机械制图、力学知识、装卸工艺.ppt

,机械制图、力学知识、装卸工艺,主讲人：,第一章：机械制图,视图,是一种“正对着”物体某几个方向去看，而分别画出几个平面图形的方法来表达物体的形状。这样的平面图形称为视图，例如图1-2的三个平面图形。是分别从图1-1所示物体的主视方向（前面），俯视方向（顶面）和左视方向（左面）“正对着”物体观察后画出来的图形，统称为三面视图（简称三视图）。其中每个视图的名称如下： 主视图 主视图是“正对着”物体从前向后观察所得的图形，它表达了由前向后看到的物体表面形状。一般应选物体形状特征明显的方向作为视图。如图1-2所示。 俯视图 俯视图是“正对着”物体从上向下观察所得的图形（也可将物体向前旋转90），它表达了由上向下看到的物体表面形状。按规定，俯视图应画在主视图下面，图形应与主视图在长度方向对正，不可错开，如图1-2所示。图1-1 立体图图1-2 三视图间的位置和关系 左视图 左视图是“正对着”物体从左面向右观察所得的图形（也可将物体从主视图位置向右旋转90），它表达了由左向右看到的物体表面形状。按规定，左视图应画在主视图的右边，图形在高度方向相应与主视图对齐，如图1-2所示。,投影,物体在光线照射下，在物体后面的墙壁或地面上就有一定形状的影子出现，这种影子就叫做物体的投影。我们把光源（电灯、太阳等）叫做投射中心，光线叫做投射线，墙壁或地面叫做投影面。这种由光线照射物体而在物体后面的投影面上产生投影的方法叫做投影法。 中心投影 以一点为投射中心，它发出的光线照射物体后，在物体后面的投影面上所得到的投影，叫做中心投影。在中心投影中所得的投影总比物体的轮廓大，如图1-3所示。中心投影不能得到物体真实大小的图形，因此，它不能作为绘制机械图样的基本方法。 平行投影 用平行光线照射物体，物体在投影面上所得的投影叫做平行投影，如图1-4所示。,正投影与斜投影,三视图的投影规律,三个不同方向向三个投影面投影所得的三视图，这三个视图表示弯板的空间形状：主视图反映了弯板的长度和高度；俯视图反映了弯板的长度和宽度；左视图反映了弯板的宽度和高度。即主视图和俯视图反映了弯板同一长度，并对正；主视图和左视图反映了弯板同一高度，应平齐；俯视图和左视图反映了弯板同一宽度，应相等。 以上所述三视图之间的关系就是： 主、俯视图长对正； 主、左视图高平齐； 俯、左视图宽相等。 简称“长对正，高平齐，宽相等”，这就是三视图之间的投影规律。这一规律对于机件整体或部分都是如此，是画图和看图的基本规律。,三视图的形成 a）将弯板向三个相互垂直投影面投影 b）投影面的展开 c）投影面展开后的三视图位置 d）三视图及其投影规律,尺寸注法,尺寸注法的基本规则 (1)机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确度无关。 (2)图样中的尺寸若以mm为单位时，不必标注计量单位的符号或名称，如果用其他单位时，则必须注明相应的单位符号。 (3)机件的每一尺寸一般只标注一次，并应标注在表示该结构最清晰的图形上。图1-8尺寸标注示例 (4)图样中所注的尺寸为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另说明。,常用符号,剖视图,剖视图的概念 假想用剖切面剖开机件，将处在观察者和剖切面之间的部分移去，而将其余部分向投影面投影所得的图形称为剖视图（简称剖视）。 图1-13b所示就是假想用一个通过摇臂的前后对称中心线的剖切平面将摇臂剖开，移去剖切平面前面的部分，然后把其余部分向投影面投影，所得到的图形就是剖视图，如图1-13c所示的主视图。,图1-13 剖视图,断面图,假想用剖切面将机件的某处切断，仅画出该剖切面与机件接触部分的图形，这种图形称为断面图，如图1-19所示。断面图常用来表示机件上某一局部的断面形状，例如机件上的肋板、轮辐、轴上的键槽和孔等。,图1-19 轴的断面图画法,第二章：力学知识,第一节：工程力学,为了保证机器或结构物的正常工作，设计时必须分析各构件的受力情况。当构件平衡时，还要研究其平衡条件，进而确定作用在构件上的未知力。所谓平衡，是指物体相对于地球处于静止状态或匀速直线运动状态。,力的概念 力是物体间的相互机械作用的一种表现。由实践可知，力对物体的效应取决于力的大小、方向、作用点，即力的三要素。这三个要素中，任何一个改变时，都为改变力对物体的效应。显然，力是矢量。 力的国际单位是牛（N）或千牛（kN）。 刚体的概念 所谓刚体是指在力的作用下不变形的物体。事实上，刚体是不存在的。在工程上机械零件受力发生微小变形（可以忽略），可作为刚体。,力的性质,性质1（二力平衡条件）：刚体上仅受两个力作用而平衡的必要和充分条件是：此两力必须等值、反向、共线，即F1=F2（图3-1）。 性质2（力的可传性）：作用于刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体上任一点，而不改变此力对刚体的作用效应（图3-2）。 性质3（力的平行四边形法则）：作用于物体上同一点的两个力的合力也作用于该点，且合力的大小和方向可用这两个力为邻边所作的平行四边形的对角线来确定（图3-3）。该法则说明，力矢量可按平行四边形法则进行合成和分解，合力矢量FR与分力矢量F1、F2间的关系符合矢量运算法则。 性质4（作用与反作用定律）：两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向、共线，分别作用于两个物体。这两个力互为作用与反作用的关系。,力的分解,力的合成,二力平衡,力的可传性,约束和约束力,自然界的一切事物总是以各种形式与周围的事物互相联系又互相制约的。在工程上，各种构件的运动都受到与它相联系的其他构件的限制。一个物体的运动受到周围其他物体的限制，这种限制条件称为约束。约束作用于该物体上的限制其运动的力，称为约束力。下面介绍工程上常见的约束类型及其约束力的表示方法。,柔性约束,属于这类约束的有绳索、链条和胶带等。柔索本身只能承受拉力，不能承受压力。其约束特点是：限制物体沿柔索伸长方向运动，只能给物体提供拉力，用符号F表示。 如图3-7a中起吊一减速箱盖，链条AB、AC、AD分别作用于铁环A的拉力为、链条AB、AC分别作用于盖上B、C点的拉力为。图3-7b中胶带对胶带轮的拉力均属于柔性约束力。,光滑接触面约束,当两物体接触面上的摩擦力可略去不计时，即构成光滑接触面（简称光滑面）约束。此图7-11柔性约束时，被约束的物体可以沿接触面滑动或沿接触面的公法线方向脱离，但不能沿公法线方向压入接触面。因此光滑接触面约束力的作用线，沿接触面公法线方向，指向被约束物体，恒为压力，称为法向约束力，常用表示，如图3-8所示。,圆柱形铰链约束,两个带有圆孔的物体，用光滑圆柱形销钉相连接。受约束的两个物体都只能绕销钉轴线转动，此时，销钉便对被连接的物体沿垂直于销钉轴线方向的移动形成约束，称为圆柱形铰链约束。约束形式分为：可分为以下几种形式：中间铰链约束。如图3-9所示；固定铰链约束，如图3-10；活动铰链支座约束。如图3-12。,中间铰链约束,固定铰链约束,二力杆约束,不计自重，两端均用铰链的方式与周围物体相连接，且不受其他外力作用的杆件，称为链杆。它是二力杆或二力构件。 根据二力平衡条件，链杆的约束力必沿杆件两端铰链中心的连线，指向不定。如图 3-13a中的AC杆和3-13b中的DC杆都是二力杆。,固定端约束,如图所示，建筑物上的阳台、车床上的刀具、立于路边的电线杆等均不能沿任何方向移动或转动，构件所受到的这种约束称为固定端约束。约束力如图3-14所示，用两个正交分力表示限制构件移动的约束作用，一个约束力偶表示限制构件转动的约束作用。,受力图,工程中的结构与机构十分复杂，为了清楚地表达出某个物体的受力情况，必须将它从与其相联系的周围物体中分离出来，即解除其约束成为分离体。在分离体上画上其所受的全部主动力和约束力，此图形称为研究对象的受力图。 画受力图的基本步骤一般为： （1）定研究对象，取分离体； （2）在分离体上画出全部主动力； （3）在分离体上画出全部约束力。,第二章：材料力学,概论,1、构件正常工作的基本要求 为了保证零件有足够的承载能力，零件必须满足下列基本要求： （1）足够的强度。 （2）足够的刚度。 综上所述，具有足够的强度和刚度是设计零件时必须满足的最基本、最主要的要求。本章的任务是学习零件的强度和刚度计算的理论基础，从而为零件选用适当的材料，确定合理的截面形状和尺寸。,2、杆件变形的基本形式 在机器或结构物中，零件的形式是多种多样的，若零件的长度远大于横截面的尺寸，则称为杆件或杆。轴线为直线的称为直杆。各横截面的形状、尺寸完全相同的称为等截面杆，否则为变截面杆。图4-1 杆件的基本变形 杆件在不同形式外力的作用下将产生不同形式的变形。杆件变形的基本形式有4种：轴向拉伸或压缩变形（图4-1a）、剪切变形（图4-1b）、扭转变形（图4-1c）和弯曲变形（图4-1d）。其他复杂的变形可归结为上述基本变形的组合。,剪切和挤压,机械中有许多承受剪切的零件，如传递横向载荷的联接件：铆钉、柱销、铰制孔用螺栓，以及键联接中的键等。图4-4a所示为一铆钉联接及其铆钉的受力、变形情况。若钢板在横向载荷F的作用下发生横向错动，则铆钉的受力情况如图4-4b所示，作用在铆钉上的这对力，与铆钉的轴线垂直，大小相等，方向相反，不作用在一条直线上，但相距极近。在这样的一对力的作用下，铆钉的-截面的相邻截面将出现相互的错动，如图4-4c所示，这种变形称为剪切变形。 另外，铆钉在承受剪切作用的同时，钢板的孔壁和铆钉的圆柱表面间还将产生挤压作用。所谓挤压就是在外力作用下，两个零件在接触表面上相互压紧的现象。挤压时会使零件表面产生局部塑性变形。,剪切强度,要确定剪切应力，首先要求出内力，求内力时仍可采用截面法。如图4-4d所示，内力，由平衡方程=0，可得，称为剪力。,铆钉联接及铆钉的受力、变形情况,挤压强度,两零件间产生挤压作用时，其接触表面称为挤压面，挤压面上的压强称为挤压应力。挤压应力仅分布于接触表面附近的区域，其分布状况比较复杂，一般假设其均匀分布。,半圆柱挤压面,梁的弯曲,弯曲是工程实际中最常见的一种基本变形。如火车轮轴（图4-7）、行车大梁（图4-8）等的变形都是弯曲变形的实例。这些杆件的共同受力特点是：在通过杆轴线的面内，受到力偶或垂直于轴线的外力作用。其变形特点是杆的轴线被弯成一条曲线。这种变形称为弯曲变形。在外力作用下产生弯曲变形或以弯曲变形为主的杆件，习惯上称为梁。,行车大梁,火车轮轴,工程上使用的直梁的横截面一般都有一个或几个对称轴。由横截面的对称轴与梁的轴线组成的平面称为纵向对称面。当作用于梁上的所有外力都位于梁的纵向对称平面内时，梁的轴线在纵向对称平面内被弯成一条光滑的平面曲线，这种弯曲变形称为平面弯曲。工程上梁的截面形状、载荷及支承情况一般都比较复杂。为了便于分析和计算，必须对梁进行简化，包括梁本身的简化、载荷的简化以及支座的简化等。通常进行简化后，可将梁归结为3类：简支梁、外伸梁和悬臂梁。,谢谢！,