关于机械基础知识

§1 机械基础知识

§1-1 金属材料的机械性能

性能——物理性能：力学、光学、电学、…

化学性能：氧化性、放射性、…

一、强度应力应变曲线.

——抵抗受力破坏或变形的能力。

1.按受力情况不同分为：抗拉、压、弯曲、扭、剪切等。

2.用屈服强度f y、抗拉强度f u等表示。

二、塑性

——受力变形不破坏、而去除力后保持所变形的能力（机械加工能力）。——用伸长率δ表示。

三、弹性

——受力变形不破坏而去除力后恢复所变形的能力。

——以弹性极限f e、弹性模量E为指标。

四、硬度测定硬度原理.avi 布氏硬度测量.avi 洛氏硬度测量.avi ——抵抗硬物压入表面的能力（耐磨性）。

——用布氏硬度HB、洛氏硬度HRB(HRC)表示。

五、韧性

——抵抗冲击破坏的能力（衡量脆性破坏）。

——用冲击破坏试验时所吸收的功表示(A k,αk)。

六、疲劳强度

——抵抗反复荷载的能力（动载）。

——用n=107次对称循环的强度表示。

§1-2

1．

§1-2 常用金属材料

2．合金结构钢

金属元素高级优质钢

↑↑

编号：XX XX X A

↓↓

含碳万分数合金元素含量百分数

§1-3 钢的热处理

——对固态钢（纯铁熔点1538℃）加热、保温、冷却━→ 改变内部组织━→↑机械

性能、工艺性能。

一、普通热处理

1．退火：随炉冷却——↑稳定性（↓内应力、变形、开裂）；

2．正火：常温冷却——↑强度、硬度；

3．淬火：水冷——↑强度、硬度、脆性，热处理之淬火.avi

↓稳定性（↑内应力、变形、开裂）；

4．回火：淬火后进行，气冷或油冷——

↑稳定性（↓内应力、变形、开裂），

↓强度、硬度，↑塑性，↑综合机械性能。

§1-3 钢的热处理（续）

二、表面热处理

1．表面淬火

表面迅速加热，水喷冷却——↑硬度、耐磨性；

低温回火——↓内应力。

按工艺分：感应加热、火焰加热、接触电阻加热。

2．化学热处理

在化学介质中加热、保温━→ 渗入某些元素━→ ↑表面性能。

按渗入元素分：渗碳、渗氮（氮化）、渗碳氮（氰化）、渗金属（铬、铝等）。

§1-4 公差、配合与表面粗糙度

一、标准化

1.定义

对零件、部件、产品进行标准化，以统一型号、规格尺寸、材料、质量等，达到通用化、系列化、互换性，为标准件；否则为非标准件。

2.标准分类

国际标准（ISO）、国家标准（GB）、行业标准（部颁、专业标准）、企业标准

3.通用零部件（标准件）

键、销、铆钉、螺栓、传动带、链条、弹簧、轴承、联轴器

二、公差配合的基本术语

1．公差——零件尺寸的最大允许误差范围。

最小极限尺寸最大极限尺寸

↓↓

轴：dmin～dmax

孔：Dmin～Dmax

2．公差带图

零线——基本尺寸线（零偏差线）；

公差带——上、下偏差（可正可负）之间的区域，由其位置和大小确定。3．配合

——相互结合的孔、轴公差带之间的关系(对相同基本尺寸)

按配合的松紧程度分

①间隙配合：孔轴间有间隙（X

max ～X

min

为正），孔公差带在轴公差带之上。

②过盈配合：轴比孔大，轴公差带在孔公差带之上，过盈量=Y

max ～Y

min

（为

负）。

③过渡配合：轴比孔可大可小，轴公差带与孔公差带有重叠，最大间隙X

max

为正，最大过盈Y

max

为负。

4．配合公差

——间隙（过盈）的允许变动量：T

f =T

D

（孔公差）+T

d

（轴公差）。

三、公差与配合标准

1．标准公差——以确定公差带大小。

分20个尺寸精度等级：IT01,IT0,IT1,…,IT18。

公差带大小取决于基本尺寸和公差等级(相对尺寸精度)。

2．基本偏差——以确定公差带相对基本尺寸的位置。

为公差带图中离零线较近的极限偏差(上偏差或下偏差)。

轴、孔各分28个基本偏差等级：A～Z,ZA～ZC

a～z,za～zc

3．配合的基准制

基孔制——以H等级基本偏差(EI=0)的孔公差与各种轴公差的配合。基轴制——以h等级基本偏差(es=0)的轴公差与各种孔公差的配合。

公差带代号：φ基本尺寸基本偏差等级标准公差等级

如：φ40H8

配合代号：

四、公差与配合的选择

基准制——优先基孔制；

配合——按松紧要求选；

公差等级——尽量用低等级。

五、形位公差

形状误差——几何要素（线、面）的误差；

位置误差——几何要素（点、线、面）间相对位置的误差；

形状公差——直线度－、平面度、圆度○、…；

位置公差——平行度∥、垂直度┴、倾斜度∠、同轴度◎、对称度、…。

§2 常用机构

§2-1 机械的组成

§2-3 平面四连杆机构

特点：1.低副（转动副）连接：承载能力大；

2.易于传递运动和转换运动形式(转动←→摆动)；

3.形式多样、应用广泛、结构简单（平面四杆）。

一、基本形式

1．杆件名称

静件（机架）——不动件；

曲柄——与静件相联，能作整周转动者；

摇杆(摆杆)——与静件相联,不能作整周转动者；

连杆——与静件相对的杆件。

2．曲柄摇杆机构

曲柄转动←--→摇杆的往复摆动

2．双曲柄机构

匀速转动←--→匀速或非匀速转动

4．双摇杆机构

二、基本规律

——取决于各杆的相对长度、静件杆。

1.当（最长杆+最短杆）≤其余两杆长之和

①最短杆与静件相接--→曲柄摇杆机构；

②最短杆为静件--→双曲柄机构；

③最短杆与静件相对--→双摇杆机构。

2.(最长杆+最短杆)＞其余两杆长之和--→双摇杆机构

3. 曲柄摇杆机构的急回特性

以行程速比系数表示：

θ——极位夹角,摇杆两极端位置间连杆的夹角(转动角)

4. 死点位置

曲柄摇杆机构中如摇杆主动曲柄从动，在摇杆极限位置处（死点）曲柄所受力矩=0：（1）不能转动（卡死）

（2）继续正转（惯性）

（3）反转（偶然）

§2-4 曲柄滑块机构

一、特性

1.演变来源自曲柄摇杆机构。

2.组成：曲柄、连杆、滑块、导槽。

3.要求：曲柄长＜连杆长。

4.作用：曲柄转动←－→滑块往复移动。

5.应用：内燃机、压机、冲床等。