機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論第1頁(yè)/共57頁(yè)基本要求了解機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求和設(shè)計(jì)步驟；掌握機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算中載荷、應(yīng)力的種類及相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；了解接觸強(qiáng)度及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；了解干摩擦、邊界摩擦、混合磨擦和流體摩擦的機(jī)理和物理特征；了解潤(rùn)滑的作用及潤(rùn)滑劑的主要質(zhì)量指標(biāo)；了解機(jī)械制造常用材料及其選擇原則；了解機(jī)械設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)化的意義及相關(guān)概念；了解機(jī)械零件工藝性的基本要求。第2頁(yè)/共57頁(yè)§2.1機(jī)械零件的失效與設(shè)計(jì)基本要求一、失效概念（Failure）設(shè)計(jì)的使用條件下設(shè)計(jì)的壽命期限內(nèi)不能完成設(shè)計(jì)的功能失效零件例:齒輪軸斷裂—失效第3頁(yè)/共57頁(yè)二、失效形式（Failuretypes）1、整體斷裂過(guò)載斷裂疲勞斷裂2、表面破壞磨損冷膠合熱膠合點(diǎn)蝕塑性變形過(guò)大彈性變形3、變形過(guò)大膠合4、過(guò)大振動(dòng)腐蝕第4頁(yè)/共57頁(yè)▲

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：三、設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求第5頁(yè)/共57頁(yè)提高零件強(qiáng)度的措施有：▲采用高強(qiáng)度的材料；▲使零件具有足夠的截面尺寸；▲合理設(shè)計(jì)零件的截面形狀，增大慣性矩；▲采用熱處理和化學(xué)處理方法提高材料的強(qiáng)度性能；▲提高零件的制造精度，以減少工作時(shí)的動(dòng)載荷；▲合理配置零件的相對(duì)位置，以降低零件的載荷。1)強(qiáng)度要求應(yīng)保證零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、壽命。1、避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求第6頁(yè)/共57頁(yè)提高零件剛度的措施有：▲增大零件的截面尺寸或增大慣性矩；▲縮短支承的跨距或采用多點(diǎn)支承。2)剛度要求

零件在工作時(shí)的彈性變形不能超過(guò)允許的范圍稱為零件的剛度要求。剛度：指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。如果零件的剛度不足，有些零件則會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生過(guò)大的彈性變形而失效。例如：機(jī)床主軸的彈性變性過(guò)大將會(huì)影響所加工工件的精度。y——可以是撓度、偏轉(zhuǎn)角或扭轉(zhuǎn)角

第7頁(yè)/共57頁(yè)抗腐蝕的措施有：▲表面發(fā)蘭（發(fā)黑）；▲表面鍍層；▲表面涂漆；▲表面陽(yáng)極化。零件處在腐蝕性介質(zhì)中工作時(shí)，可能使材料遭到腐蝕。

大部分零件工作在變應(yīng)力下，故疲勞破壞是引起零件破壞的主要原因。影響疲勞強(qiáng)度的因素有：▲應(yīng)力集中；▲零件的尺寸大??；▲零件表面質(zhì)量及環(huán)境狀況：3)壽命要求影響零件壽命的主要因素有：疲勞破壞腐蝕磨損第8頁(yè)/共57頁(yè)2、結(jié)構(gòu)工藝性要求零件工藝性良好的標(biāo)志----

在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工而加工費(fèi)用又很低。工藝性的基本要求：1)毛坯選擇合理毛坯選擇與生產(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(shí)，選用棒料、板材、型材或焊件。大批量生產(chǎn)時(shí)，往往選用鑄造、鍛造、沖壓等方法。2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理▲最好采用平面、柱面、螺旋面等簡(jiǎn)單表面及其組合；▲盡量減少加工面數(shù)和加工面積；▲盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件；▲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；第9頁(yè)/共57頁(yè)3)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。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。4)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。力求使少或無(wú)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、粉末冶金等先進(jìn)工藝滿足上述要求。欲設(shè)計(jì)出工藝性良好的零件，設(shè)計(jì)者必須虛心向工藝技術(shù)人員和一線工人學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)。第10頁(yè)/共57頁(yè)3、經(jīng)濟(jì)性要求零件的經(jīng)濟(jì)性首先表現(xiàn)在零件的生產(chǎn)制造成本上。▲簡(jiǎn)化零件的結(jié)構(gòu)，降低材料消耗；▲采用無(wú)余量、少余量的毛坯，減少加工工時(shí)；▲采用廉價(jià)而充足的材料代替昂貴材料；▲大型零件采用組合結(jié)構(gòu)而非整體結(jié)構(gòu)；▲盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件。第11頁(yè)/共57頁(yè)減小質(zhì)量的措施：▲采用緩沖裝置來(lái)降低零件所受沖擊載荷；▲采用安全裝置來(lái)限制作用在零件所受最大載荷；▲從零件應(yīng)力較小處削減部分材料，以改善零件受力的均勻性，提高材料的利用率；▲采用與工作載荷方向相反的預(yù)載荷，以降低零件的工作載荷；▲采用輕型薄璧沖壓件或焊接件代替鑄造、鍛壓件；▲采用強(qiáng)重比高的材料。4、質(zhì)量小的要求減小質(zhì)量的好處：節(jié)約材料；減小慣性，改善機(jī)器的動(dòng)力性能。第12頁(yè)/共57頁(yè)5、可靠性要求

零件的實(shí)效是隨機(jī)發(fā)生的，其原因是零件所受的載荷、環(huán)境溫度、零件本身物理和機(jī)械性能等因素是隨機(jī)變化的。為了提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩個(gè)方面使其變化盡可能小。系統(tǒng)、機(jī)器或零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。

可靠度：表示零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率第13頁(yè)/共57頁(yè)強(qiáng)度準(zhǔn)則剛度準(zhǔn)則振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則耐熱性準(zhǔn)則可靠性準(zhǔn)則四、機(jī)械零件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則因?yàn)槭ь愋筒煌詸C(jī)械零件的工作能力類型也不同，故機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則也不同第14頁(yè)/共57頁(yè)五、機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟1)

根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。為此，必須對(duì)各種零件的不同類型、優(yōu)缺點(diǎn)、特性和使用范圍等，進(jìn)行綜合對(duì)比與正確選用。2)

根據(jù)機(jī)器的工作要求，計(jì)算作用在零件上的載荷。3)

根據(jù)零件的工作條件及對(duì)零件的特殊要求(如高溫環(huán)境等)

選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀?)

根據(jù)零件的失效形式，確定零件的計(jì)算準(zhǔn)則，通過(guò)計(jì)算，確定零件的基本尺寸。5)

根據(jù)工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（繪制草圖）6)

細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)完成之后，必要時(shí)]進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算，以判定結(jié)構(gòu)的合理性。7)

繪制零件工作圖，并撰寫計(jì)算說(shuō)明書。第15頁(yè)/共57頁(yè)

為了防止機(jī)械零件在工作中產(chǎn)生失效，設(shè)計(jì)時(shí)，需要以零件的工作能力計(jì)算準(zhǔn)則為依據(jù)進(jìn)行必要的計(jì)算，常用的計(jì)算方法（過(guò)程）有兩種：1）設(shè)計(jì)計(jì)算：先分析零件的可能失效形式，根據(jù)該失效形式的計(jì)算準(zhǔn)則通過(guò)計(jì)算確定零件的結(jié)構(gòu)尺寸。2）校核計(jì)算：先確定零件的結(jié)構(gòu)尺寸，然后再驗(yàn)算零件是否滿足計(jì)算準(zhǔn)則。如不滿足，則應(yīng)修改零件的尺寸。第16頁(yè)/共57頁(yè)

按名義載荷求得的應(yīng)力稱為名義應(yīng)力按計(jì)算載荷求得的應(yīng)力稱為計(jì)算應(yīng)力

在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷稱為名義載荷

機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，零件還會(huì)受到各種附加載荷，通常引入載荷系數(shù)K來(lái)估計(jì)這些因素的影響。名義載荷與載荷系數(shù)的乘積稱為計(jì)算載荷§2.2機(jī)械零件的強(qiáng)度一、載荷和應(yīng)力第17頁(yè)/共57頁(yè)1.載荷動(dòng)載荷：由于運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的慣性力和沖擊等引起的載荷靜載荷變載荷按是否隨時(shí)間變化，載荷2.應(yīng)力靜應(yīng)力變應(yīng)力σmax─最大應(yīng)力；σ

min─最小應(yīng)力σ

m─平均應(yīng)力；σ

a─應(yīng)力幅值r─應(yīng)力比（循環(huán)特性）隨機(jī)變應(yīng)力非隨機(jī)變應(yīng)力穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力不穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力σtσmaxσminσmσa第18頁(yè)/共57頁(yè)對(duì)稱循環(huán)脈動(dòng)循環(huán)穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力r=-1、σm＝0脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力

r=0、σ

min＝0靜應(yīng)力r=1靜應(yīng)力（可看作是循環(huán)應(yīng)力的一個(gè)特例）靜應(yīng)力只在靜載荷作用下產(chǎn)生，循環(huán)應(yīng)力可由變載荷產(chǎn)生，也可由靜載荷產(chǎn)生。第19頁(yè)/共57頁(yè)強(qiáng)度：指機(jī)械零件工作時(shí)抵抗破壞（斷裂或塑性變形）的能力。

強(qiáng)度條件有兩種表示方法：1）用應(yīng)力表示：2）用安全系數(shù)表示：式中：σ—計(jì)算最大應(yīng)力σlim—極限應(yīng)力S—計(jì)算安全系數(shù)[σ]—許用應(yīng)力[S]—許用安全系數(shù)注：對(duì)于切應(yīng)力，只須將上述各公式中的σ

換成τ

即可。第20頁(yè)/共57頁(yè)二、靜強(qiáng)度

在靜應(yīng)力下工作的零件，其可能的失效形式是塑性變形或斷裂。材料種類不同，所取極限應(yīng)力也不同。塑性材料單向應(yīng)力狀態(tài)下：

，復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：按第三或第四強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。

脆性材料

單向應(yīng)力狀態(tài)下：

，復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：按第一強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。

第21頁(yè)/共57頁(yè)三、疲勞強(qiáng)度疲勞：機(jī)械零件在變應(yīng)力的作用下的失效形式疲勞極限：應(yīng)力比為r的應(yīng)力循環(huán)作用N次后，材料不發(fā)生疲勞的最大應(yīng)力疲勞壽命（N）:材料疲勞失效前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N

疲勞曲線：應(yīng)力循環(huán)特性一定時(shí)，材料的疲勞極限與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)之間關(guān)系的曲線第22頁(yè)/共57頁(yè)σmaxN1.s－N疲勞曲線

用參數(shù)σmax表征材料的疲勞極限，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可得出如圖所示的疲勞曲線。稱為：

s－N疲勞曲線104C

在原點(diǎn)處，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為N=1/4，意味著在加載到最大值時(shí)材料被拉斷。顯然該值為強(qiáng)度極限σB。B103σtσBAN=1/4

在AB段，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)<103σmax變化很小，可以近似看作為靜應(yīng)力強(qiáng)度。BC段，N=103~104，隨著N↑

→σmax↓,疲勞現(xiàn)象明顯。

因N較小，特稱為：低周疲勞。第23頁(yè)/共57頁(yè)

由于ND很大，所以在作疲勞試驗(yàn)時(shí)，常規(guī)定一個(gè)循環(huán)次數(shù)N0(稱為循環(huán)基數(shù))，用N0及其相對(duì)應(yīng)的疲勞極限σr來(lái)近似代表ND和σr∞。σmaxNσrN0≈107CDσrNNσBAN=1/4

D點(diǎn)以后的疲勞曲線呈一水平線，代表著無(wú)限壽命區(qū)其方程為：

實(shí)踐證明，機(jī)械零件的疲勞大多發(fā)生在CD段?？捎孟率矫枋觯河谑怯校?04CB103第24頁(yè)/共57頁(yè)CD區(qū)間內(nèi)循環(huán)次數(shù)N與疲勞極限srN的關(guān)系為：式中，sr、N0及m的值由材料試驗(yàn)確定。

試驗(yàn)結(jié)果表明在CD區(qū)間內(nèi)，試件經(jīng)過(guò)相應(yīng)次數(shù)的邊應(yīng)力作用之后，總會(huì)發(fā)生疲勞破壞。而D點(diǎn)以后，如果作用的變應(yīng)力最大應(yīng)力小于D點(diǎn)的應(yīng)力（σmax<σr），則無(wú)論循環(huán)多少次，材料都不會(huì)破壞。CD區(qū)間-----有限疲勞壽命階段D點(diǎn)之后----無(wú)限疲勞壽命階段高周疲勞σmaxNσrN0≈107CσBAN=1/4

104CB103DσrNN第25頁(yè)/共57頁(yè)2.材料的極限應(yīng)力線圖(Curveoffatiguelimit)同種材料、r不同時(shí)，σr在σm–σa

坐標(biāo)系下的關(guān)系曲線-10/2CA45°amO0/2DBS45°Bσr=σm+σa(-1≤r≤+1)A:σm=0,r=-1C:σm=σa,r=0B:σa=0,r=+1ACB—實(shí)驗(yàn)線圖ACED—簡(jiǎn)化線圖E第26頁(yè)/共57頁(yè)如齒輪、凸輪、滾動(dòng)軸承等。B

機(jī)械零件中各零件之間的力的傳遞，總是通過(guò)兩個(gè)零件的接觸形式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。異形曲面的接觸形式為點(diǎn)接觸或線接觸。四、接觸強(qiáng)度第27頁(yè)/共57頁(yè)

若兩個(gè)零件在受載前是點(diǎn)接觸或線接觸。受載后，由于變形其接觸處為一小面積，通常此面積甚小而表層產(chǎn)生的局部應(yīng)力卻很大，這種應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力。這時(shí)零件強(qiáng)度稱為接觸強(qiáng)度。FFρ2

O2

ρ1

O1

ρ2

O2

ρ1

O1

FFω2

2bsHω1

變形量B接觸失效形式常表現(xiàn)為：疲勞點(diǎn)蝕后果：減少了接觸面積、損壞了零件的光滑表面、降低了承載能力、引起振動(dòng)和噪音。初始疲勞裂紋初始疲勞裂紋裂紋的擴(kuò)展與斷裂油金屬剝落出現(xiàn)小坑機(jī)械零件的接觸應(yīng)力通常是隨時(shí)間作周期性變化的，在載荷重復(fù)作用下，首先在表層內(nèi)約20μm處產(chǎn)生初始疲勞裂紋，然后裂紋逐漸擴(kuò)展(潤(rùn)滑油被擠迸裂紋中將產(chǎn)生高壓，使裂紋加快擴(kuò)展，終于使表層金屬呈小片狀剝落下來(lái)，而在零件表面形成一些小坑，這種現(xiàn)象稱為渡勞點(diǎn)蝕。第28頁(yè)/共57頁(yè)b由彈性力學(xué)可知，應(yīng)力為：上述公式稱為赫茲(H·Hertz)公式

“+”用于外接觸，“-”用于內(nèi)接觸。σHσHρ2ρ1Fnρ1Fnbρ2σHσH第29頁(yè)/共57頁(yè)σH--最大接觸應(yīng)力或赫茲應(yīng)力;b--接觸長(zhǎng)度;Fn

--載荷;-----綜合曲率半徑;-----綜合彈性模量;E1、

E2

分別為兩圓柱體的彈性模量。接觸疲勞強(qiáng)度的判定條件為：bFnσHlim為由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的材料的接觸疲勞極限，若兩零件的硬度不同時(shí)，常以較軟零件的接觸疲勞極限為準(zhǔn)。接觸應(yīng)力具有上下對(duì)等、左右對(duì)稱及稍離接觸區(qū)中線即迅速降低等特點(diǎn)。第30頁(yè)/共57頁(yè)§2.3機(jī)械系統(tǒng)的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)摩擦學(xué)----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)用的一門學(xué)科?！Σ?-相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間的相互阻礙作用現(xiàn)象；▲

潤(rùn)滑--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)。世界上使用的能源大約有1/3~1/2消耗于摩擦。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。減少摩擦節(jié)省能源；減少磨損降低設(shè)備維修次數(shù)和費(fèi)用，節(jié)省制造零件及其所需材料的費(fèi)用。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。▲

磨損--由于摩擦而造成的物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移；第31頁(yè)/共57頁(yè)1.干摩擦兩零件表面直接接觸后，因?yàn)槲⒂^局部壓力高而形成許多冷焊點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)被剪切。2.邊界摩擦一、摩擦狀態(tài)運(yùn)動(dòng)副表面有一層厚度<1μm的薄油膜，不足以將兩金屬表面完全分開(kāi)，其表面部分微觀高峰部分仍將相互搓削。比干摩擦的磨損輕，f≈0.1~0.3v有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開(kāi)，彼此不直接接觸。是理想的摩擦狀態(tài)。3.液體摩擦摩擦和磨損極輕，f≈0.001~0.01

vvv第32頁(yè)/共57頁(yè)4.混合摩擦v

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)。混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。第33頁(yè)/共57頁(yè)機(jī)器的壽命磨損—由于摩擦而導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移。磨損曲線磨合階段磨損量時(shí)間劇烈磨損階段

穩(wěn)定磨損階段二、磨損磨損過(guò)程大致如圖所示：▲磨合階段----包括摩擦表面輪廓峰的形狀變化和表面材料被加工硬化兩個(gè)過(guò)程。▲穩(wěn)定磨損階段----零件在平穩(wěn)而緩慢的速度下磨損?！鴦×夷p階段----在經(jīng)過(guò)穩(wěn)定磨損階段后，零件表面遭到破壞，運(yùn)動(dòng)副間隙增大引起而外的動(dòng)載荷和振動(dòng)。零件即將進(jìn)入報(bào)廢階段。后果—降低機(jī)器的效率和可靠性，甚至促使機(jī)器提前報(bào)廢。

設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，要求縮短磨合期、延長(zhǎng)穩(wěn)定期、推遲劇烈磨損期的到來(lái)。第34頁(yè)/共57頁(yè)三、潤(rùn)滑

潤(rùn)滑的作用：降低摩擦副的摩擦、減少磨損，以及冷卻、密封、防銹和減振等。潤(rùn)滑的分類1）流體動(dòng)力潤(rùn)滑：靠?jī)赡Σ帘砻娴南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)建立壓力油膜（稱為動(dòng)壓油膜），兩表面被壓力油膜完全分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)流體潤(rùn)滑。2）流體靜力潤(rùn)滑：兩摩擦表面被外部供油裝備輸入的壓力油完全分開(kāi)，強(qiáng)迫形成壓力油膜，實(shí)現(xiàn)流體潤(rùn)滑。3）彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑：是指理論上為點(diǎn)、線接觸的摩擦副，在考慮表面的彈性變形等因素的基礎(chǔ)上建立的流體動(dòng)力潤(rùn)滑。4）邊界潤(rùn)滑和混合潤(rùn)滑（即邊界摩擦和混合摩擦）。第35頁(yè)/共57頁(yè)四、潤(rùn)滑劑及其特性：石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等。凡是能減小摩擦阻力，減小磨損的物質(zhì)都可作為潤(rùn)滑劑。1.潤(rùn)滑劑的分類1）液體潤(rùn)滑劑：2）潤(rùn)滑脂：注：潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂在實(shí)際中應(yīng)用最廣。俗稱黃油。由潤(rùn)滑油+稠化劑混合而成。潤(rùn)滑脂的主要性能指標(biāo)是：錐入度，反映其稠度大小。

滴點(diǎn)，決定工作溫度。3)固體潤(rùn)滑劑4）氣體潤(rùn)滑劑：如空氣、氮?dú)?、二氧化碳等。主要有：?dòng)植物油、礦物油、水、液態(tài)金屬等。第36頁(yè)/共57頁(yè)2.潤(rùn)滑油的主要性質(zhì)1）油性：是潤(rùn)滑油吸附于摩擦表面形成邊界膜的能力。油性越好，吸附能力就越強(qiáng)。2）粘度：是表示油液內(nèi)部相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦阻力大小的性能指標(biāo)。（粘度是選擇潤(rùn)滑油的主要依據(jù)）。AoxyydyduB液體層與層之間摩擦切應(yīng)力：τ=ηdudy實(shí)驗(yàn)結(jié)果：η----液體的動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度工程中常用運(yùn)動(dòng)粘度：ν

=ηρ

注：我國(guó)潤(rùn)滑油的牌號(hào)就是用40℃下運(yùn)動(dòng)粘度的平均值表示的。第37頁(yè)/共57頁(yè)影響粘度的主要因素：溫度t↑壓力p

↑→η↓ →η↑ 粘--溫圖

粘度值的大小不僅影響摩擦副的運(yùn)動(dòng)阻力，而且對(duì)潤(rùn)滑油膜的形成及承載能力具有決定性的作用。p<10Mpa時(shí)可忽略。變化很小第38頁(yè)/共57頁(yè)▲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§2-4零件制造常用材料及其選擇

適用于制作機(jī)械零件的材料種類非常之多，在設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，如何從各種各樣的材料中選擇出合適的材料，是一項(xiàng)受多方面因素所制約的復(fù)雜的工作。設(shè)計(jì)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(jī)械和工藝性能以及經(jīng)濟(jì)因素等進(jìn)行全面考慮。選材的一般原則第39頁(yè)/共57頁(yè)脆性材料----只適用于制造在靜載荷下工作的零件；1.載荷及應(yīng)力的大小和性質(zhì)2.零件的工作情況--指零件所處的環(huán)境特點(diǎn)、工作溫度、摩擦磨損程度等。這方面的因素主要是從強(qiáng)度觀點(diǎn)來(lái)考慮的，應(yīng)在充分了解材料的機(jī)械性能的前提下來(lái)進(jìn)行選擇。

金屬材料的性能一般可以通過(guò)熱處理加以提高和改善，因此，要充分利用熱處理手段來(lái)發(fā)揮材料的潛力。對(duì)于常用的調(diào)質(zhì)鋼，由于其回火溫度的不同，可得到機(jī)械性能不同的毛坯。塑性材料----適用于在有沖擊情況下工作的零件?！跐駸岘h(huán)境下工作的零件，其材料應(yīng)具有良好防腐蝕能力，可選用不銹鋼、銅合金等。第40頁(yè)/共57頁(yè)

零件的尺寸及質(zhì)量的大小與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)。3.零件的尺寸及重量▲兩配合零件的線性膨脹系數(shù)不能相差過(guò)大，一面在溫度變化時(shí)產(chǎn)生過(guò)大熱應(yīng)力或使配合松動(dòng)，另一方面要考慮材料機(jī)械性能隨溫度而變化的情況?！慵诠ぷ髦锌赡馨l(fā)生磨損的表面，應(yīng)提高其表面硬度，增加耐磨性，因此應(yīng)選擇淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼?！描T造材料制造毛坯時(shí)，一般可以不受尺寸及質(zhì)量大小的限制；▲而用鍛造材料制造毛坯時(shí)，則須注意鍛壓機(jī)械及設(shè)備的生產(chǎn)能力。▲應(yīng)盡可能選用強(qiáng)重比大的材料，以便減小零件的尺寸和質(zhì)量。第41頁(yè)/共57頁(yè)▲

材料的加工費(fèi)用;5.材料的經(jīng)濟(jì)性選材時(shí)還應(yīng)考慮到當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)夭牧系墓?yīng)狀況。為了簡(jiǎn)化供應(yīng)和貯存的材料品種，對(duì)于小批制造的零件，應(yīng)盡可能地減少同一部機(jī)器上使用的材料品種和規(guī)格。6.材料的供應(yīng)狀況材料的經(jīng)濟(jì)性主要表現(xiàn)在以下幾方面：▲