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1、机械基础（少学时）课件第1章绪论ppt课件机械基础（少学时）第1章 绪论随着生产、生活水平的不断发展与提高，各种各样的机械越来越多地进入社会的各个领域，减轻了人们的劳动，提高了生产率。如生活中我们经常看到的数控车床、挖掘机、汽车等都是属于机械。数控车床汽车挖掘机第1章 绪论 1.1 一般机械的组成1.2 一般机械的基本要求1.1 一般机械的组成 1.1.1机器与机构 机器是人们根据使用要求而设计制造的一种执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的劳动。机构是具有确定相对运动的构件的组合。机械是机器和机构的总称机械是机器和机构的总称机器与机构名称机器机构特征(1)任
2、何机器都是人为的实体（构件）的组合；(2)机器中各运动实体之间具有确定的相对运动；(3)机器代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。(1)人为的实体（构件）的组合；(2)各运动实体之间具有确定的相对运动；功用利用机械能做功或实现能量转换传递或转变运动的形式备注从结构和运动的角度来看，机器和机构是完全相同的1.1 一般机械的组成 通常机器包含一个或一个以上的机构。如图中的内燃机是由齿轮机构、凸轮机构、曲柄滑块机构三个机构的组合。单缸内燃机（机器与机构）机器的组成机器通常由动力部分、传动力部分、传动部分、工作部分动部分、工作部分三部分组成。在自动化机器中还有自动控制部分。动力部分是机器动
3、力的来源，如电动机、内燃机等。传动部分是把动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节，如金属切削机床中常用的带传动、齿轮传动、螺旋传动等。工作部分是能直接完成机器工作任务的部分，一般位于传动的终端，其结构形式取决于机器的用途，根据应用要求，其运动形式可能是直线运动，也可能是回转运动或间歇运动等。A动力部分（电动机1）B传动部分（带传动2、联轴器4）C工作部分（滚筒5、传送带6）带式输送机带式输送机1.1.2 构件与零件构件与零件构件与零件名称构件零件区别机构中的运动单元加工制造的最小单元联系构件可以是一个独立的零件，也可以是由若干个固联在一起运动的零件组成备注若将一部机器进行拆卸，拆到不可再
4、拆的最小单元就是零件机械是机器与机构的总称，最简单的机器是由一个机构组成，机构由构件组成，构件由零件组合而成。机器是由许许多多的零件组合而成，零件是机器的基本组成单元。机械、机器、机构、构件、零件之间的关系如下。1.2 一般机械的基本要求一般机械需满足以下基本要求：1满足社会需求2可靠性的要求:产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。3经济性要求4安全性要求（1）机器执行预期功能的安全性:即机器运行时系统本身的安全性，如满足必要的强度、刚度、稳定性、耐磨性等要求。为了避免机器由于意外原因造成故障或失效，常需要配置过载保护、安全互锁等装置。如为保证机器安全运行，离合器与制动器必须设计
5、成互锁结构，即离合器与制动器不能同时工作。（2）人-机-环境系统的安全性 劳动安全：为了保障操作人员的安全，应在机器的醒目位置标明有关安全方面的警告，尤其机器运行时可能对人体造成伤害的危险部位，实行切实有效的保护。例如采用防护罩、安全挡板等，把危险部位同人体隔离开。对人体易误入的危险区域，必须设置保安装置、报警装置等。环境保护：所设计的机器应符合环境保护法规及标准，如“三废”治理、除尘、防爆、防火、防毒及噪声控制等方面的要求。1.2.1 1.2.1 构件的基本要求构件的基本要求 1有足够的强度 保证构件在外力作用下不发生破坏，是构件能正常工作的前提条件，故构件的强度是指构件在外力作用下抵抗破坏
6、的能力。2有足够的刚度 构件在外力作用下产生的变形应在允许的限度内。构件在外力作用下抵抗变形的能力，即为构件具有的刚度。3有足够的稳定性 某些细长杆件（或薄壁构件）在轴向压力达到一定的数值时，会失去原来的平衡形态而丧失工作能力，这种现象称为失稳。所谓稳定性是指构件维持原有形态平衡的能力。构件的强度、刚度和稳定性与所用材料的力学性能有关，而材料的力学性能必须由实验来测定。此外，还有些实际工程问题至今无法由理论分析来解决，必须依赖于实验手段。1.2.2 机械零件的基本要求零件是机械基本组成部分，对机械零件的基本要求应与机械的要求相一致。概括地说，所设计的机械零件既要工作可靠，又要成本低廉。机械产品
7、整机应满足的要求是由零部件所决定的，对机械零件的基本要求包括对零件的材料、结构、承载能力、摩擦、磨损和润滑等方面的要求。1机械零件的材料要求机械零件的材料要求机械零件的常用材料：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为黑色金属（如钢、铸铁等）和有色金属（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。随着科学持术的飞速发展，材料工业日新月异，新材料不断涌现、材料的品种和规格也不断增多。但目前在机械工业中用来制作机械零件的基础材料仍然是金属材料。机械零件的材料选用原则：机械零件所用的材料是各种各样
8、的，即使同一种零件也可以选择不同的材料。2机械零件的结构要求 机械零件要便于加工、装拆以及维护。机械产品应用于各行各业，结构设计的内容和要求也是千差万别，但都有相同的共性部分。3机械零件的摩擦、磨损及润滑要求各类机器在工作时，其各零件相对运动的接触部分都存在着摩擦，摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象。摩擦不仅消耗能量，而且使零件发生磨损，甚至导致零件失效。据统计，世界上1312的能源消耗在摩擦上，而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，这三者是相互联系不可分割的。（1）摩擦及其分类在各类机器工作时，零件相对运动的接触部分都存
9、在着摩擦，摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象。根据摩擦副表面问的润滑状态将摩擦状态分为四种：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦，如图所示。（2）磨损及其过程、分类 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。在机械的正常运转中，磨损过程可分为以下三个阶段,如图所示。跑合跑合(磨合磨合)磨损阶段（磨损阶段（）：）：在这一阶段中，磨损速度由快变慢，而后逐渐减小到一稳定值。零件磨损的三个阶段是一般机械设备运转过程中都存在的。在跑合阶段结束后应清洗零件，更换润滑油，这样才能正常地进入稳定磨损阶段。按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同，一般工况下把磨损分为磨粒磨损、粘着磨损
10、、疲劳磨损、腐蚀磨损等。稳定磨损阶段（稳定磨损阶段（）：）：在这一阶段中磨损缓慢、磨损率稳定，零件以平稳而缓慢的磨损速度进入零件正常工作阶段，曲线长短即代表零件使用寿命的长短，磨损曲线的斜率即为磨损率，斜率愈小磨损率就愈低，零件的使用寿命就愈长。剧烈磨损阶段（剧烈磨损阶段（）：）：此阶段的特征是磨损速度及磨损率都急剧增大。当工作表面的总磨损量超过机械正常运转要求的某一允许值后，摩擦副的间隙增大，零件的磨损加剧，精度下降，润滑状态恶化，温度升高，从而产生振动、冲击和噪声，导致零件迅速失效。（3）润滑润滑：是在相对运动的两个接触表面之间加入润滑剂，从而使两磨擦面之间形成润滑膜，将直接接触的表面分隔
11、开来，变干磨擦为润滑剂分子间的内磨擦，达到减少摩擦，降低磨损，延长机械设备使用寿命的目的，即为润滑。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。同时润滑还可起到冷却、防尘以及吸振等作用。常用的润滑剂除了润滑油润滑油和润滑脂润滑脂外，还有固体润滑剂（如石墨等）、气体润滑剂(如空气等)。常用润滑油标准润滑油是目前使用最多的润滑剂。我国的石油产品常用运动黏度来标定。常用润滑油标准目录如表所示。表表 常用润滑油标准目录（常用润滑油标准目录（E34润滑油）润滑油）作业练习一、问答题1一般机械的组成？机器与机构、构件与零件的区别与联系？2一般机械的基本要求包括哪些方面？3机械零件常用的材料有哪些？