機(jī)械基礎(chǔ)與選型復(fù)習(xí)PPT

復(fù)習(xí)

第1章工程力學(xué)基礎(chǔ)確定研究對(duì)象1、受力分析與受力圖取分離體畫(huà)已知力畫(huà)約束力F1F2GN

一、物體的受力分析及平衡條件

常見(jiàn)的約束：a、柔性約束（柔索）繩索，傳動(dòng)帶，鏈條等，忽略剛性，不計(jì)重力，絕對(duì)柔軟且不可伸長(zhǎng)。特點(diǎn)：只受拉，不受壓，不能抗拒彎曲，限制物體沿柔性體伸長(zhǎng)的方向運(yùn)動(dòng)。

一、物體的受力分析及平衡條件b、光滑面約束

常見(jiàn)的約束：特點(diǎn)：只受壓，不受拉，沿接觸點(diǎn)處的公法線而指向被約束物，一般用N表示。又叫法向反力。

忽略摩擦，理想光滑。

常見(jiàn)的約束：c、鉸鏈約束（光滑圓柱鉸鏈）

鉸鏈

常見(jiàn)的約束：

Nxc、鉸鏈約束（光滑圓柱鉸鏈）

NNxNy

常見(jiàn)的約束：①固定鉸鏈支座約束

NyNx

常見(jiàn)的約束：②

活動(dòng)鉸鏈支座約束

N的實(shí)際方向也可以向下

常見(jiàn)的約束：③

中間鉸鏈NxNyNx

常見(jiàn)的約束：d、固定端約束

常見(jiàn)的約束：e、二力體約束

常見(jiàn)的約束：二力體：只受兩個(gè)力的作用而保持平衡的剛體二力體對(duì)被約束物的約束力：作用線與二力體受兩力作用點(diǎn)的連線重合，指向視二力體所受力的性質(zhì)而定，拉桿的約束力是拉力，壓桿的約束力是壓力。

A

B

NAxNAyFB′

受力分析的關(guān)鍵——分析約束力注意：①區(qū)分內(nèi)力與外力，內(nèi)力不畫(huà)在受力圖上；

②作用力與反作用力的方向相反。不要漏畫(huà)力，不要多畫(huà)力

一、物體的受力分析及平衡條件[例]畫(huà)出下列各構(gòu)件的受力圖②二矩式③三矩式①一矩式2、平面一般力系的平衡方程

一、物體的受力分析及平衡條件1.選取一個(gè)或多個(gè)研究對(duì)象；2.進(jìn)行受力分析，正確畫(huà)受力圖；

用平衡方程解題的主要步驟3.選取坐標(biāo)系，選取矩心，盡量避免聯(lián)立方程；

4.列平衡方程式，求解未知量，驗(yàn)算。

注意：①坐標(biāo)軸盡量與未知力相垂直；

②矩心可選兩個(gè)未知力的交點(diǎn)；

③注意力矩的正、負(fù)，且計(jì)算力矩時(shí)，可應(yīng)用合力矩定理。即：合力對(duì)某一點(diǎn)的力矩等于它的分力對(duì)同一點(diǎn)的力矩的代數(shù)和。試求下圖中A、C處的約束反力。（1）選擇BD為研究對(duì)象。（應(yīng)先從平衡方程的數(shù)目=未知量的數(shù)目這樣的研究對(duì)象著手）（2）再以AB為研究對(duì)象（或整體為研究對(duì)象都可以)例解BCDABRBxR’Bx橫截面上的內(nèi)力N沿桿的軸線，稱為軸力。由平衡方程得：

(拉)軸力的符號(hào)規(guī)定:

拉為正，壓為負(fù)。求內(nèi)力的方法--截面法

一截為二，棄一留一；內(nèi)力代替，平衡求力。PPmmmNPm∑F

x=0

二、直桿的拉伸和壓縮

1、用截面法求軸力、軸力圖軸力圖--軸力沿軸線方向變化的圖線。N

2(kN)[例]求截面1-1，2-2，3-3上的軸力，并畫(huà)軸力圖。

二、直桿的拉伸和壓縮

2、拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能

低碳鋼靜拉伸實(shí)驗(yàn)：彈性階段屈服階段強(qiáng)(硬)化階段局部變形階段低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

二、直桿的拉伸和壓縮

2、拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能

力學(xué)性能指標(biāo)：屈服極限(屈服強(qiáng)度)—

s強(qiáng)度極限(抗拉強(qiáng)度)—

b（現(xiàn)用Rm表示）

伸長(zhǎng)率(延伸率)—

（現(xiàn)用A表示）斷面收縮率—

ψ（現(xiàn)用Z表示）

塑性指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)剛度:

彈性模量E

灰鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)割線DO

二、直桿的拉伸和壓縮

灰鑄鐵拉伸時(shí)的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系是一段微彎曲線，沒(méi)有明顯的直線部分，且在較小的應(yīng)力下就被拉斷，沒(méi)有屈服和縮頸現(xiàn)象，拉斷前的應(yīng)變很小，延伸率也很小。灰口鑄鐵是典型的脆性材料，強(qiáng)度極限是衡量強(qiáng)度的唯一指標(biāo)。請(qǐng)思考：

圖示三種材料的拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線，試比較它們的強(qiáng)度、剛度和塑性。

強(qiáng)度校核載荷、截面尺寸、材料許用應(yīng)力全部已知，檢查上式是否滿足。

截面設(shè)計(jì)已知載荷和材料許用應(yīng)力，根據(jù)上式求截面尺寸。A≥Nmax

/[

]

確定許用載荷已知截面尺寸、材料許用應(yīng)力，根據(jù)上式求許用載荷。

[N]

≤A

[

]

3、拉伸和壓縮的強(qiáng)度條件

二、直桿的拉伸和壓縮

三、剪切與擠壓剪切強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件A為剪切面面積，Ajy為（有效）擠壓面面積

三、剪切與擠壓Ａ圖a

單剪圖b

雙剪Ａ圖a

單剪圖b

雙剪在計(jì)算中要正確確定有幾個(gè)剪切面。圖a只有一個(gè)剪切面，稱為單剪；圖b有兩個(gè)剪切面，稱為雙剪。Q

=

P1、若擠壓接觸面是圓柱面，如圓柱形的鉚釘、銷釘、螺栓等的聯(lián)接，則擠壓面（有效擠壓面）是接觸面（半個(gè)圓柱面）在垂直于總擠壓力Pjy作用線的平面上的投影，即過(guò)直徑的平面。擠壓和擠壓面Pjy

jy擠壓面的補(bǔ)充說(shuō)明1：jyjyP

jyAs=

A

jy

=d·t2、若擠壓接觸面是平面，如鍵連接，則擠壓面（有效擠壓面）就是該接觸面。lhbAjy擠壓面的補(bǔ)充說(shuō)明2：jy

用截面法求橫截面上的內(nèi)力––扭矩。得扭矩T=m

扭矩T的符號(hào)用右手螺旋法則確定：以右手的四指表示扭矩的轉(zhuǎn)向，當(dāng)拇指的指向離開(kāi)截面時(shí)扭矩為正；當(dāng)拇指指向截面時(shí)扭矩為負(fù)。由

∑m=0，T–m=0x

x

x

四、圓軸的扭轉(zhuǎn)

1、扭矩和扭矩圖用圖線表示各橫截面上扭矩沿軸線的變化情況，這種圖線稱為扭矩圖。

四、圓軸的扭轉(zhuǎn)

2、圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件等截面圓軸強(qiáng)度條件：

Wp

―抗扭截面模量，實(shí)心圓軸強(qiáng)度校核、設(shè)計(jì)截面與確定許可載荷第2章過(guò)程設(shè)備材料選用

一、材料的性能力學(xué)性能:強(qiáng)度:抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等塑性：伸長(zhǎng)率(延伸率)—

（現(xiàn)用A表示）斷面收縮率—ψ（現(xiàn)用Z表示）3.韌性:ak(沖擊韌性)4.硬度

a.布氏硬度HBSHBWb.洛氏硬度HRAHRBHRCc.維氏硬度Hv5.剛度:

彈性模量E

二、常用材料分類與編號(hào)1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼:Q235-AQ215-BQ235-A.F等

2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼:2045等

3、普通低合金結(jié)構(gòu)鋼:4、合金結(jié)構(gòu)鋼:16Mn15MnV等35CrMo40Cr60Si2Mn等5、不銹鋼:2Cr131Cr170Cr18Ni10Ti等6、專業(yè)用鋼:16MnR20g16MnDR15MnVHP等

三、鋼中雜質(zhì)元素的影響

鋼中的雜質(zhì)主要有:S、P、Mn、Si等。S、P

有害Mn、Si有益

四、鋼的熱處理退火、正火、淬火、回火表面淬火、化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮）調(diào)質(zhì)=淬火+高溫回火第4章機(jī)械傳動(dòng)

一、帶傳動(dòng)1、帶傳動(dòng)靠摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力2、彈性滑動(dòng)與打滑3、帶傳動(dòng)的失效形式4、帶傳動(dòng)的受力分析5、帶傳動(dòng)工作時(shí)的應(yīng)力6、帶的型號(hào)：Y、Z、A、B、C、D、E最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊與小帶輪接觸處帶的拉力產(chǎn)生的應(yīng)力離心力引起的應(yīng)力帶彎曲引起的彎曲應(yīng)力打滑、帶的疲勞破壞型號(hào)選擇：根據(jù)計(jì)算功率與小帶輪轉(zhuǎn)速緊邊拉力F1松邊拉力F2有效拉力F=F1－F2

二、齒輪傳動(dòng)1、正確嚙合的條件2、齒輪失效形式3、齒輪幾何尺寸計(jì)算模數(shù)相等、壓力角相等輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變形第3章壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

一、壓力容器的基本結(jié)構(gòu)基本承壓部件1.筒體2.封頭3.密封裝置（法蘭、密封元件、緊固件）4.開(kāi)孔（人/手孔）與接管5.支座附件6.安全附件（安全閥、爆破片）7.測(cè)量與控制儀表二、壓力容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)：公稱直徑DN公稱壓力PN

三、回轉(zhuǎn)薄殼應(yīng)力分析（1）圓柱形殼體經(jīng)向應(yīng)力：環(huán)向應(yīng)力：（2）球形殼體1、各種厚度間的關(guān)系計(jì)算厚度設(shè)計(jì)厚度圓整值名義厚度有效厚度毛坯厚度加工減薄量+圓整值四、內(nèi)壓力薄壁圓筒的強(qiáng)度設(shè)計(jì)2、壓力試驗(yàn)、目的液壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)?zāi)蛪涸囼?yàn)

壓力試驗(yàn)四、內(nèi)壓力薄壁圓筒的強(qiáng)