第2章機械及機械零件設(shè)計基礎(chǔ)知識

1、湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 第第2章章 機械設(shè)計基礎(chǔ)知識機械設(shè)計基礎(chǔ)知識22 機械零件的主要失效形式和工作能力機械零件的主要失效形式和工作能力24 機械零件的材料及熱處理機械零件的材料及熱處理25 摩擦、磨損與潤滑摩擦、磨損與潤滑26 機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性和標準化機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性和標準化21 機械設(shè)計的基本要求和一般設(shè)計程序機械設(shè)計的基本要求和一般設(shè)計程序23 機械零件的設(shè)計準則和一般設(shè)計步驟機械零件的設(shè)計準則和一般設(shè)計步驟湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 本章概要本章概要機械設(shè)計：指規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的機械設(shè)計：指規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的 新機械或改進原有機械的性能。新

2、機械或改進原有機械的性能。機械設(shè)計中的共性問題：機械設(shè)計中的共性問題： 機械設(shè)計的基本要求和一般設(shè)計程序；機械設(shè)計的基本要求和一般設(shè)計程序； 機械零件的主要失效形式和設(shè)計準則；機械零件的主要失效形式和設(shè)計準則；機械零件的材料及材料選擇的基本原則；機械零件的材料及材料選擇的基本原則；摩擦、磨損和潤滑的概念；摩擦、磨損和潤滑的概念；零件的結(jié)構(gòu)工藝性和標準化。零件的結(jié)構(gòu)工藝性和標準化。湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 機械設(shè)計機械設(shè)計規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的新機械或改規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的新機械或改 進原有機械的性能。進原有機械的性能?；疽螅涸跐M足預(yù)期功能的前提下，效率高、快速響基本要求：

3、在滿足預(yù)期功能的前提下，效率高、快速響應(yīng)市場、性能好、安全可靠、環(huán)保、操作方便、維修簡應(yīng)市場、性能好、安全可靠、環(huán)保、操作方便、維修簡單、造型美觀、成本低單、造型美觀、成本低 。（多快好省、多快好省、TQCSER、兩型社會、兩型社會 ）（可靠性、安全性）（可靠性、安全性）機械設(shè)計的內(nèi)容：機械設(shè)計的內(nèi)容：1.1.確定確定機械的工作原理，選擇適宜的機構(gòu)和傳動系統(tǒng)；機械的工作原理，選擇適宜的機構(gòu)和傳動系統(tǒng)；2. 擬定設(shè)計方案；擬定設(shè)計方案；3. 進行運動分析和動力分析，計算各構(gòu)件上的載荷；進行運動分析和動力分析，計算各構(gòu)件上的載荷；4. 進行零部件工作能力計算、總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計；進行零部件工作能力

4、計算、總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計；21 機械設(shè)計的基本要求和一般設(shè)計程序機械設(shè)計的基本要求和一般設(shè)計程序5. 先進設(shè)計方法，材料、熱處理、加工工藝的選擇。先進設(shè)計方法，材料、熱處理、加工工藝的選擇。湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 21 機械設(shè)計的基本要求和一般設(shè)計程序機械設(shè)計的基本要求和一般設(shè)計程序機械設(shè)計的一般程序：機械設(shè)計的一般程序：確定零部件的基本尺寸，確定零部件的基本尺寸，繪制裝配圖和零件圖繪制裝配圖和零件圖 1. 明確設(shè)計要求；（產(chǎn)品規(guī)劃即確定設(shè)計任務(wù)書）明確設(shè)計要求；（產(chǎn)品規(guī)劃即確定設(shè)計任務(wù)書） 2. 提出設(shè)計方案；（概念設(shè)計：多個方案的選優(yōu)）提出設(shè)計方案；（概念設(shè)計：多個方案的選優(yōu)

5、）3. 構(gòu)形設(shè)計；（計算構(gòu)件載荷和零件的工作能力）構(gòu)形設(shè)計；（計算構(gòu)件載荷和零件的工作能力） 4. 編制技術(shù)文件；（生產(chǎn)、檢驗、安裝、調(diào)試、運行編制技術(shù)文件；（生產(chǎn)、檢驗、安裝、調(diào)試、運行 和維護的依據(jù)）和維護的依據(jù)） 5. 技術(shù)審定；（樣機、小批量生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟評價）技術(shù)審定；（樣機、小批量生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟評價）總體布局、技術(shù)經(jīng)濟分析總體布局、技術(shù)經(jīng)濟分析最后是產(chǎn)品定型最后是產(chǎn)品定型湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 22 機械零件的主要失效形式和工作能力機械零件的主要失效形式和工作能力一、機械零件的主要失效形式：一、機械零件的主要失效形式： 機械零件喪失工作能力或達不到設(shè)計要求性能時，機械

6、零件喪失工作能力或達不到設(shè)計要求性能時，或或 機械零件由于某種原因不能正常工作時，稱為失效。機械零件由于某種原因不能正常工作時，稱為失效。 失效失效破壞破壞如軸、齒輪、軸瓦、軸頸、螺栓、帶如軸、齒輪、軸瓦、軸頸、螺栓、帶傳動等。機械零件雖然有多種可能的傳動等。機械零件雖然有多種可能的失效形式，歸納起來最主要的為失效形式，歸納起來最主要的為失效形式失效形式:變形失效：變形失效：彈性和塑性變形彈性和塑性變形斷裂失效斷裂失效;表面損傷失效：表面損傷失效： 腐蝕、磨損和接觸疲勞腐蝕、磨損和接觸疲勞強烈振動、摩擦傳動打滑、連接松弛等強烈振動、摩擦傳動打滑、連接松弛等二、機械零件的工作能力二、機械零件的工

7、作能力在不發(fā)生失效的條件下，在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全工作的限度。通常此限度是對載荷而言，零件所能安全工作的限度。通常此限度是對載荷而言，所以習(xí)慣上又稱為：承載能力所以習(xí)慣上又稱為：承載能力 如變形如變形、溫度、速度、壓力等。取較小值溫度、速度、壓力等。取較小值湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 計算應(yīng)力計算應(yīng)力按計算載荷計算所得之應(yīng)力：按計算載荷計算所得之應(yīng)力：載荷系數(shù)載荷系數(shù)K 考慮各種附加載荷因素的影響?？紤]各種附加載荷因素的影響。名義載荷名義載荷在理想平穩(wěn)工作條件下零件所受的載荷。在理想平穩(wěn)工作條件下零件所受的載荷。靜載荷靜載荷-大小、方向、位置不變或變化平穩(wěn)的載荷大小、方向

8、、位置不變或變化平穩(wěn)的載荷 計算載荷計算載荷載荷系數(shù)與名義載荷的乘積。載荷系數(shù)與名義載荷的乘積。(實際載荷實際載荷)名義應(yīng)力名義應(yīng)力按名義載荷計算所得之應(yīng)力。按名義載荷計算所得之應(yīng)力。、然而在機器運轉(zhuǎn)時，零件還會受到各種附加載荷然而在機器運轉(zhuǎn)時，零件還會受到各種附加載荷，通常引入通常引入動載荷動載荷-大小、方向、位置隨時間變化的載荷大小、方向、位置隨時間變化的載荷 三、三、 許用應(yīng)力和極限應(yīng)力、接觸應(yīng)力許用應(yīng)力和極限應(yīng)力、接觸應(yīng)力1. 幾個基本概念幾個基本概念湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2、應(yīng)力的種類、應(yīng)力的種類ot = =常數(shù)常數(shù) max脈動循環(huán)變應(yīng)力脈動循環(huán)變應(yīng)力r =0m靜應(yīng)力

9、靜應(yīng)力: = =常數(shù)常數(shù)變應(yīng)力變應(yīng)力: 隨時間變化隨時間變化2minmaxm平均應(yīng)力平均應(yīng)力:2minmaxa應(yīng)力幅應(yīng)力幅:Tmaxminaam循環(huán)變應(yīng)力循環(huán)變應(yīng)力ot變應(yīng)力的循環(huán)特性變應(yīng)力的循環(huán)特性:maxminaa對稱循環(huán)變應(yīng)力對稱循環(huán)變應(yīng)力r =- -1ot脈動循環(huán)變應(yīng)力脈動循環(huán)變應(yīng)力對稱循環(huán)變應(yīng)力對稱循環(huán)變應(yīng)力 -1 -1= 0= 0 +1 +1靜應(yīng)力靜應(yīng)力otaaminr =+1靜應(yīng)力是變應(yīng)力的特例靜應(yīng)力是變應(yīng)力的特例循環(huán)變應(yīng)力與隨機變應(yīng)力循環(huán)變應(yīng)力與隨機變應(yīng)力maxminr湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 靜應(yīng)力下的許用應(yīng)力靜應(yīng)力下的許用應(yīng)力靜應(yīng)力下，零件材料的破壞形式：靜應(yīng)力

10、下，零件材料的破壞形式：斷裂斷裂或或塑性變形塑性變形塑性塑性材料，取材料，取屈服極屈服極限限S S 作作為極限應(yīng)力為極限應(yīng)力, ,許用應(yīng)力為：許用應(yīng)力為：脆性脆性材料：取強度材料：取強度極極限限b b作作為極限應(yīng)力為極限應(yīng)力, ,許用應(yīng)力為：許用應(yīng)力為：Ss變應(yīng)力下的許用應(yīng)力變應(yīng)力下的許用應(yīng)力變應(yīng)力下，零件的損壞形式是變應(yīng)力下，零件的損壞形式是疲勞斷裂疲勞斷裂。疲勞斷裂。疲勞斷裂具有以下特征：具有以下特征： 1) 疲勞斷裂的最大應(yīng)力遠比靜應(yīng)力下材料的強度極限疲勞斷裂的最大應(yīng)力遠比靜應(yīng)力下材料的強度極限 低，甚至比屈服極限低低，甚至比屈服極限低; 2) 疲勞斷口均表現(xiàn)為無明顯塑性變形的脆性突然斷

11、裂疲勞斷口均表現(xiàn)為無明顯塑性變形的脆性突然斷裂;3) 疲勞斷裂是微觀損傷積累到一定程度的結(jié)果。疲勞斷裂是微觀損傷積累到一定程度的結(jié)果。它的初期現(xiàn)象是它的初期現(xiàn)象是在零件表面或表層形成微裂紋，這種微裂紋隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴展，直至余下的未斷裂的截面積不足以承受外載荷在零件表面或表層形成微裂紋，這種微裂紋隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴展，直至余下的未斷裂的截面積不足以承受外載荷時，就突然斷裂。疲勞斷裂不同于一般靜力斷裂，它是損傷到一定程度后，即裂紋擴展到一定程度后，才發(fā)生的突然斷裂。所以時，就突然斷裂。疲勞斷裂不同于一般靜力斷裂，它是損傷到一定程度后，即裂紋擴展到一定程度后，才發(fā)生的突然

12、斷裂。所以疲勞斷裂是與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)疲勞斷裂是與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(即使用期限或壽命即使用期限或壽命)有關(guān)的斷裂。有關(guān)的斷裂。 不管脆性材料或塑性材料，不管脆性材料或塑性材料，S是安全系數(shù)是安全系數(shù)Sb湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 A. . 疲勞曲線疲勞曲線NO-1N0-1NN由圖可知：應(yīng)力越小，試件能經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)就越多。試驗表明，當 NN0以后，曲線趨于水平，可認為在無限次循環(huán)時試件將不會斷裂。應(yīng)力應(yīng)力與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N 之間之間的關(guān)系曲線稱為：的關(guān)系曲線稱為：疲勞曲線疲勞曲線當當NNNN0 0 時時, ,試件將不會斷裂。試件將不會斷裂。N N0 0 循環(huán)基數(shù)循環(huán)基數(shù) 近似

13、代表近似代表持久疲勞循環(huán)次數(shù)ND。左邊為有限壽命區(qū)，右邊為無限壽命區(qū)N N0 0 對應(yīng)的應(yīng)力稱為：對應(yīng)的應(yīng)力稱為：CNNmmN011當當NNN2%含碳量含碳量 2%鐵碳合金鐵碳合金特點：特點：良好的液態(tài)流動性，可鑄造成形狀復(fù)雜的零件。良好的液態(tài)流動性，可鑄造成形狀復(fù)雜的零件。 較好的減震性、耐磨性、切削性（指灰鑄鐵）、較好的減震性、耐磨性、切削性（指灰鑄鐵）、 成本低廉。成本低廉。應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。應(yīng)用范圍廣。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 選用原則：選用原則： 優(yōu)選碳素鋼，其次是優(yōu)選碳素鋼，其次是硅、錳、硼、釩類合金鋼。

14、硅、錳、硼、釩類合金鋼。特點：特點：與鑄鐵相比，鋼具有高的強度、韌性和塑性。與鑄鐵相比，鋼具有高的強度、韌性和塑性。 可用熱處理方法改善其力學(xué)性能和加工性能?？捎脽崽幚矸椒ǜ纳破淞W(xué)性能和加工性能。零件毛坯獲取方法：零件毛坯獲取方法：鍛造、沖壓、焊接、鑄造等。鍛造、沖壓、焊接、鑄造等。應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)用范圍極其廣泛。應(yīng)用范圍極其廣泛。表表2-1 常用材料的相對價格常用材料的相對價格材材 料料 種種 類類 規(guī)規(guī) 格格 相對價格相對價格熱軋圓剛熱軋圓剛 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235 （ 3342） 1鑄鑄 件件優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼 （ 2950） 1.51.8 合金結(jié)構(gòu)鋼（合金結(jié)構(gòu)鋼（ 2950）

15、1.72.5 滾動軸承鋼（滾動軸承鋼（ 2950） 3 合金工具鋼（合金工具鋼（ 2950） 320 4Cr9Si2耐熱鋼（耐熱鋼（ 2950） 5 灰鑄鐵鑄件灰鑄鐵鑄件 0.85 碳素鋼鑄件碳素鋼鑄件 1.7 銅合金、鋁合金鑄件銅合金、鋁合金鑄件 810 價格便宜且供應(yīng)充分 我國資源豐富 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3. .銅合金銅合金銅鋅合金，并含有少量的銅鋅合金，并含有少量的錳、錳、鋁鋁、鎳鎳特點：特點：具有良好的塑性和液態(tài)流動性。青銅合金還具具有良好的塑性和液態(tài)流動性。青銅合金還具有良好的減摩性和抗腐蝕性。有良好的減摩性和抗腐蝕性。零件毛坯獲取方法：輾壓、鑄造。零件毛坯獲取方

16、法：輾壓、鑄造。應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣泛。應(yīng)用范圍廣泛。種類種類青銅青銅黃銅黃銅軸承合金（巴氏合金）軸承合金（巴氏合金）含錫青銅、不含錫青銅含錫青銅、不含錫青銅二、非金屬材料二、非金屬材料1. . 橡膠橡膠 橡膠富于彈性，能吸收較多的沖擊能量。橡膠富于彈性，能吸收較多的沖擊能量。常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動的膠帶常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動的膠帶等。等。硬橡膠可用于制造用水潤滑的軸承襯。硬橡膠可用于制造用水潤滑的軸承襯。 鋁青銅鋁青銅湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2. . 塑料塑料 塑料的比重小，易于制成形狀復(fù)雜的零件，塑料的比重小，易于制成形狀復(fù)雜的零件，而且各種

17、不同塑料具有不同的特點，如耐蝕性、絕而且各種不同塑料具有不同的特點，如耐蝕性、絕熱熱性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等，所以近年來在性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等，所以近年來在機械制造中其應(yīng)用日益廣泛。機械制造中其應(yīng)用日益廣泛。 3. .其它非金屬材料：其它非金屬材料：皮革、木材、紙板、棉、絲等。皮革、木材、紙板、棉、絲等。選材因素選材因素：設(shè)計機械零件時，選擇合適的材料是一項復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟問題，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)零件的用途、工作條件和材料的物理、化學(xué)、機械和工藝性能以及經(jīng)濟因素等進行全面考慮。 用途、用途、工作條件工作條件、物理物理、化學(xué)化學(xué)、機械工藝性能機械工藝性能、經(jīng)濟經(jīng)濟性。性。零件材料零件

18、材料各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國標、行標各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國標、行標和機械設(shè)計手冊中查得。和機械設(shè)計手冊中查得。為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便，應(yīng)盡量縮減材料為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便，應(yīng)盡量縮減材料的品種。的品種。湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 表表2-2 常用鋼鐵材料的牌號及力學(xué)性能常用鋼鐵材料的牌號及力學(xué)性能材材 料料 力力 學(xué)學(xué) 性性 能能 試件尺寸試件尺寸類類 別別 牌牌 號號 強度極限強度極限B B 屈服極限屈服極限S S 延伸率延伸率% mm% mmQ215 335-410 215 31 碳素碳素結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼Q235 375-460 235

19、26 d 16 Q275 490-610 275 20 20 410 245 25 優(yōu)質(zhì)碳素優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼35 530 315 20 d 25 45 600 355 16 35 SiMn 883 735 15 d 25 合金合金結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 40Cr 981 785 9 d 25 20CrMnTi 1079 834 10 d 15 60Mn 981 785 8 d 80 ZG270-500 500 270 18 鑄鑄 鋼鋼ZG310-570 570 310 15 d100 ZG42SiMn 600 380 12 HT150 145 - - 灰鑄鐵灰鑄鐵HT200 195 - - HT25

20、0 240 - - 壁厚壁厚1020QT400-15 400 250 15 球墨鑄鐵球墨鑄鐵QT500-7 500 320 7 QT600-3 600 370 3 壁厚壁厚30200湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 24 機械零件的材料及熱處理機械零件的材料及熱處理力學(xué)物理化學(xué)性能三、機械零件材料的選擇原則三、機械零件材料的選擇原則1.1. 材料的使用性能應(yīng)滿足工作條件材料的使用性能應(yīng)滿足工作條件材料價格國家資源狀況加工成本案例案例:2. 材料的工藝性能應(yīng)滿足加工要求材料的工藝性能應(yīng)滿足加工要求 3. 零件生產(chǎn)的總成本最低零件生產(chǎn)的總成本最低批量生產(chǎn)批量生產(chǎn):減數(shù)器箱體減數(shù)器箱體: 單件生

21、產(chǎn)單件生產(chǎn): 鋼板焊接鋼板焊接 鑄鐵鑄造鑄鐵鑄造加工難易程度：鑄造性、可鍛性、焊接性切削加工性，熱處理性等湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 24 機械零件的材料及熱處理機械零件的材料及熱處理四、金屬材料的熱處理四、金屬材料的熱處理（常用熱處理方法和應(yīng)用（常用熱處理方法和應(yīng)用 表表2-3）熱處理：熱處理：改善金屬材料的使用性能和工作性能的一種工改善金屬材料的使用性能和工作性能的一種工 藝方法。包括預(yù)先熱處理和最終熱處理。藝方法。包括預(yù)先熱處理和最終熱處理。定義：定義：將零件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采將零件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用一定的冷卻的一種工藝方法。用一定的冷卻的

22、一種工藝方法。預(yù)先熱處理：退火、正火、調(diào)質(zhì)等。一般在半精加工之前預(yù)先熱處理：退火、正火、調(diào)質(zhì)等。一般在半精加工之前不改變零件的形狀和尺寸不改變零件的形狀和尺寸最終熱處理：淬火、回火、時效、化學(xué)熱處理等。最終熱處理：淬火、回火、時效、化學(xué)熱處理等。 一般安排在半精加工之后，精加工之前。一般安排在半精加工之后，精加工之前。湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 25 摩擦、磨損與潤滑摩擦、磨損與潤滑機械的運轉(zhuǎn)依靠兩接觸表面的相對運動來實現(xiàn)。而相機械的運轉(zhuǎn)依靠兩接觸表面的相對運動來實現(xiàn)。而相對運動必然伴隨著摩擦和磨損。對運動必然伴隨著摩擦和磨損。 摩擦的普遍性摩擦的普遍性 兩面性兩面性 摩擦：摩擦：在

23、外力作用下，產(chǎn)生阻礙物體間相對運動（或在外力作用下，產(chǎn)生阻礙物體間相對運動（或 趨勢）的阻力的現(xiàn)象。趨勢）的阻力的現(xiàn)象。靜靜動摩擦動摩擦;滑動滑動滾動摩擦滾動摩擦; 干干/邊界邊界/流動流動/混合摩擦混合摩擦 干摩擦：干摩擦：兩接觸表面直接接觸，不加入任何潤滑油的兩接觸表面直接接觸，不加入任何潤滑油的 摩擦。摩擦。磨損嚴重磨損嚴重 邊界摩擦：邊界摩擦：運動副摩擦面上有一層邊界膜起潤滑作用是運動副摩擦面上有一層邊界膜起潤滑作用是 的的 摩擦。摩擦。有磨損有磨損 流體摩擦：流體摩擦：兩摩擦面表被流體完全隔開狀態(tài)下的摩擦。兩摩擦面表被流體完全隔開狀態(tài)下的摩擦。 理想的摩擦狀態(tài)。理想的摩擦狀態(tài)。 混合

24、摩擦：混合摩擦：邊界摩擦與流體摩擦共存的摩擦狀態(tài)。邊界摩擦與流體摩擦共存的摩擦狀態(tài)。 有時存在磨損有時存在磨損湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 25 摩擦、磨損與潤滑摩擦、磨損與潤滑 磨損：磨損：運動副摩擦表面物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象。運動副摩擦表面物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象。摩擦的直接結(jié)摩擦的直接結(jié)果果磨損磨損 間隙間隙精度精度 效率效率 振動振動沖擊沖擊噪音噪音據(jù)統(tǒng)計，約有據(jù)統(tǒng)計，約有80%的損壞零件是因磨損而報廢的。的損壞零件是因磨損而報廢的。 磨損過程：磨損過程：分磨合、穩(wěn)定磨損和劇烈磨損三個階段。分磨合、穩(wěn)定磨損和劇烈磨損三個階段。 磨合穩(wěn)定磨損劇烈磨損磨損量 q時間 t湖南科技大學(xué)專用 作者

25、： 潘存云教授 磨損的主要類型磨損的主要類型 ：1）磨粒磨損磨粒磨損2）粘著磨損粘著磨損(膠合磨損膠合磨損)在滾動或兼有滑動和滾動的高副中，如凸輪、齒輪等，受載時材料表層有很大的接觸應(yīng)力。當載荷重復(fù)作用時，常會出現(xiàn)表層金屬呈小片狀剝落，而在零件表面形成小坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞磨損或疲勞點蝕。 在摩擦過程申，與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的磨損，稱為腐蝕磨損 硬質(zhì)顆?；蚰Σ帘砻嫔嫌驳耐狗洌谀Σ吝^程中引起的材料脫落現(xiàn)象稱為磨粒磨損 。硬質(zhì)顆?？赡苁橇慵旧砟p造成的金屬微粒，也可能是外來的塵土雜質(zhì)等。摩擦面間的硬粒，能使表面材料脫落而留下溝紋。加工后的零件表面總有一定的粗糙度。摩擦表面受載時，

26、實際上只有部分峰頂接觸，接觸處壓強很高，能使材料產(chǎn)生塑性流動。若接觸處發(fā)生粘著，滑動時會使接觸表面材料由一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面，這種現(xiàn)象稱為粘著磨損(膠合磨損)。所謂材料轉(zhuǎn)移是指接觸表面擦傷和撕脫，嚴重時摩擦表面能相互咬死。 3）疲勞磨損疲勞磨損(疲勞點蝕疲勞點蝕)4）腐蝕磨損腐蝕磨損潤滑：潤滑：在相對運動表面間涂充潤滑物質(zhì)，形成潤滑膜以降在相對運動表面間涂充潤滑物質(zhì)，形成潤滑膜以降 低摩擦減少磨損的技術(shù)方法。低摩擦減少磨損的技術(shù)方法。還有緩沖、吸振、散熱、密封的作用還有緩沖、吸振、散熱、密封的作用潤滑物質(zhì)（潤滑劑）：氣體、液體、半固體、固體。潤滑物質(zhì)（潤滑劑）：氣體、液體、半固體、固體。礦

27、物油礦物油/合成油合成油 常用的是潤滑油、潤滑脂。常用的是潤滑油、潤滑脂。 潤滑油：手工、滴油、油環(huán)、飛濺、壓力循環(huán)潤滑油：手工、滴油、油環(huán)、飛濺、壓力循環(huán) 潤滑脂：人工、脂杯、脂槍、加脂裝置潤滑脂：人工、脂杯、脂槍、加脂裝置 常用潤滑油、脂的性質(zhì)和用途常用潤滑油、脂的性質(zhì)和用途 表表2-5、2-6潤滑潤滑方法方法 ： 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 26 機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性和標準化機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性和標準化一、機械零件的結(jié)構(gòu)一、機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性工藝性零件設(shè)零件設(shè)計要求計要求使用要求使用要求具備所要求的工作能力；具備所要求的工作能力；制造要求制造要求制造工藝可行，成本低；制造工藝

28、可行，成本低；零件結(jié)構(gòu)工藝性良好的標志：零件結(jié)構(gòu)工藝性良好的標志： 在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工且費用低。在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工且費用低。結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求：結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求：1) 毛坯選擇合理毛坯選擇合理制備方法制備方法毛坯選擇與生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性有關(guān)。單件或小批量生產(chǎn)時，選用單件或小批量生產(chǎn)時，選用棒料、板材、型材或焊件。棒料、板材、型材或焊件。應(yīng)用于大批量生產(chǎn)。應(yīng)用于大批量生產(chǎn)。用型材用型材焊接焊接鍛造鍛造鑄造鑄造沖壓沖壓 湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2) 結(jié)構(gòu)簡單合理結(jié)構(gòu)簡單合理最好采用平面、柱面、螺旋面等簡單表面及其組合；最好采用平面、柱

29、面、螺旋面等簡單表面及其組合；盡量減少加工面數(shù)和加工面積；盡量減少加工面數(shù)和加工面積；3) 合理的制造精度和表面粗糙度合理的制造精度和表面粗糙度零件的加工成本隨精度和表面粗糙度的提高而急劇增加。零件的加工成本隨精度和表面粗糙度的提高而急劇增加。決不能盲目追求高精度，應(yīng)在滿足使用要求的前提下，決不能盲目追求高精度，應(yīng)在滿足使用要求的前提下，盡量采用較低的精度和表面質(zhì)量。盡量采用較低的精度和表面質(zhì)量。盡量采用標準件；盡量采用標準件；增加相同形狀、相同元素（直徑、圓角半徑、配合、增加相同形狀、相同元素（直徑、圓角半徑、配合、 螺紋、鍵、齒輪模數(shù)等）的數(shù)量；螺紋、鍵、齒輪模數(shù)等）的數(shù)量；4) 盡量減小

30、零件的加工量盡量減小零件的加工量毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件本身的形狀和尺寸。毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力求使少或無切削加工，節(jié)約材料、降低成本。力求使少或無切削加工，節(jié)約材料、降低成本。盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金等先進工藝滿足上述要求。末冶金等先進工藝滿足上述要求。湖南科技大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、機械零件的二、機械零件的標準化標準化內(nèi)容：內(nèi)容： 1)1)產(chǎn)品品種規(guī)格的系列化產(chǎn)品品種規(guī)格的系列化將同一類產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等將同一類產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等依次分檔，制成系列化產(chǎn)品，以較少的規(guī)格品種滿足依次分檔，制成系列化產(chǎn)品，以較少的規(guī)格品種滿足用戶的廣泛要求。用戶的廣泛要求。定義：定義：標準化是在經(jīng)濟、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會實標準化是在經(jīng)濟、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會實踐中，對重復(fù)事務(wù)和概念，通過制定、發(fā)布和實施標踐中，對重復(fù)事務(wù)和概念，通過制定、發(fā)布和實施標準，以獲得最佳秩序和效益。準，以獲得最佳秩序和效益。2)零部件的通用化零部件的通用化將用途、結(jié)構(gòu)相近的零部件（如軸承、螺栓等），經(jīng)將用途、結(jié)構(gòu)相近的零部件（如軸承、螺栓等），經(jīng)過統(tǒng)一后實現(xiàn)互換；過統(tǒng)一后實現(xiàn)互