一、设计机械零件的基本要求
工作可靠并且成本低廉;
零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言称为承载能力。
设计机械零件要注意以下几点：
（1）合理选择材料，降低材料费用；
（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；
（3）尽量采用标准化、通用化设计，简化设计过程从而降低成本。
产品规划 设计任务书 原理方案设计 原理方案图 结构方案设计 总体布局设计 总装配图 施工设计 试制、实验、批 量生产、销售
由设计人员构思出多种可行方案进行分析比较，从中优选出一种方案。
设计结果以工程图及计算书的形式表达出来。
经过加工、安装及调试制造出样机，对样机进行试运行或在生产现场试用。
机械设计的内容与过程
市场调查 可行性研究 …… 功能分析 原理方案设计 …… 主参数匹配设计 主结构构形设计 …… 人机工程设计 外观设计 …… 产品部件设计 产品零件设计 …… 技术文档 样机试制 性能试验 定型批产 ……
使用功能要求 经济性要求 可靠性要求 劳动保护要求－操作方便、工作安全 造型美观、减少污染 其它专用要求
二、机械设计的基本要求
机械设计的基本要求
一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。
§1.1 机械设计的基本要求 §1.2 机械设计的内容与过程 §1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则 §1.4 机械零件的接触强度 §1.5 机械零件的标准化 §1.6 现代机械设计理论概述
第1章 机械设计概述
1.1 机械设计的基本要求
机械设计包括以下两种设计:
一、设计机械零件的基本要求
工作可靠并且成本低廉;
零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言称为承载能力。
设计机械零件要注意以下几点：
（1）合理选择材料，降低材料费用；
（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；
（3）尽量采用标准化、通用化设计，简化设计过程从而降低成本。
产品规划 设计任务书 原理方案设计 原理方案图 结构方案设计 总体布局设计 总装配图 施工设计 试制、实验、批 量生产、销售
由设计人员构思出多种可行方案进行分析比较，从中优选出一种方案。
设计结果以工程图及计算书的形式表达出来。
经过加工、安装及调试制造出样机，对样机进行试运行或在生产现场试用。
机械设计的内容与过程
市场调查 可行性研究 …… 功能分析 原理方案设计 …… 主参数匹配设计 主结构构形设计 …… 人机工程设计 外观设计 …… 产品部件设计 产品零件设计 …… 技术文档 样机试制 性能试验 定型批产 ……
使用功能要求 经济性要求 可靠性要求 劳动保护要求－操作方便、工作安全 造型美观、减少污染 其它专用要求
二、机械设计的基本要求
机械设计的基本要求
一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。
§1.1 机械设计的基本要求 §1.2 机械设计的内容与过程 §1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则 §1.4 机械零件的接触强度 §1.5 机械零件的标准化 §1.6 现代机械设计理论概述
第1章 机械设计概述
1.1 机械设计的基本要求
机械设计包括以下两种设计:
中职 机械基础第一、二章
1.载荷
➢机械工作时，机械零件所受的载荷是力（拉力、压力、切 向力）或力矩（弯矩、转矩），或者是由力和力矩组成的联 合载荷。 ➢静载荷：大小或方向不随时间变化或变化缓慢的载荷。 ➢动载荷：大小和方向随时间变化的载荷。 ➢根据动力机的额定功率P（kW）和额定转速n（r/min）计 算出的载荷称为名义载荷，
例题
➢例2-1 如图所示，物体重量为G，放在与与水平面成角的斜面上，试将重 量G分解为沿斜面方向及垂直于斜面方向的两个分力
解：根据力的平行四边形法则对力进行分解，以重量G为 对角线，以平行于斜面及垂直于斜面为两邻边，
重量G沿斜面方向的分力具有下滑作用，其大小为 F1=Gsinα
重量G垂直于斜面方向的分力具有正压力作用，其大小为 F2=Gcosα
二、力的基本性质
①作用与反作用定律 两物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反、沿同一直
线，且分别作用在此二物体上。 该公理说明，力总是成对出现的，有作用力就必有反作用力，
二者同时存在同时消失。作用力和反作用力分别作用在两个物体上，
②二力平衡公理 作用于同一刚体（受力后变形不明显的物体称为刚体 ）上的二力
二、机械中的磨损
❖ 磨损的类型： 粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损。
❖ 单位时间内材料的磨损量称为磨损率。 ❖ 磨损过程：
磨合磨损、稳定磨损、剧烈磨损。
三、机械中的润滑
❖ 正确选用摩擦副的材料组合，使摩擦因数小、磨损率低是 减少磨损的先决条件
❖ 流体润滑：流体静力润滑、流体动力润滑 ❖ 弹性流体动力润滑 ❖ 边界润滑 ❖ 混合润滑
❖通用化：指在不同规格的同类产品甚至不同类型的产品上采用同 样的零部件。
三、零件的强度
❖ 失效：机械零件丧失工作能力或达不到要求的性能时。 ❖ 机械零件的失效形式主要有：因强度不足而断裂，过大的弹性
第1章机械原理-绪论
的组合体。
2.零件 －独立的制造单元(制造的单元体) 零件 构件 －独立的运动单元(运动的单元体) 内燃机 曲柄滑块机构
一个构件是由一个零件如内燃机中活塞 或多个零件刚性组成。彼此之间无相对运动。 如内燃机中连杆
湘潭大学
套筒
螺栓
垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
设计出满足功能与制造要求的机构和机械零件 任务 研究的内容：
（1）机械设计基础知识
（2）常用机构及传动设计 （3）通用零件设计 （4）有关机械总体设计中的一些问题 （5）机械现代设计方法与手段的概念和特点
内燃机
2.工件自动载送装置 含带传动、蜗杆传动、 凸轮机构、连杆机构等。
滑杆左移时，夹持器将 工件夹住。
滑杆带着工件右移时，夹 持器动爪受挡块的压迫将 工件松开，工件落入载送 器被传送到下一道工序。
动画
强调代替人类完成有用工作
机器的共有特征：
①人造的实物组合体；
工件 定爪 动爪 装配夹具 工件载送器
天然工具 ——→简单机器 ——→工业革命 ——→现代机器
人类在征服自然中
改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。
任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了： 斜面 →杠杆 →起重轱辘 →滑轮组→手动(电动)葫芦 →现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
典型机器的分析： 1.内燃机 活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续 转动，该组合体称为：曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 称为：凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之 间形成协调动作， 称为：齿轮机构 各部分协调动作的结果，就将燃料中化 学能转化为曲轴旋转的机械能。
2.零件 －独立的制造单元(制造的单元体) 零件 构件 －独立的运动单元(运动的单元体) 内燃机 曲柄滑块机构
一个构件是由一个零件如内燃机中活塞 或多个零件刚性组成。彼此之间无相对运动。 如内燃机中连杆
湘潭大学
套筒
螺栓
垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
设计出满足功能与制造要求的机构和机械零件 任务 研究的内容：
（1）机械设计基础知识
（2）常用机构及传动设计 （3）通用零件设计 （4）有关机械总体设计中的一些问题 （5）机械现代设计方法与手段的概念和特点
内燃机
2.工件自动载送装置 含带传动、蜗杆传动、 凸轮机构、连杆机构等。
滑杆左移时，夹持器将 工件夹住。
滑杆带着工件右移时，夹 持器动爪受挡块的压迫将 工件松开，工件落入载送 器被传送到下一道工序。
动画
强调代替人类完成有用工作
机器的共有特征：
①人造的实物组合体；
工件 定爪 动爪 装配夹具 工件载送器
天然工具 ——→简单机器 ——→工业革命 ——→现代机器
人类在征服自然中
改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。
任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了： 斜面 →杠杆 →起重轱辘 →滑轮组→手动(电动)葫芦 →现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
典型机器的分析： 1.内燃机 活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续 转动，该组合体称为：曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 称为：凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之 间形成协调动作， 称为：齿轮机构 各部分协调动作的结果，就将燃料中化 学能转化为曲轴旋转的机械能。
第一章精密机械设计的基础知识
静应力: 表面压碎 ——脆性材料, 表面塑性变形——塑性材料
变应力：疲劳点蚀——齿轮、滚动轴承的常见失效形式。
多数出现疲劳点蚀（局部应力大于许用强度）——在循环应力作用下接触表面产生疲劳裂纹，裂纹扩展导致表面小块 金属脱落。点蚀又分：扩张性点蚀（产生于硬度大的材料）；局限性点蚀（产生于软载荷小的材料），疲劳点蚀使零件表 面失去正确形状、降低工作精度、产生噪声和振动、降低零件使用寿命。
在表面接触应力作用下的零件强度称 为接触强度
计算依据：弹性力学的赫兹公式
1）表面接触强度（应力）
(1)两圆柱体接触
2021/9/23
Hmax Hmax
F
1 b
2a 2
F
20
H
F
1Eµ 112
1µ22 E2
δH ——最大接触应力； Fμ——接触线单位长度上的应力，=Ｆ／b； ρ——两圆柱体在接触处的综合曲率半径。
B）对变应力情况下的强度：零件失效形式主要为疲劳断裂 （先形成初始裂纹---扩展直到断裂），它不仅与应力的大 小有关，还与应力循环次数有关。因此提出疲劳极限用 δrN的概念 特别是 当r=一定时，应力循环N次后，材料不发生疲劳破坏时
2021/9/2的3 最大应力称为表示。N—δrN关系图为应力疲劳曲线15
应力-应变图
2021/9/23
14
2）将零件在载荷作用下的实际安全系数sδ、sτ与许用安全 系数 [sδ]、[sτ]比较，其强度条件为
sδ=δlim/δ< [sδ]、sτ=τlim/τ< [sτ]
1）
A）对静应力情况下的强度：可以使用以上两种判断方法。 对塑性材料制成的零件取材料的屈服极限δs、τs作为零 件的极限应力；对脆性材料制成的零件取材料的强度极 限sb、τb作为零件的极限应力。
变应力：疲劳点蚀——齿轮、滚动轴承的常见失效形式。
多数出现疲劳点蚀（局部应力大于许用强度）——在循环应力作用下接触表面产生疲劳裂纹，裂纹扩展导致表面小块 金属脱落。点蚀又分：扩张性点蚀（产生于硬度大的材料）；局限性点蚀（产生于软载荷小的材料），疲劳点蚀使零件表 面失去正确形状、降低工作精度、产生噪声和振动、降低零件使用寿命。
在表面接触应力作用下的零件强度称 为接触强度
计算依据：弹性力学的赫兹公式
1）表面接触强度（应力）
(1)两圆柱体接触
2021/9/23
Hmax Hmax
F
1 b
2a 2
F
20
H
F
1Eµ 112
1µ22 E2
δH ——最大接触应力； Fμ——接触线单位长度上的应力，=Ｆ／b； ρ——两圆柱体在接触处的综合曲率半径。
B）对变应力情况下的强度：零件失效形式主要为疲劳断裂 （先形成初始裂纹---扩展直到断裂），它不仅与应力的大 小有关，还与应力循环次数有关。因此提出疲劳极限用 δrN的概念 特别是 当r=一定时，应力循环N次后，材料不发生疲劳破坏时
2021/9/2的3 最大应力称为表示。N—δrN关系图为应力疲劳曲线15
应力-应变图
2021/9/23
14
2）将零件在载荷作用下的实际安全系数sδ、sτ与许用安全 系数 [sδ]、[sτ]比较，其强度条件为
sδ=δlim/δ< [sδ]、sτ=τlim/τ< [sτ]
1）
A）对静应力情况下的强度：可以使用以上两种判断方法。 对塑性材料制成的零件取材料的屈服极限δs、τs作为零 件的极限应力；对脆性材料制成的零件取材料的强度极 限sb、τb作为零件的极限应力。
机械原理课件：第1章绪论
研究机械运动的规律和特性。
力学
研究机械受力和运动的关系。
动力学
研究机械力的产生和传递。
机械的自由度及数目。
2 类型
包括平动副、回转副和滚动副等。
机械的机构及其分类
齿轮机构
通过齿轮传递和变换运动。
凸轮机构
通过凸轮来控制运动。
连杆机构
通过连杆来传递运动。
机械传动方式的分类及特点
齿轮传动 带传动 链传动
效率高，传动精度高。 结构简单，吸振能力强。 传动稳定，承载能力大。
机械的运动规律
机械运动遵循牛顿运动定律，同时机械能守恒和机械功的计算也是机械运动规律的重要内容。
机械简化分析方法
1
静态平衡法
分析物体处于静止状态下的平衡条件。
2
动态平衡法
分析物体在运动状态下受力和力矩的平衡条件。
机械原理课件：第1章绪 论
机械原理是研究机械的基本概念、运动规律和设计原则的科学。本章介绍了 机械原理的研究对象、基本量和关系，以及机械的自由度、机构和传动方式 的分类。
什么是机械原理？
机械原理是一门研究机械运动规律和相互作用原理的学科，对于机械设计和 工程实践具有重要意义。
机械的基本概念
运动学
3
虚功原理
利用物理量的变化来求解未知数量。
机械设计的目标和要求
机械设计的目标是根据实际需求设计出满足功能和性能要求的机械产品。
力学
研究机械受力和运动的关系。
动力学
研究机械力的产生和传递。
机械的自由度及数目。
2 类型
包括平动副、回转副和滚动副等。
机械的机构及其分类
齿轮机构
通过齿轮传递和变换运动。
凸轮机构
通过凸轮来控制运动。
连杆机构
通过连杆来传递运动。
机械传动方式的分类及特点
齿轮传动 带传动 链传动
效率高，传动精度高。 结构简单，吸振能力强。 传动稳定，承载能力大。
机械的运动规律
机械运动遵循牛顿运动定律，同时机械能守恒和机械功的计算也是机械运动规律的重要内容。
机械简化分析方法
1
静态平衡法
分析物体处于静止状态下的平衡条件。
2
动态平衡法
分析物体在运动状态下受力和力矩的平衡条件。
机械原理课件：第1章绪 论
机械原理是研究机械的基本概念、运动规律和设计原则的科学。本章介绍了 机械原理的研究对象、基本量和关系，以及机械的自由度、机构和传动方式 的分类。
什么是机械原理？
机械原理是一门研究机械运动规律和相互作用原理的学科，对于机械设计和 工程实践具有重要意义。
机械的基本概念
运动学
3
虚功原理
利用物理量的变化来求解未知数量。
机械设计的目标和要求
机械设计的目标是根据实际需求设计出满足功能和性能要求的机械产品。
机械基础考试试题
机械基础考试试题第一章机械概述一、单选题（ABCD 4个答案中选择一个正确的，对得1分；错不得分）1、机械基础是一门机械专业的—基础课。
A必修的 B综合的 C理论的 D选修的2、常用的机械设备和工程部件都是由许多组成的。
A零件B构件C钢件D合金钢3、工程力学为分析构件的、刚度和稳定性提供了基本理论与方法。
A强度B寿命C受力D机械性能4、机器由若干组成。
A零件 B部件 C传动机构 D齿轮5、机械基础包括有等多方面的内容。
A力学B机械零件 C力学、零件D力学、材料、零件与传动6、机械由组成。
A原动机B传动机构C控制机构D原动机、传动机构、执行机构、控制机构7、构件是指相互之间能作相对的单元。
A独立运动B构件组合 C绝对运动 D基本单元8、零件是机械系统的的单元。
A独立单元 B基本组成C构件 D机构9、机构是人工的构件组合，各部分之间具有确定的A作用B相对运动C独立运动 D组成部分10、机器特征包括。
A人工性B相当运动C传递能量D人为、确定相对运动、传递能量、代替减轻人类劳动11、金属材料性能包括。
A物理B化学C机械D理化性能、机械性能和工艺性能12、密度、熔点、导热性、热膨胀性是金属材料的性能。
A化学 B物理 C力学 D工艺13、金属材料的化学性能包括。
A导电性 B磁性 C耐腐蚀性D塑性14、强度、韧性和硬度属于金属材料的性能。
A物理 B化学 C机械 D工艺15、强度是金属材料在静载荷作用下—的能力。
A抵抗变形和破坏B永久变形 C表面抵抗压入D承受交变载荷16、工艺性能包括。
A密度 B韧性 C铸造、锻造性 D强度17、机械零件的强度就是。
A断裂 B过量变形 C保持工作能力不失效D失效18、机械零件在制造和使用过程中称为载荷。
A磨损 B受到的力 C接触 D内力19、磨损是由于构件之间相互的—造成的。
A摩擦 B接触C运动 D受力20、磨损过程包括阶段。
A磨合 B稳定磨损C剧烈磨损 D以上3个二、判断题（对打J,错的打X,每题1分）21、自行车架属于构件。
第一章机械运动重点笔记
第一章机械运动重点笔记1. 基本概念：- 机械运动：物体在一定时间内，从一个位置移动到另一个位置的过程。
- 位移：物体从一个位置移动到另一个位置的矢量距离。
- 时间：物体完成运动的持续时间。
- 速度：物体在单位时间内完成的位移。
- 加速度：物体速度的变化率。
2. 匀速直线运动：- 特点：物体在运动过程中，速度保持不变，且沿一条直线运动。
- 公式：v = v0 + at（速度与时间的关系）- s = v0t + 1/2at^2（位移与时间的关系）3. 匀加速直线运动：- 特点：物体在运动过程中，速度和加速度都保持不变，且沿一条直线运动。
- 公式：v = v0 + at（速度与时间的关系）- s = v0t + 1/2at^2（位移与时间的关系）- v^2 = v0^2 + 2as（速度平方与位移的关系）4. 自由落体运动：- 特点：只受重力作用，忽略空气阻力的物体在垂直方向上的运动。
- 公式：h = 1/2gt^2（高度与时间的关系）- v = g*t（速度与时间的关系）- v^2 = v0^2 + 2as（速度平方与位移的关系）5. 相对运动：- 特点：两个物体之间的运动关系是相对于某一参照物而言的。
- 公式：s = vt（相对位移与相对时间的关系）- v = u + at（相对速度与相对时间的关系）- a = (u - v) / t（相对加速度与相对时间的关系）6. 圆周运动：- 特点：物体在运动过程中，始终沿着圆周轨迹运动。
- 公式：v = rω（线速度与半径的关系）- a = rα（角加速度与半径的关系）- l = rθ（弧长与角度的关系）。
第1章机械零件设计概论
第一章 概论
§1.1 机械、机器、机构及其组成 §1.2 本课程的内容、性质的任务 §1.3 机械设计的基本要求和设计 过程 §1.4 机械零件的工作能力及其计算准则 §1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力 §1.6 机械零件的材料的选用原则 §1.7 机械设计的新发展
1.1 机械、机器、机构及组成
1.6 机械制造常用材料及其选择
3、铜合金
青铜 — 含锡青铜、不含锡青铜 种类： 黄铜 — 铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍 轴承合金（巴氏合金） 特点：良好的塑性和液态流动性； 良好的减摩性和抗腐蚀性。 零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 应用：应用范围广泛。
二、非金属材料
1、橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。
4) 腐蚀磨损
在滚动或兼有滑动和滚动的高副申，如凸轮、齿轮等，受载时材料表层有很大的 接触应力。当载荷重复作用时，常会出现表层金属呈小片状剥落，而在零件表面 形成小坑，这种现象称为疲劳磨损或疲劳点蚀。 在摩擦过程申，与周围介质发生化学反应 或电化学反应的磨损，称为腐蚀磨
静应力是变应力的特例 1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力
零件工作表面出现疲劳破坏或过度磨损 零件的弹性变形过大 零件发生强烈振动
2) 衡量零件工作能力的指标： 强度、刚度、抗磨性、耐热性、振动稳定性
1.4 机械零件的工作能力及其计算准则
三、机械零件的计算准则
强度计算准则 (整体强度和表面强度)： [ ] 刚度计算准则； 抗磨性计算准则：
[ ]
1.1 机械、机器、机构及组成
机 器
进气阀3 制造角度:由若干个机械零件装配面成的 。 运动角度:由若干个可以相对运动的构件组装而成的。
结构角度:由机构组成的，而机构则是由一些能相对 独立运动的构件组成的。 排气阀4
§1.1 机械、机器、机构及其组成 §1.2 本课程的内容、性质的任务 §1.3 机械设计的基本要求和设计 过程 §1.4 机械零件的工作能力及其计算准则 §1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力 §1.6 机械零件的材料的选用原则 §1.7 机械设计的新发展
1.1 机械、机器、机构及组成
1.6 机械制造常用材料及其选择
3、铜合金
青铜 — 含锡青铜、不含锡青铜 种类： 黄铜 — 铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍 轴承合金（巴氏合金） 特点：良好的塑性和液态流动性； 良好的减摩性和抗腐蚀性。 零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 应用：应用范围广泛。
二、非金属材料
1、橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。
4) 腐蚀磨损
在滚动或兼有滑动和滚动的高副申，如凸轮、齿轮等，受载时材料表层有很大的 接触应力。当载荷重复作用时，常会出现表层金属呈小片状剥落，而在零件表面 形成小坑，这种现象称为疲劳磨损或疲劳点蚀。 在摩擦过程申，与周围介质发生化学反应 或电化学反应的磨损，称为腐蚀磨
静应力是变应力的特例 1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力
零件工作表面出现疲劳破坏或过度磨损 零件的弹性变形过大 零件发生强烈振动
2) 衡量零件工作能力的指标： 强度、刚度、抗磨性、耐热性、振动稳定性
1.4 机械零件的工作能力及其计算准则
三、机械零件的计算准则
强度计算准则 (整体强度和表面强度)： [ ] 刚度计算准则； 抗磨性计算准则：
[ ]
1.1 机械、机器、机构及组成
机 器
进气阀3 制造角度:由若干个机械零件装配面成的 。 运动角度:由若干个可以相对运动的构件组装而成的。
结构角度:由机构组成的，而机构则是由一些能相对 独立运动的构件组成的。 排气阀4
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3、（ ）是指两物体的接触表面阻碍它们的 相对运动的机械阻力。 A.摩擦 B.磨损 C.磨合 4、零件的（ ）是决定机器使用寿命的主要 因素。 A.磨损 B.失效 C.断裂 5、机械是（ ）的总称。 A.机器和机构 B.机器和构件 C.机构和构件
机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。
→输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。 →输出构件
机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机
架）的基本组合体称为机构。
§1-2 金属材料的性能
1.2.1 物理性能 1.密度和熔点:(1)密度;(2)熔点 2.热学性能:(1)导热性;(2)比热容; (3)热膨胀系数 3.电学性能:(1)导电性;(2)介电常数与介电强 度;(3)铁电性能;(4)超导电性 4.磁学性能:(1)磁导率;(2)矫顽力
机械的组成：
1.原动机：机械动力的来源 2.工作机：能完成机械预期的动作 3.传动部分： 把原动机的运动和功率传递给工作机的中间环节 4.操纵或控制部分
2、概念
从运动角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立运动单 元体组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。 从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独 立制造单元体组合而成零件，这些独立制造单元体称为零件。 构件可由一个或几个零件组成。
练习题： 1、零件是 的基本单元，构件是 的基本单元。 2、一台完整的机器 由 、 、 和操纵或控制等四部分组成。 3、磨损的过程大致有三阶段分别 指 、 、 。 1、零件丧失工作能力或达不到要求的性能时，称 为（ ）。 A.断裂 B.过量变形 C.失效 2、（ ）是反映机械零件承受载荷时不发生失效 的重要指标。 A.刚度 B.强度 C.硬度
力学性能
1.强度 (1)拉伸试样:拉伸试样的形状有圆形和 矩形两类。在国家标准(GB/T 228—2002) 《金属材料室温拉伸试验方法》中，对 试样的形状、尺寸及加工要求均有明确 的规定。图1-5所示为圆形拉伸试样。
§1-3摩擦与磨损 1.3.1 摩擦与磨损
摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象. 世界上1/3、1/2的能源消耗在摩擦上,各种机械零 件因磨损失效的也占全部失效零件的一半以上.磨 损是摩擦的结果,润滑则是减少摩擦和磨损的有力 措施.
1.3.2 摩擦及其分类 两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现 象,称为摩擦.有些情况下却要利用摩擦工作, 如带传动,摩擦制动器等. 1.干摩擦 两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜 的纯金属. 2. 液体摩擦 两摩擦表面不直接接触,被油膜隔开. 根据摩擦副表面间的润滑状态将摩擦状态分 为四种:
3.疲劳磨损(点蚀) 两摩擦表面为点或线接触时,由于局部的弹性变形形 成了小的接触区.这些小的接触区形成的摩擦副如果受 变化接触应力的作用,则在其反复作用下,表层将产生裂 纹. 合理地选择材料及材料的硬度,选择粘度高的润滑油,加 入极压添加剂或及减小摩擦面的粗糙度值等,可以提抗 疲劳磨损的能力. 4.腐蚀磨损 在摩擦过程中,摩擦面与周围介质发生化学或电化学反 应而产生物质损失的现象,称为腐蚀磨损. 实际上大多数磨损是以上述四种磨损形式的复合形式出 现的. 润滑 润滑的主要作用是: 减小摩擦系数,提高机械效率; 减轻磨损,延长机械的使用寿命.还可起到冷却,防尘以 及吸振等作用.
《机械基础》
主讲：王春举 石泉职教中心
第一章 机械设计概论
§1-1机器及其组成
1、机械： 机器和机构的总称
机器（三个特征）：
①人为的实物组合（不是天然形成的）； ②各运动单元具有确定的相对运动； ③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及 能量的转换。
机构：只有①②两个特征。
机器和机构最明显的区别是： 机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。 两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单 的机器只有一个机构。
磨损过程大致可分为以下三个阶段: 1.跑合(磨合)磨损阶段 2.稳定磨损阶段 3.剧烈磨损阶段
1.3.4 磨损分类 按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同 把磨损分为: 1.磨粒磨损 由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩 擦表面的硬质颗粒,对摩擦表面起到切削或刮擦 作用,从而引起表层材料脱落的现象,称为磨粒 磨损. 减轻磨粒磨损:满足润滑条件,合理地选择摩擦 副的材料,降低表面粗糙度值以及加装防护密封 装置等.
1.3.3 磨损及其过程 运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐损失, 这种现象称为磨损.单位时间内材料的磨损量称为磨 损率.工程上常利用磨损的原理来减小零件表面的粗 糙度,如磨削,研磨,抛光,跑合等. 3.边界摩擦 两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开. 4.混合摩擦 处于摩擦,液体摩擦与边界摩擦的混合状态.
2.粘着磨损
粘着作用引起的磨损,称为粘着磨损. 粘着磨损按程度不同可分为五级:轻微 磨损,涂抹,擦伤,撕脱,咬死. 涂抹,擦 伤,撕脱又称为胶合,往往发生于高速, 重载的场合. 合理地选择配对材料,采用表面处理, 限制摩擦表面的温度,控制压强及采用 含有油性极压添加剂的润滑剂等,都可 减轻粘着磨损.