1 绪论 第一章 机械工程材料的分类和性能
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机械⼯程概论复习提纲第⼀章绪论(⼀)⼀.机械的基本概况1、机构:由两个以上的构件通过活动连接以实现规定运动的组合体,其各组成部分之间具有⼀定的相对运动⽤来传递、转换运动和动⼒,或实现某种特定的运动2、机器:由⼀个或⼀个以上的机构组成,具有确定机械运动并完成⼀定有⽤⼯作过程的装置3、机械:机构和机器的总称4、机构和机器之间的区别与联系5、机构:传递、转换运动与动⼒实现某种特定的运动6、机器:具有确定机械运动、转换机械能、完成⼀定有⽤⼯作过程7、零件:组成机械不可拆的基本单元;专⽤零件8、构件:在机构中组成机构彼此间具有⼀定相对运动关系的基本单元9、部件:机械的⼀部分,为可以完成同⼀功能⽽在结构上连接在⼀起、能协同⼯作的零件的组合体10、机械、机器、机构、构件、零件之间的关系11、机械的特征及种类12、制造业和机械⼯业⼆.机械⼯程的涵义机械⼯程的⼯作内容(按⼯作性质划分)1、建⽴和发展能直接应⽤于机械⼯程的⼯程理论基础2、研究、设计和发展新的机械产品3、机械产品的⽣产4、机械制造企业的经营和管理5、机械产品的应⽤6、环境污染和⾃然资源过度耗费问题及其处理措施三.机械⼯程发展1、社会发展与机械⼯程第⼀次⾰命:⼤约200万年前,学会了⽤⽊棍和⽯块等天然⼯具,并锻炼了⼤脑和⼿指第⼆次⾰命:⼤约50万年前,学会了制造和使⽤简单的⽊制和⽯制⼯具,继⽽发现了⽕第三次⾰命:⼤约15000年前,制作和使⽤简单机械,开始了农耕与畜牧第四次⾰命: 1750年到1850年之间,⽡特第⼀台蒸汽机第五次⾰命:计算机的发明导致了⼀场现代⼯业⾰命。
智能机械开始应⽤,计算机正在改变⼈类的传统⽣活⽅式和⼯作⽅式2、机械⼯程发展史a.古代机械史(ancient history of machinery,~1750年) 机械始于⼯具b.近代机械⼯程史(modern history of mechanical engineering)⽤⽣产能⼒⼤和产品质量⾼的⼤机器取代⼿⼯⼯具和简陋机械。
机械基础知识点第⼀章绪论第⼀节课程的特点1. 综合性本课结合了⼯程⼒学,机械⼯程材料,常⽤机构,⽀撑零部件,机械传动,液压传动,⽓压传动的相关知识。
2.基础性⽆论从事机械制造,还是使⽤研究机械,都要运⽤这些基本知识。
3.⼀体性本门课程理论与实践紧密融合,学做⼀体。
第⼆节机械的组成“机械基础”主要研究对象是机械,我们的⾐⾷住⾏都离不开机械。
机械始于⽯器时代,指南车,地动仪是我们的祖先发明的机械。
1840年英国⼯业⾰命开启了机械飞速发展的时代,从蒸汽机,发电机,内燃机,计算机到现在的柔性制造单元和智能机器⼈等。
⼈类凭借智慧,使机械在种类,材料,⼯艺,性能等⽅⾯不断丰富完善。
1.机械是机器和机构的统称2.机器与机构的特征●机器特征:(1)是⼈为的实体组合。
(2)各部分(实体)之间具有确定的相对运动。
(3)能够转换或传递能量,代替或减轻⼈类的劳动。
●机构特征:具有确定相对运动的构件的组合。
具有独⽴运动的基本单元●机构不具备机器的第三个特征,是机器的主要组成部分,⼀部机器可以有多个机构,也可以只含有⼀个机构3.机器由哪⼏部分组成●动⼒部分传动部分⼯作部分操作或控制部分辅助部分(润滑,照明等)●机械分类情况动⼒机械(变换能量):电动机,内燃机等加⼯机械(变换物料):⾦属切削机床,压⼒机等运输机械(变换位置):汽车,缆车等信息机械(变换信息):传真机,数码相机等4.对机械要求:功能要求节能环保安全防护等5.零件●通⽤零件指各种机械中经常⽤到的零件●专⽤零件指在某些机械中才⽤到的零件第三节摩擦与损失●摩擦和磨损是⾃然界和社会⽣活中普遍存在的现象●30%-50%的能量消耗在各种形式摩擦中●80%的机器因为零件磨损⽽失效●摩擦,指两物体接触表⾯阻碍它们相对运动的机械阻⼒1.摩擦类型:1.固体摩擦⼲摩擦,边界摩擦除利⽤外尽量避免2.液(⽓)摩擦理论上不产⽣磨损,理想摩擦状态3.混合摩擦两者之间2.磨损运动副之间的摩擦将导致机件表⾯材料逐渐损耗形成磨损⼀个机械的磨损过程⼤概分为三个阶段磨合阶段是有益磨损,如减速器根据磨损机理分类,磨损主要有粘着磨损,磨料磨损,疲劳磨损,腐蚀磨损等第⼀章机械⼯程材料第⼀节⾦属材料性能1.使⽤性能定义:⾦属材料在使⽤过程中所表现出来的特性物理特性:密度,熔点,导电性,导热性,热膨胀性,磁性化学特性:耐蚀性,抗氧化性,化学稳定性⼒学特性:强度,塑性,硬度,韧性,疲劳强度2.⼯艺性能定义:⾦属在加⼯制造过程中所表现出来的特性铸造特性:⾦属材料铸造成型的能⼒锻造特性:⾦属在锻压成型过程中所表现出的能⼒切削加⼯性能:⾦属被切割难易程度焊接性:在⼀定焊接条件下⾦属材料获得优良焊接接头的能⼒第⼆节⾦属材料--⾮合⾦钢●⾦属材料分类:●钢铁材料:⾮合⾦钢合⾦钢铸铁●⾮铁⾦属:除钢铁材料以外其他⾦属(有⾊⾦属,硬质合⾦)●炼铁过程:原料:铁矿⽯或废铁原料在⾼炉中经过⼀系列反应还原出铁铸造⽣铁,含碳2.11%以上炼钢⽣铁,在炼钢炉中进⼀步氧化碳,得到⾮合⾦钢在炼钢过程中加⼊某些合⾦元素,得到合⾦钢⾮合⾦钢:⼀种铁碳合⾦(碳通常⼩于1.5%)分类1:低碳钢<=0.25%中碳钢=0.25%~0.60%⾼碳钢>=0.6%B.⾮合⾦钢中含有少量硅,锰,硫,磷等C.硅,锰是脱氧剂主要成分,能提⾼钢的强度和硬度(有益元素)D.磷,硫是原料中附带的,硫--热脆性,磷--冷脆性,有害元素按磷硫分:普通质量⾮合⾦钢S≤0.035% P≤0.035%优质⾮合⾦钢SP≤0.030%特殊质量⾮合⾦钢S≤0.020% P≤0.025%按⽤途分:碳素结构钢;例如铁钉,属于低碳钢,冶炼容易,⼯艺性好,价格低廉,且在⼒学性能上也能满⾜⼀般的⼯程结构及普通机械零件的要求,Q195 Q215 Q235:塑性和焊接性较好,但强度不⾼,可⽤于桥梁,⾼压线塔,房屋框架等⼯程结构,铆钉,螺栓螺母垫⽚,轴套等Q255 Q275:强度相对较⾼,可以⽤来制造链轮,拉杆,安全销等优质碳素结构钢例如,60代表C含量0.6%08F:强度硬度很低,塑性韧性很⾼,具有很好冷变形能⼒,常⽤于制造薄板,铁丝,冲压件等20:起重钩,指甲钳等受⼒不⼤,韧性较⾼的零件45:综合⼒学性能好,常⽤于制造齿轮,轴等重要运动零件60:弹簧,板簧等弹性零件80:强度较⾼,常⽤来制造受巨⼤拉⼒的钢丝绳碳素⼯具钢:⾼硬度,⾼耐磨性(0.7%以上⾼碳钢)(优质⾮合⾦钢)⽤T+数字表⽰ T代表碳数字代表含碳千分数,后加A表⽰有害元素更低、T7 T8:碳质量分数相对较低,仍具有⼀定塑性,且有良好硬度,常⽤于制造斧头,锤⼦,凿⼦,定位冲⼦等切削能⼒要求不⾼的⼯具T9 T10;⽤于制造钢锯锯条,⼿攻螺纹⽤的丝锥和板⽛等低速耐磨⼯具T12 T12A:硬度,耐磨性较⾼,制造普通⼑具,⼀般性量具,模具。
绪论构件:独立影响机构功能并能独立运动的单元体 (实物、刚体、运动的整体) 零件:加工的制造单元体 通用零件、专用零件零件和构件的关系:构件,是基本运动元件;零件,是基本制造元件。
构件由零件组成。
构件可以由一个零件组成 也可以由几个零件组成构件和机构的关系:两个或两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的构件组合。
机构和机器的区别:1 机构只是一个构件系统,而机器除了构件系统之外,还包括电气、液压等其它装置。
2 机构只用于传递运动和力机器除用于传递运动和力,还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。
机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析与动力源组合机器的组成(从运动观点看)由构件组成(从制造观点看)由零件组成机械机器机构构件零件通用零件专用零件{{原动构件从动构件机架}零件构件机构机器静联接动联接(运动副)机构的特征:机构是一种人为的实物构件的组合。
机构各部分之间具有确定的相对运动。
机器的特征:机器具备机构的特征外,还必须具备第三个特征:实现能量转换或完成有效的机械功机械原理多媒体教学——绪论◆机器的组成动力系统传动系统控制系统执行系统辅助系统,例如:润滑、显示、照明等第一章自由度:把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。
结论:一个作平面运动的自由构件有三个自由度。
运动副: 两构件直接接触而形成的可动联接两种分类:机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析按接触形式分类:接触形式:点、线、面 低副:面接触高副:点、线接触平面低副空间低副xyo高副高副空间低副平面低副平面低副按相对运动分类:转动副:相对转动 ——回转副(铰链) 移动副:相对移动 螺旋副:螺旋运动 球面副:球面运动运动副特性:运动副一经形成, 组成它的两个构件间的可能的相对运动就确定。
而且这种可能的相对运动, 只与运动副类型有关, 而与运动副的具体结构无关。
工程上常用一些规定的符号代表运动副机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析平面副低副:转动副、移动副(面接触)高副:齿轮副、凸轮副(点、线接触)xyoxyott nnnt更多的机构运动简图中的运动副的表示见 课本第8页。
第一章绪论在理论力学中,主要研究了物体在载荷作用下的平衡和运动规律。
但对物体是否能承受载荷,或者说在载荷作用下物体是否会失效这个问题并没有回答,而这是物体平衡和运动的前提。
这个问题正是材料力学所要研究和试图解决的。
在本章则主要讨论材料力学的研究对象和任务,初步建立起变形固体的…些基本概念,为后面的学习打下基础。
第一节变形固体及其理想化由于理论力学主要研究的是物体的平衡和运动规律,因此将研究对象抽象为刚体。
而实际上,任何物体受载荷(外力)作用后其内部质点都将产生相对运动,从而导致物体的形状和尺寸发生变化,称为变形。
例如,橡皮筋在两端受拉后就发生伸长变形;工厂车间中吊车梁在吊车工作时,梁轴线由直变弯,发生弯曲变形。
可变形的物体统称为变形固体。
物体的变形可分为两种:一种是当载荷去除后能恢复原状的弹性变形;另一种是当载荷去除后不能恢复原状的塑性变形。
工程中绝大多数物体的变形是弹性变形,相应的物体称为弹性体。
如果物体的弹性变形大小与载荷成线性关系,则称为线弹性变形,相应的物体材料称为线弹性材料。
大多数金属材料当载荷在一定范围内产生的是线弹性变形。
变形固体的组织构造及其物理性质是十分复杂的,在载荷作用下产生的物理现象也是各式各样的,每门课程根据自身特定的目的研究的也仅仅是某…方面的问题。
为了研究方便,常常需要舍弃那些与所研究的问题无关或关系不大的属性,而保留主要的属性,即将研究对象抽象成•种理想的模型,如在理论力学中将物体看成刚体。
在材料力学中则对变形固体作如下假设:1.连续性假设。
假设物质毫无空隙地充满了整个固体。
而实际的固体是由许多晶粒所组成, 具有不同程度空隙,而且随着载荷或其它外部条件的变化,这些空隙的大小会发生变化。
但这些空隙的大小与物体的尺寸相比极为微小,可以忽略不计,于是就认为固体在其整个体积内是连续的。
这样,就可把某些力学量用坐标的连续函数来表示。
2.均匀性假设。
假设固体内各处的力学性能完全相同。