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机械工程材料电子课件

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机械工程基础课件完整版课件全套ppt教学教程最全整套电子教案电子讲义(最新)

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单元一 静力学基础
2. 常见的几种类型的约束 柔绳、链条、胶带构成的约束
F1
F
F1
F2 A
F2 G
单元一 静力学基础
胶带构成的约束
单元一 静力学基础
链条构成的约束
单元一
光滑接触面约束
静力学基础
公法线
F
F
C
FA A
FC
FB B
公切面
F
F
单元一 静力学基础
公切线 公法线
F
光滑接触面约束实例
单元一 静力学基础
单元一 静力学基础
1.2 静力学公理 公理1(二力平衡公理)
要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须 也只需这两个力大小相等、方向相反、沿同一直 线作用。
公理2(加减平衡力系公理)
可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去 掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的 作用。
单元一 静力学基础
推论(力在刚体上的可传性)
光滑接触面约束动画
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束
A B
F A
B
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束实例
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束实例
Fy Fx
向心轴承
单元一 静力学基础
光滑圆柱铰链约束 固定铰链支座
F
Fy
Fx
单元一
光滑圆柱铰链约束 活动铰链支座
静力学基础
F F
单元一 静力学基础
单元一 静力学基础
力的定义
力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物 体的形状和运动状态发生改变。
外效应——改变物体运动状态的效应。 力的效应
内效应——引起物体变形的效应。

华南理工大学机械工程材料课件-第十一章教程

华南理工大学机械工程材料课件-第十一章教程

第一节机械零件的失效形式第二节选材的基本原则
第三节热处理方案的选择及热处理技术的标注第四节预防和控制热处理变形的方法及措施第五节
典型零件选材与工艺分析
1
2012-05-24
3
失效分析是机械产品设计、制造的依据；
1943年美国T-2油轮发生断裂
形的情况下突然发生的脆性断裂往往会造成灾难性事故
形的情况下突然发生的脆性断裂，往往会造成灾难性事故。

防止脆断的方法：准确分析零件所受应
防止脆断的方法
力及应力集中的情况，选择满足强度要
求并具有定塑性和韧性的材料
求并具有一定塑性和韧性的材料。

断口分析：是断裂失效分析的核心，同
时又是断裂失效分析的向导，指引断裂
时又是断裂失效分析的向导指引断裂
失效分析少走弯路。

2012-05-24
7
2）初始成本↓，质量↓，附加成本↑。

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14
组织要求等。

C620车床主轴及热处理技术条件
建议加厚槽底
开工艺孔危险截面
攻丝凸轮及其变形情况
开艺孔
合理安排孔洞位置变不通孔为通孔
采用封闭结构采用对称结构弹簧卡头
镗杆截面
磨床顶尖45钢齿轮
汽车变速箱齿轮
3. 机床齿轮
轴的失效形式：
直升飞机螺旋桨驱动齿轮轴扭断
⑴车床主轴
C620车床主轴简图
e)时效:消除磨削应力，稳定组织及尺寸，满足精度要求；
内燃机曲轴
175A型柴油机曲轴简图
热锻模机床床身手术等
5CrNiMo热锻模、机床床身、手术刀等。

刃具材
刃具选材。

机械工程材料ppt课件

机械工程材料ppt课件

1,纯铁(重要特性是结晶过程具有同素
目 录 异构转变 );
2, 铁素体 :是碳溶于α-Fe中形成的固
上一页 溶体，常用符号“α”或“F”表示。
下一页
3,奥氏体 :奥氏体是碳溶于γ-Fe中形
成的固溶体，用“γ”或“A”表示。
4,渗碳体:是铁与碳的稳定化合物Fe3C，
退出

其碳的质量分数为6.69％。 渗碳体在高温下可以分解形成石墨态的自
第3章 合金的相结构与二元合金相图
目录
上一页 下一页 退出
• 3.1 合金的相结构 • 3.2 匀晶相图 • 3.3 共晶相图 • 3.4 合金的性能与相图的关系
2020/11/4
7
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
目
录
•
铁碳合金按其碳的质量分数及室温平衡组织 分为三大类，即工业纯铁、钢和铸铁。
• 4.3.1 工业纯铁: (Wc<0．0218％)室温平衡组织
上一页 为铁素体加少量Fe3CⅢ;
下一页 • 4.3.2 共析钢 :室温平衡组织为珠光体 ; • 4.3.3 亚共析钢 :在室温下的组织由先共析铁素
再结晶 • 第3章 合金的相结构与二
元合金相图 • 第4章 铁碳合金 • 第5章 钢的热处理 • 第6章 合金钢 • 第7章 铸铁
• 第8章 有色金属及其合金 • 第9章 非金属材料 • 第10章 纳米材料与功能材料 • 第11章 铸造 • 第12章 金属压力加工 • 第13章 焊接 • 第14章 机械零件的选材及工

机械基础教学课件配套课件顾淑群第3章机械工程材料

机械基础教学课件配套课件顾淑群第3章机械工程材料

第3章 机械工程材料
3.1金属材料的性能
3.1.3 金属材料的力学性能
1.力学性能:金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。
： 2.载荷 金属材料在使用及加工中所受外力称为载荷。 ： 3.载荷分类 根据载荷作用性质的不同，可以分为静载荷、冲击载荷及疲劳载荷等三种。 ： 4.力学性能指标 强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
3.2.1 碳素钢
碳素钢：含碳质量分数小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。
1.碳素钢的分类
（1）按钢的含碳质量分数分类
低碳钢
含碳质量分数Wc≤0.25%
中碳钢
含碳质量分数Wc=0.25~0.60%
高碳钢
含碳质量分数Wc≥0.6%
（2）按钢的质量分类
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
3.2.1 碳素钢
3.碳素工具钢 由于碳素结构钢要求高硬度和高耐磨性，故工具钢含碳质量分数都在0.7%以上，都是优 质钢和高级优质钢。 牌号：以汉语拼音字母“T”后面加阿拉伯数字表示，其数字表示钢中平均含碳质量分数的 千分之几。 例如T8表示含碳质量分数为0.80%的碳素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后 面标以字母A，如T12A表示平均含碳质量分数为1.20%的高级优质碳素工具钢 。 用途：主要用于制造刃具、模具、量具以及其他工具
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
3.2.2 合金钢
（3）机械制造用钢 ①合金渗碳钢：指用于制造渗碳零件的钢。 合金渗碳钢的含碳质量分数WC=0.10～0.25%，加入合金元素主要有铬（WCr＜2%）、镍 （WNi＜4%）、锰（WMn＜2%）等，经过渗碳后，再进行淬火+低温回火，从而达到表面 高硬度、高耐磨性和心部高强度并有足够韧性。20CrMnTi是应用最广泛的合金渗碳钢。 ②合金调质钢 合金调质钢：一般指经过调质处理（淬火+高温回火）后使用的合金结构钢，合金调质钢的 基本性能是具有良好的综合力学性能。合金调质钢的含碳质量分数一般在0.25~0.50%之间， 主加合金元素有铬、镍、锰、硅等，以增加淬透性，同时还能起固溶强化作用。 用途：用于制造重载作用下同时承受冲击载荷作用的一些重要零件。一般的热处理方法是淬 火后高温回火，如果除要求材料具有良好的综合力学性能外还要求表面层有良好的耐磨性， 对调质处理零件还要进行表面淬火及低温回火处理。

工程材料及机械制造基础 PPT课件

工程材料及机械制造基础 PPT课件
21
二、物理性能和化学性能
如：比重、熔点、耐腐蚀性等。
22
三、工艺性能
（材料适应成型加工工艺的能力， 反映对材料成型加工的难易程度） 铸造性能 压力加工性能 焊接性能 切削加工性能 热处理工艺性能
23
思考：
1、金属材料的机械性能中哪个性能最好？ 2、已知某钢材的σS =240 MPa，σb =400
C： C↑——σ、HB↑，δ、ak↓。 当C>0.9%时，σ↓ Si： Si↑——σ、HB↑，δ、ak↓。 但∵Si含量少，故影响不大。 Mn： Mn↑——σ、HB↑，并减少S的危害。也
∵Mn含量少，故影响不大。 S: 生成FeS，FeS与Fe形成晶体（985℃熔点），
易热脆(高温加工时容易产生裂纹)。 P： P↑——σ、HB↑，δ、ak↓↓。易冷脆(钢在低
布氏硬度： 以压痕单位球面积上所承受载荷的大小， 作硬度值。（HB）
洛氏硬度： 以压痕的深度来确定其的硬度值。 （HRC）
19
HBS 压头为淬火钢球，用于测定较软金 属材料（<450HBS）如有色金属、灰 铸铁、退火、正火、调质钢。
HBW 压头为硬质合金球，用于测定较 硬金属材料（>450HBW）。
有色金属：铜、铝、镁、钛等及其合金 陶瓷
——无机非金属材料 玻璃 混凝土 塑料
——有机高分子（高分子聚合物）材料 橡胶 纤维
金属基 ——复合材料
纤维基
5
1、材 料
1.1 材料的分类——按性能分：
——结构材料：利用材料的力学性能，所制备的各 类器件或构件是为了承受各种形式 的载荷，主要起支撑作用。
——功能材料：具有特殊的电、磁、光、热、声、 力、化学性能和理化效应的各种新 材料。 用以对信息和能量的感受、计划、 输运、屏蔽、绝缘、吸收、控制、 记忆、存储、显示、发射、转化和 变换的目的。

机械工程 完整的ppt课件

机械工程 完整的ppt课件

机械零件的疲劳大多发生在 －N曲线D点以前，可用下式描
述：
m rN NC (N ND)
D点以后的疲劳曲线呈一水 平线，代表着无限寿命区， 其方程为：
σγ
σγN1 σγN2 σγN
σγ
有限寿命区
无限寿命区
D
rN r N（ N D )
0
N1 N2 N
N0
N
由于ND很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个
2）典型变应力及应力循环特征γ
.
σ
σ =常数 t
a）静应力：γ= +1 变应力特例
σ
一．载荷和应力的类型
σ
σa
σa σmin
σm σmax t
b）非对称循环变应力γ 在（+1～-1）间变化
σ
σa
σmax
t σmin
c）对称循环变应力γ= -1
.
应力类型
σa
σa
σm
σmax t
d）脉动循环变应力γ= 0
二．机械零件的失效形式及强度条件式
一）零件的失效形式 静应力作用下——过载断裂、塑性变形 变应力作用下——疲劳破坏约占零件损坏事故中的80% 。
二）零件强度条件式：σ ≤ [σ] = σlim / S
材料的极限应力
安全系数
1．静应力作用下 脆性材料制造的零件：σlim =σb 零件极限应力 塑性材料制造的零件：σlim =σS
用表面状态系数 来考虑
综合影响系数
(K )D
K
或
(K )D
K
考虑各因素影响
.
四.机械零件的疲劳强度计算
一）零件的极限应力线图
机械零件的疲劳强度计算1
由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的 影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。

机械基础(陈长生)03机械工程材料及其选用PPT课件

机械基础(陈长生)03机械工程材料及其选用PPT课件

一、强度和塑性 （1）强度：材料抵抗变形和断裂的能力
比例极限 p
弹性极限 e 屈服点 s 抗拉强度 b
（2）塑性 材料断裂前塑性变形的能力
•伸长率(延伸率) d
l1l10% 0
l
•断面收缩率ψ
AA110% 0
A
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科
δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
δ > 10%
（1）回火的目的 回火的目的是减少内应力；稳定 组织，使工件形状、尺寸稳定；调整组织，消除脆性，以 获得工件所需要的使用性能。
（2）回火的方法及应用 1）低温回火（150℃～250℃） 回火后的硬度一般为 58～64HRC。低温回火一般用于表面要求高硬度、高耐磨 的工件，如刀具、量具、冷作模具、滚动轴承、渗碳件、 表面淬火件等。 2）中温回火（350℃～500℃） 中温回火后的硬度为 35～50HRC。中温回火一般用于要求弹性高、有足够韧性 的工件，如弹簧、弹性元件及热锻模具等。 3）高温回火（500℃～650℃）（调质） 高温回火后 的硬度一般为220～330HBS。通常将淬火加高温回火相结 合的热处理称为调质处理，调质处理广泛用于汽车、拖拉 机、机床等重要的结构零件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类 。
（2）淬火方法及其应用 为了保证钢淬火后得到马氏体， 同时又防止产生变形和开裂，应选择合适的淬火方法。常 用淬火方法如图3-13所示，图中MS是指马氏体开始转变温 度（约为230oC）。
①单液淬火 ②双液淬火 ③分级淬火 ④等温淬火
3．钢的回火 将淬火钢重新加热到A1以下某一温度 ，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺，称为回 火。它是紧接淬火的热处理工序。
2．钢的淬火 淬火是将钢件加热到相变点Ac3或Ac1以 上30～50℃,保温一定时间，然后快速冷却，获得马氏体 （或贝氏体）组织的热处理工艺。淬火是强化钢铁零件最 重要的热处理方法。

机械工程材料教学课件第7章常用金属材料

机械工程材料教学课件第7章常用金属材料
（1）形成合金铁素体，合金铁素体对钢具有固溶强化的作用。
7.3 合金钢
（2）形成合金碳化物
合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元 素和非碳化物形成元素两大类。
碳化物形成元素：常见碳化物形成元素有Mn、Cr、W、V、 Nb、Zr、Ti等（按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排 列），它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体， 含量高时可形成新的合金碳化物。
7.4.1低合金高强度结构钢
1. 化学成分及性能特点 低合金高强度结构钢的含碳量较低，一般不超过0.2%，合金
元素的含量不超过3%，因含碳量较低，所以其塑性、韧性和焊接 性能较好，此类钢中常加入的元素有Mn、Si、V、Nb、Ti、Al、 Mo和N等，其中以Mn最为常用。
C：在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物，使钢得到强 化。在合金钢中为来形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要 0.01~0.02％，所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善 钢的韧性和焊接性能。
7.1.4 P对钢性能的影响
磷由炼钢时由矿石带入到钢中，它能够增加钢的强度和硬度， 但对塑性变形、冲击韧性的负面作用更加明显，[但对塑性变形、 冲击韧性的负面作用更加明显，]特别是在低温时，它使钢材显著 变脆，这种现象称为"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性能变 坏，含磷越高，冷脆性越大，故钢中对含磷量控制较严，所以一般 说磷也是有害元素。
Mn：Mn/C比值越高，越有助于提高钢的屈服强度和冲击韧性。 锰降低了γ→α 转变温度，有利于针状铁素体的形核；另外，在加 热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加 铁素体中碳化物的弥散析出量。高锰还可以导致钢的应力-应变特 性的变化，可以抵消晶格效应的强度损失。

机械基础第一章完整ppt课件

机械基础第一章完整ppt课件

精选PPT课件
2
第1
章
机械概述
1-1机器的组成 1-2金属材料的性能 1-3机械零件的强度 1-4摩擦和磨损
精选PPT课件
3
1-1 机器的组成
•本节任务： 1、什么是机器、机构、机械、零件和构件？ 2、机器的组成部分。
精选PPT课件
4
1-1机器的组成
一、机器和机构
精选PPT课件
5
1、机器
机械基础
精选PPT课件
1
绪论
•机械基础是一门什么样的课？
机械基础是中等职业学校机械专业的一门综合性的基础课。 工程力学
机械基础
机械工程材料 机械零件与传动
机工械程工零力程件学材与：料传生：动产构：实件为践是了中材正常料确用制的成使机的用械。机设机器备械，和工必工程须程材了部料解件的机都基器是本的由知组许识成多为。构合从件理运（地动具选上有择看独材，立料机运，器动充由的 分若基发干本挥传单材动元料机）本构组身组成的成的潜；。在从工性结程能构力提上学供看为了，分基机析础器构。由件若的干强零度件、组刚成度。与要选了择解合机理器的，结就构要提了供解了机基构本 的理工论作与原方理法、。特点及应用和通用零件的类型、结构、材料、标准及选择方法。
精选PPT课件
25
2. 抗氧化性 （1）金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 （2）金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、焊接等加热作业 时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时， 常在其 周围形成一种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3. 化学稳定性 （1）化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。
二、机器的组成 2、执行部分

8章机械系工程材料教学课件

8章机械系工程材料教学课件
11
结论：主要原因是半轴凸缘与杆连接的轴台阶处表面存在脱 碳层，在高的扭转疲劳剪应力作用于形成裂纹源；40Cr钢 中含有较多的大尺寸非金属夹杂物；此外，热处理工艺不当， 中频感应淬火温度偏高且回火不足，使材料的综合力学性能 变差，使表面萌生的裂纹在应力作用下迅速扩展，导致半轴 发生早期疲劳断裂。
12
8
能谱分析：因夹杂物数量多、尺寸大，用能谱仪对夹杂物成 分进行分析后发现球形夹杂物为复合氧化物，其成分与冶炼 炉渣相近。 原因：由于采用上铸法浇注时炉渣容易混于钢液中而条 状硫化物夹杂主要为硫化铁和硫化锰，是由于钢材在轧制时 发生变形所致。
力回火→粗磨→氮化→精加工→检验
19
6.典型轴类零件的选材示例 例1：机床主轴的选材与工艺路线
20
➢ 车床主轴，工作时承受应力不大。主轴大端内锥孔和锥度外 圆，经常与卡盘、顶针有相对摩擦；花键部分与齿轮有相对 滑动，轴颈处易磨损；锥孔与外圆锥面，易拉毛，故这些部 位要求有较高的硬度和耐磨性。
➢ 选用45钢制作。
26
4.齿轮类零件的常用材料 一般选用45、40Cr、40 CrNi、40MnB、35CrMo等中 碳钢或中碳合金钢锻件为毛坯。 单件或小批量生产，直径100mm以下的小齿轮可用圆钢下 料毛坯。 直径500mm以上的大型齿轮锻造比较困难，常采用铸钢件 或球墨铸铁。
27
铸造齿轮一般以辐条结构代 替锻造齿轮的辐板结构，有 时也以焊接方式生产大型齿 轮毛坯，特殊情况下选用工 程塑料，如受力不大或在无 润滑条件下工作的齿轮，可 选用尼龙、聚碳酸脂等高分 子材料来制造
8.2 零件设计中的材料选择
选材的基本原则
选材的一般步骤及注意事项
使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。

3第三章--材料的凝固ppt课件(全)

3第三章--材料的凝固ppt课件(全)

溶体转变线
温N
度
J A+
L D
相区标注
L+A AE
C L+ Fe3C F
组织组成物标注 G
A+ Fe3C
A+
Le
复相组织组成物：
F
珠光体P(F+ Fe3C)
A+F S Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Le Le+ Fe3CⅠ K
P P
F+ Fe3C
P+
Le’
莱氏体Le(A+ Fe3C)
QP+F Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+Le’ Le’+ Fe3CⅠ
混合物，称作莱氏体，用Le 表示。为蜂窝状。以Fe3C为 基，性能硬而脆。
莱氏体
PSK：共析线
S ⇄FP+ Fe3C 共析转变的产物是与
Fe3C的机械混合物, 称 作珠光体，用P表示。
L+δ
δ+
L+
+
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
扫描电镜形貌 珠光体(光镜)
珠光体的组织特点是 两相呈片层相间分布, 性能介于两相之间。 PSK线又称A1线 。
Q
不易分辨。室温组织为P.
珠光体
共析钢的结晶过程
㈢ 亚共析钢的结晶过程 0.09~0.53%C亚共析钢
冷却时发生包晶反应。
Ⅲ
A
H
B

J
以0.45%C的钢为例 合金在 4 点以前通过匀
晶→包晶→匀晶反应全
部转变为。到4点，由
G S
P
+Fe3C

机械工程学ppt课件

机械工程学ppt课件

空间力系也可以简化为一个主矢和一个主矩。
2 2 2 F ' ( F ) ( F ) ( F ) R x y z
2 2 2 M [ M ( F ) ] [ M ( F ) ] [ M ( F ) ] o x y z
• 空间力系的平衡方程 平衡的必要与充分条件：
A Fy
x
2.力对轴之矩
合力矩定理 ： 如一空间力系由F1、F2、…、Fn组成，其合
力为FR，则合力FR对某轴之矩等于各分力对同一 轴之矩的代数和。
M ( F ) M ( F ) z R z
(1-30)
例1：图示力F=1000N，求F对z轴的矩Ｍz。
FZ
z
5 15
Fy
Fxy
y
Fx
xy面:
RAH x FT
y
RBH
L F R t L B H 0 2
F 1 2 8 4 . 8 t R N 6 4 2 . 4 N B H 2 2
R FR 0 A H t B H
R F R 1 2 8 4 . 8 6 4 2 . 4 N 6 4 2 . 4 N A H t B H
B
MT
y
L1
解： xz面:
x RAH RBH Ft
z RBV RAV
MT
M ( F ) 0
A
Fr
d MT F t 0 2
d 2 8 2 . 5 M F 1 2 8 4 . 8 N m m T t 2 2
1 8 1 4 8 1 N m m
yz面:
RAV
z
RBV Fr y
课堂练习题
如图所示传动轴，带拉力T1、T2及齿轮径向压力Fr向下，已知 T1 / T2 =2， Fr =1KN,压力角α =20°，R=500mm，r=300mm, a=500mm，试求切向力Ft及 轴承A及B的约束反力。

《机械工程》PPT课件

《机械工程》PPT课件

齿轮油泵装配图
1〕概括了解 ◆标题栏中了解装配体的名称,借阅有关资料了解其用途和使用性能. ◆明细栏中了解零件的名称、数量和复杂程度,了解它在部件中的位置. ◆视图配置、尺寸和技术要求,可知装配体大小、结构特点及工作原理. 2〕齿轮油泵工作原理
3〕分析视图 弄清各视图名称、采用的表达方法和表达主要内容及投影关系.
零
轴
件
上
无
切
法
槽
定
位
错误
孔 边 倒 角
〔2〕防松结构的合理性 不合理 合理
〔3〕有利于装拆的合理结构 衬套结构
扳手空间
轴承安装结构
轴承拆卸
5.读装配图和拆画零件图
〔1〕读装配图 读装配图是工程技术人员必备的能力,在设计、装配、安装、调试以 及进行技术技术交流时,都需要读懂装配图.
返回第7章
读装配图的方法和步骤
第五步.画其他装配线 阀芯、阀杆、填料压紧盖、扳手
第六步.画细部结构 填料、螺栓、螺母、密封圈等.
第六步.完成装配图
检查无误后加深图线,画剖面线,标注尺寸,对零件 进行编号,填写明细栏、标题栏,书写技术要求等,完 成装配图.
7.3 焊 接 图
焊接是将零件连接处加热熔化,或者加热加压熔化〔用或不用填充材 料〕,连接处熔合为一体的不可拆制造工艺.
〔5〕指引线
指引线采用细实线绘制,一般由带箭头的指引线〔称为箭头线〕和两条基 准线〔其中一条为实线,另一条为虚线,基准线一般与图纸标题栏的长边平行〕 必要时可以加上尾部〔90°夹角的两条细实线〕.
箭头对于焊缝的位置一般没有特殊的要求
当箭头线直接指向焊缝时,可以指向焊缝的正面或反面.但当标注单边V形 焊缝、带钝边的单边V形焊缝、带钝边的单边J形焊缝时,箭头线应当指向有 坡口一侧的工件.如图a、b所示.
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1.1 金属材料的力学性能
2.洛氏硬度
⑴洛氏硬度测试原理。 洛氏硬度试验采用金刚石圆锥体或淬 火钢球压头， 压入金属表面后， 经规定保持时间后卸除主 试验力， 以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。测量的示意 图如图1-6所示。
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图1-6 洛氏硬度测试过程示意图
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图1-3 低碳钢的力——伸长曲线
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1.1 金属材料的力学性能
⑴ ——弹性变形阶段。 当给材料施加载荷后， 试样产生 伸长变形。 试样的变形完全是弹性的， 如果载荷卸载， 试 样可恢复原状。 在p点以下， 载荷和变形量呈线性关系。当 施加力超过比例伸长力 后，力和变形不成线性关系， 直 至最大弹性伸长力 。 为试样能恢复到原始形状和尺寸 的最大拉伸力，一般来说 与 非常接近。
工程上使用的金属材料， 并不是都有明显的四个阶段， 有 的没有明显的屈服现象， 如退火的轻金属、 退火及调质的 合金钢等 。有些脆性材料， 不仅没有屈服现象， 而且也不 产生“缩颈”， 如铸铁等。 图1-4 为铸铁的力-伸长曲线。
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图1-4 铸铁的力-伸长曲线
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1.1 金属材料的力学性能
式中：σ——应力，MPa； F——外力，N； S——横街面积，mm2。
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1.1 金属材料的力学性能
1.1.1强度指标及应用
金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。 强度的大小通常用应力来表示， 强度愈高， 材料所能承受 的载荷愈大。
根据载荷作用方式的不同， 强度可分为抗拉强度、 抗压强 度、 抗弯强度、 抗剪强度和抗扭强度5种。 工程上常以屈 服强度和抗拉强度作为强度指标。
硬度值又可以间接地反映金属的强度及金属在化学成分、 金 相组织和热处理工艺上的差异， 而与拉伸试验相比， 硬度 试验简便易行， 因而硬度试验应用十分广泛。 硬度测试的 方法很多， 最常用的有布氏硬度试验法、 洛氏硬度试验法 两种。
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1.1 金属材料的力学性能
1.布氏硬度
⑴测试原理。使用直径为D的球体 （钢球或硬质合金球）， 以规定的试验力F压入试样表面， 经规定保持时间后卸除试 验力， 然后测量表面压痕直径d， 用压痕表面积S除载荷F所 得的商即为布氏硬度， 如图1-5所示。
第1章 金属材料的性能
1.1 金属材料的力学性能 1.2 金属材料的物理、化学性能 1.3 金属材料的工艺性能
1.1 金属材料的力学性能
力学性能是指材料在各种外力作用下抵抗变形或破坏的某些 能力 ,是机械制造领域选用金属材料的主要依据, 而且它与 各种加工工艺也有密切的关系。 力学性能范围较广， 以试 验温度区分， 力学性能可分为高温力学性能、 常温力学性 能和低温力学性。 本书主要介绍常温力学性能。
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图1-5 布氏硬度试验原理图
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1.1 金属材料的力学性能
⑵布氏硬度的表示方法。布氏硬度的表示符号为HBS和 HBW 两种。 压头为淬火钢球时用HBS表示， 一般适用于 测量软灰铸铁、 有色金属等布氏硬度值在450以下的材料。
压头为硬质合金球时， 用HBW表示， 适用于布氏硬度值在 650以下的材料。 符号 HBS或HBW之前的数字为硬度值 符号后面按以下顺序用数字表示试验条件：
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1.1 金属材料的力学性能
2.断面收缩率
试样拉断后， 缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百 分比称为断面收缩率， 用符号 表示。 其计算公式如下
金属材料的伸长率 和断面收缩率 数值越大， 表示材料的 塑性越好。 塑性好的金属可以发生大量塑性变形而不破坏， 也易于加工成复杂形状的零件。 例如， 工业纯铁的 可达 50%， 可达80%，可以拉制细丝， 轧制薄板等。 铸铁的 几乎为零， 所以不能进行塑性变形加工。 塑性好的材料， 在受力过大时， 首先产生塑性变形而不致发生突然断裂， 因此比较安全。
3.应力-应变
若力用ó 试即样的原始横截面积S0去除拉力F, 则得到试样所受的应 用试样相应的变形量 除以试样的原始标距长度 即得其
相对变形 (即应变), 即
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1.1 金属材料的力学性能
4.强度指标Leabharlann 其意义在拉伸的各个阶段， 都分别对应有典型的应力。 常用的强 度指标有屈服强度和抗拉强度， 应重点掌握。
⑴屈服强度Ós。 ⑵抗拉强度Ób。
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1.1 金属材料的力学性能
1.1.2塑性指标及应用
金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不断裂的能力称为塑 性。 塑性指标也是由拉伸试验测得的， 常用伸长率和断面 收缩率来表示。
1.伸长率
试样拉断后， 标距的伸长量与原始标距的百分比称为伸长率， 用符号 表示。其计算公式如下
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1.1 金属材料的力学性能
⑶ sb ——强化阶段。 在屈服阶段以后 ，欲使试样继续伸 长， 必须不断加载。 随着塑性变形的增大， 试样变形抗力 也在不成比例地逐渐增加， 这种现象称为形变强化 （或称 加工硬化）， 此阶段试样的变形是均匀发生的。 为试样 拉伸试验时的最大载荷。
图中 是试样的直径，l0为标距长度。 根据标距长度与直
之间的关系， 试样可分为长试样
和短试样
两种。
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图1—2 圆形拉伸试样
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1.1 金属材料的力学性能
2.力和拉伸曲线
拉伸试验过程中随着载荷的均匀增加， 试样不断地由弹性伸 长过渡到塑性伸长直至断裂。 一般试验机都有自动记录装置， 可以把作用在试样上的力和伸长量描绘成拉伸图， 也叫做力 -伸长曲线。如图1-3所示为低碳钢的力2伸长曲线，图中纵坐 标表示力F，单位为N；横坐标表示伸长量 ，单位为mm 。 图中明显地表现出下面几个变形阶段：
材料受外力作用时， 为保持自身形状尺寸不变， 在材料内 部作用着与外力相对抗的力，称为内力。 内力的大小与外力 相等， 方向则与外力相反， 和外力保持平衡。 单位面积上 的内力称为应力。 金属受拉伸载荷或压缩载荷作用时， 其 横截面积上的应力按下式计算
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1.1 金属材料的力学性能
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图1-1 载荷的作用形式
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1.1 金属材料的力学性能
金属材料受到载荷作用后， 产生的几何形状和尺寸的变化称 为变形。 变形分为弹性变形和塑性变形两种。
材料在载荷作用下发生变形， 而当载荷卸除后， 变形也完 全消失。 这种随载荷的卸除而消失的变形称为弹性变形。
当作用在材料上的载荷超过某一限度， 此时若卸除载荷， 大部分变形随之消失（弹性变形部分）， 但还是留下了不能 消失的部分变形。 这种不随载荷的去除而消失的变形称为塑 性变形 ，也称为永久变形。
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1.1 金属材料的力学性能
⑷ bz ——缩颈阶段( 局部塑性变形阶段)。 当载荷达到最 大值 后， 试样的直径发生局部收缩， 称为“ 缩颈”。 随着试样缩颈处横截面积的减小， 试样变形所需的载荷也随 之降低， 而变形继续增加， 这时伸长主要集中于缩颈部位。 当到达 z点时试样发生断裂。
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1.1 金属材料的力学性能
⑵ es ——屈服阶段。 当载荷超过 后再卸载时， 试样 的伸长只能部分地恢复， 而保留了一部分残余变形。 当载 荷增加到 时,力-伸长曲线图上出现平台或锯齿状， 这种 在载荷不增加或略有减小的情况下， 试样还继续伸长的现 象叫做屈服。 称为屈服载荷。 屈服后， 材料开始出现 明显的塑性变形， 材料完全丧失了抵抗变形的能力。 在试 样表面开始出现与轴线成约 的滑移线。
7355N （750kgf）试验力的作用下， 氏硬度值为490。
保持10~15s时测得的布
做布氏硬度试验时， 压头球体的直径（D）、 试验力（F） 及试验力保持的时间（t）， 应根据被测金属材料的种类、 硬度值的范围及金属的厚度进行选择。 常用的压头球体直径
（D）有1、2、2.5、5mm和10mm5种， 试验力（F） 在 9.807N~29.42kN范围内, 二者之间的关系见表1-1。
变化的载荷。 机械零件在使用过程或加工过程中， 会受到不同形式外力的
作用 如柴油机的连杆在工作时不仅受到拉力和压力的作用， 还要受冲击力的作用； 起重机上的钢丝绳受到悬吊物体的重 力作用。 根据作用形式的不同， 载荷可分为拉伸载荷、 压 缩载荷、 弯曲载荷、 剪切载荷和扭转载荷等， 如图1-1所 示。
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表1-1 根据材料和布氏硬度范围选 择试验条件
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1.1 金属材料的力学性能
⑶特点及应用范围。布氏硬度是使用最早、 应用最广的硬度 试验方法， 主要适用于测定灰铸铁、 有色金属、 各种软钢 等硬度不是很高的材料。测量布氏硬度采用的试验力大， 球 体直径也大， 因而压痕直径也大， 因此能较准确地反映出 金属材料的平均性能。 另外， 由于布氏硬度与其他力学性 能 （如抗拉强度） 之间存在着一定的近似关系， 因而在工 程上得到了广泛的应用。
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1.1 金属材料的力学性能
⑵常用洛氏硬度标尺及其适用范围。 为了用一台硬度计测定 从软到硬不同金属材料的硬度， 可采用不同的压头和总试验 力组成几种不同的洛氏硬度标尺， 每一种标尺用一个字母
在洛氏硬度符号HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标尺是A， B，C3种，其中C标尺应用最为广泛。3种洛氏硬度标尺的试验 条件和适用范围见表1-2。
力学性能包括强度、 塑性、 硬度、 冲击韧性及疲劳强度等。 金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。 根据载
荷作用性质的不同， 对金属材料的力学性能要求也不同。 载荷按其作用性质的不同可分为以下3种。
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1.1 金属材料的力学性能