单元一机械设计概论“十二五”职业教育国家规划教材机械设计基础（第2版）“十三五”职业教育国家规划教材

在一部现代化的机器中,常会包含着机械、电气液压、气动、润滑、冷却、控制、监测等系统的部分或全部,但是机器的主体仍然是它的机械系统。机械系统总是由一些机构组成,每个机构又是由许多零件组成。所以,机器的基本组成要素就是机械零件。机械零件可分为两大类：一类是在各种机器中经常都能用到的零件,叫作通用零件,如螺钉、齿轮、链轮等：另一类是在特定类型的机器中才能用到的零件，叫作专用零件，如叶片、螺旋桨、曲轴等。一、机器的基本组成要素

计划阶段方案设计阶段技术设计阶段技术文件编制阶、设计机器的一般程序

三、设计机器应满足的基本要求使用功能要求经济性要求劳动保护要求其他专业要求可靠性要求

四、设计机械零件应满足的基本要求工作条件要求经济性要求质量小的要求可靠性要求结构工艺性要求

整体断裂整体断裂分为一次断裂和疲劳断裂两类。表面破坏机器中的零件都要与别的零件发生静接触或动接触，或形成配合关系因此表面破坏是机械零件经常发生的一种失效形式。过大的残余变形如果作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，则零件将产生残余变形。破坏正常工作条件引起的失效有些机械零件只有在一定的工作条件下才能正常工作。如果这些工作条件被破坏,就将导致零件失效。五、机械零件的主要失效形式

六、机械零件的计算准则强度原则寿命原则振动稳定性准则寿命原则刚强原则

理论设计理论设计是指根据设计理论和试验数据所进行的设计。七、机械零件的设计方法经验设计经验设计是根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验,或借助类比方法所进行的设计。理论设计模型试验设计是对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零件,根据初步设计的结果,按比例制成小尺寸的模型,经过试验对其各方面的特性进行检验,再根据试验结果对原设计进行逐步修改,从而达到完善的设计。

八、机械零件设计的一般步骤选择零件的类型和结构分析和计算载荷选择合适的材料确定零件的主要尺寸和参数零件的结构设计校核计算绘制零件的工作图编写设计计算说明书

使用性要求使用性要求是指零件的受载情况、工作条件、零件的尺寸和质量的限制等。九、机械零件材料的选用原则工艺性要求工艺性要求是指零件所用材料应使其在毛坏制造、热处理和冷加工时都易于进行。理经济性要求经济性要求是一个综合性的指标。在满足使用要求的基础上,尽可能选择价格低廉的材料，同时还应考虑使材料的利用率高、加工费用低和供应状况好等因素。

在机械设计中,标准化的作用非常重要。标准化包括三方面的内容,即零件标准化、产品系列化和部件通用化。标准化在简化设计工作、缩短设计周期、提高设计质量、便于专业化生产、扩大互换性、便于维修、保证产品质量和降低成本等方面具有重要意义。我国现行标准有国家标准(GB)部标准、专业标准和企业标准等。出口产品一般应符合国际标准(ISO)。十、机器设计中的标准化

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单元二工程材料与钢的热处理“十二五”职业教育国家规划教材机械设计基础（第2版）“十三五”职业教育国家规划教材

01材料的力学性能和工艺性能PARTONE

2.1材料的力学性能和工艺性能材料在外力作用下所表现出来的特性是力学性能。它的主要指标是强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。材料受外力作用时,会引起尺寸与形状的改变,这种外力叫载荷(或称负荷),尺寸和形状的改变叫变形。载荷与变形的关系可用试验的方法测定。拉伸试验是测定材料静态力学性能指标的常用方法。如图2-1所示为低碳钢的拉伸曲线。图中的纵坐标表示载荷F,横坐标表示变形量L。通过拉伸曲线可测定材料的强度与塑性。一、金属材料的力学性能

2.1材料的力学性能和工艺性能1、强度强度是材料在载荷(外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。抵抗塑性变形和破坏的能力越大，则强度越高。（1）屈服点。将开始发生屈服现象时的应力,即开始出现塑性变形时的应力，叫作屈服极限。（2）抗拉强度。抗拉强度是试样在断裂前所能承受的最大应力，用表示。

2.1材料的力学性能和工艺性能2、塑性塑性是材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。材料断裂前的塑性变形越大，表示它的塑性越好,反之则表示其塑性越差。常用的塑性指标是断后伸长率和断面收缩率。（1）断后伸长率。断后伸长率是指试样拉断后的标距伸长量和原始标距的百分比,用表示。（2）断面收缩率。断面收缩率是指试样拉断后,缩颈处横截面面积的最大缩减量与原始横截面面积的百分比,用符号表示。

2.1材料的力学性能和工艺性能3、硬度硬度是指金属材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划伤的能力。因此硬度也可以看作是材料对局部塑性变形的抗力。（1）布氏硬度及其测定。布氏硬度的测定是在布氏硬度试验机上进行的，试验原理如图2-2所示。用符号H