1、1.机器有许多能相对运动的组成部分，能实现能量转换的组合体。2.机械：机器和机构的总称。3.构件：机构中的运动单元。它可以是一个零件，也可以是由许多零件组而成。如内燃机中连杆4.零件：机器中的制造单元。如内燃机中的一个螺钉。零件又有专用零件和通用零件（常用件、标准件） 。在各种机器中都能用到的零件叫通用零件，如齿轮、带轮、螺钉等； 另一类则是在特定类型的机器中才能用到的零件，叫专用零件，如曲轴、吊钩、叶片、叶轮等。5.部件：机器中的装配单元。如变速箱。6.构件是运动的单元，而零件是制造的单元。7.机构是传递运动和力或者导引构件上的点按给定轨迹运动的机械装置。机构的组成要素为构件和运动副8.运动
2、副：指两构件直接接触并能产生相对运动的联接。运动副元素：指两个构件直接接触而构成运动副的部分。 运动副元素不外乎为点、线、面。9.构件的自由度：指一个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具有 6 个自由度。10.约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目。运动副引入的约束数：最多为 5 个。11.低副: 两构件通过面接触而构成的运动副统称为低副 ; 高副: 凡两构件系通过点或线接触而构成的运 动副统称为高副; 平面运动副:指构成运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的运动副;空间运动副:指构成运动副的两
3、构件之间的相对运动为空间运动。12.运动链:指两个以上的构件通过运动副联接而构成的系统。闭链: 运动链的各构件构成首尾封闭的系统。开链: 运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运动链。 空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链 。13.机构:在运动链中将一构件加以固定作为机架或参考构件, 并给定另外一个或少数几个构件的运动规律，则运动链便成为机构。机架：机构中固定不动构件。原动件: 机构中按给定的运动规律独立运动的构件。从动件:机构其余活动构件。平面机构: 机构中各构件间的相对运动为平面运动。空间机构: 机构中各构件间的相对运动为空间运动。14.
4、构件的自由度确定平面或空间运动构件位置所需的独立位置参数的数目称为构件的自由度平面和空间运动构件分别有 3 个和 6 个自由度15机构的自由度机构的自由度是机构中各构件相对机架所具有的独立运动的数目或组成该机构的运动链的位形相对于机架或参考构件所需的独立位置参数的数目，用 F 表示16.两个以上构件同在一处以转动副相联接即构成复合铰链。m 个构件以复合铰链联接所构成的转动副数为(m-1)个注意：复合铰链只存在于转动副中。 。17.机构中某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动, 把这种局部运动的自由度称为局部自由度。数目用 f 表示.18.虚约束：指机构在某些特定几何条件或结构条件下，有
5、些运动副带入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用, 这些对机构运动实际上不起约束作用的约束称为虚约束，用 P表示。注意：在计算自由度时，应将虚约束除去不计。19.机构具有确定运动的条件为：机构自由度大于 0 且机构原动件数=机构自由度数20.从动件作往复运动的平面连杆机构中，若从动件工作行程的平均速度小于回程的平均速度，则称该机构具有急回特性。21.设主、从动齿轮的角速度分别用 和 表示，则两轮角速度之比 称为这对齿轮传动的传动比22.定轴轮系：当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线相对于机架的位置均固定不变周转轮系: 当轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于基架的位置不固定，而是绕某一固
6、定轴线回转根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系又可分为：差动轮系和行星轮系复合轮系:由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系组成的复杂轮系23.失效零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能失效形式：变形、断裂、腐蚀、磨损、老化、打滑和松动等，也有复合型式的失效24.工作能力机械零件具有足够的抵抗失效的能力25.动载荷：由于运动中产生的惯性力和冲击等引起的载荷26.强度：指机械零件工作时抵抗破坏（断裂或塑性变形）的能力。刚度：指机械零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。如果零件的刚度不足，有些零件则会因为产生过大的弹性变形而失效。 27.挤压应力：两零件之间为面接触时，在载荷作用下，接触表面上产生
7、的应力疲劳：机械零件在循环应力的作用下的失效形式疲劳极限：应力比为 r 的应力循环作用 N 次后，材料不发生疲劳的最大应力疲劳寿命（N）:材料疲劳失效前所经历的应力循环次数 N28.机械振动：零件在其平衡位置附近作往复运动29.可靠度：表示零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率 30.动摩擦力：完全处于滑动状态时的摩擦力为动摩擦力，一般动摩擦力小于静摩擦力。 31.粘度 表征流体流动的阻力润滑油粘度随温度升高而下降，随压力升高而增大 32. 带传动的主要特点是：、有缓冲和吸振作用；、运行平稳，噪声小；、结构简单，制造成本低；、可通过增减带长以适应不同的中心距要求；、普通带传动过载时
8、带会在带轮上打滑，对其他机件有保护作用；、传动带的寿命较短；、传递相同圆周力时，外廓尺寸和作用在轴上的载荷比啮合传动大；、带与带轮接触面间有相对滑动，不能保证准确的传动比。 33.链传动的特点：、平均传动比准确，并可用于较大的中心距；、传动效率较高，最高可达 98；、不需张紧力，作用在轴上的载荷较小；、容易实现多轴传动；、能在恶劣环境（高温、多灰尘等）下工作；、瞬时传动比不等于常数，链的瞬时速度是变化的，故传动平稳性较差，速度高时噪声较大。一、 退火退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。目的：
9、主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组 织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。二、 正火正火：指将钢材或钢件加热到或 （钢的上临界点温度）以上，3050保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。目的：主要是提高低碳钢的 力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。 三、 淬火淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一 定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬 火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬
10、火等。目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组 织准备等。四、 回火回火：指钢件经淬硬后，再加热到 Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷 却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并 具有所需要的塑性和韧性等。五、 调质调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。六、 渗碳渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经
11、过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的强度。材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为材料的塑性。拉伸过程中，载荷不增加而应变仍在增大的现象称为屈服。拉伸曲线上与此相对应的点应力 S ，称为材料的屈服点。拉伸曲线上 D 点的应力 b 称为材料的 抗拉强度，它表明了试样被拉断前所能承载的最大应力。硬度是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力，它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性就越好。韧性是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综
12、合表现。材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂。疲劳断裂可以在低于材料的屈服强度的应力下发生，断裂前也无明显的塑性变形，而且经常是在没有任何先兆的情况下突然断裂，因此疲劳断裂的后果是十分严重的。由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称为合金；合金中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分称为相。金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从排列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程，称为金属的结晶过程。金属从一种固态过渡为另一种固态的转变即相变，称为二次结晶或重结晶。 实验证明，在一般的情况下，晶粒长大对材料力学性能不利，使强度、塑性、韧性下降
13、。晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。因此，晶粒细化是提高金属力学性能的最重要途径之一。相图：是表示合金在缓慢冷却的平衡状态下相或组织与温度、成分间关系的图形，又称为平衡相图或状态图。铁碳相图：（要掌握）铁素体-碳溶于 -Fe 中的间隙固溶体，以符号 F 表示。体心立方晶格奥氏体-碳溶于 -Fe 中的间隙固溶体，以符号 A 表示。面心立方晶格渗碳体-是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物，分子式为 Fe3C。珠光体是铁素体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号 P 表示。莱氏体-是奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号 Ld表示。钢在高温时为奥氏体组织，而奥氏体的强度低、塑性好，有利于塑
14、性变形。因此，钢材的轧制或锻压，一般都是选择在奥氏体区的适当温度范围内进行。钢在热处理时，首先要将工件加热，使之转变成奥氏体组织，这一过程也称为奥氏体化。奥氏体晶粒越细，其冷却产物的强度、塑性和韧性越好。热处理是将金属或合金在固态下经过加热、保温和冷却等三个步骤，以改变其整体或表面的组织，从而获得所需性能的一种工艺。1 珠光体型转变高温转变(A 1550) ：珠光体(P)、索氏体(S)和托氏体(T) 。2 贝氏体型转变中温转变(550Ms) 下贝氏体强度和硬度高(50 60HRC)，并且具有良好的塑性和韧度。调质处理：淬火后再进行高温回火处理。调质处理得到的是回火索氏体组织，具有良好的综合力学
15、性能。力学性能与正火相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。冷处理：把淬冷至室温的钢继续冷却到-7080( 或更低的温度 )保持一段时间，使残余奥氏体转变为马氏体。时效：将淬火后的金属工件，置于室温或低温加热下保持适当时间，以提高金属强度（和硬度）的热处理工艺。表面淬火：将工件表面层淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火法。表面硬度高、耐磨性好，而心部韧性好。化学热处理：将工件置于一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗人工件表层，改变其表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。分为渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。主要目的是提高工件的表面硬度、耐磨性以及疲劳强度，有时也用
16、于提高零件的抗腐蚀性、抗氧化性。气相沉积技术：利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。钢的牌号：普通碳素结构钢如 Q235A。优质碳素结构钢：两位数字表示平均碳质量分数，单位为万分之一如钢号 45。碳素工具钢： “T”后跟碳质量分数的千分之几如 “T8”。铸钢 ZG270-500 表示屈服强度为 270MPa、抗拉强度为 500MPa 的铸钢。合金结构钢 该类钢的钢号由“数字+合金元素+ 数字”三部分组成。前两位数字表示钢中平均碳质量分数的万分之几；合金元素用化学元素符号表示，元素符号后面的数字表示该元素平均质量分数。当其平均质量分数0.
17、60%；CE 0.60%；焊接性差。三、材料与成形工艺选择部分材料表面处理主要分两类：表面强化和表面防护。常用的工艺方法有：表面热处理、气相沉积、热喷涂、堆焊、氧化磷化处理、电镀化学镀、涂装等。预处理-一般包括除油、除锈、粗化、活化和抛光。除油-目的是去除材料表面的油脂和污物，常用碱性除油工艺。 除锈-目的是去除金属材料表面的氧化物，从而显露出清净金属表面。常用方法有化学法（如酸洗）和机械法（如打磨、切削和喷砂） 。常用表面强化性处理方法1、热喷涂将喷涂材料加热熔化，以高速气流雾化成极细颗粒，并以一定速度喷射到事先准备好的工件表面上，形成涂层。2、堆焊和喷焊 堆焊：将合金丝或焊条熔化堆结在工件
18、表面形成冶金结合层的方法。喷焊：是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至 10001300，颗粒熔化生成涂层，使颗粒间和基体表面达到良好结合的方法。3、电火花表面强化技术 是通过火花放电的作用，把作为电极的导电材料熔渗进金属工件的表层，形成合金化的表面强化层，使工件的物理化学和机械性能得到改善的工艺4、气相沉积 是利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。常用表面防护性处理方法钢铁的氧化处理:将钢铁零件 浸在浓碱溶液中煮沸，在金属表面生成稳定的四氧化三铁(Fe 3O4)的过程。因四氧化三铁氧化膜呈蓝黑色，所以又称其为“发蓝” 。发蓝是提高黑色
19、金属防护能力的一种简便而又经济的方法。钢铁的磷化处理:是将零件浸入磷酸盐溶液中化学处理，在金属表面生成难溶于水的磷酸盐膜的过程。简称“磷化” 。磷化也是金属氧化方法之一，因此磷酸盐膜也是一种化学转化膜。磷化是钢铁表面防护的常用方法之一，应用愈来愈广泛。有色金属如锌、铝、铜、锡等都可以进行磷化处理。电镀-是将金属工件浸入要镀金属盐溶液中并作为阴极，通以直流电，在直流电场作用下，金属盐溶液中的阳离子在工件表面上沉积形成电镀层。一般形状复杂的零件，如箱体等，常用铸件毛坯；外形相对简单的零件则制成锻件；单件或小批量生产时，采用自由锻件毛坯可以缩短生产周期、节省模具费用；而大批量生产时，多采用模锻件或精
20、密铸件毛坯以减少机械加工工时，提高生产效率。焊接件常用于要求尺寸大、质量小、刚性大的零件。轴类-采用锻造成形，中碳钢（如 45）或中碳合金钢（如 40Cr） 。盘类（齿轮）-中碳钢锻造或铸造，小齿轮可用圆钢或冲压或挤压。箱体类铸件。支架类小批量用焊接。2、依据生产批量选择单件小批量铸造手工砂型；锻件自由锻或胎膜锻；焊接件手工或半自动；薄板用钣金、钳工。大批量分别采用机器造型、模锻、埋弧自动焊及板料冲压。各种批量的工艺方法见表 13-4。材料力学基本概念一、基本概念1 材料力学的任务是：研究构件的强度、刚度、稳定性的问题，解决安全与经济的矛盾。5 连续均匀假设：构件内均匀地充满物质。6 各项同性
21、假设：各个方向力学性质相同。7 内力：以某个截面为分界，构件一部分与另一部分的相互作用力。9 应力：在某面积上，内力分布的集度(或单位面积的内力值) 、单位 Pa。10 正应力：垂直于截面的应力()11 剪应力：平行于截面的应力()12 弹性变形：去掉外力后，能够恢复的那部分变形。13 塑性变形：去掉外力后，不能够恢复的那部分变形。14 四种基本变形：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。二、拉压变形15 当外力的作用线与构件轴线重合时产生拉压变形。16 轴力：拉压变形时产生的内力。17 计算某个截面上轴力的方法是：某个截面上轴力的大小等于该截面的一侧各个轴向外力的代数和，其中离开该截面的外力取正。2
22、3 胡克定律：杆件的变形时与其轴力和长度成正比，与其截面面积成反比，计算式L=NL/EA（适用范围 p）24 胡克定律的微观表达式是 =E 。 25 弹性模量（E）代表材料抵抗变形的能力（单位 Pa） 。26 应变：变形量与原长度的比值 =L/L （无单位） ，表示变形的程度。27 泊松比（横向变形与轴向变形之比 ）=1/ 29 比例极限 p ：比例阶段的最大应力值。30 屈服极限 s ：屈服阶段的最小应力值。31 强化极限 b ：断裂前能承担的最大应力值。32 脆、塑材料的比较：脆材无塑性变形，抗压不抗拉；塑材抗拉也抗压。脆材对应力的集中的反应敏感，塑材不敏感。 。33 应力集中：在形状变化
23、处，应力特别大的现象。34 延伸率：拉断后，变形量与原长的比值 (=L1/L，5%为塑材) 35 冷作硬化：进入强化阶段后，卸载再重新加载，比例极限增大的现象。38 极限应力 jx：失去承载能力时的应力。39 许用应力:保证安全允许达到的最大应力。43 超静定问题：未知力多于平衡方程个数的问题（用平衡方程不能或不能全部计算出构件的外力） 。44 计算超静定问题：除平衡方程以外，更需依据变形实际建立补充方程。45 剪力：平行于截面的内力（Q ） ，该截面称作剪切面。48 挤压力：两构件相互接触面所承受的压力。 （Pjy）三、扭转3 扭转变形时，杆件横截面上的内力称扭矩 。表示各截面上扭矩大小的图
24、形，称作扭矩图。4 两正交线之间的直角的改变量（ ） ，称为剪应变。表示剪切变形的严重程度。四、弯曲应力：1 梁弯曲时，作用线与横截面平行的内力，称为剪力 。数值上等于该截面之左侧或右侧梁上各个横向外力的代数和，绕截面顺转的力为正。2 梁弯曲时，作用面垂直于轴线的内力偶矩，称为弯矩。数值上等于该截面之左侧或右侧梁上各个外力（包括力偶）对截面力矩的代数和，使截面处产生凹变形的力矩为正。3 无均布载荷梁段，剪力为水平直线 。无剪力（零）的梁段，弯矩为水平直线 。中性轴通过截面的形心，是拉压区的分界线。五、弯曲时的位移1 挠度是梁弯曲时横截面的形心在垂直于梁轴线方向的位移 。2 转角是梁变形时横截面绕其中性轴旋转的 角度。六、超静定问题1 使用静力平衡方程不能求出结构或构件全部约束力或内力的问题。2 多余约束力解除维持构件平衡的多余约束后，以力代替该约束对构件的作用力。变形协调方程多余约束力与基本力共同作用的变形满足梁的约束条件。七、应力状态和强度理论1 应力状态：受力构件内部一点处不同方位截面应力的集合。单元体：围绕构件内一点处边长为无穷小的立方体。主平面：单元体上剪力为零的截面。主应力：主平面上的正应力。应力圆：单元体上不同方位上的正应力与剪应力值与截面方位的对应图。九、压杆稳定1 稳定性：受压杆件保持原有直线平衡形式的能力。5 柔度 ：杆件相当长度与惯性半径的比值。
