【正文】 設(shè)計的簡圖，對各構(gòu)件或零、部件進(jìn)行受力分析，最終確定零件的受載情況，通常稱之為機(jī)械的工程力學(xué)分析。5)計算零件的全部幾何尺寸，按機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和公差配合要求畫出零件工作圖，通常稱之為機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。7)用機(jī)床(或數(shù)控機(jī)床)對零件進(jìn)行制造加工。2．本課程的主要內(nèi)容1)工程力學(xué)基礎(chǔ)； 2)機(jī)械工程材料基礎(chǔ)；3)常用機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動；4)聯(lián)接與支承零部件； 5)液壓傳動。3．了解受力圖的基本畫法 4．了解力矩和力偶的基本概念二、學(xué)習(xí)重點和難點1．學(xué)習(xí)重點 1）．了解力的兩種效應(yīng)和力的三要素 2）．了解靜力學(xué)的基本力學(xué)規(guī)律，本書要求掌握靜力學(xué)的四個基本公理。這一過程也簡稱為“建?！?。隨后，對得出結(jié)果加以分析，特別要與實驗結(jié)果相比較，如誤差符合要求，則結(jié)束分析，如誤差大，往往要修改力學(xué)模型再分析。靜力分析的常用模型為剛體。由于這種變形通常十分微小，在對某些問題的研究中可以忽略不計，因此引入“剛體”這一為分析方便而假設(shè)的力學(xué)模型。．剛體靜力學(xué)是研究剛體在力系的作用下平衡規(guī)律的科學(xué)，簡稱為靜力學(xué)。這種作用有兩種效應(yīng)：使物體產(chǎn)生運動狀態(tài)的變化和形狀變化，前者稱為運動效應(yīng)，后者稱為變形效應(yīng)。因此可用有向線段OA表示，矢線始端O表示力的作用點，矢線方向表示力的方向，按一定比例尺所作線段OA的長度表示力的大小。N與kgf的換算關(guān)系是lkgf=9．807N 力對剛體只有運動效應(yīng)(包括平動、轉(zhuǎn)動及其特例——平衡)。這種作用在剛體上的力沿其作用線滑移的性質(zhì)稱為力的可傳性，如圖1—2所示。力F，沿作用線滑移前后，對剛性環(huán)的運動效應(yīng)相同；但對柔性環(huán)的變形效應(yīng)，則由呈橢圓形到僅有局部變形，二者差別很大。2．分布力與集中力在物理學(xué)中和工程簡化計算中，物體的受力一般認(rèn)為力集中作用于一點，稱為集中力。集中力在實際中并不存在，它只是分布力的理想化模型。圖1—4a、b所示為靜置在路面上的車輪胎和水壩。水壩受到的靜水壓力分布在壩與水的接觸面上，為面分布力，作近似計算時，將壩體簡化為變截面梁的線分載荷，如圖14b中的虛線三角形所示，在分析壩體的平衡時，可用集中力的大小與作用位置代替分布力。物體的受力可分為兩類：約束力和主動力。本課程中，主動力一般是給定的(實際工作中則往往需要自行確定)，對物體進(jìn)行的受力分析只是分析約束力。這里主要介紹理想約束。(1)理想岡lI性約束這種約束也是剛體，它與被約束間為剛性接觸。當(dāng)物體與固定約束(圖l一5a)或活動約束(圖1—5b)間的接觸面非常光 滑，其摩擦可忽略不計時，即可簡化為這類約束，其約束反力的方向為公法線挖的方向，稱為法向反力，記為FN。這種約束簡稱為柱鉸，包括固定柱鉸(圖1—6)和活動柱鉸(圖1—7)，實際是平面回轉(zhuǎn)副的兩種表現(xiàn)形式，常簡稱為固定鉸鏈和活動鉸鏈。、F，表示．(2)理想柔性約束 如圖1—8所示，柔性線繩受物體外力(如重力)作用，此時線繩約束力與外力方向相反，并一定沿著線繩方向。工程中常遇到的鋼索、鏈條、傳動帶等物體均可近似認(rèn)之為柔性約束。它概括了力的一些基本性質(zhì)。1．兩力平衡公理剛體受兩個力作用，處于平衡狀態(tài)的充分和必要條件是：兩力大小相等、方向相反，且作用在同一直線上(圖1—9a)，即 F1一F2 這個公理總結(jié)了作用于剛體上最簡單的力系(兩個力以上的一組力)平衡所必須滿足的條件。但對非剛體來說，這個條件是不充分的。若剛體受兩個力作用處于平衡狀態(tài)，則這兩個力的方向必在兩力作用點的連線上，此剛體稱為二力體，如果剛體是桿件，也稱二力桿(圖1—9b)。這一公理對研究力系簡化問題十分重要。如圖1—10所示，圖a為原力系，圖b在原力系上加了一個F。顯然F與Fz也構(gòu)成一平衡力系，可以減去，于是變?yōu)閳Dc情況，力在剛體上成功地實現(xiàn)了滑移。如圖1—11所示，作用在物體O點上的兩已知力F，、Fz的合力為F，力的合成法則可寫成矢量式4．作用力與反作用力公理即牛頓第三定律。例如車刀在工件上切削，車刀作用在工件上的切削力為F。F總是等值、反向、共線的。三、受力圖在求解力學(xué)問題時，必須根據(jù)已知條件和待求量，從與問題有關(guān)的許多物體中，選擇確了定一物體(或幾個物體的組合)作為研究對象，對它進(jìn)行受力分析。這種被分離出來的物體稱為分離體。下面舉例說明受力圖的畫法。解1)取碾子為研究對象，并畫出分離體圖。有重力以和桿對碾子的拉力F。碾子的受力圖如圖1—13b所示。作用，如圖1—14所示。解1)取梁為研究對象，并畫出分離體圖。3)畫出約束反力。在杠桿的端部加一力Fp，不計各構(gòu)件的自重和接觸處的摩擦，試分別畫出杠桿、連桿和滑塊的受力圖。2)取杠桿ABC為研究對象。連桿CD、杠桿ABC、滑塊D的受力圖如圖1—15b所示。液壓缸中的油壓力F。其中A和B為鉸接，0處為固定鉸鏈支承，C和E處為光滑接觸。解 1)取活塞桿AD為研究對象。． 3)取滾輪R(連同銷釘A)為研究對象。5)取活塞桿、連桿、滾輪和杠桿組成的物系為研究對象。第二節(jié)平面匯交力系靜力學(xué)研究的主要問題是力系的合成與平衡。平面匯交力系是各力的作用線都在同一平面內(nèi)，且匯交于同一點的力系。研究平面匯交力系的合成與平衡將采用兩種方法：幾何法和解析法。因此這里只需研究共點力系力合成的幾何法則。設(shè)有F。兩力作用于某剛體的A點，則其合力可用平行四邊形法則確定，如圖1—18a所示。合力F的大小和方向。其矢量表達(dá)式為，二、平面匯交力系平衡的幾何條件我們已經(jīng)知道，平面匯交力系可以合成為一個合力，即平面匯交力系可用其合力來代替?？梢娖矫鎱R交力系平衡的充分與必要條件是力系的合力等于零，即在力系合成的幾何法中，平面匯交力系的合力是由力多邊形的封閉邊表示的，當(dāng)力系平衡時，合力封閉邊變?yōu)橐稽c，即力系中各力首尾相接構(gòu)成一個自行封閉的力多邊形，如圖1—20所示。．用力多邊形封閉的條件求解平面匯交力系平衡問題的方法稱為幾何法。例l一5如圖1—21a所示，例16如圖122a所示，第三篇：機(jī)械基礎(chǔ)教案機(jī)械基礎(chǔ)第一篇機(jī)構(gòu)及機(jī)械零件基礎(chǔ)通常一臺完整的機(jī)包括三個基本部分：（1）（2）（3）第一章第一節(jié)一、低副兩構(gòu)件以面接觸組成的運動副稱為低副若組成運動副的兩個構(gòu)件只能作相對轉(zhuǎn)動，這種運動副稱為轉(zhuǎn)動副或回轉(zhuǎn)副若組成運動副的兩個構(gòu)件以面接觸，且沿某一固定直線或曲線（如圓?。┳飨鄬σ苿?，這種運動副稱為移動副。活動構(gòu)件的自由度總數(shù)減去運動副引入的約束總數(shù)就是該機(jī)構(gòu)相對于固定件的自由度數(shù)，以F表示即F=3n2PLPH機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件是:機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目必須等于機(jī)構(gòu)的自由度。平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點是：由于機(jī)構(gòu)中名構(gòu)件之間的運動副都是低副制造比較簡單，承載能力大；平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點是：為實現(xiàn)復(fù)雜運動規(guī)律或運動軌跡設(shè)計的平面連桿機(jī)構(gòu)一般比較繁瑣，且多數(shù)另能近似滿足設(shè)計要求；機(jī)構(gòu)構(gòu)件較多時，有較大的積累誤差。雙搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿均為搖桿的四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)、其連架桿1為曲柄，連架桿3對滑塊2的運動起導(dǎo)向作用，稱為導(dǎo)桿。凸輪機(jī)構(gòu)運動簡圖（a）平面凸輪機(jī)構(gòu)(b)空間凸輪機(jī)構(gòu)(c)移動凸輪機(jī)構(gòu) 1凸輪 2從動件3機(jī)架一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及特點凸輪是一個具有一定形狀的曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。止輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動件和機(jī)架組成。從動件運動規(guī)律完全取決于凸輪輪廓的形狀。移動凸輪 圓柱凸輪。結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)。帶傳動效率（與齒輪傳動相比）較低，平均效率一般為n=~。因此，不能用在有易燃、易爆危險品的場合，如某些化要車間。第二節(jié)鏈傳動概述一、鏈傳動的特點和類型鏈傳動由裝在平行軸上的鏈輪和跨繞在兩用人才鏈輪上的環(huán)形鏈條所組成，以鏈條作中間撓性件，靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。與帶傳動相比，鏈傳動能保持穩(wěn)定準(zhǔn)確的平均傳動比；沒有彈性滑動和打滑需要的張緊力小；能在溫度較高、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。按照鏈條的結(jié)構(gòu)不同，傳動力用的鏈條主要有滾子鏈和齒形鏈兩種，齒形鏈具有傳動平穩(wěn)、噪聲小，承受沖擊性能好，工作可靠等優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量較大，價格較高。其主要優(yōu)點是：傳動準(zhǔn)確可靠，效率高，壽命長，適應(yīng)的載荷和速度范圍廣，能在空間任意兩軸間傳遞運動和動力等；主要缺點是制造和安裝要求精度較高，兩軸相距較遠(yuǎn)刊機(jī)構(gòu)龐大，不適宜用在距離傳動的場合。按兩齒輪輪軸的相對位置分類 ① 兩齒輪軸線平行圓柱齒輪傳動，平行的圓柱齒輪，雙可按照輪齒相對軸線的方向分為直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動和人字形齒輪傳動三種。② ③ ① 兩齒輪軸線相交的錐齒輪傳動。兩齒輪軸線相錯的齒輪傳動，兩軸線相錯的齒輪傳動又可分為交錯軸斜齒輪傳動和蝸桿蝸輪傳動。開式齒輪傳動的齒輪外露齒輪上容易落上灰塵，不能保證良好的潤滑，容易產(chǎn)生磨損。② 閉式齒輪傳動。按齒輪齒廓的曲線形狀可分可為漸開線齒輪傳動擺線齒輪傳動和圓弧齒輪傳動等；工程中常用漸開線齒輪傳動，其容易加工制造，費用低，廣泛應(yīng)用在各類設(shè)備中。過齒輪頂端的圓為齒頂圓，是齒輪上最大的圓（或直徑）。齒根圓。分度圓。分度圓上的齒厚s、齒槽寬e、齒距p、壓力角a等分別規(guī)定這些符號一律不加腳標(biāo)。齒頂高。齒根高。全齒高。齒距。分度圓上的齒距（簡稱齒距或周節(jié)）用P表示。在齒輪同一圓周上，一個輪齒左右兩齒廓間的距離（弧長）稱為齒厚。槽寬。顯然p=s+e齒輪寬度。二、漸開線齒輪的主要參數(shù)模數(shù)工程上規(guī)定比值P/∏于整數(shù)或選擇簡單的有理數(shù)，并稱之為齒輪模數(shù)，以M表示，單位為㎜。齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)齒頂高h(yuǎn)a=ha*m齒根高 hf=ha+c=(ha*+c*)m第三節(jié) 漸開線齒輪的嚙合一、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件為了保證齒輪能夠連續(xù)傳動，就必須使前一對輪齒尚末脫離嚙合時，后一對輪齒已經(jīng)進(jìn)入嚙合。與直徑齒輪傳動相比，其傳動平穩(wěn)，承載能力大，適合于高速及大切率傳動，斜齒輪的主要缺點是產(chǎn)生軸向力。其傳動可以看成是兩個錐頂共點的圓錐體相互作純滾動。斜齒圓柱齒輪傳動一、特點傳動比大，動力傳動中可取i=10~80，分度機(jī)構(gòu)可達(dá)1000，故機(jī)構(gòu)緊湊。蝸桿蝸輪傳動的主要缺點效率較低，發(fā)熱和磨損嚴(yán)重。第五章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動螺紋聯(lián)接和螺旋傳動都是利用具有螺紋的零件進(jìn)行工作的，前者作為緊固聯(lián)接件，后者則作為傳動件。螺紋有米（公）制和英制兩種，我國除部分管螺紋外都采用米制螺紋。按螺旋繞行方向的不同，螺紋可分為右旋螺紋和左旋螺紋，通常用右旋螺紋。二、螺紋的主要參數(shù)現(xiàn)以圓柱普通螺紋為例說明螺紋的主要幾何參數(shù)，大徑d與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓術(shù)體的直徑，是螺紋的最大直徑，在有關(guān)螺紋的標(biāo)準(zhǔn)中稱為公稱直徑。中徑d2：在螺紋的軸向斷面內(nèi)牙厚與牙槽寬相等處的假想圓柱的直徑。導(dǎo)程s：同一條螺旋線上兩牙間的軸向距離。顯然對單線螺紋而言其螺距與導(dǎo)程相等。由圖64可得tan^=s/牙型角a和牙側(cè)角B：在螺紋 的軸向斷面內(nèi)，螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角稱為牙型角。其牙側(cè)角是不對稱的。三角形螺紋的牙根厚、強(qiáng)度高，但效率低，故多用于緊固聯(lián)接。管螺紋管螺紋是英制螺紋，公稱直徑為管子的內(nèi)徑。第二節(jié)一、螺紋聯(lián)接的基本類型螺栓聯(lián)接這種聯(lián)接是利用一端有頭、另一端有螺紋的螺栓穿過被聯(lián)接件的光孔，擰上螺母將被聯(lián)接件聯(lián)成一體。螺釘聯(lián)接螺釘?shù)臈U部一般全部為螺紋，其聯(lián)接的特點是不用螺母，用途與雙頭螺柱聯(lián)接相似，多用于不需經(jīng)常拆卸的場合。地腳螺栓聯(lián)接地腳螺栓的一端為鉤頭、另一端為螺紋，與螺母相聯(lián)，其作用是將設(shè)備固定在地基上。二、防松一般在靜載荷和溫度不高的情況下，擰緊螺母后，只靠螺紋之間的預(yù)緊力F產(chǎn)生的摩擦力是能自鎖的，不會自行松脫，但在沖擊、振動或變載荷作用下，螺紋之間的摩擦力可能減小或消失，聯(lián)接有可能松脫而發(fā)生事故，因此，這種螺紋聯(lián)接時，必須考慮防松問題。螺旋傳動是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變經(jīng)常采用的一種傳動，分別為螺旋壓力機(jī)和螺旋千頂，工作部分的直線運動都是利用螺旋轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的，又如機(jī)床給機(jī)構(gòu)中采用螺旋傳動實現(xiàn)刀具或工作臺的直線進(jìn)給。螺旋傳動一般采用梯形螺紋或鋸齒形螺紋。兩類軸承按所受載荷方向的不同，又可分為向心軸承和推力軸承兩種。摩擦表面完全被潤滑油隔開的軸承稱為液體摩滑動軸承。一、向心滑動軸承滑動軸承一般是由軸瓦、殼體、連接零件及附屬的潤滑、密封等裝置組成。剖分式滑動軸承剖分式向心滑動軸承，它由軸承座、軸承蓋、雙頭螺柱、螺母和對軸瓦等組成。二、推動滑動軸承