1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第一章 緒論（一）機械的基本概況機構(gòu)：由兩個以上的構(gòu)件通過活動連接以實現(xiàn)規(guī)定運動的組合體，其各組成部分之間具有一定的相對運動用來傳遞、轉(zhuǎn)換運動和動力，或?qū)崿F(xiàn)某種特定的運動機器：由一個或一個以上的機構(gòu)組成，具有確定機械運動并完成一定有用工作過程的裝置機械：機構(gòu)和機器的總稱機構(gòu)和機器之間的區(qū)別與聯(lián)系機構(gòu)：傳遞、轉(zhuǎn)換運動與動力實現(xiàn)某種特定的運動機器：具有確定機械運動、轉(zhuǎn)換機械能、完成一定有用工作過程零件：組成機械不可拆的基本單元；專用零件構(gòu)件：在機構(gòu)中組成機構(gòu)彼此間具有一定相

2、對運動關(guān)系的基本單元部件：機械的一部分，為可以完成同一功能而在結(jié)構(gòu)上連接在一起、能協(xié)同工作的零件的組合體機械、機器、機構(gòu)、構(gòu)件、零件之間的關(guān)系機械的特征及種類制造業(yè)和機械工業(yè)機械工程的涵義機械工程的工作內(nèi)容（按工作性質(zhì)劃分）建立和發(fā)展能直接應(yīng)用于機械工程的工程理論基礎(chǔ)研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品機械產(chǎn)品的生產(chǎn)機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理機械產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境污染和自然資源過度耗費問題及其處理措施機械工程發(fā)展社會發(fā)展與機械工程第一次革命：大約200萬年前，學(xué)會了用木棍和石塊等天然工具，并鍛煉了大腦和手指第二次革命：大約50萬年前，學(xué)會了制造和使用簡單的木制和石制工具，繼而發(fā)現(xiàn)了火第三次革命：大約1500

3、0年前，制作和使用簡單機械，開始 了農(nóng)耕與畜牧第四次革命： 1750年到1850年之間，瓦特第一臺蒸汽機第五次革命： 計算機的發(fā)明導(dǎo)致了一場現(xiàn)代工業(yè)革命。智能機械開始應(yīng)用，計算機正在改變?nèi)祟惖膫鹘y(tǒng)生活方式和工作方式機械工程發(fā)展史古代機械史(ancient history of machinery，1750年) 機械始于工具近代機械工程史(modern history of mechanical engineering)用生產(chǎn)能力大和產(chǎn)品質(zhì)量高的大機器取代手工工具和簡陋機械。用蒸汽機和內(nèi)燃機等無生命動力取代人和牲畜的肌肉動力。用大型的集中的工廠生產(chǎn)系統(tǒng)取代分散的手工業(yè)作坊。現(xiàn)代機械工程史(con

4、temporary history of mechanical engineering)多領(lǐng)域、多學(xué)科結(jié)合中國機械工程發(fā)展簡單工具時期：舊石器時代：粗制工具新石器時代：精致工具古代機械時期迅速發(fā)展階段：古車成熟階段：處于世界領(lǐng)先地位緩慢前進階段：閉關(guān)鎖國近代機械時期半殖民地的社會性質(zhì)吸收世界科學(xué)技術(shù)內(nèi)容與古代機械及傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)聯(lián)系少現(xiàn)代機械時期 擺脫對帝國主義的依賴，大力發(fā)展機械工業(yè)的地位機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的“裝備部”機械制造業(yè)是工業(yè)的主要組成部分機械制造業(yè)是國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和載體，是高科技發(fā)展的重要平臺機械制造業(yè)是正在工業(yè)化國家的國民經(jīng)濟戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)機械制造業(yè)是國家安全的重要保障，是國防

5、實力的重要保證我國機械制造業(yè)現(xiàn)狀機械工業(yè)生產(chǎn)能力居世界第5位提供重大裝備的能力不斷提高具有特色的制造業(yè)聚集地逐漸形成中國制造業(yè)正在成為全球制造和供應(yīng)基地21世紀(jì)的機械工程第二章 機械工程基礎(chǔ)（一）機械系統(tǒng)及其功能與組成系統(tǒng)：由兩個或兩個以上的要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的整體機器的功能機器的組成動力系統(tǒng)傳動系統(tǒng)功能執(zhí)行系統(tǒng)操作和控制系統(tǒng)機器的結(jié)構(gòu)機器的功能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系機器的表達工程中常用機構(gòu)的基本類型全轉(zhuǎn)動副四桿機構(gòu)的基本型全轉(zhuǎn)動副四桿機構(gòu)的基本型為曲柄搖桿機構(gòu)，可演化為雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)。含有一個移動副四桿機構(gòu)的基本型 含有一個移動副四桿機構(gòu)的基本型為曲柄滑塊機構(gòu)，可演化為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機

6、構(gòu)、移動導(dǎo)桿機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。含有兩個移動副四桿機構(gòu)的基本型含有兩個移動副四桿機構(gòu)的基本型為正弦機構(gòu)，可演化為正切機構(gòu)、雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)、雙滑塊機構(gòu)。圓柱齒輪傳動機構(gòu)的基本型錐齒輪傳動機構(gòu)的基本型錐齒輪傳動機構(gòu)的基本型為外嚙合直齒錐齒輪傳動機構(gòu)，可演化為斜齒錐齒輪傳動機構(gòu)和曲齒錐齒輪傳動機構(gòu)。蝸桿傳動機構(gòu)的基本型蝸桿傳動機構(gòu)的基本型為阿基米德圓柱蝸桿傳動機構(gòu)，可演化為延伸漸開線圓柱蝸桿傳動機構(gòu)、漸開線圓柱蝸桿傳動機構(gòu)。內(nèi)嚙合行星齒輪傳動機構(gòu)的基本型內(nèi)嚙合行星齒輪傳動機構(gòu)的基本型是指漸開線圓柱齒輪少齒差行星傳動機構(gòu)，可演化為擺線針輪傳動機構(gòu)、諧波傳動機構(gòu)、內(nèi)平動齒輪傳動機構(gòu)、活齒傳動機

7、構(gòu)。直動從動件平面凸輪機構(gòu)的基本型直動從動件平面凸輪機構(gòu)的基本型是指直動對心尖底從動件平面凸輪機構(gòu)，可演化為直動對心滾子從動件平面凸輪機構(gòu)、直動對心平底從動件平面凸輪機構(gòu)、直動偏置從動件平面凸輪機構(gòu)。擺動從動件平面凸輪機構(gòu)的基本擺動從動件平面凸輪機構(gòu)的基本型是指擺動尖底從動件平面凸輪機構(gòu)，可演化為擺動滾子從動件平面凸輪機構(gòu)、擺動平底從動件平面凸輪機構(gòu)。直動從動件圓柱凸輪機構(gòu)的基本型直動從動件圓柱凸輪機構(gòu)的基本型主要指直動滾子從動件圓柱凸輪機構(gòu)。擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)的基本型擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)的基本型主要指擺動滾子從動件圓柱凸輪機構(gòu)。帶傳動機構(gòu)的基本型帶傳動機構(gòu)的基本型是指平帶傳動機構(gòu)，可演

8、化為V帶傳動機構(gòu)、圓帶傳動機構(gòu)、活絡(luò)V帶傳動機構(gòu)、同步齒形帶傳動機構(gòu)。鏈傳動機構(gòu)的基本型鏈傳動機構(gòu)的基本型是指套筒滾子鏈條傳動機構(gòu)，可演化為多排套筒滾子鏈條傳動機構(gòu)、齒形鏈條傳動機構(gòu)。液壓、氣壓傳動機構(gòu)的基本型液壓、氣壓傳動機構(gòu)的基本型是指缸體不動的液壓缸和氣動缸，它們可轉(zhuǎn)化為擺動缸。螺旋傳動機構(gòu)的基本型 螺旋傳動機構(gòu)的基本型是指三角形螺旋傳動機構(gòu)，可演化為梯形螺旋傳動機構(gòu)、矩形螺旋傳動機構(gòu)、滾珠絲杠傳動機構(gòu)。電磁傳動機構(gòu)的基本型電磁傳動機構(gòu)的基本型如圖2-12所示。間歇運動機構(gòu)的基本型 間歇運動機構(gòu)的基本型有外棘輪機構(gòu)、外槽輪機構(gòu)。機構(gòu)的組合機械運動形態(tài)與變換連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實

9、現(xiàn)機構(gòu)齒輪傳動機構(gòu)由于機械中作為原動機的電動機或內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速較高，而工作機構(gòu)的速度一般較低，為協(xié)調(diào)原動機和執(zhí)行機構(gòu)之間的運動關(guān)系，齒輪傳動機構(gòu)成為機械中應(yīng)用最廣泛的傳動機構(gòu)，用于運動、速度的變換并傳遞動力。蝸桿傳動機構(gòu)蝸桿傳動機構(gòu)主要由蝸桿和蝸輪組成。帶傳動機構(gòu)帶傳動機構(gòu)如圖所示。鏈傳動機構(gòu)如圖所示，鏈傳動機構(gòu)由主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條組成，在傳動過程中通過鏈條的鏈節(jié)與鏈輪上的輪齒相嚙合來傳遞兩平行軸間的運動和動力，因此鏈傳動是一種依靠中間撓性件(鏈條)的嚙合運動。繩索傳動機構(gòu)除具有帶傳動的功能外，繩索傳動機構(gòu)還具有獨特的作用：由于一輪纏繞，另一輪退繞，所以兩輪中間可有多個中間輪。液力傳動液力傳

10、動利用液體的動能把主動輪的轉(zhuǎn)動傳遞到從動輪。鋼絲軟軸傳動機構(gòu) 鋼絲軟軸的內(nèi)部由鋼絲分多層纏繞而成。瞬心線機構(gòu)瞬心線機構(gòu)種類很多，這里僅列舉兩種瞬心線機構(gòu)。連桿機構(gòu)能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動運動變換的連桿機構(gòu)有雙曲柄機構(gòu)、平行四邊形機構(gòu)、轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)及雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)等。萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器實際上是一種空間連桿機構(gòu)，可分為單萬向聯(lián)軸器和雙萬向聯(lián)軸器。連續(xù)轉(zhuǎn)動到間歇運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)槽輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)直線移動轉(zhuǎn)換為直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)螺旋傳動機構(gòu)如圖所示螺旋傳動由螺桿(也稱絲桿或螺旋)和螺母組成，螺桿置于螺母中。齒輪齒條傳動機

11、構(gòu)齒輪齒條傳動機構(gòu)由齒輪與齒條組成，當(dāng)齒輪為主動件時，它可以將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，如臺式鉆床鉆頭的軸向進給機構(gòu)。凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)由凸輪、從動件和支持整個機構(gòu)的機架三個主要部分組成。曲柄滑塊機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)由曲柄、連桿、滑塊以及機架組成。直線移動轉(zhuǎn)換為定軸轉(zhuǎn)動或往復(fù)擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)機、電、液機構(gòu)組合的運動與控制機、液機構(gòu)組合的運動形態(tài)機、液機構(gòu)組合的基本型機、液機構(gòu)組合中，液壓缸一般是主動件，并驅(qū)動各種連桿機構(gòu)完成預(yù)定的動作。機、液機構(gòu)組合的常見運動形式由于液壓傳動可以容易地實現(xiàn)順序動作、換向動作、速度調(diào)節(jié)、壓力調(diào)節(jié)與壓力保持等多種復(fù)雜的工作，而且容易實現(xiàn)自動控制，所以機、液一體化的

12、機械正在迅速發(fā)展。固定液壓缸式機構(gòu)。擺動液壓缸式機構(gòu)。機、液機構(gòu)的控制系統(tǒng)機、液機構(gòu)中，通常是液壓元件為動力元件和控制元件，其控制方法有手動、機動和微機控制。電磁機構(gòu)機械運動與控制機械運動的換向與控制旋轉(zhuǎn)運動的換向與控制旋轉(zhuǎn)運動的換向是工程中常見的運動變換，很多機器都有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或正向轉(zhuǎn)過某一角度再反向轉(zhuǎn)過某一角度的要求。改變電動機轉(zhuǎn)向。限位開關(guān)換向。介輪換向。棘輪換向。摩擦輪換向。直線移動的換向與控制要求往復(fù)直線移動的機械種類很多，內(nèi)燃機、壓縮機的活塞運動，刨床、插床的刀具運動，推拉電動大門的啟閉運動，機床工作臺的運動等均需要往復(fù)的直線移動。改變電動機轉(zhuǎn)向來實現(xiàn)往復(fù)的直線移動。液壓換向。自動

13、換向機構(gòu)。機械運動的調(diào)速與控制調(diào)速電動機。齒輪減速器。其他減速裝置。變速器。機械運動的離合與控制機械運動的制動與控制第二章 機械工程基礎(chǔ)（二）工程材料概述材料與人類文明材料的開發(fā)、利用始終貫穿于人類進化史中。從天然材料的使用到陶器和青銅器制造，從鋼鐵冶煉到材料合成，人類成功地生產(chǎn)出滿足自身需求的材料，進而使自身走出深山、洞穴，奔向茫茫平原、遼闊海洋，飛向廣闊太空。在與自然界交互作用的過程中，人類首先學(xué)會了生產(chǎn)和使用工具。史學(xué)家用石器時代、青銅器時代和鐵器時代作為人類文明進化的標(biāo)志。工程材料的種類金屬材料碳素鋼合金鋼鑄鐵非鐵金屬及其合金高分子材料塑料產(chǎn)量最大的塑料聚乙烯(PE)聚乙烯由低分子乙烯

14、聚合而成。最耐疲勞的塑料聚甲醛聚甲醛(POM)是一種由簡單的小分子化合物甲醛合成的高分子材料，是第一種真正能夠代替銅、鋁等金屬做結(jié)構(gòu)材料的高分子材料。打不碎的玻璃有機玻璃有機玻璃的化學(xué)名稱是聚甲基丙烯酸甲酯。最耐腐蝕的材料聚四氟乙烯(PTFE)聚四氟乙烯(TFE或PTFE)簡稱F4，是含氟塑料的一種，俗稱“塑料王”。密度最小的材料泡沫塑料泡沫塑料是大量氣體微孔分散在固體塑料中形成的一類高分子材料，幾乎所有的塑料都可以制成泡沫塑料。橡膠橡膠的組成把未經(jīng)硫化的天然膠與合成膠稱為生膠，硫化后的膠稱為橡膠。硫化劑：硫化劑能使生膠分子互相交聯(lián)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。促進劑：常選用有機化合物作為促進劑，目的是縮短硫化

15、時間。軟化劑：常選用硬脂酸、精制蠟、凡士林作為軟化劑，以增加橡膠的塑性。橡膠的性能及用途除了大量制造輪胎外，橡膠還廣泛用于其他領(lǐng)域，其制品種類繁多，常見的如膠管、膠鞋、電纜包皮、膠輥、各種密封、減振材料(如墊片、墊圈)，膠皮手套等。常用橡膠材料天然橡膠：天然橡膠是橡膠樹上流出的膠乳加工而成，其綜合性能好，尤其是有高強的絕緣性能和防振性能，典型制品如輪胎等。合成橡膠：其種類很多，主要有丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠和丁腈橡膠等七大品種。特殊橡膠：特殊橡膠指具有特殊性能的橡膠。化學(xué)纖維人造纖維人造纖維是用自然界的纖維加工制成的，如叫“人造絲”、“人造棉”的粘膠纖維和硝化

16、纖維以及醋酸纖維等。合成纖維合成纖維是以石油、煤、天然氣為原料制成的，產(chǎn)量最多的有六大品種，即滌綸、尼龍、腈綸、維綸、丙綸和氯綸。陶瓷材料陶瓷的分類傳統(tǒng)陶瓷。特種陶瓷。工程陶瓷。金屬陶瓷。陶瓷的性能力學(xué)性能模量較大，剛性較好；塑性差，沖擊韌性值低，是脆性材料；抗壓強度比抗拉強度高得多；硬度高，一般硬度值在莫氏硬度7以上。熱性能熔點高，高溫強度很好；在高溫下不氧化，抗熔融金屬的侵蝕性也好；和金屬相比，陶瓷的抗熱振性較差，不耐溫度的急劇變化。其他性能陶瓷的導(dǎo)電能力在很大的范圍內(nèi)變化，大部分陶瓷可作絕緣材料；利用陶瓷的光學(xué)特性，可作激光材料(如固體激光器的工作物質(zhì)就是用紅寶石或含釹的玻璃做的)、光色

17、材料、光學(xué)纖維、熒光物質(zhì)和透光材料等；有的陶瓷在人體內(nèi)無特殊反應(yīng)，可制作某些人體器官，稱為生物陶瓷。陶瓷的用途陶瓷能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的許多特殊要求。其典型的用途有：內(nèi)燃機的火花塞、高溫軸承、熱電偶套管、鈉燈的燈管、遠距離輸電用的耐高壓陶瓷絕緣子、水泵中的防漏水封環(huán)等。原子能反應(yīng)堆中也要用到多種陶瓷材料。陶瓷材料與其他材料相比，具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、耐磨耗等優(yōu)異性能，而且它可用作具有各種特殊功能的功能材料，如壓電陶瓷、鐵電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷及生物陶瓷等，特別是隨著空間技術(shù)、電子信息技術(shù)、生物工程、高效熱機等技術(shù)的發(fā)展，陶瓷材料正顯示出獨特的作用。陶瓷應(yīng)用舉例復(fù)合材料復(fù)合材料的概念復(fù)合材料是由兩種

18、或兩種以上性質(zhì)不同的材料組合起來的一種多相固體材料。復(fù)合材料一般是由高強度、高彈性模量和脆性大的增強材料和低強度、低彈性模量、韌性好的基體材料所組成。復(fù)合材料不僅保留了組成材料的優(yōu)點，而且具有單一材料所沒有的優(yōu)異性能。復(fù)合材料的性能特點比強度和比模量高比強度是指強度/體積質(zhì)量；比模量是指彈性模量/體積質(zhì)量。抗疲勞性好這是由于復(fù)合材料的基體和增強纖維能有效地阻止疲勞裂紋的擴展。減摩耐磨和自潤滑性好例如用金屬塑料復(fù)合材料可用做軸承(國外稱為DU軸承)，石棉和塑料復(fù)合可用做摩擦片。高溫性能好良好的化學(xué)穩(wěn)定性、隔熱性、耐燒蝕性，以及特殊的電、光、磁等性能。復(fù)合材料的分類按性能分類，可分為功能復(fù)合材料和

19、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。按基體分類，可分為金屬基和非金屬基。按增強劑的種類和形狀分類，可分為顆粒、層狀及纖維增強等復(fù)合材料。零件的種類及表面組成零件的種類組成零件的表面零件的互換性與公差互換性與公差的概念互換性的概念互換性指同一規(guī)格的一批零件、部件，按規(guī)定的幾何、物理和力學(xué)性能參數(shù)進行加工、制造，在裝配成機器或更換損壞的零件時，不需任何選擇和附加修配，裝配后就能達到規(guī)定的功能要求的一種性能。互換性的條件公差是實現(xiàn)互換性的保證。公差指允許實際參數(shù)的變動量。規(guī)定公差的原則是：在滿足使用要求的前提下，盡可能考慮生產(chǎn)過程的經(jīng)濟性。尺寸、公差配合方面的基本術(shù)語孔和軸的定義孔由單一尺寸所確定的圓柱形內(nèi)表面,也包括非

20、圓柱形內(nèi)表面，具有內(nèi)表面屬性，形成包容狀態(tài)，該部分以內(nèi)沒有材料。軸由單一尺寸所確定的圓柱形外表面,也包括非圓柱形外表面，具有外表面屬性，形成被包容狀態(tài)，該部分以外沒有材料。有關(guān)尺寸的術(shù)語和定義基本尺寸零件設(shè)計時，根據(jù)性能和工藝要求，通過必要的計算和實驗確定的尺寸。實際尺寸實際測量獲得的尺寸 。極限尺寸允許零件實際尺寸變化的兩個極限值。尺寸偏差(簡稱偏差)某一尺寸(實際尺寸、極限尺寸等)減去基本尺寸所得的代數(shù)差。有關(guān)公差的術(shù)語和定義尺寸公差(簡稱公差)允許尺寸的變動量。零線在極限與配合圖解中，表示基本尺寸的一條直線，以其為基準(zhǔn)確定偏差和公差。公差帶由代表上偏差和下偏差或最大極限尺寸和最小極限尺寸

21、的兩條直線所限定的一個區(qū)域，如圖2-59所示。精度尺寸公差的大小，表明零件對這個尺寸準(zhǔn)確程度的要求。形狀和位置公差機械零件的形狀和位置精度在很大程度上影響著該零件的質(zhì)量和互換性，因而它也影響整個機械產(chǎn)品的質(zhì)量。為了保證機械產(chǎn)品的零件的互換性及質(zhì)量，就應(yīng)該在零件圖樣上給出形狀和位置公差(簡稱形位公差)，規(guī)定零件加工時產(chǎn)生的形狀和位置誤差(簡稱形位誤差)的允許變動范圍，并按零件圖樣上給出的形位公差來檢測形位誤差。表面粗糙度第三章 機械設(shè)計及現(xiàn)代設(shè)計方法（一）工程設(shè)計的概念機械設(shè)計的地位和意義設(shè)計的目的是保證系統(tǒng)的功能，建立性能優(yōu)良、成本低廉、價值最佳的技術(shù)系統(tǒng)。它對產(chǎn)品的技術(shù)和經(jīng)濟效果起著決定性作

22、用，其重要性是不言而喻的設(shè)計的分類開發(fā)性設(shè)計。適應(yīng)性設(shè)計。變型設(shè)計。設(shè)計的本質(zhì)與過程設(shè)計的本質(zhì)設(shè)計的本質(zhì)可以從下面幾方面來說明：從工作性質(zhì)與內(nèi)容看，設(shè)計的內(nèi)容廣泛。在傳統(tǒng)的工程設(shè)計中，將設(shè)計過程劃分為方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和工藝設(shè)計。隨著計算機和信息技術(shù)的發(fā)展，工程設(shè)計的范疇從傳統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容已擴展到產(chǎn)品規(guī)劃、制造、檢測、試驗、營銷、運行、維護、報廢、回收等全過程的全方位設(shè)計。從設(shè)計的過程與方法看，設(shè)計是一種活動。設(shè)計的本質(zhì)是由如下設(shè)計的基本特征所決定的：約束性。多解性。相對性。設(shè)計的過程設(shè)計理論與方法的分類與發(fā)展方向設(shè)計理論與方法的分類機械設(shè)計理論與方法的發(fā)展趨向現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)設(shè)計范疇擴展化傳統(tǒng)的設(shè)

23、計只限于產(chǎn)品設(shè)計，而現(xiàn)代設(shè)計則將產(chǎn)品設(shè)計向前擴展到產(chǎn)品規(guī)劃，甚至用戶需求分析；向后擴展到工藝設(shè)計，使產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計形成一個有機的整體。設(shè)計手段計算機化傳統(tǒng)的手工設(shè)計正在被計算機輔助設(shè)計所代替。設(shè)計過程并行化并行設(shè)計技術(shù)是目前最熱門的技術(shù)之一。設(shè)計過程智能化在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中，一切創(chuàng)造性的設(shè)計都需要設(shè)計人員來完成。設(shè)計手段擬實化在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中，產(chǎn)品和零件的外觀形狀只有在制造后才能看到。分析手段精確化傳統(tǒng)設(shè)計中，靠加大安全系數(shù)來提高產(chǎn)品的可靠性。多種手段綜合應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計利用高速計算機，可以將各種不同目的的設(shè)計方法、設(shè)計手段綜合起來，以求得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解。強調(diào)設(shè)計的邏輯性和系統(tǒng)性

24、傳統(tǒng)的設(shè)計采用經(jīng)驗法和類比法，現(xiàn)代設(shè)計則強調(diào)設(shè)計的邏輯性和系統(tǒng)性。進行動態(tài)多變量的優(yōu)化由于手段的限制，傳統(tǒng)設(shè)計過程一般只能進行靜態(tài)分析，而現(xiàn)代設(shè)計法卻可考慮負(fù)載率等隨機變量，進行動態(tài)多變量最優(yōu)化設(shè)計。強調(diào)產(chǎn)品的環(huán)保性隨著人們對環(huán)境問題越來越重視，要求能設(shè)計出所謂的綠色產(chǎn)品，即要求產(chǎn)品運行過程中的各種污染盡可能少，對人體的危害減至最低限度。強調(diào)產(chǎn)品的宜人性現(xiàn)代設(shè)計除強調(diào)產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量外，還特別強調(diào)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，如美觀性、時代性和藝術(shù)性，使產(chǎn)品造型具有一定的藝術(shù)感染力，使使用者有新穎、心情舒暢、愉快、興奮等感覺，滿足使用者的審美要求。強調(diào)用戶參與用戶是產(chǎn)品最終消費者，僅僅靠市場調(diào)研的結(jié)果常常并不

25、能完全反映用戶的需求。強調(diào)設(shè)計階段的質(zhì)量控制現(xiàn)代質(zhì)量控制理論認(rèn)為：產(chǎn)品的質(zhì)量首先是設(shè)計出來的，其次才是制造出來的。設(shè)計和制造一體化傳統(tǒng)的設(shè)計與制造過程是分離的。強調(diào)產(chǎn)品全生命周期最優(yōu)化現(xiàn)代設(shè)計強調(diào)從市場調(diào)研、用戶要求，到產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、制造過程、質(zhì)量控制、成本核算、銷售價格、包裝運輸、售后服務(wù)、維修保養(yǎng)、報廢處理、回收再利用等產(chǎn)品全生命周期的綜合最優(yōu)化。優(yōu)良性能設(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)可靠性設(shè)計可靠性的概念及其發(fā)展可靠性(Reliability)是產(chǎn)品的一個重要的性能特征。人們總希望自己所用的產(chǎn)品能夠有效可靠地工作。因為任何故障和失效都可能給使用者帶來經(jīng)濟損失，甚至?xí)斐蔀?zāi)難性的后果。可靠性

26、設(shè)計的理論基礎(chǔ)和可靠性指標(biāo)可靠度(Reliability) 可靠度的定義是：零件(系統(tǒng))在規(guī)定的運行條件下、在規(guī)定的工作時間內(nèi)，能正常工作的概率。多解性。對象。規(guī)定的運行條件。規(guī)定的工作時間。正常工作。概率。失效率(Failure Rate)大量的研究表明，機電產(chǎn)品零件的典型失效率曲線(即失效或故障模式)如圖所示。圖3-8典型的失效率曲線平均壽命(Mean Life)平均壽命有兩種情況：對于可修復(fù)的產(chǎn)品，是指相鄰兩次故障間工作時間的平均值MTBF(Mean Time Between Failure)，稱為平均失效間隔時間，即平均無故障工作時間；對于不可修復(fù)的產(chǎn)品，是指從開始使用到發(fā)生故障前工作

27、時間的平均值MTTF(Mean Time To Failure)，稱為平均失效前時間。機械可靠性設(shè)計可靠性預(yù)測可靠性預(yù)測是一種預(yù)報方法, 即從所得到的失效數(shù)據(jù)預(yù)報一個零部件或系統(tǒng)實際可能達到的可靠度, 預(yù)報這些零部件或系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。可靠性分配可靠性分配就是將系統(tǒng)設(shè)計所要求達到的可靠性，合理地分配給各組成單元，從而求出各單元應(yīng)具有的可靠度。等分配法。按相對失效率分配。可靠性試驗可靠性試驗是為了定量評價產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)而進行的各種試驗的總稱。環(huán)境可靠性試驗。壽命試驗。現(xiàn)場可靠性試驗。摩擦學(xué)設(shè)計摩擦學(xué)的概念及其發(fā)展摩擦學(xué)(Tribology)主要研究相互運動、

28、相互作用表面的摩擦行為對于機械及其系統(tǒng)的作用，接觸表面及潤滑介質(zhì)的變化以及失效預(yù)測及控制。摩擦學(xué)設(shè)計技術(shù)流體動壓潤滑兩摩擦表面相對運動時，具有一定粘度的流體將被帶進兩表面之間，形成潤滑膜以承受載荷并將兩表面完全分隔開的潤滑方式，稱為流體動壓潤滑。彈性流體動壓潤滑彈性流體動壓潤滑簡稱彈流潤滑，是摩擦學(xué)近代發(fā)展的重要領(lǐng)域，它是點線接觸摩擦副的潤滑問題。流體靜壓潤滑靜壓滑動支承是靠外部的流體壓力源向摩擦表面之間供給一定壓力的流體，借助液體靜壓力來承受載荷。邊界潤滑摩擦界面如果存在著一層與介質(zhì)的性質(zhì)不同而又具有良好潤滑性能的膜，則這種潤滑狀態(tài)稱為邊界潤滑。摩擦當(dāng)兩個相互接觸的物體在外力作用下發(fā)生相對運

29、動或具有相對運動的趨勢時，在接觸表面之間將產(chǎn)生阻止其相對運動或相對運動趨勢的作用力，這種阻力稱為摩擦力，這種現(xiàn)象稱為摩擦現(xiàn)象。磨損磨損是機械零件的一種破壞形式，它破壞工作表面，影響機器的功能，消耗材料和能源，并降低機械設(shè)備的使用壽命。系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計技術(shù)內(nèi)涵靜態(tài)設(shè)計認(rèn)為結(jié)構(gòu)是相對“不動的”, 它承受的載荷和周圍介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù) (如溫度、壓力、流速、電磁場) 等也是“不變的”, 只對其靜態(tài)性能進行分析、評價和設(shè)計。動態(tài)設(shè)計動態(tài)設(shè)計是相對靜態(tài)設(shè)計而言，與靜態(tài)設(shè)計的本質(zhì)區(qū)別在于：變“不動”為“運動”，變“不變”為“變化”，是對結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性, 如固有頻率、振型、動力響應(yīng)和運動穩(wěn)定性等進行分析

30、、評價與設(shè)計, 謀求結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在工作過程中受到各種預(yù)期可能的瞬變載荷及環(huán)境作用時, 仍能保持良好的動態(tài)性能與工作狀態(tài)。系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計方法傳遞函數(shù)分析法模態(tài)分析法應(yīng)用傳遞函數(shù)進行系統(tǒng)或設(shè)備的動態(tài)特性分析雖然方便，但首先需要有相應(yīng)的傳遞函數(shù)，而在許多情況下，求不出相應(yīng)的傳遞函數(shù)。模態(tài)綜合法前面所講的動態(tài)分析方法是以對實際系統(tǒng)的試驗和測試為基礎(chǔ)，并采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型進行分析和計算，從而具有一定的科學(xué)依據(jù)和可靠性。優(yōu)化設(shè)計概述優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型設(shè)計變量在工程設(shè)計中，區(qū)別不同的設(shè)計方案，通常是以一組取值不同的參數(shù)來表示。目標(biāo)函數(shù)每一個設(shè)計問題，都有一個或多個設(shè)計中所追求的目標(biāo)，它們可以用設(shè)計變量的函數(shù)來加以

31、描述，如f(x)，在優(yōu)化設(shè)計中稱它們?yōu)槟繕?biāo)函數(shù)，當(dāng)給定一組設(shè)計變量值時，就可計算出相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值。設(shè)計約束優(yōu)化設(shè)計不僅要使所選擇方案的設(shè)計指標(biāo)達到最佳值，同時還必須滿足一些附加的條件。約束優(yōu)化設(shè)計問題的最優(yōu)解最優(yōu)化求解方法選定初始點x0，計算目標(biāo)函數(shù)初始值f(x0)。選取一個能使目標(biāo)函數(shù)值下降的方向，沿該方向取一下降點x1，能使目標(biāo)函數(shù)值下降，f(x1)f(x0)。當(dāng)不存在下降方向，或雖存在但點x1與x0點已足夠靠近，則認(rèn)為找到了一個最優(yōu)解，結(jié)束求解過程，否則，x0 x1，轉(zhuǎn)步驟2繼續(xù)。第三章 機械設(shè)計及現(xiàn)代設(shè)計方法（二）競爭優(yōu)勢創(chuàng)建設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新與設(shè)計思維分析與綜合思維。收斂與發(fā)

32、散式思維。對應(yīng)與聯(lián)想式思維。離散與組合式思維。換元與移植式思維。正向、迂回與反向思維。創(chuàng)新工作方法智暴法智暴法是一種讓智力像山洪一樣暴發(fā)的方法。635法635法是由智暴法進一步發(fā)展而成的。陳列法陳列法的前提條件和小組構(gòu)成與智暴法相同，但參與者把自己的主意用簡圖加以適當(dāng)?shù)奈淖置枋觯衩佬g(shù)畫廊式陳列出每一個人的結(jié)果，讓參與者交流討論，形成新的想法，由參加者作進一步發(fā)展，最后進行審視、排隊和補充完善，選出有成功希望的初始解或原始主意。哥頓法歌頓法是一個用抽象類比思維方式開發(fā)創(chuàng)造活動的方法。輸入輸出法這是一種以邏輯推理為主的創(chuàng)造技法。人的創(chuàng)造力快速響應(yīng)設(shè)計技術(shù)快速響應(yīng)工程建立快速捕捉市場動態(tài)需求信息的

33、決策機制。實現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計。追求新產(chǎn)品的快速試制定型。推行快速響應(yīng)制造的生產(chǎn)體系。實現(xiàn)快速響應(yīng)設(shè)計的關(guān)鍵虛擬設(shè)計技術(shù)全生命周期設(shè)計技術(shù)概述縮短了產(chǎn)品投放市場的時間。提高質(zhì)量。降低成本。增強市場競爭力。并行設(shè)計技術(shù)并行設(shè)計的產(chǎn)生并行設(shè)計的內(nèi)涵產(chǎn)品開發(fā)過程的并行重組產(chǎn)品開發(fā)是一個從市場獲得需求信息，據(jù)此構(gòu)思產(chǎn)品開發(fā)方案，最終形成產(chǎn)品投放市場的過程。支持并行設(shè)計的群組工作方式在工業(yè)化社會大生產(chǎn)的環(huán)境下，設(shè)立供應(yīng)、銷售、設(shè)計、工藝、制造這些部門是必要的，但產(chǎn)品開發(fā)過程的并行化要求與產(chǎn)品開發(fā)有關(guān)各部門的工程技術(shù)人員不再是“你方唱罷我登場”，而是同時工作、共同工作，因而需要確立一種新的組織形式和工作方式

34、，這就是由各有關(guān)部門工程技術(shù)人員組成的產(chǎn)品開發(fā)工作群組(必要時還可分成若干小組)。并行設(shè)計對數(shù)據(jù)共享的要求在并行設(shè)計環(huán)境中，由于不同設(shè)計階段需要同時進行，在沒有完成設(shè)計之前數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)共享的管理是不完整的，所以支持并行設(shè)計必須有一個統(tǒng)一的產(chǎn)品信息模型。并行設(shè)計過程中產(chǎn)品模型的更改無論是串行設(shè)計還是并行設(shè)計，設(shè)計的更改總是不可避免的，更改應(yīng)體現(xiàn)在產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的更改上。基于時間的決策設(shè)計的過程是優(yōu)化決策的過程，實施并行設(shè)計的首要目的是大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，因此要通過一系列的優(yōu)化決策，組織、指導(dǎo)并控制產(chǎn)品開發(fā)過程，使之能以最短的時間開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。分布式軟、硬件環(huán)境并行設(shè)計意味著在同一時間內(nèi)多

35、機、多程序?qū)ν辉O(shè)計問題并行協(xié)同求解，因此網(wǎng)絡(luò)化、分布式的信息系統(tǒng)是其必要條件。開放式的系統(tǒng)界面并行設(shè)計系統(tǒng)是一個高度集成化的系統(tǒng)。面向制造的設(shè)計技術(shù)計算機輔助概念設(shè)計CACD(Computer Aided Conceptual Design)產(chǎn)品可制造性模型及其評價方法的研究并行設(shè)計過程建模設(shè)計試驗技術(shù)面向產(chǎn)品整個生命周期的 DFX工具綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)綠色產(chǎn)品的定義及內(nèi)涵定義：綠色產(chǎn)品是指以環(huán)境和環(huán)境資源保護為核心概念而設(shè)計生產(chǎn)的可以拆卸并分解的產(chǎn)品，其零部件經(jīng)過翻新處理后，可以重新使用。綠色產(chǎn)品是從生產(chǎn)到使用乃至回收的整個過程都符合特定的環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，以及利用資源

36、再生或回收循環(huán)再用的產(chǎn)品。內(nèi)涵：最大限度地保護環(huán)境。最大限度地利用材料資源。最大限度地節(jié)約能源。綠色產(chǎn)品設(shè)計的概念及評價標(biāo)準(zhǔn)與材料有關(guān)的準(zhǔn)則少用短缺或稀有的原材料, 多用廢料、余料或回收材料作為原材料；盡量尋找短缺或稀有原材料的代用材料；減少所用材料種類, 并盡量采用相容性好的材料, 以利于廢棄后產(chǎn)品的分類回收；盡量少用或不用有毒有害的原材料；優(yōu)先采用可再利用或再循環(huán)的材料。與結(jié)構(gòu)有關(guān)的準(zhǔn)則在結(jié)構(gòu)設(shè)計中樹立“小而精”的設(shè)計思想, 通過產(chǎn)品小型化盡量節(jié)約資源的使用量。與制造工藝有關(guān)的準(zhǔn)則改進和優(yōu)化工藝技術(shù), 提高產(chǎn)品合格率；采用合理工藝, 簡化產(chǎn)品加工流程, 減少加工工序, 謀求生產(chǎn)過程的廢料最

37、少化, 避免不安全因素；減少生產(chǎn)過程中的污染物排放。綠色設(shè)計的管理準(zhǔn)則規(guī)劃綠色產(chǎn)品的發(fā)展目標(biāo)，將產(chǎn)品的綠色屬性轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計目標(biāo)。綠色產(chǎn)品設(shè)計的主要內(nèi)容及方法綠色產(chǎn)品設(shè)計的材料選擇與管理產(chǎn)品的可回收性設(shè)計產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計綠色產(chǎn)品的成本分析綠色產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫綠色產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)面向環(huán)境的設(shè)計技術(shù)面向能源的設(shè)計技術(shù)面向材料的設(shè)計技術(shù)人機工程設(shè)計技術(shù)第四章 機械制造工藝技術(shù)（一）機械制造工藝的定義和內(nèi)涵定義：去除成形。受迫成形。堆積成形。生成成形。內(nèi)涵：直接改變工件形狀、尺寸、性能以及決定零件相互位置關(guān)系的加工過程，它們直接創(chuàng)造附加價值，其中有：毛坯和零件成形；零件機械加工；材料改性與處理；裝

38、配與包裝。間接創(chuàng)造附加價值的輔助工藝過程，有：原材料和能源供應(yīng)；搬運與儲存。通過提高前兩類工藝過程的技術(shù)水平及質(zhì)量來發(fā)揮作用的非獨立工藝過程，有：檢測與質(zhì)量監(jiān)控；自動控制裝置與系統(tǒng)。機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀加工精度不斷提高高速切削技術(shù)的興起和發(fā)展少、無夾具制造技術(shù)材料科學(xué)促進制造工藝變革重大技術(shù)裝備促進加工制造技術(shù)的發(fā)展新一代制造裝備技術(shù)有了較大的發(fā)展和突破新型加工設(shè)備的研究開發(fā)。在數(shù)控化基礎(chǔ)上朝智能化方向發(fā)展。采用新材料和新結(jié)構(gòu)。新型部件的開發(fā)應(yīng)用。發(fā)展先進的機床和數(shù)控系統(tǒng)性能檢測、診斷方法與技術(shù)。多品種小批量生產(chǎn)條件下的先進在線加工質(zhì)量檢測技術(shù)。柔性工藝裝備和柔性夾具，為快速、低成本工藝準(zhǔn)備

39、提供技術(shù)。優(yōu)質(zhì)清潔表面工程技術(shù)獲得進一步發(fā)展精密成形技術(shù)取得較大進展熱成形過程的計算機模擬技術(shù)研究有一定發(fā)展機械制造工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新材料、新能源、新設(shè)計、新產(chǎn)品將會不斷涌現(xiàn)，人們對物質(zhì)產(chǎn)品的需求更加多樣化，因而對機械制造工藝技術(shù)提出更多、更高的要求。從總體發(fā)展趨勢看，優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈捷、潔凈是機械制造業(yè)永恒的追求目標(biāo)，也是先進制造工藝技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。毛坯制造方法鑄造砂型鑄造造型手工造型手工造型是指全部用手工或手動工具完成的造型方法。機器造型機器造型是指用機器來全部完成或至少完成緊砂、起模等主要操作的造型方法。制芯為獲得鑄件的內(nèi)腔或局部外形，用制芯材料制

40、成的安放在型腔內(nèi)部的鑄型組成部分稱為型芯。型芯絕大部分是用型砂制成的，故又稱為砂芯。用造型材料及芯盒等工藝裝備制造砂芯的過程稱為制芯。砂芯中應(yīng)放入起加強作用的芯骨。砂芯的制造方法分為手工制芯和機器制芯兩種。特種鑄造熔模鑄造金屬型鑄造壓力鑄造離心鑄造低壓鑄造鑄造方法比較鍛壓成形鍛壓概述鍛壓是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)性能的毛坯和零件的一種加工方法。鍛壓是鍛造和沖壓兩種加工方法的總稱，它們的制品稱為鍛件和沖壓件。鍛造自由鍛造模型鍛造胎模鍛胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動的簡單模具生產(chǎn)鍛件的一種鍛造方法。錘上模鍛錘上模鍛是上、下模塊分別緊固在錘頭與砧座上，

41、將加熱透的金屬坯料放入下模膛中，利用上模向下的沖擊作用，迫使金屬在鍛模模膛內(nèi)塑性流動而獲得與模膛形狀一致的鍛件的一種鍛造方法。板料沖壓特種鍛壓精密模鍛粉末鍛造精密沖裁焊接焊條電弧焊氣焊與氣割氣焊是利用可燃?xì)怏w燃燒的高溫火焰來熔化母材和填充金屬的一種焊接方法，如圖4-6所示。氣焊通常用的氣體是乙炔和氧氣(助燃?xì)怏w)，并使用不帶涂料的焊絲作充填物。與電弧焊相比，氣焊熱源溫度低(約3150)，熱量分散，加熱緩慢，生產(chǎn)率低，焊件易變形。但氣焊火焰易控制，操作簡便靈活，無需電源。氣焊適用于焊接厚度在3mm以下的低碳鋼薄板，對焊接質(zhì)量要求不高的不銹鋼、高碳鋼、鑄鐵以及銅、鋁等非鐵金屬也可以采用氣焊進行焊接

42、。其他焊接方法埋弧焊氣體保護焊氬弧焊氬弧焊是以氬氣作為保護氣體的電弧焊。CO2氣體保護焊CO2氣體保護焊是以CO2為保護氣體的電弧焊。等離子弧焊接與切割電阻焊釬焊釬焊是指利用熔點比焊件低的釬料，置于焊件間隙處，加熱僅使釬料熔化并填充焊件的間隙，冷卻后將焊件連接起來的方法。按釬料熔點不同，釬焊可分為軟釬焊和硬釬焊兩種。軟釬焊是指采用熔點低于450的釬料的釬焊。常用軟釬料是錫鉛合金，故又稱錫焊,適用于受力不大的儀表、電器元件或其他氣密性容器的焊接。硬釬焊是指采用熔點高于450的釬料的釬焊。常用硬釬料有銅基、銀基、鎳基等，適用于受力較大的鋼件、銅合金件及工具、刀具的焊接。焊接新工藝電子束焊接激光焊接

43、擴散焊接毛坯成形方法比較先進毛坯成形技術(shù)精密潔凈鑄造工藝超塑性成形技術(shù)焊接自動化技術(shù) 材料熱處理及表面處理技術(shù)材料整體熱處理退火退火是指把鋼加熱到一定溫度，經(jīng)保溫后緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的工藝方法。正火正火是指把工件加熱到臨界溫度Ac3(或Accm)以上4060，保溫一定時間以完全奧氏體化，然后在空氣中冷卻的熱處理工藝。淬火淬火就是將工件加熱到臨界溫度Ac3(或過共析鋼Ac1)以上3050(約760860)，保溫一定時間后，放入冷卻介質(zhì)中快速冷卻，以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。回火回火是將淬火后的工件重新加熱到臨界溫度Ac1以下某一溫度，經(jīng)過一定時間的保溫后，在油中或空氣中冷卻的熱處理工

44、藝。表面處理技術(shù)第四章 機械制造工藝技術(shù)（二）零件加工制造傳統(tǒng)切削加工方法車削加工車床類型車削的工藝特點及加工范圍加工精度比較高，而且易于保證各加工面之間的位置精度。生產(chǎn)率高，應(yīng)用范圍廣泛。刀具簡單，剛度高，制造、刃磨和裝夾方便，生產(chǎn)成本較低。銑削加工銑削特點銑削為多刀多刃切削，刀齒易出現(xiàn)徑向圓跳動和端面圓跳動。銑削為半封閉容屑形式。圓柱銑刀逆銑時，由于刀齒切削刃鈍圓半徑的存在，使刀齒都要在工件已加工表面上滑行一段距離后才能切入工件基體。銑削時切削層的公稱厚度及銑削力都是周期性變化的，這種周期性的斷續(xù)切削過程易引發(fā)銑削工藝系統(tǒng)的振動。常用銑床及銑削的應(yīng)用范圍銑床的主要類型有：臥式銑床(圖4-1

45、6)、立式銑床、龍門銑床、工具銑床以及各種專用銑床等。銑削的應(yīng)用范圍很廣，加工的主要輪廓表面有：平面、臺階面、槽、型腔以及成形面等。銑削可分為粗銑(IT11IT12，Ra12.525m)、半精銑(IT9IT10，Ra3.26.3m)和精銑(IT7IT8，Ra1.63.2m)。刨削加工刨削加工特點機床和刀具的結(jié)構(gòu)較簡單，通用性好。生產(chǎn)率低。刨削的加工精度一般可達IT7IT8，表面粗糙度可控制在Ra1.66.3m。刨削加工的應(yīng)用插削加工拉削加工鉆削加工鏜削加工磨削加工磨削加工特點加工精度高，表面粗糙度值低。加工工件的硬度高。磨削溫度高。砂輪特種加工方法電火花加工電火花加工原理電火花加工的應(yīng)用穿孔加

46、工。型腔加工。電火花線切割。其他加工。高能束加工不受工件材料性能限制。不受加工形狀限制。打孔速度高，適于自動操作；工作效率高，且工件熱變形小。可通過透明介質(zhì)進行加工，這對某些特殊情況的加工如真空加工很有利。化學(xué)加工化學(xué)銑切照相制版光刻加工光電成形電鍍電化學(xué)加工電解加工電鑄加工超聲波加工各種特種加工方法的綜合比較復(fù)合加工高速加工技術(shù)超精密加工技術(shù)超精密切削精密和超精密磨削研磨超精密砂輪磨削用人造金剛石、立方氮化硼(CBN)等超硬磨料砂輪，其加工精度在0.1m以下、表面粗糙度在0.025m以下。超精密砂帶磨削隨著砂帶制作質(zhì)量的迅速提高，砂帶上砂粒的等高性和微刃性較好，并采用帶有一定彈性的接觸輪材料

47、，使砂帶磨削具有磨削、研磨和拋光的多重作用，從而可以達到高精度和低表面粗糙度值。ELID(Electrolytic Inprocess Dressing電解在線修整)磨削磨削采用 ELID技術(shù)，使得用超微細(xì)(甚至超微粉)的超硬磨料制造砂輪并用于磨削成為可能，可代替普通磨削、研磨及拋光并實現(xiàn)硬脆材料的高精度、高效率的超精加工。雙端面精密磨削雙端面精磨的磨削運動和作行星運動的雙面研磨一樣，工件既作公轉(zhuǎn)又作自轉(zhuǎn)，磨具的磨料粒度也很細(xì)，一般為30008000#。電泳磨削技術(shù)基于超微磨粒電泳效應(yīng)的磨削技術(shù)即電泳磨削技術(shù)也是一種新的超精密及納米級磨削技術(shù)，其磨削機理是利用超細(xì)磨粒的電泳特性，在加工過程中使

48、磨粒在電場力作用下向磨具表面運動，并在磨具表面沉積形成一超細(xì)磨粒吸附層，利用磨粒吸附層對工件進行磨削加工，同時新的磨粒又不斷補充。超精密特種加工快速原型制造技術(shù)快速原型制造原理主要的快速原型制造方法激光快速原型制造法用激光束掃描各層材料，生成零件的各層切片形狀，并連接各切片形成所需要的零件。原型焊接快速制造法完全使用焊接材料來堆積形成復(fù)雜的三維模型。噴涂原型快速制造法該法用計算機控制噴嘴在XY平面內(nèi)的運動軌跡，通過噴嘴中噴出的液體或微粒，來形成零件的各層切片形狀，制造出三維零件。加工工藝機器裝配概述裝配的概念裝配的基本內(nèi)容清洗清洗工藝的要點就是根據(jù)工件的清洗要求、工件的材料、生產(chǎn)批量的大小以及

49、油污、雜質(zhì)的性質(zhì)和粘附情況,正確選擇清洗方法和清洗液以及清洗時的溫度、壓力、時間等參數(shù)。連接將兩個或兩個以上的零件結(jié)合在一起的工作稱為連接/聯(lián)接。校正、調(diào)整與配作校正就是在裝配過程中通過找正、找平及相應(yīng)的調(diào)整工作來確定相關(guān)零件的相互位置關(guān)系。平衡對于轉(zhuǎn)速高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求高的機器，為了防止在使用過程中因旋轉(zhuǎn)件質(zhì)量不平衡產(chǎn)生的離心慣性力而引起振動，裝配時必須對有關(guān)旋轉(zhuǎn)零件進行平衡，必要時還要對整機進行平衡。驗收試驗產(chǎn)品裝配好后應(yīng)根據(jù)驗收標(biāo)準(zhǔn)進行全面的驗收試驗，各項驗收指標(biāo)合格后才可涂裝、包裝、出廠。裝配的組織形式固定式裝配固定式裝配即產(chǎn)品固定在某一工作地裝配，裝配時產(chǎn)品不移動，每臺產(chǎn)品可以由一兩

50、個工人進行裝配，也可以由一組工人按照裝配順序分工裝配。移動式裝配移動式裝配是在裝配流水線上工作的。裝配精度零部件間的尺寸精度零部件間的尺寸精度包括配合精度和距離精度。位置精度位置精度是指相關(guān)零件之間的同軸度、平行度、垂直度，以及各種圓跳動等精度要求，如車床主軸的徑向圓跳動等。相對運動精度相對運動精度是指有相對運動的零部件在運動方向和運動速度上的精度。接觸精度接觸精度是指兩配合表面、接觸表面間達到規(guī)定的接觸面積大小與接觸點的分布情況。裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈的定義、特點與分類長度尺寸鏈由相互平行的長度尺寸組成的尺寸鏈，所涉及的問題一般是距離尺寸的精度問題。角度尺寸鏈全部尺寸均為角度的尺寸鏈。平面尺寸

51、鏈由成角度關(guān)系布置的長度尺寸構(gòu)成，且處于同一或彼此平行的平面內(nèi)。空間尺寸鏈由位于三維空間的尺寸構(gòu)成的尺寸鏈。裝配尺寸鏈的計算方法保證裝配精度的方法互換裝配法完全互換裝配法若在確定各相關(guān)零件的尺寸公差和偏差時用極值法解裝配尺寸鏈，就可以保證制造出來的每個零件裝上后都能保證裝配精度要求。大數(shù)互換裝配法若在確定各相關(guān)零件的尺寸公差和偏差時用概率法解裝配尺寸鏈，就可以保證制造出來的絕大部分零件裝上后都能保證裝配精度要求，只有0.27的零件可能出現(xiàn)不合格的情況。分組裝配法修配裝配法調(diào)整裝配法自動化裝配自動裝配機裝配機器人機械制造裝備機械制造裝備及系統(tǒng)加工裝備機床的加工范圍機床的運動表面成形運動它是由工件

52、和工具的相對運動構(gòu)成的。主運動和進給運動機床主運動是形成切削速度并對從工件上去除多余材料起主要作用的表面成形運動；機床進給運動是使工件的多余材料不斷被去除的表面成形運動，是維持切削得以繼續(xù)的運動，簡稱進給，實現(xiàn)方式包括自動進給、機動進給和手動進給。輔助運動機床加工過程中加工工具與工件除表面成形運動之外的其他運動稱為輔助運動，以實現(xiàn)機床的各種輔助動作，主要包括切入運動、空行程運動、分度運動以及操縱和控制運動。機床的傳動系統(tǒng)機床的主要結(jié)構(gòu)機床的分類金屬切削機床金屬切削機床(Metal Cutting Machine Tool)常簡稱為機床(Machine Tool)，它是采用切削、特種加工等方法將

53、金屬毛坯(或半成品)的多余金屬去除，制成機械零件的一種機器，制造的機械零件應(yīng)能達到零件圖樣所要求的表面形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。按機床工作原理和結(jié)構(gòu)性能、特點分類。按機床精度分類。按機床應(yīng)用范圍分類 通用機床(又稱萬能機床)。可加工多種工件、完成多種工序、使用范圍較廣的機床，如萬能車床、萬能升降臺銑床等。這類機床的通用程度較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，主要用于單件、小批生產(chǎn)。 專用機床。用于執(zhí)行特定工件的特定加工工序的機床，如加工主軸箱的專用鏜床。這類機床是根據(jù)特定工藝要求專門設(shè)計、制造與使用的，因此生產(chǎn)率很高，結(jié)構(gòu)簡單，適于大批量生產(chǎn)。組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組合而成的一種特殊形式的

54、專用機床。 專門化機床(又稱專業(yè)機床)。用于執(zhí)行形狀相似、尺寸不同工件的特定加工工序的機床。這類機床的特點介于通用機床與專用機床之間，既有加工尺寸的通用性，又有加工工序的專用性，如精密絲杠車床、凸輪軸車床等，生產(chǎn)率較高，適于成批生產(chǎn)。鍛壓機床鍛壓機床是利用金屬塑性變形進行加工的一種無屑加工設(shè)備，主要包括鍛造機、壓力機、擠壓機和軋制機四大類。工藝裝備刀具夾具測量器具模具物料儲運裝備物料運輸裝置機床上、下料裝置刀具輸送設(shè)備倉儲裝備輔助裝備數(shù)控機床數(shù)控機床的特點與應(yīng)用柔性自動化，具有廣泛的適應(yīng)性。精度高、質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)效率高。能實現(xiàn)復(fù)雜零件的加工。減輕勞動強度、改善勞動條件。有利于現(xiàn)代化生產(chǎn)與管理。

55、數(shù)控機床的組成控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)機床本體數(shù)控機床的分類按加工工藝及機床用途的類型分類金屬切削類金屬成形類指使用擠、沖、壓、拉等成形工藝的數(shù)控機床，如數(shù)控壓力機、折彎機、彎管機、旋壓機等。特種加工類主要指數(shù)控電火花切割機、電火花成形機、火焰切割機、激光加工機等。測量繪圖類主要有三坐標(biāo)測量機、繪圖機、對刀儀等。按機床運動的控制軌跡分類點位控制數(shù)控機床這類機床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控壓力機等，其特點是機床移動部件在移動中不進行加工，只要求以最快的速度從一點移動到另一點，并準(zhǔn)確定位。直線控制數(shù)控機床這類機床能對單個機床坐標(biāo)軸的移動速度進行控制，使數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控磨床等能完成簡單臺階

56、形或矩形零件的加工。輪廓控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床也稱為連續(xù)控制數(shù)控機床，其特點是能夠?qū)蓚€或兩個以上運動坐標(biāo)的位移和速度同時進行連續(xù)相關(guān)控制，使刀具與工件間的相對運動符合工件加工輪廓的要求。按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類新一代機械制造裝備技術(shù)及其發(fā)展新型加工設(shè)備的研究開發(fā)近年已取得不少進展，如多軸聯(lián)動加工中心、控制車削高效曲軸加工機床、點磨機床、加工與裝配作業(yè)集成機床等。在數(shù)控化基礎(chǔ)上朝智能化方向發(fā)展。采用新材料和新結(jié)構(gòu)，提高制造裝備的剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性，提高精度和精度保持性，減輕重量等。新型部件的開發(fā)應(yīng)用。發(fā)展先進的機床和數(shù)控系統(tǒng)性能檢測、診斷方法與技術(shù)。發(fā)展多品種小批量生產(chǎn)條件下的先進在

57、線加工質(zhì)量檢測技術(shù)。發(fā)展柔性工藝裝備和柔性夾具，為快速、低成本工藝準(zhǔn)備提供技術(shù)。第五章 機械自動化技術(shù)（一）機械自動化技術(shù)的基本概念1、自動化,是指機器或裝置在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動地進行操作或運行機電一體化的基本概念1、機電一體化是隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，在以機械、電子技術(shù)為主的多學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興學(xué)科驅(qū)動技術(shù)驅(qū)動元件的種類驅(qū)動裝置就是按照電信號的指令，將來自電、液壓和氣壓等各種能源的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動和直線運動等方式的機械能的裝置。液壓、氣動傳動與控制過程液壓驅(qū)動裝置氣壓傳動執(zhí)行裝置及控制閥液壓、氣動傳動與控制電動機傳動系統(tǒng)及控制步進電

58、動機傳動及控制步進電動機的工作原理步進電動機是一種用電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的執(zhí)行器，分為反應(yīng)式、永磁式、永磁感應(yīng)式、直線式。步進電動機的運行性能了解步進電動機的運行性能,對正確使用步進電動機和正確設(shè)計步進電動機都有著重要意義伺服電動機及控制直流伺服電動機直流電動機是一種通過變換電動機所加電壓使其在允許范圍內(nèi)能提供精確和連續(xù)速度控制的驅(qū)動元件，具有起動轉(zhuǎn)矩大、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速易于控制、效率高等許多突出的優(yōu)點。交流伺服電動機由于交流伺服電動機沒有電刷和換向器而不需要維護，與直流電動機相比，輸出相同功率，交流電動機重量輕，而且結(jié)構(gòu)簡單、堅固，適應(yīng)的安裝環(huán)境廣，

59、可以承受高速運轉(zhuǎn)，因此，交流電動機被認(rèn)為是一種理想的驅(qū)動元件。交流直線電動機直線電動機可以認(rèn)為是傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電動機在結(jié)構(gòu)上的一種演變。傳感技術(shù)傳感器傳感器是一種以一定的精確度，將被測物理量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的，易于測量、傳輸和處理的信號的測量部件或裝置。由于電信號最便于處理、傳輸、顯示和記錄，因此，也可把傳感器狹義地定義為：能把外界非電信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件或裝置。傳感器與測量系統(tǒng)的組成各種傳感器傳感器的分類傳感器的主要特性和技術(shù)指標(biāo)傳感器的靜態(tài)特性量程。傳感器的輸入與輸出保持線性關(guān)系的最大量限。一般用傳感器允許的測量上、下極限值的代數(shù)差表示。超量程范圍使用時，傳感器的靈敏度下降，性能變

60、壞。靈敏度。傳感器輸出變化量與引起該變化量的輸入變化量的比值。它表示傳感器對測量參數(shù)微小變化的分辨能力。線性度。傳感器的輸出與輸入之間的關(guān)系曲線與選定的工作直線的偏離程度。一般用滿量程的百分?jǐn)?shù)表示。遲滯。傳感器在輸入量增加(正行程)和減少(反行程)的過程中，同一輸入量時其輸出量的差別。重復(fù)性。傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動時所得特性曲線不一致的程度。分辨力。傳感器能夠檢測到的最小輸入增量。分辨力可用絕對值表示，也可用滿量程的百分?jǐn)?shù)表示。在傳感器輸入零點附近的分辨力稱為閾值。穩(wěn)定性誤差。傳感器在長時間工作的情況下輸出量發(fā)生的變化。穩(wěn)定性誤差可用相對誤差表示，也可用絕對誤差表示。零點