注冊(cè)資產(chǎn)評(píng)估師考試輔導(dǎo)-機(jī)電設(shè)備評(píng)估基礎(chǔ)第二章機(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)講義14版

內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、水自然界中的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而做功的機(jī)械裝置輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)發(fā)內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、水自然界中的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而做功的機(jī)械裝置輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)、熱泵、液壓泵、壓縮進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換機(jī)利用自然界或動(dòng)力機(jī)械所提供的機(jī)械能來(lái)改變工作對(duì)象的物理車(chē)床、刨床等狀態(tài)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、位置第二章機(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)第一節(jié)機(jī)器設(shè)備概述一、機(jī)器設(shè)備定義(一)一般定義機(jī)械為機(jī)器和機(jī)構(gòu)的泛稱(chēng)，各種機(jī)械的共同特征是：(1)由零件和部件組成；(2)零件、部件之間有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的傳遞；(3)有機(jī)械能的轉(zhuǎn)換或機(jī)械能的利用。裝置或器械，其零件、部件之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也沒(méi)有機(jī)械能的轉(zhuǎn)換和利用，如壓力容器、反應(yīng)塔、換熱器等，但由于它們是通過(guò)機(jī)械加工而制成的產(chǎn)品，也被認(rèn)為屬于機(jī)械范疇。二、機(jī)器的組成(一)按照功能分析機(jī)器的組成1.動(dòng)力部分：原動(dòng)機(jī)及其相應(yīng)的配套裝置。它的作用是將其它形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。二次動(dòng)力機(jī)：將二次能源如電能、液壓能等轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如電動(dòng)機(jī)等。【注意】常用的動(dòng)力機(jī)有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。2.傳動(dòng)部分：2)按照傳動(dòng)比變化的情況分為定傳動(dòng)比傳動(dòng)和變傳動(dòng)比傳動(dòng)。3.工作部分(執(zhí)行部分)：工作部分是機(jī)器設(shè)備區(qū)分和分類(lèi)的依據(jù)；不同機(jī)器，其原動(dòng)部分和傳動(dòng)部分可能相同，而工作部分不同。因此，動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分和控制部分都應(yīng)該根據(jù)工作部分的功能要求和動(dòng)力參數(shù)的合進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇。4.控制部分 (二)按照結(jié)構(gòu)分析機(jī)器的組成等機(jī)器的運(yùn)動(dòng)單元(運(yùn)動(dòng)整體)，可以是一個(gè)零件，也可以是幾個(gè)零件的剛性組合。如曲軸、連桿等。零件構(gòu)件機(jī)構(gòu)機(jī)器機(jī)械三、機(jī)器設(shè)備的分類(lèi)(三)按機(jī)器設(shè)備的組合形式分類(lèi)1.常見(jiàn)的機(jī)器設(shè)備組合形式兩兩臺(tái)以上的機(jī)器組成的一組機(jī)器，配合起來(lái)共同完成某項(xiàng)特定工作。如柴油發(fā)電機(jī)組；制冷機(jī)機(jī)組由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將一組自動(dòng)機(jī)床(或其他工藝設(shè)備)和輔助設(shè)備，按工藝順序聯(lián)合企業(yè)內(nèi)部在生產(chǎn)過(guò)程中完成某些工序或單獨(dú)生產(chǎn)某些產(chǎn)品的單位2.在評(píng)估中的應(yīng)用機(jī)器設(shè)備的評(píng)估對(duì)象分為單臺(tái)機(jī)器設(shè)備和機(jī)器設(shè)備組合。機(jī)器設(shè)備組合的價(jià)值不必然等于單臺(tái)機(jī)器設(shè)備價(jià)值的簡(jiǎn)單相加。第二節(jié)機(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一一、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)。螺紋分類(lèi)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)②降速比大，可以實(shí)現(xiàn)微調(diào)和降速傳動(dòng)；④在一定條件下實(shí)現(xiàn)逆行自鎖，即能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩S線(xiàn)方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而不能相反，即無(wú)論軸線(xiàn)方向的力多大，都不能產(chǎn)生回轉(zhuǎn)，當(dāng)然也不可能實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)；⑤工作連續(xù)、平穩(wěn)，無(wú)噪聲。缺點(diǎn)：摩擦大，效率低(如果有自鎖要求，效率低于50%)。滾珠螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由絲杠、螺母、滾珠和反向器組成。滾珠螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械效率高(0.90~0.95)；摩擦小，能長(zhǎng)時(shí)間保持精度，使用壽命長(zhǎng)；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩接近于運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)靈敏磨損??；給予適當(dāng)預(yù)緊可以消除間隙，提高傳動(dòng)精度和軸向剛度。二、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是兩個(gè)側(cè)面。三、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)可靠，瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定；(2)適用載荷和速度范圍大；(3)機(jī)械效率高，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊；(4)可傳遞在空間任意配置的兩軸之間運(yùn)動(dòng)。(1)振動(dòng)和噪音較大，且不可無(wú)級(jí)調(diào)速；(2)傳動(dòng)軸之間的距離不能過(guò)大；(3)加工復(fù)雜，制造成本較高。輪系：一系列齒輪所組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)輪系中各齒輪的軸線(xiàn)在空間位置是否固定，將輪系分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系兩類(lèi)。1.定軸輪系：輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所有齒輪的軸線(xiàn)的位置都是固定不變的。也稱(chēng)為普通輪系。為行星輪系(有一個(gè)中心輪是固定不動(dòng)的)和差動(dòng)輪系(沒(méi)有固定的中心輪)。(1)可以得到很大的傳動(dòng)比(速度變化比較大)；(2)可以連接相距較遠(yuǎn)的兩軸；(3)可以獲得不同的傳動(dòng)比；(4)可以獲得從動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)方向；(5)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成和分解(如汽車(chē)的后橋差速器)。四、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由一個(gè)具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪，通過(guò)閉合鏈條帶動(dòng)另一個(gè)與主動(dòng)鏈輪具有相同齒形的從動(dòng)鏈輪，進(jìn)行傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。典型的是自行車(chē)的傳動(dòng)。傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)(1)與帶傳動(dòng)比較，傳遞功率大，能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比并且外廓尺寸比較小；(2)與齒輪傳動(dòng)比較，中心距較大；(3)可在低速、重載條件下工作；(4)效率較高，可以達(dá)到0.95~0.98，最大可以達(dá)到0.99。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)(1)不能保證瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和瞬時(shí)傳動(dòng)比；(2)噪聲較大，急速反向性能差，不能用于高速傳動(dòng)。五、蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)蝸桿與蝸輪間的嚙合，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)(由蝸輪、蝸桿與機(jī)架組成)。3.可自鎖(即蝸桿主動(dòng)可以帶動(dòng)蝸輪，反之，蝸輪主動(dòng)不能帶動(dòng)蝸桿)；4.效率低(一般為0.7~0.8，要求自鎖時(shí)，效率小于0.5)。六、平面連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)是使用鉸鏈、滑道等方式將構(gòu)件相互連接而成的機(jī)構(gòu)。四連桿機(jī)構(gòu)：四根桿件由四個(gè)鉸鏈連接而成。七、凸輪機(jī)構(gòu)將凸輪(主動(dòng)件)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)件的往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)(由凸輪、從動(dòng)桿及機(jī)架組成)。八、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從動(dòng)件能夠?qū)崿F(xiàn)“動(dòng)作—停止—?jiǎng)幼鳌钡倪\(yùn)動(dòng)。1.棘輪機(jī)構(gòu)：由棘爪、棘輪和機(jī)架組成。2.槽輪機(jī)構(gòu)：由撥盤(pán)、槽輪與機(jī)架組成。。槽輪靜止的時(shí)間長(zhǎng)，如需靜止的時(shí)間縮短些，則可增加撥盤(pán)上圓銷(xiāo)的數(shù)目。等。第三節(jié)機(jī)器設(shè)備制造基礎(chǔ)一、機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程(一)機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程：把原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全部過(guò)程包括：1.生產(chǎn)服務(wù)過(guò)程；2.技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程；3.毛坯制造過(guò)程；4.零件加工過(guò)程；5.產(chǎn)品裝配過(guò)(二)機(jī)器的制造工藝過(guò)程1.工序：工藝過(guò)程最基本的組成單位。原材料依次通過(guò)這些工序變成成品。2.工藝規(guī)程：工藝規(guī)程是組織車(chē)間生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，是生產(chǎn)準(zhǔn)備和計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)。3.工藝過(guò)程卡片：按工序填寫(xiě)的表格，用以說(shuō)明零件各工序的加工內(nèi)容、所需設(shè)備、加工車(chē)間先后次序。二、毛坯生產(chǎn)(一)鑄造常用的鑄造合金是鑄鐵(灰口鑄鐵最廣泛)、鑄鋼和鑄造有色金屬。其中，鑄鐵特別是灰口鑄鐵使用最普遍。最常用的方法是砂型鑄造。零件形狀相適應(yīng)空腔的鑄型；.制備成分、溫度合格的液態(tài)金屬；4.凝固后取出鑄件并清理鑄件的表面和內(nèi)腔。(二)壓力加工方法：加熱坯料放在平砧之間，使其受鍛擊力或壓力作方法：加熱坯料放在平砧之間，使其受鍛擊力或壓力作用特點(diǎn)：自由鍛精度低、生產(chǎn)率不高，適用于單件、小批量、形狀簡(jiǎn)單的零件。(以前年用的菜鍛鍛刀，鐮刀等)適用于生產(chǎn)大批量中小型零件。(制作月餅可以看成是模鍛的一種)方法：利用沖模對(duì)板料(包括帶材、管材、型材)加壓，使之產(chǎn)生分離或變形。沖特點(diǎn)：沖壓主要應(yīng)用于加工塑性良好的板材或其它薄壁的型材。沖壓可以沖制出形狀復(fù)雜、尺寸精壓度較高的零件，一般不經(jīng)機(jī)械加工即可使用。(鐵皮臉盆)【說(shuō)明】2.比較而言，鍛造需要對(duì)毛坯加熱，然后再施加外力使之變形；而沖壓則在常溫下進(jìn)行。(三)焊接方法：方法：焊接接頭處加熱至熔化狀態(tài)，凝固后連接成一個(gè)整體。熔焊舉例：氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子焊。方法：接頭處加熱(或者不加熱)，但一定要加壓，使之緊密接觸，連接成一個(gè)整體。壓焊舉例：摩擦焊、電阻焊。方法：被焊金屬不熔化，利用熔點(diǎn)較低金屬作為釬料熔化后將焊件連接起來(lái)。釬焊舉例：銅導(dǎo)線(xiàn)的焊接(又如電烙鐵)缺點(diǎn)：抗振性差，易變性。(飛機(jī)上用鉚接而不用焊接)三、切削加工(一)鉗工：使用手持工具加工。(二)機(jī)工：使用機(jī)床加工。的材料去除的加工方法。在機(jī)械制造中，所有重要的工具和零件都要進(jìn)行熱處理，而且有的零件在整個(gè)工藝過(guò)程中要處理二次以上。除了合金化以外，熱處理方法是改變金屬材料性能的主要途徑。((一)普通熱處理把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻(隨爐冷、坑冷、砂冷、灰冷)的熱處理工藝度以上30~50度，保溫一定時(shí)間，然后空冷的熱處理工藝。把鋼加熱到相變溫度以上的某一溫度，然后快速冷至室溫(油冷或水冷)，從而提高鋼的硬度和耐退火正火淬火回火為最終熱處理作準(zhǔn)備，也可用于性能要求不高的機(jī)械零件的最終熱處理。不同點(diǎn)：是冷卻速度不同：正火冷速較大，強(qiáng)度和硬度也較高。正火比退火生產(chǎn)周期短，設(shè)備利用率高，比較經(jīng)濟(jì)?！咀⒁狻咳袅慵叽巛^大或形狀較復(fù)雜，正火可能會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形，甚至開(kāi)裂。與淬火的關(guān)系：性有較大改善?；鼗鸬哪康氖墙档痛慊痄摰拇嘈?，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形和開(kāi)裂。使不穩(wěn)定的組織(二)表面熱處理表表面淬火是在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織的情況下，利用快表面目前生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的是感應(yīng)加速加熱將表面層奧氏體化后進(jìn)行淬火，以強(qiáng)化零件表面的熱處理淬火熱表面淬火和火焰加熱表面淬火熱處入鋼件表層，從而改變表層的化學(xué)成分和組織來(lái)改變其性能的一硼等。碳、滲氮和碳氮共滲理種熱處理工藝?！咀⒁狻颗c表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變表層組織，而且還改變其化學(xué)成分，因此能更有效的改變表層性能。五、裝配1.組件裝配：兩個(gè)或更多零件連接組合成為組件。2.部件裝配：將組件、零件連接組合成為獨(dú)立部件。3.總裝配：將部件、組件、零件連接組合成為整臺(tái)機(jī)器。進(jìn)行調(diào)整、精度檢測(cè)和試車(chē)，最后進(jìn)行油漆、涂油和裝箱。六、零件加工質(zhì)量零件加工質(zhì)量主要指標(biāo)包括加工精度和表面粗糙度兩個(gè)方面。零件表面的尺寸、形狀和互相位置以及表面粗糙度反映了零件的幾何特性；材料的強(qiáng)度、硬度、彈性、剛度等反映了零件的物理機(jī)械特征。在評(píng)定零件的加工質(zhì)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考慮這些因素。(一)加工精度經(jīng)過(guò)加工的零件，其實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。度包括如下三個(gè)方面：尺寸精度指零件表面本身的尺寸(如圓柱面的直徑)和表面間相互的距離尺寸(如各孔之間的距離)的精度?；境叽纾焊鶕?jù)使用要求，通過(guò)強(qiáng)度、剛度計(jì)算或結(jié)構(gòu)方面考慮確定的尺寸。極限尺寸：允許尺寸變化的極限值，較大者稱(chēng)為最大極限尺寸、較小者稱(chēng)為最小極限尺寸。最小極限尺寸減去基本尺寸稱(chēng)為下偏差。尺寸公差：尺寸允許的變動(dòng)量。公差數(shù)值越小，尺寸精度越高；反之亦然。公差帶：代表上下偏差的兩條直線(xiàn)所限定的區(qū)域稱(chēng)為公差帶，也是最大極限尺寸和最小極限尺寸所限定的區(qū)域。尺寸公差帶由“公差帶大小”和“公差帶位置”兩個(gè)要素確定。上偏差＝最大極限尺寸－基本尺寸下偏差＝最小極限尺寸－基本尺寸尺寸公差＝上偏差－下偏差＝最大極限尺寸－最小極限尺寸IT01精度最高、IT18精度最低。精度越高，加工越困難，成本越高。IT6~IT5：在一般機(jī)器制造中用得較少，它主要用于一些精密零件、精密機(jī)器和精密儀器中的IT7~IT6：在機(jī)床和一般較精密的機(jī)器制造中用得最普遍。如車(chē)床的主軸與軸承、動(dòng)力機(jī)中的IT9~IT8：在機(jī)器制造中屬中等精度。如用于重型機(jī)床、蒸汽機(jī)的次要部分；農(nóng)業(yè)機(jī)械、重型機(jī)械的較重要部分。IT10~IT13：用于機(jī)車(chē)車(chē)輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械等機(jī)器的不重要部分。IT12~IT18：用于非配合尺寸的公差。2.形狀精度形狀精度：是指加工后零件表面實(shí)際測(cè)得的形狀和理想形狀的符合程度。理想形狀是指幾何意義上絕對(duì)正確的圓、直線(xiàn)、平面、圓柱面以及其他成形表面等。用形狀公差等級(jí)表示。3.位置精度位置精度：指加工后零件有關(guān)要素相互之間的實(shí)際位置和理想位置的符合程度。理想位置是指。差帶方向”和“公差帶位置”四個(gè)要素確定。形位公差是指實(shí)際被測(cè)要素的允許變動(dòng)量。形位公差帶是限制實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域。平面度、圓度、圓柱度。(針對(duì)自身而言)對(duì)的位置，即要有參照物)通常，尺寸精度要求高，形狀和位置精度要求也高，但也有例外，例如鉗工用平臺(tái)，幾何形狀精度要求高，而位置精度和尺寸精度可稍微低一些。(二)表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面上具有較小間距的峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。表面粗糙度對(duì)機(jī)器零件的配合性質(zhì)、耐磨性、工作精度、抗腐蝕性均有較大影響。評(píng)定表面粗糙度的單位為μm(微米)。(三)配合1.配合：以軸和孔的配合為例，基本尺寸相同，互相配合的軸與孔公差帶之間的關(guān)系。【注意】不論是計(jì)算間隙還是過(guò)盈，一律是用孔的尺寸減去軸的尺寸。差值為正時(shí)是間隙，反之是過(guò)盈。七、機(jī)器設(shè)