机械工程基础第2版课件
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机械设计基础 第2版(机械工业出版社)ppt课件
精选课件
35
第三节 平面四杆机构的设计
图2-30 按K设计曲柄摇杆机构
1)由公式θ=-1/+1×180°计算出极位夹角θ。
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36
第三节 平面四杆机构的设计
1)由公式θ=-1/+1×180°计算出极位夹角θ。 2)选定转动副D的位置，选择比例尺μl，按给定的摇杆长度及摆角ψ， 绘出摇杆的两个极限位置C1D和C2D。 3)由C1、C2作∠C1C2O=∠C2C1O=90°-θ，得交点O。 4)以O点为圆心、OC1为半径作圆m，则弧所对的圆周角为θ。 5)连接C1A和C2A，则C1A和C2A分别为曲柄与连杆共线的两个位置， 故AC1=B1C1-AB1=lBC-lAB，AC2=B2C2+AB2=lBC+lAB。
图2-4 双曲柄机构 a)惯性筛机构 b)平行双曲柄机构 c)反向双曲柄机构
图2-5 平行双曲柄机构
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7
第一节 平面连杆机构的类型和演化
(3)双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构，其 主要功用是实现摆动与摆动的互相转换。
图2-6 鹤式起重机
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8
第一节 平面连杆机构的类型和演化
16
第一节 平面连杆机构的类型和演化
5)偏心圆盘机构。
图2-15 偏心圆盘机构
(2)双滑块四杆机构的基本形式 1)正弦机构。 2)正切机构。 3)椭圆仪机构 图2-18为双滑块机构。
精选课件
17
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-16 正弦机构
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18
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-17 正切机构
精选课件
23
第二节 铰链四杆机构的基本特性
中职版《机械基础》第2版电子课件-绪论
模块一 课程的内容、性质、任务和学习要求
一、机械基础课程的内容 本课程的内容涉及杆件的静力分析、直杆的基本变形、工程材料、 连接、机构、机械传动、支承零部件、机械的节能环保与安全防护。 二、机械基础课程的性质与任务 1．机械基础课程的性质 本课程是中等职业学校机械大类及相关专业的一门专业基础课程， 也是公共职业平台课程之一，在各专业学习中起到承上启下的作用。 2．机械基础课程的任务 （1）掌握必备的机械基础知识和基本技能，懂得机械工作原理，了 解机械工程材料性能，准确表达机械技术要求，正确操作和科学维 护机械设备。 （2）培养分析问题和解决问题的能力，并形成正确的学习方法，具 备继续学习专业技术的能力。 （3）形成严谨、敬业的工匠精神和创新意识，为今后解决生产中的 实际问题和职业生涯的发展奠定基础。
模块二 机械的组成及基本要求
三、构件和机构 1．构件 ●构件是构成机器的各个相对独立的运动单元。 构件可以是单一的零件，也可以是由若干个零件刚性连接而成，但刚 性连接的零件之间不能产生相对运动。例如，汽车发动机连杆就是由 连杆小端、连杆大端、杆身、衬套、轴瓦、螺栓与螺母等零件刚性连 接而成的，并形成独立的运动构件。
模块二 机械的组成及基本要求
1．机器的特征 机器都具有三个共同特征。 （1）任何机器都是由许多机构组合而成的。例如，汽车发动机就是有曲柄连 杆机构和配气机构等组合而成的。 （2）组成机器的各部分实物之间具有确定的相对运动。例如，内燃机配气机 构中的凸轮连续转动而阀杆作间歇往复移动，从而实现气体的交换过程。 （3）所有机器都能做有效的机械功，可以代替人或减轻人类的劳动，或进行 能量转换。例如，发电机可以将机械能转换为电能；运动机器可以改变物体在 空间的位置。
模块二 机械的组成及基本要求
s2机械工程测试技术基础课件
数学形式：
– y：输出量；x：输入量；t：时间 – 系统的阶次由输出量最高微分阶次n决定。
一般在工程中使用的测试装置都是线性系统。 上 页
2020/3/11
目 录12
二、线性系统及其主要性质
如以x(t)→ y(t)表示上述系统的输入、输出的对应关 系，则线性时不变系统具有以下一些主要性质。
1）叠加原理 几个输入所产生的总输出是各个输入
离散时间系统:输入、输出均为离散函数. 描述系统特征的为差分方程.
c.时变系统与时不变系统: 由系统参数是否随时间而变化决定. 其中，线性时不变系统（线性定常系统）进行分析的理论和
方法最为基础、最成熟，同时其它系统通过某种假设后可近 似作为线性定常系统来处理。一般的测试系统都可视为线性 定常系统，即可以用常微分方程描述的系统。
§1 概 述
测试是具有试验性质的测量，从客观事物取得相关信 息的过程在此过程中，借助专门设备—测试装置(系统)，设 计相应的实验,采用合适的方法和必要的数学处理方法求得 感兴趣的信息。
测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。
测试系统是从客观事物中获取有关信息的工具。测试的 目的不同，测试系统复杂程度不同。
实际的测试装范置围内①满只足能线在性较要小求工。作范围内和在一定误差允许 ②很多物理系统是时变的。在工程上，常可
以以足够的精确度认为系统中的参数是时 不变的常数。
上页 目录
3、测试系统模型的分类
a. 线性系统与非线性系统 线性系统:具有叠加性、比例性的系统
b.连续时间系统与离散时间系统
连续时间系统:输入、输出均为连续函数. 描述系统特征的为微分方程.
系统满量程输出值A之比的百分率表示其分辨能力，称为分辨率，
– y：输出量；x：输入量；t：时间 – 系统的阶次由输出量最高微分阶次n决定。
一般在工程中使用的测试装置都是线性系统。 上 页
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目 录12
二、线性系统及其主要性质
如以x(t)→ y(t)表示上述系统的输入、输出的对应关 系，则线性时不变系统具有以下一些主要性质。
1）叠加原理 几个输入所产生的总输出是各个输入
离散时间系统:输入、输出均为离散函数. 描述系统特征的为差分方程.
c.时变系统与时不变系统: 由系统参数是否随时间而变化决定. 其中，线性时不变系统（线性定常系统）进行分析的理论和
方法最为基础、最成熟，同时其它系统通过某种假设后可近 似作为线性定常系统来处理。一般的测试系统都可视为线性 定常系统，即可以用常微分方程描述的系统。
§1 概 述
测试是具有试验性质的测量，从客观事物取得相关信 息的过程在此过程中，借助专门设备—测试装置(系统)，设 计相应的实验,采用合适的方法和必要的数学处理方法求得 感兴趣的信息。
测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。
测试系统是从客观事物中获取有关信息的工具。测试的 目的不同，测试系统复杂程度不同。
实际的测试装范置围内①满只足能线在性较要小求工。作范围内和在一定误差允许 ②很多物理系统是时变的。在工程上，常可
以以足够的精确度认为系统中的参数是时 不变的常数。
上页 目录
3、测试系统模型的分类
a. 线性系统与非线性系统 线性系统:具有叠加性、比例性的系统
b.连续时间系统与离散时间系统
连续时间系统:输入、输出均为连续函数. 描述系统特征的为微分方程.
系统满量程输出值A之比的百分率表示其分辨能力，称为分辨率，
教学配套课件：机械基础(第二版)
6
（二）平面机构运动简图 （1）的分析绘机制构的组成，判断机构的原动件、
从动件及原动件运动方向。（2）分析机构运 动，判断机构中各构件的运动尺寸及运动副 的类型。（3）恰当地选择投影面，以能够简 明地把机械的结构及运动情况表示清楚为原 则。
三、平面机构具有确定运动的条件认知
（一）平面机构的自由度（二）平面机构具有确定运动（的三条）件计算平面机构自由度的注意问
1 5
（二）运动副与约束
在机构中使两构件直接 接触的可动连接称为运 动副。
（三）运动副的分类
（1）按照运动副的接触 形式分类 （2）按照相对运动的形 式分类 （3）按照运动副引入的 约束分类 （4）按照接触部分的几 何形状分类
二、平面机构运动简图绘制
（一）平面机构运动简图
机构运动简图与原机械的运动特性完全 相同，因而可以用机构运动简图对机械 进行结构、运动及动力分析。若图形不 按精确的比例绘制，仅仅为了表达机械 的1 结构特征，这种简图称为机构示意图
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2 2
（三）死点 位置 缝纫机的脚踏机构，
就是利用皮带轮的 惯性作用使机构能 通过死点位置。
（二）传力 特性在生产实际中往往要
求连杆机构不仅能实 现预期的运动规律， 而且还要具有良好的 传力特性，即运转轻 便，效率高。
四、平面四杆机构的设计
平面四杆机构设计的基本问题包括满足预定的运动规律要 求、满足预定的连杆位置要求、满足预定的轨迹要求。其 设计方法主要有图解法、解析法。在此仅介绍图解法。 给定行程速比系数 K 和滑块的行程 S，设计曲柄滑块机 构。 首先，按式（1-3-2）算出极位角 θ；然后，作 C1C2 等 于滑块的行程 S，如图所示。从 C1、C2 两点分别作 ∠C1C2O=∠C2C1O=∠90°-θ，得 C1O 与 C2O 的交点 O。这 样，得∠C1OC2=2θ。再以 O 为圆心A、C22O-ACC11 为半径作圆 L 。如给出偏距 e 的值，则解就可以确定。如前所述，点 A 的范围也有所限制。 当点 A 确定后，连接 AC1 和 AC2。根据式 a = ，算出曲柄 1 的长度 a。以A 为圆心，a 为半径作圆， 该圆即为曲柄 AB 上点 B 的轨迹。
（二）平面机构运动简图 （1）的分析绘机制构的组成，判断机构的原动件、
从动件及原动件运动方向。（2）分析机构运 动，判断机构中各构件的运动尺寸及运动副 的类型。（3）恰当地选择投影面，以能够简 明地把机械的结构及运动情况表示清楚为原 则。
三、平面机构具有确定运动的条件认知
（一）平面机构的自由度（二）平面机构具有确定运动（的三条）件计算平面机构自由度的注意问
1 5
（二）运动副与约束
在机构中使两构件直接 接触的可动连接称为运 动副。
（三）运动副的分类
（1）按照运动副的接触 形式分类 （2）按照相对运动的形 式分类 （3）按照运动副引入的 约束分类 （4）按照接触部分的几 何形状分类
二、平面机构运动简图绘制
（一）平面机构运动简图
机构运动简图与原机械的运动特性完全 相同，因而可以用机构运动简图对机械 进行结构、运动及动力分析。若图形不 按精确的比例绘制，仅仅为了表达机械 的1 结构特征，这种简图称为机构示意图
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（三）死点 位置 缝纫机的脚踏机构，
就是利用皮带轮的 惯性作用使机构能 通过死点位置。
（二）传力 特性在生产实际中往往要
求连杆机构不仅能实 现预期的运动规律， 而且还要具有良好的 传力特性，即运转轻 便，效率高。
四、平面四杆机构的设计
平面四杆机构设计的基本问题包括满足预定的运动规律要 求、满足预定的连杆位置要求、满足预定的轨迹要求。其 设计方法主要有图解法、解析法。在此仅介绍图解法。 给定行程速比系数 K 和滑块的行程 S，设计曲柄滑块机 构。 首先，按式（1-3-2）算出极位角 θ；然后，作 C1C2 等 于滑块的行程 S，如图所示。从 C1、C2 两点分别作 ∠C1C2O=∠C2C1O=∠90°-θ，得 C1O 与 C2O 的交点 O。这 样，得∠C1OC2=2θ。再以 O 为圆心A、C22O-ACC11 为半径作圆 L 。如给出偏距 e 的值，则解就可以确定。如前所述，点 A 的范围也有所限制。 当点 A 确定后，连接 AC1 和 AC2。根据式 a = ，算出曲柄 1 的长度 a。以A 为圆心，a 为半径作圆， 该圆即为曲柄 AB 上点 B 的轨迹。
机械基础（第2版）教学配套课件范思冲东南大学主编第十一章
图11-14 凸轮机构的压力 角和基圆半径
第四节 凸轮机构的压力角和凸轮基圆半径 二、凸轮的基圆半径
在图11-14中，凸轮
的基圆半径rb，凸轮的向 径r 和从动件位移s 之间
有如下的关系
s =r - r b
图11-14 凸轮机构的压力 角和基圆半径
第五节 凸轮与滚子的材料、热处理以及凸轮零件图
凸轮机构工作时，凸轮工作表面(凸轮轮廓)与 从动件之间为点接触或线接触，很容易磨损，且往 往有冲击，因此要求凸轮工作表面有高的硬度和耐 磨性，心部则要求具有足够的强度和韧性。
速运动，则该质点在直径线上 的投影点的运动规律称为简谐 运动规律。其运动方程为
图11-7 简谐运动 规律时的运动线图
四、摆线运动规律(正弦加速度运动规律)
图11-8 摆线运动规律时的运动线图
四、摆线运动规律(正弦加速度运动规律)
在图11-8a中，设有一半径为R=h/(2π)的圆
(周长为h),当其沿纵坐标轴作纯滚动时，则滚圆
滚子的直径小，旋转次数多，工作条件差，因 此较凸轮更容易磨损；但由于它较凸轮容易制造， 磨损后可以更换，所以一般可选用与凸轮相同的材 料和热处理。也常直接选用标准的微型滚动轴承作 为滚子使用。
第五节 凸轮与滚子的材料、热处理以及凸轮零件图
图11-15 凸轮零件图
图11-3 缝纫机中的挑线凸轮机构 1—凸轮 2—挑线板(摇杆) 3—机架
二、按从动件的结构形式分类
按从动件的结构形式通常可分为尖顶从动 件、滚子从动件、平底从动件和曲面从动件凸 轮机构四种。
三、按从动件的运动形式分类
按从动件的运动形式可分为移动从动件(称 为推杆)凸轮机构和摆动从动件(称为摆杆)凸轮 机构。
图11-5 从动件为等速运动时的运动线图
第四节 凸轮机构的压力角和凸轮基圆半径 二、凸轮的基圆半径
在图11-14中，凸轮
的基圆半径rb，凸轮的向 径r 和从动件位移s 之间
有如下的关系
s =r - r b
图11-14 凸轮机构的压力 角和基圆半径
第五节 凸轮与滚子的材料、热处理以及凸轮零件图
凸轮机构工作时，凸轮工作表面(凸轮轮廓)与 从动件之间为点接触或线接触，很容易磨损，且往 往有冲击，因此要求凸轮工作表面有高的硬度和耐 磨性，心部则要求具有足够的强度和韧性。
速运动，则该质点在直径线上 的投影点的运动规律称为简谐 运动规律。其运动方程为
图11-7 简谐运动 规律时的运动线图
四、摆线运动规律(正弦加速度运动规律)
图11-8 摆线运动规律时的运动线图
四、摆线运动规律(正弦加速度运动规律)
在图11-8a中，设有一半径为R=h/(2π)的圆
(周长为h),当其沿纵坐标轴作纯滚动时，则滚圆
滚子的直径小，旋转次数多，工作条件差，因 此较凸轮更容易磨损；但由于它较凸轮容易制造， 磨损后可以更换，所以一般可选用与凸轮相同的材 料和热处理。也常直接选用标准的微型滚动轴承作 为滚子使用。
第五节 凸轮与滚子的材料、热处理以及凸轮零件图
图11-15 凸轮零件图
图11-3 缝纫机中的挑线凸轮机构 1—凸轮 2—挑线板(摇杆) 3—机架
二、按从动件的结构形式分类
按从动件的结构形式通常可分为尖顶从动 件、滚子从动件、平底从动件和曲面从动件凸 轮机构四种。
三、按从动件的运动形式分类
按从动件的运动形式可分为移动从动件(称 为推杆)凸轮机构和摆动从动件(称为摆杆)凸轮 机构。
图11-5 从动件为等速运动时的运动线图
机械设计基础第2版教学课件作者柴鹏飞第1章第1章绪论
主要要求有：使用要求、经济要求、安全要求、外 观要求。
此外还有：噪声、起重、运输、卫生、防腐蚀、防 冻等。
实质上可归纳为二条：
1）避免失效； 2）提高总体效益。
机械设计概述
2、机械零件的失效形式和设计准则
机械零件由于某种原因不能正常工作（完 不成规定的功能或达不到设计要求的性能）时， 称为失效。破坏是失效，但失效并不单纯意味 着破坏。
4) 注意培养综合分析、全面考虑问题的能 力。解决同一实际问题，往往有多种方 法和结果，要通过分析、对比、判断和 决策，做到优中选优。
本课程的特点和学习方法
5) 注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作 风。在今后的工作中要与各种机械设备、 各种装置打交道，稍有不慎，即可能造 成损失、损坏。
本课程的特点和学习方法
执行部分
传感器
传感器
传感器
控制系统
本课程研究的对象
原动部分－机器完成预定功能的动力源，最常见的是 内燃机、电动机。
传动部分－联接原动机和执行部分的中间部分。 执行部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。
控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。 传感部分－将机器的工作参数，如位移、速度、加速
课程内容介绍
此外，学习机械设计基础课程，还将有 助于学生工程思想的建立；有助于科学 精神的培养；有助于增强解决实际工程 类问题的能力。
《机械设计基础》是研究机械工作原 理、机械构成原理、机械零件功用和机 械零件结构及其工作可靠度的工程技术 科学。
课程内容介绍
《机械设计基础》由理论和实践两部分组 成。机械设计基础理论是人们对机械与机 械设计最基本、最普遍规律的认识和概括。 机械设计基础实践则是人们掌握机械设计 知识，形成工程技术能力的一种重要环节， 是进行机械工程实践的基本技术能力。
此外还有：噪声、起重、运输、卫生、防腐蚀、防 冻等。
实质上可归纳为二条：
1）避免失效； 2）提高总体效益。
机械设计概述
2、机械零件的失效形式和设计准则
机械零件由于某种原因不能正常工作（完 不成规定的功能或达不到设计要求的性能）时， 称为失效。破坏是失效，但失效并不单纯意味 着破坏。
4) 注意培养综合分析、全面考虑问题的能 力。解决同一实际问题，往往有多种方 法和结果，要通过分析、对比、判断和 决策，做到优中选优。
本课程的特点和学习方法
5) 注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作 风。在今后的工作中要与各种机械设备、 各种装置打交道，稍有不慎，即可能造 成损失、损坏。
本课程的特点和学习方法
执行部分
传感器
传感器
传感器
控制系统
本课程研究的对象
原动部分－机器完成预定功能的动力源，最常见的是 内燃机、电动机。
传动部分－联接原动机和执行部分的中间部分。 执行部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。
控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。 传感部分－将机器的工作参数，如位移、速度、加速
课程内容介绍
此外，学习机械设计基础课程，还将有 助于学生工程思想的建立；有助于科学 精神的培养；有助于增强解决实际工程 类问题的能力。
《机械设计基础》是研究机械工作原 理、机械构成原理、机械零件功用和机 械零件结构及其工作可靠度的工程技术 科学。
课程内容介绍
《机械设计基础》由理论和实践两部分组 成。机械设计基础理论是人们对机械与机 械设计最基本、最普遍规律的认识和概括。 机械设计基础实践则是人们掌握机械设计 知识，形成工程技术能力的一种重要环节， 是进行机械工程实践的基本技术能力。
机械基础2PPT课件
由一对具有1:100斜度的楔键沿斜面拼合而成，上下 两工作面互相平行，轴和轮毂上的键槽底面没有斜度。
切向键
一组切向键
两组切向键
40
§8－2 销连接
固定零件间的相对位置， 或作为组合加工和装配
时的辅助零件
用于轴与 毂的连接 或其他零 件的连接
用作安全 装置中的 过载剪断
零件
41
§8－2 销连接
一、圆柱销
一、轴的材料 主要是碳钢和合金钢。 一般选用优质碳素结构钢，如45； 轻载选用Q235； 重载选用合金钢如40Cr； 结构复杂可选用球墨铸铁； 小直径可以轧制，较大直径一般得锻造。
8
§8－1 分析减速器的输出轴
一、用途
支承回转零件（如齿轮、带轮等），传递运动 和动力。
9
§8－1 分析减速器的输出轴
1．普通圆柱销
传递横向力
轴上常见的工艺结构
21
§8－1 分析减速器的输出轴
有关轴的工艺结构应注意问题：
轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。 阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零
件的装拆。 轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或
过渡圆角，并应尽可能使倒角大小一致和圆角半径相 同，以便于加工。 轴上需要切制螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽或 砂轮越程槽。 当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能统一，并布 置在同一直线上，以利加工。
22
§8－1 分析减速器的输出轴
23
本章小结
1．轴的用途和分类。
2．转轴的结构要求。 3．轴上零件的轴向固定与周向固定。 4．轴的结构工艺性。
24
任务二 键、销及其连接
§8－2 键连接 §8－3 销连接
25
切向键
一组切向键
两组切向键
40
§8－2 销连接
固定零件间的相对位置， 或作为组合加工和装配
时的辅助零件
用于轴与 毂的连接 或其他零 件的连接
用作安全 装置中的 过载剪断
零件
41
§8－2 销连接
一、圆柱销
一、轴的材料 主要是碳钢和合金钢。 一般选用优质碳素结构钢，如45； 轻载选用Q235； 重载选用合金钢如40Cr； 结构复杂可选用球墨铸铁； 小直径可以轧制，较大直径一般得锻造。
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§8－1 分析减速器的输出轴
一、用途
支承回转零件（如齿轮、带轮等），传递运动 和动力。
9
§8－1 分析减速器的输出轴
1．普通圆柱销
传递横向力
轴上常见的工艺结构
21
§8－1 分析减速器的输出轴
有关轴的工艺结构应注意问题：
轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。 阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零
件的装拆。 轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或
过渡圆角，并应尽可能使倒角大小一致和圆角半径相 同，以便于加工。 轴上需要切制螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽或 砂轮越程槽。 当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能统一，并布 置在同一直线上，以利加工。
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§8－1 分析减速器的输出轴
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本章小结
1．轴的用途和分类。
2．转轴的结构要求。 3．轴上零件的轴向固定与周向固定。 4．轴的结构工艺性。
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任务二 键、销及其连接
§8－2 键连接 §8－3 销连接
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机械设计基础 第2版 课件
6.10.2 齿根弯曲疲劳强度计算
3)在应用式(6-14)时，由于配对齿轮的齿数和材料不同，故应以YFS 1/［σF1］和YFS2/［σF2］中的较大值代入。
表6-14
6.10.3 齿面接触疲劳强度计算
1)由于啮合时两齿轮接触处的接触应力相等，即σH1=σH2，但两齿 轮材料及齿面硬度不同，许用应力也不同，故以［σH1］、［σH2］ 中较小值代入式(6-15)和式(6-16)。 2)如齿轮配对并非钢对钢，则式中常数671应修正为671×，ZE为材 料系数，见表6-15。
6.8.3 齿轮精度在图样上的标注
表6-11 各公差组的公差值与极限偏差值
6.9 齿轮常见失效形式、设计准则与选择
6.9.1 6.9.2 6.9.3
轮齿的失效形式 设计准则 齿轮常用材料及其热处理
1.轮齿折断
6.9.1 轮齿的失效形式
图6-24 齿根疲劳断裂
6.9.1 轮齿的失效形式
1.tif
书名：机械设计基础 第2版 ISBN： 978-7-111-34795-8 作者：柴鹏飞 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
机械设计基础 第2版高职高专 ppt 课件
1)标准直齿圆柱齿轮、斜齿轮的几何尺寸计算的能力。 2)齿轮材料选择的能力。 3)齿轮传动受力分析的能力。 4)标准齿轮传动强度设计的能力。 5)齿轮传动润滑方式选择的能力。 1)齿轮传动的类型、特点及应用场合。 2)渐开线的形成及基本性质。 3)渐开线圆柱齿轮的基本参数及其几何尺寸计算。 4)渐开线齿轮啮合原理、切齿原理及根切现象。
6.8.2 齿轮精度等级及选用
1.精度等级 2.公差组 3.精度等级的选用
表6-9 常用的检验组
表6-10 齿轮精度、圆周速度与加工方法关系
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第三章
第二节 金属学基础
12-19
2.铁碳合金相图分析
相区：5个单相区，7个两相区，2条三相水平线。 二个主要转变：
（1）共晶转变
1148
共晶转变
LC 莱氏体Ld
AE + Fe3C
Ld 降温到 727℃时，A→ P，因此：Ld (A+Fe3C) → L’d (P+Fe3C) 。
低温莱氏体 L’d ：P 和 Fe3C 的机械混合物。
第二节 金属学基础 12-2
机械工程基础第2版
高职高专 ppt 课件
一.金属与合金的晶体结构
1. 晶体与非晶体
晶体 —— 原子规则排列的集合体。
•
•
固定的熔点
各向异性：不同方向的性能不同。
非晶体 —— 原子无规则堆积的集合体。
• • 无固定熔点 各向同性
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-3
体心立方，σb↓, HB↓, δ↑, αk↑,铁磁性。
奥氏体 A：碳在γ-Fe中的间隙固溶体。
面心立方，HB↓, δ↑, 顺磁性。
渗碳体 Fe3C : Fe与C的间隙化合物。
复杂晶格，硬而脆，几乎无塑性，230℃以下铁磁性。
第三章 第二节 金属学基础
2013-8-21
12-17
珠光体 P：F与 Fe3C 的机械混合物。
单位晶胞原子数：4个。 最近原子间距 —— 面心与顶角之间： a 2½ / 2。 原子半径：r = a 2½ / 4。 常见金属有：γ-Fe、Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pb等。
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-6
机械工程基础第2版
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(3) 密排六方晶格
单位晶胞原子数：6个。 最近原子间距 —— 相邻顶角之间： a。 原子半径：r = a
白口铸铁（生铁）
亚共晶白口铸铁
共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁
2013-8-21 第三章
2.11 ~ 4.3%C
4.3%C 4.3 ~ 6.69%C
12-22
第二节 金属学基础
3.室温下含碳量与相和组织的关系
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-23
4.含碳量与力学性能的关系
随C%↑ → Fe3C%↑，
F% ↓。 由于Fe3C是硬质点， F 是软质点， →σb↑, HB↑,αk↓, δ↓, 耐磨性↑。
当Fe3C以网状分布时，
→ 脆性↑。
当C%>0.9%时，随C%↑， →σb ↓。
2013-8-21 第三章 第二节 金属学基础 12-24
谢谢使用本课件 多
一种元素的原子溶入另一种元素中形成的合金相。 保持原晶体结构的元素 —— 溶剂 失去原晶体结构的元素 —— 溶质 浓度 溶解度
有限固溶体：溶解度有一定限度 —— 有限互溶 无限固溶体：溶解度无一定限度 —— 无限互溶
2013-8-21 第三章 第二节 金属学基础 12-9
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2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-15
2.纯铁的结晶过程
δ-Fe→γ-Fe→α-Fe 固态下，一种元素的晶 体结构随温度发生变化的现 象。 ——
同素异构转变
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-16
三.铁碳合金
1.铁碳合金的基本组织和性能
铁素体 F：碳在α-Fe中的间隙固溶体。
/
2。
常见金属有：Mg、Zn、Cd、Be等。
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-7
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4. 合金的晶体结构
(1) 合金相的基本概念
合金：由两种或两种以上金属，或金属与非金属组成，具
有金属性质的物质。
组元：组成合金的基本物质。
相：结构相同，成分相近，与其它部分有界面分开的部分。
成分：0.77%C 性能：适中，介于 F 和 Fe3C 之间。 形态：层片状，粒状。
莱氏体 Ld：A 与 Fe3C 的机械混合物。
成分：4.3%C 性能：硬而脆 形态：点状、短条状 A、分布于 Fe3C 基体上。
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-18
铁 碳 合 金 相 图
2013-8-21
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第三章
第二节 金属学基础
12-25
机械工程基础第2版
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书名：机械工程基础第2版 ISBN： 978-7-111-10684-9 作者：李培根 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
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第二篇 金属材料及其成形技术
第三章
金属材料与热处理基础
第二节
2013-8-21 第三章
金属学基础
（理论）
放出的结晶潜热 = 散失的热量
过冷度
∆T = T0 - T1
冷速↑→ ∆T ↑
结晶的必要条件：过冷 （结晶的动力）
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-14
结晶过程
液体中瞬时有许多规则排列的原子团，时聚时散。 形核 不断生成 新晶核 晶核长大 相碰 长大 晶粒 多晶体
结晶规律：结晶过程是晶核不断形成和长大的过程。
单相合金：固态下由一个固相组成的合金。 多相合金：固态下由两个以上固相组成的合金。 组织：相的聚合体（形态）。
2013-8-21 第三章
（单相组织，多相组织）
12-8
第二节 金属学基础
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(2) 合金的相
合金在固态下的相结构 —— 固溶体和金属化合物 （2类）
①固溶体——
(1) 体心立方晶格
单位晶胞原子数：2个。
最近原子间距 —— 体心与顶角之间： a 3½ / 2。
原子半径：r = a 3½ / 4。 常见金属有 ：α-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等。
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-5
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(2) 面心立方晶格
2013-8-21 第三章 第二节 金属学基础 12-20
（2）共析转变
共析转变
AS
727
FP + Fe3C
珠光体 P
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-21
铁碳合金分类
工业纯铁 钢
<0.0218%C
0.0218 ~ 2.11%C 亚共析钢 共析钢 过共析钢 0.0218 ~ 0.77%C 0.77%C 0.77 ~ 2.11%C 2.11 ~ 6.69%C
固溶体的分类
置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格的某些结点
间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格的间隙中
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-10
固溶体的力学性能
溶质溶入固溶体，导致晶格畸变，引起强度和硬度升高。 —— 固溶强化 固溶体的力学性能比纯金属更高
固溶体中的晶格畸变示意图 a)间隙固溶体 b)置换固溶体
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2. 晶体结构的基本知识
晶格：把晶体中原子看成几何点，用平行直线连接后得
到的三维格架。
晶胞：晶格中能全面反映原子排列规律的最小单元。 晶格常数：晶胞的棱边长度。
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
12-4
机械工程基础第2版
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3. 常见金属的晶格类型
第三章 第二节 金属学基础 12-12
2013-8-21
二.纯金属的结晶与同素异构转变
1.纯金属的结晶过程
液态 T0 固态 （原子无规则排列） （原子有规则排列） 温 温 度 度 平衡结晶温度 = 熔点
热分析法
2013-8-21
第三章
第二节 金属学基础
时间 时间
12-13
过冷现象
过冷：实际结晶温度 T1 总是低于平衡结晶温度 T0 的现象。
2013-8-21 第三章 第二节 金属学基础 12-11
②金属化合物——
特征： • • • 有金属性质； 晶体结构不同于任何组元； 成分固定或小有变化，
有一定成分比例，可用分子式表示。
性能：硬，脆，熔点高。
当金属化合物以细小颗粒均布于固溶体上，可使合金的
强度↑↑，硬度↑↑，耐磨性↑↑ —— 弥散强化。 （第二相强化）