甘肅省中職學(xué)?！稒C(jī)械基礎(chǔ)》高考知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

《機(jī)械基礎(chǔ)》

高考知識(shí)點(diǎn)總復(fù)習(xí)

笫一章機(jī)械概述

本章知識(shí)結(jié)構(gòu)

r機(jī)器的組成

機(jī)械的組成

機(jī)器的結(jié)構(gòu)

機(jī)械的類型

零件的常用材料及選用

緒機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承載力零件的結(jié)溝工藝性

論機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化

零件的強(qiáng)度

r機(jī)械中的摩擦

機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤(rùn)滑t

機(jī)械中的磨損

機(jī)械中的潤(rùn)滑

知識(shí)點(diǎn)精析

第一節(jié)機(jī)械的組成

一、機(jī)器的組成

機(jī)器：是人們根據(jù)使用要求而設(shè)計(jì)的一種執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置。機(jī)器用來(lái)傳遞能量、

物料與信息，以代替或減輕人的勞動(dòng)。

機(jī)械：是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱。

機(jī)器用來(lái)傳遞能量、物料與信息，以代替或減輕人的勞動(dòng)。

機(jī)器的定義:

（1）是人工的實(shí)物組合；（2）各部分之間有確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系；（3）能實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換。

機(jī)器的組成

動(dòng)力部分機(jī)器的動(dòng)力來(lái)源把動(dòng)力部分的運(yùn)動(dòng)和直接完成工作任務(wù)

傳動(dòng)部分動(dòng)力傳遞到執(zhí)行部分

執(zhí)行部分直接完成工作任務(wù)

-控制部分讓執(zhí)行部分按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)的部分

二、機(jī)器的結(jié)構(gòu)

機(jī)器由若干機(jī)構(gòu)組成;

機(jī)構(gòu)由若干構(gòu)件組成，能實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換；

構(gòu)件由若干零件組成；是機(jī)器中最小的運(yùn)動(dòng)單元。

零件是機(jī)器中最小的制造單元。

三、機(jī)械的類型

機(jī)器的類型種類繁多，應(yīng)用廣泛。主要分類有：

按教材分類：動(dòng)力機(jī)械、加工機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、信息機(jī)械等。

按行業(yè)分類：還有工程、礦山、建筑、化工、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療機(jī)械等等。

第二節(jié)金屬材料的性能

金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能。工藝性能是指金屬材料從冶煉到成品的生產(chǎn)

過(guò)程中，在各種加工條件下表現(xiàn)出來(lái)的性能;使用性能是指金屬零件在使用條件下金屬材料表

現(xiàn)出來(lái)的性能。使用性能包括物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能。

一、金屬材料的物理性能

金屬村料的物理性能是金屬所固有的屬性。物理性能主要有密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、

熱膨脹性、磁性等

二、金屬材料的化學(xué)性能

金屬材料的化學(xué)性能是指金屬在化學(xué)作用下所表現(xiàn)的性能?；瘜W(xué)性能主要有耐腐蝕性、抗氧

化性、化學(xué)穩(wěn)定性。

三、金屬材料的力學(xué)性能

金屬材料的力學(xué)性能是指金屬材料在力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性能。

1.強(qiáng)度:金屬材料在靜載荷作月下抵抗變形和破壞的能力。

由于材料承受載荷的方式不同,其變形形式也不同，所以材料的強(qiáng)度又分為抗拉、抗壓、抗扭、

抗彎、抗剪強(qiáng)度等。

2.塑性:金屬料在靜載有作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。.

塑性指標(biāo)用伸長(zhǎng)率3和斷面收縮率甲來(lái)表示，3和平值越大，表示材料的塑性越好。

3.硬度:衡量金屬材料軟硬的一個(gè)指標(biāo)。硬度是指金屬材料抵抗其他更硬物體壓人其表面的能

力，是金屬材料表面抵抗變形或破壞的能力。

在生產(chǎn)上最常用的硬度有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB、HRA)和維氏硬度(HV)。布

氏硬度用于測(cè)定鑄鐵、有色金屬、低合金結(jié)構(gòu)鋼以及結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)件的硬度;洛氏硬度常用于測(cè)

定工件的表面硬度，如淬火鋼;維氏硬度由于測(cè)試手續(xù)較繁，應(yīng)用較少。

4.韌性:金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。材料的韌性常用ak表示，；。ak值越大,

沖擊韌度越高。

③表面磨損強(qiáng)度:以面接觸而做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件（如滑動(dòng)軸示）。

二、機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)

1.功能要求

2.質(zhì)量要求

3.創(chuàng)新要求

三、機(jī)械零件的承載能力、

1.強(qiáng)度

2.剛度

3.穩(wěn)定性

第四節(jié)機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤(rùn)滑

一、機(jī)械中的摩擦

摩擦在正壓力作用下，相互接觸的物體表面間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或其趨勢(shì)）時(shí)，在接觸表面

上就會(huì)產(chǎn)生抵抗運(yùn)動(dòng)的阻力，這一自然現(xiàn)象被稱為，阻力叫作摩擦力。有摩擦現(xiàn)象存在，就

會(huì)有磨損產(chǎn)生。

磨損摩擦體接觸表面的材料在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中因機(jī)械作用或化學(xué)作用產(chǎn)生的不斷損耗的現(xiàn)

象。

潤(rùn)滑向摩擦磨損表面加注潤(rùn)滑劑，以降低摩擦阻力和減輕磨損，以提高機(jī)器的使用性能、

延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，并F

摩擦、磨損的利弊

摩擦類別：

「靜摩擦一干摩擦

摩擦_

r滑動(dòng)摩擦邊界摩擦

分類_動(dòng)摩擦一混合摩擦

L滾動(dòng)摩擦

二、機(jī)械中的磨損

影響磨損的因素：

主要是摩擦，還有其它如腐蝕等因素，磨損量隨時(shí)間增加，軟材比硬材磨損量大。

1.磨損的類型

粘附磨損輪廓峰塑變成冷焊結(jié)點(diǎn)而粘著。

磨粒磨損灰塵、雜質(zhì)等硬顆粒引起的磨損。

表面疲勞磨損（點(diǎn)蝕）交變應(yīng)力的反復(fù)作用引起的磨損。

腐蝕磨損摩擦過(guò)程中金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)造成的磨損。

2.磨損過(guò)程（規(guī)律）

磨損規(guī)律：機(jī)械零件典型的磨損分為磨合磨損、

穩(wěn)定磨損、劇烈磨損三個(gè)階段。

磨合階段：新投入使用的機(jī)器，表面較粗糙，表

面的微觀峰易被磨掉，表面由磨損較快。磨合階段不可

避免。倍削時(shí)間）

穩(wěn)定磨損階段：磨合階段結(jié)束時(shí)，摩擦面粗糙度降低，磨損變輕，進(jìn)入長(zhǎng)期微量穩(wěn)定磨

損階段。不同的場(chǎng)合穩(wěn)定期不一，如：

高質(zhì)量的機(jī)械零件，可達(dá)十幾年，而一般車刀的穩(wěn)定磨損期可以只有幾十分鐘。

劇烈磨損階段：經(jīng)穩(wěn)定磨損的積累，零件磨損面缺陷嚴(yán)重，繼續(xù)使用會(huì)加劇磨損，進(jìn)入

劇烈磨損期。

在零件進(jìn)入穩(wěn)定磨損的后期，就應(yīng)提前終止零件的使用。

三、機(jī)械中的潤(rùn)滑

潤(rùn)滑的作用：降低摩擦、磨損，防銹、冷卻、緩沖吸振、密封。

潤(rùn)滑應(yīng)至少保證實(shí)現(xiàn)邊界摩擦、混合摩擦，最佳是液體摩擦，避免干摩擦。

潤(rùn)滑的形式：

流體潤(rùn)滑、彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑。

第二章桿件的靜力分析

本章知識(shí)結(jié)構(gòu)

r力的產(chǎn)生條件

力的概念T力的作用效果

J力的三要素

一作用力與反作用力

力的概念與力的基本性質(zhì)一二力平衡

基本性質(zhì)

桿I力的平行四邊形法則

件一力矩

的力矩、力偶與力的平移T力偶

靜一l力的平移定理

力L約束與約束力

約束、約束反力、力系

分力系

和受力圖的應(yīng)用受力圖

析L

平面力系的平衡方程

平面力系的平衡方程

齒輪與軸的受力分析

及應(yīng)用

知識(shí)點(diǎn)精近

第一節(jié)力的概念與基本性質(zhì)

一、力的概念

力的產(chǎn)生條件：是物體間的相互機(jī)械作用，這種作用使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或形狀發(fā)生改變。

力的作用效果：運(yùn)動(dòng)效果：平衡、不平衡（變速運(yùn)動(dòng)）；

變形效果：變形以至破壞。

力的三個(gè)要素：力的大小、方向和作用點(diǎn)。

力是矢量：力是一個(gè)既有大小，也有方向的矢量。力的單位：N（牛頓），KN、MN

力的基本性質(zhì)，有四大公理（定律），是本章重要基礎(chǔ)，高考題時(shí)有概念題出現(xiàn)。

（1）作用與反作用

作用力與反作用力同時(shí)存在，兩力的大小相等方向相反，沿著同一直線分別作用在兩個(gè)

相互作用的物體上。兩個(gè)力性質(zhì)相同，同時(shí)產(chǎn)生、改變、消失。特征：“等值、反向、共

線、異體”

（2）二力平衡公理

作用于同一剛體上的兩個(gè)力，使剛體處于平衡狀態(tài)的充要條件是：兩個(gè)力大小相等、方向

相反且作用在同一條直線上。也稱“二力桿”。

作用在物體上同點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成一個(gè)合力，合

力的作用點(diǎn)仍在該點(diǎn)，合力的大小和方向由這兩個(gè)力為邊

構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)表示，即合力為原兩力的矢

量和。力可以合成，也可以分解。

力的合成力的分解

矢量表達(dá)式：FR=F,+F2

第二節(jié)力矩、力偶與力的平移

一、力矩

力對(duì)點(diǎn)的矩力F對(duì)某點(diǎn)。的矩等于力的大小與點(diǎn)。到力的作用線距離h的乘積。記作

Mo（F）=±Fd

式中，點(diǎn)。稱為矩心，d稱為力臂，F(xiàn)d表示力使物體繞點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)效果的大小，正負(fù)號(hào)

是轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

力矩的方向：使物體逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為正，反之為負(fù)。力矩的單位為牛頓?米

（N,m）或KN，m。

討論：力矩為0,有兩種情況：一是力為0,還有就是力臂為0.

二、力偶

力偶：大小相等、方向相反，但不作用在同一作用線上的一對(duì)平行力。注意，力偶不是

二力平衡，力偶只有轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，而沒(méi)有移動(dòng)效應(yīng)。

力偶的三要素（1）力偶矩的大小（2）力偶的轉(zhuǎn)向，順時(shí)針（為負(fù)）、逆時(shí)針（為正）

（3）力偶作用面。

三、力的平移定理

作用在剛體.上A點(diǎn)處的力F,可以平移到剛體內(nèi)任意點(diǎn)O,但必須同時(shí)附加一個(gè)力偶，

其力偶矩等于原來(lái)的力F對(duì)新作用點(diǎn)。的矩。這就是力的平移定理。

第三節(jié)約束、約束反力、力系和受力圖的應(yīng)用

一、約束與約束反力

約束：限制物體運(yùn)動(dòng)的物體。例如，鋼軌是火車的約束。

約束反力：約束對(duì)被約束體的作用力，也叫約束力。

約束力的方向：總是與其所限制的物體的運(yùn)動(dòng)方向或趨勢(shì)相反。

約束類型：r

柔性約束

光滑面約束

約束T廠固定較鏈支座

較鏈約束￡可動(dòng)較鏈支座

-固定端約束

一、約束與約束力

1.柔性約束

組成：由柔性構(gòu)件對(duì)物體的約束。如繩、鏈條等對(duì)物體的約束。特點(diǎn)：只受拉力，不

收壓力。

2?光滑面約束

組成：由光滑接觸面構(gòu)成的約束。且是理想光滑的約束（忽略摩擦）。約束反力方向:

通過(guò)接觸點(diǎn)，沿著接觸面公法線方向，指向被約束的物體，通常用FN表示。

3.較鏈約束

（1）固定較鏈支座約束如果連接較鏈中有一個(gè)構(gòu)件與地基或機(jī)架相連，便構(gòu)成固定較

鏈支座，其約束反力仍用兩個(gè)正交的分力Fx和Fy表示.，

（2）活動(dòng)較鏈約束在橋梁、屋架等工程結(jié)構(gòu)中經(jīng)常采用這種約束。在較鏈叉座的底部

安裝一排滾輪，可使支座沿固定支承面移動(dòng)，這種支座的約束性質(zhì)與光滑面約束反力相同，

其約束反力必垂直于支承面，且通過(guò)錢鏈中心。

4.固定端約束

固定端約束能限制物體沿任何方向的移動(dòng)，也能限制物體在約束處的轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，固定

端A處的約束反力可用兩個(gè)正交的分力FAX、FRY和力矩為MA的力偶表示。

二、力系「

平面匯交力系

平面平行力系

平面力系

平面力偶力系

_平面任意力系

三、受力圖的畫法可概括為以下幾個(gè)步驟。

1.根據(jù)問(wèn)題的要求選取研究對(duì)象，畫出分離體簡(jiǎn)圖；

2.畫出分離體所受的全部主動(dòng)力；

3.在分離體上原來(lái)存在約束的地方，按照約束類型逐一畫出約束力。

注意事項(xiàng)：明確研究對(duì)象；注意“二力桿”，受力必沿兩力作用點(diǎn)的連線。

第三章直桿的基本變形

第一節(jié)直桿軸向拉伸與壓縮

一、拉伸與壓縮時(shí)的變形特點(diǎn)

軸向拉壓的受力特點(diǎn)：外力的合力作用線與桿的軸線重合。

軸向拉壓的變形特點(diǎn)：軸向拉伸：桿的變形沿軸向伸長(zhǎng)，橫向縮短。

軸向壓縮：桿的變形沿軸向縮短，橫向變粗。

二、內(nèi)力與應(yīng)力

（1）內(nèi)力

外力與內(nèi)力：桿件所受其它物體的作用力。主動(dòng)力和約束力都是外力。在外力作用下桿

件要發(fā)生變形，而材料內(nèi)部阻止變形的抗力，就是內(nèi)力。

內(nèi)力的特點(diǎn)：內(nèi)力是由外力引起的，內(nèi)力隨外力增大而增大，消失而消失。

（2）求內(nèi)力的方法：

截面法求拉壓桿件內(nèi)力的方法。用截面法求桿件內(nèi)力的步驟：

截一-用假象平而將其從所求內(nèi)力處截開

取-一取一段為研究對(duì)象（先分析有無(wú)約束，如果有約束，則取不受約束的一段為研究對(duì)

象；如果沒(méi)有約束，則取任意一段。）

代一一用內(nèi)力代替舍棄端對(duì)保留端的作用力。（取左端內(nèi)力向右設(shè)，取右端內(nèi)力向左設(shè)）

求一一列平衡方程求解（左負(fù)有正，上正下負(fù)）

（3）應(yīng)力

應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上的內(nèi)力。桿件的拉、壓時(shí)，應(yīng)力方向垂直于截面，稱為正應(yīng)力，用

符號(hào)Q表示。（T=—

A

應(yīng)力單位：Pa,1MPa=106Pa=1N/MM2規(guī)定：應(yīng)力拉伸為正，壓縮為負(fù)。

三、低碳鋼拉伸與壓縮的力學(xué)性能

低碳鋼拉伸過(guò)程中的四個(gè)階段

(1)彈性階段op(2)屈服階段ps(3)強(qiáng)化階段sb(4)縮頸階段bz。

兩大強(qiáng)度指標(biāo)：

屈服強(qiáng)度：J=J屈服強(qiáng)度指標(biāo)主要用于鋼等塑性材料

抗拉強(qiáng)度：?=/抗拉強(qiáng)度指標(biāo)主要用于鑄鐵等脆性材料。

鑄鐵等脆性材料在拉伸與壓縮時(shí)無(wú)明顯的屈服點(diǎn)，主要使用抗拉強(qiáng)度指標(biāo)，且強(qiáng)度遠(yuǎn)低

于鋼(約1/3)o

四、塑性與冷作硬化

1.塑性材料在外力作用下，能產(chǎn)生永久變形而不斷裂的能力。塑性指標(biāo)也由拉伸試驗(yàn)

同時(shí)測(cè)出。

指標(biāo)：斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。

§=?-4xwo%11/=4-4xwo%

44

通常，把5>5%材料稱為塑性材料，如鋼，把b<5%材料稱為脆性材料，如鑄鐵。

2.冷作硬化

冷作硬化現(xiàn)象：塑性材料在室溫下受拉伸變形至強(qiáng)化階段后，出現(xiàn)強(qiáng)度硬度增加而塑性

降低的現(xiàn)象。

好處與害處：強(qiáng)化鋼的方式。如拉伸建筑鋼筋、冷作彈簧、推土機(jī)履帶等。對(duì)工件進(jìn)

行冷加工(如沖壓)后材料硬化，且內(nèi)應(yīng)力增大，導(dǎo)致難于進(jìn)一步加工，且引起工件變形。

五、直桿軸向拉伸與壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算(

1、許用應(yīng)力與安全系數(shù)

極限應(yīng)力：材料喪失正常工作能力時(shí)的應(yīng)力。塑性材料的極限應(yīng)力是其屈服強(qiáng)度6。

脆性材料的極限應(yīng)力是其抗拉強(qiáng)度◎2

安全系數(shù)：零件材料不能剛好在其極限應(yīng)力下工作，為保證安全，將極限應(yīng)力除以一個(gè)

大于1的系數(shù)（用符號(hào)S表示），作為工作時(shí)允許的最大應(yīng)力。安全系數(shù)反映了強(qiáng)度儲(chǔ)備情

況，不同重要程度的零件，安全系數(shù)不同。

許用應(yīng)力：考慮了安全系數(shù)后的最大工作應(yīng)力，用符號(hào)表示。

塑性材料：==脆性材料：［由==

SS

2、拉伸與壓縮時(shí)的強(qiáng)度條件

為了確保軸向拉、壓桿件具有足夠的強(qiáng)度，要求桿件最大工作應(yīng)力小于材料在拉、壓時(shí)

的許用應(yīng)力。o=^<M

maxA

材料拉伸與壓縮時(shí)的強(qiáng)度條件：

強(qiáng)度條件的用法：

強(qiáng)度校核強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定許用載荷

3、應(yīng)力集中與溫差應(yīng)力

1.應(yīng)力集中

應(yīng)力集中現(xiàn)象：在機(jī)械零件結(jié)構(gòu)中的尖角、鍵槽、小孔等發(fā)生結(jié)構(gòu)突變的材料內(nèi)部，應(yīng)

力分布不均，且應(yīng)力在突變處顯著增大，易產(chǎn)生裂紋的源頭。

應(yīng)力集中的危害：誘使零件發(fā)生疲勞破壞。疲勞裂紋源一一裂紋擴(kuò)展一一疲勞斷裂破壞。

2.溫差應(yīng)力：零件結(jié)構(gòu)因溫度變化，在熱脹冷縮受阻時(shí)引起的內(nèi)應(yīng)力，也稱為熱應(yīng)力。

第二節(jié)連接桿的剪切與擠壓

一、剪切

1.剪切的概念機(jī)械中常用的連接件，如銷釘、鍵和鉀釘都是受剪切的零件,

受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等、方向相反且作用線很近。

變形特點(diǎn)：位于兩力之間的截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。

2.剪力和切應(yīng)力

二、擠壓力

1.擠壓的概念零件發(fā)生剪切變形的同時(shí)，往往還有擠壓變形，即

兩構(gòu)件在傳力的接觸面上，局部承受較大的擠壓力，出現(xiàn)塑性變形或壓

滑現(xiàn)象。擠壓面

2.擠壓應(yīng)力

第三節(jié)圓軸的扭轉(zhuǎn)

一、圓軸扭轉(zhuǎn)的變形與應(yīng)力分布

1.扭轉(zhuǎn)的概念

扭轉(zhuǎn)受力特點(diǎn)：受扭軸兩端截面上均受到平行力偶作用，兩外力大小相等轉(zhuǎn)向相反，作

用面相互平行。

扭轉(zhuǎn)變形特點(diǎn)：受扭構(gòu)件各橫截面將繞軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，原來(lái)與軸線平行的各縱向線

均變成螺旋線。

二、圓軸扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力

1.圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分布規(guī)律：

圓心處的切應(yīng)力為零，圓周上的切應(yīng)力為最大。

2.工程中提高抗扭能力采取的措施

1）選用合理的截面增大直徑、采用空心軸。2）合理改善受力情況，降低最大扭矩。

第六節(jié)直梁的彎曲

一、直梁的彎曲

1.彎曲的概念

受力特點(diǎn)：外力垂直于桿的軸線。變形特點(diǎn)：軸線由直線變成曲線。

2.梁的基本形式

簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、外伸梁三類

3.梁的應(yīng)力分布

梁的外力：載荷和支座反力。梁截面的內(nèi)力：為彎矩和剪力兩個(gè)分量。

純彎曲：剪力為零，而只有彎矩時(shí)的特殊情況。

純彎時(shí)的變形：在受拉區(qū)與受壓區(qū)之間，存在既不伸長(zhǎng)也不縮短的一層即是中性層。中

性層與橫截面的交線叫中性軸。彎曲變形時(shí)，橫截面繞中性軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

二、提高梁抗彎能力的措施

（1）降低最大彎矩值：合理安排支座位置，合理分布加載點(diǎn)

（2）選擇合理的截面形狀。

（3）制成變截面梁。

（4）提高梁的抗彎剛度如：增加支承數(shù)量。

第四章工程材料

任本章知識(shí)鎮(zhèn)

物理化學(xué)性能

r一金屬材料的性能—力學(xué)性能

L工藝性能

黑色金屬材料r鋼的分類、鋼的編號(hào)

碳素鋼、合金鋼、鑄鐵

鋼的退火與正火、淬火、回火

★鋼的熱處理

工程鋼的鋼的鋼的表面熱處理

材料鋁及鋁合金、銅及銅合金

*有色金屬

軸承合金、鈦合金

「工程塑料、復(fù)合材料

非金屬材料一新型工程材料

一零件的失效形式及原因

材料選擇及運(yùn)用一選材的原則、方法和步驟

_典型零件選材舉例

知識(shí)點(diǎn)精析

第一節(jié)金屬材料的性能

一、金屬的物理性能和化學(xué)性能

金屬材料性能金屬材料在給定外界條件下的抵抗能力。

一物理性能密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱脹冷縮性和磁性等

金屬固有的屬性。

Y化學(xué)性能金屬在化學(xué)作用下表現(xiàn)出的性能。

耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性。

L使用性能

金屬材料性能

力學(xué)性能強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度

工藝性能鑄、鍛、焊、切削加工

二、金屬的力學(xué)性能和工藝性能

（一）金屬的力學(xué)性能

力學(xué)性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性能。

主要包括：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。

（二）金屬的工藝性能

工藝性能金屬材料在加工制造過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的性能。

包括鑄造性、沖壓（鍛造）性、焊接性、熱處理加工性、切削加工性等等。

一般，低中碳鋼的沖壓性、焊接性、切削加工性好，鑄鐵的鑄造性、切削加工性好。

第二節(jié)黑色金屬材料

鋼的分類

一黑色金屬鋼

_鑄鐵

金屬材料一

一除黑色金屬以處的其它金屬材料

有色金屬

―主要是銅、鋁、鈦等

鋼：鐵與碳的合金（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜2.1設(shè)），還含有硫（S）、磷（P）、硅（Si）、?（Mn）

等雜質(zhì)元素。

雜質(zhì)元素對(duì)鋼的影響：硅、鎬是有益元素，能提高鋼的強(qiáng)度、硬度；而硫、磷是有害元

素，造成鋼的脆性，其含量決定鋼的質(zhì)量。

鋼的分類：主要按鋼的化學(xué)成分、鋼的品質(zhì)、鋼的用途來(lái)分類。

一碳素鋼如：Q235、45>65Mn、T10A、ZG200-400

按合金元素

_合金鋼如：16Mn、20CrMnTi>W18Cr4V

低碳鋼CV0.25%如，Q235,08F,20CrMnTi

按碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)［中碳鋼C=0.25%?0.6%如：45、40Cr

高碳鋼C>0.6%如：T12、GCrl5^W18Cr4V>9SiCr

鋼普通鋼如：Q235、16Mn

的

按鋼的品質(zhì)優(yōu)質(zhì)鋼如：45、T10、20CrMnTi

類S、P雜質(zhì)

高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼如：T12A、38CrMoA>W18Cr4V.lCrl8Ni9

別

結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造工程結(jié)構(gòu)、橋梁、建筑結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件

等，一般為低、中碳鋼。如：Q235、45、2OCr

工具鋼主要用于制造各種刃具、模具和量具。一般為高碳鋼。

如：T12A、W18Cr4V.9SiCr

特殊性能鋼具有特殊物理化學(xué)性能的鋼。

如：不銹鋼lCrl8Ni9、耐熱鋼、耐磨鋼ZGMnl5等

二、碳素鋼的牌號(hào)

1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

牌號(hào)：Q+屈服強(qiáng)度+質(zhì)量等級(jí)+脫氧方法例如Q235AF,表示屈服強(qiáng)度為235MPa的

A級(jí)質(zhì)量的碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于沸騰鋼。常用牌號(hào)：Q235、Q195

用途：此類鋼通常不熱處理，用于受力不大的非重要場(chǎng)合。如：一般建筑鋼筋、鋼板、

要求不高的小軸、螺釘墊圈等標(biāo)準(zhǔn)件。

2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

牌號(hào)：用兩位數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分?jǐn)?shù)。如：45號(hào)鋼表示平均碳的質(zhì)量分

數(shù)為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

08F、10、15、20I25、30、35、40、45、45Mn、50、55I60、65Mn、

70

低碳鋼中碳鋼高碳

鋼

用途：大量用作一般機(jī)器零件，一般要通過(guò)熱處理強(qiáng)化零件。如I：沖壓件、軸、齒輪、

受力的螺紋標(biāo)準(zhǔn)件等等。

3碳素工具鋼

牌號(hào)：以“『'+數(shù)字表示，數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)，碳素工具鋼的碳

的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.7%?1.4機(jī)若是高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在數(shù)字后面加“A”，如T10A等。

用途：用作一般工具（刃具、量具），都要通過(guò)熱處理提高硬度及耐磨性。

如：榔頭、手鋸條、鏗刀、低檔游標(biāo)卡尺等等。

T7、T7A...........T10、T10A.............T12、T12A.....

韌性較好性能適中耐磨性好

4.鑄造碳鋼

牌號(hào)：ZG+數(shù)字+數(shù)字，如“ZG200-400”,“ZG”是“鑄鋼”二字的拼音字頭。200表

示屈服強(qiáng)度2200MP,400表示抗拉強(qiáng)度2400MP。

用途：主要用作形狀復(fù)雜，適合鑄造成型，而強(qiáng)度要求較高，乂不能用鑄鐵的場(chǎng)合。

如：復(fù)雜大型機(jī)件。

三.合金鋼的牌號(hào)

1.低合金高強(qiáng)度鋼

牌號(hào)：如“Q390A”，與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)類似，只是因?yàn)榧尤肓薓n、Si等合金

元素，抗拉強(qiáng)度數(shù)值更大。

2.合金結(jié)構(gòu)鋼

牌號(hào)：兩位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字，兩位數(shù)字表示碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為萬(wàn)分之幾，合金元素符

號(hào)后的數(shù)字表面該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為幾％（含量小于1.5%省略不標(biāo)）；后面的A表示高級(jí)優(yōu)

質(zhì)鋼，無(wú)A表示優(yōu)質(zhì)鋼。如：20Cr、45Mn2、38CrMoA等，是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上

加上合金元素組成。

用途：合金滲碳鋼20Cr、20CrMnTi,活塞銷、汽車變速箱齒輪等。

合金調(diào)質(zhì)鋼40Cr、45Mn2,機(jī)床主軸、重要齒輪、連桿、曲軸等。

合金彈簧鋼60Si2Mn,大尺寸彈簧、板簧等。

3.合金工具鋼

牌號(hào)：一位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字，首位數(shù)字是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為千分之幾（大于1%省

略不標(biāo)）；后面是合金元素及其含量（幾%,含量W1.5%省略含量不標(biāo)）；都是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼

（省略）。

典型：9SiCr、CrWMn.W18Cr4Vo

用途：低合金刃具鋼9SiCnCrWMn,低速、復(fù)雜的切削刀具，如絲錐，量、模具等。

高速鋼W18O4V、W6Mo5Cr4V2,紅硬性600°C,各類中速切削刀具，如車刀、銃

刀、齒輪滾刀等。

4.滾動(dòng)軸承鋼

牌號(hào)：典型：GCr15、GCr15SiMn,G是滾動(dòng)軸承鋼的拼音字頭，都是高碳鋼（碳

的質(zhì)量分?jǐn)?shù)省略不標(biāo)），Cr元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為千分之1.5。都是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（省略）。

用途：制造各類滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體，也可以制造工、量具等。

5.特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼

不銹鋼：如：1Cr18Ni9>0Cr18Ni9>2Cr13,主要用于耐腐蝕要求的零件及工具，

也用于裝飾材料。如醫(yī)療器械、化工機(jī)械、廚具等。

耐熱鋼：如：2Cr21Nil2N,主要用于高溫環(huán)境下工作的機(jī)件。如發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門、鍋爐

燃燒部件等。

耐磨鋼（高鎰鋼）：如：ZGMn13,因?yàn)槟湍ヤ撘话汨T造后就使用，所以用“ZG”表示。

主要用于強(qiáng)烈磨損的場(chǎng)合。如，履帶、鏟齒等。

四、鑄鐵

鑄鐵：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wc力2.11%（W5.0%）,并含有較多硅、鎰、硫、磷等元

素的鐵碳合金。

鑄鐵的分類：按鑄鐵中碳（石墨）的分布形式，可分為灰鑄鐵、球墨鑄件、可鍛鑄鐵和蠕墨

鑄鐵等。根據(jù)斷口顏色不同分為：白口鑄鐵、灰口鑄鐵、麻口鑄鐵。

1.灰鑄鐵

性能：碳主要以片狀的石墨存在，斷口呈暗灰色，灰鑄鐵雖然力學(xué)性能不好，抗拉強(qiáng)度

低、脆性大，但與鋼相比，還有其它優(yōu)良性能：抗壓強(qiáng)度好、切削加工性好、耐磨性好、鑄

造性好、減震性好、小的缺口敏感性等。

牌號(hào)：HT+數(shù)字等，HT是“灰鐵”的拼音字頭，后面數(shù)字是抗拉強(qiáng)度（如HT200,表

示最小抗拉強(qiáng)度為200MPa）

用途：灰鑄鐵價(jià)格低廉、產(chǎn)量大，廣泛用于機(jī)床床身、機(jī)座、缸體、箱體、手輪等形狀

復(fù)雜，要求不高的零件。

2.可鍛鑄鐵

性能：碳主要以團(tuán)絮狀的石墨存在，可鍛鑄鐵是傳統(tǒng)的高強(qiáng)度鑄鐵，力學(xué)性能比灰鑄鐵

好，但制造工藝復(fù)雜，成本較高，大多被球鐵取代。

牌號(hào)：KTH（KTZ）+數(shù)字十?dāng)?shù)字，后面數(shù)字是抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。如KTH330-08.

3.球墨鑄鐵

性能：碳主要以球狀的石墨存在，球墨鑄鐵是近幾十年發(fā)展起來(lái)的高強(qiáng)度鑄鐵，力學(xué)

性能比其它鑄鐵好（接近于鋼），且保留了鑄件的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。

牌號(hào)：QT+數(shù)字+數(shù)字，QT是“球鐵”的護(hù)音字頭，后面數(shù)字是抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)

率。QT400-15等

用途：能實(shí)現(xiàn)“以鐵代鋼”。用于形狀復(fù)雜、受力復(fù)雜的機(jī)器零件、薄壁件等場(chǎng)

合。如：曲軸、連桿、凸輪、閥門、井蓋等等。

4.蠕墨鑄鐵

性能：碳主要以蠕蟲狀的石墨存在，強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵，有一定的韌性和較高的耐磨

性，鑄造性和導(dǎo)熱性良好。

牌號(hào)：RuT+數(shù)字，后面數(shù)字是抗拉強(qiáng)度。如RuT300.

第三節(jié)鋼的熱處理

鋼的熱處理是把鋼加熱、保溫、冷卻，通過(guò)改變鋼的內(nèi)部組織，來(lái)達(dá)到改變（強(qiáng)化）鋼

的性能的一種工藝方法。

鋼熱處理的目的

（1）強(qiáng)化作用：通過(guò)提高鋼的強(qiáng)度和硬度，提高承載能力和耐磨性，達(dá)到強(qiáng)化零件、節(jié)

省鋼材、

延長(zhǎng)使用壽命的目的，如淬火等等。

（2）改善鋼的加工工藝性能：通過(guò)熱處理還可以降低材料硬度、提高塑性，達(dá)到改善工

藝性能（如切削加工性、沖壓性）的目的，如退火等等。

熱處理的類別：熱處理方法種類很多，主要有：

普通熱處理：“四把火”正火、退火、淬火、回火。

表面熱處理.：表面淬火、化學(xué)熱處理

一、鋼的退火與正火

退火與正火目的相近，主要是改善切削加工性。

1.退火

退火工藝：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間后，緩慢冷卻的熱處理方法。

退火目的：降低硬度，改善切削加工性；提高塑性和韌性，以利于冷變形加工；改善鋼

的組織；

削除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力。

退火用途：主要用于高碳鋼改善切削加工性；以及去應(yīng)力退火。

2.正火

工藝：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間后，出爐空冷的熱處理方法。

正火目的與用途：低中碳鋼調(diào)整硬度，改善切削加工性；高碳鋼消除網(wǎng)狀滲碳體；要求

不高的中

碳鋼零件可用正火代替調(diào)質(zhì)；細(xì)化組織，為后續(xù)熱處理作準(zhǔn)備。

正火與退火的比較：正火后組織較細(xì)，強(qiáng)度、硬度比退火高；操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)周期短，

成本低。一般中低碳鋼常用E火改善切削加工性。一般型鋼均以正火狀態(tài)出廠。

二、鋼的淬火

工藝：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間，然后快速冷卻(水冷或油冷)的熱處理方

法。(獲

得馬氏體組織)。

淬火的目的：通過(guò)改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，來(lái)達(dá)到提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性的目的。

鋼淬火的意義：淬火熱處理是強(qiáng)化鋼的重要手段，鋼通過(guò)強(qiáng)化，提高強(qiáng)度與硬度，節(jié)省

了材料，

減輕重量，減緩零件磨損，延長(zhǎng)零件壽命，總體降低成本。

淬硬性與淬透性

淬硬性：指零件淬火后的硬度，與鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)；低碳鋼淬火后硬度仍然不高,

效果差，中、高碳鋼淬火后硬度、強(qiáng)度高，強(qiáng)化效果好。

淬透性：指零件淬火后獲得淬硬層(馬氏體層)深度的能力；淬透性好的鋼，能獲得

較深的淬硬層以至完全淬透，整體強(qiáng)化效果就更好。鋼的淬透性與鋼中加入的合金元素有關(guān),

碳鋼淬透性差，合金鋼淬透性大多很好，這也是合金鋼比碳鋼好的重要原因。

三、鋼的回火

回火方法：將淬火鋼重新加熱到低于727°C以下的某一溫度保溫一段時(shí)間，然后空

冷到室溫的

熱處理方法。

回火目的：

(1)消除內(nèi)應(yīng)力防止零件變形與開裂。鋼淬火后的馬氏體組織，殘余內(nèi)應(yīng)力很大，易發(fā)

生變形與開裂而報(bào)廢，所以鋼淬火后要及時(shí)回火。

(2)穩(wěn)定組織穩(wěn)定尺寸馬氏體的組織和尺寸都不穩(wěn)定，今后容易發(fā)生尺寸變化影響精度;

回火

后促成穩(wěn)定。

(3)調(diào)節(jié)不同的力學(xué)性能鋼淬火后的馬氏體組織硬度都較高，塑性、韌性差，性能單一,

通過(guò)

不同溫度的回火，可以調(diào)節(jié)為軟硬不同的力學(xué)性能組合，以適應(yīng)不同類型零件的需要。

1.低溫回火(150-250°C)

目的及用途：降低淬火內(nèi)應(yīng)力，提高韌性，同時(shí)保持高硬度和耐磨性。高碳鋼制造的各

種工具、量具和模具，滾動(dòng)軸承，及其它耐磨零件。

2.中溫回火(250?500°C)

目的及用途：具有高的彈性極限、屈服強(qiáng)度和一定的韌性。主要用于制造各類較大尺寸

的彈簧。

3.高溫回火(500~650°C)淬火+高溫回火=調(diào)質(zhì)

目的與用途：中碳鋼調(diào)質(zhì)后獲得了較合理的硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性，具有良好的綜合

力學(xué)性能。調(diào)質(zhì)廣泛用于受力復(fù)雜，需要較好綜合力學(xué)性能的螺栓、連桿、齒輪、主軸等重

要零件的熱處理。

四、鋼的表面熱處理

對(duì)于要求表面耐磨，而又承受沖擊載荷的某些零件，適合進(jìn)行表面淬火、滲碳淬火等表

面熱處理。對(duì)鋼進(jìn)行表面熱處理，可以達(dá)到“心韌表硬”的特殊效果，如活塞銷、齒輪齒面、

機(jī)床導(dǎo)軌等。

1.表面淬火

方法：僅對(duì)工件的表面進(jìn)行淬火強(qiáng)化，而工件心部仍保持未淬火的狀態(tài)。有火焰加熱和

感應(yīng)加熱表面淬火。

目的：表面淬火后工件表層硬度高、耐磨性好，而心部具有足夠的塑性和韌性。

2.鋼的化學(xué)熱處理

(1)滲碳：將低碳鋼零件置于活性碳介質(zhì)中經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間加熱、保溫，然后冷卻下來(lái)，使零

件表層獲得高碳成分。

滲碳后的熱處理：淬火、低溫回火。

(2)滲氮：在鋼表面滲一層氮元素，高硬高耐磨，且不需后續(xù)淬火，但氮化層較薄。也

可碳氮共滲。

第四節(jié)有色金屬

有色金屬：除鋼鐵材料以外的其它金屬材料。如：鋁合金、銅合金、鈦合金、硬質(zhì)合

全箋箋

一、鋁及鋁合金

1.純鋁輕金屬（密度2.72g/cm3）,導(dǎo)電、導(dǎo)熱，抗氧化、塑性好，但強(qiáng)度、硬度低。

牌號(hào)；L1~L60

2.鋁合金鋁與硅、鎂、鋅等元素的合金。

r防銹鋁如：LF5耐蝕性好強(qiáng)度低，主用作鋁合金裝飾。

硬鋁如：LY16用于i般耐蝕機(jī)器零部件。

鋁一形變鋁合金一

超硬鋁如：LC10用于要求輕質(zhì)的受力件：飛機(jī)大梁。

合T

鍛鋁如：LD9汨于高強(qiáng)度復(fù)雜零件。

金

」鑄造鋁合金適合鑄造，用于要求輕質(zhì)的復(fù):雜零件。如：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。

二、銅及銅合金

1.純銅（紫銅）重金屬（密度8.9g/cm3）,導(dǎo)電、熱，抗氧化、塑性好，強(qiáng)度、硬度

低，價(jià)格貴。牌號(hào)，如T1~T4,主要用作導(dǎo)電、導(dǎo)熱材料。

2.銅合金銅與鋅、錫、鉛、硅、銀等元素的合金。

「普通黃銅；如：H70，彈殼、散熱器等

黃銅銅+鋅T

銅［特殊黃銅：再加入其它元素，如HPb59,改善性能。

4-

口青銅銅+（鋅、銀以外的其它金屬元素

金

_白銅銅謙

三、軸承合金

一錫基軸承合金（錫基巴氏合金）

軸承合金t鉛基軸承合金（鉛基巴氏合金）

一鋁基軸承合金

第六節(jié)非金屬材料（P.92）

一、工程塑料、「塑料：通用塑料、工程塑料

高分子材料-可以用作工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械零件的塑料。

一橡膠

非金屬材料y

復(fù)合材料

陶瓷材料

工程塑料：工程塑料一般有較好的、穩(wěn)定的機(jī)械性能，耐熱耐蝕性較好，且尺寸穩(wěn)定性

好。如ABS、尼龍、聚甲醛等。是目前大力發(fā)展的塑料品種。

第五章連接

可拆卸連接

常用靜連接T

J不可拆卸連接期接、焊接、過(guò)盈連接、粘接

本章知識(shí)結(jié)構(gòu)

r鍵連接

鍵連接與銷連接T花鍵連接

L銷連接

一螺紋及主要參數(shù)

螺紋的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用

螺紋連接

螺紋連接的主要類型及應(yīng)用

可拆連接

L螺紋連接的擰緊與防松

r彈簧的類型

彈性連接

_彈性連接的功用

一常用聯(lián)軸器

j-聯(lián)軸器與離合器r聯(lián)軸器的選用

知識(shí)點(diǎn)精析L常用離合器

第一節(jié)鍵連接與銷連接

一、鍵連接

軸上零件齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件，其輪轂與軸的連接（主要是周向固定），主要有鍵連

接、花鍵連接和銷連接。

鍵連接的作用：對(duì)軸上零件進(jìn)行周向固定并傳遞扭矩，還有兼起導(dǎo)向作用（滑移齒輪）。

鍵連接的分類：按結(jié)構(gòu)及工作原理，分為平鍵、半圓鍵、楔鍵，平鍵多用。

1.平鍵連接

平鍵工作面：平鍵是以兩側(cè)面作為工作面。

平鍵特點(diǎn)：對(duì)中性好，加工簡(jiǎn)單，裝拆方便。用于傳動(dòng)精度要求較高的周向連接。

平鍵連接的類型：

普通平鍵A、B、C三種型號(hào)，注意加工方法與安裝方法。

導(dǎo)向平鍵用于滑移齒輪在軸上滑移。

2.平鍵連接的選用

類型選擇：鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)、使用特性及

工作條件來(lái)選擇。

尺寸選擇：鍵的剖面尺寸bXh按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。表5—1

鍵長(zhǎng)選擇：根據(jù)輪轂寬選鍵長(zhǎng)。

鍵連接公差：表5—1,采用基軸制配合。一般軸槽比輪轂槽緊。

二、花鍵連接

花鍵連接：由軸上加工HI的外花鍵與輪轂孔中加工出的內(nèi)花鍵組成。

花鍵連接特點(diǎn)：齒數(shù)多，承載力大,定心性及導(dǎo)向性均好，對(duì)軸的削弱較小,適用于載荷較

大和對(duì)定心精度要求較高的聯(lián)接。

按其齒形不同，分為矩形花鍵，漸開線花鍵及三角形花鍵三種。

三、銷連接

銷連接：主要用于固定零件之間的相互位置，并可傳送不大的載荷。

主要形式：圓柱銷、圓錐銷（錐度1：50）o

用途：定位銷、連接銷、安全銷。

第二節(jié)螺紋連接

螺紋連接：由內(nèi)螺紋和外螺紋組成的螺旋副。

螺紋連接的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，軸向力大，自鎖性好，裝拆方便，類型多樣。

粗牙螺紋

r普通螺紋r

連接螺紋T

細(xì)牙螺紋

1■-管螺紋

螺紋應(yīng)用種類

梯形螺紋

傳動(dòng)螺紋方牙螺紋

一鋸齒螺紋

一、螺紋及其主要參數(shù)

大徑d,D；小徑D1；中徑cl2,D2；螺距P；線數(shù)n；導(dǎo)程S；升角1；牙型角a。

螺紋的線數(shù)

單線螺紋：自鎖性好，多用于連接螺紋，S=Po

多線螺紋：效率較高，多用于傳動(dòng)螺紋，S=nPo

螺紋的旋向

左旋螺紋和右旋螺紋，一對(duì)內(nèi)、外螺紋副，旋向應(yīng)相同。

一對(duì)內(nèi)外螺紋（各類螺紋）能正確旋合的條件：

牙型、大徑、螺距（或?qū)С蹋?、線數(shù)、旋向這五大參數(shù)必須相同。

注意：螺紋公差、旋合長(zhǎng)度則不是必備條件。在螺距、導(dǎo)程、線數(shù)三個(gè)參數(shù)中，只有兩

個(gè)是獨(dú)立的，這三個(gè)參數(shù)不能同時(shí)列入上述五個(gè)條件。

二、螺紋的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用

螺紋的類型一一牙型

1.普通螺紋

米制三角螺紋，是應(yīng)用很廣的緊固連接螺紋。

尺寸規(guī)格：公稱直徑是大徑,牙型角60°.

普通螺的螺距：有粗牙與細(xì)牙之分。同一公稱直

徑中螺距最人（只有一個(gè)）的螺紋是粗牙螺紋，否則

就是細(xì)牙。

粗牙特點(diǎn)：耐磨性好，強(qiáng)度高，應(yīng)用廣。

細(xì)牙特點(diǎn)：升角小、小徑大、自鎖性好，不耐磨、易滑扣。用于薄壁零件、受動(dòng)載荷的

聯(lián)接和微調(diào)機(jī)構(gòu)。

2.梯形螺紋米制螺紋，牙型角30°。主要用于機(jī)床上的螺旋傳動(dòng)裝置。

3.管螺紋牙型角55。,注意公稱直徑為管道孔徑（英制）。主要用于水、油、氣管

開關(guān)、接頭。

此外還有：矩形螺紋、鋸齒形螺紋、米制錐螺紋等。

三、螺紋連接的主要類型及應(yīng)用

螺紋連接的類型：螺栓連接、雙頭螺栓連接、螺釘連接和緊定螺釘連接。

1.螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接的連接強(qiáng)度好。被聯(lián)接件不切割螺紋，因而不受被聯(lián)接件材料的

限制。

2.螺釘連接連接方法簡(jiǎn)單，但螺紋孔磨損后，其螺紋孔將報(bào)廢，用于不太重要的場(chǎng)合。

3.雙頭螺柱連接這種連接接用于被聯(lián)接之一太厚不便穿孔，且需經(jīng)常裝拆或結(jié)構(gòu)上受到限

制不能采用螺栓聯(lián)接的場(chǎng)合。

4.緊定螺釘連接這種連接用于輕型傳動(dòng)連接，在連接的同時(shí)，可傳遞不大的祖矩。如家

用電器、儀表等。

四、螺紋連接的擰緊與防松

1.螺紋連接的擰緊及控制

預(yù)緊目的——保持正常工作。如汽缸螺栓聯(lián)接，有緊密性要求，防漏氣，接觸面積要大,

靠摩擦力工作，增大剛性等。預(yù)緊過(guò)緊過(guò)松都會(huì)有不良影響.

預(yù)緊力的控制：測(cè)力矩板手、定力矩板手

2.螺紋連接的防松措施

螺紋連接，特別是單線螺紋，自鎖性好，一般不易松動(dòng)，但是，在變載、振動(dòng)等場(chǎng)合下,

可能出現(xiàn)松動(dòng)，造成危害。常見(jiàn)的防松方法主要有摩擦防松和機(jī)械防松兩類。

（1）摩擦防松雙螺母、彈簧墊圈。

（2）機(jī)械防松一一鎖住防松止動(dòng)墊片、開口銷與槽形螺母、串鋼絲。

（3）機(jī)械防松一一不可拆防松沖點(diǎn)，鉀、焊、粘接螺紋。

第四節(jié)聯(lián)軸器與離合器

聯(lián)軸器、離合器及制動(dòng)器都是機(jī)器上的通用部件，種類多，而且多數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化。

聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸只有在機(jī)器停車后，經(jīng)拆卸才能使其分離（正常不分離）。

離合器聯(lián)接兩軸一般可在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中隨時(shí)使它們分離與結(jié)合。

制動(dòng)器是用來(lái)減低機(jī)械速度或使機(jī)械停止運(yùn)動(dòng)的裝置，有時(shí)也用作限速裝置。

一、常用聯(lián)軸器

對(duì)聯(lián)軸器的要求：對(duì)要接合的兩軸線的偏移有一定適應(yīng)性，有軸向、徑向和角向偏移。

1.剛性聯(lián)軸器

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，承載力強(qiáng)，成本低，但無(wú)補(bǔ)償偏移能力。

用途：適用于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，兩軸安裝對(duì)中良好的場(chǎng)合。

2.撓性聯(lián)軸器

特點(diǎn)與用途：有撓性，能適應(yīng)對(duì)軸安裝偏移的補(bǔ)償。適用于載荷、轉(zhuǎn)速有變化，兩軸有

偏移的場(chǎng)合。

二、聯(lián)軸器的選用

選擇聯(lián)軸器的依據(jù):

考慮兩軸工作載荷大小和性質(zhì)、轉(zhuǎn)速，兩軸相對(duì)偏移量的大小，環(huán)境、裝拆維護(hù)、經(jīng)濟(jì)

性等等因素。

三、常用離合器

離合器聯(lián)接兩軸一般可在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中隨時(shí)使它們分離與結(jié)合。以滿足空載啟動(dòng)、變速、

變向、過(guò)載保護(hù)的要求。如汽車、機(jī)床等。

對(duì)離合器的要求：接合迅速、分離徹底、動(dòng)作準(zhǔn)確、調(diào)整方便。

1.嵌合式離合器利用特殊形狀的牙型相互嵌合來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。適用停車及低速時(shí)的接合

與分離。

2.摩擦式離合器利用摩擦副的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。適用于高速下接合與分離。如汽車

離合器等。

第六章常用機(jī)構(gòu)

本章知識(shí)結(jié)構(gòu)

低副：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、螺旋副

F動(dòng)副

高副：齒輪、凸輪.....

廠較鏈四桿機(jī)構(gòu)的形式

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判定

常

平面四桿機(jī)構(gòu)s含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)

用

_平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性

機(jī)

構(gòu)一凸輪機(jī)構(gòu)的類型

凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的材料及結(jié)構(gòu)

-凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

一間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)

知識(shí)點(diǎn)精析

第一節(jié)構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副與平面機(jī)構(gòu)

一、運(yùn)動(dòng)副

運(yùn)動(dòng)副：兩個(gè)構(gòu)件之間的可動(dòng)聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副，以實(shí)現(xiàn)兩構(gòu)件的聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)確定的相對(duì)

運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)副有低副和高副之分。

平面運(yùn)動(dòng)副：兩個(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)時(shí)構(gòu)成平面運(yùn)動(dòng)副，以區(qū)別空間運(yùn)動(dòng)

副。

1.低副：兩構(gòu)件之間通過(guò)面與面接觸而組成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。有轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、

螺旋副。

低副特點(diǎn)：由于低副是面接觸，在承受載荷時(shí)壓強(qiáng)較低，便于潤(rùn)滑，不易磨損，但傳動(dòng)

效率較低。

2.高副：兩構(gòu)件以點(diǎn)或線的形式相接觸而組成的運(yùn)動(dòng)副。如：滾動(dòng)副、齒輪副、凸輪副

寸守。

高副特點(diǎn)：高副是以點(diǎn)或線接觸，易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的傳動(dòng)