機(jī)械基礎(chǔ)第一章課件

1、機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ)重慶市江南職業(yè)學(xué)校機(jī)械系重慶市江南職業(yè)學(xué)校機(jī)械系緒論緒論 機(jī)器的組成機(jī)器的組成機(jī)械機(jī)械 是機(jī)構(gòu)和機(jī)器的總稱(chēng)。是機(jī)構(gòu)和機(jī)器的總稱(chēng)。單缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)機(jī)器機(jī)器 具有以下三個(gè)共同特征：具有以下三個(gè)共同特征：1.1.都是人為的實(shí)體組合。都是人為的實(shí)體組合。例如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)變換能量例如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)變換能量; ;起重運(yùn)輸機(jī)傳遞物料起重運(yùn)輸機(jī)傳遞物料, ,計(jì)算計(jì)算機(jī)變換傳遞信息機(jī)變換傳遞信息. .2.2.各部分（實(shí)體）之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。各部分（實(shí)體）之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3.3.能夠變換或傳遞能量能夠變換或傳遞能量, ,物料和信息物料和信息. .代替

2、或減輕人類(lèi)勞動(dòng)代替或減輕人類(lèi)勞動(dòng) 原動(dòng)部分原動(dòng)部分傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分執(zhí)行部分控制部分控制部分機(jī)機(jī)械械傳傳動(dòng)動(dòng)液液壓壓傳傳動(dòng)動(dòng)電電 傳傳 動(dòng)動(dòng)氣氣 壓壓 傳傳 動(dòng)動(dòng)傳遞動(dòng)力、扭矩傳遞動(dòng)力、扭矩改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)及運(yùn)動(dòng)方式及運(yùn)動(dòng)方式螺螺旋旋齒齒輪輪蝸蝸桿桿帶帶鏈鏈離離合合器器機(jī)機(jī) 器器 的的 組組 成成機(jī)器的四個(gè)組成部分機(jī)器的四個(gè)組成部分1.1.原動(dòng)部分原動(dòng)部分: :機(jī)器工作的動(dòng)力源機(jī)器工作的動(dòng)力源4.4.控制部分控制部分: :控制機(jī)器的開(kāi)動(dòng)和停止控制機(jī)器的開(kāi)動(dòng)和停止, ,改變運(yùn)動(dòng)的速度改變運(yùn)動(dòng)的速度和方向等等和方向等等2.2.執(zhí)行部分（工作部分）執(zhí)行部分（工作部分）: :直接完成機(jī)器

3、預(yù)定功能的部分直接完成機(jī)器預(yù)定功能的部分3.3.傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分: :機(jī)器中將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)機(jī)器中將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作部分的中間部分傳遞給工作部分的中間部分, ,大多為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)大多為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)大門(mén)示意圖電動(dòng)大門(mén)示意圖門(mén)柱減速器電動(dòng)機(jī)連桿機(jī)構(gòu)大門(mén)圍墻組成組成：電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī)）：電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī)） 減速器（傳動(dòng)系統(tǒng)）減速器（傳動(dòng)系統(tǒng)） 連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)ABCDABCD（工作執(zhí)行系統(tǒng)）（工作執(zhí)行系統(tǒng)） 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)由構(gòu)件組合而成，各構(gòu)件之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由構(gòu)件組合而成，各構(gòu)件之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)常常見(jiàn)見(jiàn)的的機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鏈傳動(dòng)機(jī)

4、構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)機(jī)械的各個(gè)部分都是由機(jī)構(gòu)組合而成這種內(nèi)燃機(jī)可視為下列三種機(jī)構(gòu)的組合這種內(nèi)燃機(jī)可視為下列三種機(jī)構(gòu)的組合: 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由活塞曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由活塞4、連桿、連桿3、曲軸曲軸2和機(jī)架和機(jī)架1構(gòu)成，作用是將活塞的往構(gòu)成，作用是將活塞的往復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng);齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由齒輪齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由齒輪9、10和機(jī)架和機(jī)架1構(gòu)成，作用是改變轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)成，作用是改變轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向方向;凸輪機(jī)構(gòu)，由凸輪凸輪機(jī)構(gòu)，由凸輪8、推桿、推桿7和機(jī)架和機(jī)架1構(gòu)成，作用是將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)成，作用是將

5、凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U有規(guī)律的間歇往復(fù)移動(dòng)。推桿有規(guī)律的間歇往復(fù)移動(dòng)。二、構(gòu)件與零件二、構(gòu)件與零件構(gòu)件構(gòu)件組成機(jī)械的各個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件組成機(jī)械的各個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件, ,是機(jī)械的是機(jī)械的運(yùn)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)單元. .如汽車(chē)的輪子如汽車(chē)的輪子, ,車(chē)床的主軸車(chē)床的主軸. .n專(zhuān)用零件專(zhuān)用零件: :只在某些機(jī)器中使用只在某些機(jī)器中使用. .如氣輪機(jī)中的葉片如氣輪機(jī)中的葉片. .起重機(jī)的吊鉤起重機(jī)的吊鉤. .n通用零件通用零件: :機(jī)器中普遍使用的零件機(jī)器中普遍使用的零件, ,如齒輪如齒輪, ,軸軸. .螺釘螺釘零件零件機(jī)械的機(jī)械的制造單元制造單元. .n如螺釘如螺釘, ,螺母螺母, ,軸等軸等可能是由一個(gè)

6、零件構(gòu)成，可能是由一個(gè)零件構(gòu)成，但通常是由若干個(gè)零件剛性聯(lián)接而成。但通常是由若干個(gè)零件剛性聯(lián)接而成。由若干零件組成的構(gòu)件由若干零件組成的構(gòu)件連桿連桿12341-連桿體連桿體2-螺栓螺栓3-螺母螺母4-連桿蓋連桿蓋機(jī)械的各個(gè)部分都是由機(jī)構(gòu)組合而成機(jī)械的各個(gè)部分都是由機(jī)構(gòu)組合而成 機(jī)構(gòu)由若干個(gè)構(gòu)件通過(guò)機(jī)構(gòu)由若干個(gè)構(gòu)件通過(guò)動(dòng)聯(lián)結(jié)動(dòng)聯(lián)結(jié)組合而成組合而成機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)具有機(jī)器的具有機(jī)器的 1、2 特征。特征。(1)(1)它們都是人為實(shí)體它們都是人為實(shí)體( (構(gòu)件構(gòu)件) )的組合的組合 (2)(2)各個(gè)運(yùn)動(dòng)實(shí)體之間具有確定的相各個(gè)運(yùn)動(dòng)實(shí)體之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。對(duì)運(yùn)動(dòng)。構(gòu)件由若干個(gè)零件通過(guò)構(gòu)件由若干個(gè)零件通過(guò)靜

7、聯(lián)結(jié)靜聯(lián)結(jié)組裝而成組裝而成機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別在于：機(jī)器能完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)機(jī)器與機(jī)構(gòu)的區(qū)別在于：機(jī)器能完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能，而機(jī)構(gòu)只是完成傳遞運(yùn)動(dòng)、力或改變運(yùn)動(dòng)形式的實(shí)體械能，而機(jī)構(gòu)只是完成傳遞運(yùn)動(dòng)、力或改變運(yùn)動(dòng)形式的實(shí)體組合。組合。一、金屬材料一、金屬材料 二、熱處理二、熱處理三、非金屬材料三、非金屬材料四、材料的選擇與應(yīng)用四、材料的選擇與應(yīng)用 第一章第一章主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、一、1 1、金屬材料的地位、金屬材料的地位1 1）. .材料材料發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步有著密切關(guān)系發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步有著密切關(guān)系, ,它是衡量它是衡量人人 類(lèi)類(lèi)社會(huì)文明程度社會(huì)文明程度的標(biāo)志之一，金屬材料是現(xiàn)代的標(biāo)志之

8、一，金屬材料是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)。文明的基礎(chǔ)。 石器時(shí)代石器時(shí)代青銅器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代鐵器時(shí)代 2 2）. .目前，人類(lèi)還處在金屬器時(shí)期。雖然無(wú)機(jī)非金目前，人類(lèi)還處在金屬器時(shí)期。雖然無(wú)機(jī)非金 屬材料、高分子材料的使用量與日俱增，但在可屬材料、高分子材料的使用量與日俱增，但在可預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi)，仍不會(huì)改變這種狀況。預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi)，仍不會(huì)改變這種狀況。2 2、金屬材料的分類(lèi)、金屬材料的分類(lèi)黑色黑色 金屬金屬有色有色 金屬金屬金金屬屬材材料料鑄鐵鑄鐵 鋼鋼 工程構(gòu)件用鋼工程構(gòu)件用鋼機(jī)器零件用鋼機(jī)器零件用鋼 工具鋼工具鋼 特殊性能用鋼特殊性能用鋼(不銹鋼及耐熱鋼不銹鋼及耐熱鋼)輕金屬輕金屬( (鋁鋁, ,

9、鎂鎂, ,鈦鈦) ) 重金屬重金屬(銅銅,鋅鋅,鉛鉛,鎳鎳) 貴重金屬貴重金屬(金金,銀銀)稀有金屬稀有金屬(鎢鉬釩鈮鈷鎢鉬釩鈮鈷) 放射金屬放射金屬(鐳鈾釷鐳鈾釷)結(jié)構(gòu)金屬材料結(jié)構(gòu)金屬材料 功能金屬材料功能金屬材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 3鑄鐵 （1）.鑄鐵分類(lèi)與性能 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 （2）.鑄鐵牌號(hào)機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 （3）鋁和鋁合金 鋼鐵材料雖然有很好的性能，但是還有很多金屬制品不是選用鋼材而是選用了有色金屬，小到鑰匙大到飛機(jī)有色金屬在實(shí)際生活和工程中隨處可見(jiàn)。本節(jié)就要介紹常用有色金屬的相關(guān)性能和應(yīng)用。有色金屬應(yīng)用案例有色金屬應(yīng)用案例機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出

10、版社 鋁和鋁合金 純鋁的密度?。?2.7g/cm3），大約是鐵的1/3，熔點(diǎn)低（660），鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各種型材、板材?？垢g性能好；但是純鋁的強(qiáng)度很低，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來(lái)強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。 鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車(chē)、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度。這樣使得其“比強(qiáng)度”（強(qiáng)度與比重的比值）勝過(guò)很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空

11、工業(yè)等方面，飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 鋁和鋁合金機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社4、 鋁和鋁合金機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 鋁和鋁合金機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 鋁和鋁合金機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 鋁和鋁合金機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 鋁和鋁合金機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 5、銅和銅合金銅合金以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。純銅呈銅合金以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。純銅呈紫紅色紫紅色又稱(chēng)紫銅。純銅密度為又稱(chēng)紫銅。純銅密度為8.968.96熔

12、點(diǎn)為熔點(diǎn)為10831083具有優(yōu)良的具有優(yōu)良的導(dǎo)導(dǎo)電性電性導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性延展性和耐蝕性延展性和耐蝕性。主要用于制作發(fā)電機(jī)。主要用于制作發(fā)電機(jī)母線(xiàn)母線(xiàn)電纜電纜開(kāi)關(guān)裝置開(kāi)關(guān)裝置變壓器等電工器材和熱交換器變壓器等電工器材和熱交換器管道管道太陽(yáng)能加熱裝置太陽(yáng)能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。常用的銅合金分為黃銅的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。常用的銅合金分為黃銅青銅青銅白銅三大白銅三大類(lèi)，如表類(lèi)，如表2-122-12。表表2-12 銅合金性能分類(lèi)介紹銅合金性能分類(lèi)介紹炮彈外殼炮彈外殼機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 銅和銅合金機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 6、工業(yè)用鋼 （1）.普通碳素鋼 1）碳素鋼的應(yīng)用與生產(chǎn) 碳

13、素鋼是近代工業(yè)中使用最早、用量最大的基本材料。目前碳素鋼的產(chǎn)量在各國(guó)鋼總產(chǎn)量中的比重，約保持在80%左右，它不僅廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道、車(chē)輛、船舶和各種機(jī)械制造工業(yè)。工業(yè)用鋼主要是由冶金廠生產(chǎn)的板材、棒材、型材、管材及線(xiàn)材等。鋼材生產(chǎn)的主要流程是：煉鐵、煉鋼、鑄錠、壓力加工成各種規(guī)格的鋼材。常用鋼鐵型材常用鋼鐵型材機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社）碳素鋼中的化學(xué)成分及其影響 碳素鋼的性能主要取決于鋼的含碳量和顯微組織。在退火或熱軋狀態(tài)下，隨含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和沖擊韌性下降。所以工程結(jié)構(gòu)用鋼，常限制含碳量。 碳素鋼中的殘余元素和雜質(zhì)元素如錳、硅、鎳、磷、硫、氧、氮等，對(duì)碳素

14、鋼的性能也有影響。這些影響有時(shí)互相加強(qiáng)，有時(shí)互相抵銷(xiāo)。其中影響比較顯著的有： a 硫、氧、氮都能增加鋼的熱脆性，而適量的錳可減少或部分抵銷(xiāo)其熱脆性。 b）殘余元素除錳、鎳外都降低鋼的沖擊韌性，增加冷脆性。 c）除硫和氧降低強(qiáng)度外，其他雜質(zhì)元素均在不同程度上提高鋼的強(qiáng)度。 d）幾乎所有的雜質(zhì)元素都能降低鋼的塑性和焊接性。 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社）碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào) 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 221-2008，碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)分為四個(gè)部分機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 （1）優(yōu)質(zhì)碳素鋼分類(lèi)與性能 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)含碳量和用

15、途的不同，這類(lèi)鋼大致又分為三類(lèi)。 低碳鋼應(yīng)用案例低碳鋼應(yīng)用案例中碳鋼應(yīng)用案例中碳鋼應(yīng)用案例高碳鋼應(yīng)用案例高碳鋼應(yīng)用案例機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 （2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼的牌號(hào) 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T221-2008，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)分為五個(gè)部分 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 3.合金結(jié)構(gòu)鋼 （）碳素合金鋼性能 在普通碳素鋼基礎(chǔ)上添加適量的一種或多種合金元素而構(gòu)成的鐵碳合金。根據(jù)添加元素的不同，并采取適當(dāng)?shù)募庸すに嚕色@得高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無(wú)磁性等特殊性能。 合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等

16、。其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強(qiáng)碳化物形成元素，只要有足夠的碳，在適當(dāng)條件下，就能形成各自的碳化物，當(dāng)缺碳或在高溫條件下，則以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中；錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素，其中一部分以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中，另一部分形成置換式合金滲碳體；鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子狀態(tài)存在于固溶體中。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 （2）合金工具鋼牌號(hào) 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T221-2008，合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)分為四個(gè)部分： 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 4.合金工具鋼（1）合金工具鋼分類(lèi)與性能 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 合金工具鋼（2）合金工具鋼牌號(hào) 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社第二

17、節(jié) 金屬材料的熱處理及應(yīng)用 熱處理是對(duì)固態(tài)金屬或合金采用適當(dāng)方式加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的加工方法。 金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過(guò)改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過(guò)熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，

18、鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過(guò)熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社2.1 金屬材料的熱處理及應(yīng)用2.4.1 金屬材料整體熱處理 金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類(lèi)。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類(lèi)又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類(lèi)繁多。 常用熱處理設(shè)備常用熱處理設(shè)備機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社2.4 金屬材料的熱處理及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社

19、2.4 金屬材料的熱處理及應(yīng)用2.4.2 金屬材料表面熱處理 1. 表面淬火 表面淬火是將鋼件的表面層淬透到一定的深度，而芯部仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火的方法。表面淬火時(shí)通過(guò)快速加熱，使鋼件表面很快到淬火的溫度，在熱量來(lái)不及穿到工件芯部就立即冷卻，實(shí)現(xiàn)局部淬火。表面淬火的目的：在于獲得高硬度，高耐磨性的表面，而芯部仍然保持原有的良好韌性，常用于齒輪，花鍵，機(jī)床導(dǎo)軌等。 常用表面熱處理常用表面熱處理機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社2.4 金屬材料的熱處理及應(yīng)用2.4.2 金屬材料表面熱處理2. 滲碳淬火 滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過(guò)程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過(guò)淬火和低溫

20、回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。 滲碳工件的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼(含碳量小于0.25)。滲碳后鋼件表面的化學(xué)成分可接近高碳鋼。工件滲碳后還要經(jīng)過(guò)淬火以得到高的表面硬度高的耐磨性和疲勞強(qiáng)度并保持心部有低碳鋼淬火后的強(qiáng)韌性使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用于飛機(jī)汽車(chē)和拖拉機(jī)等的機(jī)械零件如齒輪軸凸輪軸等。 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社第三節(jié) 常用非金屬材料2.3.1 高分子材料 高分子材料是以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料，高分子是生命存在

21、的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。 高分子材料按來(lái)源分為天然、半合成和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和進(jìn)化的基礎(chǔ)。人類(lèi)社會(huì)一開(kāi)始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產(chǎn)資料，并掌握了其加工技術(shù)。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。19世紀(jì)30年代末期，進(jìn)入天然高分子化學(xué)改性階段，出現(xiàn)半合成高分子材料。1907年出現(xiàn)合成高分子酚醛樹(shù)脂，標(biāo)志著人類(lèi)應(yīng)用合成高分子材料的開(kāi)始?，F(xiàn)代，高分子材料已與金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料相同，成為科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要材料。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非金屬材料 1. 常用塑料材料常用塑料材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非

22、金屬材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非金屬材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非金屬材料 2. 常用橡膠材料常用橡膠材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社常用非金屬材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非金屬材料2.5.2 陶瓷材料 陶瓷材料是用天然或合成化合物經(jīng)過(guò)成形和高溫?zé)Y(jié)制成的一類(lèi)無(wú)機(jī)非金屬材料。它具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優(yōu)點(diǎn)?？捎米鹘Y(jié)構(gòu)材料、刀具材料，由于陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。 陶瓷材料分為普通陶瓷材料和特種陶瓷材料兩大類(lèi)。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非金屬材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非金屬材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非

23、金屬材料2.5.3 復(fù)合材料 復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿(mǎn)足各種不同的要求。 復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類(lèi)。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。 復(fù)合材料中以纖維增強(qiáng)材料應(yīng)用最廣、用量最大。其特點(diǎn)是比重小、比強(qiáng)度和比模量大。例如碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合的材料，其比強(qiáng)度和比模量均比鋼和鋁合金大數(shù)

24、倍，還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、減摩耐磨、自潤(rùn)滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹(shù)脂復(fù)合可得到膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非金屬材料機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 常用非金屬材料 第四節(jié)第四節(jié) 材料的選用材料的選用 一、選用材料的一般原則一、選用材料的一般原則 在機(jī)械的設(shè)計(jì)制造中在機(jī)械的設(shè)計(jì)制造中合理地選擇材料合理地選擇材料，安排材料的熱處安排材料的熱處理工藝?yán)砉に囀且豁?xiàng)重要而復(fù)雜的工作。選材的質(zhì)量不僅影響到零件的是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的工作。選材的質(zhì)量不僅影響到零件的使用性能使用性能與與壽命壽命，而且合理地選材（即選有良好的而且合理地選材（即選有良好

25、的工藝性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性的材料）還會(huì)的材料）還會(huì)降低零件生產(chǎn)成本，提高零件的生產(chǎn)效率降低零件生產(chǎn)成本，提高零件的生產(chǎn)效率。 常用工程材料的分類(lèi)及特點(diǎn)： 常用材料主要為：金屬，有機(jī)合成高分子材料， 陶瓷三 類(lèi) 。 它們的特點(diǎn)： 金屬： 綜合機(jī)械性能好，強(qiáng)度高、韌性好、抗疲勞、工藝性好， 常用來(lái)制作重要的機(jī)械零件，工程構(gòu)件等。是機(jī)械工程 中最主要、最成熟的結(jié)構(gòu)材料。 有機(jī)合成高分子材料： 硬度，E，疲勞抗力及韌性都比金屬低；但減震性好， 低比重，小摩擦系數(shù)，高彈性變形。適用于制造受力小 的輕型零件、減震零件及密封零件。 陶瓷：硬而脆、耐高溫、耐蝕。常用于制造耐熱，耐蝕、耐磨 的 零件或刀具。

26、 機(jī)械設(shè)計(jì)中什么時(shí)候要考慮選材問(wèn)題機(jī)械設(shè)計(jì)中什么時(shí)候要考慮選材問(wèn)題 新產(chǎn)品設(shè)計(jì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，或?qū)υ挟a(chǎn)品進(jìn)行改變?cè)牧稀?，或?qū)υ挟a(chǎn)品進(jìn)行改變?cè)牧稀?改變工藝的改變工藝的改型設(shè)計(jì)改型設(shè)計(jì)；或；或設(shè)計(jì)工裝，卡、量設(shè)計(jì)工裝，卡、量 具具的時(shí)候要考慮選材問(wèn)題。的時(shí)候要考慮選材問(wèn)題。 對(duì)軸承、螺釘?shù)葘?duì)軸承、螺釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件無(wú)選材標(biāo)準(zhǔn)件無(wú)選材問(wèn)題；問(wèn)題；對(duì)已定型對(duì)已定型 產(chǎn)品產(chǎn)品，無(wú)特殊要求，不要改變材料。，無(wú)特殊要求，不要改變材料。 選材的一般原則：選材的一般原則： 即：在滿(mǎn)足零件工作時(shí)對(duì)材料的即：在滿(mǎn)足零件工作時(shí)對(duì)材料的使使用性能用性能要求的前提下，很好地考慮其要求的前提下，很好地考慮其 工藝性工藝性與與經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性。 1 1、 材料的使用性能材料的使用性能 根據(jù)零件在整機(jī)中的作用，零件形狀、尺寸大小及根據(jù)零件在整機(jī)中的作用，零件形狀、尺寸大小及工作環(huán)境所確定的工作環(huán)境所確定的零件材料應(yīng)具備的主要機(jī)械性能指零件材料應(yīng)具備的主要機(jī)械性能指標(biāo)標(biāo)即即材料的使用性能。材料的使用