第一章机械基础

1、 主讲：王春举主讲：王春举 石泉职教中心1-1机器及其组成1、机械：机器（三个特征）：人为的实物组合（不是天然形成的）；各运动单元具有确定的相对运动；必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。机构：只有两个特征。机器和机构的总称机器和机构最明显的区别是：机械的组成：1.原动机：机械动力的来源2.工作机：能完成机械预期的动作3.传动部分： 把原动机的运动和功率传递给工作机的中间环节4.操纵或控制部分机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。2、概念构件可由一个或几个零件组成。机架：机构中相对不动的构件原

2、动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。输出构件机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。从运动角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立运动单从运动角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立运动单元体组合而成的，这些元体组合而成的，这些独立运动单元体称为构件独立运动单元体称为构件。 从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立制造单元体组合而成零件，这些制造单元体组合而成零件，这些独立制造单元体称为零件独立制造单元体称为零件。l1.2.1 物理性能物理性能 l1.

3、密度和熔点密度和熔点:(1)密度;(2)熔点 l2.热学性能热学性能:(1)导热性;(2)比热容;(3)热膨胀系数 l3.电学性能电学性能:(1)导电性;(2)介电常数与介电强度;(3)铁电性能;(4)超导电性 l4.磁学性能磁学性能:(1)磁导率;(2)矫顽力1-2 金属材料的性能金属材料的性能l1.强度强度 l (1)拉伸试样:拉伸试样的形状有圆形和矩形两类。在国家标准(GB/T 2282002)金属材料室温拉伸试验方法中，对试样的形状、尺寸及加工要求均有明确的规定。图1-5所示为圆形拉伸试样。1-3 1.3.1 摩擦与磨损摩擦与磨损 摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象.世界上1/3、

4、1/2的能源消耗在摩擦上,各种机械零件因磨损失效的也占全部失效零件的一半以上.磨损是摩擦的结果,润滑则是减少摩擦和磨损的有力措施.l1.3.2 摩擦及其分类两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现象,称为摩擦.有些情况下却要利用摩擦工作,如带传动,摩擦制动器等.1.干摩擦两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜的纯金属.2. 液体摩擦两摩擦表面不直接接触,被油膜隔开.根据摩擦副表面间的润滑状态将摩擦状态分为四种:l1.3.3 磨损及其过程磨损及其过程l运动副之间的摩擦将导致零件零件表面材料的逐渐损失,这种现象称为磨损磨损.单位时间内材料的磨损磨损量称为磨磨损损率.工程上常利用磨损磨损的原理来减小零

5、件零件表面的粗糙度,如磨削,研磨,抛光,跑合等.3.边界摩擦两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开.4.混合摩擦处于摩擦,液体摩擦与与边界摩擦的混合状态.l磨损磨损过程大致可分为以下三个阶段阶段:1.跑合(磨合)磨损阶段磨损阶段2.稳定磨损阶段磨损阶段3.剧烈磨损阶段磨损阶段l1.3.4 磨损分类磨损分类按照磨损磨损的机理以及零件零件表面磨损磨损状态的不同把磨损磨损分为: 1.磨粒磨损磨损由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面的硬质颗粒,对摩擦表面起到切削或刮擦作用,从而引起表层材料脱落的现象,称为磨粒磨损磨损.减轻磨粒磨损磨损:满足润滑条件,合理地选择摩擦副的材料,降低表面粗糙度值以及加

6、装防护密封装置等.l2.粘着磨损磨损 粘着作用引起的磨损磨损,称为粘着磨损磨损.粘着磨损磨损按程度不同可分为五级:轻微磨损磨损,涂抹,擦伤,撕脱,咬死. 涂抹,擦伤,撕脱又称为胶合,往往发生于高速,重载的场合. 合理地选择配对材料,采用表面处理,限制摩擦表面的温度,控制压强及采用含有油性极压添加剂的润滑剂等,都可减轻粘着磨损磨损. 3.疲劳磨损磨损(点蚀) 两摩擦表面为点或线接触时,由于局部的弹性变形形成了小的接触区.这些小的接触区形成的摩擦副如果受变化接触应力的作用,则在其反复作用下,表层将产生裂纹.合理地选择材料及材料的硬度,选择粘度高的润滑油,加入极压添加剂或及减小摩擦面的粗糙度值等,可

7、以提抗疲劳磨损磨损的能力.4.腐蚀磨损磨损在摩擦过程中,摩擦面与与周围介质发生化学或电化学反应而产生物质损失的现象,称为腐蚀磨损磨损.实际上大多数磨损磨损是以上述四种磨损磨损形式的复合形式出现的. 润滑润滑的主要作用是:减小摩擦系数,提高机械效率;减轻磨损磨损,延长机械的使用寿命.还可起到冷却,防尘以及吸振等作用.l练习题：l1、零件是 的基本单元，构件是 的基本单元。l2、一台完整的机器由 、 、 和操纵或控制等四部分组成。l3、磨损的过程大致有三阶段分别指 、 、 。l1、零件丧失工作能力或达不到要求的性能时，称为（ ）。lA.断裂 B.过量变形 C.失效l2、（ ）是反映机械零件承受载荷时不发生失效的重要指标。lA.刚度 B.强度 C.硬度l3、（ ）是指两物体的接