自動化部機械設計相關基礎理論一1機械零件件的失效效形式與與設計準準則機械設計計流程公差與配配合形位公差差目錄機械裝配配基本概概念123452切削機械械加工6機械設計計流程1緒論：機器的構構成機器：具具有確定定相對運運動的構構件組合合體，能能做有用用的功或或實現能能量轉換換。原動機:系統動力力源，將將其他形形式的能能量轉化化為機械械能工作機:直接完成成工藝動動作傳動裝置置:實現原動動機與工工作機之之間的運運動與動動力傳遞遞一、機械械應滿足足的要求求1、滿足使使用要求求,生產率力力高.2、安全可可靠,有足夠的的使用壽壽命.3、制造、、運行費費用低.4、操作維維護方便便5、其它要要求:運輸方便便,造型美觀觀二、機械械設計的的一般程程序三、機械械零件的的設計步步驟1、建立計計算模型型—擬定零件件的計算算簡圖2、確定作作用在零零件上的的載荷；；3、選擇材材料；4、根據零零件可能能的失效效形式，，選用相相應的設設計準則則，確定定零件的的形狀和和主要尺尺寸；5、根據加加工工藝藝的要求求、標準準規范等等，圓整整設計尺尺寸；6、根據加加工和裝裝配要求求確定零零件的其其他尺寸寸；7、繪制零零件工作作圖，編編寫設計計說明書書。機械零件件的失效效形式與與設計準準則一、失效效的概念念機械零件件在規定定的使用用條件下下、規定定壽命期期限內，，不能完完成規定定功能—失效。二、常見見失效形形式1、整體斷斷裂：過過載斷裂裂、疲勞勞斷裂塑塑性變形形；2、表面破破壞：點點蝕、剝剝落、膠膠合、磨磨損、擦擦傷；3、過大變變形：過過大彈變變—剛度不足足塑性變形形—強度不足足4、強烈烈的振動動；5、功能能失效。。機械零件件的失效效形式與與設計準準則1、強度度準則（衡量機機械零件件工作能能力的基基本準則則）強度：零零件抵抗抗整體斷斷裂、表表面接觸觸疲勞及及塑性變變形的能能力。—零件的工工作應力力；—材料的許許用應力力；—材料的極極限應力力；—安全系數數。例：軸強強度不足足斷裂等等2剛度準則則剛度：零零件抵抗抗彈性變變形的能能力。—零件工作作時的撓撓度、撓撓角、轉轉角；—零件工作作時的撓撓度、撓撓角、轉轉角的許許用值；；例：機床床主軸剛剛度不足足，零件件加工精精度低注：改變變材料對對提高剛剛度無效效，改變變零件截截面，減減少跨度度是提高高剛度的的有效措措施。3、壽命準準則設計壽命命L≥[L]要求壽命命4、耐磨性性準則耐磨性：：零件抵抵抗磨損損失效的的能力。。磨損導致致零件尺尺寸和形形狀的變變化，過過度磨損損導致精精度↓強強度↓↓5、振動穩穩定性準準則—限定回轉轉零件的的工作頻頻率偏離離系統固固有頻率率，避免免共振公差于配配合一，尺寸寸公差的的表現形形式公差于配配合二，尺寸寸公差的的標注形形式分類與符號號形位公差差形狀公差(單一要素,無基準)形狀或位置公公差（單一或并聯要素,有或無基準）位置公差差(并聯要素,有基準）平面度直線度圓度圓柱度線輪廓度面輪廓度定向垂直度角度平行度跳動

圓跳動全跳動定位位置度同心度對稱度定義與標注注平面度（（Flatness）定義義:實際被測測要素對對理想平平面的允允許變動動.公差帶:距離為平平面度公公差值t的兩平行行平面之之間的區區域.Meaning定義與標注注圓度(Circularity/Roundness)定義義:實際被測測要素對對理想圓圓的允許許變動.公差帶:在同一正正截面上上.半徑差為為圓度公公差值的的同心圓圓之間的的區域.Meaning定義與標注注圓柱度(Cylindricity)定義義:實際被測測要素對對理想圓圓柱的允允許變動動.公差帶:半徑差為為圓柱度度公差值值的兩同同軸圓柱柱面之間間的區域域.Meaning定義與標注注輪廓度公公差當輪廓度度公差未未標明基基準時,其公差帶帶是浮動動的,屬于形狀狀公差;當輪廓度度公差標標明基準準時,其公差帶帶是固定定的,屬于位置置公差.定義與標注注線輪廓度度(Profileofaline)定義義(無基準):實際被測測要素對對理想輪輪廓線的的允許變變動.公差帶(無基準):距離為線線輪廓度度公差值值,對理想輪輪廓線對對稱分布布的兩等等距曲線線之間的的區域.定義義(有基準):實際被測測要素對對具有確確定位置置的理想想輪廓線線的允許許變動.公差帶(有基準):距離為線線輪廓度度公差值值,對具有確確定位置置的理想想輪廓線線對稱分分布的兩兩等距曲曲線之間間的區域域.Meaning定義與標注注面輪廓度度(Profileofasurface)定義義(無基準):實際被測測要素對對理想輪輪廓面的的允許變變動.公差帶(無基準):距離為線線輪廓度度公差值值,對理想輪輪廓面對對稱分布布的兩等等距曲面面之間的的區域.定義義(有基準):實際被測測要素對對具有確確定位置置的理想想輪廓面面的允許許變動.公差帶(有基準):距離為線線輪廓度度公差值值,對具有確確定位置置的理想想輪廓面面對稱分分布的兩兩等距曲曲面之間間的區域域.Meaning定義與標標注定向公差差定向公差差:是關聯實實際要素素對具有有確定方方向的理理想被測測要素的的允許變變動.理想被測測要素的的方向由由基準及及理論正正確尺寸寸(角度)確定.當理論正正確角度度為0時,稱為平行行度公差差;當理論正正確角度度為90時,稱為垂直直度公差差;當理論正正確角度度為其它它任意角角度時,稱為傾斜斜度(角度)公差.定義與標標注平行度(Parallelism)公差帶:當以平面面為基準準時(如圖),公差帶是是距離為為平行度度公差值值,平行于基基準平面面的兩平平行平面面之間的的區域.Meaning定義與標標注垂直度(Perpendicularity)公差帶:當以平面面為基準準時,若被測要要素為平平面(如下圖),則其垂直直度公差差帶是距距離為垂垂直度公公差值,垂直于基基準平面面的兩平平行平面面之間的的區域.Meaning定義與標標注角度/傾斜度(Angularity)公差帶:任意方向向上線對對面的傾傾斜度公公差帶(如下圖)是直徑為為傾斜度度公差值值,與基準平平面成理理論正確確方向的的圓柱面面內的區區域.Meaning定義與標標注跳動公差差跳動公差差是基于于特定的的測量方方法規定定的具有有綜合性性質的形形位公差差項目.分為圓跳跳動和全全跳動兩兩種.定義與標標注圓跳動(CircularRunout)圓跳動公公差是關關聯實際際被測要要素對理理想圓的的允許變變動,理想圓的的圓心在在基準軸軸在線.根據允許許變動的的方向,圓跳動可可以分為為徑向圓圓跳動,軸向(端面)圓跳動和和斜向圓圓跳動三三種.Meaning定義與標標注定位公差差定位公差差是關聯聯實際被被測要素素對具有有確定位位置的理理想被測測要素的的允許變變動.理想被測測要素的的位置由由基準及及理論正正確尺寸寸確定.當理論正正確尺寸寸為零,且基準要要素和被被測要素素均為軸軸線時,稱為同軸軸度公差差;若基準要要素和被被測要素素的軸線線足夠短短,或均為中中心點時時,稱為同心心度公差差;當理論正正確尺寸寸為零,基準要素素或被測測要素為為其它中中心要素素時,稱為對稱稱度公差差;在其它情情況下,均統稱為為位置度度公差.定義與標標注同心(軸)度(Concentricity)同軸度公公差帶是是直徑為為同軸度度公差值值,軸線與基準軸線線重合的的圓柱面面內的區區域.Meaning定義與標標注對稱度(Symmetry)對稱度公公差帶是是距離為為對稱度度公差值值,中心平面面(中心線.軸線)與基準中中心要素素(中心平面面.中心線或或軸線)重合的兩兩平行平平面(或兩平行行直線)之間的區區域.Meaning定義與標標注位置度(Position)根據被測測要素的的不同,位置度公公差可以以分為點點的位置置度公差差,線的位置置度公差差和面的的位置度度公差.如圖,各孔的中中心線必必須位于于直徑為為位置度度公差0.25,軸線位于于由基準準A.B..C和理論正正確尺寸寸所確定定的理想想位置上上的圓柱柱面公差差帶內.計算公式式:常見符號號及標注注名稱標注方式名稱標注方式材料厚度T最大MAX直徑∮最小MIN球面直徑S∮參考尺寸REF半徑R版本REV球面半徑SR變更點平方SQ倒角Cx公制螺紋Mx特殊公差2.0英制螺紋#x-xx特殊公差2.0表面粗糙度相同特征TYP-0.1-0.3+0.1+0.3常見公差差標注機器裝配配機械裝配配基本概概念機械裝配配是按規規定的精精度和技技術要求求，將構構成機器器的零件件結合成成組件、部件和產品的過程。。裝配是是機器制制造中的的后期工工作，是是決定產產品質量量的關鍵環節節。機器裝配配基本作作業機器裝配配精度清洗連接校正、調整與配作

平衡驗收、試驗相互位置精度相互運動精度相互配合精度裝配工作作的基本本內容清洗去除粘附在零件上的灰塵、切屑和油污。清洗后的零件通常還具有一定的中間防銹能力。聯接可拆卸聯接——螺紋聯接、鍵聯接和銷釘聯接等，其中以螺紋聯接的應用最為廣泛。不可拆卸連接——焊接、鉚接及過盈連接等。校正、調調整與配配作校正是指產品中相關零部件相互位置的找正、找平及相應的調整工作。配作通常指配鉆、配鉸、配刮和配磨等。平衡防止運轉平穩性要求較高的機器在使用中出現振動。驗收試驗驗根據有關技術標準和規定，對其進行比較全面的檢驗和試驗。裝配工作作的基本本內容機器裝配配精度分分析回轉臺床鞍升降臺αPα0αTαRαS圖5-1臥式萬能銑床工作臺面對升降臺垂直移動的垂直度要求千分表直角尺工作臺移動方向影響裝配配精度的的因素零件的加加工精度度（與多多個零件件精度有有關，圖圖5-1）裝配方法法與裝配配技術零件間的的接觸質質量力、熱、、內應力力引起的的零件變變形旋轉零件件的不平平衡切削機械械加工鉗工：通過工人人手持工工具進行行切削加加工。機械加工工：采用不同同的機床床（如車車床、銑銑床、刨床床、磨床床、鉆床床等）對對工件進行切切削加工工。加工工精精度度加工精度度：指零零件經切切削加工工后，其其尺寸、、形狀、、位置等等參數同同理論參參數的相相符合的的程度，，偏差越越小，加加工精度度越高，，它包括括：a.尺寸精度度：零件尺寸寸參數的的準確程程度。b.形狀精度度：零件形狀狀與理想想形狀接接近程度度。c.位置精度度：零件上實實際要素素（點、、線、面面）相對對于基準準之間位位置的準準確度。。2020-02-112020-02-112.1加工工精精度度國家標準準規定：：常用的的精度等等級分為為20級，分別別用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。數數字越大大，精度度越低。。其中IT5--IT13常用。高精度度：IT5、IT6通常由磨磨削加工工獲得。。中等精度度：IT7--IT10通常由精精車、銑銑、刨獲獲得。低精度度：IT11-IT13通常由粗粗車、銑銑、刨、、鉆等加工方方法獲得得。精度等級尺寸精度范圍Ra值范圍（μm）相應的加工方法低精度IT13～IT1125～12.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等中等精度IT10～IT96.3～3.2半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴孔等IT8～IT71.6～0.8精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗鉸等高精度IT7～IT60.8～0.2精磨、精鉸等特別精密精度IT5～IT2Ra＜0.2研磨、珩磨、超精加工、拋光等零件精度度等級及及其相應應的加工工方法2.2表面粗粗糙糙度表面粗糙糙度：零件微觀觀表面高高低不平平的程度。產生的原原因：1）切削時時刀具與與工件相相對運動產產生的磨磨擦；2）機床、、刀具和和工件在在加工時時的振動動；3）切削時時從零件件表面撕撕裂的切切屑產生生的痕跡跡；4）加工時時零件表表面發生生塑性變變形。2.2表面粗粗糙糙度表面粗糙糙度對零零件質量量的影響響：零件的表表面粗糙糙度對機機器零件件的性能能和使用用壽命影影響較大大，主要要有以下下幾個方方面：1）零件表表面粗糙糙，將使使接觸面面積減小小，單位位面積壓壓力加大大，接觸觸變形加大大，磨擦擦阻力增增大，磨磨損加快快；2)表面粗糙糙度影響響配合性性質。對對于間隙隙配合，，表面粗粗糙易磨磨損，造成間