【正文】 出，本課程要起到“從理論性課程過渡到結(jié)合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)性課程，從基礎(chǔ)課程過渡到專業(yè)課程”的作用，因而必須認(rèn)清這個(gè)“過渡”對學(xué)習(xí)方法提出的特殊要求。因而它的內(nèi)容要貫穿全課程的始末，并涉及本課程的前后關(guān)系。在講授本章時(shí)，由于學(xué)生還沒有接觸到各個(gè)具體零件的設(shè)計(jì)內(nèi)容，所以不大容易較為深刻地掌握本章的內(nèi)容，也無法和以后的各章建立聯(lián)系。即使在今天高科技時(shí)代，高水平的機(jī)電一體化機(jī)器，其任何部分，包括控制系統(tǒng)在內(nèi)，也都離不開機(jī)械。從廣義上講，這也是一種失效形式。本章所述的指數(shù)規(guī)律，是在不具體考察零件失效的原因，而只從失效的表現(xiàn)來研究零件的可靠性時(shí)所采用的規(guī)律。例如優(yōu)化設(shè)計(jì)方法中很多約束條件就是要依靠常規(guī)設(shè)計(jì)方法來建立。選用材料的前提是對材料性能（包括機(jī)械、物理和工藝性能）以及經(jīng)濟(jì)性的全面了解。4．學(xué)會雙向變應(yīng)力時(shí)的強(qiáng)度校核方法。然后，根據(jù)這些不同的疲勞曲線，得到很多個(gè)對應(yīng)于不同循環(huán)特形式的材料的疲勞極限σrn。這就是式(37a)所表達(dá)的意思。我們用平均應(yīng)力σm和應(yīng)力幅σa作為描述變應(yīng)力的一對參量。式（330）中的應(yīng)力情況系數(shù)Ks的作用，是把對稱循環(huán)的不穩(wěn)定變應(yīng)力（）轉(zhuǎn)化為等效的對稱循環(huán)穩(wěn)定變應(yīng)力。以多媒體手段和板書推導(dǎo)相結(jié)合來共同完成該章的教學(xué)任務(wù)。41“摩擦”一節(jié)內(nèi)容時(shí)應(yīng)注意的問題本節(jié)所討論的摩擦，不是先修課程內(nèi)容的簡單重復(fù)，而是更著重于摩擦的機(jī)理和物理本質(zhì)。進(jìn)而應(yīng)搞清楚物理吸附膜、化學(xué)吸附膜和化學(xué)反應(yīng)膜形成的機(jī)理和特點(diǎn)。順便指出，這些磨損形式可隨工作條件的變化而轉(zhuǎn)化。例如，對于某些做相對滾動或滾動滑動的兩個(gè)受潤零件，載荷的傳遞是通過零件的局部接觸來實(shí)現(xiàn)的（如外嚙合齒輪的輪齒之間，滾動軸承的滾動體與套圈之間，凸輪與從動件之間等）。3．本章的教學(xué)要求1）對于螺紋聯(lián)接的基本知識（167。但是，這并不排斥在個(gè)別特殊情況下，根據(jù)特殊的需要而自行設(shè)計(jì)某種非標(biāo)準(zhǔn)的螺紋聯(lián)接件。弄清楚為什么當(dāng)緊螺栓受到軸向拉伸載荷時(shí)，它的預(yù)緊力會變小，而螺栓的總載荷并不是預(yù)緊力與外載荷的和。它們分別適用于不同的情況，包括被聯(lián)接件的不同厚度和形狀、不同的材料以及聯(lián)結(jié)的裝拆要求等。在強(qiáng)度計(jì)算公式中，許用應(yīng)力[σ]由屈服極限σS除以安全系數(shù)S得出。2）螺栓組中受力最大的螺栓的工作拉力Fmax可由式（531）計(jì)算出，即Fmax=MLmax229。7．螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力（167。9．螺旋傳動（167。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．根據(jù)軸與轂是否有相對軸向移動，平鍵聯(lián)接和花鍵都可分為靜聯(lián)接與動聯(lián)接。因此，零件的計(jì)算模型與零件實(shí)際工作情況之間必然存在著差距的簡化程度，該差距的大小與計(jì)算模型的簡化程度有關(guān)。2．注意事項(xiàng)1）要明確在聯(lián)接設(shè)計(jì)中，必須同時(shí)滿足聯(lián)接強(qiáng)度和聯(lián)接零件本身的強(qiáng)度這兩個(gè)要求，并學(xué)會相應(yīng)的計(jì)算方法。：1）了解帶傳動的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用場合。從這些關(guān)系式中可以得到以下重要結(jié)論： ①帶工作時(shí)，帶的兩邊即產(chǎn)生拉力差，繞上主動輪的一邊拉力增大而成緊邊，繞出主動輪的一邊拉力減小而成松邊，而且緊邊拉力的增加量應(yīng)等于松邊拉力的減少量，緊邊拉力Fl與松邊拉力F2之間存在著F1=efa的關(guān)系。為了加深對這一概念的理解，可通過帶傳動的實(shí)驗(yàn)來建立感性認(rèn)識。為使帶側(cè)面和輪槽有較好的接觸，應(yīng)使輪槽模角小于40176。由于剛性鏈節(jié)在鏈輪上呈多邊形分布，引起瞬時(shí)傳動比周期性變化和嚙合時(shí)的沖擊（常稱為多邊形效應(yīng)），因而其傳動平穩(wěn)性差，不宜用于分度機(jī)構(gòu)。鏈的節(jié)距越大，鏈輪轉(zhuǎn)速越高，“多邊形效應(yīng)”就越嚴(yán)重。它代表不同鏈節(jié)距的單列鏈條，在不同轉(zhuǎn)速n1和不同潤滑條件下所能傳遞的功率，是滾子鏈傳動設(shè)計(jì)的依據(jù)。為了使結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，盡可能選用較小間距的單列鏈；速度小而功率大時(shí)，可選用小節(jié)距的多列鏈，如石油鉆采機(jī)械上廣泛選用兩列以上的多列鏈，可以傳遞1000kW以上的功率。3）掌握好有關(guān)金屬材料及熱處理的基本知識是學(xué)好167。6)必須注意,輪齒的受力分析是個(gè)不能忽視的問題,如果把力的大小或方向搞錯(cuò)了,就會帶來一系列的錯(cuò)誤,甚至造成嚴(yán)重的后果。108的基礎(chǔ)。②“金屬材料及熱處理”方面：碳鋼、合金鋼的特性與應(yīng)用；?；⒄{(diào)質(zhì)、淬火、滲碳、氮化等熱處理的特性及應(yīng)用。小鏈輪齒數(shù)z最好與鏈條節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)，這樣才能輪流更換鏈輪齒和鏈節(jié)的嚙合，從而得到較為均勻的磨損。圖912位單列滾子鏈額定功率曲線，曲線3組成的封閉區(qū)說明了鏈傳動的各種失效形式都在一定條件下限制其承載能力，曲線1是由鏈板疲勞強(qiáng)度所限定，曲線2是由套筒、滾子沖擊疲勞強(qiáng)度所限定，曲線實(shí)際使用的功率曲線為圖913，較圖912作了些修正，比較安全。在傳動中γ角與β角不是時(shí)時(shí)是相等的，因此其瞬時(shí)傳動比也不斷變化。3）掌握滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。, 36176。這個(gè)離心力就產(chǎn)生了帶上的拉應(yīng)力增量，即稱為離心應(yīng)力。V帶的工作面是兩個(gè)側(cè)面，因而與平帶相比，在同樣的張緊力下，帶與帶輪間能產(chǎn)生較大的正壓力及摩擦力，所以能傳遞較大的圓周力。 本章特點(diǎn)是討論一種以柔韌體(帶)為中間體的摩擦傳動。在這種情況下，采用“條件計(jì)算”既可使計(jì)算程序大為簡化，又能保證焊縫經(jīng)得起實(shí)踐的考驗(yàn)。在制造及安裝精度相同的情況下，齒數(shù)越多，載荷在各花鍵齒上的分配就愈不均勻，～。2．了解花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用。58）本節(jié)中所敘述的幾條提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施都是很重要的。247。后面的分析及所得到的計(jì)算公式都是在這個(gè)假定的前提下產(chǎn)生的。55)對于一般的緊螺栓聯(lián)接，在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，可以將總拉力增大30%以考慮擰緊時(shí)的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響。這里應(yīng)該指出：一般的三角形螺紋聯(lián)接是不能起密封作用的；所有的螺紋聯(lián)接都不能保證螺桿與螺母之間有較高的同心度。③確定螺栓直徑 螺栓的直徑計(jì)算是整個(gè)螺栓聯(lián)接設(shè)計(jì)的核心部分。54都是敘述性的內(nèi)容，對做好螺栓聯(lián)接的設(shè)計(jì)是必不可少的基本知識，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生閱讀機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。第五章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動一、本章主要內(nèi)容、特點(diǎn)、及教學(xué)要求1．本章主要內(nèi)容包括兩部分：第一部分為螺栓聯(lián)接的設(shè)計(jì)，包括螺栓聯(lián)接的預(yù)緊、強(qiáng)度計(jì)算、螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析及提高聯(lián)接強(qiáng)度的措施；第二部分為滑動螺旋傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。學(xué)習(xí)流體動力潤滑時(shí)，主要在于搞清兩滑動表面間動壓油膜的形成原理。②教材中所討論的五種形式的磨損。文獻(xiàn)[12]對此的解釋，認(rèn)為是由于當(dāng)兩種硬金屬發(fā)生摩擦?xí)r，其τB及σSy都較高而真實(shí)接觸面積Ar卻很小，當(dāng)軟金屬對硬金屬摩擦?xí)r，其τB及σSy都較低而Ar卻較大的緣故。明確摩擦是因其能量損耗的主要原因，磨損是造成零件失效和材料損耗的主要原因，而潤滑則是減小摩擦和磨損的最有效的手段。接觸應(yīng)力的分析必須借助于彈性力學(xué)的方法。該假說認(rèn)為材料發(fā)生疲勞破壞，是材料上所作用的外力對材料所作的功積累到一定值時(shí)的必然結(jié)果，并認(rèn)為同等的變應(yīng)力中每一應(yīng)力循環(huán)都做同樣的功，都對材料起同樣的損傷作用。3.167。由于有應(yīng)力集中源，致使試件在N0循環(huán)時(shí)發(fā)生破壞的試驗(yàn)載荷要比無應(yīng)力集中源試件的破壞載荷低得多，因而求得的公稱應(yīng)力值就低得多。在本節(jié)中，主要的是要知道N0和ND在定義上是不同的，至于它們的具體數(shù)值，在以后各章節(jié)中用到時(shí)都會給出的。不同零件的強(qiáng)度計(jì)算公式在形式上的不同，僅來源于零件本身的特殊性，以及設(shè)計(jì)工作中沿用的一些慣例，而不是強(qiáng)度計(jì)算方法的原則有什么不同。有時(shí)還可能要反復(fù)地進(jìn)行若干步驟的工作。不同零件的設(shè)計(jì)方法有不同的不表現(xiàn)形式，這在以后各種零件設(shè)計(jì)的有關(guān)章節(jié)中再行討論。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)，工藝知識還不夠全面，因而要特別強(qiáng)調(diào)這一要求。對機(jī)器的要求在很大程度上是要靠零件滿足設(shè)計(jì)要求來保證的。本章的難點(diǎn)還在于本章的內(nèi)容非常原則而不具體，它的具體化要在以后的各章中才能體現(xiàn)。第二部分是關(guān)于機(jī)械零件設(shè)計(jì)的概述，包括167。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)工作量中一般占較大比重，因而必須給予足夠的重視。這樣雖然圖形很多，也就不難對付了。這就形成了“關(guān)系多”的特點(diǎn)。這一點(diǎn)，務(wù)必提醒每個(gè)學(xué)生都必須充分注意，并隨時(shí)加以警惕。因而它不僅要求學(xué)生預(yù)先學(xué)完工程制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械原理、公差與技術(shù)測量等先修課程,而且要求學(xué)生結(jié)合本課程的學(xué)習(xí),能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)知識,聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和機(jī)器的具體工作條件,去設(shè)計(jì)合用的零(部)件及簡單的機(jī)械,以便為順利地過渡到專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及進(jìn)行專業(yè)產(chǎn)品與設(shè)備的設(shè)計(jì)打下初步的基礎(chǔ)。而這些能力是要靠一系列課程的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)來綜合培養(yǎng)的。3)由于設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，除了需要滿足強(qiáng)度、剛度、耐久性、工藝性、體積、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、安全、方便、美觀等一系列一般要求外，有時(shí)還要滿足絕緣、抗磁、耐酸、防銹等特殊要求。機(jī)械設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)方法,不僅和過去學(xué)習(xí)公共基礎(chǔ)課時(shí)有根本的差別,而且和學(xué)習(xí)理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理等技術(shù)基礎(chǔ)課時(shí)的方法也大不相同。講好緒論課對搞好該門課程的教學(xué)工作是至關(guān)重要的,必須予以高度重視,做好充分準(zhǔn)備,保證把緒論講好根據(jù)教育部和我院制定的《機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)大綱》,本章的教學(xué)要求為: 1）明確《機(jī)械設(shè)計(jì)》在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要作用； 2）弄清機(jī)械零件設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的地位；3）了解本課程的內(nèi)容、性質(zhì)、特點(diǎn)、與先修及后續(xù)課程之間的關(guān)系，以及相應(yīng)的學(xué)習(xí)方法，從而對整個(gè)課程獲得一個(gè)鳥瞰。本章的教學(xué)要求：首先就是要從總體上建立起機(jī)器設(shè)計(jì)，尤其是機(jī)械零件設(shè)計(jì)的總括性的概念，即從機(jī)器的總體要求出發(fā)，引出對機(jī)械零件的要求，根據(jù)零件的失效形式，擬定出設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，在選擇出適用的材料后，按一定的步驟，用理論設(shè)計(jì)或經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)出機(jī)械零件來。這一點(diǎn)，一定要牢牢記住。5．設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求（167。式（26是一個(gè)概括性很強(qiáng)的公式，隨著失效率λ的函數(shù)形式的不同，可以得到多種不同的可靠度變化規(guī)律。所以要擺正這兩種設(shè)計(jì)方法件的關(guān)系。選用材料的基本方法，是在分析與總結(jié)已有的成功地使用經(jīng)驗(yàn)及選材不當(dāng)?shù)慕逃?xùn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合對材料的了解，全面衡量，妥善取定。5．會查用附錄中的有關(guān)線圖及數(shù)表。利用這些σrN才能在σaσm坐標(biāo)上繪制出材料的極限應(yīng)力線圖。（37a）的“試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料特性”φσ，其含義就相當(dāng)于某種材料能把所承受的彎曲平均應(yīng)力轉(zhuǎn)化成等效的彎曲應(yīng)力幅的一種特性，所以也叫做“彎曲平均應(yīng)力轉(zhuǎn)化系數(shù)”，亦即彎曲應(yīng)力的平均應(yīng)力部分被它乘了之后，就具有與彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅同等的疲勞損傷作用了。這等效于用σmaxσmin和r中的任何兩個(gè)作為參量的描述方法。至于轉(zhuǎn)化成具有什么參數(shù)的穩(wěn)定變應(yīng)力，雖然可以在各級不穩(wěn)定變應(yīng)力中任選一級變應(yīng)力作為典型應(yīng)力，但實(shí)用上通常是選擇其中絕對值最大且作用時(shí)間也較長的一級變應(yīng)力作為典型應(yīng)力。第四章 摩擦、磨損及潤滑概述一、本章主要內(nèi)容、特點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求1．主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容是對摩擦學(xué)所研究的主要對象（即摩擦、磨損和潤滑的基本問題）作簡單扼要的介紹，重點(diǎn)在于闡述摩擦和磨損的分類與機(jī)理，形成油膜的動壓和靜壓原理，以及彈性流體動力潤滑的基本知識。學(xué)習(xí)時(shí)要注意了解各種摩擦的機(jī)理及其狀態(tài)。明確前兩種邊界膜的潤滑性能稱為潤滑油的油性，后一種則叫極壓性。對于通常的機(jī)械摩擦副，主要是隨相對滑動速度和載荷的變化而變化。因?yàn)榫植繅毫芨?，這時(shí)接觸區(qū)的局部彈性變形量與油膜厚度差不多具有同樣的數(shù)量級，因而都不能予以忽略。51～167。3）螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)主要是螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)（因?yàn)楣こ虒?shí)際中螺栓聯(lián)接通常是成組使用的）。在這個(gè)基礎(chǔ)上，了解為什么降低螺栓剛度、增大被聯(lián)接件剛度以及增大預(yù)緊力可以提高螺栓的抗疲勞能力。緊釘螺釘聯(lián)接及地腳螺栓聯(lián)接則是兩類特殊用途的聯(lián)接，因而具有與一般聯(lián)接螺紋不同的形狀。而安全系數(shù)則由表511查出。Li=1z2i其中各符號的意義見教材。57）國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定螺紋聯(lián)接件按材料的機(jī)械性能分級（見表59，510）,螺栓材料機(jī)械性能等級的標(biāo)記代號由“〃”隔開的兩部分?jǐn)?shù)字組成，第一部分?jǐn)?shù)字（“〃”前）表示公稱抗拉強(qiáng)度（σ）的1/100；第二部分?jǐn)?shù)字（“〃”后）表示公稱屈服極限（σ）或公稱屈服強(qiáng)度（σ）與公稱抗拉強(qiáng)度（σ）比值（屈服比）的10倍。59）講授這一部分內(nèi)容時(shí)，應(yīng)注意螺旋傳動與前面的螺紋聯(lián)接的差別。由于靜聯(lián)接與動聯(lián)接的失效形式不同，因而計(jì)算準(zhǔn)則也不相同。在機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算中，這方面的影響常用試驗(yàn)得到的許用應(yīng)力或修正系數(shù)等來考慮。2）要正確理解焊縫強(qiáng)度計(jì)算公式的條件性，掌握某些計(jì)算公式（如表72中圖i對應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算公式）與一般力學(xué)計(jì)算公式的差異。2)熟悉普通V帶的結(jié)構(gòu)及其標(biāo)準(zhǔn)、V帶傳動的張緊方法和裝臵。F2②有效拉力Fe等于帶與帶輪整個(gè)接觸面上的總摩擦力Ff,即等于緊邊拉力Fl與松邊拉力F2之差，見式(82)。學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容，應(yīng)該明確以下幾點(diǎn)：①帶在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動的根本原因在于帶本身是彈性體，而且?guī)У木o邊與松邊之間存在著拉力差。,且隨著帶輪直徑的減小而減小，見表812。2）鏈傳動可在多粉塵、油污、泥沙、潮濕、高溫、及有腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境中工作，如用于掘土機(jī)中的運(yùn)行機(jī)構(gòu)中。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須對鏈速加以限制。4．講授167。三、本章教學(xué)工作的組織及學(xué)時(shí)分配本章的教學(xué)內(nèi)容安排4個(gè)學(xué)時(shí)。103的先決條件。所以對輪齒受力的分析應(yīng)當(dāng)著重學(xué)習(xí),并多作幾次練習(xí)。10167。①“機(jī)械原理”方面：嚙合原理；漸開線的基本特性；齒輪傳動的幾何計(jì)算；單齒對嚙合及雙齒對嚙合區(qū)，嚙合區(qū)內(nèi)輪齒嚙合線總長；端面重合度與軸向重合度；斜齒輪的當(dāng)量直齒輪及當(dāng)量齒數(shù)；圓錐齒輪的背錐、當(dāng)量圓柱齒輪及當(dāng)量齒數(shù)；齒輪的變位及變位齒輪的特性等。因此z增加則節(jié)距的允許相對伸長量（Δp/p）%降低，鏈傳動的壽命減小，故常取z2max≤120。講授本節(jié)時(shí)，必須設(shè)法讓學(xué)生弄清額定功率曲線圖（圖912和圖913）的意義和實(shí)驗(yàn)條件?？梢宰C明鏈傳動的瞬時(shí)傳動比為is=w1w2=R2cosgR2cosb。2）了解滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格及鏈輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。而輪槽揳角常是34 176。其根本原因在于帶繞帶輪作等速圓周運(yùn)動時(shí),必須有一個(gè)使帶連續(xù)向輪心彎轉(zhuǎn)的力，以產(chǎn)生向心加速度，因而就必然產(chǎn)生一個(gè)與該力方向相反的離心力。5)在分析V帶傳動的工作原理時(shí)，應(yīng)該聯(lián)系槽面摩擦理論。最后對高速帶傳動和同步帶傳動作了簡要介紹。采用這種“條件計(jì)算”的原因是：焊縫受力時(shí)附近的應(yīng)力分布情況非常復(fù)雜（、），應(yīng)立集中及內(nèi)應(yīng)力很難準(zhǔn)確決定，而通過熱處理等工藝措施又可得到一定的改善。3．在花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算式（65）和(66)中，考慮