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第一章 機(jī)械及機(jī)械零件設(shè)計(jì)概要 本章論述了機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容總綱、設(shè)計(jì)基本知識(shí)和一些共性問題。 一、機(jī)械（機(jī)器）的組成 二、機(jī)械設(shè)計(jì)步驟 三、零件的設(shè)計(jì)步驟 四、課程的主要內(nèi)容 五、課程的特點(diǎn) 六、學(xué)習(xí)要求 七、達(dá)到的水平（國(guó)家教委制定） 一、機(jī)械（機(jī)器）的組成 我們以洗衣機(jī)為例，來說明機(jī)械的組成： 原動(dòng)機(jī)部分是驅(qū)動(dòng)整部機(jī)器以完成預(yù)定功能的動(dòng)力源； 執(zhí)行部分是用來完成機(jī)器預(yù)定功能的組成部分； 傳動(dòng)部分是把原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行部分所需的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)。 以上是從功能上分析機(jī)械的組成，下面從結(jié)構(gòu)上看： 零件：是機(jī)械的制造單元，機(jī)器的基本組成要素就是機(jī)械零件。 部件：按共同的用途組合起來的獨(dú)立制造或獨(dú)立裝配的組合體。 如減速器、離合器等。 按大小來分： 二、機(jī)械設(shè)計(jì)步驟 三、零件的設(shè)計(jì)步驟 失效的定義：在正常的工作條件下，機(jī)械零件喪失工作能力或達(dá)不到工作性能要求時(shí)，就稱為零件失效。 下面我們以設(shè)計(jì)千斤頂立柱為例，來說明機(jī)械零件的設(shè)計(jì)步驟： 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)大體要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟： 1、載荷分析（受力分析）：W 2、應(yīng)力分析： 四．課程的主要內(nèi)容 概括地說，機(jī)械零件可以分為兩大類： 五、特點(diǎn) 1、實(shí)踐性比較強(qiáng)。理論性差一些，經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)公式，實(shí)驗(yàn)得出比較多；理論推導(dǎo)出的比較少，答案不唯一。 2、綜合性比較強(qiáng)。 受力分析 《理論力學(xué)》 應(yīng)力分析 《材料力學(xué)》 材料選擇 《材料與熱處理》 3、承上啟下的作用。它是最后一門專業(yè)基礎(chǔ)課，起到承接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁作用。 六、要求 以聽課為主，自學(xué)為輔，考試內(nèi)容以講課和要求自學(xué)的為主，答疑兩周一次，具體時(shí)間待定。考核 20%+80% 平時(shí)作業(yè)質(zhì)量、出席情況、實(shí)驗(yàn)數(shù)目占20%，期末考試占80%，要求課內(nèi)：課外用時(shí)是1：2。 七、水平 1）掌握通用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)原理、方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械的能力； 2）樹立正確的設(shè)計(jì)思想，了解國(guó)家當(dāng)前的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策； 3）具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》—其中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是查手冊(cè)的能力； 4）掌握典型機(jī)械零件的實(shí)驗(yàn)方法，獲得實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基本訓(xùn)練； 5）對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的新發(fā)展有所了解。 1、機(jī)器的基本組成要素是什么？ 2、什么是通用零件？什么是專用零件？試各舉三個(gè)實(shí)例？ 3、一臺(tái)完整的機(jī)器通常是由哪些基本部分組成？各部分的作用是什么？ 4、機(jī)械零件有哪些主要的失效形式？ 5、機(jī)械零件常用的有哪些計(jì)算準(zhǔn)則？它們是針對(duì)什么失效形式而建立的？ 6、機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟有哪些？ 第一章結(jié)束 第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 一、變應(yīng)力的分類 二、變應(yīng)力參數(shù) 三、幾種特殊的變應(yīng)力 四、疲勞曲線（對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的—N曲線） 五、（非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的）極限應(yīng)力圖 六、影響疲勞強(qiáng)度的因素 七、不穩(wěn)定變應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算 八、復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度計(jì)算（彎扭聯(lián)合作用） 一、變應(yīng)力的分類 二、變應(yīng)力參數(shù) 圖2-2給出了一般情況下穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力譜的應(yīng)力變化規(guī)律。 規(guī)定：1、a總為正值； 2、a的符號(hào)要與m的符號(hào)保持一致。 其中：max—變應(yīng)力最大值；min—變應(yīng)力最小值；m—平均應(yīng)力； a—應(yīng)力幅；r—循環(huán)特性，-1 r  +1。 由此可以看出，一種變應(yīng)力的狀況，一般地可由max、min、m、a及r五個(gè)參數(shù)中的任意兩個(gè)來確定。 三、幾種特殊的變應(yīng)力 特殊點(diǎn)： 例1 已知：max=200N/mm2，r =－0.5，求：min、a、m。 解： 例2 已知：a= 80N/mm2，m=－40N/mm2 求：max、min、r、繪圖。 解： 例3 已知：A截面產(chǎn)生max=－400N/mm2，min=100N/mm2 求：a、m，r。 例4 如圖示旋轉(zhuǎn)軸，求截面A上max、min、a、m及r。 第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算（習(xí)題） 一、選擇題 1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程研究的內(nèi)容只限于 。 （1）專用零件和部件；（2）在高速、高壓、環(huán)境溫度過高或過低等特殊條件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件；（3）在普通工作條件下工作的一般參數(shù)的通用零件和部件；（4）標(biāo)準(zhǔn)化的零件和部件。 2、下列四種敘述中 是正確的。 （1）變應(yīng)力只能由變載荷產(chǎn)生；（2）靜載荷不能產(chǎn)生變應(yīng)力；（3）變應(yīng)力是由靜載荷產(chǎn)生；（4）變應(yīng)力是由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生。 3、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿橫截面上的應(yīng)力變化規(guī)律如圖所示，則該變應(yīng)力的應(yīng)力比r為 。 （1）0.24；（2）-0.24；（3）-4.17；（4）4.17。 4、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿橫截面上的應(yīng)力變化規(guī)律如題3圖所示，則其應(yīng)力幅a和平均應(yīng)力m分別為 。 （1）a = －80.6Mpa，m = 49.4Mpa；（2）a = 80.6Mpa，m = -49.4Mpa；（3）a = 49.4Mpa，m = －80.6Mpa；（4）a = －49.4Mpa，m = －80.6Mpa。 5、變應(yīng)力特性max、min、m、a及r等五個(gè)參數(shù)中的任意 來描述。 （1）一個(gè)；（2）兩個(gè)；（3）三個(gè)；（4）四個(gè)。 6、機(jī)械零件的強(qiáng)度條件可以寫成 。 （1） ， 或 ， （2） ， 或 ， （3） ， 或 ， （4） ， 或 ， 7、一直徑d=18mm的等截面直桿， 桿長(zhǎng)為800mm，受靜拉力F=36kN，桿材料的屈服點(diǎn)s=270Mpa， 取許用安全系數(shù)[S]=1.8， 則該桿的強(qiáng)度 。 （1）不足；（2）剛好滿足要求；（3）足夠。 8、在進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其極限應(yīng)力應(yīng)為材料的 。 （1）屈服點(diǎn)；（2）疲勞極限；（3）強(qiáng)度極限：（4）彈性極限。 二、分析與思考題 1、什么是變應(yīng)力的應(yīng)力比r？靜應(yīng)力、脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力和對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的r值各是多少？ 2、圖示各應(yīng)力隨時(shí)間變化的圖形分別表示什么類型的應(yīng)力？它們的應(yīng)力比分別是多少？ 四、疲勞曲線（對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的—N曲線） 疲勞曲線的定義：表示應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N與疲勞極限的關(guān)系曲線。 曲線上各點(diǎn)表示在相應(yīng)的循環(huán)次數(shù)下，不產(chǎn)生疲勞失效的最大應(yīng)力值，即疲勞極限應(yīng)力。從圖上可以看出，應(yīng)力愈高，則產(chǎn)生疲勞失效的循環(huán)次數(shù)愈少。 在作材料試驗(yàn)時(shí)，常取一規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N0，稱為循環(huán)基數(shù)，把相應(yīng)于這一循環(huán)次數(shù)的疲勞極限，稱為材料的持久疲勞極限，記為－1（或r）。 疲勞曲線可分成兩個(gè)區(qū)域：有限壽命區(qū)和無限壽命區(qū)。所謂“無限”壽命，是指零件承受的變應(yīng)力水平低于或等于材料的疲勞極限－1，工作應(yīng)力總循環(huán)次數(shù)可大于N0，零件將永遠(yuǎn)不會(huì)產(chǎn)生破壞。 在有限壽命區(qū)的疲勞曲線上，NDix紅軟基地

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