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机械设计基础复习资料第二天机械设计概述机械零件的强度与刚度机械零件的摩擦、磨损与润滑机械零件的常用材料及其选用机械零件的连接与紧固机械零件的传动方式及特点01机械设计概述机械设计的定义与重要性定义机械设计是机械工程的重要组成部分，它涉及到研究、构思、分析和优化机械系统的过程，旨在满足特定需求或解决特定问题。重要性机械设计在现代工业中占据核心地位，它是产品创新、性能提升和成本优化的关键环节。一个优秀的机械设计能够提高生产效率，降低能耗，增强产品竞争力，从而为企业创造更大的价值。机械设计的基本原则功能需求原则经济性原则设计应首先满足产品的功能需求，确保机械系统能够实现预定的动作和性能。设计应考虑成本效益，追求高性价比，确保产品的制造成本和使用成本在合理范围内。可靠性原则创新性原则设计应鼓励创新思维，探索新的技术、材料和工艺，以提高产品的竞争力和附加值。设计应确保机械系统的可靠性，使其在规定的条件和时间内能够正常工作，减少故障和维修。机械设计的发展趋势智能化设计绿色设计借助人工智能、大数据等技术，实现设计过程的自动化和智能化，提高设计效率和准确性。注重环保和可持续发展，减少资源消耗和废弃物排放，提高产品的环保性能。模块化设计人机融合设计通过模块化的设计理念，实现零部件的标准化和互换性，降低制造成本和维修难度。强调人机交互的舒适性和安全性，使机械设计与人体工程学紧密结合，提高产品的易用性和用户体验。02机械零件的强度与刚度强度的概念及计算强度定义强度是指材料在受到外力作用时，抵抗破坏的能力。在机械设计中，强度通常指零件在承受载荷时不发生破坏的最大应力。强度计算强度的计算通常涉及到应力和应变的分析。应力是单位面积上的内力，应变是单位长度的变形。通过应力-应变曲线，可以确定材料的许用应力和安全系数，从而计算出零件的强度。刚度的概念及计算刚度定义刚度是指材料在受到外力作用时，抵抗变形的能力。在机械设计中，刚度通常指零件在承受载荷时保持其原有形状的能力。刚度计算刚度的计算涉及到零件的变形和位移分析。通过测量零件在受到载荷后的变形量或位移量，可以计算出其刚度。刚度越大，零件的变形越小，稳定性越好。提高零件强度与刚度的方法选择高强度材料优化零件结构采用高强度材料是提高零件强度和刚度的最直接方法。例如，合金钢、钛合金等具有优异的力学性能和抗疲劳性能。通过优化零件的结构设计，可以改善其应力和应变分布，从而提高强度和刚度。例如，增加截面面积、采用空心结构、设置加强筋等。热处理与表面强化采用预应力结构热处理可以改变材料的内部组织，提高其力学性能。表面强化处理如渗碳、淬火等可以增加零件表面的硬度和耐磨性，从而提高强度和刚度。预应力结构是指在零件承受载荷前，预先对其施加一定的应力，使其产生一定的变形。这样可以抵消部分工作应力，提高零件的强度和刚度。03机械零件的摩擦、磨损与润滑摩擦的概念及分类摩擦的概念两个相互接触的物体在相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动的现象。摩擦的分类根据摩擦表面的润滑状态，摩擦可分为干摩擦、边界摩擦、混合摩擦和流体摩擦。磨损的概念及影响因素磨损的概念相互接触的物体在相对运动中，表面层材料不断发生损耗的过程或产生残余变形的现象。磨损的影响因素包括载荷、速度、温度、润滑、表面粗糙度、硬度、材料的化学成分等。润滑剂的种类与选用润滑剂的种类包括润滑油、润滑脂、固体润滑剂和气体润滑剂等。润滑剂的选用根据机械零件的工作条件（如载荷、速度、温度等）和润滑方式（如油浴、飞溅、压力等）来选用合适的润滑剂。同时，还需考虑润滑剂的性能（如粘度、油性、极压性、抗磨性、抗氧化安定性等）以及环保要求。04机械零件的常用材料及其选用常用金属材料及其性能碳钢和合金钢具有良好的强度、刚度和耐磨性，可通过热处理改善性能。常用于制造齿轮、轴承、轴等零件。铸铁具有优良的铸造性能和良好的减震性，但强度和韧性较低。常用于制造机座、箱体等零件。有色金属及其合金如铝合金、铜合金等，具有密度小、导电性好、耐腐蚀等特点。适用于制造轻量化零件和特殊要求的零件。常用非金属材料及其性能010203工程塑料橡胶陶瓷材料具有密度小、耐腐蚀、绝缘性好、易加工等特点。常用于制造轴承保持架、密封件等零件。具有弹性好、耐磨损、耐油等特点。常用于制造密封件、减震器等零件。具有高硬度、高耐磨性、高绝缘性等特点。适用于制造刀具、轴承等零件。材料选用的原则与方法使用性能原则1根据零件的工作条件和使用要求，选择具有相应力学性能、物理性能和化学性能的材料。工艺性能原则2考虑材料的铸造性能、锻造性能、焊接性能等加工工艺性能，选择易于加工成形的材料。经济性原则3在满足使用性能和工艺性能的前提下，尽量选用价格低廉、来源广泛的材料，以降低制造成本。05机械零件的连接与紧固螺纹连接的类型及应用螺栓连接通