机械基础ppt课件——机械概述.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 机械概述,机械是现代社会进行生产和服务的,5,大要素,(,即人、资金、能量、材料和机械,),之一任何现代产业和工程领域都需要应用机械，即使是人们的日常生活，也越来越多地应用各种机械，如汽车、自行车、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、空调机和吸尘器等等本章将介绍关于机械的基础知识，使同学们对机械有一个初步的认识与了解第一章 机械概述,1-1,机器及其组成,一、基本概念,机械是机器和机构的总称1.,机器,机器具有以下,3,个特征：,（,1,）由多个构件组成；,（,2,）各构件间具有确定的相对运动，能够实现预期的机械运动；,（,3,）能够完成有效的机械功或进行能量转换比如半自动钻床可以实现确定的机械运动，也可以作有用的机械功；内燃机 可以转换能量；机械手能实现物料的传递2.,机构,具有机器前两个特征的多构件组合体，称为机构机构能实现一定规律的运动如齿轮机构传递运动，凸轮机构转换运动3.,零件和构件,零件是指机器中不可拆的每一个最基本的制造单元体。

零件可分为两类：一类是通用零件，即在各类机械中常见的零件，如齿轮、轴、螺栓和弹簧等；另一类是专用零件，是指在专用机械中特有的零件，如叶片、犁铧和枪栓等构件是指由一个或几个零件所构成的刚性单元体构件是运动单元，而零件是制造单元构件可能是由多个零件组合而成，也可能是一个单独零件1-1 机器及其组成 一、基本,1-1,机器及其组成,二、机器的组成,1,内燃机,内燃机是将燃气燃烧时产生的热能转换为机械能的机器，以往复活塞式内燃机最为普遍往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统和起动装置等内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生具有高温高压的燃气燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其它机构将机械功输出，驱动从动机械工作内燃机的图例和机构简图如图,1-1,和图,1-2,所示图,1-1,内燃机图例,图,1-2,内燃机机构简图,1-1 机器及其组成 二、机器的组成图1-1,1-1,机器及其组成,2.,牛头刨床,牛头刨床主要用来切削加工小型零件的平面在刨铣工件中，常用的就是牛头刨床它的组成部分见图,1-3,图,1-3,牛头刨床,1-1 机器及其组成 2.牛头刨床图1-3牛头刨床,1-1,机器及其组成,由以上两个实例可以对机器及其组成有一个感性的认识。

机器的种类繁多，其结构形式和用途也各不相同一般来说，一台完整的机器由以下,4,大部分组成：,（,1,）原动机部分,.,原动机部分也称动力装置，其作用是把其它形式的能量转换成机械能，以驱动机器各部分运动和工作原动机部分是机器完成预定功能的动力源，最常见的有内燃机和电动机等2,）执行部分,.,执行部分也称工作部分（装置）它是机器中直接完成具体工作任务的部分，位于传动路线的终点，如汽车的车轮、缝纫机的机头等3,）传动部分,.,这部分是联接原动机和执行部分的中间部分，用以完成运动和动力的传递和转换利用它可以减速、增速、调速、改变转矩和运动形式等，从而满足执行部分的各种要求4,）操作或控制部分,.,这部分的作用是显示和反映机器的运行位置和状态，控制机器正常运行和工作另外，润滑系统和照明系统等也是保证机器正常工作不可缺少的部分1-1 机器及其组成 由以上两个实例可以对机器及其组,1-2,金属材料的性能,本节主要介绍金属材料的物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能一、金属材料的物理性能,金属材料的物理性能是指金属材料所固有的属性，包括密度、比重、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等1.,密度,密度是物体单位体积内所具有的质量。

它的单位是,kg/m,3,，常用金属材料的密度大致如下：铸钢为,7.810,3,kg/m,3,，灰铸铁为,7.210,3,kg/m,3,，碳钢为,7.8510,3,kg/m,3,，铜为,8.910,3,kg/m,3,，黄铜为,8.8510,3,kg/m,3,，,2.710,3,kg/m,3,2.,比重,比重是物体的重量与体积之比它的单位是牛顿每立方米，即,N/m,3,各种金属材料都有固定的比重，在相同体积下，比重愈大的金属材料，其重量也愈大3.,熔点,金属材料在缓慢加热的条件下，由固态向液体状态转变时的温度，叫做熔点，一般用摄氏温度（）表示工业上常用的金属材料中，锡的熔点最低，为,231.9,，而钨的熔点最高，为,3410,各种金属材料都有其固定的熔点，但大多数合金材料在熔化时，其熔化过程是在一个温度范围内进行的，即它们没有一个固定的熔点1-2 金属材料的性能 本节主要介绍金属材料的物理性能、化,4.,导热性,导热性是指金属材料传导热量的能力一般用导热系数来表示金属材料导热性能的优劣导热系数又称热导率，热导率的单位为,w/,（,mk,）热导率大的金属材料的导热性好一般情况下，金属材料的导热性比非金属材料好。

导热性最好的是金属银，其次是铜和铝5.,导电性,金属材料传导电流的性能称为导电性衡量金属材料导电性的指标是电导率电导率愈大，其导电性能就愈好所有金属都具有导电性，但各种金属材料的导电性各不相同，导电性以银最好，其次是铜和铝金属材料的导电性还与温度有关合金材料的导电性一般比相应的纯金属材料差当横截面积及其他条件相同时，金属材料的导电性愈好，则电流通过时产生的热量就愈小，因而在输电过程中的电能损失就愈小6.,热膨胀性,金属材料在受热时体积会增大，冷却时则收缩，这种现象称为热膨胀性各种金属材料的热膨胀性不同，一般用线膨胀系数来表示金属材料热膨胀性的大小7.,磁性,金属被磁化或被磁力吸引的性能称为磁性根据这种性能的不同，通常将金属材料分为铁磁材料、顺磁材料和逆磁材料,3,种铁磁材料有铁、钴和镍等，它们在外磁场中能被强烈地磁化，铁磁材料是制造电机和电器时不可缺少的材料1-2,金属材料的性能,4.导热性1-2 金属材料的性能,1-2,金属材料的性能,二、金属材料的化学性能,金属材料在常温或高温条件下，抵抗外界介质对其化学侵蚀的能力，称为金属材料的化学性能金属材料的化学性能一般包括抗氧化性和耐腐蚀性等。

1.,抗氧化性,所谓抗氧化性，是指金属材料在高温时抵抗氧化的能力许多金属都能与空气中的氧进行化合而形成氧化物，在金属表面形成一层氧化膜如果金属表面形成的氧化物层比较疏松，这时外界氧气便可以继续与金属材料发生作用，使金属材料受到破坏，这种现象就叫做金属材料的氧化如果金属材料表面形成的氧化物层比较密集，于是就形成了一层保护层，使氧气不能再与金属材料接触，阻止了金属材料的继续氧化，金属材料就得到了保护，其抗氧化性就高2.,耐腐蚀性,金属材料在常温下抵抗各种介质（氧、水蒸气、酸、碱和盐等）腐蚀作用的能力称为抗腐蚀性比如火电厂中的一些热力部件，长期接触高温烟汽或一些腐蚀介质，使金属材料表面不断受到各种腐蚀，有时还会侵入金属材料内部，给安全运行带来不利影响，严重时甚至造成破裂损坏事故因此，金属材料的抗腐蚀性是一项很重要的性能1-2 金属材料的性能 二、金属材料的化学性能,1-2,金属材料的性能,三、金属材料的力学性能,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抵抗性能金属材料在加工和使用过程中所受的作用力称为载荷（或称负载荷或负荷）载荷按其作用形式的不同，分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。

金属材料的力学性能包括金属材料的强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳性能等指标1.,强度,强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力根据受力情况的不同，金属材料的强度可以分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度和抗剪强度等其中最常用的强度是抗拉强度（强度极限,b,），,b,表示金属材料在拉伸条件下所能承受的最大应力，是机械设计和选材的主要依据之一强度极限,b,可以通过拉伸试验测定2.,塑性,塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形（不可恢复的变形）而不被破坏的能力常用的塑性指标有伸长率,和断面收缩率,和,的值越大，表示金属材料的塑性越好金属材料具有塑性才能进行加工，塑性好的金属材料制成的零件在使用时也比较安全1-2 金属材料的性能 三、金属材料的力学性能,1-2,金属材料的性能,3.,硬度,硬度是指金属材料局部表面抵抗弹性变形、塑性变形和破坏的能力它是衡量金属材料软硬程度的指标，其物理含义与测量方法有关常用的硬度测量方法有如下几种：,（,1,）布氏硬度（,HB).,用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验压力压入待测的金属材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验压力，用测量的金属材料的表面压痕直径来计算布氏硬度的一种试验方法。

也可以用布氏硬度计测量布氏硬度布氏硬度的值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示用淬火钢球压时，用,HBS,表示；用硬质合金球压时，用,HBW,表示2,）洛氏硬度（,HR).,用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验压力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验压力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种试验方法也可以用洛氏硬度计测量洛氏硬度洛氏硬度值用测量的残余压痕深度表示，可从表盘上直接读出，如,50HRC,，,HR,前面为硬度数值，,HR,后面为使用的标尺类型，最常用的是,HRA,、,HRB,、,HRC,等,3,种3,）维氏硬度（,HV,）,.,用夹角为,136,的金刚石正四棱锥体压头，使用很小的试验力,F,（,49.03,980.07N,）压入试样表面，测出压痕对角线长度,d,维氏硬度的值用压痕对角线长度表示，如,640HV,1-2 金属材料的性能 3.硬度,4.,冲击韧性,冲击韧性是指金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力金属材料的冲击韧性一般在一次摆锤冲击试验机上进行测试，测得试样在冲断时断口单位面积所消耗的冲击吸收功，称为冲击韧度或冲击值，常用,a,k,表示，其单位为,J/cm,2,。

a,k,值越大，冲击韧度越高5.,疲劳性能,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，称为疲劳强度或疲劳极限实际上，金属材料并不可能进行无限多次交变载荷试验，所以一般试验时规定，钢在经受,10,7,次、有色金属在经受,10,8,次交变载荷作用时不产生断裂的最大应力，称为疲劳强度当施加的交变应力是对称循环力时，所得的疲劳强度用,-1,表示1-2,金属材料的性能,4.冲击韧性1-2 金属材料的性能,1-2,金属材料的性能,四、金属材料的工艺性能,金属材料的工艺性能是指金属材料在各种加工条件下表现出来的适应能力，包括铸造性、锻压性、切削加工性、焊接性等1.,铸造性（可铸性）,金属材料能否用铸造的方法获得合格铸件的性能，称为铸造性或可铸性铸造性主要包括流动性、收缩性和偏析流动性是指液态金属材料充满铸模的能力收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度偏析是指金属材料在冷却凝固过程中，因结晶的先后差异而造成金属材料内部化学成分和组织的不均匀性2.,锻压（可锻性）,金属材料能否用锻压方法制成优良锻压件的性能，称为锻压性或可锻性它包括在热态或冷态下能够进行锤锻、轧制、拉伸和挤压等加工1-2 金属材料的性能 四、金属材料的工艺性能,3.,切削加工性（可切削性或机械加工性）,金属材料被刀具切削加工后而成为合格工件的难易程度，称为切削加工性或可切削性或机械加工性。

切削加工性的好坏常用加工后工件的表面粗糙度、允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡量它与金属材料的化学成分、力学性能、导热性及加工硬化程度等诸多因素有关通常是用硬度和韧性作切削加工性好坏的大致判断一般来讲，金属材料的硬度愈高，。