汽车机械基础 (汽车金属材料)
汽车机械基础(高教版)教案：课后习题答案 吴建蓉 编.doc
汽车机械基础课后习题答案第七章汽车的常用材料1、金属材料的工艺性能指在制造零件的过程中，采用某种加工方法制造成品的难易程度，包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能。
金属材料的使用性能指在使用条件下所表现出来的性能，包括物理性能、化学性能和力学性能。
金属工艺性能的好坏，关系零件加工的质量、成本和寿命，影响到汽车的安全使用和品牌的声誉；金属材料的机械零件大多以力学性能为设计依据的，掌握金属材料的力学性能至关重要。
2、金属抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。
常用的强度指标如下：（1）上屈服强度ReH金属材料在拉伸试验时，试样发生屈服而力首次下降前的最高应力。
（2）下屈服强度ReL在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力。
（3）抗拉强度Rm表示金属材料抵抗塑性变形不致断裂的最大应力。
金属局部体积内表面抵抗塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。
（1）布氏硬度符号为HBW。
（2）洛氏硬度根据所用压头和标尺不同，洛氏硬度符号有HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK等，其中HRC最为常用。
金属材料在载荷的作用下，断裂前产生塑性变形的能力称为塑性。
常用拉伸试样断裂前的最大相对变形量来表示塑性好坏的指标，该指标分为断后伸长率和断面收缩率两种。
（1）断后伸长率用A来表示；（2）断面收缩率用Z来表示。
α表示。
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。
用冲击韧度kR等表示。
材料承受无数次交变循环应力而不破坏的最大应力值，称为疲劳强度。
用1-3、（1）低碳钢，碳的质量分数低于0.25%（2）中碳钢，碳的质量分数在0.25%~0.6%之间（3）高碳钢，碳的质量分数高于0.60%4、灰铸铁的抗拉强度低，塑性和韧性差，但具有良好的切削性、耐磨性、润滑性、减振性和铸造性。
不可以铸造。
5、相同点：都是用铸造的方法形成毛坯；不同点：含碳量不同、力学性能不同等。
如，当零件的形状较为复杂，或零件的质量较大，而零件的力学性能要求又较高，不能选用铸铁代替，用型钢或锻造又不能实现时，只能采用铸钢。
《汽车机械基础》课程标准
《汽车机械基础》课程标准一、课程基本信息课程名称汽车机械基础开课系部汽车工程系课程总学时 48二、课程的性质和任务汽车机械基础是汽车系高职专业设置的一门专业基础必修课，是学生学习专业课之前开设的课程。
该课程是学生掌握汽车机构的工作原理；汽车上常用的金属与非金属材料；液压传动的基本元件、基本回路的重要理论教学环节，开设一学期，教学时数48.通过该课程的学习，应使学生了解常用汽车工程材料的性能，掌握机械与汽车机构的工作原理，掌握常用液压基本元件的工作原理及结构、常用基本回路的工作原理。
三、课程教学目标（一）知识目标1）使学生能够系统地学习与掌握汽车上常用的金属与非金属材料。
2）使学生能够系统地学习与掌握汽车上机构的工作原理。
3）使学生能够系统地学习与掌握汽车上常用液压基本元件的工作原理及结构、常用基本回路的工作原理。
（二）能力目标1）能够熟练地了解汽车上常用的金属与非金属材料的性能。
2）能够熟练地运用汽车上机构的工作原理。
3）能够熟练地运用汽车上常用液压基本元件的工作原理及结构、常用基本回路的工作原理。
（三）素质目标1）能够把理论知识与应用性较强实例有机结合起来，培养学生汽车专业基础能力2）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质五、本课程与前后课程联系本课程部分章节应先修《机械制图》课，汽车专业课课程之前。
六课程实施建议1 本课程内容较多，注意教学方法，采用启发式教学，鼓励学生自学和课上讨论，对重点内容讲透，调动学生的学习主动性，通过讲解应用实例，提高学生兴趣，扩大学生本学科领域的知识面。
2 教学组织形式实现多样化，除了常规课堂授课外，尽量利用现代化教学手段，例如幻灯片、多媒体技术、投影仪等。
3 根据本课程的性质，教学过程中，应把知识点应用落实到汽车上。
六、考核与评价根据课程实施的各个环节，提出教材编写、教学过程、教学评价、课程资源开发与利用、实验实训设备配置等建议，并提供典型案例，体现课程设计的基本理念。
汽车中常用的金属材料ppt课件
三 特殊性能钢
1．不锈钢 2．耐热钢 3．耐磨钢
耐热钢的用途
航空发动机 汽轮机叶片
发动机叶片 汽车阀门
耐磨钢用途
用途：履带、铁道岔道、挖掘机、拖拉机、坦克的履带板等 代表牌号Mn13
四 铸铁
含碳量大于2.11%、并含有较多硅、锰、硫、磷等 杂质元素的铁碳合金称为铸铁。
根据铸铁中石墨形态不同，铸铁可分为：灰铸铁中 的石墨呈片状；可锻铸铁中的石墨呈团絮状；球墨铸铁 中的石墨呈球状，蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状。
用途 较重要的零件，如
齿轮、轴、连杆、弹簧 等。
热处理：
渗碳、淬火、回火等。
上海桑塔纳发动机曲轴就是采用优质50号中 碳素钢锻制而成，先正火后半精加工，最后 经中频淬火后再精加工
汽车曲轴
常用钢号及其应用
08 、 10钢:强度低,塑性好,具有良好的冲压、拉深及 焊接性能,用于制造冷冲压件,如汽车和拖拉机油箱、仪 表板、汽缸盖衬垫、连杆轴瓦的钢背、曲轴止推片等.
1.碳钢的分类
杂质元素对钢性能的影响 1. 有益元素
Si — 有很强的固溶强化作用,能脱氧。 Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。 2. 有害元素: P — 有很强的固溶强化作用,低温韧性差 ( 冷脆 )。 S — 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 ( 热裂 )。
2.碳钢的牌号及用途
碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢
合金结构钢
类型： 合金工具钢
特殊性能钢
合金结构钢的牌号由两位数字＋元素符号（或汉
字）＋数字三个部分组成。前两位数字表示该钢的平 均含碳量的万分数；元素符号（或汉字）表示钢中含 有的主要合金元素，后面的数字表示合金元素的含量。 合金元素含量小于1.5％时不标。
《汽车机械基础》课程标准
《汽车机械基础》课程标准一、课程性质本课程是中等职业学校汽车修理类专业必修的一门专业类平台课程，是一门理论与实践相结合的专业课程，其任务是让学生掌握与汽车相关的机械基础知识和基本技能，为《汽车构造》《汽车使用和维护》等后续课程的学习奠定基础。
二、学时与学分72学时，4学分。
三、课程设计思路本课程按照立德树人的要求，突出职业能力培养，兼顾中高职课程衔接，高度融合汽车机械基础知识、基本技能的学习和职业精神的培养。
1.依据汽车修理专业类行业面向和职业面向，以及《中等职业学校汽车修理专业类课程指导方案》中确定的人才培养定位、综合素质、行业通用能力，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出汽车识图及汽车常用机构、传动装置认知能力的培养，结合学生职业生涯发展需要，确定本课程目标。
2.根据课程目标，以及汽车维修工等岗位需求，对接国家职业技能标准（初级）、职业技能等级标准（初级）中涉及汽车机械基础的基础理论、基本技能和职业操守，兼顾职业道德、职业基础知识、安全知识、相关法律法规知识，反映技术进步和生产实际，体现科学性、前沿性、适用性原则，确定本课程内容。
3.设置机械识图、常用机构、机械零件、机械传动、液压传动等模块，将汽车机械基础知识、基本技能与职业素养有机融入。
根据学生认知规律和职业成长规律，按从单一到综合、从理论认知到实践训练的顺序，序化教学内容。
四、课程目标学生通过学习本课程，掌握汽车机械基础知识，具备汽车识图以及汽车常用机构、传动装置的认知能力，初步建立良好的职业意识，养成良好的职业习惯。
1.掌握机械识图及常用机构、机械零件、机械传动、液压传动等基础知识。
2.认识常用机构和机械零件，了解机械传动和液压传动，具备识读简单的汽车零件图的基本能力。
3.能识读简单基本体组合的三视图，能够知道机械传动及液压传动的工作过程。
4.能查阅国家标准、手册、图册等技术资料。
5.养成主动参与、积极进取的学习态度，具有良好的团结协作精神和职业道德。
汽车机械基础-金属材料的性能
五、 冲击韧性
韧性是指金属在冲断前吸收变形能量的能力，即抵抗冲击 韧性 破坏的能力。金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应 力集中程度加剧而减小。韧性的主要判据：冲击吸收功 韧性的主要判据： 韧性的主要判据 冲击吸收功，冲击 吸收功越大，材料承受冲击的能力越强。
摆锤 试样
指针 试样 支座
6、疲劳强度 、 在交变应力作用下， 虽然零件所承受的应力远低于材料的抗拉 强度，甚至小于屈服点，但经过较长时间的工作也会产生裂纹 或发生突然断裂，这种现象称为金属的疲劳，这种断裂称为疲 劳断裂。
三、塑性
塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。 塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。评定指标 是延伸率和断面收缩率。 是延伸率和断面收缩率。 1、延伸率 指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。 指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。
δ=(L1-L0)/L0 x 100% =(L
图8-1 拉伸试样
图8-2 万能材料试验机简图
一、材料的拉伸曲线
1、oe段：直线、弹性变形阶段。 oe段 直线、弹性变形阶段。 2、es段：曲线、弹性变形+塑性变形 es段 曲线、弹性变形+ 即屈服阶段。 即屈服阶段。 3、ss’段：水平线（略有波动）、明 ss 段 水平线（略有波动） 显的塑性变形屈服现象， 显的塑性变形屈服现象，作用的力 基本不变，试样连续伸长。 基本不变，试样连续伸长。 4、s’b曲线：弹性变形+均匀塑性变形。 b曲线：弹性变形+均匀塑性变形。 5、bd段曲线：颈缩阶段。b点：出现 bd段曲线：颈缩阶段。 段曲线 缩颈现象，即试样局部截面明显缩小， 缩颈现象，即试样局部截面明显缩小， 试样承载能力降低， 试样承载能力降低，拉伸力达到最大 当拉到d点时，试样断裂。 值；当拉到d点时，试样断裂。
汽车机械基础大全介绍PPT课件
项目一 汽车常用金属材料和非金属材料
学习目标： 1.了解金属材料和非金属材料的种类； 2.掌握各种金属材料、非金属材料的性能； 3.熟悉金属、非金属材料在汽车上的应用； 4.会选择常用的金属材料和非金属材料。
任务一 碳素钢的分类、牌号与用途
一、 碳素钢的分类 碳钢的分类主要有以下三种方法。 1.按含碳量分 • 低碳钢:Wc≤0.25%； • 中碳钢:0.25%＜Wc＜0.6%； • 高碳钢:Wc≥O.60%。 2.按质量分(主要根据有害杂质疏、磷的多少) • 普通碳素钢:WS≤0.05%，WP≤0.045%； • 优质碳素钢:WS、WP≤0.035%； • 高级优质碳素钢:WS≤0.02%，WP≤0.03%。 3.按用途分 • 碳素结构钢:主要用于工程构件、桥梁、建筑构件和机器零部件等，一般 为中低碳钢； • 碳素工具钢:主要用于制作各种刃具、量具、模具，一般为高碳钢。
任务二 合金钢的分类、牌号及用途
三、合金结构钢 2.合金工具钢 合金工具钢按用途可分为合金刃具钢、合金量具钢和合金模具钢三类。
3.特殊性能钢 常用特殊性能钢包括不锈钢、耐磨钢和耐热钢等。
任务三 铸铁的分类、牌号及用途 按铸铁中碳的存在形式不同，铸铁可分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻 铸铁和蠕墨铸铁等。
4.平衡的概念 • 物体的平衡是指物体相对地面保持静止或做匀速直线运动，是物体机械运动中的 一种特殊状态。 • 物体在力系作用下处于平衡状态时，称该力系为平衡力系。 • 作用于物体上的力系，若使物体处于平衡状态，必须满足一定的条件，这些条件称 为力系的平衡条件。
任务一 理解静力学基本概念与公理
二、静力学公理 公理一 二力平衡公理 同一刚体仅受两个力作用而处于平衡状态时，则这两个力必须大小相等，方向相反， 且作用在同一直线上。
《汽车机械基础》课程标准
f《汽车机械基础》课程标准课程编号：1201010302 课程类型：专业基础课程学时：56 课程学分：3.5先修课程：机械制图适用对象：汽车专业群一、课程性质、目标和设计思路1、课程性质。
本课程是汽车专业群的一门重要的必修专业基础课。
课程为工程力学，工程材料学，机械原理，机械零件等课程主要内容的组合。
其主要任务是：培养学生理解和掌握静力学，工程材料在拉伸，压缩，弯曲，扭转，剪切等典型变形下的力学性能及强度校核方面的基本知识。
机械设计部分重点掌握机构原理，运动分析，机械零件的结构要素，工艺要素方面的知识。
为学习汽车发动机、底盘等专业课程打下基础。
通过本课程的学习，培养学生分析问题与解决问题的能力，能够做到理论联系实际。
2、课程目标。
通过本课程的学习使学生了解汽车静力学、工程材料与机械原理、机械设计等知识；理解平面连杆机构、凸轮结构和齿轮传动的原理；能够分析具体机械工程问题，设计机械零部件及校核机械零部件强度，刚度等。
（1）知识目标。
●通过学习使学生了解工程力学、汽车常用材料工程材料基础知识；●分析平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，懂得机械工作原理；●学会求解力矩，通过学习汽车常用机构、连接、传动的运动情况，掌握常用机构、机械传动及机械零件有关知识。
（2）能力目标。
●使学生学会使用标准、手册、规范和图表等有关技术资料，培养使用技术资料的能力；●掌握正确判断工程材料和选择工程材料的能力；●能正确识别机械零件及常用机构，具备分析典型机构的能力。
（3）素质目标。
●同学之间能够良好的沟通，课堂上会分析问题，并且能够流利的表达出来；●不仅要具备独立工作的能力，而且学会和小组同学团队合作，遇到问题冷静处理；●运用所学知识解决实际问题。
（4）价值目标。
●培养严谨的工作态度、严格的质量意识；●尊重他人，尊重每个人的劳动成果；●培养良好的职业道德观念。
3、课程设计思路。
该课程标准的设计思路：本课程在教学内容上与职业培训教材相结合，本着“与社会生产相结合”的原则对原有课程内容进行筛选补充、模块整合，以工作任务为导向，以项目为载体，以专项能力培养为单元。
汽车机械基础项目二
图2-4 洛氏硬度试验原理
任务一 汽车常用金属材料
（2）标尺及其适用范围。洛氏硬度中HRA、HRB、 HRC中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、 标尺C，其中标尺C应用最为广泛。
HRA 是采用60 kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用 于硬度较高的材料，如硬质合金。
HRB 是采用100 kg载荷和直径1.58 mm淬硬的钢球求 得的硬度，用于硬度较低的材料，如退火钢、铸铁等。
任务一 汽车常用金属材料
2. 塑性
金属材料在载荷的作用下产生塑性 变形而不断裂的能力称为塑性。常用塑 性指标有断后伸长率和断面收缩率。
任务一 汽车常用金属材料
1）断后伸长率
试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比 称为断后伸长率，用δ表示，即
(2-3) 式中，l1为试样原始标距长度，mm；l0为试样 拉断后的标距长度，mm。
图2-3 布氏硬度试验原理
任务一 汽车常用金属材料
布氏硬度能准确反映出金属材料的 平均性能，但操作时间长，压痕测量较 费时，主要用于测定灰铸铁、有色金属 等硬度不高的材料。但由于试验时压痕 大，故不宜测量成品件及较薄工件。
任务一 汽车常用金属材料
2）洛氏硬度试验
（1）测试原理。洛氏硬度试 验原理如图2-4所示，采用金刚石 圆锥体或淬火钢球压头，压入金 属表面后，经规定保持时间后卸 除主试验力，以测量的压痕深度 来计算洛氏硬度值。洛氏硬度试 验操作简单、迅速，测量硬度范 围大，压痕小，无损于工件表面， 可以直接测量成品及薄件。
任务一 汽车常用金属材料
1）布氏硬度试验
布氏硬度试验原理如图 2-3所示，采用直径为D的淬 火钢球或硬质合金球，在规 定载荷的作用下，压入被测 金属表面，保持一定时间后 卸除载荷，压痕单位表面积 上所承受的平均压力即为布 氏硬度值，压头为淬火钢球 时用HBS表示，压头为硬质 合金球用时HBW表示。
汽车机械基础(汽车常用材料)
一、材料科学简介 二、材料的性能 三、钢的热处理 四、常用的汽车材料
本章内容
学习目的： 通过本节的学习具备所必需的汽车所使用的金
属材料基本知识。 学习要求：
掌握金属的力学性能指标及常用数据。 掌握钢的热处理的基本知识及常用的热处理方 法、工艺特点和应用范围。 掌握常用的机械工程材料类型、牌号、力学性 能及用途。 初步具有选择工程材料的能力。
载荷的形式
拉伸试验的标准试件 ❖ 拉伸试验时采用标准试件（图1-1），规定圆截面标准试
件的工作长度l（也称标距）与其截面直径d的比例为： ❖ 长试件：l=10d； ❖ 短试件：l=5d。
图1-1 拉伸试验的标准试件
试验时，试件两端装卡在试验机卡头上，施加缓慢 增加的拉力，直到把试件拉断为止。
（一） 材料的力学性能
塑性材料：断裂前有明显的塑性变形，称为塑性 断裂，塑性断裂的断口呈“杯锥”状。如低碳钢。
脆性材料：在断裂前未发生明显的塑性变形，为 脆性断裂，断口是平整的。如铸铁、玻璃等。
不同类型的材料，其σ-ε曲线有很大差异。反映出 其所具有不同的抗拉性能特点。
3.硬度
硬度是指材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕 的能力， 是金属材料重要的机械性能之一。硬度值可间接地 反映金属的强度及金属在化学成分和热处理工艺上的差异。
❖
主要包括力学性能、物理性能和化学性能。
❖ 工艺性能：是指材料在被制成各种零部件的过程 中，材料适应各种冷、热加工的性能。
❖
对于金属材料来讲，工艺性能主要包括了
铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能
和热处理工艺性能。
一、材料的力学性能
材料的力学性能：是指材料在外加载荷（静载荷、 冲击载荷、交变载荷）作用下所表现出来的性能。 包括强度、塑性、硬度、韧性、疲劳及断裂等；
汽车机械基础知识考点
一.名词解释强度:材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的才能碳素钢:碳的质量分数小于2.14％，并含有少量硅、锰、磷及硫等杂质元素的铁碳合金。
碳素钢具有一定的力学性能和良好的工艺性能，且价格低廉铸铁:碳的质量分数为2.11％~6.69％的铁碳合金，在汽车上70％的金属材料为铸铁钢的热处理:将钢在固体状态下通过热加热、保温并以不同的方式冷却，来改变钢的内部组织构造，从而获得所需性能的工艺方法退火:将钢加热、保温后，随炉冷却得到接近平衡组织的一种热处理工艺目的是降低钢的硬度、改善切削加工性、细化晶粒以及改善组织，以调整钢的力学性能正火:将钢加热到组织转变为奥氏体境界温度以上38℃~50℃，保温后从炉中取出在空气中冷却得热处理方法。
正火和退火最明显的区别是正火冷却速度较快。
淬火:将钢加热到组织转变为奥氏体的境界温度以上的某一温度范围以上的某一温度范围，保温一定时间，以大于临界冷却速度的冷却，在水、盐水或油中冷却，获得马氏体或贝氏体的热处理工艺。
淬火是钢最经济、最有效的强化手段之一。
淬火的目的一般是获得马氏体，以进步钢的力学性能回火:把淬火后的钢重新加热到组织转变为奥氏体的临界温度以下的某一温度，保温一定时间，再以适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺。
回火的目的就是稳定淬火后的组织，消除内应力，调整硬度、强度，进步塑性，使工件获得较好的综合力学性能。
回火通常是热处理的最后工序。
外表淬火:将钢的表层快速加热至淬火温度后，快速冷却的一种部分淬火工艺。
二力平衡公理：两个力大小相等方向相反，且作用在同一直线上。
作用力与反作用力公理：两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反沿要同一直线，分别作用在这两个物体上。
主动力：但凡能主动引起物体运动状态改变或有使物体运动状态改变趋势的力约束力：当被约束力有沿约束所限制方向运动的趋势时，约束必然承受被约束物体的作用力。
平面汇交力系：由两个、三个或更多的汇交力组成力矩：力使物体转动的效应，不但取决于的大小而且于力的作用线到转动中心O点的垂直间隔d有关，用它们的乘积度量，称力对点O 的矩，简称力矩力偶：同一物体上，大小相等，方向相反，不共线的两个力所组成的最简单力系力的平移定理：作用在刚体上的力，可以平移到刚体内任意一点，但必须同时附加一个力偶，附加力偶的力偶矩等于原力对平移点的力矩。
汽车机械基础教案完整版
汽车用材料概述一、概述汽车是由上万个零部件组装而成,而这些零部件又是由几百个品种、上千个规格的材料加工制成的,可以说材料是汽车的基础;用于生产汽车的材料种类很多:有钢铁、有色金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等,据统计, 近几年生产的一辆普通轿车,其主要材料的重量构成比大致为:钢铁65%～70%、有色金属10%～15%、非金属材料20%左右;各种新型材料,如轻金属材料、复合材料、高技术合成材料等越来越多的用于现代汽车二、金属材料金属材料的性能黑色金属材料有色金属材料三、金属材料的性能金属材料的物理性能金属材料的机械性能金属材料的工艺性能四、金属材料的物理性能指金属材料在各种物理条件下所表现出来的性能和抵抗各种化学介质侵蚀的能力密度:单位体积的质量导热性:传导热量的能力导电性:传导电流的能力热膨胀性:受热时体积增大的能力熔点:由固态变为液态时的温度磁性：金属材料能导磁的性能称为磁性抗腐蚀性:金属在常温下抵御同周围介质发生化学反应而遭破坏的能力抗氧化性:金属在高温下抵抗氧化作用的能力五、金属材料的机械性能是指金属材料在各种载荷外力作用下表现出来的抵抗能力机械性能指标：强度金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度常用强度指标是屈服强度、抗拉强度塑性金属材料产生塑性变形而不被破坏的最大能力常用塑性值的指标是伸长率和断面收缩率;硬度金属材料在抵抗比它更硬物体压入其表面的能力,即抵抗局部塑性变形的能力常用硬度试验方法有布氏硬度和洛氏硬度冲击韧性金属材料在冲击载荷作用下,抵抗破坏的能力称为冲击韧性疲劳强度金属材料在循环载荷作用下产生疲劳裂纹,并导致断裂称为疲劳断裂在无数次钢铁约为106～107重复交变载荷作用下不产生断裂的最大应力称为疲劳强度疲劳强度值通过疲劳试验测定当金属材料的应力循环次数达到107次时,零件仍不断裂,此时的最大应力可作为疲劳强度;某些高强度钢,应力循环次数达到108次时的最大应力作为它们的疲劳强度六、金属材料的工艺性能铸造性能:铸造性能是指液态金属的流动性、冷却凝固过程中收缩偏析的大小金属凝固后其化学成分和组织的不均匀性,以及对气体的排除和吸收等性能压力加工性能:压力加工性能是指金属在冷、热状态下,进行压力加工时,产生变形而不发生破坏的能力塑性越大,变形抗力越小,压力加工性能越好焊接性能:焊接性能是指两块金属材料在局部加热到熔融状态下,能够牢固地焊合在一起的性能焊接性好,易于用一般方法和工艺施焊,焊时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷,焊处强度能与原材料相近切削加工性能:切削加工性能是指金属材料被切削加工的难易程度热处理性能:热处理性能是指金属材料适应各种热处理工艺的能力汽车用钢一、黑色金属钢、铁一类的金属被称为黑色金属;钢铁材料的基本成分是铁和碳,所以又称为铁碳合金;含碳量小于%的铁碳合金是钢,含碳量大于%的铁碳合金是铁;二、钢碳素钢合金钢三、碳素钢除含碳量小于%之外,还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质元素的钢, 我们称之为碳素钢,简称碳钢;碳素钢具有一定的力学性能、良好的工艺性能、价格低廉,是汽车生产和其他工业产品中用量最大的金属材料;分类按钢中碳的含量多少可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢;按钢的质量可分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢;按钢的用途分为碳素结构钢、碳素工具钢和铸钢;碳素结构钢主要用于制作各种机器零件和工程构件,以低碳钢和中碳钢为多;汽车上受力不大、要求一定的强度、硬度、韧性和良好的加工性能的零部件大量的使用碳素结构钢;碳素工具钢主要用于制作各种工、量、刃具和模具,多属于高碳钢;铸钢主要用于制作形状复杂,难于用锻压等方法成形的零件,如汽车上的桥壳等;四、碳素钢的牌号常用碳素钢的牌号及含义举例如下Q235-AF碳素结构钢;其中Q235代表屈服强度值,A代表质量等级A含硫磷最多、D含硫磷最少,F代表沸腾钢冶炼时脱氧不完全45Mn优质碳素结构钢;其中45代表钢的平均含碳量为%,Mn的含量为 %～1%ZG310-570铸钢;其中310代表屈服强度值,570代表抗拉强度值五、合金钢合金钢是指为了改善钢的某些性能,冶炼时在碳素钢的基础上有目的地加入一种或多种合金元素所形成的钢种常用的合金元素有:锰Mn、硅Si、铬Cr、镍Ni、钼Mo、钨W、钒V、钛Ti、磞B、铝Al、稀土Re等合金钢只有经过热处理后,才能达到改善机械性能的目的合金钢的种类很多,按用途大致可分为以下几类:合金结构钢合金工具钢特殊性能钢六、合金结构钢低合金结构钢在低碳钢的基础上加入少量３%～５% 合金元素而得到的钢这类钢比相同含碳量的碳素钢的强度要高10%～30%,并具有较好的塑性、韧性和焊接性能;又因为它的冶炼较简单,生产成本与碳钢相近广泛用于制作各种机器零件和工程构件如汽车上的车架纵梁、横梁、发动机吊耳等用低合金结构钢取代碳素结构钢,可节约钢材,减轻重量,且使用可靠;常用的钢种有12MnV、16Mn等合金渗碳钢合金渗碳钢制造的零件,经热处理后,不仅有较高的表面硬度和耐磨性,而且能大幅度提高零件心部的强度和韧性,从而提高抵抗冲击载荷的能力汽车上承受高速、重载、强冲击和剧烈摩擦的零件如活塞销、齿轮、轴类件和重要的螺栓等都是用合金渗碳钢加工经热处理制作的;合金调质钢合金调质钢是指经过调质处理后使用的钢,具有较高的强度和韧性;若调质后再进行淬火,则能进一步改善零件表面的耐磨性;常用于制造承受重载荷、冲击载荷的零件;如机床主轴、汽车半轴、连杆、转向节等;合金结构钢的牌号采用两位数字和化学元素符号及数字的方法表示;前面两位数字表示钢的平均含碳量万分之几,后面是化学元素符号名称,如铅、铬、锰等,各元素符号后面的数字表示元素平均含量百分之几;例如12CrNi2,表示钢的平均含碳量为 %、平均含铬量小于%、平均含镍量为2%;其他合金钢和特殊性能钢,常用的钢种有合金弹簧钢、滚动轴承钢合金工具钢耐候钢良好的抗大气腐蚀能力、不锈钢耐磨钢耐热钢七、铸铁性能特点：与钢相比,其强度低,特别是韧性、塑性差,但铸造性能优良、耐磨、切削加工性能良好;随着技术进步,某些传统上用铸铁制造的汽车零件,已逐步由轻金属替代;铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和合金铸铁几种;白口铸铁白口铸铁断口呈白色,性能硬而脆,很难进行切削加工,主要用来炼钢灰口铸铁灰口铸铁断口呈灰色,由于生产工艺较简单,成本低,熔点低、收缩率小、具有良好的铸造性能,在汽车零件上应用较多可锻铸铁俗称马铁它具有较高的强度和韧性可用于制作承受冲击和振动的零件,不能进行锻造球墨铸铁俗称球铁球墨铸铁兼有铸铁和钢的理化性能、机械性能和工艺性能,也像钢一样可进行热处理;通过合金化和各种热处理后,可用来代替铸钢和锻钢制造一些受力复杂、性能要求较高的零件,如代替45号钢和35CrMo钢制造大马力柴油机的曲轴、凸轮轴、齿轮和连杆等球墨铸铁的牌号由"QT"及两组数字组成;其中第1组数字表示最低抗拉强度,第2组数字表示最低延伸率;例如QT400-18,表示最低抗拉强度为400N/mm2、最低延伸率为18%的球墨铸铁合金铸铁:具体包括：在灰口铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元素,获得特殊性能的铸铁称为合金铸铁;八、钢的热处理钢件的热处理是利用加热、保温和冷却的操作方法,来改变钢的组织结构,使钢件获得所需性能的加工工艺;钢的热处理根据加热和冷却的方法不同,大体有以下几类退火退火是将钢件加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉慢慢冷却到室温的热处理工艺;目的是降低材料硬度,改善切削加工性能,提高塑性和韧性,消除钢中的组织缺陷,消除内应力;正火正火是将钢件加热到临界温度以上50～70℃,充分保温,然后在空气中冷却的热处理工艺;目的与退火基本相同,但正火后钢件的强度、硬度比退火后高;淬火淬火是将钢件加热到临界温度以上30～50℃,保温后在冷却介质中快速冷却的热处理工艺常用的冷却介质有水、矿物油、盐、碱的水溶液等淬火的主要目的是提高钢件的硬度和强度回火回火是将淬火后的钢件再加热到临界温度以下的某一温度,保温一段时间,然后在空气或油中冷却的热处理工艺目的是减少或消除内应力,提高韧性和塑性,调整硬度,降低脆性,保证钢件的形状、尺寸不变表面淬火表面淬火是将钢件的表面淬透到一定的深度,而中心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火方法目的是使钢件表面获得较高的强度、耐磨性和疲劳强度, 而心部仍具有足够的塑性和韧性;化学热处理化学热处理是将钢件置于某一介质中加热、保温和冷却,使介质中的某些元素渗入钢件表层,从而改善表层性能目的是提高钢件表层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性主要有渗碳、氮化、碳氮共渗等;有色金属材料除黑色金属材料之外的其他金属统称为有色金属在汽车制造生产中常用的主要是铝、铜及其合金一、纯铝纯铝的熔点为660℃,密度为的1/3,是一种轻金属材料,其电导性、热导性仅次于银、铜,抗氧化、抗大气腐蚀性能好,常温下在大气中表面能生成一层致密的氧化铝膜,阻止铝表面进一步氧化;纯铝的强度硬度很低,但塑性很高,一般不能作为结构件使用;二、铝合金铝合金是在铝中加入适量的锡、铜、镁、锰等元素后获得的合金,经处理后,铝合金的机械性能大为提高;铝合金的比强度高、具有良好的耐蚀性、切削加工性和铸造性、可以实现柔性的强度设计、表面美观在汽车上得到广泛的应用;如用铸铝合金制造汽缸体、汽缸盖、轮辋、保险杠,用铝合金材料制造散热器、冷凝器等部件;按铝合金的成分和加工特点,可分为形变铝合金和铸造铝合金三、形变铝合金分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金等防锈铝合金主要指Al-Mn系、Al-Mg系合金特点是具有很高的抗蚀性,故常称为防锈铝合金;此外,还具有良好的塑性和一定的焊接性能,但强度较低,不能进行热处理,只有经过冷加工变形才能使其强化硬铝合金主要指Al-Cu-Mn系、Al-Cu-Mg系合金通过淬火时效处理而获得相当高的强度,在淬火时效状态下有较好的切削加工性,但耐蚀性较差;超硬铝合金属于Al-Cu-Mg-Zn系合金,另外还加入少量的铬、锰强度在铝合金中最高,故称超硬铝超硬铝主要用作要求重量轻而受力较大的结构件;四、铸造铝合金用来制造铸件的铝合金,俗称铸铝铸铝分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金,即Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg 系、Al-Zn系等;铝硅合金铝硅合金广泛用于制造内燃机的活塞、气缸体、气缸盖、风扇叶片,电机、仪表外壳及形状复杂的结构件;铝铜合金铝铜合金具有较高的耐热强度,可制作高温300℃条件下工作的零件;但抗蚀性较差; 铸造铝合金铝镁合金铝镁合金的特点是密度小小于cd、耐蚀性好、强度高,但铸造性能差,易产生热裂和缩松多用于承受冲击、振动载荷和腐蚀条件下工作的零件铝锌合金强度较高,但耐蚀性较差;若加入适量的锰、镁,可适当提高耐蚀性;另外工艺性能很好可用于在铸态下直接使用的零件,如汽车的化油器、仪表、各种薄壳等五、铜及铜合金工业和汽车上使用品种主要有工业纯铜、黄铜、青铜等工业纯铜又称紫铜、电解铜它具有良好的导电性、导热性、塑性和耐腐蚀性,可进行冷、热压力加工,但强度和硬度低;纯铜主要用于制造电线、电刷、铜管等黄铜黄铜是铜与锌的合金,即为铜锌合金;黄铜又分为普通黄铜和特殊黄铜;普通黄铜只含铜、锌元素的合金机械性能比纯铜好;其牌号用“H”加两位数字表示,“H”是“黄”汉语拼音的第1个字母；两位数字表示含铜量例如H68是平均含铜量为 68%、含锌量为32%的普通黄铜;若H前面加“Z”,表示为铸造黄铜特殊黄铜在普通黄铜中分别添加锡、镍、铅、锰、硅、铝等合金元素生成的合金黄铜加入合金元素后能进一步提高强度、耐磨性等机械性能;特殊黄铜的牌号用“H”加主元素符号及数字表示青铜除黄铜和白铜铜镍合金以外的铜合金统称为青铜青铜又分为锡青铜普通青铜和无锡青铜特殊青铜锡青铜是以锡为主要添加元素的铜基合金具有良好的机械性能;锡青铜的牌号用“QSn”加几组数字表示‘例如是平均含锡量为%、其他元素平均含量为1%的锡青铜; Sn前面加ZCu字母表示为铸造材料,如ZCuSn5PbZn5是表示平均含锡量为5%、平均含铅量为5%、平均含锌量为5%的铸造锡青铜;无锡青铜是添加硅、铅、铍、锰、铝、镍等元素的铜基合金,并以添加的元素命名,如硅青铜、铅青铜、铍青铜……无锡青铜也有较好的机械性能和理化性能;汽车上的应用一、塑料概述是以石油、天然气、煤为基础原料的各种单体,通过聚合、树脂粘合、树脂添加、缩合等复杂的化学反应而生成的高分子材料性能:属轻质材料是钢的1/8、比强度高、化学稳定性好、耐腐蚀、绝缘性好、耐磨性好、消声吸震性好、易加工成型;在汽车上的应用主要有:内装件：仪表板及衬垫、杂物箱、转向盘、操纵杆、内饰板、座椅扶手、车门内衬、各种填充材料等;外装件:密封条、保险杠面板、挡泥板、裙边、饰条、软管、减震垫片、把手等;其他：空滤器壳、风扇叶片、各种传感器电器壳体、部分齿轮等;随着高级工程塑料在性能方面的不断提高,在汽车的发动机仓盖、车顶、行李架等部位正在开发和应用;分类热塑性和热固性塑料热塑性塑料加热后软化,具有可塑性、可加工性,冷却后变硬;若再加热后又软化, 冷却后又变硬;这一过程可反复进行.而对其结构性能却无影响;如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺又叫尼龙等;它们成型工艺简单,生产效率高,具有一定的机械性能,但耐热性和刚性较低;热塑性塑料在汽车上应用最多;常用的有:ABS丙烯睛一丁二烯一苯乙烯、PP聚丙烯、PE聚乙烯等;热固性塑料加热后起化学反应,固化成型后质地变硬;再加热不能使之再软化;如酚醛树脂、环氧树脂等等;它们耐热性高,受压不易变形,价格比较便宜,但成型工艺复杂,生产效率较低;工程塑料是指具有较高强度和其他特殊性能的塑料有机械性能好、耐热性、耐久性优良、寿命长、可靠性高的特点在很多方面可以代替金属材料,主要品种有EP环氧树脂、PA聚酰胺、POM聚甲醛等;它们具有足够的温度—强度特性及尺寸稳定性;随着汽车工业的发展,将日益广泛地应用在汽车上;二、橡胶橡胶是汽车用的一种重要材料,一辆汽车上的橡胶件约占全车整备质量的6%～10% 如轮胎、软管、密封件、防振件、传动件、衬垫类等,主要性能特点高弹性吸振能力橡胶可吸收一部分机械能,并将其转变为热能;橡胶还有一定的耐蚀性、耐磨性、绝缘性橡胶是以生胶为基础,加入适量的配合剂硫化剂、活性剂、软化剂、填充剂、防老剂等而组成的高分子材料,根据生胶的来源不同,可分为天然橡胶和合成橡胶两类;天然橡胶天然橡胶是从橡胶树上采集的胶乳,经过一系列处理,制成生胶天然橡胶的综合性能好,有较好的弹性,良好的热可塑性和绝缘性、耐撕裂,低的导热性;主要缺点是易老化、不耐高温,随时间的增加,会出现变色、发粘或变硬、变脆龟裂; 合成橡胶合成橡胶又称人造橡胶,用石油、天然气、煤和农副产品为原料,通过有机合成方法制成单体,经聚合制得类似天然橡胶的高分子材料;合成橡胶的种类很多, 性能特点也各不相同;合成橡胶的物理、机械性能较好,可制作轮胎和其他一般的橡胶制品;其中丁苯橡胶耐磨、耐老化较好,抗撕裂性也较高,抗滑性特别是抗湿滑性好,但耐热、耐寒性差,弹性差;主要用于轿车轮胎;特种合成橡胶具有特殊性能,用来制作要求耐油、耐热、耐寒、一、齿轮传动的特点及应用齿轮传动依靠主动齿轮与从动齿轮的啮合,传递运动和动力;与其他传动相比,具有以下特点：1．优点1适应性广; 2传动比恒定;3效率较高,齿轮机构传动效率一般在95％以上;4工作可靠,寿命较长; 5可以传递空间任意两轴间的运动;2．缺点1制造和安装精度要求高,成本高;2低精度齿轮传动时噪声和振动较大;3不适于距离较大的两轴间的运动传递等;二、齿轮传动的类型1按照一对齿轮两轴线的相对位置和轮齿的齿向,齿轮传动可分为：2按齿轮的齿廓曲线不同,齿轮传动又可分为渐开线、摆线和圆弧等三种;三、渐开线的形成及其啮合特性1．渐开线的形成如图7-2所示,当直线NK沿一圆作纯滚动时,直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线;这个圆称为渐开线的基圆,其半径和直径分别用rb和db表示,直线NK称为渐开线的发生线;根据渐开线的形成过程可知,渐开线具有下列基本性质：1发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧度;2发生线NK是渐开线在任意点的法线;3渐开线形状取决于基圆的大小4渐开线齿廓上任意点的法线与该点的速度方向线所夹的锐角ak称为该点的压力角;5基圆以内无渐开线;2．渐开线齿轮传动的啮合特性1恒定的传动比渐开线齿轮传动具有传动比恒定、传动平稳的特点;齿轮的传动比是指主、从动齿轮角速度之比,工程上又常用主从动齿轮的转速之比表示,即i12=ω1/ ω2=n1/n2传动比是否恒等于常数,影响到齿轮传动的平稳性;2．渐开线齿轮的基本参数1齿数z2齿顶圆da、齿根圆df3齿厚sk、齿槽宽ek和齿距pk4分度圆d、模数m和压力角a5齿顶高、齿根高、齿全高如图7-6所示;四、齿轮系的类型轮系传动时,根据各齿轮轴线的位置是否固定,可分为定轴轮系如图8-1所示和周转轮系如图8-2所示两大类;五、齿轮系的功用轮系的功用大致可归纳为以下几个方面：1．实现两轴间远距离的运动和动力的传动如图8-3所示;2．实现变速、变矩传动3．实现换向传动4．实现差速作用运动的分解六、定轴轮系传动比计算轮系中主动轴与从动轴之间的转速或角速度之比,称为轮系的传动比;轮系传动比的计算包括：传动比大小的计算和确定从动轮的转动方向;1．一对齿轮啮合的传动比图8-6所示为一对齿轮啮合情况;判断两轴的转向,对于平行轴传动,两轴转向相同时图8-6b的内啮合传动比为正值；两轴转向相反时图8-6a的外啮合传动比为负值;即i12=n1/n2=ω1/ω2=±z2/z1对于非平行轴传动,其中传动比不能用正负号表示,齿轮的转向只能标注在图上; 2．定轴轮系传动比轮系中主动轴与从动轴间的转速或角速度之比,称为轮系的传动比;如图8-7所示轮系中,齿轮1为主动轮,通过齿轮2-3-4将运动和动力传递给齿轮5,则轮系的传动比大小为i15==n1/n2=ω1/ω2;七、周转轮系的应用1．周转轮系的结构如图8-12所示为一单排内外啮合的周转轮系中,外齿轮1、内齿轮3位于中心位置绕着轴线O1回转———称为中心轮；齿轮2同时与中心轮1和齿圈3相啮合,其既作自转又作公转———称为行星轮；支持行星轮的构件H———称为行星架H;2．周转轮系传动比的计算公式如图8-12所示,由于行星轮的运动有自转和公转,所以周转轮系传动比的计算方法不同于定轴轮系,但它们之间又有内在的联系,假想行星架相对固定,使周转轮系转化为假想的定轴轮系,则有i13=n1/n3=n1-nH/n3-nH=-z3/z1式中 i13———假想行星架相对固定时,齿轮1和齿轮3的传动比；n1———齿轮1相对于行星架的转速,即n1=n1-nH；n3———齿轮3相对于行星架的转速,即n3=n3-nH；“-”———表示齿轮1与齿轮3转向相反;3．周转轮系的分类1差动轮系：中心轮的转速都不为0的周转轮系;2行星轮系：有一个中心轮的转速为0的周转轮系;八、混合轮系九、齿轮减速器减速器可以分为圆柱齿轮减速器、锥齿轮减速器、蜗杆减速器、锥-圆柱齿轮减速器和行星齿轮减速器等减速器的润滑一、带传动的类型及应用带传动根据其传动原理分为摩擦型和啮合型两大类;摩擦型带传动包括平带传动、V 带传动、圆形带传动等,它主要是靠带和带轮间接触面之间的摩擦力来传递动力和运动；而啮合型带传动即为同步带传动,它是靠带齿与带轮齿的啮合传递运动和动力的;此外,近年来对带传动安全性、多样性的要求也日益增多,如金属带、难燃带、抗静电带等;V带的类型很多,除普通V带外,还有窄V带、齿形V带、联组V带、广角带、楔形带等,其中以普通V带和窄V带最为常用;二、带传动的特点和应用由于带传动具有结构简单,传动平稳,价格低廉,不需润滑及可以缓冲吸振等特点,使带传动在机械传动中占据了重要地位,而且从易损件向传动的功能部件演变,以至在许多场合替代了其他传动形式;三、带传动的使用和维护为了延长带的使用寿命,确保带传动的正常运行,必须正确使用和维修;1传动带的使用温度范围为：-40～120℃;2安装时两带轮轴线必须平行,轮槽应对正,否则将加剧带的磨损,甚至使带脱落;安装时先缩小中心距,然后套上V带,再作调整,不得硬撬;3严防带与矿物油、酸、碱等介质接触,也不宜在阳光下曝晒;4多根带的传动,坏了少数几根,不要用新带补上,以免新旧带并用,长短不一,受载不均匀而加速新带损坏;这时可用未损坏的旧带补全或全部换新;5为确保安全,传动装置须设防护罩;6带工作一段时间后,会因变形伸长,导致张紧力逐渐减小,严重时出现打滑;因此,要重新张紧带,调整带的初拉力,图9-4为常见的带传动张紧装置,图示9-4中a和b设有调整螺栓,可随时调整电动机的位置；图9-4中c所示的结构,是靠电动机和机架重量的自动张紧装置；图9-4中d为带轮中心距固定,利用张紧轮调紧;四、链传动。
汽车机械基础知识
汽车机械基础
3．脆性材料拉伸时的力学性能
? 灰口铸铁在拉伸时的 ? ?曲线
试验应该根据国家标准金属材料室温拉伸试验方法中的规定将材料制成标准试样q235a钢的应力应变曲线在第阶段弹性阶段试件的变形完全是弹性变形全部卸除荷载后试件将恢复其原长因此称这一阶段为弹性阶段
任务目标 重点难点 主要内容 本章小结
汽车机械基础
任务目标
了解材料的力学性能指标及其意义 熟悉材料的力学性能分析方法 掌握材料的强度、刚度、稳定性的计算 学会在汽车结构件设计、维修中对构件的 力 学性能进行分析，确保构件长期安全可 靠使用。理解货运方式选择的影响因素
细长杆的失稳
汽车机械基础
二、构件的主要变形
构件在载荷作用下，其变形的基本形式有四种：轴向拉伸和压 缩、剪切和挤压、扭转和弯曲，如表所示，其他复杂的变形形式， 都是上述两种或两种以上基本变形的组合，称为组合变形。
构件的不同变形形 式，对其进行材料力学 分析的视角是不同的， 故对构件的材料力学分 析，要先分析构件的受 力情况，确定其变形形 式，然后再进行材料力 学分析。
各类机械设备及工程结构均是有若干构件组成的系 统，所谓构件，即组成机械或结构的基本运动单元。由于 构件在工作时往往承受载荷作用，其必然产生形状和大小 的变化，即变形，轻微的变形是不可避免的，但严重的变 形甚至断裂则应竭力避免。
汽车机械基础
1．强度
构件抵抗断裂（或称破坏）的能力，称为强度。如 果构件的尺寸、材料的性能与载荷不相适应，比如电梯的 钢丝绳过细，汽车的传动轴直径太小，当承载大载荷时， 就可能因强度不够而发生断裂，使机器无法正常工作，甚 至造成灾难性事故。因而材料力学首先要解决构件的强度 问题，即如何使构件具有足够的强度，以保证在载荷作用 下不致破坏。
汽车机械基础-有色金属与非金属材料
•3.铍青铜 :用于制造重要、精
•
密、高温、高速下工作的
•
零件。
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14.1.3 滑动轴承合金
用于制作轴瓦及其内衬的合金，轴瓦可直接用耐 磨合金制成，也可在钢背上浇注（或轧制）一层耐磨 合金形成复合的轴瓦。
•鼓风机用密封件(ZL102)及 抗空架件(ZL301)
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铸造铝 – 锌合金 ( ZL401、ZL402 )
•具有良好的铸造性,经变质处理和时效处理 后,强度高,但耐蚀性差。
•大型空压机活塞
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铜及铜合金
•铜的性能特点:
•密度大；导电及导热性能好； •抗大气腐蚀性好；塑性高；强度低； •无磁性；无打击火花；加工工艺 性好等。
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1．塑料
（1）塑料的组成
塑料是以合成树脂为主要成分，加入一些用来改善使用性 能和工艺性能的添加剂而制成的。
（2）塑料的特性
①质轻 塑料的密度为0.9～2.2g／cm3，只有钢铁的1／8 ～1／4，铝的1/2。
②比强度高 塑料的强度比金属低，但密度小，其比强度 高。③化学稳定性好 塑料能耐大气、水、碱、有机溶剂 等的腐蚀。④优异的电绝缘性 塑料的电绝缘性可与陶瓷 、橡胶以及其他绝缘材料相媲美。
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表14-4 汽车发动机、底盘主要零件的用材情况
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14.3.2 零件失效的原因
零件时效的原因一般从以下几个方面进行分析：
(1)设计不合理：
机械零件的结构形状和尺寸设计不合理引起的。如尖角、尖 棱等。
(2)选材不合理：
对失效形式误判，或选材不能满足工作条件的要求；或错误 选择了材料。
(3)加工工艺不当：
汽车机械基础
汽车机械基础课程名称：汽车机械基础课程代码：06921第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点工科«汽车机械基础»是一门专业基础课。
是学习汽车机械构造及相关机械部分检修的基础。
学生通过机械识图，机械制造基础和一些常见机械构造系统的学习，重点了解汽车内机械系统的差不多工作原理，并熟悉机械识图的一样方法，把握机械制造的基础知识，为以后系统地学习汽车构造打下基础。
本课程的内容具有较强的有用性，需要学生能够结合实物学习。
二、本课程的差不多要求1、把握机械识图的一样方法，能正确读画机械零件图和装配图2、了解简单的金属制造工艺，了解常见金属材料性能及牌号，了解常用的金属热处理方法。
3、把握汽车内常见的机构，组件的机械运动规律，从而了解其工作原理。
4、了解液压和液力传动的差不多形式和常用零件三、与本专业其它课程的关系本课程是汽车检测与修理专业的最差不多的课程，是后续«汽车发动机构造与修理», «汽车构造与原理»、«汽车故障诊断及检测»等专业课程的基础。
本课程可与«机械识图»课程同步学习。
第二部分考核内容与考核目标第1章正投影的差不多知识一、学习目的与要求把握正投影的差不多知识把握组合体的看图方法会画简单的组合体二、考核知识点与考核目标〔一〕正投影法〔次重点〕识记：投影法的概念和分类明白得：正投影的差不多规律〔二〕三视图〔重点〕识记：三视图的组成明白得：三视图的形成三视图的位置关系和投影规律〔三〕差不多体的投影〔重点〕明白得：棱柱的投影棱锥的投影圆柱的投影圆锥的投影圆球的投影〔四〕差不多体的尺寸标注法〔次重点〕应用：平面立体的尺寸标注法曲面立体的尺寸标注法〔五〕组合体〔重点〕识记：组合体的组合形式明白得：组合体的叠加，切割。
组合体的形体分析和线面分析〔六〕组合体三视图的画法〔重点〕应用：组合体三视图的画法和步骤〔七〕组合体的尺寸标注〔重点〕识记：尺寸基准尺寸种类应用：标注尺寸的差不多要求标注尺寸的步骤〔八〕组合体的看图方法〔重点〕明白得：看图的方法和要点应用：看图的差不多方法和步骤第2章机件的表达方法一、学习目的与要求熟悉机件的表达方法能快速看明白图样能够完整、清晰、简洁地表达各种机件的内外结构形状二、考核知识点与考核目标〔一〕视图〔次重点〕识记：差不多视图向视图局部视图斜视图〔二〕剖视图〔重点〕识记：剖视图的概念剖视图的标记及配置明白得：剖视图的种类及应用应用：单一剖切面剖视图的画法〔三〕断面图〔重点〕识记：断面图的概念断面图的种类应用：断面图的画法及标注〔四〕机件的其它表达方法〔次重点〕明白得：局部放大图应用：七种常见的简化画法齿轮的规定画法滚动轴承的规定画法〔五〕螺纹及螺纹紧固件的画法〔重点〕应用：螺纹及螺纹紧固件的规定画法第3章零件图一、学习目的与要求把握零件图的读图方法熟悉零件图的内容会画简单的零件图并能正确标注二、考核知识点与考核目标〔一〕零件图〔重点〕明白得：零件图的内容零件图的作用〔二〕视图的选择〔次重点〕明白得：主视图的选择其它视图的选择〔三〕典型零件的表达方法〔重点〕识记：轴套类零件的表达方法轮盘类零件的表达方法叉架类零件的表达方法箱壳类零件的表达方法〔四〕零件图的尺寸标注〔重点〕识记：尺寸标注的标准和规定明白得：标注本卷须知标注尺寸的清晰性，完整性，合理性应用：尺寸基准的选择常见零件结构的尺寸标注〔五〕零件的工艺结构〔一样〕识记：铸造工艺结构机械加工工艺结构〔六〕读零件图〔次重点〕应用：读零件图的方法和步骤第4章装配图一、学习目的与要求把握装配图的读法和画法二、考核知识点与考核目标〔一〕装配图的内容〔重点〕明白得：装配图的作用装配图的内容〔二〕装配图的表达方法〔重点〕应用：装配图的规定画法装配图的专门表达法〔三〕装配图的尺寸标注〔次重点〕明白得：性能尺寸装配尺寸安装尺寸外形尺寸其它重要尺寸〔四〕装配图中零部件的序号和明细栏〔重点〕应用：零部件的序号和编排方法明细栏〔五〕读装配图〔重点〕应用：读装配图的步骤和方法第5章金属材料及热处理概论一、学习目的与要求了解汽车常用金属材料和非金属材料的牌号及要紧性能了解常见热处理工艺二、考核知识点与考核目标〔一〕金属及合金的要紧性能〔重点〕识记：金属及合金的物理性能化学性能明白得：合金元素对钢性能的阻碍金属及合金的力学性能及工艺性能〔二〕常用的金属材料和非金属材料〔次重点〕识记：碳素钢合金钢铸铁有色金属合金非金属材料〔三〕热处理〔一样〕识记：热处理的意义钢的热处理工艺及分类第6章互换性与技术测量一、学习目的与要求了解机械的互换性概念和要求能正确使用相关外表进行常用的技术测量二、考核知识点与考核目标〔一〕光滑圆柱体结合的公差与配合〔重点〕识记：孔和轴差不多尺寸尺寸尺寸偏差尺寸公差加工误差配合与配合种类明白得：标准公差与差不多偏差基准制线性尺寸的一样公差应用：公差与配合在图上的标注方法及含义〔二〕形状和位置公差〔重点〕识记：形体的要素及其分类形位公差的项目及其符号应用：形状公差及其标注位置公差及其标注说明形位公差的含义〔三〕表面粗糙度〔次重点〕识记：表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的符号明白得：表面粗糙度与加工方法的关系表面粗糙度对零件使用性能的阻碍应用：表面粗糙度符号代号的标注第7章金属制造工艺一、学习目的与要求了解金属加工的常见方法，能利用相关工具进行简单的金属加工二、考核知识点与考核目标〔一〕铸造〔次重点〕识记：合金的铸造性能砂型铸造〔二〕压力加工〔次重点〕识记：自由锻造模型锻造板料冲压〔三〕焊接〔重点〕识记：手工电弧焊常用金属材料焊接〔四〕切削加工〔重点〕识记：常用切削加工方法，切削刀具，加工运动明白得：切削过程第8章机械基础知识一、学习目的与要求了解机械的差不多概念能对机械进行受力分析二、考核知识点与考核目标〔一〕机械〔重点〕识记：机器机器的特点〔二〕运动副〔重点〕识记：平面运动副运动副的分类〔三〕平面机构运动简图〔次重点〕了解：常见平面机构的运动简图〔四〕静力学基础知识〔次重点〕识记：静力学差不多概念和公理明白得：约束与约束反力〔五〕受力图〔重点〕应用：画机构受力图〔六〕平面力系〔次重点〕识记：力系应用：平面力系的简化及平稳方程第9章平面连杆机构一、学习目的与要求了解平面连杆机构的差不多概念能对平面连杆机构进行受力分析二、考核知识点与考核目标〔一〕平面连杆机构及曲柄连杆机构〔重点〕识记：平面连杆机构的类型曲柄连杆机构明白得：平面连杆机构的组成及特点应用：把握死点、急回运动、行程速比系数等差不多概念〔二〕曲柄连杆机构的运动规律〔重点〕明白得：曲柄连杆机构的运动规律第10章凸轮机构一、学习目的与要求了解凸轮机构的组成，特点和应用二、考核知识点与考核目标〔一〕凸轮机构〔重点〕识记：凸轮机构的应用和分类〔二〕凸轮机构的运动规律〔重点〕应用：把握从动推杆常用的运动规律第11章联接一、学习目的与要求了解联接的常用形式把握螺纹联接和键连接的类型和应用把握剪切和挤压的有用运算二、考核知识点与考核目标〔一〕联接〔次重点〕识记：联接的概念和常用形式〔二〕螺纹联接〔重点〕识记：螺纹的形成，类型和要紧参数螺纹连接的差不多类型明白得：螺旋副的受力分析，自锁和效率〔三〕螺纹联接的预紧和防松〔次重点〕识记：螺纹联接的预紧和防松方法各种防松装置及其应用〔四〕键联接〔次重点〕识记：键联接的类型明白得：键联接的方法花键联接第12章带传动一、学习目的与要求了解常见的带传动形式及应用二、考核知识点与考核目标〔一〕带传动〔重点〕识记：带传动类型，特点及应用〔二〕v带的结构和标准〔次重点〕识记：v带的结构和标准〔三〕带传动工况分析〔一样〕明白得：带传动的工作情形及受力分析第13章齿轮传动一、学习目的与要求了解齿轮传动的特点类型及差不多要求二、考核知识点与考核目标〔一〕齿轮传动的特点，类型和差不多要求〔重点〕识记：齿轮传动的类型及应用明白得：齿轮传动的特点和差不多要求〔二〕齿廓啮合的差不多定律〔次重点〕明白得：齿廓啮合的差不多定律〔三〕渐开线齿轮〔次重点〕识记：渐开线齿廓渐开线齿轮的名称及符号把握渐开线齿轮的差不多参数及几何尺寸运算明白得：渐开线齿轮的加工原理和根切现象渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线变位齿轮传动应用：标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸运算〔四〕齿轮传动的失效形式〔次重点〕识记：齿轮传动的失效形式明白得：齿轮传动的设计运算准那么〔五〕直齿圆柱齿轮传动〔重点〕应用：直齿圆柱齿轮传动受力分析运算载荷齿面接触疲劳强度运算及许用接触应力运算齿根弯曲疲劳强度运算及许用弯曲应力运算〔六〕斜齿圆柱齿轮传动〔重点〕识记：斜齿圆柱齿轮的当量齿数斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件明白得：斜齿廓曲面的形成及啮合特点斜齿圆柱齿轮的受力分析应用：斜齿圆柱齿轮几何参数及几何尺寸运算〔七〕直齿圆锥齿轮传动〔重点〕明白得：直齿圆锥齿轮传动的特点应用：直齿圆锥齿轮的差不多尺寸运算〔八〕齿轮传动的效率〔一样〕识记：齿轮传动的效率〔九〕齿轮传动的润滑〔重点〕明白得：齿轮传动的润滑〔十〕齿轮的结构〔次重点〕识记：常见齿轮结构形式〔十一〕蜗杆传动〔次重点〕识记：蜗杆传动的要紧参数蜗杆传动的结构和类型蜗杆传动的失效形式明白得：蜗杆传动的特点第14章轮系一、学习目的与要求了解轮系的概念和分类把握轮系传动比的运算二、考核知识点与考核目标〔一〕轮系〔次重点〕识记：轮系的分类定轴轮系行星轮系轮系的传动比明白得：轮系的功用〔二〕轮系传动比〔重点〕应用：把握定轴轮系传动比的运算了解行星轮系传动比的运算第15章轴类部件一、学习目的与要求了解轴和轴承的结构和特点二、考核知识点与考核目标〔一〕轴〔重点〕识记：轴的材料和分类明白得：轴的结构设计应用：圆轴扭转的有用运算〔二〕轴承〔重点〕识记：滑动轴承和滚动轴承的差不多代号应用：把握轴承类型选择的差不多原那么第16章液压传动一、学习目的与要求了解液压传动的原理和特点了解液力传动的特点和应用二、考核知识点与考核目标〔一〕液压传动〔重点〕识记：液压传动系统的组成液压系统图及图形符号明白得：液压传动的工作原理液压传动的特点〔二〕液力传动〔一样〕识记：液力变矩器明白得：液力传动的工作原理第17章液压泵一、学习目的与要求了解液压泵的结构和工作原理二、考核知识点与考核目标〔一〕液压泵〔次重点〕识记：液压泵的分类液压泵的性能参数明白得：液压泵的工作原理〔二〕齿轮泵〔重点〕识记：外啮合齿轮泵结构和工作原理内啮合齿轮泵结构和工作原理〔三〕叶片泵〔重点〕识记：叶片泵结构和工作原理〔四〕柱塞泵〔次重点〕识记：斜盘式轴向柱塞泵结构和工作原理径向柱塞泵结构和工作原理〔五〕螺杆泵〔一样〕识记：螺杆泵结构和工作原理第18章液压缸和液压马达一、学习目的与要求了解液压缸的结构，类型和特点了解液压马达的结构和特点二、考核知识点与考核目标〔一〕液压缸〔次重点〕识记：活塞式液压缸的结构和特点柱塞式液压缸的结构和特点摆动式液压缸的结构和特点〔二〕液压马达〔一样〕识记：液压马达的结构第19章液压操纵阀一、学习目的与要求了解液压操纵阀的类型，结构及作用二、考核知识点与考核目标〔一〕方向操纵阀〔重点〕明白得：单向阀结构和工作原理换向阀结构和工作原理〔二〕压力操纵阀〔重点〕明白得：溢流阀结构和工作原理顺序法结构和工作原理减压阀结构和工作原理压力继电器结构和工作原理〔三〕流量操纵阀〔重点〕明白得：流量操纵阀结构和工作原理节流阀结构和工作原理调速阀结构和工作原理第20章液压回路一、学习目的与要求了解液压回路的组成和功能二、考核知识点与考核目标〔一〕方向操纵回路〔重点〕识记：方向操纵回路的组成明白得：方向操纵原理〔二〕速度操纵回路〔重点〕识记：速度操纵回路的组成明白得：速度操纵原理〔三〕压力操纵回路〔重点〕识记：压力操纵回路的组成明白得：压力操纵原理〔四〕多缸操纵回路〔一样〕识记：常见的多缸操纵回路组成明白得：多缸操纵回路的组合原那么和工作原理第三部分有关说明与实施要求一、考核的能力层次表述本大纲在考核目标中，按照〝识记〞、〝明白得〞、〝应用〞三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。
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（3）合金弹簧钢
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此种钢碳质量分数为0.45%~0.75%,主要的合金元素为Si、Mn、 W、V、Cr等。这种钢具有髙弹性极限、疲劳强度以及足够的 韧性。 常用的牌号有65Mn、55Si2Mn、55CrMnA、60CrMnA 、 60Si2Mn，在汽车中主要用来制作各种螺旋弹簧和钢板弹簧。
（2）优质碳素结构钢（碳含量＜0.8%；S、P含量少）
） 优 质 碳 素 钢 的 分 类 及 牌 号
1
低碳钢：08、10、15、20、25等 （碳的质量分数小于0.25％）
中碳钢30、35、40、45、50、55 （碳的质量分数0.25％—0.6％） 高碳钢：60、65、70、75等 （碳的质量分数0.6％—0.8％）
得到的钢为合金结构钢
牌号：采用“两位数字+合金元素符号+数字” 的格式表示。例如：
思考：20CrMnTi 的含义
分类
按 性 能 和 用 途 分
合金渗碳钢
合金调质钢 合金弹簧钢 滚动轴承钢
（1）合金渗碳钢
这类钢的含碳量一般为0.10%～0.25%，较低的含碳量能保证 零件心部具有足够的塑性和韧性。经表面渗碳、淬火、低温
气缸体
活塞
气缸盖
2. 铜及其合金
（1）纯铜：汽车中各种导线线芯、电动机、发动 机类线圈均为铜制材料。
发动机
起动机转子
（2）铜合金
黄铜（铜锌合金）和 青铜（除黄铜外的铜合金） 铅青铜、锡青铜和铝青铜可做滑动轴承材料，常用做柴油机 的曲轴轴瓦，连杆小头衬套为铅青铜。
连杆小头铜套
曲轴轴瓦
（3）轴承合金
（ 碳 素 钢 ）
普通碳素钢
优质碳素钢 低合金结构钢 合金结构钢 灰铸铁 可锻铸铁 球磨铸铁
低碳钢 中碳钢 高碳钢
汽 车 常 用 金 属 材 料
铝及其合金 铜及其合金 轴承合金
1、非合金结构钢（碳含量＜2.11%）
（1）普通碳素结构钢（普通碳素钢）
杂质多、塑性、韧性不好 一般用于制作受力不大的 某些非重要紧固螺钉、螺母等。 甲类（A类）普通碳素钢保证了 力学性能，所以可以制作 汽车轮辋、轮辐、消音器等 （page 29）
回火处理后，使表面获得高硬度、高耐磨性和疲劳强度等 常用合金渗碳钢的牌号及汽车上的应用
（2）合金调质钢
这类钢碳的质量分数为0.25%~0.50%，主要的合金元素是Mn、 Si、 Cr、Ni、B 等。合金调质钢是在中碳钢的基础上加人 一些合金元素，经调质处理后使用，用于制造重载、受力复 杂 且要求综合力学性能较好的重要零件， 常用合金调质钢的牌号及在汽车上的应用
作业
1、强度、塑性、硬度、疲劳轻度的定义。 2.汽车上常用的铁基材料和非铁基材料有哪些？
如果钢中微量元素比较高（0.7％-0.12％）， 则在数字后要附以该元素符号，如65Mn 等。
2）优质碳素钢的性能及在汽车上的应用
① 低碳钢 ：强度、硬度不高，塑性、韧性焊接性能好。
在汽车上常用来制作驾驶室、油底壳、机油箱，离合器壳等
冲压件；轮胎螺栓、螺母。风扇叶片、离合器分离杠杆，驻
车制动杆等
油底壳
任务1 汽车常用金属材料
1.1 金属材料的力学性能
主要包括强度与塑性 、 硬度、冲击韧
性和疲劳强度等
1.2 金属材料的其它性能
1. 金属材料的物理性能
2. 金属材料的化学性能 3. 金属材料的工艺性能
1.3 汽车常用金属材料
铁 基 金 属 材 料
钢 非 合 金 钢 合 金 钢 铸 铁 非 铁 基 金 属 材 料
风扇叶片
轮胎螺栓
② 中碳钢
主要性能：有较大的强度、硬度、经热处理 后具有良好的塑性、韧性耐磨性、切削性等。 以45号钢应用最为广泛，汽车中常用来制作 曲轴正时齿轮、半轴锥齿轮、变速器齿轮 各种键、气门推杆、曲轴、凸轮轴及重要螺栓 螺母等
③ 高碳钢
经热处理后有更高的强度、硬度且弹性优良。 如65Mn 钢，可制作离合器压板弹簧，气门弹 簧，活塞销卡簧等
（4）滚动轴承钢
其含碳量为0.95%～1.15%，掺杂元素Cr的参入量为 0.4%—1.65％，以保证钢有高的硬度、耐磨性和抗疲 劳强度。 以 GCr15最为常用 ：（平均铬的质量我分数为1.5％ 的滚动轴承钢）
3.铸铁（碳的质量大于2.11％的铁碳合金）
白口铸铁 （BT）
灰口铸铁 （HT）
铸铁的分类
可锻铸铁 （KTH） 球墨铸铁 （QT）
合金铸铁
（1）灰铸铁Leabharlann HT）灰铸铁碳的质量分数较大（2.7%4.0%）凝固时收缩量小，抗 压强度、硬度接近碳素钢，减震性好，由于片状石墨存在， 故耐磨性好。铸造性能和切削加工性能较好，其牌号以 “HT”和其后的一组数字表示，其后数字表示最小抗拉强 度，如HT250，表示最小抗拉强度为250 MPa的灰铸铁。
常用灰铸铁的牌号及在汽车上的应用
（2）可锻铸铁（马口铁）
可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经过较长的高温退火而得 的铸铁，碳在铸铁组织中以团絮状石墨形式存在。耐磨损， 良好的塑性 、韧性和减震性，较好的强度，能承受强动载荷。 常用可锻铸铁的牌号及在汽车上的应用
“—”后面的数字表示伸长率，前面数字指抗拉 强度
应满足的要求： ①良好的减摩性能。 ②有一定的抗压强度和硬度。 ③塑性和冲击韧性良好。 。 ④表面性能好。即有良好的抗咬合性、顺应性和嵌藏性。 ⑤有良好的导热性、耐腐蚀性和小的热胀系数。 常用轴承合金 主要有锡基、铅基、铜基合金、和铝基轴承合金等。锡基和 铅基轴承合金又称为巴氏合金，是应用广泛的轴承合金。
（3）球墨铸铁
球墨铸铁简称球铁。铸铁中的石墨大部分以球状形态存在。 球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都优于灰铸铁和可锻铸铁。 球墨铸铁常用来制造一些受力复杂，强度、韧性和耐磨性要 求高的零件。
转向器壳体
传动轴
常用球墨铸铁的牌号及在汽车上的应用
1.4 非铁基金属材料
铝及其合金
非铁基金属材料
铜及其合金
轴承合金
1. 铝及其合金
（1）铝：利用其良好的导热性能和抗腐蚀性，在
汽车上常用来制作散热和冷却装置
散热器
蒸发器
（2）铝合金
铝合金分Al-Si系列、 AL-Cu系列、 Al-Mg和AI- Zn四种。 发动机部分汽缸体、气缸盖是铝铸件。常用用铝铸件的还有 曲轴箱、活塞、变速器壳体、发动机架等，其中活塞几乎 都用铝合金制造。
以上为碳素结构钢及其在汽车上应用方面的部分内容
2.合金钢及其在汽车上的应用
合金钢的分类 按用途分：
a.低合金结构钢：主要用于制造工程结构的型钢和
钢筋。
b.合金结构钢：用于制造机械零件和工程构件**
c.合金工具钢：用于制造各种加工工具
d. 特殊性能钢：具有特殊性能的钢，如不锈钢
**合金结构钢 定义：在碳素结构钢的基础上加入合金元素而