機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總-論》(考研的內(nèi)部)

第一篇總論緒論(2h)機(jī)械設(shè)計(jì)的總論(3h)機(jī)械零件的強(qiáng)度(6h)摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述(2h)

第一篇總論緒論(2h)第一章緒論§1-0引言§1-1機(jī)械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用§1-2機(jī)器的基本組成要素§1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)§1-4認(rèn)識(shí)機(jī)器第一章緒論§1-0引言§1-1機(jī)械工業(yè)在現(xiàn)代化引言引言

人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步源于不斷地創(chuàng)新，設(shè)計(jì)活動(dòng)則是創(chuàng)新的策劃、起點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

機(jī)器是人們改造世界和現(xiàn)代化生活的重要工具，機(jī)器的發(fā)明、使用和發(fā)展是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新過(guò)程。在這一創(chuàng)新過(guò)程中，人們總結(jié)出了進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的理論與方法，從而為更高層次的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

現(xiàn)代教育的目標(biāo)是素質(zhì)教育，而素質(zhì)教育的核心應(yīng)該是創(chuàng)新素質(zhì)教育。作為集中了人們關(guān)于機(jī)械及裝備創(chuàng)新智慧的機(jī)械設(shè)計(jì)的理論與方法，應(yīng)該是同學(xué)們學(xué)習(xí)創(chuàng)新的理想內(nèi)容。

關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的理論與方法是博大精深的，而作為大學(xué)本科階段的一門(mén)課程，機(jī)械設(shè)計(jì)課程的主要任務(wù)是講述通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)以及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。

引言引言人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步源于不斷地創(chuàng)新，設(shè)計(jì)活動(dòng)則是創(chuàng)新的第一節(jié)§1-1機(jī)械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用

機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)水平的重要標(biāo)志。

機(jī)器是代替人們體力和部分腦力勞動(dòng)的工具，機(jī)器既能承擔(dān)人力所不能或不便進(jìn)行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。

只有使用機(jī)器，才能便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，尤其是便于實(shí)現(xiàn)高度的機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)化。

機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)提供裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重任。

大量地設(shè)計(jì)制造和廣泛采用各種先進(jìn)的機(jī)器，可大大加強(qiáng)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度加速我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)。

第一節(jié)§1-1機(jī)械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水機(jī)器的組成1

人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，設(shè)計(jì)和制造了類(lèi)型繁多、功能各異的機(jī)器。

一臺(tái)完整的機(jī)器的組成大致可包括：原動(dòng)機(jī)部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分潤(rùn)滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)控制系統(tǒng)

傳感器傳感器傳感器§1-2機(jī)器的基本組成要素

一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)一般包含機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)、檢測(cè)與控制系統(tǒng)。機(jī)器的組成1人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)機(jī)器5工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)電機(jī)底座軸殼減速器滾子軸承基座§1-2機(jī)器的基本組成要素

一臺(tái)機(jī)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)總是由一些機(jī)構(gòu)組成的，每個(gè)機(jī)構(gòu)又是由若干零件組成的。有些零件是在各種機(jī)器中常用的，稱(chēng)之為通用零件；有些零件只有在特定的機(jī)器中才用到，稱(chēng)之為專(zhuān)用零件。認(rèn)識(shí)機(jī)器5工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)電機(jī)底座軸殼減速器滾子軸承基座§1第二節(jié)§1-2機(jī)器的基本組成要素

通用零件包括：

齒輪、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)；軸、聯(lián)軸器、離合器；滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承；螺栓、鍵、花鍵、銷(xiāo)；鉚、焊、膠結(jié)構(gòu)件；彈簧、機(jī)架、箱體等。

專(zhuān)用零件例如：葉片、犁鏵、槍栓等。

通用零件是本課程的主要學(xué)習(xí)對(duì)象，而專(zhuān)用零件的設(shè)計(jì)方法應(yīng)在有關(guān)專(zhuān)業(yè)課中學(xué)習(xí)。

第二節(jié)§1-2機(jī)器的基本組成要素通用零件包括：專(zhuān)用零件第三節(jié)１§1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程的主要研究對(duì)象是：

以通用零件和常用機(jī)器為研究對(duì)象的-門(mén)學(xué)科。

本課程中“設(shè)計(jì)”的含義是指機(jī)械裝置的實(shí)體設(shè)計(jì)，涉及零件的應(yīng)力、強(qiáng)度的分析計(jì)算，材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮加工工藝性、標(biāo)準(zhǔn)化以及經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境保護(hù)等。機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)果的表現(xiàn)形式為：機(jī)械工程圖、說(shuō)明書(shū)和計(jì)算機(jī)程序。

第三節(jié)１§1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的研究的內(nèi)容研究普通工作條件下，一般尺寸參數(shù)的通用零件的設(shè)計(jì)理論、基本知識(shí)、方法、一般步驟。具體內(nèi)容：①總論：機(jī)械設(shè)計(jì)中帶有共性的問(wèn)題，有關(guān)設(shè)計(jì)的理論和原則；②聯(lián)接零件：螺紋聯(lián)接、鍵及花鍵聯(lián)接等；③傳動(dòng)零件：帶、鏈、齒輪、蝸桿傳動(dòng)等；④軸系部分：軸、軸承等；⑤其它部分：彈簧、箱體、變速器等。性質(zhì)

–技術(shù)基礎(chǔ)課研究的內(nèi)容用于研究機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識(shí)有：工程材料：非金屬材料，金屬材料及熱處理。工程制圖：設(shè)計(jì)的圖形表達(dá)。機(jī)械制造基礎(chǔ)：冷加工工藝，熱加工工藝。公差配合與技術(shù)測(cè)量：解決精度設(shè)計(jì)問(wèn)題。理論力學(xué)：解決力分析與動(dòng)力計(jì)算。材料力學(xué)：解決強(qiáng)度分析問(wèn)題。機(jī)械原理：解決機(jī)械的方案設(shè)計(jì)。用于研究機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識(shí)有：工程材料：非金屬材料任務(wù)

培養(yǎng)學(xué)生掌握通用零件的設(shè)計(jì)原理、方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律；樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，了解國(guó)家當(dāng)前的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；具有使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及查閱資料的能力；掌握典型零件的實(shí)驗(yàn)方法，獲得實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練；了解機(jī)械設(shè)計(jì)的新發(fā)展。任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生掌握通用零件的設(shè)計(jì)原理、方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)設(shè)計(jì)方法后敘：設(shè)計(jì)方法后敘：

學(xué)習(xí)本課程需要注意的幾個(gè)問(wèn)題涉及面廣關(guān)系多─因與諸多先修課關(guān)系密切。要求多─強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝、重量、安全、經(jīng)濟(jì)性。門(mén)類(lèi)多─各類(lèi)零件，各有特點(diǎn)，設(shè)計(jì)方法各異。公式多─計(jì)算多，有解析式、半解析式、經(jīng)驗(yàn)的、半經(jīng)驗(yàn)的及定義式。圖表多─結(jié)構(gòu)圖、分析圖、原理圖、示意圖、曲線圖、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)表。

實(shí)踐性強(qiáng)─不僅讀懂書(shū)就行，要多聯(lián)系實(shí)際，要注重實(shí)踐性環(huán)節(jié)。

無(wú)重點(diǎn)─又都是重點(diǎn)，設(shè)計(jì)工作必須詳盡，細(xì)小的疏忽也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

設(shè)計(jì)問(wèn)題無(wú)統(tǒng)一答案─更多地談?wù)撜l(shuí)設(shè)計(jì)得更好，要注意發(fā)展求異思維。第三節(jié)2

學(xué)習(xí)本課程需要注意的幾個(gè)問(wèn)題實(shí)踐性強(qiáng)─不僅讀懂書(shū)就行，要注意處理好幾個(gè)關(guān)系

零件的設(shè)計(jì)與選用

──零件設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要途徑。

設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

──設(shè)計(jì)決非只是計(jì)算，同學(xué)更應(yīng)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。

性能要求與經(jīng)濟(jì)性

──永遠(yuǎn)是一對(duì)矛盾，應(yīng)學(xué)會(huì)合理地解決這一對(duì)矛盾。

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)

──二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。

具體的設(shè)計(jì)方法與一般的設(shè)計(jì)能力

──前者是學(xué)習(xí)的形式，后者是學(xué)習(xí)的目的。第三節(jié)3

注意處理好幾個(gè)關(guān)系零件的設(shè)計(jì)與選用

──零第二章機(jī)械設(shè)計(jì)總論§2-1設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序§2-2對(duì)機(jī)器的主要要求§2-3機(jī)械零件的主要失效形式§2-4設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求§2-5機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則§2-6機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法§2-7機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟§2-8機(jī)械零件材料的選用原則§2-9機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化§2-10機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介第二章機(jī)械設(shè)計(jì)總論§2-1設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序§2-2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序2-1設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序

計(jì)劃階段

方案設(shè)計(jì)階段

技術(shù)設(shè)計(jì)階段

技術(shù)文件編制階段一部機(jī)器的質(zhì)量基本上決定于設(shè)計(jì)質(zhì)量，機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵。它是一個(gè)創(chuàng)造性的工作過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)盡可能多地利用已有的成功經(jīng)驗(yàn)的工作。作為一部完整的機(jī)器，它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)程序。設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序：詳細(xì)說(shuō)明

設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序2-1設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序計(jì)劃階段方案設(shè)對(duì)機(jī)器的主要要求2-2對(duì)機(jī)器的主要要求

設(shè)計(jì)機(jī)器的任務(wù)是在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展所能達(dá)到的條件下，根據(jù)生產(chǎn)及生活的需要提出的。不管機(jī)器的類(lèi)型如何，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)機(jī)器都要提出以下的基本要求：

使用功能要求經(jīng)濟(jì)性要求勞動(dòng)保護(hù)要求可靠性要求其它專(zhuān)用要求詳細(xì)說(shuō)明

對(duì)機(jī)器的主要要求2-2對(duì)機(jī)器的主要要求設(shè)計(jì)機(jī)機(jī)械零件的主要失效形式12-3機(jī)械零件的主要失效形式機(jī)械零件常見(jiàn)的失效形式有：整體斷裂、過(guò)大的殘余變形、零件的表面破壞以及破壞正常工作條件引起的失效等。（一）整體斷裂整體斷裂是指零件在載荷作用下，其危險(xiǎn)截面的應(yīng)力超過(guò)零件的強(qiáng)度極限而導(dǎo)致的斷裂，或在變應(yīng)力作用下，危險(xiǎn)截面發(fā)生的疲勞斷裂。齒輪輪齒斷裂

軸承內(nèi)圈斷裂機(jī)械零件的主要失效形式12-3機(jī)械零件的主要失效形式機(jī)械機(jī)械零件的主要失效形式22-3機(jī)械零件的主要失效形式（二）過(guò)大的殘余變形

當(dāng)作用于零件上的應(yīng)力超過(guò)了材料的屈服極限，零件將產(chǎn)生殘余變形。齒輪齒面塑形變形軸承外圈塑性變形

機(jī)械零件的主要失效形式22-3機(jī)械零件的主要失效形式（二）過(guò)機(jī)械零件的主要失效形式32-3機(jī)械零件的主要失效形式（三）零件的表面破壞

零件的表面破壞主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞（點(diǎn)蝕）。齒面接觸疲勞軸瓦磨損

機(jī)械零件的主要失效形式32-3機(jī)械零件的主要失效形式（三）零機(jī)械零件的主要失效形式42-3機(jī)械零件的主要失效形式（四）破壞正常工作條件引起的失效

有些零件只有在一定的工作條件下才能正常的工作，如：

液體摩擦的滑動(dòng)軸承，只有在存在完整的潤(rùn)滑油膜時(shí)才能正常工作。帶傳動(dòng)只有在傳遞的有效圓周力小于臨界摩擦力時(shí)才能正常工作。高速轉(zhuǎn)動(dòng)的零件，只有在轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動(dòng)件系統(tǒng)的固有頻率避開(kāi)一個(gè)適當(dāng)?shù)拈g隔才能正常工作。零件在工作時(shí)會(huì)發(fā)生那一種失效，這與零件的工作環(huán)境、載荷性質(zhì)等很多因素有關(guān)。有統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，一般機(jī)械零件的失效主要是由于疲勞、磨損、腐蝕等因素引起。

機(jī)械零件的主要失效形式42-3機(jī)械零件的主要失效形式（四）破設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求2-4設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求

避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求

結(jié)構(gòu)工藝性要求

經(jīng)濟(jì)性要求

質(zhì)量小的要求

可靠性要求

機(jī)器是由各種各樣的零部件組成的，要使所設(shè)計(jì)的機(jī)器滿足基本要求，就必須使組成機(jī)器的零件滿足以下要求：詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)保證零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、壽命。設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和裝配。

零件應(yīng)有合理的生產(chǎn)加工和使用維護(hù)的成本。

質(zhì)量小則可節(jié)約材料，質(zhì)量小則靈活、輕便。應(yīng)降低零件發(fā)生故障的可能性（概率）。

設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求2-4設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則12-5機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

強(qiáng)度準(zhǔn)則

剛度準(zhǔn)則

設(shè)計(jì)零件時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)零件的失效形式確定其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。一般來(lái)講，有以下幾種準(zhǔn)則：

壽命準(zhǔn)則

振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則

可靠性準(zhǔn)則詳細(xì)說(shuō)明：確保零件不發(fā)生斷裂破壞或過(guò)大的塑性變形，是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。：確保零件不發(fā)生過(guò)大的彈性變形。：通常與零件的疲勞、磨損、腐蝕相關(guān)。：高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)注重此項(xiàng)準(zhǔn)則。：當(dāng)計(jì)及隨機(jī)因素影響時(shí)，仍應(yīng)確保上述各項(xiàng)準(zhǔn)則。

機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則12-5機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則強(qiáng)度準(zhǔn)則剛度機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法2-6機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法

理論設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)

模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法通常分為常規(guī)設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法兩大類(lèi)。

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是指在近二、三十年發(fā)展起來(lái)的更為完善、科學(xué)、計(jì)算精度高、設(shè)計(jì)與計(jì)算速度更快的機(jī)械設(shè)計(jì)方法。如機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等等。

常規(guī)設(shè)計(jì)方法是指采用一定的理論分析和計(jì)算，結(jié)合人們?cè)陂L(zhǎng)期的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出的方法、公式、圖表等進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。它又可分為：詳細(xì)說(shuō)明

機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法2-6機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法理論設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟2-7機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟選擇零件類(lèi)型、結(jié)構(gòu)

機(jī)械零件的設(shè)計(jì)一般要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：詳細(xì)說(shuō)明

計(jì)算零件上的載荷確定計(jì)算準(zhǔn)則選擇零件的材料確定零件的基本尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核計(jì)算畫(huà)出零件工作圖寫(xiě)出計(jì)算說(shuō)明書(shū)

機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟2-7機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟選擇零件類(lèi)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的內(nèi)容分析工作原理類(lèi)型選擇受力分析改進(jìn)與發(fā)展結(jié)果分析與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化模型失效分析建立計(jì)算準(zhǔn)則機(jī)械零件的設(shè)計(jì)內(nèi)容機(jī)械零件分析工作原理類(lèi)型選擇受力分析改進(jìn)與發(fā)展結(jié)果分析與設(shè)計(jì)機(jī)械零件材料的選用原則12-8機(jī)械零件材料的選用原則：鋁(LY12)、銅(ZCuSn10P1)…...黑色金屬有色金屬鐵鋼高分子材料復(fù)合材料陶瓷金屬材料非金屬材料載荷及應(yīng)力的大小和性質(zhì)零件的工作情況零件的結(jié)構(gòu)及加工性材料的經(jīng)濟(jì)性零件的尺寸及重量一、常用材料二、機(jī)械零件材料的選用原則詳細(xì)說(shuō)明：塑料、橡膠、合成纖維

：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、合金鋼…(如：08F

45

60

1Cr18）

：灰鑄鐵、球墨鑄鐵…(如：TH300QT500-5)：強(qiáng)如鋼、輕如鋁、硬如金剛石：強(qiáng)度高、彈性模量大、質(zhì)量輕

機(jī)械零件材料的選用原則12-8機(jī)械零件材料的選用原則：鋁(L機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化12-9機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化的益處：

與設(shè)計(jì)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn):國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等如：ISO

GB

JB、HB

QB

國(guó)標(biāo)分為：強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)和推薦標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕設(shè)計(jì)工作量，便于零部件的互換和組織專(zhuān)業(yè)化的大生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)為GB××××(為標(biāo)準(zhǔn)序號(hào))－××××(為批準(zhǔn)年代)強(qiáng)制性國(guó)標(biāo)必須嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行，否則就是違法。推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)為GB／T××××－××××，這類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)占整個(gè)國(guó)標(biāo)中的絕大多數(shù)。如無(wú)特殊理由和特殊需要，必須遵守這些國(guó)標(biāo)，以期取得事半功倍的效果。

標(biāo)準(zhǔn)化就是要通過(guò)對(duì)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、設(shè)計(jì)方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化12-9機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介12-10機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介

機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法通常是相對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法而言的。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法從總體上概括為力求運(yùn)用現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)、應(yīng)用力學(xué)、微電子學(xué)及信息科學(xué)等方面的最新成果與手段實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)換：以動(dòng)態(tài)的取代靜態(tài)的─如機(jī)器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算。以定量的取代定性的─如有限元計(jì)算。以隨機(jī)量取代確定量─如可靠性設(shè)計(jì)。以優(yōu)化設(shè)計(jì)取代可行性設(shè)計(jì)─如優(yōu)化設(shè)計(jì)。并行設(shè)計(jì)取代串行設(shè)計(jì)─如并行設(shè)計(jì)。微觀的取代宏觀的─如微－納米摩擦學(xué)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)工程法取代分部處理法─如系統(tǒng)工程。自動(dòng)化設(shè)計(jì)取代人工設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)化─如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介12-10機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介機(jī)§3-1材料的疲勞特性§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算§3-3機(jī)械零件的抗斷裂強(qiáng)度§3-4機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度第三章機(jī)械零件的強(qiáng)度§3-1材料的疲勞特性§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算§3機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度準(zhǔn)則是設(shè)計(jì)機(jī)械零件的最基本準(zhǔn)則，即。強(qiáng)度問(wèn)題：

靜應(yīng)力強(qiáng)度：通常認(rèn)為在機(jī)械零件整個(gè)工作壽命期間應(yīng)力變化次數(shù)小于103的通用零件，均按靜應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。（材料力學(xué)范疇）

變應(yīng)力強(qiáng)度：在變應(yīng)力作用下，零件產(chǎn)生疲勞破壞。疲勞破壞定義：金屬材料試件在交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)而發(fā)生的破壞。疲勞破壞的特征：1）零件的最大應(yīng)力在遠(yuǎn)小于靜應(yīng)力的強(qiáng)度極限時(shí)，就可能發(fā)生破壞；2）即使是塑性材料，在沒(méi)有明顯的塑性變形下就可能發(fā)生突然的脆性斷裂。疲勞破壞的原因：材料內(nèi)部的缺陷、加工過(guò)程中的刀痕或零件局部的應(yīng)力集中等導(dǎo)致產(chǎn)生了微觀裂紋，稱(chēng)為裂紋源，在交變應(yīng)力作用下，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)展，直至零件發(fā)生突然斷裂。機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度準(zhǔn)則是設(shè)計(jì)機(jī)械零件的最基本準(zhǔn)則，即應(yīng)力的分類(lèi)靜應(yīng)力：應(yīng)力的大小和方向不隨時(shí)間而變化或變化緩慢的應(yīng)力。零件相應(yīng)的失效形式為塑性變形或斷裂。交變應(yīng)力：應(yīng)力的大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的應(yīng)力。零件相應(yīng)的失效形式為疲勞破壞。例：應(yīng)力的分類(lèi)靜應(yīng)力：應(yīng)力的大小和方向不隨時(shí)間而變化或變化緩慢的常見(jiàn)變應(yīng)力及其基本變化規(guī)律

變應(yīng)力參數(shù)Oσtσmaxσminσmσaσmax

—

最大應(yīng)力σmin

—

最小應(yīng)力σm

—

平均應(yīng)力σa—

應(yīng)力幅

r—

變應(yīng)力循環(huán)特性常見(jiàn)變應(yīng)力及其基本變化規(guī)律變應(yīng)力參數(shù)Oσtσmaxσmi材料疲勞的兩種類(lèi)別材料的疲勞特性一、交變應(yīng)力的描述sm─平均應(yīng)力；sa─應(yīng)力幅值smax─最大應(yīng)力；smin─最小應(yīng)力r─應(yīng)力比（循環(huán)特性）描述規(guī)律性的交變應(yīng)力可有5個(gè)參數(shù)，但其中只有兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立的。r=-1對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力r=0脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力r=1靜應(yīng)力

材料疲勞的兩種類(lèi)別材料的疲勞特性一、交變應(yīng)力的描述sm─平均

對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力σm=0

r=-1

σmin=0

r=0

脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力例：火車(chē)輪軸、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力例：?jiǎn)蜗蜣D(zhuǎn)動(dòng)的齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力σm=0r=-1σmin=

非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力-1<r<0

0<r<1

非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力-1<r<00<r<1tOσ

r＝+1

靜應(yīng)力變應(yīng)力參數(shù)不隨時(shí)間改變的變應(yīng)力稱(chēng)為穩(wěn)定變應(yīng)力；變應(yīng)力參數(shù)隨時(shí)間改變的變應(yīng)力稱(chēng)為不穩(wěn)定變應(yīng)力。隨機(jī)變應(yīng)力可看作循環(huán)變應(yīng)力的特例！例：定滑輪軸、自行車(chē)前輪軸的彎曲應(yīng)力。σm=σmax=σmintOσtOσr＝+1靜應(yīng)力變應(yīng)力參數(shù)不隨時(shí)間改變s－N疲勞曲線-1材料的疲勞特性s－N疲勞曲線-1材料的疲勞特性σrONCDNDσrNσr∞σrNσr∞無(wú)限壽命疲勞極限持久疲勞極限

對(duì)應(yīng)于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N時(shí)的彎曲疲勞極限ND分界轉(zhuǎn)折點(diǎn)水平直線段N>ND

無(wú)限壽命區(qū)曲線段N≤ND有限壽命區(qū)有限壽命（為N）時(shí)的疲勞極限m—

隨應(yīng)力狀態(tài)而不同的指數(shù)

Nσr—

循環(huán)基數(shù)ND=106~25×107

N0σrONCDNDσrNσr∞σrNσr∞無(wú)限壽命疲勞極限對(duì)應(yīng)A′D′G′C45°45°σ0/2σ-1σ0/2σSσmσaOσaσ-1OσmσS三、等壽命疲勞曲線（極限應(yīng)力線圖）

機(jī)械零件材料的疲勞特性除用s－N曲線表示外，還可用等壽命曲線來(lái)描述。該曲線表達(dá)了不同應(yīng)力比時(shí)疲勞極限的特性。在工程應(yīng)用中，常將等壽命曲線用直線來(lái)近似替代。A′D′G′C45°45°σ0/2σ-1σ0/2σSσm極限應(yīng)力線圖材料的疲勞特性用A'Ｇ'C折線表示零件材料的極限應(yīng)力線圖是其中一種近似方法。A'Ｇ'直線的方程為：CＧ'直線的方程為：

yσ為試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料常數(shù)，其值由試驗(yàn)及下式?jīng)Q定：對(duì)于碳鋼，yσ≈0.1~0.2，對(duì)于合金鋼，yσ≈0.2~0.3。

極限應(yīng)力線圖材料的疲勞特性用A'Ｇ'C折線表示零件材料的極限機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算1§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算一、零件的極限應(yīng)力線圖

由于零件幾何形狀的變化、尺寸大小、加工質(zhì)量及強(qiáng)化因素等的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。

以彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)Ｋσ表示材料對(duì)稱(chēng)循環(huán)彎曲疲勞極限σ-1與零件對(duì)稱(chēng)循環(huán)彎曲疲勞極限σ-1e的比值，即在不對(duì)稱(chēng)循環(huán)時(shí)，Ｋσ是試件與零件極限應(yīng)力幅的比值。

將零件材料的極限應(yīng)力線圖中的直線A'D'G'按比例向下移，成為右圖所示的直線ADG，而極限應(yīng)力曲線的CG

部分，由于是按照靜應(yīng)力的要求來(lái)考慮的，故不須進(jìn)行修正。這樣就得到了零件的極限應(yīng)力線圖。詳細(xì)介紹

機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算1§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算一、零A′D′G′Cσ0/2σSσmσaOADG零件的極限應(yīng)力線圖A′D′G′Cσ0/2σSσmσaOADG零件的極限應(yīng)力線機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算2§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算二、單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行零件疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，首先根據(jù)零件危險(xiǎn)截面上的σmax及σmin確定平均應(yīng)力σm與應(yīng)力幅σa，然后，在極限應(yīng)力線圖的坐標(biāo)中標(biāo)示出相應(yīng)工作應(yīng)力點(diǎn)M或N。

根據(jù)零件工作時(shí)所受的約束來(lái)確定應(yīng)力可能發(fā)生的變化規(guī)律，從而決定以哪一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示極限應(yīng)力。機(jī)械零件可能發(fā)生的典型的應(yīng)力變化規(guī)律有以下三種：

應(yīng)力比為常數(shù)：r=C

平均應(yīng)力為常數(shù)σm=C

最小應(yīng)力為常數(shù)σmin=C詳細(xì)分析相應(yīng)的疲勞極限應(yīng)力應(yīng)是極限應(yīng)力曲線上的某一個(gè)點(diǎn)所代表的應(yīng)力。計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：

機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算2§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算二、單單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算

步驟：①根據(jù)零件載荷及結(jié)構(gòu)情況，求σmin、σmax及σa、σm，并將其標(biāo)在零件的極限應(yīng)力線圖中，如圖2.6中M、N點(diǎn)；②求該工作應(yīng)力點(diǎn)的零件疲勞極限σ′max。單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算說(shuō)明應(yīng)遵循與工作應(yīng)力變化規(guī)律相一致的原則，一般工作應(yīng)力有三種變化情況：

r=C（機(jī)器中轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力狀態(tài)）；

σm=C（加載振動(dòng)彈簧）；

σmin=C（受軸向力的緊螺栓聯(lián)接）。但通常采用r=C來(lái)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。③建立計(jì)算安全系數(shù)的計(jì)算公式，進(jìn)行計(jì)算。說(shuō)明

1、r=C的情況當(dāng)r=C時(shí)，找出一個(gè)與工作應(yīng)力變化規(guī)律相同的極限應(yīng)力。

直線OM′1方程：直線AG方程：聯(lián)解可求出σ′ae、σ′me，于是M′1點(diǎn)的零件極限應(yīng)力1、r=C的情況

則（疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式）當(dāng)工作應(yīng)力點(diǎn)N處于OGC區(qū)時(shí)：

2、σm=C的情況聯(lián)解直線MM′2和AG方程，可得M′2點(diǎn)的坐標(biāo)σ′ae、σ′me，于是M′2點(diǎn)的零件極限應(yīng)力

則2、σm=C的情況3、σmin=C的情況說(shuō)明：①具體設(shè)計(jì)零件時(shí)，如果難于確定應(yīng)力可能變化的規(guī)律，在實(shí)踐中往往采用r=C時(shí)的公式；②對(duì)于剪切變應(yīng)力，只需把以上各公式中的正應(yīng)力符號(hào)σ改為切應(yīng)力符號(hào)τ即可；3、σmin=C的情況規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算3§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算三、單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算若應(yīng)力每循環(huán)一次都對(duì)材料的破壞起相同的作用，則應(yīng)力σ1每循環(huán)一次對(duì)材料的損傷率即為1/N1，而循環(huán)了n1次的σ1對(duì)材料的損傷率即為n1/N1。如此類(lèi)推，循環(huán)了n2次的σ2對(duì)材料的損傷率即為n2/N2，……。當(dāng)損傷率達(dá)到100%時(shí)，材料即發(fā)生疲勞破壞，故對(duì)應(yīng)于極限狀況有：用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算不穩(wěn)定變應(yīng)力非規(guī)律性規(guī)律性按損傷累積假說(shuō)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算詳細(xì)分析

規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算3§3-2機(jī)械零件的機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算4§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算四、雙向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算

當(dāng)零件上同時(shí)作用有同相位的穩(wěn)定對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力sa和ta時(shí)，由實(shí)驗(yàn)得出的極限應(yīng)力關(guān)系式為：式中ta′及sa′為同時(shí)作用的切向及法向應(yīng)力幅的極限值。若作用于零件上的應(yīng)力幅sa及ta如圖中M點(diǎn)表示，則由于此工作應(yīng)力點(diǎn)在極限以內(nèi)，未達(dá)到極限條件，因而是安全的。

由于是對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力，故應(yīng)力幅即為最大應(yīng)力?；【€AM'B上任何一個(gè)點(diǎn)即代表一對(duì)極限應(yīng)力σa′及τa′。詳細(xì)推導(dǎo)計(jì)算安全系數(shù)：

機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算4§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算四、雙機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算5§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算五、提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施

在綜合考慮零件的性能要求和經(jīng)濟(jì)性后，采用具有高疲勞強(qiáng)度的材料，并配以適當(dāng)?shù)臒崽幚砗透鞣N表面強(qiáng)化處理。

適當(dāng)提高零件的表面質(zhì)量，特別是提高有應(yīng)力集中部位的表面加工質(zhì)量，必要時(shí)表面作適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)處理。

盡可能降低零件上的應(yīng)力集中的影響，是提高零件疲勞強(qiáng)度的首要措施。

盡可能地減少或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對(duì)于延長(zhǎng)零件的疲勞壽命有著比提高材料性能更為顯著的作用。減載槽

在不可避免地要產(chǎn)生較大應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減載槽來(lái)降低應(yīng)力集中的作用。

機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算5§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算五、提機(jī)械零件的抗斷裂強(qiáng)度§3-3機(jī)械零件的抗斷裂強(qiáng)度

在工程實(shí)際中，往往會(huì)發(fā)生工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力時(shí)所發(fā)生的突然斷裂，這種現(xiàn)象稱(chēng)為低應(yīng)力脆斷。

對(duì)于高強(qiáng)度材料，一方面是它的強(qiáng)度高（即許用應(yīng)力高），另一方面則是它抵抗裂紋擴(kuò)展的能力要隨著強(qiáng)度的增高而下降。因此，用傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論計(jì)算高強(qiáng)度材料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問(wèn)題，就存在一定的危險(xiǎn)性。

斷裂力學(xué)——是研究帶有裂紋或帶有尖缺口的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度和變形規(guī)律的學(xué)科。

通過(guò)對(duì)大量結(jié)構(gòu)斷裂事故分析表明，結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂紋和缺陷的存在是導(dǎo)致低應(yīng)力斷裂的內(nèi)在原因。為了度量含裂紋結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度，在斷裂力學(xué)中運(yùn)用了應(yīng)力強(qiáng)度因子KI（或KⅡ、KⅢ）和斷裂韌度KIC(或KⅡC、KⅢC）這兩個(gè)新的度量指標(biāo)來(lái)判別結(jié)構(gòu)安全性，即：KI＜KIC時(shí)，裂紋不會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展。KI≥KIC時(shí)，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展。

機(jī)械零件的抗斷裂強(qiáng)度§3-3機(jī)械零件的抗斷裂強(qiáng)度機(jī)機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度§3-4機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度

當(dāng)兩零件以點(diǎn)、線相接處時(shí)，其接觸的局部會(huì)引起較大的應(yīng)力。這局部的應(yīng)力稱(chēng)為接觸應(yīng)力。

接觸應(yīng)力是不同于以往所學(xué)過(guò)的擠壓應(yīng)力的。擠壓應(yīng)力是面接觸引起的應(yīng)力，是二向應(yīng)力狀態(tài)，而接觸應(yīng)力是三向應(yīng)力狀態(tài)。接觸應(yīng)力的特點(diǎn)是：僅在局部很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。

式中ρ1和ρ2

分別為兩零件初始接觸線處的曲率半徑,其中正號(hào)用于外接觸，負(fù)號(hào)用于內(nèi)接觸。對(duì)于線接觸的情況，其接觸應(yīng)力可用赫茲應(yīng)力公式計(jì)算。更多圖片

機(jī)機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度§3-4機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度例題分析例題分析

機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)

機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)機(jī)械設(shè)計(jì)課件《總_論》(考研的內(nèi)部)第四章摩擦、磨損與潤(rùn)滑概述§4-1摩擦§4-2磨損§4-3潤(rùn)滑劑、添加劑和潤(rùn)滑方法§4-4流體潤(rùn)滑原理簡(jiǎn)介§4-0概述第四章摩擦、磨損與潤(rùn)滑概述§4-1摩擦§4-2磨損

摩擦是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間的相互阻礙作用現(xiàn)象；

磨損是由于摩擦而造成的物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移；

潤(rùn)滑是減輕摩擦和磨損所應(yīng)采取的措施。關(guān)于摩擦、磨損與潤(rùn)滑的學(xué)科構(gòu)成了摩擦學(xué)(Tribology)。摩擦學(xué)

摩擦學(xué)是研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用表面間的摩擦、磨損和潤(rùn)滑，以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門(mén)邊緣學(xué)科。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，摩擦學(xué)的理論和應(yīng)用必將由宏觀進(jìn)入微觀，由靜態(tài)進(jìn)入動(dòng)態(tài)，由定性進(jìn)入定量，成為系統(tǒng)綜合研究的領(lǐng)域。

世界上使用的能源大約有1/3~1/2消耗于摩擦。如果能夠盡力減少無(wú)用的摩擦消耗，便可大量節(jié)省能源。另外，機(jī)械產(chǎn)品的易損零件大部分是由于磨損超過(guò)限度而報(bào)廢和更換的，如果能控制和減少磨損，則既減少設(shè)備維修次數(shù)和費(fèi)用，又能節(jié)省制造零件及其所需材料的費(fèi)用。概述

§4-0摩擦是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間的相互阻礙作用現(xiàn)象；磨損是摩擦摩擦1二、摩擦的分類(lèi)內(nèi)摩擦：在物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生的阻礙分子之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。外摩擦：在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間發(fā)生的相互阻礙作用現(xiàn)象。靜摩擦：僅有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)的摩擦。動(dòng)摩擦：在相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行中的摩擦?；瑒?dòng)摩擦：物體表面間的運(yùn)動(dòng)形式是相對(duì)滑動(dòng)。滾動(dòng)摩擦：物體表面間的運(yùn)動(dòng)形式是相對(duì)滾動(dòng)。

“機(jī)械說(shuō)”產(chǎn)生摩擦的原因是表面微凸體的相互阻礙作用；

“分子說(shuō)”產(chǎn)生摩擦的原因是表面材料分子間的吸力作用；一、摩擦的機(jī)理

“機(jī)械－分子說(shuō)”兩種作用均有。

§4-1摩擦摩擦1二、摩擦的分類(lèi)內(nèi)摩擦：在物質(zhì)的內(nèi)部

1785年，法國(guó)的庫(kù)侖用機(jī)械嚙合概念解釋干摩擦，提出摩擦理論。后來(lái)又有人提出分子吸引理論和靜電力學(xué)理論。1935年，英國(guó)的鮑登等人開(kāi)始用材料粘附概念研究干摩擦，1950年，鮑登提出了粘附理論。摩擦2摩擦三、４種滑動(dòng)摩擦狀態(tài)（詳細(xì)介紹）１.干摩擦是指表面間無(wú)任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦。２.邊界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開(kāi)，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能時(shí)的摩擦。（詳細(xì)介紹）

§4-11785年，法國(guó)的庫(kù)侖用機(jī)械嚙合概念解釋干摩擦，提出摩擦邊界摩擦：表面被吸附在表面的邊界膜隔開(kāi)；按邊界膜形成機(jī)理，邊界膜分為：物理吸附膜：潤(rùn)滑劑中脂肪酸的極性分子吸附在吸附膜金屬表面而形成；化學(xué)吸附膜：潤(rùn)滑劑中分子受化學(xué)鍵作用而吸附在金屬表面形成；反應(yīng)膜——潤(rùn)滑劑中以原子形式存在的S、Al、P元素與金屬反應(yīng)生成化合物，在金屬表面形成的薄膜。反應(yīng)膜具有較高的熔點(diǎn)，比吸附膜穩(wěn)定。=油膜厚度/粗糙度邊界摩擦：表面被吸附在表面的邊界膜隔開(kāi)；按邊界膜形成機(jī)理，邊摩擦3摩擦４．混合摩擦是指摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)?；旌夏Σ聊苡行Ы档湍Σ磷枇?，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。３．流體摩擦是指摩擦表面被流體膜隔開(kāi)，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力的摩擦。流體摩擦?xí)r的摩擦系數(shù)最小，且不會(huì)有磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài)。邊界摩擦和混合摩擦在工程實(shí)際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱(chēng)為不完全液體摩擦。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于摩擦學(xué)的研究已逐漸深入到微觀研究領(lǐng)域，形成了微－納米摩擦學(xué)理論，引發(fā)出許多新的概念，比如提出了超潤(rùn)滑的概念等。從理論上講，超潤(rùn)滑是實(shí)現(xiàn)摩擦系數(shù)為零的摩擦狀態(tài)，但在實(shí)際研究中，一般認(rèn)為摩擦系數(shù)在0.001量級(jí)（或更低）的摩擦狀態(tài)即可認(rèn)為屬于超潤(rùn)滑。關(guān)于這方面的研究也是目前微－納米摩擦學(xué)研究的一個(gè)重要方面，同學(xué)們應(yīng)對(duì)此給予關(guān)注。

§4-1摩擦3摩擦４．混合摩擦是指摩擦表面間處于邊界摩擦磨損是運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦而導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移。磨損會(huì)影響機(jī)器的效率，降低工作的可靠性，甚至促使機(jī)器提前報(bào)廢。磨損1在設(shè)計(jì)或使用機(jī)器時(shí)，應(yīng)該力求縮短磨合期，延長(zhǎng)穩(wěn)定磨損期，推遲劇烈磨損的到來(lái)。為此就必須對(duì)形成磨損的機(jī)理有所了解。一個(gè)零件的磨損過(guò)程大致可分為三個(gè)階段，即：磨合階段新的零件在開(kāi)始使用時(shí)一般處于這一階段，磨損率較高。穩(wěn)定磨損階段屬于零件正常工作階段，磨損率穩(wěn)定且較低。劇烈磨損階段屬于零件即將報(bào)廢的階段，磨損率急劇升高。摩擦2

對(duì)磨損的研究開(kāi)展較晚，20世紀(jì)50年代提出粘著理論后，60年代在相繼研制出各種表面分析儀器的基礎(chǔ)上，磨損研究才得以迅速開(kāi)展。（詳細(xì)介紹）磨損

§4-2磨損是運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦而導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移磨損2磨粒磨損也簡(jiǎn)稱(chēng)磨損，是外部進(jìn)入摩擦表面的游離硬顆?；蛴驳妮喞寮馑鸬哪p。沖蝕磨損流體中所夾帶的硬質(zhì)物質(zhì)或顆粒，在流體沖擊力作用下而在摩擦表面引起的磨損。微動(dòng)磨損是指摩擦副在微幅運(yùn)動(dòng)時(shí)，由上述各磨損機(jī)理共同形成的復(fù)合磨損。微幅運(yùn)動(dòng)可理解為不足以使磨粒脫離摩擦副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。粘附磨損也稱(chēng)膠合，當(dāng)摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點(diǎn)處由于瞬時(shí)的溫升和壓力發(fā)生“冷焊”后，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，材料從一個(gè)表面遷移到另一個(gè)表面，便形成粘附磨損。疲勞磨損也稱(chēng)點(diǎn)蝕，是由于摩擦表面材料微體積在交變的摩擦力作用下，反復(fù)變形所產(chǎn)生的材料疲勞所引起的磨損。磨損

關(guān)于磨損機(jī)理與分類(lèi)的見(jiàn)解頗不一致，大體上可概括為：（更多介紹）腐蝕磨損當(dāng)摩擦表面材料在環(huán)境的化學(xué)或電化學(xué)作用下引起腐蝕，在摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的磨損即為腐蝕磨損。

§4-2磨損2磨粒磨損也簡(jiǎn)稱(chēng)磨損，是外部進(jìn)入摩擦表面的游離硬潤(rùn)滑劑、添加劑和潤(rùn)滑方法一、潤(rùn)滑劑

潤(rùn)滑油

潤(rùn)滑脂

固體潤(rùn)滑劑粘度的種類(lèi)有很多，如：動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、條件粘度等。潤(rùn)滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)是：錐入度，反映其稠度大小。

粘度是潤(rùn)滑油的主要質(zhì)量指標(biāo)，粘度值越高，油越稠，反之越?。粷?rùn)滑油的牌號(hào)與運(yùn)動(dòng)粘度有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如：牌號(hào)為L(zhǎng)-AN10的油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度大約為10cSt。滴點(diǎn)，決定工作溫度。應(yīng)用礦物油作潤(rùn)滑劑的記載最早見(jiàn)于西晉張華所著《博物志》，書(shū)中提到酒泉延壽和高奴有石油，并且用于“膏車(chē)及水碓甚佳”。（具體說(shuō)明）潤(rùn)滑劑、添加劑和潤(rùn)滑方法工程中常用運(yùn)動(dòng)粘度，單位是：St(斯)或cSt(厘斯)，量綱為(m2/s)；

：動(dòng)植物油、