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1、机械零件名词解释和机械设计基础第一章 绪论本讲重点本章重点学习内容：1零件、构件、机械、机构、机器等名词的涵义2 机械零件的常用材料3机械零件工作能力的判定条件4机械零件结构设计的基本要求5平面运动副的分类及其表示方法6平面机构具有确定运动的条件第一节机器的组成和本课程研究的内容一、机器的组成颚式破碎机 a)立体图 b)传动简图 l电动机2、4带轮3V带5偏心轴6动颚(板)7肘板8定颚(板)9飞轮机器是能执行机械运动并被用来传递能量、物料与信息的装置。构件是运动的单元；零件是制造的单元。由颚式破碎机的组成可知：机器中不可拆的单元体是制造单元，称为零件。在组成机器的各个零件中，有的零件是以单个形
2、式参与机器运动，例如带轮、偏心轮、肘板等。有的则是将多个零件刚性联接，作为一个整体参与机器运动。例：动颚板。把零件作为组成机器的基本单元不能有效地表达机器中各部分的相对运动关系。为了表达机器中各部分的相对运动关系，把在机器中能作相对运动的实体称为构件。动颚体动颚板压板螺钉偏心轴根据破碎机中构件间的相对运动关系画出碎石部分的机构简图，如图所示。由图可以看出，机构有两个特征：1、由多个构件组成2、各构件间具有确定的相对运动。对机器而言，除具备机构的这两个特征外，还有第三个特征。3、能够完成有效的机械功(如颚式破碎机粉碎矿石)或进行能量转换(如内燃机把热能转换成机械能)。因此，从其组成、运动特性、受
3、力状况等方面进行分析，机构和机器没有区别。为使研究的问题简化，常将机构和机器统称为机械。一部机器也可以由数个机构组成，如图所示牛头刨床的主传动系统(切削和进给运动)，是由齿轮机构(5、6、13)、(10、11、13)、导杆机构(6、7、8、13、14)、曲柄摇杆机构(11、12、17、13)、间歇运动机构(17、16、13)等组成的。从颚式破碎机可知，一部机器可以只含有一个机构，颚式破碎机只含有一个曲柄摇杆机构；机器种类繁多，其结构形式和用途各不相同，但大致都是由以下四部分组成的。原动机部分 ： 驱动整部机器以完成预定功能的动力源，颚式破碎机的原动机是电动机。执行部分： 完成机器预定功能的组成
4、部分，也称工作机，是具体干活的部分，颚式破碎机的执行部分是颚头（定颚、动颚）。传动部分： 解决原动机与工作机运动形式、运动及动力参数的转变。机器的传动部分多数使用机械传动系统。颚式破碎机的传动部分包括V带传动和由偏心轮、动颚、肘板以及机架组成的连杆机构其他部分： 控制系统和辅助系统等。 由机器的组成可知，机器通常是由是由各种机构以及各种零件组成的。机器中的零件分为两类。1、通用零件 通用零件在各种类型的机械中都可能用到，如螺栓、轴、齿轮、弹簧等；2、专用零件 只用于某些类型的机械中，如电动机中的转子、叠片、笼条等，内燃机、蒸汽机中的曲轴、活塞等。此外，机械设计中还把为完成同一使命、彼此协同工作
5、的一组零件所组成的组合体称为部件，如滚动轴承、联轴器、减速器等，所以有时也通称为机械零部件，它包括了零件和部件。机械设计基础主要研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。同时还将扼要介绍与本课程有关的国家标准、规范和一些标准零件、部件的选用原则，以及简单机械传动装置的设计方法。二、本课程研究的内容机械设计基础是高等学校工科有关专业的一门重要技术基础课。通过本课程的学习，可以使学生获得正确使用和维护机械设备的基本知识，初步培养学生运用有关设计资料设计简单机械传动装置的能力，为学习有关专业机械设备课程以及参与技术革新奠定必要的基础。三、本课程研究的目的 四、本课程的学习
6、方法 本课程是一门实践性和综合性很强的课程，整个学习过程涉及机械制图、理论力学、材料力学、工程材料、金属工艺学以及互换性与技术测量等多门学科。本书内容的安排是从认识机械入手，分析机器的基本组成、传动系统及零部件的功能，进而引深到机械零部件的设计与计算、机械传动装置设计的一般方法和过程以及常用机构的运动分析和设计。在本课程的学习过程中，对于机械零件，除合理选择材料外，还应着重掌握其工作能力计算和结构设计方法。此外还应该注意，大部分零件由于所选材料的不同、结构设计的差异等诸多因素都会导致多种设计结果，即可用多种方案来完成同一功能要求。因此，要不断提高综合分析与解决问题的能力，学会从多种可能的解答中
7、通过评价找出最佳的设计方案。对于连杆机构、凸轮机构等常用机构，应注意其非匀速传动的特点，重点分析其运动特性，掌握实现其运动规律的设计方法。第二节 机械零件的常用材料 机械零件的常用材料分为金属和非金属两大类。其中，金属材料应用最广，非金属材料以其独特的性能也日益显示出广阔的应用前景。金属材料包括黑色金属(钢、铸铁)和有色金属，前者应用最多。此外，近年来复合材料的研究与开发，也已成为材料科学的一个新方向。下面简要介绍机械零件的常用材料及其应用。选择材料是设计机械零件的重要环节之一，也是一个复杂的技术经济问题。一般应综合考虑以下要求，选出适宜的材料。1、零件的使用要求：如强度、刚度、冲击韧度、导热
8、性、抗腐蚀性以及耐磨性、减振性等，通常以强度为主。2、工艺要求：毛坯到成品都便于制造3、经济性要求：材料及其加工成本均比较低，而且供货方便。各种材料的力学性能及应用均可从机械设计手册中查取，本课程也在有关章节中作了适当的介绍。 一、钢 钢的品种多、性能好，是机械零件最常用的材料。根据化学成分的不同，钢可分为碳素钢和合金钢。1碳素钢碳素钢的性能主要取决于碳含量，即碳的质量分数。碳含量越高，钢的强度越高，塑性越低。由于碳素钢生产批量大，价格低，供应充足，一般的机械零件应优先选用。碳素钢优质碳素结构钢(GB/T699-1999) 含磷、硫等杂质较少，其性能优于碳素结构钢，而且能同时保证钢的力学性能和
9、化学成分，可以进行热处理。碳素结构钢(GB/T700-1988) 杂质较多，只保证机械强度，不保证化学成分，不能进行热处理。常用于受力较大，且受变载荷或冲击载荷作用的零件。优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，代表钢中碳的平均含量。如45钢，其碳的平均质量分数为。对于锰含量较高的优质碳素结构钢，其牌号还要在碳含量数字之后加注符号“Mn，如40Mn等。2）优质碳素结构钢主要用于受力不大而且基本上是承受静载荷的零件，其中以Q235、Q255较为常用。碳素结构钢的牌号用Q和后面一位数字表示，如Q235表示屈服点235MPa的碳素结构钢。1）碳素结构钢碳的平均质量分数高于的钢，它具有很高的强度和弹性，是
10、弹簧、钢丝绳等零件的常用材料。优质碳素结构钢根据碳的平均质量分数又可分为：低碳钢中碳钢高碳钢碳的平均质量分数低于的钢，其抗拉强度和屈服点低，而塑性好，适用于冲压、焊接加工；碳的平均质量分数在之间的钢，中碳钢既有较高的强度，又有一定的塑性和韧性，综合力学性能较好，常用来制造螺栓、螺母、齿轮、键和轴等零件；2合金钢为了改善钢的性能，根据不同要求加入一种或几种合金元素而形成的钢，称为合金钢。不同的合金元素，使钢获得不同的性能，例如：铬能提高硬度、高温强度和耐腐蚀性；镍能提高强度而不降低韧性；锰能提高强度、韧性和耐磨性；硅可提高弹性极限和耐磨性，但降低韧性。应当指出，合金钢的性能不仅与化学成分有关，在
11、很大程度上还取决于适当的热处理。由于合金钢价格较贵，通常只用于制造重要的或具有特殊性能要求的机械零件。普通低合金钢合金钢分为合金结构钢（常用）特殊合金钢合金工具钢合金结构钢牌号的表示方法是用两位数字表示碳的含量，并在其后加注所含各主要合金元素的符号及其含量，而且规定：合金元素平均质量分数低于时，不注含量；当平均质量分数在,时,以相应数字2，3，4，表示。例如40SiMn2,其成分的平均质量分数为:碳,硅低于,锰在之间。铸钢主要用于制造承受重载荷的大型零件或形状复杂、力学性能要求较高的零件，如承受重载荷的大型齿轮、联轴器等。铸钢包括碳素铸钢和合金铸钢。铸钢的力学性能与锻钢基本接近，但其减振性和铸
12、造性能均不及铸铁。铸钢牌号的表示方法是在符号“ZG”后加注两组数字，如ZG310570，表示屈服点为310MPa，抗拉强度为570MPa。3铸钢二、铸铁铸铁和钢都是铁碳合金，区别在于碳含量不同。碳的质量分数高于2的铁碳合金称为铸铁，反之称为钢。铸铁是脆性材料，其抗拉强度、塑性、韧性均较差，不能进行碾压和锻造；但其减振性和耐磨性较好，成本较低。另外，铸铁具有良好的液态流动性，因此常用于铸造各种形状复杂的零件。常用铸铁有灰铸铁和球墨铸铁。灰铸铁是应用最广的一种铸铁，碳以片状石墨存在于铁的基体中，因此其断口呈灰色。灰铸铁的抗压强度高于抗拉强度，切削性能好，但不宜承受冲击载荷，常用于制造受压状态下工作
13、的零件，如机器底座、机架等。灰铸铁牌号的表示方法是在符号“HT”后加注一组表示抗拉强度的数字，如HT200，其抗拉强度为200MPa。1灰铸铁球墨铸铁中的碳以球状石墨存在于铁的基体中，故其力学性能显著提高。除伸长率和韧性稍低外，其他力学性能基本与钢接近，同时兼有灰铸铁的优点；但是球墨铸铁的铸造工艺性能要求较高，品质不易控制。用球墨铸铁制造的曲轴、齿轮等，其成本低于锻钢件。球墨铸铁牌号的表示方法是在符号“QT”后加注两组数字，如QT40015，表示抗拉强度为400MPa，伸长率为15%。 2球墨铸铁 铜合金是机械零件中最常用的有色金属材料，分为黄铜和青铜两类。1黄铜 黄铜(ZCuZn38等)是以
14、锌为主要合金元素的铜合金。它具有一定的强度和较高的耐腐蚀性能，常用于制造管件、散热器、垫片以及化工、船用等零件。三、铜合金青铜又分普通青铜(锡青铜)和特殊青铜(铝青铜、铅青铜等)。 普通青铜(ZCuSn5Pb5Zn5等)的减摩性、耐磨性、导热性均良好，常用于制造蜗轮、对开螺母、滑动轴承中的轴瓦等零件。铝青铜(ZCuAll0Fe3等)的耐磨性和耐腐蚀性较好，常用于制造蜗轮、在蒸汽和海水条件下工作的齿轮等零件。铅青铜(ZCuPb30等)具有很高的导热性和抗疲劳强度，可用于制造高速、重载滑动轴承的轴瓦。铸造铜合金牌号的表示方法是在符号“ZCu后面加注所含各主要合金元素的符号及其质量分数()。2青铜复
15、合材料是由两种或两种以上的金属或非金属材料复合而成的一种新型材料。例如，用金属、塑料、陶瓷等材料作为基材，用纤维强度很高的玻璃、石墨、硼等非金属材料作为纤维，可把纤维与基材复合成各种纤维增强复合材料，又称纤维增强塑料，可用来制造薄壁压力容器、汽车外壳等。又如，在普通碳素钢板表面贴附塑料或不锈钢，可分别获得强度高而又耐腐蚀的塑料复合钢板或金属复合钢板。复合材料目前成本尚高，供应较少，但它是材料工业发展的方向之一，随着科学技术的进步将获得广泛应用。五、复合材料橡胶、塑料、皮革、陶瓷、木材、纸板等，均属非金属材料。橡胶除具有弹性并能缓冲、吸振外，还具有耐磨、绝缘等性能，广泛用于制造胶带、轮胎、密封垫
16、圈和减振零件等。塑料具有耐磨、耐腐蚀、质量轻、易于成形等优点，因此近年来得到了广泛的应用。四、非金属材料第三节 机械零件的工作能力及计算准则机械零件丧失工作能力或达不到设计要求的性能时，称为失效。在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度，称为工作能力。常见的零件失效形式有：断裂，过大的弹性变形或塑性变形，摩擦表面的过度磨损、打滑、过热，联接松动以及运动精度达不到要求等。注意零件的失效和损坏是两个不同的概念对于某一具体零件，可能产生的失效形式由其工作条件和受载情况决定。针对各种不同失效形式，所列判定零件工作能力的条件，称为工作能力计算准则。这些准则主要有强度、刚度、耐磨性、耐热性以及振动稳定
17、性等。下面主要讨论零件的强度、刚度条件及耐磨性，其他工作能力判定条件，可查阅有关机械设计参考书。名义载荷是根据名义功率用力学公式计算出作用在零件上的载荷。它是机器在理想平稳的工作条件下作用在零件上的载荷。计算载荷是考虑实际载荷随时间作用的不均匀性、载荷在零件上分布的不均匀性以及其他因素的影响而得到的载荷。计算载荷等于载荷系数K与名义载荷的乘积。机械零件的设计计算一般按计算载荷进行。一、强度1名义载荷与计算载荷 强度条件是机械零件最基本的计算准则。如果零件强度不够，工作时会产生断裂或过大的塑性变形，使零件不能正常工作。设计时必须满足的强度条件为： ， 式中， 、分别是危险截面处的最大正应力和切应
18、力，是按照计算载荷求得的应力；、分别是材料的许用正应力和切应力。2强度条件3许用应力 许用应力是零件设计的条件应力。正确地确定许用应力，可以使零件在具有足够强度和寿命的前提下，做到尺寸小、质量轻。 许用应力的确定，本书主要采用计算法，其基本公式 = lim/S 或= lim/S 式中 lim、lim分别是材料的极限正应力、切应力； S为安全系数。 由上式可知，许用应力的确定主要是确定材料的极限应力和安全系数。 (1)极限应力极限应力的确定与应力的种类有关。常见的应力种类如下图（1）静应力作用下的极限应力在对称循环变应力作用下，取材料的对称循环疲劳强度-1作为极限应力；在脉动循环变应力作用下，取
19、材料的脉动循环疲劳极限0作为极限应力；在非对称循环变应力作用下，可通过疲劳试验机或极限应力图确定材料的疲劳极限，即极限应力。作简化计算时，一般变应力作用下可近似取与之相似的-1或0作为材料的极限应力。塑性材料，取材料的屈服点s作为极限应力脆性材料，取材料的抗拉强度b做为极限应力（2）变应力作用下的极限应力在静应力下工作的零件主要的失效形式是断裂或塑性变形在变应力下工作的零件主要失效形式是疲劳断裂对于安全系数，本书主要采用查表法确定。这类表格是不同的机械制造部门经过长期生产实践，总结制订出适合本行业的安全系数(或许用应力)表格，具有简单、具体、可靠等优点，所以应用较广；缺点是适用范围较窄。查表法
20、的取值已列在各章具体表格中。在无可靠资料直接确定安全系数的情况下，可用下式计算总的安全系数，即 S=S1S2S3 S1 是考虑载荷及应力计算的准确性系数， S1S2 是考虑材料的均匀性系数锻钢或轧钢零件S2，铸铁零件S2 =1.52.5 S3 是考虑零件重要程度的系数，S3(2)安全系数 二、接触强度前面所述机械零件的强度称为整体强度。所谓整体强度，是指在整体应力作用下的零件的强度。零件受载时在较大的体积内产生应力，零件的破坏也发生在较大的体积范围内。此外，对于理论上点接触或线接触的两个零件，当有载荷作用时，由于局部变形使接触处形成小的接触区，在面积很小的接触区表层产生很大的应力，称为接触应力
21、。接触应力的分布如图所示，其最大值用H表示。在接触应力作用下零件的强度称为接触强度，它属于表面强度。 机械零件的接触应力一般都是交变应力，通常按近似脉动循环处理。如摩擦轮传动、齿轮传动、滚动轴承等，在交变应力的反复作用下，零件表层先是产生疲劳裂纹，如有润滑油进入疲劳裂纹，在裂纹口被压封的情况下，裂纹中产生极高的油压而迫使裂纹加速扩展，直至表层金属成小片状剥落下来，在零件表面形成小坑，这种现象称为疲劳点蚀，简称点蚀。点蚀的出现使得零件接触面积减少，失去光滑的表面，不但降低承载能力，还会引起振动和噪声。因此，疲劳点蚀是润滑和密封均良好零件的常见失效形式。设计时应该满足的接触强度条件为 H H式中
22、H是材料的许用接触应力；H Hlim/SH H是材料的最大接触应力； Hlim是试验材料的接触疲劳强度极限； SH是接触疲劳强度安全系数，考虑接触应力的局部性及离开接触中心迅速减少等因素，可取SH等于1或稍大于1三、刚度刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。某些零件如机床主轴、高速蜗杆轴等，刚度不足将会产生过大的弹性变形，影响机器的正常工作。设计时应满足的刚度条件为：零件在载荷作用下产生的弹性变形量应小于或等于机器工作性能允许的极限值。 yy ， ，y，分别为零件工作时的挠度、转角和扭角y ，分别是相应的许用挠度、转角和扭角提高零件刚度的措施有：适当增大截面尺寸，改进零件的结构，减少支点
23、间的距离等。四、耐磨性 在各种机械中，凡是具有相对运动，或具有相对运动趋势的接触表面间都存在摩擦。摩擦表面物质在相对运动中不断损失的现象称为磨损。零件抗磨损的能力称为耐磨性。据统计，世界上约有13的能源消耗在摩擦上；在各种报废的机械零件中，约有80是由于磨损而引起的。因此，研究摩擦、磨损，提高零件的耐磨性，对延长机器的使用寿命有着十分重要的意义。相对运动的接触表面间的磨损是不可避免的。在正常情况下，一个零件的磨损过程大致可以分为图所示的三个阶段。 1磨损过程(1)磨合磨损阶段 该阶段是新机器在运转初期，通过逐渐增加载荷而迅速磨去零件接触表面制造时遗留下来的波峰尖部。随着波峰高度的逐渐降低，摩擦
24、副的实际接触面积加大，磨损率=qf逐渐减小，零件进入稳定磨损阶段。(2)稳定磨损阶段 该阶段的磨损率常数，零件以平稳而缓慢的速度在磨损，相应的时间即为零件的使用寿命。(3)剧烈磨损阶段 当磨损率超过机械正常运转的许可磨损率时，零件便进入剧烈磨损阶段。这时，两个摩擦零件间的间隙很快增大，温度升高，机械效率迅速下降，产生异常的噪声和振动，应该停机检修，更换零件。上述的三个阶段是正常情况下零件的磨损过程。但若压强过大、相对速度过高或润滑不良，都会导致磨合磨损阶段的磨损加剧，并直接转入剧烈磨损阶段，如图中虚线所示，使零件很快报废。按磨损机理分，磨损主要有磨粒磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损四种基
25、本类型。(1)磨粒磨损 硬质颗粒进入摩擦表面，或硬表面上的凸峰在摩擦过程中引起表层材料脱落的现象，称为磨粒磨损。(2)粘着磨损(胶合) 摩擦表面的接触实际上是高低不平的微凸体接触。高速、轻载时温升使得接触区润滑油膜破裂，低速、重载时也不易形成润滑油膜，这都将导致接触处发生粘着。在这种情况下，两表面相对滑动，粘着撕脱，材料从一个表面转移到另一个表面，这种现象称为粘着磨损，也称为胶合。严重的粘着磨损会导致两个摩擦零件咬死。(3)表面疲劳磨损(疲劳点蚀) 疲劳点蚀发生在零件表层，属于表面磨损范畴，故称表面疲劳磨损。(4)腐蚀磨损 在摩擦过程中，与周围介质发生化学反应或电化学反应的磨损，称为腐蚀磨损。
26、2磨损的基本类型磨损是一个相当复杂的现象，影响因素也很多。除疲劳磨损外，目前尚无可靠的计算方法，通常采取下述措施减少磨损：1)选取减摩性和耐磨性较好的材料。2)对摩擦表面进行润滑。选用适当的润滑剂和润滑方法是减少摩擦和磨损的最有效途径。润滑方法需根据不同的工作条件和部位而定。3)进行耐磨性计算。摩擦表面间的耐磨性计算目前也是条件性的，通常是限制摩擦面间的压强p和pv值，来减少磨损。(详见第八章第四节)。4)提高零件的加工精度和表面质量。5)完善密封，正确使用与维护等。 3减少磨损的主要措施第四节 机械零件结构设计的基本要求机械的功能是靠零件具体结构实现的。即使零件工作能力满足要求，但结构设计不
27、当，同样达不到预期的功能。事实上，在设计中常常需要先作初步的结构构思，然后将其抽象为数学模型才能进行零部件的计算。例如，受弯曲应力作用的轴，计算所需力的作用点位置、支点距离等，通常都是由初步结构设计确定的。因此，结构设计与零件工作能力计算同等重要。下面主要介绍零件结构设计的基本要求这是指在实现零件预期功能的前提下，尽可能采用较少的几何量和简单的形体要素，以简化零件的结构。这样的结构既便于零件毛坯的成形，又易于提高加工质量。例如，平面、圆柱面都易于制造并可得到较高的加工精度。 1构形简单2工艺性好工艺性之一是指制造工艺，即要求零件从毛坯制造到机械加工整个过程都能方便、经济地制造出来，尤其要杜绝不
28、可能制造出来的设计结果。毛坯制造方法有铸造、锻造、焊接等，应视零件的使用要求、生产批量及制造条件而选择。不同的制造方法有其特有的制造要求，零件的结构要满足毛坯制造方法的要求。例如，铸造零件要求壁厚均匀，壁的连接处设置较大的过渡圆角等。此外，还应考虑有利于造型、起模、清理等环节，力求既工艺简单，又可保证铸件的质量。对于机械加工，首先应考虑到零件加工的可行性和在机床上装夹的方便性，避免难以在机床上固定的结构和无法加工的结构。例如：图1a为难以在机床上固定的结构，而图1b所示的结构则便于在机床上固定，进行机械加工。图2a所示零件上的螺纹孔无法加工，而图2b所示则为可加工结构。就机械加工而言，结构设计
29、还应考虑如何保证零件的加工精度、减少加工面积以及减少刀具的规格和更换刀具次数等因素。工艺性之二是指装配工艺，即要求零件的组合结构装拆方便。图1a所示零件结构因螺栓安装空间不够而无法装配，图1b所示则为合理结构。图2所示为气缸盖与缸体的联接，显然图2b所示结构拆卸要容易得多。 总之，良好的结构工艺性既可降低产品的制造成本，又有利于提高产品的质量。3受力合理零件合理的受力包括受力平衡，传力路线简捷、合理，符合等强度原则，应力集中小以及满足刚度要求等。受力合理可以减小零件的尺寸和质量，并使材料得到充分利用。4充分利用不同材料的性能这是要求零件的结构应有利于材料性能的发挥。例如，在蜗杆传动中，人们常把
30、尺寸较大的蜗轮设计成组合式结构。轮心用抗压强度较高而价格较低的铸铁制作，轮缘齿圈用减摩性好、抗胶合能力强但价格较贵的青铜制作，从而既较好地满足了铜蜗轮与钢蜗杆啮合时对减摩性和抗胶合能力的要求，又节省了贵重金属材料。这是指在正常使用条件下，零件的工作能力足够，并在其工作环境中保持机器性能稳定，且具有一定的使用寿命。5 工作可靠1）对机器或零件而言，有时候要求机器在发生非正常使用时，如过载或操作失误等，具有自身安全保护的功能；2）对人而言，在机器的制造和使用过程中，应力求避免对人造成伤害。对零件的某些边、角进行倒角或倒圆，以及在带传动、链传动和啮合传动中设置防护罩等，都是基于人身安全考虑的实例。此
31、外，对人的安全还应当包括环境安全，如结构设计必须保证机器的噪声、排放物等符合环境保护规范的要求。6 安全性高标准化、系列化和通用化简称“三化”标准化、系列化是指在不同类型、不同规格的机器中，将相当多相同的零件加以标准化，并按尺寸不同加以系列化，设计者可直接从有关手册和标准中选用，无须重复设计。例：如螺栓、螺母、键、滚动轴承等二、标准化、系列化和通用化（简称“三化” ）通用化是指在系列之内或跨系列的产品之间采用同一结构和尺寸的零部件，以减少企业内部零件的种数，从而简化生产管理，获得较高的经济效益。例：减速器等采用“三化”具有如下重要意义：1)减轻了设计工作量，有利于设计人员将主要精力用于关键零部
32、件的设计。2)便于安排专业厂家进行规模型生产，从而利于合理使用材料、缩短生产周期、提高产品质量和降低成本。3)增大了互换性，便于维修。4)有利于改进设计，增加产品品种和产量。对工作能力计算，应重点分析各种零件的工作情况和可能出现的失效形式，确定零件工作能力的计算准则、计算方法和公式。对于公式中出现的各种系数、参数，要理解其物理意义及其对设计结果的影响，掌握其使用条件和选取原则。同时应该注意，由于影响零件功能的因素很复杂，而且许多数据是由试验得来的，因此，零件尺寸的确定有时不能单纯依赖理论公式计算，而会用到经验公式、半经验公式，甚至采用试算法。在结构设计方面，要满足结构设计的基本要求，并充分重视
33、结构设计在确定零件形状和尺寸方面的重要性，多作结构设计练习。对于相当多的初学者来讲，结构设计往往难于理论计算，其主要原因是缺少实际锻炼。零件工作能力计算和结构设计方法的学习方法返回例如装有齿轮的转轴，工作时若弹性变形过大，不但影响齿轮的正常啮合，而且加速轴承的磨损，大大降低轴承的旋转精度，严重时会发生轴承抱死、机器停转等事故。此时，对轴而言并未损坏，但却不能正常工作，即失效了。反之，若零件被损坏，则一定不能正常工作，即零件损坏时一定为失效。失效与破坏区别返回液体润滑剂 主要有润滑油、水和液体金属等，其中最常用的是润滑油，尤以矿物油应用最广。润滑脂俗称黄油 它是在润滑油中加入稠化剂(如钙皂、钠皂
34、、锂皂等)调制而成，常温下呈油膏状。润滑脂的粘度大，不易流失，承载能力高，但摩擦功耗大。固体润滑剂 有石墨、二硫化钼等。固体润滑剂可以应用于高（低）温、高真空、强辐射等特殊工况中，以及粉尘、潮湿、海水等恶劣环境中气体润滑剂 有空气、氮气、二氧化碳等。气体的粘度低，摩擦阻力极小，温升很小；但承载能力较低，适用于高速、轻载的场合。各种机械中常用润滑油和润滑脂的主要性能指标及用途见附录B。润滑剂的种类返回第五节 平面机构的运动简图用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图，称平面机构的运动简图。所有构件都在同一平面或相互平行的平面中运动，称为平面机构。否则称
35、为空间机构。本课程讨论平面机构一、运动副的分类及表示方法二、构件的分类及其表示方法三、常用机构的运动简图第六节 平面机构具有确定运动的条件两个以上的构件用平面运动副联接起来组成的系统，如将其中的一个构件固定为机架，当另一构件（或少数几个构件）按给定的运动规律相对于机架运动时，其余构件也都随之作确定运动，这时构件系统则成为机构。为了保证所设计的机械具有确定的运动，必须使其符合机构具有确定运动的条件，而机构具有确定运动的条件与机构的自由度有关一、平面机构的自由度二、机构具有确定运动的条件三、计算平面自由度时应注意的事项四、计算自由度实例例1例2本讲小结1、运动副的分类（高副、低副）2、构件的分类（
36、固定件、原动件、从动件）3、绘制机构的运动简图用规定线条和符号来反映机构中各构件的相对运动4、机构的自由度 F=3n-2PL-PH 注意：（1）复合铰链（2）局部自由度（3）虚约束 一、运动副的分类及表示方法返回本节平面运动副空间运动副高副低副转动副移动副使两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。例如： 轴承中的滚动体与内外圈的滚道、凸轮顶杆、啮合中的一对齿廓、 滑块与导槽。 运动副的分类运动副示例返回它们之间既保持了直接接触, 又能产生一定的相对运动, 因此都构成了运动副。构件上参与接触的点、面、线，称为运动副元素。低副转动副及其符号移动副及其符号返回高副返回用图形表示高副时，对于凸轮，滚子习惯上画出全部轮廓，对于齿轮，常用点画线画出其节圆 二、构件的分类及其表示方法返回本节构件按其运动形式可分：构件均用线段或小方块等来表示（忽略其外形
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