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1、,机械基础,课程背景与基本定位,农业院校、工科专业科类基础课程为数不多的几门工科课程之一,学习要点,机械组成的基本原理和规律机械中常用的工程力学基础知识组成机械的一些常用机构、机械传动、通用零部件的工作原理、特点及应用，结构及其基本的选用方法,课时安排：54 学时考核方式：笔试：70%（闭卷）平时：30%（作业、测试、课堂提问、点名等）,教材,高等学校应用型特色规划教材机械设计基础（近机、非机类），李力、向敬忠编著，清华江大学出版社，2007年，标准书号：978-7-302-15010-7参考：机械设计基础、机械基础以上课内容为准！,主讲教师,刘登勇雨润楼（教四楼）A20784396808,基
2、本要求,课堂纪律认真笔记勤于思考独立作业,第一章 绪论,第一节 基本概念,机械、机器、机构零件、部件、构件,内燃机的功能：将燃气燃烧时产生的热能转化为机械能,机器的三个特征：,人为的实物组合（不是天然形成的）各实物单元具有确定的相对运动能完成有用的机械功或转换机械能，可用来代替或减轻人类的劳动,一、机械、机器、机构,根据某种使用要求而设计的一种人为实物组合的执行机械运动的装置，它可以用来变换或传递能量、物料、信息，以代替或减轻人类的劳动。,1、机器的定义,（1）原动部分：驱动部分，原动机，机器工作的运动和动力来源。电动机、内燃机、液压机、气动机等。,2、机器的组成：,（2）执行部分：工作部分，
3、完成机器预定功能的组成部分，机器中直接从事生产工作的部分。起重机中的起重吊运机构、挖掘机中的挖掘机构等。,（3）传动部分：把原动部分的运动和动力传递和交换到执行部分的中间环节，完成运动形式、运动及动力参数的转变。带传动、链传动、减速和变速装置等。,传动部分在机器中的作用：改变速度、改变运动形式、传递运动和动力,机器内部包含大量的控制系统和信息处理、传递系统,数控冲床利用计算机进行信息处理和控制,高级CNC控制器，用以控制冲床各部分的运动,Sony公司新近推出的SDR-3X娱乐机器人。每分钟可以步行15米，可按照音乐的节拍翩翩起舞,（4）控制部分：用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之
4、间的工作协调关系，它通常由各种计算机和控制器组成。,3、电动机,电动机是专门工厂批量生产的标准部件，设计时要选出具体型号以便购置。选择电动机包括确定类型、结构、功率、转速，并在产品目录中确定其型号和尺寸。,(1)电动机的类型,电动机分交流电动机和直流电动机两种。工业上一般采用三相交流电源，因此一般采用交流电动机。,(2)机械传动的效率,机械在运转时，作用在机械上的驱动力所作的功即输入功，克服生产阻力所作的功为输出功；输出功和输入功的比值，反映了输入功在机械中的有效利用程度，称为机械效率，通常以表示。机械在运转过程中会有功率的损耗，所以：01,(3)电动机的功率,电动机的功率选择的合适与否，对电
5、动机的工作和经济性都有影响。选择功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；选择功率过大则电动机价格高，能力不能充分利用，效率和功率因数都较低，增加电能损耗，造成很大浪费。,确定电动机的功率主要由运行时发热条件限定，在不变或变化很小的载荷下长期连续运转的机械，只要所选电动机的额定功率 等于或稍大于电动机的工作功率，即，电动机在工作时就不会过热。,(4)电动机的转速,除了选择合适的电动机系列和额定功率以外，还要选择适当的电动机转速。额定功率相同的同一类型电动机，有几种不同的转速系列可供选择，如三相异步电动机有四种常用的同步转速，即3000 r/min、150
6、0 r/min、1000 r/min、750 r/min。,只能实现机械运动和力的传递与变换的装置。,4、机构：,凸轮机构,齿轮机构,1、机架：机构中相对不动的构件,2、主动动件：驱动力所作用的构件。输入构件,3、从动动件：随着原动构件的运动而运动的构件。输出构件,机构的组成（构件）：,机构只是一个构件系统，是机器的重要组成部分；而机器除构件系统外，还包含电气、液压等其它系统。（即一部机器可以包含一个或若干个机构）机构只用来传递运动和力，而机器除传递运动和力外，还具有变换或传递能量、物料和信息的功能,5、机器和机构的关系：,人为的实物组合（不是天然形成的）各实物单元具有确定的相对运动能完成有用
7、的机械功或转换机械能,各部分机构协调配合工作，便能把燃气燃烧时产生的热能转变为曲轴转动的机械能。,曲柄滑快机构凸轮机构齿轮机构,内燃机包含下列机构：,机械是机器与机构的总称！,一部完整的机器都是由一个或一些机构组成，能够实现机械运动，做有用的机械功或实现能量、物料、信息的传递与变换的装置。对能量进行转换，实现其他种类的能量转换为机械能的机器是动力机械，如内燃机、电动机、水轮机等。对物料进行转换，完成某种工作或工艺过程的机器是工作机器，如各种切削加工设备、运输机械、食品加工机械等；还包括球磨机、摇号机等随机运动的机器。对信息进行转换，实现电、热、压力、变形等形式的信息与机械运动信息之间的传递与转
8、换的机器，称为信息机器，如检测装置、计量装置等。,1、零件：是制造的基本单元,通用零件：各种机器中都可以用到的零件齿轮、螺钉、螺栓、键、带轮专用零件：特定类型的机器使用的零件内燃机的活塞、洗衣机中的波轮、风扇中的叶轮等,2、部件：一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体减速器等,二、零件、部件、构件,3、构件：是运动的基本单元。可以是单一的整体，也可以是由若干零件组成的刚性结构。,连杆 连杆拆分件,第二节 机件的常用材料,钢铸铁有色金属合金非金属,一、钢,低碳钢：0.25%中碳钢：0.25%0.5%高碳钢：0.5%2%,含碳量低于2%的铁碳合金,按化学成分：碳素钢、合金钢按质量：普
9、通钢、优质钢,合金元素不同时，钢的机械性能有较大变动并具有各种特殊性质,铬能提高钢的硬度，并能在高温时防锈耐酸镍使钢具有较高的强度、塑性与韧性钼能提高钢的硬度和强度，特别能使钢具有较高的耐热性锰使钢具有良好的耐磨性少量的钒能使钢提高弹性极限,不锈钢,不锈钢是指在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的合金钢。基本成分：铁铬合金和铁铬镍合金。其它元素，如钛、钼、锰、铂、钨、铜等。铁和铬是各种不锈钢的基本成分；实践证明，当钢中含铬量在12以上时，就可以抵抗各种介质的腐蚀，一般不锈钢中的含铬量不超过28。,不锈钢的标识规则,我国现有国家标准对不锈钢标识的基本方法是：化学元素符号与含量数字组合，铁元素及含
10、量不标出，而主要标示出反映不锈钢防腐性和质构性元素及其含量。,不锈钢标识举例,Cr18、Ni9分别表示不锈钢中铬和镍的含量是18%和9%。碳元素及含量的标示较特殊，其元素符号“C”不标示，而只标示代表其含量的特定数字，并且放在其它元素标识符序列的前面。例如，1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9和00Cr17Ni14Mn2是三种铬镍不锈钢标识代号中，第一个数字1、0和00分别表示一般含碳量（0.15%）、低碳（0.08）和超低碳（0.03%）。其后的元素符号及数字分别表示含铬18%和17%，含镍9%和14%，含锰2%。,国内外不锈钢标识对应关系,*L表示超低碳不锈钢，常用于采用焊接工艺制造的部
11、件。,注意！,不锈钢的抗腐蚀能力的大小随其本身化学组成、加工状态、使用条件及环境介质类型而改变。304钢可以满足一般的防腐要求，但耐盐（主要是其中的氯离子）性差，后者因成分中镍元素含量较前者高而具有良好的耐蚀性。食品机械中，耐腐蚀要求较高的接触表面材料，多采用316型或316L型不锈钢。,铸钢,用铸件法所得的铸件毛坯通常用于形状复杂、体积较大、承受重载的机件，但容易产生缩孔等缺陷，非必要时不采用型材：板材、方钢、角钢、槽钢、工字钢、无缝钢管等ZG270-500、ZG310-570等,二、铸铁,灰铸铁：脆性材料，不能碾压、锻造、焊接，具有适当的易熔性、良好的液态流动性，可以铸造出形状复杂的铸件。
12、机械性能不如钢，但价格便宜，广泛用于机架、壳座。HT150、HT200、HT250、HT300等,含碳量高于2%的铁碳合金,球墨铸铁：使铸铁中所含石墨（碳）经特殊处理后呈球状。强度较灰铸铁高并具有一定的塑性，部分代替铸钢和锻钢制造机件。QT500-7、QT600-3、QT700-2等,三、有色金属合金,紫铜：纯铜黄铜：铜、锌锡青铜：铜、锡无锡青铜：铜、铝、铁、锰轴承：铜、锡、铅、锑铝合金,四、非金属材料,塑料、橡胶、木料、毛毡、皮革、压纸板等热塑性塑料：聚氯乙烯、尼龙、聚甲醛等热固性塑料：酚醛、环氧树脂、玻璃钢等橡胶：富有弹性、缓冲、减震、耐磨、绝缘,五、机件材料的选用原则,1、使用要求2、工艺要求3、经济性,
