机械基础--教学

前言：由于所参考的书是中专的版本，所以会比较简单，如果需要专业的知识，可以去看考研版的机械基础

目录

第一课（80分钟)

第二课（80分钟) 

第三课（80分钟)

第四课（80分钟)

第五课（80分钟)

第六课（80分钟）

第七课（80分钟）

第八课（80分钟）

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第一课（80分钟)

首先介绍下机械这个行业，人类从远古时代开始打磨石器石斧等简单的工具开始，到现在制造机器人高铁, 大型飞机，航天器，潜水器，这些都离不开机械的作用，即使在今天，我国依然保持着大量的机械加工厂， 传统制造业的产值依然每于其它行业，这行有着大量的从业者,我国目前虽然想着转型高端制造业，向无人工厂, 工业机器人转型，但转型之路坚难，所以传流伟造业依然占国民经济的主导地位，学完机械基础，会对我们后面学的机械制图方面有帮助，希望同们好好听课， 认真学习。
 1. PPT上展示图0-1 冲压机，介绍冲压机工作原理:  在电机的驱动下，小带轮依靠摩擦力带动V带，使大带轮与小卤轮转动，此时离合器接合，制动器处于非制动状态，小齿轮与大齿轮相齿合，大齿轮 带动曲轴旋转。曲轴的转动通过连杆使滑块、凸模向下运动, 与机架上的凹模共同对 坯料进行冲压加工

 2. 完成冲压后，滑块上行到最高点，离合器 处于分离状态 ，大齿轮与曲抽脱离连接，制动器处于制动状态 ，使滑块停止在最高位，这就完成了一 次工作循环，

 3，这个冲压机 就是一个机器，机器的定义 : 机爱是人们根据使用要求设计的一种执行机械运动的装置，用来变换 或传递能量，物料和信息，以代替或者减轻人们的体力劳动和脑力劳动

 4.  机器的组成: （概念在书上第3页）

动力部头:

执行部分:

传动部分:

测控系统:

保障系统:

第二课（80分钟) 

名词解释：（概念在书上第3页）

零件：

部件：

构件：

机械：

运动副
1.运动副的含义: 直接接触的两个构件间的可动连接称为运动副。

两构件间的相对运动为平面运动时构成平面运动副。

2.平面运动副有 低副 和高副 两种类型

3.低副:两构件通过面与面接组成的运动到称为低副

低副按照两构件间允许相对运动的形式不同分为 转动副和 移动副

4.高副:两构件以点或线的形式相接触组成的运动副称为高副     举例: 凸轮机构，齿轮机构

5，那我们平时怎么表示运动副呢?我们可以用线条表示构件，用简单符号表示运动副的类型，按一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，这种简明表示机构各构件间运动关系的的图形称为机构运动简图。

6. 常见的远动副的符号见书第七页

7. 那这些运动副的符号是怎么画的呢?

绘制平面机构远动简图的步骤如下:

（1）观察机构的运动情况，找出原动件(运动规已知的构件,通常也是驱动机构的外力所作用的构件)，工作构件(即直接执生产任务或最后输出运动的构件) 和机架(固定的构件)

（2）根据相连两构件间的相对运动性质 和 接触情况确定各个运动副的类型

（3） 根据机构实际尺于和图纸大小 确定适当的长度比例尺u1= 实际长度(m)/图示长度(mm)

（4）按照名运动副间的距离和相对位置，以规定的符号将各运动副表示出来

（5）用直线或曲线将同一构件上的运动副连接起来，即为所要绘制的机构运动简图。

8. 做一下第八页的习题，例一例二
 

第三课（80分钟)

力学
1. 力的概念:力是使物体的运动状态发生变化或使物体产生变形的物体之间的相互机械作用。

2. 力的三要素:力对物体的作用效应取决于力的大小，方向和作用点，称为力的三要素。

3. 因为这三个要素中任何一个改变时，力对物体的作用效应就会改变。

4.如用力F推一个物体，力的大小不同，作用点不同，方向不同，都会产生不同的作用效应

5.力是一个既有大小又有方同的矢量
力矢量用带箭头的有向线段AB表示，有向线段的起点(或终点)表示力的作用点
箭头指向表示力的方向
线段的长度按一定比倒表示力的大小，力的单位为N或KN

6.力的基本性质
(1)  作用与反作用力
一个物体融对另一个物体有一作用力时,另一物体对该物体必有一个反作用力，这两个力大小相等,方向相反，作用在同一直线上，且分别作用在两个物体上。
(2)  二力平衡公理
作用于某刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和在为条件是这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上
(3)  力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，其合力也作用在该点上，合力的大小和方向由以这两 个力为邻边所作平行四为形的对角线确定。
 

第四课（80分钟)

力矩、力偶与力的平移
1.力矩
力对物体的作用效应，除移动效应外，还有转动效应
用扳手拧螺母时，作用于扳手一端的力F能使螺母绕O点转动

用F与d的乘积及其转向来度量力F使物体绕O点的转动效应，称为力F对O点之矩，简称力矩，用符号M。(F)表示，即                     

                                                          M。(F)=  ±Fd

正负号表示两种不同的转向，规定使物体产生逆时针旋转的力矩为正值，反之为负值。力矩的单位是N.m或kN.m
2.实际上的力矩的作用: 撬扛，汽年的油门踏板。

3.力偶
    力学中，把作用在同一物体上大小相等，方向相反，作用线平行但不共线的两个力称为力偶，记作(F1，F2），力偶中两个力的作用线间的距离d称为力偶臂，两个力所在的平面称为力偶的作用面，

举例:司机打方月盘 就是用的力偶力偶不能平衡行也不能对 物体生移动作用，只能对物体产生转动效应。

力偶对物体的转动效应随力F的大小或力偶臂d的增大而增强。

因此,二者的乘积Fd并加以适当的正负号所得的物理量来度量力偶对物体的转动效应，称之为力偶矩记作M(F1， F2)或M，即
                                                       M（F1，F2)= ±Fd
使物体逆时针转动的力偶矩为正，顺时针转动为负
单位为Nm或kN·m

4.力的平移定理
       作用于刚体上的力，可以平移到刚体上任意一点，但必顺附加一个力偶才能与原来的力等效，附加力偶的力偶矩等于原来的力对新作用点的力矩。

第五课（80分钟)

1.约束与约束力
      对于某一物体的运动起限制作用的周围其他物体称为约束。
      约束作用于被约束物体上的力称为约束力。
      约束力的方向总是与该约束所限制的运动方向相反。
2.例如:小球受到桌面的约束，不能向下运动，桌面给小球的约束力向上。

3.常见的约束有以下几种:
(1）柔性约束
       绳索、链条、胶带等柔性物体形成的约束称为柔性约束。

       柔性约束对物体的约束力是沿着柔性物体的中心线背离被约束物体的拉力

(2)光滑面约束
         两物体相互接触，若接表面为非常光滑的刚性面，摩擦力很小可忽略不计,即为光滑面约束

光滑面约束力的方向是通过接触点沿着公法线 指向被约束物体。

公法线:书上并无介绍，这是机械里面的内容，大家只要知道约束力的方向与切线垂直就行

(3) 铰链约束
      构件只能绕销轴回转中心相对转动，不能发生相对移动而构成的约束称为中间铰链约束，中间铰链约束分为固定铰链约束和活动铰链约束。

如果两个构件之一与地面或支架固定，称为固定铰链约束，如合页安装的门,窗。

两构件与地面或支架的连接是活动的，称为活动铰链约束，如窗帘。

(4) 固定端约束

     物体的一部为固嵌于另一物体所构成的约束称为固定端约束，如阳台，车床。

第六课（80分钟）

1.力系
       一个物体或构件上有多个力（一般指两个以上的力)作用，则这些力组成一个力系，若这些力作用在同一平面内，则称为平面力系

2.平面汇交力系: 若平面力系中各个力的作用线全部汇交于一点，则称为平面汇交力系，

3. 平面任意力系
     若平面力系中各个力的作用线是任意分布的，则称为平面任意力系

     平面汇交力系是平面任意力系的特殊情况 

上面的图是利用我们之前学过的力的平移定理来画的，

4.受力图

在工程中要研究物体所受力的大小，方向及作用位置。为了清晰地表示物体的受力情况，需要把研究的受力图物体从周围物体中分离出来，将周围物体对它的作用以相应的主动力和约束力代替，这种表示物体受力情况的简明图形称为受力图。

5.例题

如图1-29a 所示，水平梁AB 用斜杆 CD 支承，A、D、C 兰处均为圆柱较链连接。在 B处放置一个重量为 G 的电动机。如斜杆 CD 的质量不计，试画出斜杆CD和水平梁AB的受力图。

解 ：(1)斜杆 CD的受力图。将斜杆 CD解除约束作为分离体。该杆两端均为圆柱铰链约束，如果不计质量，则它只在两端受压力并处于平衡状态，属于“二力杆”。“力杆”的特点是，所受两个力大小相等、方向相反，且作用在一条直线上，由此可以判定斜杆的受压状态根据上述分析，可以画出斜杆 CD 两端的约束力 Fc、FD，如图 1-29b所示

(2) 水平梁AB 的受力图如图 1-29c 所示，将水平梁 AB 解除约束作为分离体。作用在水平梁 AB 上的主动力有电动机的重力 G。水平梁在 A、D 两点处受到约束，存在约束力。点 D的约束力为斜杆 CD 对梁 AB 的反作用力 FD'，作用线方向与 FD一致但指向相反。A 处为固定铰链，其约束力一定通过较链中心点 A，但方向不能预先确定，可用相互垂直的两个分力 FAx、FAy,来表示，如图 1-29c 所示。

第七课（80分钟）

平面力系的平衡方程及应用

一，平面力系的平衡方程

1.平面汇交力系的平衡方程
什么是平衡力系?

平面汇交力系合成的结果是一合力，若平面汇交力系的合力为零，则该力系将不引起物体或构件运动状态的改变，即该力系是平衡力系。
平面汇交力系平衡的条件是: 当平面汇交力系平衡时，力系中所有的力在X，Y 两坐标轴上投影的代数和分别为零，即:               

                                          ΣFx =0

                                          ΣFy=0

2.平面任意力系的平衡方程

平面任意力系平衡的条件是：

                                          ΣFx =0

                                          ΣFy=0

                                          M。=0

平面任意力系的平衡方程可以表述为: 力系中各力在坐标轴上投影的代数和等于零，且各力对平面内任意一点的力矩的代数和等于零。平面汇交力系是平面任意力系的一种特殊情况，力矩平衡方程自然满足，因此其独立的平衡方程只有两个。

3.例题

如图1-31a所示，储罐架在砖座上，储罐半径r=0.5m，G=24kN，砖座间距离 L=0.8m。不计摩擦，试求砖座对储罐的约束力。

解 ：(1) 取储罐为研究对象，而受力图，如图1-31b 所示。
砖座对储罐的约束为光滑而约束，故约束力 Fu、Fe的方向应沿接触点的公法线指向储罐的几何中心点 0，与了轴夹角设为 0。G、FNA、FNB三个力组成平面汇交力系。

(2) 根据平面汇交力系平衡方程式得:

4.例题

减速器中的齿轮轴受力如图 1-32a 所示，已知 F、a，求:(1) 绘制齿轮轴的受力图;(2) 求支座 A、B 的约束力。

解：(1) 圆柱齿轮受竖直向下的作用力，锥齿轮受竖直向下及水平向右的作用力，将支座 B 简化为固定较链，支座 B 对轴的作用力有径向力 FBy和轴向力 FBx。支座A为活动铰链，支座 A 对轴的作用力只有径向力 FAy。轮轴的受力图如1-32b 所示。

(2) 分别列出平衡方程

二，功率与效率
1. 功率.

单位时间所做的功称为功率，用P表示，即 P=W/t      单位为瓦(W)
一般在机器的铭牌中都 明确标示机器的额定功率                                                                             功率对于直线运动:
                                              P = Fv

F------外载荷，或称为有效作用力,N;     V--速度，m/s;   当机械的功率一定时，力和速度成反此,速度越大,力越小;速度越小,力越大 。  例如:汽车爬坡时，需要较大的驱动力矩或较大的牵引力，驾驶员采用低挡位的速度，以便在一定功率的情况下获得较大的牵引力。

功率对于回转运动:
                                           M= 9550xP/n
 P-----圆轴传递的功率，kw； n-----圆轴的转速，r/min；   M----作用在圆轴上的外力偶矩，N/m.   当机械的功率一定时，转矩与转速成反比。转速大时转矩小，转速小时转矩大。
2.机械效率
 机械在运转时，必顺输入一定的功率，输入功率常由电动机或发动机提供，输入功率的一部力用于克服有用阻力以完成指定的工作，称为有用功率。同时，输入功率中的另一部分要老服机械传动中的无用阻力，称为无用功率                                    

3.例题

用车刀切削零件上一直径为 d 的外圆，如图 1-33 所示，d= 200 mm,车床齿轮传动效率η=0.8，切削时车床主轴转速 n= 180r/min，主轴转矩 M=250N·m。  求:(1) 切削速度、切削力;(2) 切削消耗的功率;(3) 电动机的功率。

解：

第八课（80分钟）

第三章节:强度与刚度

机械和工程结构中的零部件在载荷作用下,其形状和尺寸发生变化，为了保证安全工作，机械零部件必须有足够的强度、刚度与稳定性。

 零件抵抗破坏的能力称为强度                                                                                                         零件抵抗变形的能力称为刚度 

直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析

一，拉伸与压缩的变形特点：起重装置 和 螺栓连接这两个例子 可以得出变形特点是杆件沿轴向伸长或压缩。
二，内力与应力
(1）内力: 在外力作用F，杆件产生变形，杆件材料内部产阻止变形的抗力，这种抗力称为内力

(2）应力: 杆在外力作用下单位面积上的内力称为应力。                                                                           轴向拉伸和压缩时，横截面上的正应力是均匀分布的，为:   

                                                                                                       
截面法 : 将受外力作用的杆件假想地切开，用以显示内力的大小，并以平衡条件确定其合力的方法称为截面法。

例题

低碳钢拉伸与压缩时材料的力学性能                  
金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。            

力学性能一般是通过试验来测定的。如图 2-10 所示，把拉伸试样装夹在拉伸试验机上，试样的原始直径为 d0，原始标距为 L0。在给试样逐渐施加拉伸载荷的同时连续测量力 F 和相应的伸长量 ▲L，直到试样被拉断为止，根据测得的数据绘制拉力-伸长曲线，求出相关的力学性能指标

1.低碳钢拉伸时的力学性能
低碳钢的拉力-伸长曲线如图 2-11 所示。当拉力逐渐增加时，低碳钢试样经历了弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。

Oe 段为试样的弹性变形阶段。在此阶段，试样的伸长量与拉力成正比，若去掉载荷，试样能够恢复原来的形状。e 点以后，即使去掉载荷，试样也不能恢复原来的形状，进入塑性变形阶段。这时，曲线上出现了水平或锯齿形线段，这种现象称为“屈服”。此时，拉力不变，而试样继续发生伸长变形。图中，F。为屈服前的第1个峰值对应的最大力，F。为舍去屈服后第 1 个谷值不计，其余谷值对应的最小力.F>F。b点对应的拉力 F为试样能够承受的最大拉力。此时，试样开始出现局部横截面缩小的“缩颈”现象，如图 2-12 所示，而后变形主要集中在“缩颈”处到h点时，试样被拉断。

在断裂前有明显的塑性变形，其断裂称为“韧性断裂”; 在断裂前无明显的塑性变形，拉力-伸长曲线上无“屈服”现象，也无“缩颈”现象，其断裂称为“脆性断裂”

(1)  胡克定律

 F除以试样横截面的原面积 S 得到单位面积的内力一一应力，
将横坐标 L 除以原始标距 L得到单位长度的变形一一应变 ，
对于钢材，工程上常取 E=200 GPa=2x10^5 MPa

(2) Fm对应的应力称为抗拉强度 ReH，它是材料断前所能承受的最大拉应力:

(3）FeH对应的为上屈服强度 ReH，与FeL对应的为下屈服强度 ReL。下屈服强度 ReL一定小于上屈服强度 ReH

2.低碳钢压缩时的力学性能
低碳钢压缩时的力学性能有如下特点: 上屈服强度 、下屈服强度、与低碳钢拉伸时相同，在出现“屈服”现象后，试样将被压扁，不会断裂。

铸铁拉伸与压缩时的力学性能

从图中可以看出，，没有“屈服”和“缩颈”现象。拉断时对应的最大应力 Rm材料的抗拉强度。HT150（灰铸铁） 的抗拉强度 R= 150MPa。由于脆性材料的抗拉强度 Rm很低，所以不宜作为受拉杆件的材料。
可以看出，灰铸铁的抗压强度远大于其抗拉强度。HT150（灰铸铁）的抗压强度 =600MPa。由于脆性材料的抗压强度较高、所以常作为受压杆件的材料。

塑性与冷作硬化

1.塑性

在材料的拉伸与压缩试验中，还可以测得材料的力学性能指标——塑性
塑性是材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。带用的塑性指标是材料拉断后的 断后伸长率 和 断面收缩率

（1）断后伸长率

（2）断面收缩率

断后伸长率 A 和断面收缩率 Z 的数值越大，表明材料的塑性越好。通常把 A>5%的材料称为塑性材料，如低碳钢;把 A<5%的材料称为脆性材料，如灰铸铁。

2.冷作硬化

在制造零件的过程中，对零件施加载荷使其产生塑性变形，则材料的下屈服强度有所提高、塑性下降的现象称为“冷作硬化”。

第九课（80分钟）

直杆轴向拉伸与压缩时的强度计算

一. 载荷与失效

1. 载荷
机械工作时，零件所承受的载荷是力或力矩，或者是由力和力矩组成的联合载荷。载荷大小或方向不随时间变化或变化缓慢的称为静裁荷，截荷大小或方向随时间变化的称为动载荷。
根据动力机的额定功率 P (kw) 和额定转速 n (r/min) 计算出的载荷称为名义载荷。机械工作中，零件实际上还要承受动载荷、偏载荷、冲击载荷等附加载荷，一般用载荷系数 K 来考虑这些因素的影响，K>=1。载荷系数与名义载荷的乘积称为计算载荷。（也就是说实际上的载荷要大于计算出来的载荷）

2.失效
零件丧失工作能力或达不到要求的性能时称为失效。机械零件的失效形式主要有: 因强度不足而断裂，过大的弹性变形或塑性变形，摩擦表面的过度磨损、打滑或过热，连接松动，压力容器和管道等的泄漏，运动精度达不到要求等。

二. 应力的类型

零件受载后产生应力。大小或方向不随时间变化或变化缓慢的应力称为静应力,如图 2-14a 所示;
大小或方向随时间变化的应力称为变应力。由工程力学可知，具有周期性的变应力称为循环应力，
它又可分为非对称循环变应力 (图 2-14b)、对称循环变应力(图2-14e) 和脉动循环变应力 (图 2-14d)。

静应力只能在静载荷作用下产生; 变应力可能由变载荷产生，也可能由静载荷产生

三、许用应力与安全系数
材料丧失正常工作能力时的应力称为极限应力。
塑性材料的极限应力是其下屈服强度
脆性材料的极限应力是其抗拉强度 

为了确保构安全可靠地工作，必须给构件留有足够的强度储备。即将极限应力除以一个大于1的系数S作为工作时允许的最大应力，这个应力称为材料的许用应力，常用符号表示:
塑性材料：

脆性材料：

S为安全系数，它反映了强度储备的情况，静载荷作用时，塑性材料的安全系数一般取 S=1.2 - 2.5，脆性材料的安全系数一般取S=2 - 3.5

四、拉伸与压缩时的强度条件
为了确保轴向拉、压杆具有足够的强度，要求杆件中最大工作应力 小于材料在拉伸 (压缩) 时的许用应力，即：

五、应力集中与温差应力
1. 应力集中
局部应力显著增大的现象称为应力集中，应力集中使零件破坏的危险性增加

2. 温差应力
因此当温度改变时，构件内部就会产生应力。这种由于温度改变而引起的应力称为温差应力或热应力。

例题1

例题2

六、变应力与疲劳强度
1.疲劳破坏的特点
金属材料在交变应力作用下，零件内部的最大应力虽远低于静载荷下的抗拉强度，甚至低于下屈服强度，但经过几十万次甚至上百万次应力循环后。可能发生突然的脆性断裂，这种现象称为材料的疲劳破坏。
疲劳破坏的特点是:工作应力小; 断裂前经过多次应力循环作用; 在破坏的断口没有明显的塑性变形，表现为脆性断裂;断口分为光滑区和粗糙区

2.影响疲劳强度的因素
金属材料在无限次交变应力作用下而不发生断裂的最大应力值称为疲劳强度

第十课（80分钟）

一. 连接件的剪切与挤压

一. 剪切

1. 剪切的概念
剪切的受力特点是外力大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近。剪切的变形特点是横截面沿外力方向产生相对错动。

2.剪力和切应力
钢板在外力作用下发生剪切变形，在零件内部产生一个抵拉变形的力，称为剪力。根据截面法可求出该横截面的内力——剪力，剪力大小与外力相等且与该受力横截面相切。剪力的单位是 N 或 kN。剪力常用 FQ表示。
 

切应力，表示沿剪切面上应力分布的程度，即单位积上所受到的剪力。由于剪切面附近变形复杂，力在剪切面上的分布规律难以确定，所以工程中一般近似认为: 剪切面上的应力是均匀分布的,其方向与剪力相同。即

切应力的单位是 Pa 或 MPa。
为了保证构件安全可靠地工作，要求剪切时的强度条件为：

二. 挤压 

1.挤压的概念
在零件发生剪切变形的同时往往伴随着挤压变形，挤压是两构件在传力的接触面上局部承受较大的挤压力，出现塑性变形或压溃的现象。

2. 挤压应力
工程中常假定挤压力在挤压面上是均匀分布的。挤压面上单位面积所受到的挤压力称为挤压应力，即：

在圆柱表面上，挤压应力并非均匀分布 (图 2-25)。因此，在工程实际中采用近似计算，即认为作用于圆柱表面上的应力在其直径的矩形投影面上是均匀分布的，即用直径横截面代替挤压面，则：

三、剪切与挤压在生产实践中的应用
      工程中，常用作连接的螺栓、键、销、铆钉等标准件，它们受到的剪力和挤压力较复杂，变形也复杂。因此，在设计时常采用实用计算法，即假定剪力、挤压力是均匀分布的。利用抗剪强度、挤压强度计算公式进行强度校核、设计横截面尺寸确定许用载荷。有时，为了使机器中的关键零件在超载时不致损坏，把机器中某次要零件设计成机器中最薄弱的环节，机器超载时这个次要零件先被破坏，从而护机器中的重要零件。

圆轴的扭转
一、圆轴扭转的变形与应力分布

1. 扭转的概念
   机械装置中的轴类零件大都受扭转的作用。如图 2-26 所示的载重汽车传动轴，左端受发动机主动力偶的作用，右端受后桥齿轮的阻力偶作用，传动轴在这2个力偶的作用下产生扭转变形。扭转的受力特点是构件受到大小相等、方向相反作用面垂直于轴线的力偶作用，变形特点是横截面之间绕轴线发生相对转动 2、圆轴扭转外力偶矩
                                                            M= 9550xP/n
 P-----圆轴传递的功率，kw； 
n-----圆轴的转速，r/min；   
M----作用在圆轴上的外力偶矩，N/m. 

3. 圆轴扭转变形
为观察变形规律，取一等直径圆轴模型，如图 2-29 所示，在其表面画出一组等距的圆周线和平行于轴线的纵向线，形成大小相等的矩形方格。对其施加扭转作用，
产生下列变形现象:
(1)  圆周线的形状、大小及相互距离均无变化，只是绕轴线旋转了不同的角度
(2) 纵向线均倾斜了一个小角度，矩形变成平行四边形。根据变形现象可以得出圆轴扭转变形的平面假设: 圆轴在扭转变形时，各横截面仍为垂直于轴线的平面，只是绕轴线做相对转动，圆轴横截面上的半径仍为直线，且其长度不变。因此，在横截面上没有正应力，只有垂直于半径的切应力。

4.切应力分布规律
圆轴扭转时，横截面上切应力的分布规律如图 2-30 所示，横截面上某点的切应力与该点至圆心的距离成正比，圆心处的切应力为零，圆周上的切应力最大，切应力的方向与该点的半径垂直，切应力沿横截面半径呈线性分布。

二、圆轴扭转时的强度条件
圆轴扭转时横截面上产生一个内力，该内力为一个力偶矩，称为扭矩，用 MT表示，如图 2-30 所示，当圆轴的横截面尺寸及扭矩 MT，确定后，就可以得出切应力的计算公式。等截面圆轴扭转时，扭矩最大值所在的横截面是危险横截面。由于圆轴扭转时横截而上的切应力沿半径呈线性分布，故危险横截面最外边缘处各点均为危险点，从而可以得出圆轴扭转时的强度条件为

三、工程中提高抗扭能力的措施
1.选用合理的横截面
由圆轴扭转的强度条件可以看出，切应力  与直径 D 的三次方成反比，因此增大轴的直径可以有效地提高轴的抗扭能力。在载荷相同的情况下，采用空心轴可以有效发挥材料的性能，节省材料，减轻自重，提高承载能力。因此，机床的主轴及汽车、船舶、飞机中的轴类零件大多采用空心轴。
2.合理改善受力情况，减小最大扭矩 MTmax
 

第十一课（80分钟）

直梁的弯曲及组合变形

一 、直梁的弯曲
1. 弯曲的概念
起重机的横梁，在自重和起吊重物载荷的作用下产生弯曲变形;图 2-36 所示的车刀在切削力的作用下产生弯曲变形。弯曲的受力特点是外力垂直于杆的轴线,变形特点是轴线由直线变成曲线。通常将只发生弯曲变形或以弯曲变形为主的杆件称为梁。

2.梁的基本形式 , 工程实际中，通过对支座的简化，将梁分为三种基本形式:
（1) 简支梁 梁的一端是固定支座，另一端是活动铰支座，如图 2-37a 所示
（2) 悬臂梁 梁的一端固定，另一端自由，如图 2-37b 所示。
  (3) 外伸梁 简支梁的一端或两端体出支座以外，并在外伸端有载荷作用，如图 2-37c 所示。

3. 梁的应力分布
梁在外力作用下发生弯曲变形，横截面上将产生相互作用的内力。横截而上的内力一般为两个分量:
（1）剪力   作用线平行于外力并通过横截面形心 （沿横截面作用) 的力，用 FQ(或FQ') 表示。
（2）弯矩   为一力偶矩，作用在垂直于横截面的平面内，用 M(或 M') 表示

(3) 纯弯曲
梁各横截面的剪力为零，弯矩为常数时的弯曲变形称为纯弯曲。

4、弯曲强度条件
梁在弯曲时，上、下边缘 (到中性轴距离最大) 处正应力最大，表达式为

5. 梁的正应力强度条件梁的最大正应力所在的横截面为危险横截面，最大正应力所在的点为危险点对于工程中所用的细长梁而言，弯曲应力是致使梁失效的主要原因。最大正应力发生在距中性轴最远的上、下边缘处。对于等截面梁，其危险横截面为最大弯矩所在的横截面。梁的正应力强度条件为

6. 组合变形
构件受单一的拉伸 (或压缩)、剪切、扭转、弯曲变形，称为基本变形。构件同时发生两种或两种以上的基本变形，称为组合变形。
 

三、提高梁抗弯能力的措施
1. 降低最大弯矩值
2.选用合理的横截面形状
3.制成变截面梁
4.提高梁的抗弯刚度

第十二课（80分钟）

模块三   材料与选用

金属材料的性能

一.  金属材料的物理性能和化学性能
金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在使用过程中所表现出来的性能，包括物理性能、化学性能和力学性能;
工艺性能是指金属权料从冶炼到成品的生产过程中，在各种加工条件下所表现出的性能。
金属材料的物理性能是金属固有的属性，包括密度、熔点、导热性、导电性热膨胀性和磁性等。
金属材料的化学性能是指金属在化学作用下所表现出来的性能，包括耐蚀性抗氧化性和化学稳定性等

二、金属材料的力学性能和工艺性能
金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的性能，主要包括强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。
1. 强度
在外力的作用下，材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。当承受拉力时，强度特性指标主要是屈服强度和抗拉强度。
2.塑性
在外力的作用下，材料不能恢复的变形称为塑性变形，产生永久变形而不断裂的能力称为塑性。
3.硬度
硬度是指固体材料对外界物体机械作用 (如压陷、刻划) 的局部抵抗能力。硬度不是金属独立的基本性能，而是反映材料弹性、强度与塑性等的综合性能指标，常用的硬度指标有布氏硬度 (HBW)、洛氏硬度 (HRA、HRBW、HRC 等) 和维氏硬度 (HV) 等。硬度高的材料强度高，耐磨性能较好，而切削加工性能较差。
4.韧性
金属材料在断裂前吸收变形能量的能力称为韧性。冲击载荷下的力学性能指标是冲击吸收能量，用KV (V 形缺口) 或 KU (U形缺口) 表示，单位为 J。
冲击吸收能量值越大，则材料的韧性越好。冲击吸收能量值低的材料称为脆性材料，冲击吸收能量值高的材料称为韧性材料。很多零件，如齿轮、连杆等，工作时受到很大的冲击载荷，因此要用冲击吸收能量值高的材料制造。铸铁的冲击吸收能量值很低，灰铸铁的冲击吸收能量值近于零，因此不能用来制造承受冲击载荷的零件

5.疲劳强度
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不被破坏的最大应力，或称为疲劳极限。实际上，金属材料并不可能做无限多次交变载荷试验。一般试验时规定，钢铁材料经受 10^7次、非铁 (有色) 金属材料经受 10^8交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力即称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环应力时，所得的疲劳强度用 R-1表示。

钢铁材料

钢铁是铁 (Fe) 与碳 (C)、硅 (Si)、 锰(Mn)、硫 (S)、磷 (P) 及少量的其他元素所组成的合金。其中除铁外，碳的质量分数对钢铁材料的力学性能起着主要决定作用，故统称为铁碳合金。碳的平均质量分数 wc≤2.11%的铁碳合金称为钢，w>2.11%的铁碳合金称为铸铁。按照化学成分，钢可以分为非合金钢、低合金钢及合金钢三类。

一. 非合金钢
碳的质量分数 wc≤2.11%而不含有特意加入合金元素的钢称为非合金钢

此外，按照钢中碳的平均质量分数 wc的不同，非合金钢还可以分为低碳钢(we<0.25%)、中碳钢 (0.25%≤wc≤0.6%) 和高碳钢 (wc>0.6%)。

下面是几种常用的非合金钢：

二、低合金钢与合金钢
为了改善钢的性能，在冶炼非合金钢的基础上，特意加入一些合金元素而炼成的钢称为低合金钢或合金钢

合金元素的种类和质量分数低于国家标准规定范围的钢称为低合金钢。

合金元素的种类和质量分数高于国家标准规定范围的钢称为合金钢。

这里介绍最常用的几种合金钢：

三、铸铁
碳的平均质量分数wc>2.11%的铁碳合金称为铸铁。

这里介绍灰铸铁、球墨铸铁，和可锻铸铁。

1.灰铸铁
铁具有如下性能：
力学性能低，工艺性能好，减振减摩性好，缺口敏感性低，价格低，

2. 球墨铸铁
球墨铸铁是以铁、碳和硅为基本元素，碳主要以球状石墨形式存在的铸铁。

3.可锻铸铁
可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火而获得团絮状石墨的铸铁。

第十三课（80分钟）
 

其他材料

一.  非铁金属材料

1. 纯铝纯铝是一种银白色的金属。它具有下列特性:
质量小、密度较小，是轻金属之一，常用于制造各种轻质结构材料的基本
组元。
导电、导热性良好。导电性仅次于银和铜。
抗大气腐蚀性能好。
塑性好，可承受各种压力加工而制成多种型材与制品。
纯铝分为工业高纯铝和工业纯铝。工业高纯铝又称化学纯铝，其纯度可达 99.99%，主要用于科学研究和某些特殊用途。
工业纯铝的纯度不及工业高纯铝，其常见杂质为铁和硅。这类铝主要用于制造管、棒、线等型材及作为配制铝合金的原料。

2. 防锈铝是铝-锰或铝-镁系合金。这类铝合金的强度高于纯铝，并有良好的塑性，耐蚀性较好，主要用于制造要求耐蚀性高的容器、防锈及受力小的构件，如油箱、导管及日用器具等。

3. 硬铝是铝-铜-镁系合金。这类铝合金经过适当热处理后，强度、硬度显著提高，但耐蚀性不如纯铝，常用于制造飞机零部件及仪表零件。

3. 超硬铝是铝-铜-镁-锌系合金。这类铝合金通过适当热处理后，强度、硬度较高，是铝合金中强度最高的，主要用于制造飞机上受力较大的结构件，如飞机大梁.

4. 锻铝是铝-铜-镁-硅系合金。其力学性能与硬铝相近，具有较好的锻造性能数称锻错，主要用于制造航空仪表中形状复杂、要求强度高的锻件。

5. 纯铜是玫瑰红色的，表面形成氧化铜膜后为紫红色，故俗称紫铜。由于纯铜是用电解法制造的，故又名电解铜。它具有良好的导电性、导热性、耐蚀性，但强度不高、硬度很低、塑性较好，易于冷、热压力加工。纯铜价格较贵，为贵重金属-般不用于制造结构零件，主要作为导电材料及配制铜合金的原料。

6. 黄铜
黄铜是指以锌为主加元素的铜合金。

7. 普通黄铜
仅由铜和锌组成的铜合金称为普通黄铜。

8.复杂黄铜
在普通黄铜中加人其他合金元素所组成的铜合金称为复杂黄铜

9. 青铜
青铜是指铜与锌或镍以外的元素组成的合金。

10. 白铜
白铜是指以镍为主加元素的铜合金

二. 非金属材料

非金属材料的种类非常多，包括无机非金属材料、高分子材料等，在机械制造业中得到了越来越多的应用。这里仅简介工程塑料及复合材料。

1.工程塑料
工程塑料是相对通用塑料而言的。通用塑料是产量大、用途广、成形性好、价格低廉的热塑性材料，如聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯 (PS)、聚氯乙烯 (PVC) 等。通用塑料的强度比较低，使用温度也无法与钢铁材料相比。

2.复合材料
由两种或多种物理和化学性质不同的物质人工制成的材料称为复合材料。

第十四课（80分钟）

钢的热处理
钢的热处理是指采用适当方式将钢或钢制零件进行加热、保温和冷却，以获得预期的组织结构与性能的工艺。

工业生产中常用的热处理工艺可大致分为整体热处理 (退火、正火、淬火和回火)、表面热处理 (表面淬火)和化学热处理。

一. 整体热处理

1.退火
是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。退火的目的是降低硬度，以利于切削加工;提高塑性和韧性，以利于冷变形加工:改善钢的性能或为以后热处理做好组织准备;消除钢中的残余内应力，防止变形和
开裂。

2.正火
是将钢加热到适当温度，保持一定时间后出炉空冷的热处理工艺。它比退火的冷却速度快。正火只适用于碳素钢及合金元素含量不高的合金钢。正火的目的是细化组织，用于低碳钢，可提高硬度，改善切削加工性能;用于中碳钢和性能要求不高的零件，可代替调质处理;用于高碳钢，可消除网状碳化物，为球化退火做好组织准备。

正火与退火相比，钢在正火后的强度、硬度高于退火，而且操作简便、生产周期短、成本低，在可能的条件下宜用正火代替退火

3.淬火
是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后快速冷却的热处理工艺常见的有水 (盐水) 冷淬火、油冷淬火等。淬火的目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性。钢在淬火后必须配以适当的回火，才能获得理想的力学性能。钢的强度、硬度、耐磨性、弹性、韧性等都可以利用淬火与回火大大提高，因此淬火是强化钢材的重要热处理工艺。

4. 回火
淬火钢重新加热到低于 727 C 的某一温度，保温一定时间，然后空冷到室温4.回火的热处理工艺称为回火。淬火钢必须及时回火。回火的目的是减少或消除淬火时产生的内应力，稳定组织，以满足工件需要的性能。回火是热处理工艺的最后一道

淬火后的钢件根据其力学性能的要求，需要确定合理的回火温度。按回火温度的不同可将回火分为低温回火、中温回火及高温回火。
(1) 低温回火 (150-250℃)
低温回火的目的是降低淬火内应力、提高韧性，并保持高硬度和耐磨性，主要用于高碳工具钢和合金钢刃具、量具、滚动轴承、冷作模具和要求硬而耐磨的零件
(2) 中温回火 (350-500℃)
中温回火的目的是使淬火钢件其有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性，主要用于弹性零件(如弹簧、发条) 和热作模具等。
(3) 高温同火 (500-650℃)
高温同火的目的是获得合理的硬度、强度、韧性、塑性以及较好的综合力学性能，生产中把淬火和高温回火相结合的热处理称为调质处理，简称调质。调质处理广泛用于螺栓、连杆、齿轮、曲轴等重要的结构零件。

二. 表面热处理

常用的表面热处理方法是表面淬火表而淬火仅对零件的表而进行淬灭，而心部仍保持未淬火状态。

常用的表面淬法有火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火。

1.火焰加热表面淬火
将乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰喷射在零件表面上，快速加热火、零件表面迅速达到淬火温度，而后立即喷水进行冷却的热处理工艺。火焰加热表原来结枯淬火适用于碳素钢和合金结构钢。火焰加热表面淬火设备简单、速度快、变形水适用于局部磨损的零件，如轴、齿轮、轨道等，用于特大件更为经济有利。但火变加热表面淬火容易过热，淬火效果不稳定，因而在使用上有一定局限性。

2.感应加热表面淬火
把零件放在感应器 (变磁场) 中，依靠零件表面产生感应电流使零件表面温瞬时升高到淬火温度，并立即喷水冷却，使之获得淬硬的表层的热处理工艺。这处理异常迅速 (几秒或几十秒)，而且硬度高，氧化和变形小，操作简单，容易械化、自动化，适用于大批量生产，如齿轮轮齿表面淬火。

三. 化学热处理
化学热处理是将零件置于适当的活性介质中加热、保温、冷却，使一种或几元素渗人零件表面，以改变零件表面的化学成分、组织和性能的热处理工艺，这里介绍下渗碳，渗氮

1. 渗碳
渗碳是把低碳钢零件放在渗碳介质中，加热到一定温度 (一般为 930℃左右)保温足够长的时间，使表面的碳浓度升高的热处理工艺。根据渗碳介质的状态不同渗碳可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳，其中以气体渗碳应用最为广泛。渗碳通常适用于低碳钢或低碳合金钢零件，主要用于表面要求高硬度、高耐磨，心部要求足够强度和韧性，具有高疲劳强度的零件，如齿轮、活塞销、轴类零件等。但渗碳工艺时间长、渗碳层较薄。
2. 渗氮
渗氮是向钢的表面渗氮以提高表面氮浓度的热处理过程。常用的渗氮方法是把氮气通入一定温度 (一般为 500~560 ℃ ) 的密封炉中，氮气分解产生活性氮原子渗人零件表面。渗氮后零件的硬度高 (可达 1 000~1 200HV)、耐磨性好、氧化变形小，并耐热、耐腐蚀、耐疲劳等。38CrMoAl 是常用的渗氮钢，渗氮后不需要进行淬火处理。渗氮的最大缺点是工艺时间较长。

材料的选用

一. 零件的失效形式及原因
零件的失效是指零件不能保证工作精度或达不到预期工效

一般机械零件与材质相关的失效形式有以下三种。
(1) 断裂
(2) 过量变形
(3) 表面损伤

二、钢材的供应形式

常用的钢材有以下几种供应形式：
1. 钢板 
钢带窄而长，成卷供应。钢板出厂前可以进行镀锌、镀锡及塑料复合等表面
处理。无缝钢管是经过冷拔或热轧成形的，能够承受较高压力，用于石油、化工等行
2.钢管业 
有缝钢管是将钢板或钢带卷制成形后焊接而成的，用于城市自来水、天然气等低压管道。
3.钢丝   
用热轧线材拉拔而成。退火低碳钢丝可用于包装时捆扎物品，高碳钢丝可制成弹簧，多根钢丝可以捻成合股的钢丝绳和钢索，用于吊运或固定物体。
4.型钢

三、选用材料的基本原则、方法及步骤
1.选用材料的基本原则：

选用材料时主要考虑使用要求、工艺要求和经济性。

2. 选用材料的方法
大多数零件是在多种应力作用下工作的，每个零件的受力情况又不同。因应根据零件的工作条件，找出其主要的性能要求作为选用材料的主要依据。
1. 以综合力学性能为主要依据。
2. 以疲劳强度为主要依据。
3. 以磨损为主要依据。

3. 选用材料的步骤
 (1) 分析零件的工作条件及失效形式，确定零件的性能要求。
 (2) 对同类零件的选材情况进行调查研究，可从其使用性能、原材料供应和等方面分析选材是否合理，以此作为参考。
 (3) 从零件性能要求中找出关键的性能要求，通过力学计算或试验等方法，确零件应具有的力学性能指标或理化性能指标。

第十五课（80分钟）

误差与公差

一. 互换性与标准化
1.完全互换和不完全互换
按互换性的程度不同，可将其分为完全互换和不完全互换。
完全互换是指机械零件在装配或更换时不需要挑选或修配，适用于成批大量生产的标准零部件，如螺纹紧固件、滚动轴承等。
不完全互换是指机械零件在装配时允许有附加的选择或调整，可采用分组装配法、调整法等工艺措施来实现。

2.标准化
标准化是实现互换性生产的前提。技术标准是指对产品和工程的技术质量、规格及其检验方法等方面所做的技术规定，它以特定的形式发布，作为共同遵守的准则和依据。技术标准按适用范围可分为国际标准化组织标准 (ISO)、国家标准 (GB)、行业标准 (JB、HG、YB、TB等)、地方标准和公司 (企业) 标准等。

二. 尺寸精度
为保证零部件具有互换性，首先必须对尺寸规定精度要求。在机械制造中，圆柱形孔、轴应用范围最广，因此国家发布了一系列有关孔、轴的极限与配合标准
1. 什么是孔
孔是工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面，加工过程中孔的尺寸由小变大。通常孔的参数用大写字母表示。
2. 什么是轴
轴是工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面，加工过程中轴的尺寸由大变小。通常轴的参数用小写字母表示。

(二）尺寸
1、公称尺寸 (L、l )
公际尺寸是通过强度、刚度计算并考虑结构和工艺方面的要求后确定的

2实际尺寸 (La、la )
通过实际测量获得的某一孔、轴的尺寸。

3.极限尺寸
极限尺寸是一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。
孔或轴允许达到的最大尺寸称孔为上极限尺寸。
孔或轴允许达到的最小尺寸称为下极限尺寸。
实际尺寸应位于上、下极限尺寸之间，也可达到上、下极限尺寸。

(三)偏差、公差和公差带

1. 偏差
是指某一尺寸 (实际尺寸、极限尺寸等) 减其公称尺寸所得的代数差。它分为极限偏差和实际偏差，极限偏差包括上极限偏差和下极 限偏差，

极限偏差用于控制实际偏差，也就是说，实际偏差必须介于上、下极限偏差之间，该尺寸才算合格，即 EI ≤ Ea ≤ ES，ei ≤ ea ≤ es

2.尺寸公差 (Th、Ts)
尺寸公差 (简称公差) 是允许尺寸的变动量，是上极限尺寸减下极限尺寸之差，或上极限偏差减下极限偏差之差，即

公差值的大小反映零件精度的高低和加工的难易程度，而偏差仅表示偏离公称尺寸的多少;

仅用公差不能判断尺寸是否合格，但可以限制尺寸误差，而两个极限偏差是判断孔和轴尺寸合格与否的依据。

3.公差带、公差带图及基本偏差
公差带是由代表两极限偏差或两极限尺寸的两条平行直线所限定的一个区域它反映公称尺寸、极限偏差和公差三者之间的关系
零线为表示公称尺寸的一条直线，是确定偏差正、负的一条基准线。零线以上为正偏差，在数值前冠以“+”号;零线以下为负偏差，在数值前冠以“-”号;与零线重合的偏差为零，不必标出。通常，孔的公差带用向右倾斜的剖面线表示，轴的公差带用向左倾斜的剖面线表示。

三、配合精度
机械零件应具有足够的尺寸精度，对相互之间有装配关系的机械零件还应具有一定的配合精度。
(一) 配合及其种类
配合是指公称尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正值时称为间隙，用X 表示;为负值时称为过盈，用Y表示。当孔与轴公差带相对位置不同时，将有三种不同的配合: 间隙配合、过渡配合和过盈配合。

1.间隙配合
间隙配合是指具有间隙 (包括最小间隙等于零) 的配合。此时，孔的公差带完全位于轴的公差带之上，其极限值为最大间隙 Xmax和最小间隙 Xmin，最大间隙为孔上极限尺寸减去轴下极限尺寸所得的代数差，最小间隙为孔下极限尺寸减去轴上极限尺寸所得的代数差，即

2.过盈配合
过盈配合是指具有过盈 (包括最小过盈等于零) 的配合。此时，孔的公差带完全位于轴的公差带之下，其极限值为最大过盈 Ymax和最小过盈 Ymin，最大过盈为孔的下极限尺寸与轴的上极限尺寸之差，最小过盈为孔的上极限尺寸与轴的下极限尺寸之差，即

3.过渡配合
过渡配合是指可能具有间隙或过盈的配合。
在过渡配合中，其极限值为最大间隙 X,和最大过盈 Y，即：

4. 配合公差
允许间隙或过盈得变动量

Tf = 孔的公差+轴的公差 

5. 配合制
同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度称为配合制。
国家标准规定了两种配合制:基孔制和基轴制。
基孔制配合是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，
在基孔制配合中，孔称为基准孔，基本偏差代号为 H，其公差带在零线上方，下极限偏差为零。

基轴制配合是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度，在基轴制配合中，轴称为基准轴，基本偏差代号为h，其公差带在零线下方，上极限偏差为零。
基孔制和基轴制都各有间隙配合、过渡配合、过盈配合三类配合。

例题：

1.标准公差
系列标准公差系列是由不同标准公差等级和不同公称尺寸的标准公差构成的。标公差是指在标准的极限与配合制中所规定的任一公差，用符号“T”表示。而标公差等级是指同一公差等级对所有公称尺寸的一组公差被认为具有同等的精确程度，标准公差等级代号由标准公差符号“IT”和等级数字组成，如 IT7。国家标准《产品几何技术规范 (GPS) 极限与配合 第 1部分:公偏差和配合的基础》规定了 ITO1、ITO、ITI~IT18，共 20 个标准公差等级ITO1和ITO 在工业中很少用到。从 ITO 到IT18 公差数值依次增大，而公等级却依次降低，尺寸精度也依次降低。

2.基本偏差系列
基本偏差是确定公差带相对零线位置的那个极限偏差
孔和轴的基本偏差各有 28 种，其代号用一个或两个字母表示，孔的基本偏差用大写字每表示，轴的基本偏差用小写字母表示。在 26 个字母中，除去 5 个易混淆的字母1、L、0、Q、w(i、1、o、9、w)，加上7个双写字母 CD、EF、FG、ZAZB、ZC (ed、ef、g、za、、zc) 及JS (j) 构成28种基本偏差代号，分别反映28 种公差带位置，构成基本偏差系列

第十六课（80分钟）

(三) 配合代号及标注

配合代号用孔、轴公差带代号组成的分数式形式，分子为孔的公差带代号，母为轴的公差带代号，如 d52H7/g6 或 32G6/h5

(四) 标准公差等级的选择
合理选择公差等级是为了更好地协调机械零部件的制造精度与制造工艺、成本之间的关系，一般按以下原则选用:|
1. 在满足使用要求的前提下尽量选用较低 (数值大) 的标准公差等级
2. 应尽量遵守工艺等价原则。由于同等级的孔比轴难加工，为使相配的孔与轴工艺等价，两者标准公差等级之间的关系推荐如下，公称尺寸至 500 mm 的配合，通常标准公差≤IT8 时，孔应比轴要低一级配合;标准公差>IT8(包括少数等于 IT8)或公称尺寸大于 500mm 时，孔与轴均采用同级配合。

（五）配合制的选用：
1.尽量选用基孔制
2.特殊情况选用基轴制
3.与标准件配合，以标准件为基准件
4.允许采用任一孔轴公差带组成配合

（六）配合类别的使用

（七）线性尺寸的未注公差
图样中没有标注公差的尺寸并不是没有公差，只是在图样中未标注而已，常称为“自由尺寸”“一般公差”，主要是较低精度的非配合尺寸，在正常情况下一般可不检验。
国家标准对线性尺寸的一般公差规定了 4 个公差等级，即 f(精密)、m (中等)、c (粗糙)及v(最粗)，其中[ 级精度最高，v 级精度最低
在规定的公差等级中选取，并在生产部门的技术文件中表示出来。例如，选用 m (中等) 时，则表示为GB/T 1804-m，

几何精度