機(jī)械基礎(chǔ)課件

第1章緒論第2章桿件的靜力分析第3章直桿的基本變形第4章工程材料第5章連接第6章機(jī)構(gòu)第7章機(jī)械傳動(dòng)第8章支承零部件第9章機(jī)械的節(jié)能環(huán)保與安全防護(hù)第10章機(jī)械零件的精度第11章液壓與氣壓傳動(dòng)機(jī)械基礎(chǔ)目錄1編輯版pppt第1章緒論1.2一般機(jī)械的組成及基本要求1.1課程的內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)和基本要求2編輯版pppt1.1課程的內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)和基本要求1.1.1課程的內(nèi)容《機(jī)械基礎(chǔ)》課程的內(nèi)容包括基礎(chǔ)模塊、選學(xué)模塊和綜合實(shí)踐模塊三大部分。緒論桿件受力分析直桿的基本變形機(jī)械工程材料連接常用機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動(dòng)支承零部件機(jī)械的節(jié)能環(huán)保與安全防護(hù)章節(jié)中配有階段性實(shí)習(xí)訓(xùn)練，是各專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)性內(nèi)容和應(yīng)該達(dá)到的基本要求。基礎(chǔ)模塊3編輯版pppt1.1課程的內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)和基本要求基礎(chǔ)模塊主要學(xué)習(xí)內(nèi)容：一般機(jī)械的組成及機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)、摩擦、磨損和潤(rùn)滑等桿件在力作用下處于平衡的問(wèn)題直桿軸向拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力分析及強(qiáng)度計(jì)算，連接件的剪切與擠壓，圓軸扭轉(zhuǎn)，直梁彎曲等選擇工程材料鍵連接、銷(xiāo)、螺紋等連接常用的機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸、滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承等機(jī)械潤(rùn)滑、密封、環(huán)保與安全防護(hù)等4編輯版pppt1.1課程的內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)和基本要求1.1.1課程的內(nèi)容選學(xué)模塊是根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)的實(shí)際需要自主確定的選擇性內(nèi)容，包括：機(jī)械零件的精度液壓與氣壓傳動(dòng)主要學(xué)習(xí)極限與配合、形位公差、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)等基本知識(shí)。選學(xué)模塊綜合實(shí)踐模塊是以典型機(jī)械拆裝、調(diào)試和分析為主的綜合性實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，側(cè)重實(shí)踐技能培養(yǎng)。綜合實(shí)踐模塊內(nèi)容另見(jiàn)《機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)》一書(shū)。5編輯版pppt1.1課程的內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)和基本要求1.1.2課程的性質(zhì)和任務(wù)課程性質(zhì)：是中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械類(lèi)及工程技術(shù)類(lèi)相關(guān)專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程。課程任務(wù)：1）掌握必備的機(jī)械基本知識(shí)和基本技能，懂得機(jī)械工作原理，了解機(jī)械工程材料性能，準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)械技術(shù)要求，正確操作和維護(hù)機(jī)械設(shè)備；2）培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使其形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，具備繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)的能力；3）進(jìn)行職業(yè)意識(shí)培養(yǎng)和職業(yè)道德教育，使其形成嚴(yán)謹(jǐn)、敬業(yè)的工作作風(fēng)，為今后解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題和職業(yè)生涯的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。6編輯版pppt1.1課程的內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)和基本要求1.1.3課程的基本要求通過(guò)《機(jī)械基礎(chǔ)》課程的學(xué)習(xí)，具備對(duì)構(gòu)件進(jìn)行受力分析的基本知識(shí)，會(huì)判斷直桿的基本變形；具備機(jī)械工程常用材料的種類(lèi)、牌號(hào)、性能的基本知識(shí)，會(huì)正確選用材料；熟悉常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和特性，掌握主要機(jī)械零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，初步掌握其選用的方法；能夠分析和處理一般機(jī)械運(yùn)行中發(fā)生的問(wèn)題，具備維護(hù)一般機(jī)械的能力。具備獲取、處理和表達(dá)技術(shù)信息，執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使用技術(shù)資料的能力；能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能參加機(jī)械小發(fā)明、小制作等實(shí)踐活動(dòng)，嘗試對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械進(jìn)行維修和改進(jìn)；了解機(jī)械的節(jié)能環(huán)保與安全防護(hù)知識(shí)，具備改善潤(rùn)滑、降低能耗、減小噪聲等方面的基本能力；養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，具備良好的職業(yè)道德和職業(yè)情感，提高適應(yīng)職業(yè)變化的能力。7編輯版pppt1.2一般機(jī)械的組成及基本要求1.2.1一般機(jī)械的組成例：小轎車(chē)8編輯版pppt1.1課程的內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)和基本要求小轎車(chē)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、行駛和控制裝置、車(chē)身、電氣設(shè)備等五部分組成，各部分的主要功用為：1）發(fā)動(dòng)機(jī)：動(dòng)力裝置，使供入其中的燃料汽油燃燒而發(fā)出動(dòng)力；2）傳動(dòng)裝置：將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的裝置；3)行駛和控制裝置：支承全車(chē)并保證汽車(chē)正常行駛的裝置；*傳動(dòng)裝置、行駛和控制裝置合并稱為底盤(pán)。4）車(chē)身：是駕駛員工作和裝載乘客、貨物的場(chǎng)所；5）電氣設(shè)備：汽車(chē)照明、信號(hào)裝置等。9編輯版pppt1.2一般機(jī)械的組成及基本要求機(jī)器的組成由小轎車(chē)可以得出一般機(jī)器組成：（1）動(dòng)力部分：將非機(jī)械能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并為機(jī)器提供動(dòng)力。最常見(jiàn)的動(dòng)力源是發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)。（2）傳動(dòng)部分：將原動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械能以動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)的形式傳遞給工作部分。傳動(dòng)部分的形式多種多樣，例如齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等。（3）工作部分：完成機(jī)器預(yù)定功能，如小轎車(chē)的行駛和控制裝置、車(chē)床的刀架、飛機(jī)的客倉(cāng)等。（4）控制部分：保證機(jī)器的啟動(dòng)、停止和正常協(xié)調(diào)動(dòng)作，如汽車(chē)照明、信號(hào)裝置、各種按鈕、操縱手柄、儀表等。10編輯版pppt1.2一般機(jī)械的組成及基本要求2.幾個(gè)名詞（1）機(jī)構(gòu)：各組成部分之間具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的實(shí)物組合。（2）機(jī)器：能代替或減輕人類(lèi)勞動(dòng)，完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能的機(jī)構(gòu)。（3）機(jī)械：機(jī)構(gòu)與機(jī)器的總稱。（4）零件：機(jī)器組成中不可再拆的最小單元，是機(jī)器的制造單元。（5）構(gòu)件：由一個(gè)零件或若干個(gè)零件剛性組合成的最小的運(yùn)動(dòng)單元。（6）部件：部件是機(jī)器的裝配單元，機(jī)器是由若干部件組成的。11編輯版pppt1.2一般機(jī)械的組成及基本要求2.摩擦和磨損摩擦是指兩物體的接觸表面阻礙它們相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械阻力。按照兩物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，可以分成滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦、滾滑動(dòng)摩擦和旋轉(zhuǎn)摩擦等。磨損是由于摩擦導(dǎo)致機(jī)械零件表面材料的逐漸喪失或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。通常按照磨損的機(jī)理可以分成粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、沖蝕磨損及腐蝕磨損等。磨損會(huì)影響機(jī)器的效率，降低工作的可靠性，甚至促使機(jī)器提前報(bào)廢。12編輯版pppt1.2一般機(jī)械的組成及基本要求磨損曲線13編輯版pppt1.2一般機(jī)械的組成及基本要求3.潤(rùn)滑潤(rùn)滑實(shí)際上就是為了減少機(jī)械的兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的接觸表面之間的摩擦及磨損而采取的措施。根據(jù)摩擦零件的工作條件和潤(rùn)滑油在摩擦表面間所起的作用，將機(jī)械零件的潤(rùn)滑分為兩個(gè)類(lèi)型：流體潤(rùn)滑及邊界潤(rùn)滑。（1）流體潤(rùn)滑是指在兩摩擦表面之間存在具有一定壓力的流體薄層，流體將摩擦表面完全隔開(kāi)，而流體中的壓力平衡了摩擦零件所受的外載荷。（2）邊界潤(rùn)滑是指不光滑表面之間發(fā)生部分表面接觸的潤(rùn)滑狀況。14編輯版pppt1.2一般機(jī)械的組成及基本要求潤(rùn)滑類(lèi)型摩擦系數(shù)表潤(rùn)滑類(lèi)型油膜厚度/mm摩擦系數(shù)液體靜力潤(rùn)滑5×10-2～5×10-310-6～10-3液體動(dòng)力潤(rùn)滑10-2～10-310-3～10-2彈性液體動(dòng)力潤(rùn)滑10-3～10-410-3～10-2邊界潤(rùn)滑10-3～10-60.05～0.1515編輯版pppt第2章桿件的靜力分析2.4平面力系的平衡方程及應(yīng)用*2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用2.2力矩、力偶、力的平移2.1力的概念與基本性質(zhì)16編輯版pppt2.1力的概念與基本性質(zhì)2.1.1力的概念1．力的定義力是物體間的相互機(jī)械作用。也就是說(shuō)，物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生的變化，都是由于其他物體對(duì)該物體所施加力的作用結(jié)果。2．力的三要素及表示方法力對(duì)物體的作用效果取決于三個(gè)要素：力的大小、力的方向和力的作用點(diǎn)。三要素中任何一個(gè)要素改變，都會(huì)使力的作用效果改變。17編輯版pppt2.1力的概念與基本性質(zhì)2.1.2靜力學(xué)基本公理公理1（二力平衡公理）作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。只受兩個(gè)力的作用而保持平衡的剛體稱為二力體。右下圖所示結(jié)構(gòu)中的CD桿，不計(jì)其自重時(shí)，可視為二力桿。

二力平衡二力桿18編輯版pppt2.1力的概念與基本性質(zhì)公理2（加減平衡力系公理）在已知上力系上加上或減去任一平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。推論1（力的可傳性）作用在剛體的力，作用點(diǎn)可沿作用線任意移動(dòng)而不改變其作用效果，如下圖所示。19編輯版pppt2.1力的概念與基本性質(zhì)公理3（力的平行四邊形公理）作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以按平行四邊形法則合成一個(gè)合力。此合力也作用在該點(diǎn)，其大小和方向由這兩力為邊構(gòu)成的平行四邊形的主對(duì)角線確定。如下圖所示。

20編輯版pppt2.1力的概念與基本性質(zhì)推論2（三力平衡匯交定理）若剛體受到同平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力的作用而平衡時(shí)，則該三個(gè)力的作用線必匯交于一點(diǎn)。如下圖所示，剛體受不平行三力F1、F2和F3作用而平衡時(shí)，這三個(gè)力的作用線必匯交于一點(diǎn)。公理4（作用力與反作用公理）作用力和反作用力同時(shí)存在于相互作用的物體之間，這兩個(gè)力大小相等方向相反，沿作用線分別作用在這兩個(gè)物體上。21編輯版pppt2.2力矩、力偶、力的平移力矩的正負(fù)號(hào)通常規(guī)定：力使物體繞矩心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為正，反之為負(fù)。2.2.1力矩1．力矩的定義如圖所示，用Fd來(lái)度量力使物體繞點(diǎn)O的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，稱為力F對(duì)點(diǎn)O之矩，簡(jiǎn)稱力矩，以符號(hào)MO(F)表示。22編輯版pppt2.2力矩、力偶、力的平移2．力矩的性質(zhì)1）力矩不僅與力的大小有關(guān)，而且與矩心的位置有關(guān)，同一個(gè)力，因矩心的位置不同，其力矩的大小和正負(fù)都可能不同。2）力矩不因力的作用點(diǎn)沿其作用線的移動(dòng)而改變。3）力等于零或者力臂等于零時(shí)力矩為零，即力的作用線通過(guò)矩心。2.2.2合力矩定理平面匯交力系的合力對(duì)平面任一點(diǎn)的矩，等于力系中所有各分力對(duì)于該點(diǎn)力矩的代數(shù)和。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：23編輯版pppt2.2力矩、力偶、力的平移例2-1已知力的作用點(diǎn)，如圖所示，求力F對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)O的矩。解由于沒(méi)有給定明確的力臂，直接應(yīng)用力矩定義計(jì)算就比較麻煩，而利用合力矩定理計(jì)算很方便，將力F沿坐標(biāo)軸分解為兩個(gè)分力Fx、Fy，則24編輯版pppt2.2力矩、力偶、力的平移2.2.3力偶和力偶矩1．力偶及其力偶矩由兩個(gè)大小相等方向相反且不共線的平行力所組成的力系稱為力偶。力偶對(duì)物體作用效果用力偶矩來(lái)度量，力偶矩的大小等于力的大小與力偶臂的乘積，即簡(jiǎn)單記為：力偶矩的方向規(guī)定：逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎槙r(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)。25編輯版pppt2.2力矩、力偶、力的平移2．力偶的性質(zhì)1）力偶既無(wú)合力，也不能和一個(gè)力平衡，力偶只能用力偶來(lái)平衡。2）力偶對(duì)剛體的作用效果與力偶在其作用面內(nèi)的位置無(wú)關(guān)。3）只要保持力偶矩的大小和轉(zhuǎn)向不變，可以同時(shí)改變力偶中力的大小和力偶臂的長(zhǎng)短，而不改變其對(duì)剛體的作用效果。同平面內(nèi)力偶的等效定理：在同平面內(nèi)的兩個(gè)力偶,如果力偶矩的大小相等,轉(zhuǎn)向相同,則兩個(gè)力偶等效。

=

26編輯版pppt2.2力矩、力偶、力的平移2.2.4力向一點(diǎn)平移的結(jié)果及應(yīng)用力的平移定理：作用于剛體上的力，可平移到剛體上的任意一點(diǎn)，但必須附加一力偶，其附加力偶矩等于原力對(duì)平移點(diǎn)的力矩。

27編輯版pppt2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用2.3.1約束與約束力的基本概念對(duì)物體的某些位移起限制作用的周?chē)渌矬w稱為約束，如軸承就是轉(zhuǎn)軸的約束。約束限制了物體的某些運(yùn)動(dòng)，約束對(duì)物體的作用力稱為約束力。一般將物體所受的力分為兩類(lèi)：一類(lèi)是能使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，稱為主動(dòng)力，如重力、拉力、推力。主動(dòng)力有時(shí)也叫載荷。另一類(lèi)是約束反力，如圖所示的力T，它是由主動(dòng)力引起的阻礙物體運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，稱為被動(dòng)力。28編輯版pppt2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用2.3.2常見(jiàn)的約束類(lèi)型2．剛性約束

1．柔性約束（柔索）29編輯版pppt2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用3．光滑圓柱形鉸鏈約束（2）固定鉸鏈支座（3）活動(dòng)鉸鏈支座（1）連接鉸鏈

30編輯版pppt2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用4．固定端約束

5．球鉸鏈支座

31編輯版pppt2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用2.3.3力系

例2-2已知：系統(tǒng)如圖，不計(jì)桿、輪自重，忽略滑輪大,P=20kN，求系統(tǒng)平衡時(shí)，桿AB、BC受力情況。解AB、BC桿為二力桿，取滑輪B（或點(diǎn)B），畫(huà)受力圖，建立圖示坐標(biāo)系。32編輯版pppt2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用2.3.4受力圖

例2-3如右圖（a）所示，三鉸拱橋由左、右兩半拱鉸接而成。設(shè)半拱自重不計(jì)，在半拱AB上作用有載荷F，試分別畫(huà)出拱AC和BC的受力圖。a）解拱BC受鉸鏈C和固定鉸鏈支座B的約束,BC桿為二力桿。力的指向一般由平衡條件來(lái)確定，如圖（b）所示。b）33編輯版pppt2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用拱AC在鉸鏈C處的約束反力根據(jù)作用和反作用定律得到,拱在A處受有固定鉸鏈支座給它的約束反力，如圖（c）所示。系統(tǒng)整體受力圖如圖（d）所示。c）d）34編輯版pppt2.3約束、約束力、力系和受力圖的應(yīng)用左拱AC在三個(gè)力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定理畫(huà)出左拱AC的受力圖，如圖（e）所示。此時(shí)整體受力圖如圖（f）所示。f）e）35編輯版pppt2.4平面力系的平衡方程及應(yīng)用*2.4.1平面平行力系的平衡方程及應(yīng)用平面受平行力的平衡方程為:各力作用線在同一平面內(nèi)且相互平行的力系即為平面平行力系。36編輯版pppt2.4平面力系的平衡方程及應(yīng)用*例2-4塔式起重機(jī)機(jī)架重P=700kN,作用線通過(guò)塔架的中心。最大起重量W=200kN,最大懸臂長(zhǎng)為12m，軌道AB的間距為4m。平衡塊重Q到機(jī)身中心線距離為6m。求解：1）平衡塊的重量Q。2）當(dāng)平衡塊重Q=180kN時(shí),滿載時(shí)A、B給起重機(jī)輪子的反力。

37編輯版pppt2.4平面力系的平衡方程及應(yīng)用*解取起重機(jī)為研究對(duì)象，畫(huà)出受力圖。1）滿載時(shí),在臨界情況下,FNA=0，38編輯版pppt2.4平面力系的平衡方程及應(yīng)用*當(dāng)空載時(shí)，W=0，為使起重機(jī)不繞點(diǎn)A翻倒，在臨界情況下，F(xiàn)NB=0，這時(shí)求出的Q值是所允許的最大值。平衡塊的重量應(yīng)為：2）Q=180kN時(shí)：得39編輯版pppt2.4平面力系的平衡方程及應(yīng)用*2.4.2平面力偶系的平衡方程及應(yīng)用

平面力偶系合成的結(jié)果為一個(gè)合力偶，因而要使力偶系平衡，就必須使合力偶矩等于零。平面力偶系平衡的必要和充分條件是：所有各個(gè)力偶矩的代數(shù)和等于零。即2.4.3平面一般力系的平衡方程及應(yīng)用平面一般力系的平衡方程為:40編輯版pppt第3章直桿的基本變形3.5連接件的剪切與擠壓3.4直桿軸向拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算*3.3材料的力學(xué)性能3.2直桿軸向拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力分析3.6圓軸扭轉(zhuǎn)3.7直梁彎曲3.8組合變形*3.9交變應(yīng)力與疲勞強(qiáng)度*3.10壓桿穩(wěn)定*3.1直桿軸向拉伸與壓縮41編輯版pppt3.1直桿軸向拉伸與壓縮1．受力特點(diǎn)如圖所示，作用于直桿上的外力合力的作用線與直桿軸線重合，大小相等，方向相反。即：直桿的軸向拉伸與壓縮是由作用線與桿軸重合的外力所引起的。42編輯版pppt3.1直桿軸向拉伸與壓縮2．變形特點(diǎn)主要變形是長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)或縮短，如圖3.2所示，直桿會(huì)沿軸線方向產(chǎn)生縱向伸長(zhǎng)或縮短。凡以軸向伸長(zhǎng)為主要變形特征的直桿稱為拉桿，以軸向壓縮為主要變形特征的直桿稱為壓桿。43編輯版pppt3.2直桿軸向拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力分析3.2.1內(nèi)力、應(yīng)力、變形、應(yīng)變的概念內(nèi)力：由外力引起的桿件內(nèi)部相互作用力。拉壓桿上的內(nèi)力又稱為軸力。應(yīng)力：內(nèi)力在截面上的集度，其中垂直于桿橫截面的應(yīng)力稱為正應(yīng)力，平行于橫截面的應(yīng)力稱為切應(yīng)力。應(yīng)變：桿件單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)或縮短量稱為線應(yīng)變，簡(jiǎn)稱應(yīng)變。FN-直桿的軸力（N）A-直桿的橫截面面積(m2)ΔL

-直桿的伸縮量L-直桿的桿長(zhǎng)44編輯版pppt3.2直桿軸向拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力分析*3.2.2直桿軸向拉伸與壓縮時(shí)的內(nèi)力分析（截面法）將受外力作用的桿件假想地切開(kāi)來(lái)，用以顯示內(nèi)力并由平衡條件來(lái)確定其合力，這種方法稱為截面法。步驟簡(jiǎn)記為：假想截開(kāi)、保留代換、平衡求解。例3-1一直桿受外力作用如圖所示，求此桿各段的軸力。45編輯版pppt3.2直桿軸向拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力分析解沿截面1-1將直桿分為兩段，取出左段。用N1表示右段對(duì)左段的作用，為了保持左段的平衡，由左段的平衡方程∑X=0，得N1=6kN。由于截面1-1左邊的一段受拉，N1為正。同理解得N2=-4kN，N3=+4kN。46編輯版pppt3.3材料的力學(xué)性能3.3.1材料的力學(xué)性能及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)試件變形：材料在外力作用下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，即變形。有塑性變形和脆性變形之分。比例極限：材料拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力與應(yīng)變滿足線性關(guān)系的最大應(yīng)力值。47編輯版pppt3.3材料的力學(xué)性能彈性極限：材料保持彈性形變而不產(chǎn)生永久形變時(shí)所能承受的最大的應(yīng)力。屈服極限：使試樣產(chǎn)生給定的永久變形時(shí)所需要的應(yīng)力。金屬材料試樣承受的外力超過(guò)材料的彈性極限時(shí)，雖然應(yīng)力不再增加，但是試樣仍發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為屈服，即材料承受外力到一定程度時(shí)，其變形不再與外力成正比而產(chǎn)生明顯的塑性變形，產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力稱為屈服極限。強(qiáng)度極限：材料在外力作用下發(fā)生破壞時(shí)出現(xiàn)的最大應(yīng)力。也可稱為破壞強(qiáng)度或破壞應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力種類(lèi)的不同，可分為拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等。48編輯版pppt3.3材料的力學(xué)性能*3.3.2靜載荷下材料拉伸和壓縮低碳鋼的拉伸

49編輯版pppt3.3材料的力學(xué)性能：比例極限：彈性極限：屈服極限：強(qiáng)度極限彈性階段：Oa，ab段屈服階段：cd強(qiáng)化階段：de段局部變形階段：ef段50編輯版pppt3.3材料的力學(xué)性能鑄鐵的拉伸51編輯版pppt3.3材料的力學(xué)性能低碳鋼的壓縮52編輯版pppt3.3材料的力學(xué)性能鑄鐵的壓縮53編輯版pppt3.4直桿軸向拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算*3.4.1極限應(yīng)力根據(jù)失效的準(zhǔn)則，將屈服極限（塑性材料）與強(qiáng)度極限（脆性材料）通稱為極限應(yīng)力。3.4.2許用應(yīng)力和安全系數(shù)n-安全系數(shù)3.4.3強(qiáng)度條件

對(duì)于等截面拉壓桿，表示為：54編輯版pppt3.4直桿軸向拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算*例3-2如圖所示，起重吊鉤的上端借螺母固定，若吊鉤螺栓內(nèi)徑，材料許用應(yīng)力。試校核螺栓部分的強(qiáng)度。解：計(jì)算螺栓內(nèi)徑處的面積吊鉤螺栓部分安全。55編輯版pppt3.5連接件的剪切與擠壓3.5.1剪切與擠壓的概念剪切：構(gòu)件受大小相等、方向相反、作用線相距很近的兩個(gè)力F作用時(shí)，把沿受力截面的兩側(cè)發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的變形形式稱為剪切變形，簡(jiǎn)稱剪切。

剪床剪裁鋼筋剪切產(chǎn)生時(shí)被剪構(gòu)件截面的內(nèi)力稱為剪力FS。單位面積上所受的剪力稱為切應(yīng)力τ。56編輯版pppt3.5連接件的剪切與擠壓擠壓：在連接件與被連接件間傳遞壓力的接觸面上，發(fā)生相互壓緊的現(xiàn)象稱為擠壓。在構(gòu)件發(fā)生擠壓變形時(shí)，彼此相互擠壓的作用力稱為擠壓力FB。擠壓面上單位面積所受到的擠壓力就稱為擠壓應(yīng)力。57編輯版pppt3.5連接件的剪切與擠壓例3-3用直徑d=20mm的沖頭在鋼板上沖孔，已知鋼板的厚度t＝10mm，鋼板的剪切強(qiáng)度極限τb=320MPa。求沖床所需的沖壓力F。解沖床所需的沖壓力F58編輯版pppt3.5連接件的剪切與擠壓3.5.2連接件的受剪面與受擠面判斷59編輯版pppt3.6圓軸扭轉(zhuǎn)3.6.1圓軸扭轉(zhuǎn)的概念

在桿件的兩端作用兩個(gè)大小相等、轉(zhuǎn)向相反、作用平面垂直于桿件軸線的力偶，使桿件的任意兩個(gè)橫截面都發(fā)生繞軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是扭轉(zhuǎn)變形。受力特點(diǎn)：桿件兩端垂直于桿軸線的平面內(nèi)作用兩個(gè)大小相等、轉(zhuǎn)向相反的外力偶。變形特點(diǎn)：桿件的任意兩個(gè)橫截面都將發(fā)生繞桿件軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。60編輯版pppt3.6圓軸扭轉(zhuǎn)扭矩Np-傳遞的功率（kW）N-轉(zhuǎn)速（r/min）

右手的四指沿著扭矩的旋轉(zhuǎn)方向卷曲，當(dāng)大拇指的指向與該扭矩所作用的橫截面的外法線方向一致時(shí)，則扭矩為正，反之為負(fù)。61編輯版pppt3.6圓軸扭轉(zhuǎn)*3.6.2圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上切應(yīng)力的分布規(guī)律扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象：1）各圓周線繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)了不同的角度，但其形狀、大小及圓周線之間的距離均無(wú)變化。2）所有縱向線仍近似地為直線，只是同時(shí)傾斜了同一角度，矩形變成了平行四邊形。62編輯版pppt3.6圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：1）扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，由于圓軸相鄰橫截面間的距離不變，即圓軸沒(méi)有縱向變形發(fā)生，所以橫截面上沒(méi)有正應(yīng)力。2）扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，各縱向線同時(shí)傾斜了相同的角度；各橫截面繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)了不同的角度，相鄰截面產(chǎn)生了相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并相互錯(cuò)動(dòng)，發(fā)生了剪切變形，所以橫截面上有切應(yīng)力。圓軸橫截面上任意一點(diǎn)的切應(yīng)力與該點(diǎn)到圓心的距離成正比，方向與過(guò)該點(diǎn)的半徑垂直。63編輯版pppt3.7.1直梁彎曲的概念通常把作用于桿件上且都垂直于桿的軸線的外力稱作橫向力。在橫向力作用下，桿的軸線由直線變成曲線的變形形式稱為彎曲變形，以彎曲變形為主的桿件稱為梁。3.7直梁彎曲

生活實(shí)例64編輯版pppt3.7直梁彎曲純彎曲梁：只有彎曲作用而沒(méi)有剪力作用的梁。直梁：軸線是直線的梁。對(duì)稱梁：有對(duì)稱平面的梁。非對(duì)稱梁：沒(méi)有對(duì)稱平面的梁。曲梁：軸線是曲線的梁。65編輯版pppt3.7直梁彎曲梁的載荷：在工程實(shí)際中歸納為集中載荷、分布載荷及集中力偶三類(lèi)。（1）集中力（或集中載荷）（2）分布載荷（3）集中力偶66編輯版pppt3.7直梁彎曲梁的基本形式1）簡(jiǎn)支梁：梁的一端為固定鉸支座，另一端為活動(dòng)鉸支座。2）外伸梁：梁有一個(gè)固定鉸支座和一個(gè)活動(dòng)鉸支座，而梁的一端或兩端伸出支座之外。3）懸臂梁：梁的一端固定，另一端自由。67編輯版pppt3.7直梁彎曲梁內(nèi)力的符號(hào)規(guī)定彎曲時(shí)，梁的橫截面上產(chǎn)生兩種內(nèi)力：一個(gè)是剪力，一個(gè)是彎矩。剪力Q的符號(hào)規(guī)定：若被保留的梁段的截面上的剪力Q對(duì)該截面作“順時(shí)針轉(zhuǎn)”的Q為正，反之為負(fù)。68編輯版pppt3.7直梁彎曲彎矩的符號(hào)規(guī)定：在橫截面處彎曲變形凸向下時(shí)，這一橫截面上的彎矩規(guī)定為正，反之為負(fù)。69編輯版pppt3.7直梁彎曲*3.7.2純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律變形特點(diǎn)：1）兩條縱線都彎成弧線,靠近底面的縱線伸長(zhǎng)了，靠近頂面的縱線縮短了。2）兩條橫線仍保持為直線,只是相互傾斜了一個(gè)角度，但仍垂直于彎成曲線的縱線。3）在縱線伸長(zhǎng)區(qū)，梁的寬度減小；在縱線縮短區(qū)，梁的寬度增大。情況與軸向拉伸、壓縮時(shí)的變形相似。70編輯版pppt3.7直梁彎曲純彎曲時(shí)梁橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律：1）只有正應(yīng)力而無(wú)切應(yīng)力。2）正應(yīng)力沿截面高度按直線規(guī)律分布。3）截面上的彎矩可以看成是整個(gè)截面上各點(diǎn)的內(nèi)力對(duì)中性軸的力矩所組成。71編輯版pppt3.8組合變形*桿件AB的變形為彎、壓組合變形72編輯版pppt3.8組合變形*旋翼機(jī)的螺旋槳軸的變形為壓扭組合73編輯版pppt3.8組合變形*絞盤(pán)軸承受扭轉(zhuǎn)和彎曲的組合變形74編輯版pppt3.8組合變形*壓縮、扭轉(zhuǎn)和彎曲變形的組合75編輯版pppt3.9交變應(yīng)力與疲勞強(qiáng)度*交變應(yīng)力：隨時(shí)間作周期性變化的應(yīng)力。輪齒受交變應(yīng)力作用76編輯版pppt3.9交變應(yīng)力與疲勞強(qiáng)度*火車(chē)輪軸受交變應(yīng)力作用77編輯版pppt3.9交變應(yīng)力與疲勞強(qiáng)度*疲勞失效：材料若長(zhǎng)期處于交變應(yīng)力下，即是所受的應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服極限，也可能導(dǎo)致構(gòu)件的突然破壞，且斷裂前無(wú)明顯的塑性變形。這種現(xiàn)象稱為疲勞失效。特征：1）破壞時(shí)的名義應(yīng)力值往往低于材料在靜載作用下的屈服應(yīng)力；2）構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下發(fā)生破壞需要經(jīng)歷一定數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)；3）構(gòu)件在破壞前沒(méi)有明顯的塑性變形預(yù)兆，即使韌性材料，也將呈現(xiàn)“突然”的脆性斷裂金屬材料的疲勞斷裂斷口上，有明顯的光滑區(qū)域與顆粒區(qū)域。78編輯版pppt3.10壓桿穩(wěn)定*細(xì)長(zhǎng)的受壓桿當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，受壓桿可能突然彎曲而破壞，即產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。

79編輯版pppt3.10壓桿穩(wěn)定*壓桿穩(wěn)定：受壓桿件處于平衡狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性。

80編輯版pppt3.10壓桿穩(wěn)定*臨界壓力：由穩(wěn)定平衡過(guò)渡到不穩(wěn)定平衡的壓力的臨界值，又稱為臨界力，用FCR表示。受壓桿在某一平衡位置受任意微小撓動(dòng)，轉(zhuǎn)變到其它平衡位置的過(guò)程叫屈曲或失穩(wěn)。81編輯版pppt3.10壓桿穩(wěn)定*影響桿件變形的其他因素有：1）交變載荷交變載荷的作用將使桿件發(fā)生疲勞損傷。它是影響桿件疲勞強(qiáng)度的主要因素。2）沖擊載荷沖擊過(guò)程中，速度在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)生急劇變化，有時(shí)降為零，使得加在被沖擊物上的慣性力是很大的，從而在被沖擊構(gòu)件中引起很大的沖擊應(yīng)力與變形。3）失穩(wěn)現(xiàn)象4）應(yīng)力集中82編輯版pppt第4章工程材料4.4其他新型工程材料*4.3工程塑料和復(fù)合材料*4.1黑色金屬材料4.5材料的選擇及運(yùn)用4.2有色金屬材料4.6材料的熱處理*83編輯版pppt4.1黑色金屬材料鐵及鐵合金稱為黑色金屬，也就是鋼和鑄鐵。鋼和鑄鐵都是以鐵和碳兩種元素為主所組成的鐵碳合金。其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含碳量ωc)小于2.11％的鐵碳合金稱為鋼，其余為鑄鐵。

4.1.1鑄鐵鑄鐵是含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含碳量ωc)大于2.11%的鐵碳合金。根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式和形態(tài)不同，鑄鐵可分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵。84編輯版pppt4.1黑色金屬材料種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例灰鑄鐵HT100低負(fù)荷和不重要的零件。如蓋、外罩、手輪、支架、重錘等。HT150承受中等負(fù)荷的零件，如汽輪機(jī)、泵體、軸承座、齒輪箱等。HT200承受較大負(fù)荷的零件，如氣缸、齒輪、液壓缸、閥殼、飛輪、床身、活塞、制動(dòng)鼓、聯(lián)軸器、軸承座等。HT250HT300承受高負(fù)荷的重要零件，如齒輪、凸輪、車(chē)床卡盤(pán)、剪床和壓力機(jī)的機(jī)身、床身’高壓液壓缸、滑閥殼體等。鑄鐵的牌號(hào)及用途

85編輯版pppt4.1黑色金屬材料種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例可鍛鑄鐵KTH330-08汽車(chē)、拖拉機(jī)的后橋外殼、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、彈簧鋼板支座等。KTH350-10KTH370-12KTZ550-04曲軸、連桿、齒輪、凸輪軸、搖臂等。KTZ650-02KTZ700-02鑄鐵的牌號(hào)及用途

86編輯版pppt4.1黑色金屬材料種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例球墨鑄鐵QT400-18閥體、汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)零件、機(jī)床零件。QT400-15QT500-7機(jī)油泵齒輪、機(jī)車(chē)車(chē)輛軸瓦。QT600-3QT700-2曲軸、凸輪軸、氣缸體、氣缸套；括塞環(huán)。QT800-2QT900-2拖拉機(jī)減速齒輪，柴油機(jī)凸輪軸。鑄鐵的牌號(hào)及用途

87編輯版pppt4.1黑色金屬材料種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例碳素鑄鋼ZG230-450一般用于制造難于用鍛造工藝方法獲得，在性能上又不能用鑄鐵制造的形狀復(fù)雜、力學(xué)性能要求較高的零件。合金鑄鋼ZG35SiMnZG40CrZG35CrMnMo鑄鐵的牌號(hào)及用途

88編輯版pppt4.1黑色金屬材料4.1.2常用碳鋼碳素鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼89編輯版pppt4.1黑色金屬材料常用碳素鋼的牌號(hào)及用途

種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08強(qiáng)度低，塑性好，適用于制造冷軋鋼板、深沖壓件。1020強(qiáng)度低，塑性、焊接性好，適用于制造焊接件，沖壓件。2535調(diào)質(zhì)處理后具有良好的力學(xué)性能，適用于制造受力較大的重要件。4560經(jīng)淬火加中、低溫回火，彈性和耐磨性高，適用于制造彈性件或耐磨件。6590編輯版pppt4.1黑色金屬材料常用碳素鋼的牌號(hào)及用途

種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例碳素工具鋼T8鑿子、錘子、木工和鉗工裝配工具等高硬度工具。T8AT10刨刀、沖模、絲錐、卡尺、手工鋸條等。T10AT12鉆頭、銼刀、刮刀等。T12A91編輯版pppt4.1黑色金屬材料4.1.3合金鋼●合金鋼是在碳鋼的基礎(chǔ)上加入其他合金元素的鋼?！癯Ｓ玫暮辖鹪赜泄?Si)、錳（Mn）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鎢（W）、鉬（Mo）、釩（V）、鈦（Ti）、鋁（Al）、硼（B）及稀土元素（Re）等。●合金元素在鋼中的作用，是通過(guò)與鋼中的鐵和碳發(fā)生作用、合金元素相互之間的作用、以及影響碳鋼的組織和組織轉(zhuǎn)變過(guò)程，從而提高了鋼的力學(xué)性能，改善鋼的熱處理工藝性能和獲得某些特殊性能。92編輯版pppt4.1黑色金屬材料合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械制造用鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼刃具鋼模具鋼

量具鋼不銹鋼

抗氧化鋼熱強(qiáng)鋼耐磨鋼

93編輯版pppt4.1黑色金屬材料常用合金鋼的牌號(hào)及用途種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn制造橋梁，汽車(chē)大梁、船舶等15MnV制造鍋爐、大型廠房等09Mn2制造油罐、油槽等合金滲碳鋼20Cr制造高速、重載、較強(qiáng)烈的沖擊和受磨損條件下工作的零件，例如汽車(chē)、拖拉機(jī)的變速齒輪、十字軸以及內(nèi)燃機(jī)凸輪軸等。20CrMnTi20MnVB40MnVB94編輯版pppt4.1黑色金屬材料常用合金鋼的牌號(hào)及用途種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例合金調(diào)質(zhì)鋼40Cr制造重載、受沖擊零件，如機(jī)床主軸、汽車(chē)后橋半軸、連桿等。40Mn2B合金彈簧鋼制造各種機(jī)構(gòu)和儀表、彈性元件。滾動(dòng)軸承鋼GCr15制造刃具、冷沖模具、量具及性能要求與滾動(dòng)軸承相似的零件。GCr15SiMn95編輯版pppt4.1黑色金屬材料常用合金鋼的牌號(hào)及用途種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例低合金刃具鋼9SiCr高硬度,高耐磨性,高淬透性，變形小。適合制造要求較高的量具及一般模具刃具。CrMn高速鋼W18Cr4V高熱硬性,高硬度,高耐磨性、高強(qiáng)度。適合制造中速切削刃具及復(fù)雜刃具，如車(chē)刀、銑刀等。W6Mo5Cr4V296編輯版pppt4.1黑色金屬材料常用合金鋼的牌號(hào)及用途種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例冷變形模具鋼Crl2高硬度,高耐磨性,高淬透性，強(qiáng)度韌性好，變形小。適合制造尺寸大、變形小的冷模具。如沖模。Crl2MoV熱變形模具鋼5CrNiMo高溫下強(qiáng)度韌性高，耐磨性及抗熱疲勞性好。適合制造尺寸大的熱鍛模及熱擠壓模。3Cr2W8V97編輯版pppt4.1黑色金屬材料常用合金鋼的牌號(hào)及用途種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例鉻不銹鋼1Cr13適合制造汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥。2Cr133Cr13適合制造彈簧、醫(yī)療器械及在弱腐蝕條件下工作而要求高強(qiáng)度的耐蝕零件。4Cr13鉻鎳不銹鋼0Cr18Ni9適合制造吸收塔、貯槽、管道及容器等。1Cr18Ni998編輯版pppt4.1黑色金屬材料常用合金鋼的牌號(hào)及用途種類(lèi)牌號(hào)適用范圍及應(yīng)用舉例抗氧化鋼4Cr9Si2適合制造加熱爐底板、滲碳箱等的零件1Cr13SiAl熱強(qiáng)鋼15CrMo適合制造高溫強(qiáng)度的汽油機(jī)、柴油機(jī)的排氣閥、汽輪機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子等。4Cr14Ni4WMo耐磨鋼ZGMn13適合制造鐵路道岔、坦克覆帶、挖土機(jī)鏟齒等。99編輯版pppt4.2有色金屬材料除鋼鐵材料以外的金屬材料，統(tǒng)稱為有金色屬。4.2.1鋁及鋁合金1．純鋁工業(yè)高純鋁純度可達(dá)99.80%，呈銀白色，其密度小，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性高，抗腐蝕性能好，塑性好，無(wú)鐵磁性。適宜制作導(dǎo)線、電纜及導(dǎo)熱和耐腐蝕的制件。純鋁的牌號(hào)：1070、1060、1050、1040、----表示純度依次降低100編輯版pppt4.2有色金屬材料2．鋁合金在鋁中加入適量的硅、銅、鎂、錳等合金元素就可以得到較高強(qiáng)度的鋁合金。鋁合金形變鋁合金鑄造鋁合金防銹鋁硬鋁超硬鋁鍛鋁鋁-硅系鋁-銅系鋁-鎂系鋁-鋅系101編輯版pppt4.2有色金屬材料4.2.2銅及銅合金1.純銅玫瑰紅色,表面形成氧化膜后呈紫色,故一般稱為紫銅。有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、極好的塑性和耐蝕性。主要用于電線、電纜、電子元件及導(dǎo)熱器件等。T1、T2、T3、T4、----表示純度依次降低純銅的牌號(hào)：102編輯版pppt4.2有色金屬材料2.銅合金銅合金根據(jù)主加元素不同，可分為黃銅、青銅、白銅。在工業(yè)上最常用的是黃銅和青銅。黃銅的牌號(hào):H××表示平均含銅量的百分?jǐn)?shù)例如：H70表示平均含銅量為70%的銅鋅合金。黃銅是以鋅為主加元素的銅合金，因色黃而得名。黃銅敲起來(lái)聲音很好聽(tīng)，因此因此鑼、鈴、號(hào)等都是用黃銅制造的。黃銅又分為普通黃銅和特殊黃銅。普通黃銅僅由銅和鋅組成的銅合金。103編輯版pppt4.2有色金屬材料青銅：銅與鋅或鎳以外的元素組成的合金。按化學(xué)成分不同，分為普通青銅、特殊青銅兩類(lèi)。壓力加工用青銅的牌號(hào)：鑄造青銅的牌號(hào):QSn××表示Sn含量的百分?jǐn)?shù)ZSn××除銅外其它元素的符號(hào)和含量的百分?jǐn)?shù)●普通青銅具有耐磨、耐蝕和良好鑄造性能，用于制造蝸輪、軸承和彈簧以及工藝品等?！裉厥馇嚆~(又稱無(wú)錫青銅)的力學(xué)性能、耐磨性、耐蝕性，一般都優(yōu)于普通青銅，而鑄造性能不及普通青銅，主要用于制造高強(qiáng)度耐磨零件，如軸承、齒輪等。104編輯版pppt4.2有色金屬材料白銅白銅是銅鎳合金，因色白而得名。它的表面很光亮，不易銹蝕，主要用于制造精密儀器、儀表中耐蝕零件及電阻器、熱電偶等?！裆a(chǎn)中最常用的錫青銅有較高的抗蝕性、耐磨性，多用于制造軸瓦、軸套等耐磨零件。鋁青銅有較高的強(qiáng)度、抗蝕性、耐磨性、耐熱性和焊接性，常用于鑄造承受重載的耐磨件，如齒輪、蝸輪、軸套、船舶等零件。105編輯版pppt4.3工程塑料和復(fù)合材料*4.3.1工程塑料塑料按受熱后所表現(xiàn)的行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料可以高溫軟化、低溫硬化，常用的有尼龍（聚酰胺）、聚乙烯等；熱固性塑料加熱時(shí)軟化，然后固化成型，但不能重復(fù)進(jìn)行，常用的有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料等。人們習(xí)慣上又將塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。工程塑料通常具有較高的強(qiáng)度或具有耐高溫、耐腐蝕、耐輻射等特殊性能。常用的工程塑料有聚酰胺(尼龍)、聚甲醛、ABS、有機(jī)玻璃等。工程塑料不僅用于傳動(dòng)系統(tǒng)如齒輪、軸承等，還可以制造一般結(jié)構(gòu)零件、耐蝕件、絕緣件、密封件以及礦山機(jī)械上的大型蝸輪，直徑幾米的環(huán)套等。106編輯版pppt4.3工程塑料和復(fù)合材料*4.3.2橡膠橡膠是一種有機(jī)高分子材料，常用作密封、抗振、減振及傳動(dòng)材料。橡膠具有良好的耐磨性、隔音性和阻尼特性。橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠兩類(lèi)。天然橡膠是從橡膠樹(shù)或杜仲樹(shù)等植物的漿汁中制取的，主要成分是聚異戊二烯。天然橡膠的抗拉強(qiáng)度與回彈性比多數(shù)合成橡膠好，但耐熱老化性和耐大氣老化性較差，不耐臭氧，不耐油和有機(jī)溶劑，易燃燒。它一般用作輪胎，電線電纜的絕緣護(hù)套等。合成橡膠是將石油或乙醇、乙炔、天燃?xì)怏w或其他產(chǎn)物經(jīng)過(guò)加工、提煉而獲得，并具有類(lèi)似橡膠性質(zhì)的合成產(chǎn)物。這種材料可以用來(lái)代替天然橡膠。常用的合成橡膠有丁苯橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠等。107編輯版pppt4.3工程塑料和復(fù)合材料*4.3.3復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料組合而成，可以得到單一材料無(wú)法比擬的綜合性能，是一種新型的工程材料。復(fù)合材料一般可以分為纖維復(fù)合材料，層疊復(fù)合材料，細(xì)粒復(fù)合材料和骨架復(fù)合材料等。纖維復(fù)合材料大部分是纖維和樹(shù)脂的復(fù)合。根據(jù)所用的纖維和樹(shù)脂的不同，可分為玻璃纖維復(fù)合，碳纖維、石墨纖維復(fù)合，晶須復(fù)合等。層疊復(fù)合材料是把兩種以上不同材料層疊在一起。細(xì)粒復(fù)合材料一般是粉料間的復(fù)合。可分為金屬粒與塑料復(fù)合。骨架復(fù)合材料包括多孔浸漬材料和夾層結(jié)構(gòu)材料。108編輯版pppt4.3工程塑料和復(fù)合材料*波音飛機(jī)109編輯版pppt4.3工程塑料和復(fù)合材料*4.3.4陶瓷陶瓷是無(wú)機(jī)非金屬固體材料，一般可分為傳統(tǒng)陶瓷和特種陶瓷兩大類(lèi)。傳統(tǒng)陶瓷是粘土、長(zhǎng)石和石英等天然原料，經(jīng)粉碎、成型和燒結(jié)制成，主要用于日用品、建筑、衛(wèi)生以及工業(yè)上的低壓和高壓電瓷、耐酸、過(guò)濾制品。特種陶瓷是以各種人工化合物(如氧化物、氮化物等)制成的陶瓷，常見(jiàn)的有氧化鋁瓷、氮化硅瓷等。主要用于化工、冶金、機(jī)械、電子工業(yè)、能源和某些新技術(shù)領(lǐng)域等，如制造高溫器皿、電絕緣及電真空器件、高速切削刀具、耐磨零件、爐管、熱電偶保護(hù)管以及發(fā)熱元件等。110編輯版pppt4.3工程塑料和復(fù)合材料*航天飛機(jī)表面裝陶瓷防護(hù)瓦片111編輯版pppt4.4其他新型工程材料*新型工程材料有納米材料、粉末冶金、貯氫合金、形狀記憶合金、非晶態(tài)合金超導(dǎo)材料等。納米材料和粉末冶金在工程上應(yīng)用廣泛。

4.4.1納米材料納米實(shí)際上是一個(gè)長(zhǎng)度單位，簡(jiǎn)寫(xiě)為nm。1nm=10-3μm=10-6mm=10-9m。將大塊的物體細(xì)分成超微粒子（直徑約1～100nm）后，材料將會(huì)隨著量變而質(zhì)變，即納米材料的力、電、熱、光、磁以及化學(xué)性質(zhì)都將發(fā)生突變。112編輯版pppt4.4其他新型工程材料*4.4.2粉末冶金粉末冶金是將幾種金屬粉末或金屬與非金屬粉末混合均勻后壓制成型，再經(jīng)過(guò)燒結(jié)而獲得成型零件的加工方法。粉末冶金具有高的硬度和摩擦系數(shù)，由于材料本身有微小的孔隙，因此具有良好的吸附性和過(guò)濾作用。粉末冶金按制品材料的主要成分可分為鐵基粉末冶金和銅基粉末冶金。粉末冶金的典型應(yīng)用是用來(lái)制作含油軸承、摩擦材料和硬質(zhì)合金。用粉末冶金制造的硬質(zhì)合金刀具，具有硬度高（69～81HRC），熱硬性好（可達(dá)900～1000℃）、耐磨性好、抗壓強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。113編輯版pppt4.5材料的選擇及運(yùn)用4.5.1選材的基本原則1．保證使用性能材料的使用性能主要是針對(duì)材料的強(qiáng)度、剛度、塑性、韌性、耐熱性、耐磨性等性能指標(biāo)要求，為保證滿足這些要求，通常從零件的工作條件、失效形式和性能指標(biāo)三個(gè)方面進(jìn)行分析確定。機(jī)械零件的工作條件主要是指零件在正常工作過(guò)程中的受力狀況、工作溫度及所處的環(huán)境介質(zhì)類(lèi)型和性質(zhì)。失效形式是指零件在使用過(guò)程中的過(guò)量變形、斷裂和尺寸變化。零件的失效形式?jīng)Q定了其所用材料應(yīng)滿足的主要力學(xué)性能，分析失效形式也是改進(jìn)設(shè)計(jì)、制造的重要手段。114編輯版pppt4.5材料的選擇及運(yùn)用2．考慮工藝性能工藝性能好是指所選材料能用最簡(jiǎn)易的方法制造出零件。材料類(lèi)型鑄造性鍛造性焊接性可加工性灰鑄鐵優(yōu)—極差良可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵良—極差良白口鑄鐵良—極差極差低碳鋼、低合金鋼一般優(yōu)良或優(yōu)一般或良高合金鋼差一般差一般鋁優(yōu)優(yōu)一般良或優(yōu)銅一般或良優(yōu)一般一般或良常用金屬材料的工藝性能表

115編輯版pppt4.5材料的選擇及運(yùn)用3．滿足經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性好是指所選材料能夠制造出成本最低的機(jī)器。選擇鋼材時(shí)，應(yīng)在滿足使用要求的條件下，盡量采用價(jià)格便宜供應(yīng)充分的碳素鋼，如10～25鋼常用作沖壓件和焊接件，35～50鋼常用作齒輪、軸、鍵等零件，60鋼以上的鋼號(hào)用于彈簧，Q295(09Mn2)、Q345(16Mn)鋼等用于橋梁、車(chē)輛等。必須采用合金鋼時(shí)也應(yīng)優(yōu)先選用我國(guó)資源豐富的硅、錳、硼、釩類(lèi)合金鋼，加35CrMnSi和ZG35SiMn等。需要指出的是機(jī)器的價(jià)格不僅取決于材料價(jià)格，而與加工費(fèi)用關(guān)系很大，有時(shí)雖采用了較昂貴的材料，但由于加工簡(jiǎn)便，外廓尺寸及重量減小，卻能制出成本低的機(jī)器來(lái)。116編輯版pppt4.5材料的選擇及運(yùn)用4.5.2典型零件的選材1．軸、桿類(lèi)零件軸、桿類(lèi)零件包括各種傳動(dòng)軸、絲杠、光杠、連桿、撥叉、搖臂及螺栓等，一般都是各種機(jī)械中重要的受力和傳動(dòng)零件，要求具有優(yōu)良的韌性、疲勞抗力和耐磨性以防止疲勞斷裂。常用的材料是30～50中碳鋼，其中45鋼使用最多，經(jīng)調(diào)質(zhì)后具有較好的綜合力學(xué)性能。合金鋼具有比碳鋼更好的力學(xué)性能和淬透性能，可以在承受重載并要求減輕零件重量和提高軸頸耐磨性等情況下才用，常用的合金調(diào)質(zhì)鋼有40Cr、40CrNi、35CrMnSi、35CrMo、45Mn2V、40CrMnMo等。有時(shí)也可用低碳鋼改性處理以獲得高性能的零件。117編輯版pppt4.5材料的選擇及運(yùn)用2．齒輪類(lèi)零件齒輪類(lèi)零件要求齒輪必須具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面有高的硬度和耐磨性，齒心部有足夠的強(qiáng)韌性，齒根部有高的抗彎強(qiáng)度。一般齒輪應(yīng)選用40、45鋼等中碳結(jié)構(gòu)鋼制造，采用正火或調(diào)質(zhì)處理。重要機(jī)械上的齒輪，可選用40Cr、40CrNi、40MnB、35CrMo等。118編輯版pppt4.5材料的選擇及運(yùn)用3．機(jī)架、箱體類(lèi)零件機(jī)架箱體類(lèi)零件包括各類(lèi)機(jī)械的機(jī)身、底座、支架、齒輪箱、軸承座、內(nèi)燃機(jī)缸體、缸套等，是機(jī)器中很重要的零件。大多數(shù)機(jī)架或箱體類(lèi)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常選用鑄造毛坯。受力很小，要求自重輕時(shí)，可選用工程塑料。受力不大，主要承受靜力的箱體，可選用灰鑄鐵。受力不大，要求自重輕或?qū)崃己玫南潴w，可選用鑄造鋁合金。對(duì)于受力較大，要求高強(qiáng)度、高韌性或高壓高溫下工作的箱體類(lèi)零件，如汽輪機(jī)機(jī)殼等可選用鑄鋼。119編輯版pppt4.6材料的熱處理*4.6.1簡(jiǎn)化的Fe-Fe3C狀態(tài)圖*1.鋼鐵材料(Fe-C)合金的組織結(jié)構(gòu)鐵碳合金中會(huì)出現(xiàn)鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體及萊氏體等多種基本組織。

鐵素體：是碳溶于α-Fe的體心立方晶格中的間隙固溶體，用F或α表示。鐵素體的組織和性能與純鐵相似，強(qiáng)度、硬度較低，塑性和韌性好。奧氏體：碳溶于γ-Fe的面心立方晶格中的間隙固溶體，用A或γ表示。奧氏體的強(qiáng)度、硬度較低，但塑性較好。120編輯版pppt4.6材料的熱處理*4.6.1簡(jiǎn)化的Fe-Fe3C狀態(tài)圖*1.鋼鐵材料(Fe-C)合金的組織結(jié)構(gòu)滲碳體：硬度很高，而塑性和韌性很差，脆性很大，對(duì)鋼的性能影響很大。直接從液態(tài)合金中析出的Fe3C，呈粗大的板條狀，用Fe3CI表示；奧氏體中析出的Fe3C，呈網(wǎng)狀分布，用Fe3CII表示。珠光體：鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，用P表示。萊氏體：奧氏體和滲碳體的共晶混合物，用Ld表示。121編輯版pppt4.6材料的熱處理*2．簡(jiǎn)化的Fe-Fe3C合金狀態(tài)圖ACD：液相線AECF：固相線GS：A2線ES：ACM線ECF：共晶線PSK：共析線122編輯版pppt4.6材料的熱處理*4.6.2鋼的熱處理熱處理是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件進(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。根據(jù)加熱和冷卻方法不同，工業(yè)生產(chǎn)中常用的熱處理工藝大致可分為普通熱處理即退火、正火、淬火、回火，表面熱處理即表面淬火、化學(xué)熱處理。123編輯版pppt4.6材料的熱處理*1．鋼的退火退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。根據(jù)成分和退火目的的不同，退火可分為完全退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火等。通過(guò)退火可以降低硬度，提高塑性，改善切削加工和壓力加工性能；細(xì)化晶粒，改善內(nèi)部組織和性能；為以后的熱處理作準(zhǔn)備。2．鋼的正火正火是將工件加熱奧氏體化后在空氣中冷卻的熱處理工藝。正火的應(yīng)用與退火一樣，一般作為預(yù)備熱處理。對(duì)性能要求不高的零件，以及一些大型或形狀復(fù)雜的零件，淬火容易開(kāi)裂，也用正火作為最終熱處理。124編輯版pppt4.6材料的熱處理*3．鋼的淬火淬火是將工件加熱奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝。淬火常見(jiàn)的冷卻介質(zhì)有：水、鹽水和礦物油。常用的淬火方法有：?jiǎn)谓橘|(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火、等溫淬火。4．鋼的回火回火是將淬火鋼重新加熱到低于727℃的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后空冷到室溫的熱處理工藝。通過(guò)回火可以消除殘余應(yīng)力，防止變形和開(kāi)裂；調(diào)整工件硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性，達(dá)到使用性能要求；穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度；改善和提高加工性能。125編輯版pppt4.6材料的熱處理*5．表面淬火表面淬火是僅對(duì)工件表面層進(jìn)行的淬火。其目的是使工件表面具有高硬度、耐磨性而心部具有足夠的強(qiáng)度和韌性。一般包括感應(yīng)淬火和火焰淬火等。6．鋼的化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫、冷卻，使一種或幾種元素滲入鋼件表層，以改變鋼件表面層的化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理的種類(lèi)很多，根據(jù)滲入元素的不同，化學(xué)熱處理分為滲碳、滲氮、碳氮共滲等。126編輯版pppt第5章連接5.4銷(xiāo)連接5.3花鍵連接5.1認(rèn)識(shí)連接5.5螺紋連接5.2平鍵連接5.6彈簧*5.7聯(lián)軸器5.8離合器*127編輯版pppt5.1.1連接的類(lèi)型與應(yīng)用皮帶輪與軸的內(nèi)燃機(jī)中錐軸與輪轂的機(jī)床的主軸進(jìn)給箱中的齒輪與齒輪軸間的三通的安全閥的電動(dòng)機(jī)與液壓泵軸間的平鍵連接半圓鍵連接花鍵連接銷(xiāo)連接螺紋連接彈簧連接聯(lián)軸器連接5.1認(rèn)識(shí)連接

128編輯版pppt5.1認(rèn)識(shí)連接5.1.2鍵連接的功用與分類(lèi)鍵主要用于對(duì)軸和軸上的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、凸輪、鏈輪等）或擺動(dòng)零件（如搖臂等）之間進(jìn)行周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩，有時(shí)也可作導(dǎo)向零件。有些類(lèi)型的鍵還可以實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定。鍵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，工作穩(wěn)定可靠，因此應(yīng)用較廣。根據(jù)鍵在連接時(shí)的松緊狀態(tài)不同，可分為松鍵連接和緊鍵連接兩類(lèi)。129編輯版pppt5.1認(rèn)識(shí)連接1．松鍵連接松鍵連接工作時(shí)以鍵的兩側(cè)面為工作面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，故鍵的頂面與軸上零件之間有一定的間隙，而鍵寬與鍵槽需緊密配合。松鍵連接所用的鍵有普通平鍵、半圓鍵、導(dǎo)向平鍵及花鍵等。松鍵連接只對(duì)軸上零件作周向固定，不能承受軸向力，如果要軸向固定，則需要附加緊定螺釘或定位環(huán)等定位零件。采用松鍵連接時(shí)，軸與軸上零件連接時(shí)的對(duì)中性好，特別在高速精密傳動(dòng)中應(yīng)用更多。130編輯版pppt2．緊鍵連接緊鍵可分為楔鍵連接和切向鍵連接。（1）楔鍵連接：楔鍵分為普通楔鍵及。普通楔鍵有圓頭（A型）和方頭（B型）兩種形式。（2）：一個(gè)切向鍵由兩個(gè)單邊楔鍵組成，其上下面（窄面）為工作面。5.1認(rèn)識(shí)連接鉤頭楔鍵切向鍵連接131編輯版pppt5.2平鍵連接《認(rèn)識(shí)鍵連接》教學(xué)視頻

了解鍵連接的原理和作用132編輯版pppt5.2.1平鍵連接的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)1．平鍵連接的結(jié)構(gòu)根據(jù)連接結(jié)構(gòu)分為、和連接等三種；根據(jù)軸與輪轂之間有無(wú)相對(duì)移動(dòng)又分為靜連接和動(dòng)連接兩類(lèi)。5.2平鍵連接普通平鍵導(dǎo)向平鍵滑鍵

A型（圓頭）B型（方頭）C型（單圓頭）

133編輯版pppt5.2平鍵連接2．平鍵連接的標(biāo)準(zhǔn)平鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，其選用依據(jù)須參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。鍵的標(biāo)記方法：鍵b×LGB/T1096—2003B其中：b為鍵寬；

L為鍵的總長(zhǎng)度；GB/T1096—2003為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)；B為B型鍵。注意：A型鍵不用標(biāo)出A,而B(niǎo)或C則應(yīng)標(biāo)明。普通平鍵及鍵槽尺寸公差，見(jiàn)課本表5.1。

134編輯版pppt5.2平鍵連接5.2.2普通平鍵連接的選用*1．普通平鍵的選用原則平鍵的選用先根據(jù)工作要求和連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇鍵的類(lèi)型，再根據(jù)軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定鍵的截面尺寸b

h（如表5.1）。鍵的長(zhǎng)度一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)要略短于（或等于）輪轂的長(zhǎng)度，輪轂的長(zhǎng)度一般可?。?.5～2）d，d為軸的直徑。注意所選定的鍵長(zhǎng)要符合標(biāo)準(zhǔn)L系列。應(yīng)用實(shí)例135編輯版pppt5.2平鍵連接選用如圖所示的減速器輸出軸與齒輪的平鍵連接。已知軸在輪轂處的直徑d=

100mm，齒輪和軸的材料為45鋼，輪轂的長(zhǎng)度B＝150mm，試選用平鍵。解：選用平鍵按軸的直徑d＝100mm和輪轂的長(zhǎng)度B＝150mm，查表5-1，選用b×h×L＝28×16×140的A型普通平鍵。平鍵尺寸的公差為：鍵寬b＝28h9；鍵高h(yuǎn)＝16h11；鍵長(zhǎng)L＝140h14標(biāo)記為：鍵28×140GB1096—79。136編輯版pppt2．平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算（1）平鍵的失效形式平鍵連接的主要失效形式有：較弱零件工作面壓潰、磨損、鍵的剪斷（一般極少出現(xiàn)）。（2）平鍵連接傳遞扭矩時(shí)的受力假設(shè)載荷沿鍵長(zhǎng)度與高度方向均勻分布，不計(jì)摩擦，則平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)的受力分析，。（3）普通平鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵屬于靜連接，其主要失效形式為工作面壓潰，只需進(jìn)行：式中：T-扭矩（N·mm）；k-鍵的工作高度（mm）；l-鍵的工作長(zhǎng)度（mm）；d-軸徑（mm）；[σp]-許用擠壓應(yīng)力（MPa）。5.2平鍵連接如圖所示擠壓強(qiáng)度計(jì)算137編輯版pppt應(yīng)用實(shí)例：已知某減速器中的齒輪安裝在軸的兩支點(diǎn)之間，構(gòu)成靜連接。齒輪與軸的材料均為鍛鋼，齒輪精度為7級(jí)，安裝齒輪處的軸徑d＝60mm,齒輪輪轂寬度為110mm。要求傳遞的轉(zhuǎn)矩T＝2000N·m,載荷有輕微沖擊。試設(shè)計(jì)此連接。解：1）2）3）4）5.2平鍵連接因?yàn)殒I、軸和轂的材料均為鋼，查表5-2得許用應(yīng)力[σP]＝100～120MPa,取[σP]＝110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度l＝L﹣b＝100﹣18=82mm,鍵與輪轂的接觸高度k＝0.5h＝0.5×11＝5.5mm?？梢?jiàn)強(qiáng)度不足，應(yīng)修改設(shè)計(jì)。改用2個(gè)鍵按180o布置。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)按1.5個(gè)鍵進(jìn)行。

強(qiáng)度滿足

確定鍵的類(lèi)型選擇鍵的截面尺寸鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算結(jié)論根據(jù)鍵所在的軸徑選擇鍵的截面尺寸。軸徑d＝60mm，從表5.2查得：鍵寬b＝18mm,鍵高h(yuǎn)＝11mm，鍵長(zhǎng)l＝100mm。選用：鍵18×100GB/T1096-2003

由于8級(jí)精度以上的齒輪要求一定的定心精度，故該軸轂連接應(yīng)選擇普通平鍵連接。又因?yàn)樵擙X輪位于兩支點(diǎn)之間所以選擇A型鍵（圓頭）。138編輯版pppt5.3花鍵連接花鍵連接是由花鍵軸和花鍵孔連接而成，花鍵軸相當(dāng)于多個(gè)鍵齒沿軸周向均布，而花鍵孔則相當(dāng)于多個(gè)鍵槽沿輪轂孔周向均布。

139編輯版pppt5.3花鍵連接5.3.1花鍵連接的特點(diǎn)花鍵齒側(cè)面為工作面，適用于動(dòng)連接和靜連接。其特點(diǎn)如下：1）花鍵齒較多且分布均勻，故工作面積大、受力較均勻、承載能力較高。2）齒軸一體且齒槽淺、齒根應(yīng)力集中小，強(qiáng)度高且對(duì)軸的強(qiáng)度削弱減少。3）軸上零件對(duì)中性好、導(dǎo)向性較好。4）采用滾齒技術(shù)加工花鍵，但是加工需專用設(shè)備、制造成本高?；ㄦI連接主要用于定心精度高、載荷大或經(jīng)?；频倪B接?；ㄦI連接的齒數(shù)、尺寸、配合等均應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取。

140編輯版pppt5.3花鍵連接5.3.2花鍵的類(lèi)型按齒形不同分為

和。矩形花鍵的齒廓是矩形,國(guó)標(biāo)規(guī)定，矩形花鍵采用小徑定心方式，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑作為配合表面。其特點(diǎn)是定心精度高，定心的穩(wěn)定性好，可以利用磨削的方法消除熱處理產(chǎn)生的變形。矩形花鍵連接廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床等領(lǐng)域。矩形花鍵漸開(kāi)線花鍵漸開(kāi)線花鍵的齒廓是漸開(kāi)線，分度圓壓力角有30o及45o兩種。國(guó)標(biāo)規(guī)定漸開(kāi)線花鍵采用齒形定心方式。特點(diǎn)是漸開(kāi)線花鍵的制造工藝與齒輪完全相同，加工工藝成熟，制造精度高，花鍵齒根強(qiáng)度高，應(yīng)力集中小，易于定心，用于載荷較大、軸徑也大且定心精度高時(shí)的連接。多用于輕載、小直徑和薄壁零件的靜連接。141編輯版pppt5.4銷(xiāo)連接銷(xiāo)連接根據(jù)用途不同分為定位銷(xiāo)、聯(lián)接銷(xiāo)和安全銷(xiāo)。定位銷(xiāo)主要用來(lái)固定零件間的相對(duì)位置，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件。

142編輯版pppt5.4銷(xiāo)連接聯(lián)接銷(xiāo)用于連接，可傳遞不大的載荷。143編輯版pppt5.4銷(xiāo)連接安全銷(xiāo)可作為安全裝置中的過(guò)載剪斷零件。144編輯版pppt5.4銷(xiāo)連接常用銷(xiāo)的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用

工作可靠，拆卸方便，用于鎖定其他緊固件。開(kāi)口銷(xiāo)彈性圓柱銷(xiāo)內(nèi)螺紋圓柱銷(xiāo)銷(xiāo)孔需鉸制，多次裝拆后會(huì)降低定位精度和連接的緊固。只能傳遞不大的載荷。內(nèi)螺紋圓柱銷(xiāo)多用于盲孔，彈性圓柱銷(xiāo)用于沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合。普通圓柱銷(xiāo)圓柱銷(xiāo)特點(diǎn)和應(yīng)用圖形類(lèi)型145編輯版pppt5.4銷(xiāo)連接常用銷(xiāo)的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用

螺尾圓錐銷(xiāo)內(nèi)螺紋圓錐銷(xiāo)便于安裝。定位精度比圓柱銷(xiāo)高。在連接件受橫向力時(shí)能自鎖。銷(xiāo)孔需鉸制。螺紋供拆卸用。普通圓錐銷(xiāo)圓錐銷(xiāo)特點(diǎn)和應(yīng)用圖形類(lèi)型146編輯版pppt5.5螺紋連接5.5.1常用螺紋的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用1．螺紋分類(lèi)1）按螺旋線繞行方向分為右旋螺紋和左旋螺紋。一般常用的是右旋螺紋，左旋螺紋僅用于某些有特殊要求的場(chǎng)合。2）按螺旋線的數(shù)目分為單線螺紋和多線螺紋。單線螺紋一般用于連接，多線螺紋多用于傳動(dòng)。3）按螺紋截面形狀分為三角形、梯形、鋸齒形、矩形以及其他特殊形狀的螺紋。4）按用途不同分為連接螺紋和傳動(dòng)螺紋。147編輯版pppt5.5螺紋連接螺紋旋向的判定：方法1：將螺紋豎起來(lái)看，螺紋可見(jiàn)部分向右上升的為右旋螺紋，向左上升的為左旋螺紋。方法2：順時(shí)針旋入的為右旋螺紋，逆時(shí)針旋入的為左旋螺紋。

148編輯版pppt5.5螺紋連接適用于高溫、高壓和潤(rùn)滑系統(tǒng)。圓錐管螺紋多用于水、煤氣管路，潤(rùn)滑和電線管路系統(tǒng)中。圓柱管螺紋應(yīng)用最廣。一般連接多用粗牙，細(xì)牙用于薄壁零件，也常用于受沖擊、振動(dòng)零件，如微調(diào)機(jī)構(gòu)。普通螺紋聯(lián)接螺紋應(yīng)用牙型外觀牙型名稱種類(lèi)常用螺紋的特點(diǎn)與應(yīng)用149編輯版pppt5.5螺紋連接用于傳力或傳導(dǎo)螺旋。矩形螺紋用于單向受力的傳力螺旋，如螺旋壓力機(jī)千斤頂?shù)?。鋸齒形螺紋應(yīng)用較廣，用于傳動(dòng)，如機(jī)床絲杠等。梯形螺紋傳動(dòng)螺紋應(yīng)用牙型外觀牙型名稱種類(lèi)常用螺紋的特點(diǎn)與應(yīng)用150編輯版pppt5.5螺紋連接5.5.2螺紋連接的主要類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和防松方法螺紋連接是指利用螺紋零件構(gòu)成可拆卸的固定連接。螺紋連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊固可靠、裝拆快捷方便的特點(diǎn)，因此應(yīng)用極為廣泛。1.螺紋連接的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用151編輯版pppt5.5螺紋連接螺紋連接的基本類(lèi)型有四種：、、和。螺栓連接雙頭螺柱連接螺釘連接緊定螺釘連接螺栓穿過(guò)被連接件的通孔，與螺母組合使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便，適用于被連接件厚度不大且能夠從兩面進(jìn)行裝配的場(chǎng)合。螺栓連接特點(diǎn)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)類(lèi)型將螺柱上螺紋較短的一端旋入并緊固在被連接件之一的螺紋孔中，不再拆下，適用于被連接件之一較厚不宜制作通孔及需經(jīng)常拆卸，連接緊固或緊密程度要求較高的場(chǎng)合。雙頭螺柱連接特點(diǎn)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)類(lèi)型螺釘穿過(guò)較薄被連接件的通孔，直接旋入較厚被連接件的螺紋孔中，不用螺母，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于被連接之一較厚，受力不大，且不經(jīng)常裝拆，連接緊固或緊密程度要求不太高的場(chǎng)合。螺釘連接特點(diǎn)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)類(lèi)型緊定螺釘旋入被連接件之一的螺紋孔中，其末端頂住另一被連接件的表面或相應(yīng)的凹坑中，以固定兩零件的相對(duì)位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。緊定螺釘連接特點(diǎn)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)類(lèi)型152編輯版pppt5.5螺紋連接2.螺紋連接防松方法螺紋連接件常為單線螺紋，滿足自鎖條件，一般情況下不會(huì)自行脫落。但在受沖擊、振動(dòng)、變載荷作用以及工作溫度大幅變化時(shí)，螺紋連接有可能松開(kāi)，影響工作，甚至發(fā)生事故。為了保證螺紋連接的安全可靠，必須采取有效的防松措施。常用的防松措施有摩擦力防松和機(jī)械防松兩類(lèi)。153編輯版pppt5.5螺紋連接螺紋連接防松方法

利用兩螺母的對(duì)頂作用使螺栓始終受到附加的拉力和附加的摩擦力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于低速重載場(chǎng)合，外廓尺寸大，應(yīng)用不如彈簧墊圈普遍。雙螺母防松彈簧墊圈材料為彈簧鋼，裝配后墊圈被壓平，其反彈力使螺紋間保持壓緊力和摩擦力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛。彈簧墊圈防松摩擦力防松說(shuō)明簡(jiǎn)圖防松措施154編輯版pppt5.5螺紋連接螺紋連接防松方法

在旋緊螺母后，止動(dòng)墊圈一側(cè)被折轉(zhuǎn)；墊圈另一側(cè)折于固定處，則可固定螺母與被連接件的相對(duì)位置；要求有固定墊片的結(jié)構(gòu)。止動(dòng)墊圈防松在旋緊槽形螺母后，螺栓被鉆孔。銷(xiāo)釘在螺母槽內(nèi)插入孔中，使螺母和螺栓不能產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。安全可靠，應(yīng)用較廣。開(kāi)口螺母防松機(jī)械方法防松說(shuō)明簡(jiǎn)圖防松措施155編輯版pppt5.5螺紋連接螺紋連接防松方法

螺釘緊固后，在螺釘頭部小孔中串入鐵絲，但應(yīng)注意串孔方向?yàn)樾o方向。常用于無(wú)螺母的螺釘連接。串聯(lián)金屬絲防松將墊圈內(nèi)翅插入螺栓（軸）的槽內(nèi)，而外翅翻入圓螺母的溝槽中，使螺母和螺桿沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。常用于滾動(dòng)軸承的固定。止動(dòng)墊圈和園螺母防松機(jī)械方法防松說(shuō)明簡(jiǎn)圖防松措施156編輯版pppt5.5螺紋連接螺紋連接防松方法

用粘合劑涂于螺紋旋合表面，擰緊螺母后粘合劑能自行固化，防松效果良好。粘結(jié)防松用沖頭沖2～3個(gè)點(diǎn)。焊接和沖點(diǎn)防松其他防松說(shuō)明簡(jiǎn)圖防松措施157編輯版pppt5.5螺紋連接5.5.3螺紋連接的拆裝1.螺紋連接件的裝配（1）螺母或螺釘與零件貼合的表面應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)加工，否則容易使聯(lián)接松動(dòng)或使螺釘彎曲。（2）螺母或螺釘和接觸表面之間應(yīng)保持清潔，螺孔內(nèi)的臟物應(yīng)當(dāng)清理干凈。（3）裝配時(shí)，必須對(duì)擰緊力矩加以控制。（4）在裝配過(guò)程中必須保證裝配工具和零件有活動(dòng)的余地。圖例無(wú)法裝配158編輯版pppt5.5螺紋連接（5）雙頭螺柱的軸心線必須與被聯(lián)接件的表面垂直。（6）成組螺栓或螺母擰緊時(shí)，應(yīng)根據(jù)被連接件形狀和螺栓的分布情況，按一定的順序逐次(一般為2～3次)擰緊螺母，以防止螺栓受力不一致，甚至變形。

159編輯版pppt5.5螺紋連接2.螺紋連接件的拆卸螺紋連接的拆卸要點(diǎn)如下：1）選擇好工具，觀察拆裝螺紋連接件的扳手空間，正確選用扳手規(guī)格，按順序拆卸，并將拆卸零件按順序擺放在零件存放盤(pán)內(nèi)，邊拆卸邊觀察連接結(jié)構(gòu)及螺紋防松的方法，做好記錄。2）較細(xì)小、易丟失的零件（如緊定螺釘、螺母、墊圈及銷(xiāo)子等）清理后盡可能再裝到主要零件上，防止遺失。3）對(duì)容易產(chǎn)生位移而又無(wú)定位裝置或有方向性的相配件，要先作好標(biāo)記，再拆卸，以便復(fù)裝時(shí)容易辨認(rèn)。160編輯版pppt5.6彈簧*彈簧是彈性元件。由于它具有剛性小、彈性大、在載荷作用下容易產(chǎn)生彈性變形等特性，被廣泛用于各種機(jī)器、儀表及日常用品中。彈簧的類(lèi)型很多，分類(lèi)如下：根據(jù)受力的性質(zhì)主要分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等四種；根據(jù)彈簧的形狀可分為螺旋彈簧、碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、盤(pán)簧等；根據(jù)制造材料彈簧又可分為金屬?gòu)椈珊头墙饘購(gòu)椈伞?61編輯版pppt5.6彈簧*常用彈簧的類(lèi)型、類(lèi)型及應(yīng)用

承受壓力。當(dāng)空間尺寸相同時(shí)，矩形截面彈簧比回形截面彈簧吸引能量大，剛度更接近于常數(shù)。矩形截面壓縮彈簧承受壓力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，應(yīng)用最廣。圓截面壓縮彈簧圓柱螺旋彈簧特點(diǎn)及應(yīng)用簡(jiǎn)圖類(lèi)型162編輯版pppt5.6彈簧*常用彈簧的類(lèi)型、類(lèi)型及應(yīng)用

承受轉(zhuǎn)矩。主要用于壓緊和蓄力以及傳動(dòng)系統(tǒng)中的彈性環(huán)節(jié)。圓截面扭轉(zhuǎn)彈簧承受拉力。圓截面拉伸彈簧圓柱螺旋彈簧特點(diǎn)及應(yīng)用簡(jiǎn)圖類(lèi)型163編輯版pppt5.6彈簧*常用彈簧的類(lèi)型、類(lèi)型及應(yīng)用

承受沖擊載荷。緩沖、吸振能力強(qiáng)。用于要求緩沖和減振能力強(qiáng)的重型機(jī)械。對(duì)置式碟形彈簧承受壓力。可防止共振，穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)緊湊。多用于承受較大軸向載荷和減振的場(chǎng)合。圓截面壓縮彈簧圓錐螺旋彈簧特點(diǎn)及應(yīng)用簡(jiǎn)圖類(lèi)型164編輯版pppt5.6彈簧*常用彈簧的類(lèi)型、類(lèi)型及應(yīng)用

類(lèi)型簡(jiǎn)圖特點(diǎn)及應(yīng)用環(huán)形彈簧承受沖擊載荷。圓錐面間具有較大的摩擦力，因而具有很高的減振能力，常用于重型設(shè)備的緩沖裝置，如機(jī)車(chē)、鍛壓設(shè)備和飛機(jī)著陸裝置等。165編輯版pppt5.6彈簧*常用彈簧的類(lèi)型、類(lèi)型及應(yīng)用

承受彎矩。主要用于汽車(chē)、拖拉機(jī)和鐵路車(chē)輛的車(chē)箱懸掛裝置中，起緩沖和減振作用。多板彈簧板彈簧承受轉(zhuǎn)矩。圈數(shù)多，變形角大，儲(chǔ)存能量大。多用于作壓緊彈簧和儀器、鐘表中的儲(chǔ)能彈簧。非接觸型蝸卷形盤(pán)簧特點(diǎn)及應(yīng)用簡(jiǎn)圖類(lèi)型166編輯版pppt5.7聯(lián)軸器5.7.1聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器主要用于軸與軸之間的