第二章+机械工程基础 (1)

1、第2章机械工程基础2.1机械系统及其功能与组成2.2机器的结构2.3工程材料2.4零件的种类及表面组成2.5零件的互换性与公差2.1机械系统及其功能与组成2.1.1 机械系统系统系统是指具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成是指具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体。的一个整体。汽车系统2.1机械系统及其功能与组成2.1.2 机器的功能与性能功能功能：产品使用过程中表现出来的具体功用。：产品使用过程中表现出来的具体功用。规格规格：产品适合的工作能力与范围。：产品适合的工作能力与范围。性能性能：产品工作能力与工作质量方面的差异。：产品工作能力与工作质量方面的差异。功

2、能分类：功能分类：图2-2 机器功能的分类2.1机械系统及其功能与组成分析下列机器的功能、规格、性能？2.1机械系统及其功能与组成2.1.3 机器的组成机器组成机器组成：包括动力系统、传动系统、执行系统和辅助控制系统。：包括动力系统、传动系统、执行系统和辅助控制系统。图2-4机器的组成牛头刨床2.1机械系统及其功能与组成2.1.3 机器的组成（1）动力系统动力系统为机械系统正常工作提供动力源、实现能量转换为机械系统正常工作提供动力源、实现能量转换的原动机（或动力机）及其配套装置。的原动机（或动力机）及其配套装置。一次动力机：一次动力机：内燃机汽轮机二次动力机：二次动力机：电动机液压马达2.1机

3、械系统及其功能与组成2.1.3 机器的组成（2）传动系统传动系统是把动力机的动力和运动传递给功能执行系统的是把动力机的动力和运动传递给功能执行系统的中间装置，是连接动力系统和功能执行系统的中间装置，是连接动力系统和功能执行系统的“桥梁桥梁”。传动系统的功能：传动系统的功能：1) 减速或增速；减速或增速； 2）变速；）变速；3）改变运动规律或形式；）改变运动规律或形式； 4）传递动力。）传递动力。2.1机械系统及其功能与组成2.1.3 机器的组成（3）功能执行系统功能执行系统直接用来完成各种工艺动作或生产过程的装直接用来完成各种工艺动作或生产过程的装置。置。1）执行机构的作用是输出运动和动力；）

4、执行机构的作用是输出运动和动力；2）多个执行机构可协调动作；）多个执行机构可协调动作；3）执行系统的工作性能决定整个系统的性能。）执行系统的工作性能决定整个系统的性能。夹持搬运输送2.1机械系统及其功能与组成2.1.3 机器的组成（4）操作和控制系统操作和控制系统保证机械系统各组成部分协调运行，准确保证机械系统各组成部分协调运行，准确可靠地完成整机功能的装置。可靠地完成整机功能的装置。操作和控制系统常由各种机械、液压、气动、电气、工业微机操作和控制系统常由各种机械、液压、气动、电气、工业微机等控制装置组成。等控制装置组成。2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系机器设备的用途、功能和

5、性能的实现是靠机器的结构来保证的，机器设备的用途、功能和性能的实现是靠机器的结构来保证的，同一功能的机器可以采用不同的结构或机构来实现。同一功能的机器可以采用不同的结构或机构来实现。多边形车轮带传动2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系1. 机器的表达：采用特定的符号、线条等图形语言来表明机器内机器的表达：采用特定的符号、线条等图形语言来表明机器内部构成机器机构运动的传递情况。部构成机器机构运动的传递情况。2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（1）全转动副四杆机构基本型）全转动副四杆机构基本型1） 双曲柄机构双曲柄

6、机构2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（1）全转动副四杆机构基本型）全转动副四杆机构基本型2） 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（1）全转动副四杆机构基本型）全转动副四杆机构基本型3） 双摇杆机构双摇杆机构2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型试分析下列两种健身设施属于那种机构类型？试分析下列两种健身设施属于那种机构类型？2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构

7、的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（2）含有一个移动副四杆机构基本型）含有一个移动副四杆机构基本型曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄压力机2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（3）含有两个移动副四杆机构基本型）含有两个移动副四杆机构基本型正弦机构双滑块机构（椭圆规）2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（4）圆柱齿轮传动机构基本型）圆柱齿轮传动机构基本型圆柱齿轮斜齿齿轮人字齿齿轮2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常

8、用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（5）锥齿轮传动机构基本型）锥齿轮传动机构基本型直齿曲齿2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（6）蜗杆传动机构基本型）蜗杆传动机构基本型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（7）内啮合行星齿轮传动机构基本型）内啮合行星齿轮传动机构基本型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程

9、中常用机构的基本类型（8）直动从动件平面凸轮机构基本型）直动从动件平面凸轮机构基本型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（9）摆动从动件平面凸轮机构基本型）摆动从动件平面凸轮机构基本型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（10）直动从动件圆柱凸轮机构基本型）直动从动件圆柱凸轮机构基本型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（11）摆动从动件圆柱凸轮机构基本型）摆动从动件圆柱凸轮机构基本型2.2机

10、器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（12）带传动机构基本型）带传动机构基本型传送带类型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（13）链传动机构基本型）链传动机构基本型问题：问题：1. 试分析链传动和带传动的优缺点？试分析链传动和带传动的优缺点？ 2. 链节是零件还是部件？链节是零件还是部件？2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（14）液压气压传动机构基本型）液压气压传动机构基本型2.2机器的结构2.2

11、.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（15）螺旋传动机构基本型）螺旋传动机构基本型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（16）电磁传动机构基本型）电磁传动机构基本型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系2. 工程中常用机构的基本类型工程中常用机构的基本类型（17）间歇运动机构基本型）间歇运动机构基本型2.2机器的结构2.2.1 机器的功能与结构的关系3. 机构的组合机构的组合2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换机械的主要特征是运动的变换和传递。机械的主要特征是

12、运动的变换和传递。定轴转动定轴转动往复移动往复移动平面运动平面运动机械的运动形式：机械的运动形式：2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续转动到连续转动的运动变换与实现机构优点优点：瞬时传动比恒定，传动效率高，允许载荷大，结构紧凑，：瞬时传动比恒定，传动效率高，允许载荷大，结构紧凑，工作可靠寿命长；工作可靠寿命长；缺点缺点：制造和安装精度高，轴距较大时不宜采用齿轮传动。：制造和安装精度高，轴距较大时不宜采用齿轮传动。（1）齿轮传动机构）齿轮传动机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续

13、转动到连续转动的运动变换与实现机构优点优点：可以获得大的降速比，结构紧凑，传动平稳，噪声小，：可以获得大的降速比，结构紧凑，传动平稳，噪声小，具有自锁性（蜗杆主动）；具有自锁性（蜗杆主动）；缺点缺点： 传动效率低，工作时需要良好润滑，涡轮一般需贵重减传动效率低，工作时需要良好润滑，涡轮一般需贵重减磨擦兄（如青铜）制造。磨擦兄（如青铜）制造。（2）蜗杆传动机构）蜗杆传动机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续转动到连续转动的运动变换与实现机构优点优点：结构简单，成本低廉，使用维护方便，能缓和冲击，减：结构简单，成本低廉，使用维护方便，能缓

14、和冲击，减轻振动，过载时打滑，防止机器破坏，适于传动轴中心距较大轻振动，过载时打滑，防止机器破坏，适于传动轴中心距较大的传动机构；的传动机构；缺点缺点： 传动比不准确，带寿命低，摩擦损失大，传动效率低。传动比不准确，带寿命低，摩擦损失大，传动效率低。（3）带传动机构）带传动机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续转动到连续转动的运动变换与实现机构优点优点：平均传动比恒定，瞬时传动比变化，可在低速下传递较：平均传动比恒定，瞬时传动比变化，可在低速下传递较大载荷，适合恶劣工况；大载荷，适合恶劣工况；缺点缺点： 传动平稳性差，噪声大，无过载保

15、护作用，安装精度要传动平稳性差，噪声大，无过载保护作用，安装精度要求高。求高。（4）链传动机构）链传动机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续转动到连续转动的运动变换与实现机构（5）绳索传动机构）绳索传动机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续转动到连续转动的运动变换与实现机构（6）液力传动机构）液力传动机构液力耦合器2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续转动到连续转动的运动变换与实现机构（7）钢丝软绳传动机构）钢丝软绳传动

16、机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续转动到连续转动的运动变换与实现机构（8）顺心线机构）顺心线机构瞬心：互相作平面相对运动的两构件上，瞬时相对速度为零瞬心：互相作平面相对运动的两构件上，瞬时相对速度为零的点。的点。 2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换1. 连续转动到连续转动的运动变换与实现机构连续转动到连续转动的运动变换与实现机构（9）连杆机构）连杆机构（10）万向联轴器）万向联轴器2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换2. 连续转动到间歇运动的运动变换与实现机构连续转动到间歇运动的运动变换与实现机构（1）槽轮机

17、构）槽轮机构（2）棘轮机构）棘轮机构（3）不完全齿轮机构）不完全齿轮机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换3. 连续转动到往复摆动的运动变换与实现机构连续转动到往复摆动的运动变换与实现机构思考：动画中多出的连杆和液压缸的作用？思考：动画中多出的连杆和液压缸的作用？2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换4. 连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构（1）螺旋传动机构）螺旋传动机构1）传力螺旋：传递动力；）传力螺旋：传递动力；2）传导螺旋：传递运动；）传导螺旋：传递运动；3）调整螺旋：调整移动构件和固定零部件间的相对位置。）调整螺旋：

18、调整移动构件和固定零部件间的相对位置。2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换4. 连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构（2）齿轮齿条传动机构）齿轮齿条传动机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换4. 连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构（3）凸轮机构）凸轮机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换4. 连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构（4）曲柄滑块机构）曲柄滑块机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换5. 直线移

19、动转换为直线移动的运动变换与实现机构直线移动转换为直线移动的运动变换与实现机构2.2机器的结构2.2.2 机械运动形态与变换6. 直线移动转换为定轴转动或往复摆动的运动变换与实现机构直线移动转换为定轴转动或往复摆动的运动变换与实现机构2.2机器的结构2.2.3 机电液机构组合的运动与控制1. 机、液机构组合的运动形态机、液机构组合的运动形态2.2机器的结构2.2.3 机电液机构组合的运动与控制2.2机器的结构2.2.3 机电液机构组合的运动与控制2.2机器的结构2.2.3 机电液机构组合的运动与控制2. 电磁机构电磁机构2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制机械的运动形态由机械的组成形式和

20、机械的控制方式所决定。机械的运动形态由机械的组成形式和机械的控制方式所决定。1.换向控制换向控制（1）旋转运动换向与控制）旋转运动换向与控制改变电动机转向改变电动机转向限位开关换向限位开关换向介轮换向介轮换向棘轮换向棘轮换向摩擦轮换向摩擦轮换向（2）直线运动换向与控制）直线运动换向与控制改变电动机转向改变电动机转向液压换向液压换向自动换向机构自动换向机构2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制限位开关换向限位开关换向利用限位利用限位开关换向开关换向2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制介轮换向介轮换向2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制棘轮换向棘轮换向2.2机器的结构2.2.4 机

21、械运动与控制摩擦轮换向摩擦轮换向2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制自动换向机构自动换向机构2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制2.调速控制调速控制工作机转速不等于原动机转速。工作机转速不等于原动机转速。调速电动机调速电动机齿轮减速器齿轮减速器其它减速装置，如带传动、链传动、摩擦传动等其它减速装置，如带传动、链传动、摩擦传动等变速器：无级变速器和有级变速器变速器：无级变速器和有级变速器2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制2.调速控制调速控制调速电动机调速电动机 改变电动机的工作速改变电动机的工作速度，使电机能在低速大扭短的条件下度，使电机能在低速大扭短的条件下工作，是最理想的

22、调运方式。也是电工作，是最理想的调运方式。也是电机工程师与学者正在研究的问题。机工程师与学者正在研究的问题。2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制2.调速控制调速控制齿轮减速器齿轮减速器 传动效率高、使用寿命长、工作可靠性好、传动效率高、使用寿命长、工作可靠性好、维护方便、制造成本低。维护方便、制造成本低。2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制2.调速控制调速控制其它减速装置其它减速装置2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制2.调速控制调速控制变速器变速器2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制3.离合控制离合控制离合器离合器 在不停止原动机运转状态下，暂时中止执行机构在不停止原

23、动机运转状态下，暂时中止执行机构的工作。的工作。 2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制4.制动控制制动控制制动器制动器 分为机械式制动器、电磁式制动器、液压制动器、分为机械式制动器、电磁式制动器、液压制动器、液力制动器、气动制动器等。液力制动器、气动制动器等。 2.2机器的结构2.2.4 机械运动与控制4.制动控制制动控制制动器制动器2.3工程材料2.3.1工程材料概述1.材料与人类文明材料与人类文明材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。材料分为天然材料和人工材料。材料分为天然材料和人工材料。天然材料指自然界原来就有未

24、经加工或基本不加工就可直接天然材料指自然界原来就有未经加工或基本不加工就可直接使用的材料。如棉花、沙子、石材、蚕丝、煤矿、石油、铁使用的材料。如棉花、沙子、石材、蚕丝、煤矿、石油、铁矿、亚麻、羊毛、皮革、粘土、石墨等矿、亚麻、羊毛、皮革、粘土、石墨等 人工材料相对于人工材料相对于“天然材料天然材料”而言。自然界以化合物形式存而言。自然界以化合物形式存在的、不能直接使用的，或者自然界不存在的，需要经过人在的、不能直接使用的，或者自然界不存在的，需要经过人为加工或合成后才能使用的材料。为加工或合成后才能使用的材料。 2.3工程材料2.3.1工程材料概述1.材料与人类文明材料与人类文明材料与人类文明

25、息息相关。材料与人类文明息息相关。人类历史的划分人类历史的划分石器时代石器时代 陶器时代陶器时代 青铜器时代青铜器时代 铁器时代铁器时代2.3工程材料2.3.1工程材料概述1.材料与人类文明材料与人类文明现代社会三大支柱：能源、信息和材料。现代社会三大支柱：能源、信息和材料。三高一低的结构材料（高强度、高模量、耐高温、低密度三高一低的结构材料（高强度、高模量、耐高温、低密度)是航空航天的物质基础。是航空航天的物质基础。卫星发射，节省卫星发射，节省1公斤重量公斤重量将降低费用将降低费用$20000。一次。一次发射节约费用发射节约费用20%。铝的理论强度为铝的理论强度为4700MPa，当今高强铝合

26、金的最高强度当今高强铝合金的最高强度没有超过没有超过1000MPa。2.3工程材料2.3.1工程材料概述1.材料与人类文明材料与人类文明燕山大学材料科学与工程学院的燕山大学材料科学与工程学院的“亚稳材料与科学实验室亚稳材料与科学实验室”是全国材料科学领域是全国材料科学领域25个国家级重点实验室之一。个国家级重点实验室之一。2.3工程材料2.3.1工程材料概述1.材料与人类文明材料与人类文明材料的发展史，就是科学技术的发展史。材料的发展史，就是科学技术的发展史。原理成品 发展时间电机18211886 65真空管 18821915 33无线电18871922 35X光18951913 18雷达19

27、351940 5原子堆19391942 3半导体19481951 3激光19581960 2表表1 科学原理的发现时间与其产业化时间的对照表科学原理的发现时间与其产业化时间的对照表2.3工程材料2.3.1工程材料概述2.工程材料的种类工程材料的种类按化学成分、结合键特点按化学成分、结合键特点：金属材料、非金属材料、复合材料；：金属材料、非金属材料、复合材料；按用途分按用途分：结构材料、功能材料；：结构材料、功能材料；按应用领域分按应用领域分：信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航：信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空材料等。空材料等。结构材料：指工程上对硬度、强度、塑性、耐磨性等力

28、学性能有结构材料：指工程上对硬度、强度、塑性、耐磨性等力学性能有一定要求的材料；一定要求的材料；功能材料：指具有声、光、电、磁、热等功能和效应的材料。功能材料：指具有声、光、电、磁、热等功能和效应的材料。2.3工程材料2.3.1工程材料概述补充内容：材料的性能补充内容：材料的性能强度：材料在载荷作用下抵抗破坏的能力；强度：材料在载荷作用下抵抗破坏的能力；刚度：材料在载荷作用下抵抗变形的能力；刚度：材料在载荷作用下抵抗变形的能力；塑性：材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力；塑性：材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力；弹性：材料在载荷作用下产生变形，若除去载荷后能够恢复原来弹性：材料在

29、载荷作用下产生变形，若除去载荷后能够恢复原来形状，则称为材料的弹性。形状，则称为材料的弹性。 弹性是材料本身的特性。弹性是材料本身的特性。 另外，材料的性能还有硬度、韧性、耐磨性。耐蚀性、导另外，材料的性能还有硬度、韧性、耐磨性。耐蚀性、导电性等。电性等。2.3工程材料2.3.2金属材料工程中常用的金属材料主要有钢铁材料和非铁金属等。工程中常用的金属材料主要有钢铁材料和非铁金属等。通常所说的钢铁是钢和铁的总称。通常所说的钢铁是钢和铁的总称。钢中含碳量为钢中含碳量为0.0252.11%；生铁含碳量较高，约为；生铁含碳量较高，约为2.116.67%。合金：合金：是由两种或两种以上的金属与非金属经一

30、定方法所合成的是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。具有金属特性的物质。 2.3工程材料2.3.2金属材料1.碳素钢碳素钢碳素钢：碳素钢：指碳的质量分数小于指碳的质量分数小于2.11%和含有少量硅、锰、硫、和含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金，简称碳钢。磷等杂质元素的铁碳合金，简称碳钢。（1）碳素结构钢）碳素结构钢 Q屈拼音首位字母屈拼音首位字母+屈服强度值屈服强度值质量等级质量等级*脱氧方法脱氧方法 Q235-A.FS=235N/mm2A（S0.050%，P0.040%）、B、C、D （S0.035%，P0.035%）2.3工程材料2.3.2金属材料1

31、.碳素钢碳素钢（2）优质碳素结构钢）优质碳素结构钢两位阿拉伯数字两位阿拉伯数字表示平均含碳量的万分之几表示平均含碳量的万分之几 （3）碳素工具钢）碳素工具钢(含含C0.70%) T+ +平均含碳量的千分之几平均含碳量的千分之几+ +质量表示质量表示 2.3工程材料2.3.2金属材料1.碳素钢碳素钢（4）铸造碳钢）铸造碳钢ZG表示铸钢，后面第一组数字表示屈服强度（表示铸钢，后面第一组数字表示屈服强度（MPa），），第二组数字表示抗拉强度第二组数字表示抗拉强度（MPa） 2.3工程材料2.3.2金属材料2.合金钢合金钢合金钢：为了改善和提高钢的性能，在碳钢的基础上加入其合金钢：为了改善和提高钢的性

32、能，在碳钢的基础上加入其它合金元素的缸称为合金钢。它合金元素的缸称为合金钢。 合金结构钢合金结构钢 ： 20Cr2Ni42.3工程材料2.3.2金属材料3.铸铁铸铁铸铁：碳的质量分数大于铸铁：碳的质量分数大于2.11的铁碳合金。的铁碳合金。 HT150QT400-152.3工程材料2.3.2金属材料3.铸铁铸铁KTH370-12可锻铸铁不能锻造，名称表示塑性较其它铸铁好，可以轻微可锻铸铁不能锻造，名称表示塑性较其它铸铁好，可以轻微锻打，但不可锻造变形。锻打，但不可锻造变形。2.3工程材料2.3.2金属材料4.非铁金属及其合金非铁金属及其合金2.3工程材料2.3.3高分子材料高分子材料是以高分子

33、化合物为基础的材料。高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。主要成分主要成分 高分子化合物高分子化合物天然高分子材料天然高分子材料 松香、天然纤维、蛋白质、天然橡胶。松香、天然纤维、蛋白质、天然橡胶。人工合成高分子材料人工合成高分子材料 塑料、合成橡胶、合成纤维（涤纶塑料、合成橡胶、合成纤维（涤纶等）。等）。高分子材料包括塑料、橡胶、纤维（三大合成材料），以及涂料、高分子材料包括塑料、橡胶、纤维（三大合成材料），以及涂料、粘合剂、人造器官等。粘合剂、人造器官等。2.3工程材料2.3.3高分子材料1.塑料塑料塑料以合成树脂为主要成分，加入适量的添加剂后形成的一塑料以合成树脂为主要成分，加入适量的

34、添加剂后形成的一种能加热熔化，冷却后保持一定形状的材料。种能加热熔化，冷却后保持一定形状的材料。合成树脂合成树脂 高分子化合物，如聚乙烯、酚醛塑料等。高分子化合物，如聚乙烯、酚醛塑料等。添加剂添加剂 填料或增强、增塑、固化、润滑、稳定、着色、填料或增强、增塑、固化、润滑、稳定、着色、阻燃剂等。阻燃剂等。塑料分类：塑料分类：按使用性能分为：通用塑料、工程塑料和耐热塑料；按使用性能分为：通用塑料、工程塑料和耐热塑料；按受热后的性能分为：热塑性塑料和热鼓形塑料。按受热后的性能分为：热塑性塑料和热鼓形塑料。塑料的性能主要取决于树脂，加入添加剂的目的是弥补塑料塑料的性能主要取决于树脂，加入添加剂的目的是

35、弥补塑料的某些性能不足。的某些性能不足。2.3工程材料2.3.3高分子材料1.塑料塑料（1）产量最大塑料）产量最大塑料聚乙烯聚乙烯（2）最耐疲劳塑料）最耐疲劳塑料聚甲醛聚甲醛（3）打不碎的玻璃）打不碎的玻璃有机玻璃有机玻璃（4）最耐腐蚀的材料）最耐腐蚀的材料聚四氟乙烯聚四氟乙烯（5）密度最小的塑料）密度最小的塑料泡沫泡沫2.3工程材料2.3.3高分子材料2.橡胶橡胶提取橡胶树、橡胶草等植物的胶提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。缘性、不透水和空气的材料。“高弹性高弹性”为橡胶类材料所独有。为橡胶类材料所独有。2.3工程材

36、料2.3.3高分子材料3.化学纤维化学纤维通常认为凡能保持长度比本身直径大通常认为凡能保持长度比本身直径大100倍的均匀条状或丝倍的均匀条状或丝状的高分子材料称为纤维。状的高分子材料称为纤维。纤维分为天然纤维和化学纤维。纤维分为天然纤维和化学纤维。化学纤维又可分为人造纤维和合成纤维。化学纤维又可分为人造纤维和合成纤维。2.3工程材料2.3.4陶瓷传统陶瓷一般指陶器、瓷器及建筑用瓷。传统陶瓷一般指陶器、瓷器及建筑用瓷。现代材料科学中陶瓷指所有无机非金属材料。现代材料科学中陶瓷指所有无机非金属材料。陶瓷、金属材料和高分子材料构成三大固体材料。陶瓷、金属材料和高分子材料构成三大固体材料。陶瓷是用天然

37、或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结陶瓷是用天然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成，由无机非金属化合物（硅酸盐等）构成的多相固体材料。制成，由无机非金属化合物（硅酸盐等）构成的多相固体材料。2.3工程材料2.3.5复合材料复合材料分类复合材料分类按性能分：功能复合材料和按性能分：功能复合材料和结构复合材料；结构复合材料；按基体分：金属基复合材料按基体分：金属基复合材料和非金属基复合材料；和非金属基复合材料；按增强剂的种类和形状分为：按增强剂的种类和形状分为：颗粒、层状和纤维增强等复颗粒、层状和纤维增强等复合材料。合材料。复合材料复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料组合起来

38、的一种是由两种或两种以上性质不同的材料组合起来的一种多相固体材料。多相固体材料。2.3工程材料2.3.5复合材料 复合材料复合材料合金合金成分成分两种或两种以上两种或两种以上不同材料不同材料两种或两种以上金属两种或两种以上金属材料或金属与非金属材料或金属与非金属形成工艺形成工艺特殊加工特殊加工熔合熔合性质性质 优于原材料优于原材料注意注意：由两种或两种以上的材料。由两种或两种以上的材料。特殊加工不是简单的混合，而是复杂特殊加工不是简单的混合，而是复杂的物理化学变化。的物理化学变化。2.4零件的种类及表面组成1.零件的种类零件是机械加工制造的最小单元，也是组成机器的最小单元。零件是机械加工制造的

39、最小单元，也是组成机器的最小单元。组成机器的零件大致可分为六大类：组成机器的零件大致可分为六大类：（1）轴类零件）轴类零件（2）盘套类零件）盘套类零件（3）支架箱体类零件）支架箱体类零件（4）六面体类零件）六面体类零件（5）特殊类零件）特殊类零件（6）机身机座类零件）机身机座类零件2.4零件的种类及表面组成2.组成零件的表面2.5零件的互换性与公差2.5.1互换性与工差的概念互换性互换性指同一规格的一批零件或部件，按规定的几何、物理和指同一规格的一批零件或部件，按规定的几何、物理和力学性能参数进行加工、制造，在装配成机器或更换损坏的零力学性能参数进行加工、制造，在装配成机器或更换损坏的零件时，

40、不需要任何选择和附加修配件时，不需要任何选择和附加修配(如钳工修配如钳工修配) ，装配后就能，装配后就能达到规定功能要求的一种性能。达到规定功能要求的一种性能。由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必须满足三由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必须满足三个条件：个条件：装配后装配后 满足使用要求满足使用要求装配前装配前 不挑不挑装配时装配时 不调整或修配不调整或修配缺一不可缺一不可2.5零件的互换性与公差2.5.1互换性与工差的概念互换性的两个基本要求：互换性的两个基本要求：（1）装配互换）装配互换 尺寸等几何参数互换；尺寸等几何参数互换；（2）功能互换）功能互换 代换后满足使用性能要求。代换后满足使用性能要求。公差是实现互换性的保证。公差是实现互换性的保证。1.公差公差:允许零件尺寸和几何参数的变动范围称为允许零件尺寸和几何参数的变动范围称为“公差公差”2.检测：检测包含检验与测量。检测：检测包含检验与测量。 3.实现互换性的条件：标准化是实现互换性的前提。实现互换性的条件：标准化是实现互换性的前提。2.5零件的互换性与公差2.5.2尺寸、公差配合方面的基本术语（1）尺寸）尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值。如直径、以特定单位表示线性尺寸值的数值。如直径、宽度、高度、中心距等。宽度、高度、中心距等。