机械材料课件第7章
第七章功能转换材料
金属棒中,两端温度不同,电子扩散形成的电动势
即汤姆逊电动势。发生在同种金属两端之间。
AB (T1)
Ek
(T )
dT dl
l
0 Ek dl
T2 (T )dT
T1
A
B
回路总电动势:
AB (T1T2 ) AB (T1) AB (T2 )
T2 T1
A (T )dT
T1 T2
B
(T
金属棒 ab ,两端 T1 T2
a
I T1
T1 T2
b
T2
流过电流,棒吸热,电流反向时放热。称为汤姆逊效应。
原因:棒ab存在电动势(汤姆逊电动势)
温度高处(a)电子动能较大, a
向低温处扩散,形成电动势。非 静电力(扩散力)做负功,吸热;
T1
Ek
电流反向时,非静电力做正功,
放热。
E b
T2
还有:硫化镉,鍗化镉,砷化镓
3、光电子发射应用
光电管是利用光电子发射(外光电效应)制成。用 于光控继电器(自动报警器等)、光电光度计(光电 流反应入射光强度)
光电倍增管(非常弱的光照,产生很大电流),在 工程、天文、军事上有重要应用。
电视摄像管
7-4 热电材料
一、热电效应(温差电效应)
用不同导体构成回路,两接头保持温差,则闭合
InAs,InSb,GaAs,GaSb,Ge,Si.
光电探测器(光敏器件),光电导摄像管,固体图 像传感器。 2、结型光电二极管 (1)高速响应的光电探测器
对非结型光电探测器,光电子在外电路中产生光电 流的响应慢。光照停止时,载流子平均寿命内仍存在 光电子,故有延迟光电流产生。
对结型光电二极管,光电子主要产生于结中吸收区内。
《机械工程材料(第4版)》第6-7章
《工程材料基础》课后测试试卷《工程材料基础》课后测试试卷第六、七章一、单项选择题1、下列材料中,适合作盛放氢氟酸容器的是()A. 聚四氟乙烯B.1Cr17C. 1Cr18Ni9D.玻璃钢答案:A解题过程:聚四氟乙烯不受任何化学试剂的侵蚀,有“塑料王”之称。
2、下列材料中,适合作汽车轮胎的是()A. 顺丁橡胶B. 硅橡胶C. 氟橡胶D.丁腈橡胶答案:A解题过程:顺丁橡胶主要用于制造轮胎。
3、汽车油刹车制动软管应选用()A. 铝合金管B. 塑料C. 热塑性玻璃钢D. 丁腈橡胶答案:D解题过程:丁腈橡胶主要用于制作耐油制品。
4、制造内燃机曲轴轴瓦内衬的合适材料是()A. ZSnSb4Cu4B. HT200C. GCr15D. 20钢答案:A解题过程:应知道滑动轴承材料的牌号规律。
5、耐腐蚀性能最好的工程塑料是()A. 聚砜B. 聚四氟乙烯C. 聚甲醛D. 聚碳酸脂答案:B解题过程:略。
6、高分子材料分子主干链上原子的主要结合方式是()A. 共价键B. 二次键C. 金属键D. 离子键答案:A解题过程:链与链之间的结合方式为二次键。
7、制造滑动轴承的合适材料是()A. GCr15B. HT200C. ZCuSn5Pb5Zn5D. Cr12MoV答案:C解题过程:略。
8、典型的铝合金相图中的恒温转变是()A.匀晶转变B.共析转变C.共晶转变D.包晶转变答案:C解题过程:应熟悉典型的铝合金相图。
9、下列哪个属于热固性塑料()A.尼龙B.聚碳酸酯C.环氧塑料D.氟塑料答案:C解题过程:了解常见的热塑性塑料和热固性塑料都有哪些。
10、如下金属中具有面心立方晶体结构的是()A. AlB. α-FeC. α-TiD. β-Ti答案:A解题过程:α-Fe(BCC),α-Ti(HCP),β-Ti(BCC)。
二、判断题1、高分子化合物是由高分子链聚集而成,高分子链之间的作用力为共价力。
()答案:N解题过程:高分子链之间的作用力为范德华力和氢键。
机械工程材料第七章
8. 螺栓、铆钉等冷镦零件 9. 汽车用塑料 (1)汽车内饰用塑料 (2)汽车用工程塑料 (3)汽车外装机结构件用纤维增强塑料复合材料 10.汽车用橡胶 11.汽车用陶瓷材料
二、机床零件用材
常用的机床零部件有机座、轴承、导轨、齿轮、弹簧、紧固件、
刀具等。
1. 机身、底座用材
首选材料当为灰铸铁、孕育铸铁,球墨铸铁也可使用。HT150、 HT200,HT250,HT300,QT400-17,QT600-2等等。
(2)主要失效形式 1)疲劳断裂。主要发生在齿根。它是齿轮最严重的失效形式。 2)齿面磨损。3)齿面接触疲劳破坏 。4)过载断裂。
疲劳断裂、齿面磨损、齿面接触疲劳破坏 、过载断裂
(3)齿轮用材性能要求
1)高的弯曲疲劳强度
2)高的接触疲劳强度和耐磨性 3)齿轮心部要有足够的强度和韧性
2. 齿轮零件的选材 3. 典型齿轮选材举例
一、齿轮类零件的选材
1. 齿轮的工作条件、失效形式及性能要求
齿轮是机械工业中应用最广的零件之一,主要用于传递扭矩和调 节速度。 (1)工作时的受力情况 1)由于传递扭矩,齿根承受较大的交变弯曲应力。 2)齿面相互滑动和滚动,承受较大的接触力,并发生强烈的摩擦。
3)由于换档、启动或啮合不良,齿部承受一定的冲击。
3. 活塞、活塞销和活塞环——活塞组
对活塞用材的要求是热强度高、导热性好、吸热性差、膨胀系数 小、密度小,减磨性、耐磨性、耐蚀性和工艺性好等。目前很难 找到完全满足要求的材料。常用的活塞材料是铝硅合金。 活塞销材料一般用20钢或20Cr等低碳合金钢。 活塞环材料多用以珠光体为基的灰铸铁或在其上添加Cu、Cr、 Mo的合金铸铁制造。
《机械设计基础》第7章 蜗杆传动
tanγ= z1/q d1 = q m q是d1与m的比值,不一定是整数。 m一定时,q越小(或d1越小)导程角γ越大,传动效率 越高,但蜗杆的强度和刚度降低。 设计蜗杆传动,在刚度准许的情况下,要求传动效率高 时q选小值;要求强度和刚度大时q选大值。
蜗杆直径系数q
q = d1/m
P1----蜗杆传动输入功率,kW;ks----为散热系数,根据箱体周围通风 条件,一般取ks =10~17[w/(m2·℃)];自然通风良好地方取大值,反 之取小值; η----传动效率;A----散热面积m2。 t0----周围空气温 度℃ 通常取20℃; [t1]----许可的工作温度,通常取70~90℃。
齿圈与轮芯用铰制孔螺栓联接。由于装拆方便,常用尺寸较大或磨损后 需要更换蜗轮齿圈的场合.
浇铸式:(图7-10c) 该型式仅用于成批生产的蜗轮。齿圈最小厚度c=2m,但不小于10 mm
§7-4 蜗杆传动的强度 计算 蜗杆传动的受力分析
蜗轮旋转方向的判定
蜗轮旋转方向,按照蜗杆的螺旋线旋向和旋转方
蜗杆传动的特 点
§7-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺 寸 概念(图7-6)
连心线:蜗杆轴线与蜗轮轴线的公垂线。 中间平面:圆柱蜗杆轴线和连心线构成的平面。 所以中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线 齿轮与齿条(直线)的啮合
规定:设计计算以中间平面参数及其几何尺寸关系为准。 主要参数
1.模数m和压力角α;2.传动比i,蜗杆头数z1和蜗 轮齿数z2 ; 3.蜗杆导程角γ; 4.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q ;5.中心距a。
5.中心距a。
标准蜗杆传动其中心距计算公式:
a=
d1+d2 2
= m (q+z2) 2
机械设计试题及答案第七章链传动资料讲解
答案:不 7-5 决定链传动承载能力的主要因素是链条的________强度。
答案:疲劳
7-6_____________是开式链传动的主要失效形式。 答案:磨损。
7-7 链轮转速很高时,链传动的主要失效形式是_________
答案:小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多,所 受冲击也较严重。
7-23 若z1、Z2 分别代表主、从动链轮的齿数; n1、n2 分别代表主、从 动链轮的转速;12分别代表主、从动链轮的角速度,则链传动的瞬时传 动比等于下面所列的哪个值?
(1)z2/z1;(2)n1/n2;(3) 1 / 2
解析:本题是一道关于链传动设计计算的综合题,根据给定的条件,可按 前述的链传动设计计算的通常步骤求解,即先选定链轮齿数Z1、Z2。,确 定键的节距、列数、传动中心距,然后确定链轮结构、材料、润滑方式等。 这里应注意:在实际设计中,不是所有的参数都可以直接用公式计算出, 有些参数常常要先选初值,然后通过验算,验证其正确与否,如正确则可 确定选用,如不正确则另选一值,再次验算,直至满足条件为止。当然, 初值的选择一般是有一定的规律可循的,下面针对不同的参数将做具体的 说明。
P和转速n1,初选节距。由图9-15可得链条型号为10A或12A,按取小节距 的原则,由表9-1初选节距为1587.5 mm。 3.计算链节数
根据结定的中心距范围和初选的链节距,可初定中心距a0=40P,则链 节数为
取键节数为偶数,得L p=124节。
4.计算所需传递的功率P0 由表9-10查得工作情况系数KA=1;由图9-15按小链轮转速估计,链
3链板的疲劳断裂或链条其它零件工作表面的疲劳点蚀729按实验所得的套筒滚子链的极限功率曲线当小链轮的转速n1由低至高而变化时链传动所能传递的最大功率依次受下列哪种失效形式限制
机械工程材料教学课件第7章常用金属材料
7.3 合金钢
(2)形成合金碳化物
合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小,可分为碳化物形成元 素和非碳化物形成元素两大类。
碳化物形成元素:常见碳化物形成元素有Mn、Cr、W、V、 Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排 列),它们在钢中一部分固溶于基体相中,一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。
7.4.1低合金高强度结构钢
1. 化学成分及性能特点 低合金高强度结构钢的含碳量较低,一般不超过0.2%,合金
元素的含量不超过3%,因含碳量较低,所以其塑性、韧性和焊接 性能较好,此类钢中常加入的元素有Mn、Si、V、Nb、Ti、Al、 Mo和N等,其中以Mn最为常用。
C:在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物,使钢得到强 化。在合金钢中为来形成一定量的碳-氮化物,碳的含量只需要 0.01~0.02%,所以降碳是这类钢发展的必然趋势,从而可大大改善 钢的韧性和焊接性能。
7.1.4 P对钢性能的影响
磷由炼钢时由矿石带入到钢中,它能够增加钢的强度和硬度, 但对塑性变形、冲击韧性的负面作用更加明显,[但对塑性变形、 冲击韧性的负面作用更加明显,]特别是在低温时,它使钢材显著 变脆,这种现象称为"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性能变 坏,含磷越高,冷脆性越大,故钢中对含磷量控制较严,所以一般 说磷也是有害元素。
Mn:Mn/C比值越高,越有助于提高钢的屈服强度和冲击韧性。 锰降低了γ→α 转变温度,有利于针状铁素体的形核;另外,在加 热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,从而增加 铁素体中碳化物的弥散析出量。高锰还可以导致钢的应力-应变特 性的变化,可以抵消晶格效应的强度损失。
机械基础全套PPT课件
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2.1 力的概念与基本性质 • 2.1.2 静力学基本公理 • 公理1(二力平衡公理)
• 作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分 条件是:这两个力大小相等,方向相反,作用在同一直 线上。
• 只受两个力的作用而保持平衡的刚体称为二力体。右下 图所示结构中的CD杆,不计其自重时,可视为二力杆。
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1.2 一般机械的组成及基本要求
1.2.1 一般机械的组成 例:小轿车
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1.1 课程的内容、性质、任务和基本要求
• 小轿车主要由发动机、传动装置、行驶和控制装置、 车身、电气设备等五部分组成,各部分的主要功用为:
• 1)发动机:动力装置,使供入其中的燃料汽油燃烧 而发出动力;
机械基础
目录
• 第1章 绪论 • 第2章 杆件的静力分析 • 第3章 直杆的基本变形 • 第4章 工程材料 • 第5章 连接 • 第6章 机构 • 第7章 机械传动
• 第8章 支承零部件 • 第9章 机械的节能环
保与安全防护 • 第10章 机械零件的精度 • 第11章 液压与气压传动
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(5)构件:由一个零件或若干个零件刚性组合成的 最小的运动单元。
(6)部件:部件是机器的装配单元,机器是由若干 部件组成的。
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1.2 一般机械的组成及基本要求
• 2. 摩擦和磨损 • 摩擦是指两物体的接触表面阻碍它们相对运动的机械
阻力。按照两物体相对运动的状态,可以分成滑动摩 擦、滚动摩擦、滚滑动摩擦和旋转摩擦等。 • 磨损是由于摩擦导致机械零件表面材料的逐渐丧失或 转移的现象。通常按照磨损的机理可以分成粘着磨损、 磨料磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损及腐蚀磨损等。磨损 会影响机器的效率,降低工作的可靠性,甚至促使机 器提前报废。
材料分析方法周玉出社配套PPT课件机械工业出社
(1-4)
= I连 / iU = K1ZU
可见, X 射线管的管电压越高、阳极靶原子序数越大,X 射 线管的效率越高。因 K1 约(1.1~1.4)10-9,即使采用钨阳极
(Z = 74)、管电压100kV, 1%,效率很低。电子击靶时
大部分能量消耗使靶发热
12
第十二页,共四十一页。
第二节 X射线的产生及X射线谱
本教材主要内容
绪论 第一篇 材料X射线衍射分析
第一章 X射线物理学基础
第二章 X射线衍射方向
第三章 X射线衍射强度 第四章 多晶体分析方法 第五章 物相分析及点阵参数精确测定 第六章 宏观残余应力的测定
第七章 多晶体织构的测定
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本教材主要内容
第二篇 材料电子显微分析
第八章 电子光学基础 第九章 透射电子显微镜 第十章 电子衍射 第十一章 晶体薄膜衍衬成像分析
第十二章 高分辨透射电子显微术
第十三章 扫描电子显微镜
第十四章 电子背散射衍射分析技术
第十五章 电子探针显微分析 第十六章 其他显微分析方法
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第二页,共四十一页。
绪论
本课程的特点:以分析仪器和实验技术为基础
本课程的内容主要包括:X射线衍射仪、电子显微镜等分析仪 器的结构与工作原理、及与此相关的材料微观组织结构和微 区成分的分析方法原理及其应用
一、衰减规律和吸收系数
复杂物质的质量吸收系数
对于多元素组成的复杂物质,如固溶体、化合物和混合
物等,其质量吸收系数仅取决于各组元的质量系数mi及各组 元的质量分数wi ,即
n
m miwi i1
连续谱的质量吸收系数
(1-15)
连续X射线穿过物质时,其质量吸收系数相当于一个有
机械制造工艺学课件第7章 精密、超精密及微细加工工艺
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
➢ 精密、超精密磨削和磨料加工
超精密磨削和磨料加工是利用细粒度的磨粒和微 粉主要对黑色金属、硬脆材料等进行加工,可分为固 结磨料和游离磨料两大类加工方式。
固结磨料加工主要有:超精密砂轮磨削和超硬材 料微粉砂轮磨削、超精密砂带磨削、ELID 磨削、双 端面精密磨削以及电泳磨削等。
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
7.1 概述
现代制造业持续不断地致力于提高加工精度和加
工表面质量,主要目标是提高产品性能、质量和可靠性
,改善零件的互换性,提高装配效率。超精密加工技术
是精加工的重要手段,在提高机电产品的性能、质量和
发展高新技术方面都有着至关重要的作用,因此,该技
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
游离磨料类加工是指在加工时磨粒或微粉成游离状态,如研磨时的研磨 剂、抛光时的抛光液,其中的磨粒或微粉在加工时不是固结在一起的。 游离磨料加工的典型方法是超精密研磨与抛光加工。
① 超精密研磨技术
研磨是在被加工表面和研具之间置以游离磨料和润滑液,使被加工表面
和研具产生相对运动并加压,磨料产生切削、挤压作用,从而去除表面
7
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
② 超精密砂带磨削技术 随着砂带制作质量的迅速提高,砂带上砂粒的等高性和 微刃性较好,并采用带有一定弹性的接触轮材料,使砂 带磨削具有磨削、研磨和抛光的多重作用,从而可以达 到高精度和低表面粗糙度值。
砂带磨削机构示意图
8
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
③ ELID(电解在线修整)超精密镜面磨削技术
术是衡量一个国家先进制造技术水平的重要指标之一,
第7章 纤维材料机械性能
7.1.1 拉伸指标
负荷
(2) 拉伸曲线有关的指标
A.初始模量 初始模量是指纤维 负荷—伸长曲线上起始 一段(纤维基本伸直后 拉伸的一段)较直部分 伸直延长线上应力应变 之比。
E Pa L Le Tt
Pa
e
a
b
O
Le
La
伸长
B.屈服点的应力应变,即b点; C.断裂功、比功、功系数: 断裂功是指拉断纤维时外力所做的功,也 就是纤维受拉伸到断裂时所吸收的能量。拉断单位细度、单位长度纤维 所消耗的断裂功叫比功。曲线下面积与矩形面积之比叫功系数。
7.3.3 蠕变与应力松弛
(1)蠕变:在一定(固定)的拉伸(负荷)条件下,纤维的变形随 时间逐渐增加的现象。 (2)应力松驰:当纤维被拉伸到一定变形值,保持恒定时,其内应 力随时间逐渐减小的现象。 蠕变和应力松弛实质上是一个问题的两个方面:都是反映大分子的 滑移运动。
7.3.4 弹性
纤维的弹性是指纤维承受负荷后产生变形,负荷取除后,具有恢复原 来尺寸和形状的能力。它影响到纺织材料的耐磨性,抗折皱性,手感, 尺寸稳定性,耐冲击性,抗疲劳性等许多性能。 纤维的弹性包含变形能力与变形的恢复能力两方面。而人们通常只讲 变形的恢复能力。 纤维的弹性根据恢复时间可以分为急弹性恢复和缓弹性恢复。根据作 用形式又可分为定负荷弹性恢复和定伸长弹性恢复。
rb 50
pg P0
b
PgV
100%
PDV
pD 100% P0
7.5.2 纤维的扭转
(1)概念 纤维在剪切扭矩作用下,产生的扭转弯形。 (2)影响纤维扭转的内部因素有形状,粗细,模量 (3)破坏形式以轴向劈裂为主,也有剪切破坏形式。 (4)实用指标 A.断裂捻角 B. 抗扭次数(疲劳)
机械制图第7章 零件图
零件图
形状特征原则
选取能将零 件各组成部分的 结构形状以及相 对应的位置反映 得最充分的方向 作为主视图投射 方向
零件图
该方向投影 最能显示零件的 形状特征,故作 为主视图投射方 向。
零件图
加工位置原则
按照零件在主要加工工序中的装夹位置 选取主视图,使主视图尽量与加工位置一 致,以便制造者看图。
零件图
二、典型结构的尺寸标注
锪平面
锥形沉孔
零件图
二、典型结构的尺寸标注
柱形沉孔
倒角
零件图
§7-4 零件图的技术要求
一、表面结构的图样表示及标注方法 二、极限、公差、偏差 三、形状和位置公差简介
四、材料的热处理及表面处理
零件图
一、表面结构的图样表示法
表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、 表面纹理和表面几何形状的总称,本节主要介绍常用 的表面粗糙度表示法。
Z
表面轮廓
Ra
X O 取样长度L
基准线
零件图 2.表面结构要求符号
2H
画法比例 H=3.5mm 线宽 0.35mm
H
60°
60°
零件图
符号名称 基本图形符号 符号 含义 未指定工艺方法的表面, 当通过一个注释解释时可 单独使用。 用去除材料方法获得的表 面,仅当其含义是“被加 工表面“时可单独使用 不去除材料的表面,也可 用于表示保持上道工序形 成的表面,不管这种状况 是通过去除或不去除材料 形成的 在以上各种符号的长边上 加一横线,以便注写对表 面结构的各种要求
该零件主要加工工序为车削,取轴线水平放置, 并取剖视表达内部结构。为表达端面、孔、筋等的分 布,配置左视图。配置辅助视图表达局部结构。
零件图
(轧制成形设备教学课件)第7章-3飞剪机
飞剪机在轧制成形中的未来应用前景
扩大应用范围
随着轧制成形技术的不断发展,飞剪机将应用于 更多领域,如汽车、航空航天、造船等。
提高生产效率
通过改进飞剪机的性能和提高自动化程度,可以 大幅提高轧制成形生产的效率和产品质量。
促进产业升级
飞剪机的应用将促进轧制成形产业的升级和转型, 推动相关产业的快速发展。
飞剪机的工作原理与结构
飞剪机通常由传动系统、剪切机构、控制系统等部分组成。其工作原理主要是通过电机驱动,经过一系列的齿轮和链条传动 ,使上下两片剪刀做相对运动,将金属板材剪切成预设长度。
飞剪机的结构紧凑、简单,具有较高的可靠性和稳定性。其传动系统一般采用齿轮或链条传动,能够实现快速、准确的剪切 动作。剪切机构通常采用高强度材料制作,以保证长期使用下的精度和稳定性。控制系统则采用先进的电气元件和控制系统 ,实现自动化和智能化控制,提高生产效率和产品质量。
除了日常检查的内容,还要检查 飞剪机的切割精度、刀片磨损情
况以及调整刀片的位置。
每月保养
对飞剪机的传动系统、润滑系统进 行全面检查和保养,更换磨损的零 部件,清洗油路系统。
年度保养
对飞剪机进行全面拆解检查,更换 易损件,对重要部件进行修复或更 换,对电气系统进行检查和保养。
飞剪机常见故障及排除方法
选择合适的飞剪机考虑因素
剪切材料
不同材料的剪切特性不 同,选择适合材料的飞 剪机可以提高剪切质量
和效率。
剪切尺寸和精度
生产效率
维护成本
根据剪切材料的大小和 精度要求选择合适的飞
剪机型号。
考虑飞剪机的生产效率, 选择能够满足生产需求
的设备。
选择结构简单、易于维 护的飞剪机可以降低长
机械基础李世维PPT课件
4.齿轮的结构及材料
(1)齿轮的结构
按齿轮外径分:
.
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7-3 齿轮传动
齿轮轴 如图7-29所示。齿根圆到键槽底部距离小于 (2~2.5)m。 实体齿轮 如图7-30所示。d小于200mm 。 腹板式齿轮 如图7-31所示。d=200~500mm 。 轮幅式齿轮 如图7-32所示。d大于500mm 。
不能断开调整长度,国家已制定
标准的基准长度系列,使用中应
按标准进行选择。
.
6
§7-1 带传动
2.带轮材料、结构 (1)带轮材料
工业上常用带轮材料为HT150铸铁。具有强度足够、 易于加工、价格便宜的特点;在低速或轻载中常用工程 塑料或铝合金,如洗衣机的大带轮选用工程塑料,小带 轮用铝合金、铁板冲压制成。 (2)带轮结构 如图7-6、7所示。
(2)V带传动 如图7-2所示。见实物。 (3)同步带传动 如图7-3所示。见实物。
.
3
§7-1 带传动
3.带传动的特点和应用 (1)特点
优点 传动平稳,能吸收振动、无噪声,过载 能打滑起保护作用。
缺点 不能保证准确的传动比。 (2)应用
一般安装在与电机直接相连接的传动轴上。 相同条件下V带传递功率是平皮带的3倍左右,因 此V带应用最广。如汽车发动机、数控车床的进
用寿命,让每个齿都有机会去承担不同的载荷,不会使 载荷总是集中在少数固定的单一齿对中。
.
37
7-3 齿轮传动
例7-2 已知某个旧齿轮需要更换,已测得齿轮的外圆直 径为102mm,齿数Z1=18,两轮中心矩a=121mm,请计 算除齿轮的主要参数和几何尺寸。
解:依尺寸计算公式, 得
6.圆柱齿轮的正确啮合传动的条件 m1 = m 2= m
第七章-粘弹性PPT课件
.
35
(4)结构 主链钢性:分子运动性差,外力作用下,蠕变小
ε(%)
2.0
1.5
1.0
0.5
聚砜
ABS(耐热级)
聚苯醚
聚甲醛
聚碳酸酯 尼龙
改性聚苯醚 ABS
1000 2000 3000
t
交联与结晶:
交联使蠕变程度减小,
结晶也类似于交联作用,使蠕变减小。
.
36
广义力学模型与松弛时间 单一模型表现出的是单一松弛行为,单一松弛时间的指 数形式的响应,实际高聚物:
T≈Tg: Tg附近时,链段开始运动,而体系粘度很大, 链段运动很难,内摩擦阻力大,形变显著落后 于应力的变化, tgδ大(转变区)
T>Tg: 链段运动较自由、容易,受力时形变大,tgδ小, 内摩擦阻力大于玻璃态。
向粘流态过度,分子间的相互滑移,内摩擦大, T≈Tf: 内耗急剧增加, tgδ大
.
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频率的影响:(温度恒定)
(1)交变应力的频率小时: (相当于高弹态) 链段完全跟得上交变应力的变化,内耗小,E’小,E” 和tgδ都比较低.
(2)交变应力的频率大时: (相当于玻璃态) 链段完全跟不上外力的变化,不损耗能量,E’大, E”和tgδ≈0
(3)频率在一定范围内时: 链段可运动,但又跟不上外力的变化,表现出明显的 能量损耗,因此E”和tgδ在某一频率下有一极大值
(t)0et/ 应力松弛方程
t=τ时, σ(t) = σ0 /e τ的物理意义为应力松弛到σ0 的 1/e的时间--松弛时间
t ∞ ,σ(t) 0
应力完全松弛
.
30
2、Voigt(Kelvin)模型
描述交联高聚物的蠕变方程
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常用的高分子材料 (2)合成橡胶
应用:在机械工业中,橡胶主要应用于动、静态密封件, 应用:在机械工业中,橡胶主要应用于动、静态密封件,如 旋转轴密封,管道接口密封;减振防振件, 旋转轴密封,管道接口密封;减振防振件,如汽车底盘橡胶弹 机座减振垫片;传动件,如三角胶带、特制O形圈、 簧,机座减振垫片;传动件,如三角胶带、特制O形圈、运输 胶带和管道;电线、电缆和电工绝缘材料;滚动件, 胶带和管道;电线、电缆和电工绝缘材料;滚动件,如各种轮 以及耐辐射、防霉、制动、等特性的制品。 胎;以及耐辐射、防霉、制动、等特性的制品。 维护及保养:注意光、 维护及保养:注意光、氧、热及重复的屈挠作用;注意变价 热及重复的屈挠作用; 金属( 盐类的加速老化;选用合适的橡胶配方; 金属(铜、铁、锰)盐类的加速老化;选用合适的橡胶配方; 不使用时尽可能使橡胶件处于松弛状态;保持干燥、清洁; 不使用时尽可能使橡胶件处于松弛状态;保持干燥、清洁;不 要与酸、 汽油、有机溶剂等物质接触;要远离热源等。 要与酸、碱、汽油、有机溶剂等物质接触;要远离热源等。
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陶瓷材料的性能
力学性能:硬度高、 抗压强度高、抗拉强度低; 力学性能:硬度高、耐磨性好 ;抗压强度高、抗拉强度低; 塑性和韧性极低 。 热性能: 优良的高温强度和低的抗热震性; 热性能:高的熔点 ;优良的高温强度和低的抗热震性;低的 热导率和低的热容量等 。 化学性能:具有很高的耐火性能及不可燃烧性,对酸、碱、 化学性能:具有很高的耐火性能及不可燃烧性,对酸、 盐类以及熔融的有色金属均有较强的抗蚀能力。 盐类以及熔融的有色金属均有较强的抗蚀能力。 电学性能:有较高的电阻率,较小的介电常数和介电损耗。 电学性能:有较高的电阻率,较小的介电常数和介电损耗。 磁学性能: 磁学性能:某些磁性陶瓷材料 (如 Fe3O4、CuFe2O4 等)具 有优良的磁记忆性能。 有优良的磁记忆性能。 光学性能:作为功能材料,还表现在它具有特殊光学性能, 光学性能:作为功能材料,还表现在它具有特殊光学性能, 如固体激光材料、光导纤维、光储存材料等。 如固体激光材料、光导纤维、光储存材料等。 13
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高分子材料的物理状态
高分子材料在不同的温度 下会呈现不同的物理状态, 下会呈现不同的物理状态,因 而具有不同的性能特点, 而具有不同的性能特点,如有 机玻璃在室温下像玻璃一样坚 但若将它加热至100℃ 100℃左 硬,但若将它加热至100℃左 右,则变得像橡胶一样柔软而 富有弹性。随着温度的升高, 富有弹性。随着温度的升高, 高分子材料将由玻璃态过渡到 高弹态再到产物 聚乙烯 聚甲醛 聚四氟乙烯
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高分子材料的分类和命名
①分类:按化学组成可分为碳链高分子材料、杂链高分子材料、 分类:按化学组成可分为碳链高分子材料、杂链高分子材料、 元素有机高分子材料和无机高分子材料四类; 元素有机高分子材料和无机高分子材料四类;按分子链的几何 形状可将分为线型高分子材料、支链高分子材料、 形状可将分为线型高分子材料、支链高分子材料、体型网状高 分子材料三种;按合成反应可分为加聚聚合物和缩聚聚合物; 分子材料三种;按合成反应可分为加聚聚合物和缩聚聚合物; 按高分子材料的热行为及成型工艺特点可分为热塑性高分子材 料和热固性高分子材料两类。 料和热固性高分子材料两类。 命名:对于加聚物通常在其单体原料名称前加一个“ ②命名:对于加聚物通常在其单体原料名称前加一个“聚”字 即为高聚物名称,如乙烯加聚生成聚乙烯; 即为高聚物名称,如乙烯加聚生成聚乙烯;对于缩聚和共聚反 应生成的高分子,在单体名称后加“树脂” 橡胶” 应生成的高分子,在单体名称后加“树脂”或“橡胶”,如酚 醛树脂、乙丙橡胶。 醛树脂、乙丙橡胶。有些高分子名称是在其链节名称前加一个 字即可,如聚乙二酰己二胺(尼龙66)。而一些组成和 66)。 “聚”字即可,如聚乙二酰己二胺(尼龙66)。而一些组成和 结构复杂的高聚物常用商品名称,如有机玻璃、电木等。 结构复杂的高聚物常用商品名称,如有机玻璃、电木等。
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高分子化合物的合成
由单体聚合成高分子化合物的基本方法有两种: 由单体聚合成高分子化合物的基本方法有两种:加成聚 合(简称加聚)和缩合聚合(简称缩聚)。 简称加聚)和缩合聚合(简称缩聚)。 加聚反应:单体分子借助于引发剂或高温等条件, 加聚反应:单体分子借助于引发剂或高温等条件,打开双 键而彼此连接在一起形成大分子链。 键而彼此连接在一起形成大分子链。由一种单体经过加聚反应 形成的高分子化合物(高聚物)称为均聚物。将两种或两种以 形成的高分子化合物(高聚物)称为均聚物。 上单体通过加聚反应生成的高聚物,称为共聚物。 上单体通过加聚反应生成的高聚物,称为共聚物。 缩聚反应:由一种或多种单体相互混合而连接成聚合物, 缩聚反应:由一种或多种单体相互混合而连接成聚合物, 同时析出某中低分子物质(如水、 同时析出某中低分子物质(如水、氨、卤化氢等)的反应。通 卤化氢等)的反应。 过缩聚反应合成的高分子材料有环氧树脂、酚醛树脂、聚苯醚、 过缩聚反应合成的高分子材料有环氧树脂、酚醛树脂、聚苯醚、 涤纶以及芳香尼龙等。 涤纶以及芳香尼龙等。
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7.2 陶瓷材料
陶瓷是一种无机非金属固体材料, 陶瓷是一种无机非金属固体材料,可分为传统陶瓷和特种陶 瓷两大类。 瓷两大类。 传统陶瓷是以粘土、长石和石英等天然原料,经粉碎、 传统陶瓷是以粘土、长石和石英等天然原料,经粉碎、成型 和烧结而制成,因此,这类陶瓷又称为硅酸盐陶瓷。 和烧结而制成,因此,这类陶瓷又称为硅酸盐陶瓷。主要用于 日用、建筑、卫生陶瓷用品,以及工业上应用的低压和高压陶 日用、建筑、卫生陶瓷用品, 耐酸陶瓷、过虑陶瓷等。 瓷、耐酸陶瓷、过虑陶瓷等。 特种陶瓷则是以纯度较高的人工化合物为原料(如氧化物、 特种陶瓷则是以纯度较高的人工化合物为原料(如氧化物、 氮化物、硼化物等),经配料、成型、烧结而制得的陶瓷。 ),经配料 氮化物、硼化物等),经配料、成型、烧结而制得的陶瓷。它 具有独特的机械、物理、化学、 光学性能, 具有独特的机械、物理、化学、电、磁、光学性能,因而又被 称为现代陶瓷或新型陶瓷。 称为现代陶瓷或新型陶瓷。
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常用的高分子材料 (2)合成橡胶
概念:橡胶是一种天然的或人工合成的高分子弹性体, 概念:橡胶是一种天然的或人工合成的高分子弹性体,其主要 成分是生橡胶(一种不饱和的橡胶烃。 成分是生橡胶(一种不饱和的橡胶烃。工业上使用的橡胶制品 是在生橡胶中加入各种添加剂(填料、增塑剂、硫化剂、 是在生橡胶中加入各种添加剂(填料、增塑剂、硫化剂、硫化 促进剂、防老化剂等),经过加热、加压的硫化处理, ),经过加热 促进剂、防老化剂等),经过加热、加压的硫化处理,使各高 分子链间相互交联成网状结构而得到的产品。 分子链间相互交联成网状结构而得到的产品。 分类:按原料来源可分为天然橡胶和合成橡胶两大类;根据 分类:按原料来源可分为天然橡胶和合成橡胶两大类; 橡胶应用范围不同可分为通用橡胶和特种橡胶两大类 。 弹性高; 耐磨性、 性能 :弹性高;伸缩性和积蓄能量的能力优良 ;耐磨性、 耐寒性、 隔音性及阻尼特性好 ;耐寒性、耐臭氧性及耐辐射性等较差 。 常用橡胶 :异戊橡胶 、丁苯橡胶 、氯丁橡胶 、顺丁橡胶 、 丁基橡胶等。 丁基橡胶等。 10
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7.3 复合材料
概念: 概念:复合材料是由两种或两种以上不同化学性质或不同组 织结构的材料经人工组合而成的合成材料。 织结构的材料经人工组合而成的合成材料。它通常具有多相结 其中一类组成物(或相)为基体,起粘结作用; 构,其中一类组成物(或相)为基体,起粘结作用;另一类组 成物为增强相,起提高强度和韧性的作用。 成物为增强相,起提高强度和韧性的作用。 特色:复合材料既保持了各组分材料的性能特点,同时通过 特色:复合材料既保持了各组分材料的性能特点, 叠加效应,使各组分之间取长补短,相互协同, 叠加效应,使各组分之间取长补短,相互协同,形成优于原材 料的特性,取得多种优异性能。 料的特性,取得多种优异性能。 分类:按基体类型分为金属基复合材料、高分子基复合材料、 分类:按基体类型分为金属基复合材料、高分子基复合材料、 陶瓷基复合材料;按增强材料类型分为纤维增强复合材料、 陶瓷基复合材料;按增强材料类型分为纤维增强复合材料、粒 子增强复合材料、层叠复合材料; 子增强复合材料、层叠复合材料;按复合材料用途分为结构复 合材料、功能复合材料。 合材料、功能复合材料。
机械工程材料
Mechanical Engineering Materials
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第7章 非金属材料
非金属材料是指除金属材料以外的其他材料的总称, 非金属材料是指除金属材料以外的其他材料的总称, 主要包括高分子材料、陶瓷材料及复合材料等。 主要包括高分子材料、陶瓷材料及复合材料等。它们具有 金属材料所不及的一些特异性能,如塑料的质轻、绝缘、 金属材料所不及的一些特异性能,如塑料的质轻、绝缘、 耐磨、隔热、美观、耐腐蚀、易成型;橡胶的高弹性、吸 耐磨、隔热、美观、耐腐蚀、易成型;橡胶的高弹性、 震、耐磨、绝缘等;陶瓷的高硬度、耐高温、抗腐蚀等; 耐磨、绝缘等;陶瓷的高硬度、耐高温、抗腐蚀等; 加上它们的原料来源广泛,自然资源丰富,成型工艺简便, 加上它们的原料来源广泛,自然资源丰富,成型工艺简便, 故在生产中的应用得到了迅速发展, 故在生产中的应用得到了迅速发展,在某些生产领域中已 成为不可取代的材料。 成为不可取代的材料。
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加聚反应与缩聚反应的比较
比较项目 原料特征 反应特征 反应过程 链节特征
加聚反应 单体含不饱和键或为环状化合物 不饱和键打开, 不饱和键打开,互相连接 属链式反应, 属链式反应,瞬间生成大分子链 链节与原料单体相同
缩聚反应 单体为多官能团低分子化合物 官能团互相作用, 官能团互相作用,析出低分子物质 随反应过程逐步形成大分子链 链节与原料单体不同 可逆反应 尼龙66 酚醛树脂 环氧树脂等 尼龙
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高分子材料的基本性能及特点
弹性高、重量轻、滞弹性明显; 弹性高、重量轻、滞弹性明显; 强度低、韧性好; 强度低、韧性好; 减摩性、耐磨性、绝缘性好; 减摩性、耐磨性、绝缘性好; 耐蚀性好; 耐蚀性好; 耐热性差; 耐热性差; 易老化。 易老化。