第1章-機械基本常識課件

土木工程機械第1章機械的基本常識第7章施工運輸車輛第8章土石方工程機械第9章壓實機械和路面機械第10章起重運輸機械第11章鋼筋加工機械第12章混凝土機械第13章樁工機械第14章建筑裝飾機械土木工程機械第1章機械的基本常識第11章鋼筋加工機械1第1章機械的基本常識1.1緒論1.2建筑機械的動力裝置1.3建筑機械的傳動裝置1.4機械制造的常用材料1.5鋼的熱處理1.6公差與配合的基本概念第1章機械的基本常識1.1緒論21.1緒論1.1.1土木工程機械的作用土木工程機械：工程機械工程機械的作用：

①提高工程質(zhì)量；②縮短施工工期；③提高勞動生產(chǎn)率；④降低工程造價。1.1.2課程的性質(zhì)和內(nèi)容1.1緒論1.1.1土木工程機械的作用1.1.231.1.3土木工程對其機械的要求（1）使用性能要求（2）可靠性要求（3）結構工藝性要求（4）“三化”要求：即產(chǎn)品的系列化、部件的通用化、零件的標準化系列化：同一類型產(chǎn)品按一定規(guī)律分檔形成系列化產(chǎn)品。通用化：統(tǒng)一形式和規(guī)格的零部件在機械的不同部位、不同機械中通用。標準化：對產(chǎn)品制定的統(tǒng)一規(guī)定和要求。（5）經(jīng)濟性的要求1.1.3土木工程對其機械的要求（1）使用性能要求41.1.4幾個重要的名詞（1）機械：機器和機構的總稱（2）機器①機器具有三大特征：②機器可分為三大類別：

原動機：其他形式的能量→機械能

轉(zhuǎn)換機：機械能→其他形式的能量

工作機：利用機械能完成有用功（3）機構：具有確定相對運動的許多構件的組合體（4）構件：組成機構的單元（5）機械零件：組成構件的元件。（6）部件：若干個機械零件的組合體。通用零件專用零件1.1.4幾個重要的名詞（1）機械：機器和機構的總稱通用51.1.5機械的基本組成（1）動力裝置：電動機、內(nèi)燃機、空氣壓縮機、蒸汽機（2）傳動裝置：傳遞運動和動力，甚至變換運動的形式和方向（3）工作裝置：直接完成生產(chǎn)任務（4）信號及操縱控制裝置（5）機架1.1.5機械的基本組成（1）動力裝置：電動機、內(nèi)燃機、61.2建筑機械的動力裝置（原動機）（1）電動機（2）內(nèi)燃機（3）空氣壓縮機（4）蒸汽機1.2建筑機械的動力裝置（原動機）（1）電動機71.3建筑機械的傳動裝置1.3.1傳動裝置的定義1.3建筑機械的傳動裝置1.3.1傳動裝置的定義81.3.2傳動裝置的作用（1）減速與增速電動機輸出軸轉(zhuǎn)速：450r/min滾筒轉(zhuǎn)速：30r/min（2）變速調(diào)節(jié)動力裝置的速度通過傳動裝置實現(xiàn)變速（3）改變運動形式（4）傳遞、分配或匯集動力與運動1.3.2傳動裝置的作用（1）減速與增速91.3.3傳動裝置的類型1.按傳動比分類定傳動比傳動變傳動比傳動有級變速無級變速周期變化（如：帶、鏈、摩擦輪、輪、蝸桿渦輪）1.3.3傳動裝置的類型1.按傳動比分類定傳動比傳動變10變傳動比分類定義適用場合舉例有級變速一個輸入轉(zhuǎn)速→若干個輸出轉(zhuǎn)速工作裝置工況改變的場合齒輪變速器塔輪傳動無級變速一個輸入轉(zhuǎn)速→某一范圍內(nèi)無限多個輸出轉(zhuǎn)速工作裝置工況很多的場合機械無級變速器液力耦合器液力變矩器流體傳動電磁滑差離合器周期變化輸出角速度是輸入角速度的周期函數(shù)實現(xiàn)函數(shù)傳動及改善某些機構的動力特性非圓齒輪凸輪連桿組合機構變傳動比定義適用場合舉例有級變速一個輸入轉(zhuǎn)速→若干個輸出轉(zhuǎn)速112.按能量流動路線分類2.按能量流動路線分類123.按工作原理分類3.按工作原理分類131.3.4初選傳動類型的基本原則（1）盡量簡化和縮短傳動系統(tǒng)常采用傳動比大的傳動形式，但傳動比大的傳動形式往往效率較低。（2）多級傳動時要合理布置傳動順序

①一般帶傳動承載能力較小，但其運動較平衡，能緩沖減振，因此帶傳動應盡量布置在高速級

②鏈傳動的瞬時傳動比不準確，高速下易產(chǎn)生沖擊，振動和噪聲等，故應布置于低速級，并可在較高溫度下工作

③蝸桿傳動可以有較大的傳動比，傳動平穩(wěn)但效率低；適用于中、小功率及間歇運動的場合。當其與齒輪傳動同時應用時，最好布置于高速級。

1.3.4初選傳動類型的基本原則（1）盡量簡化和縮短傳動14（3）單件生產(chǎn)的低速、小功率機械，其傳動應盡可能采用標準零、部件。（4）工作環(huán)境惡劣時，應視具體情況選用。（5）壽命要求方面，以輪傳動的壽命最高。而鏈傳動和摩擦傳動的壽命較短。（6）荷載、扭矩大，有沖擊、振動的建筑機械，或有變速、變換運動形式的工作裝置，應考慮采用液壓傳動。（7）合理分配傳動比，各級傳動比宜在其常用范圍內(nèi)選取，以保證符合各種傳動形式的工作特點和結構緊湊。（8）對生產(chǎn)批量較大的機械，選傳動形式時，應對工藝性、經(jīng)濟性、可行性、可靠性等問題，借助電子計算機輔助設計、最優(yōu)化設計方法等對各種傳動方案作精確的比較，以尋求最佳的傳動方式。（3）單件生產(chǎn)的低速、小功率機械，其傳動應盡可能采用標準零、151.4機械制造的常用材料1.4.1常用金屬材料鋼C<2%C<0.25%低碳鋼0.25%<C<0.6%中碳鋼0.6%<C<2%高碳鋼鑄鐵C>2%鋼和鑄鐵（鐵、碳合金），某些有色金屬及其合金合金<5%低合金鋼5%<合金<10%中合金鋼合金>10%高合金鋼1.4機械制造的常用材料1.4.1常用金屬材料鋼C<161.4.2高分子材料高分子材料為有機合成材料，亦稱聚合物高分子材料塑料橡膠合成纖維熱塑性塑料熱固性塑料通用橡膠特種橡膠①較高的強度②良好的塑性③較強的耐腐蝕性④很好的絕緣性⑤重量輕1.4.2高分子材料高分子材料為有機合成材料，亦稱聚合物171.4.3復合材料①比強度和比剛度高；②抗疲勞性能好；③減振能力強；比模量大④高溫性能好、熱穩(wěn)定性好；⑤斷裂安全性高；其減摩性，耐蝕性以及工藝性均較好優(yōu)良性能：不良性能：①因是各向異性材料，橫向拉伸強度和層間剪切強度不高；②伸長率較低，沖擊韌性有時也不理想；1.4.3復合材料①比強度和比剛度高；②抗疲勞性能好；③18纖維增強材料玻璃纖維（玻璃鋼）碳纖維硼纖維金屬纖維1.4.4材料的選擇原則①使用要求②工藝要求③經(jīng)濟要求1.4.5材料選擇的基本方法①以綜合機械性能為主選材②以疲勞強度為主選材③以磨損為主選材纖維增強材料玻璃纖維（玻璃鋼）碳纖維硼纖維金屬纖維1.4.4191.5鋼的熱處理（1）退火（2）正火（3）淬火（4）回火按加熱溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火、高溫回火（又稱調(diào)質(zhì)）。（5）調(diào)質(zhì)（6）時效處理

1、普通熱處理（7）表面淬火熱處理（8）表面化學熱處理2、表面熱處理1.5鋼的熱處理（1）退火1、普通熱處理（7）表面淬火201.6公差與配合的基本概念1.6.1互換性1.6.2公差配合的基本術語和定義公差：零件的尺寸、形狀等能保持在允許的誤差變動范圍內(nèi)，同樣也可實現(xiàn)互換性。這允許的誤差范圍就是公差。配合：對于相互配合的兩個零件，有時要求裝得松一些，有時要求裝得緊一些。兩個零件這種相互結合起來時所要求的松緊程度，稱為配合。公差=|最大極限尺寸—最小極限尺寸|1.6公差與配合的基本概念1.6.1互換性1.6.221基本尺寸：設計給定的尺寸。實際尺寸：零件加工后，通過測量所得的尺寸。極限尺寸：允許尺寸變化的兩個界限值。最大極限尺寸最小極限尺寸尺寸偏差：某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。實際偏差=實際尺寸—基本尺寸極限偏差=極限尺寸—基本尺寸基本尺寸：設計給定的尺寸。實際尺寸：零件加工后，通過測量所得22極限偏差上偏差=最大極限尺寸—基本尺寸下偏差=最小極限尺寸—基本尺寸ES——孔的上偏差；EI——孔的下偏差es——軸的上偏差；ei——軸的下偏差尺寸公差：允許尺寸的變動量。公差=|最大極限尺寸—最小極限尺寸|公差=|上偏差—下偏差|Th——孔公差；TS——軸公差Tolerance——公差；hole——孔；Spool——軸偏差可“+”，可“—”，或為“0”

公差恒為“+”

極限偏差上偏差=最大極限尺寸—基本尺寸下偏差=最23第1章-機械基本常識課件24標準公差：為了滿足各種機器所需的不同精度要求，并減少刀具和量具等的規(guī)格，國家標準對于基本尺寸小于500mm的公差，作了標準規(guī)定并稱之為標準公差?！纠?-1】已知孔的基本尺寸D=30mm，孔的最大極限尺寸Dmax=30.023mm，孔的最小極限尺寸Dmin=30mm；軸的基本尺寸d=30mm，軸的最大極限尺寸dmax=29.980mm，軸的最小極限尺寸dmin=29.960mm；求孔與軸的極限偏差及公差標準公差：為了滿足各種機器所需的不同精度要求，并減少刀具和量25【解】孔的上偏差ES=Dmax-D=30.023-30=0.023mm孔的下偏差EI=Dmin-D=30-30=0孔公差Th=|Dmax-Dmin|=|30.023-30|=0.023mmor孔公差Th=|ES-EI|=|0.023-0|=0.023mm軸的上偏差es=dmax-d=29.980-30=-0.020mm軸的下偏差ei=dmin-d=29.960-30=-0.040mm軸公差TS=|dmax-dmin|=|29.980-29.960|=0.020mmOr軸公差TS=|es-ei|=|-0.020-(-0.040)|=0.020mm孔軸【解】孔的上偏差ES=Dmax-D=30.02326配合：基本尺寸相同的相互結合的孔和軸公差之間的關系，由于孔和軸的實際尺寸不同，裝配后可出現(xiàn)松緊不同的配合。配合間隙配合：孔尺寸-軸尺寸≥0過盈配合：孔尺寸-軸尺寸≤0過渡配合配合：基本尺寸相同的相互結合的孔和軸公差之間的關系，由于孔和27最大間隙=孔的最大極限尺寸—軸的最小極限尺寸最小間隙=孔的最小極限尺寸—軸的最大極限尺寸間隙配合過盈配合最小過盈=孔的最大極限尺寸—軸的最小極限尺寸最大過盈=孔的最小極限尺寸—軸的最大極限尺寸過渡配合配合公差：是允許間隙或過盈的變動量，其數(shù)值=孔公差+軸公差=Th+TS最大間隙=孔的最大極限尺寸—軸的最小極限尺寸間隙配合281.6.3表面粗糙度1、概念：由加工痕跡在零件表面形成的微觀幾何形狀特性，在舊國標中稱為表面光潔度，在新國標中稱為表面粗糙度。是衡量零件及機械質(zhì)量的重要指標之一。2、表面粗糙度的評定參數(shù)舊國標規(guī)定了14個表面光潔度等級，新國標近似，一般是將Ra的數(shù)值（0.012~50μm）直接標在表面粗糙度的符號上。Ra的數(shù)值越小，零件的表面質(zhì)量越高，加工的費用也越高。1.6.3表面粗糙度1、概念：由加工痕跡在零件表面形成的291、形位公差的概念：形狀公差+位置公差為合理地限制這兩種誤差，國家標準規(guī)定了形狀誤差和位置誤差的最大允許值——形位公差。2、形位公差代號及標注形位公差項目的符號+相應的形位公差值+基準代號的字母。由箭頭指引線指示出加工面，帶圓圈的基準代號由指引線指示出測量基準。1.6.4形狀位置公差（簡稱形位公差）1、形位公差的概念：形狀公差+位置公差1.6.4形狀位置30土木工程機械第1章機械的基本常識第7章施工運輸車輛第8章土石方工程機械第9章壓實機械和路面機械第10章起重運輸機械第11章鋼筋加工機械第12章混凝土機械第13章樁工機械第14章建筑裝飾機械土木工程機械第1章機械的基本常識第11章鋼筋加工機械31第1章機械的基本常識1.1緒論1.2建筑機械的動力裝置1.3建筑機械的傳動裝置1.4機械制造的常用材料1.5鋼的熱處理1.6公差與配合的基本概念第1章機械的基本常識1.1緒論321.1緒論1.1.1土木工程機械的作用土木工程機械：工程機械工程機械的作用：

①提高工程質(zhì)量；②縮短施工工期；③提高勞動生產(chǎn)率；④降低工程造價。1.1.2課程的性質(zhì)和內(nèi)容1.1緒論1.1.1土木工程機械的作用1.1.2331.1.3土木工程對其機械的要求（1）使用性能要求（2）可靠性要求（3）結構工藝性要求（4）“三化”要求：即產(chǎn)品的系列化、部件的通用化、零件的標準化系列化：同一類型產(chǎn)品按一定規(guī)律分檔形成系列化產(chǎn)品。通用化：統(tǒng)一形式和規(guī)格的零部件在機械的不同部位、不同機械中通用。標準化：對產(chǎn)品制定的統(tǒng)一規(guī)定和要求。（5）經(jīng)濟性的要求1.1.3土木工程對其機械的要求（1）使用性能要求341.1.4幾個重要的名詞（1）機械：機器和機構的總稱（2）機器①機器具有三大特征：②機器可分為三大類別：

原動機：其他形式的能量→機械能

轉(zhuǎn)換機：機械能→其他形式的能量

工作機：利用機械能完成有用功（3）機構：具有確定相對運動的許多構件的組合體（4）構件：組成機構的單元（5）機械零件：組成構件的元件。（6）部件：若干個機械零件的組合體。通用零件專用零件1.1.4幾個重要的名詞（1）機械：機器和機構的總稱通用351.1.5機械的基本組成（1）動力裝置：電動機、內(nèi)燃機、空氣壓縮機、蒸汽機（2）傳動裝置：傳遞運動和動力，甚至變換運動的形式和方向（3）工作裝置：直接完成生產(chǎn)任務（4）信號及操縱控制裝置（5）機架1.1.5機械的基本組成（1）動力裝置：電動機、內(nèi)燃機、361.2建筑機械的動力裝置（原動機）（1）電動機（2）內(nèi)燃機（3）空氣壓縮機（4）蒸汽機1.2建筑機械的動力裝置（原動機）（1）電動機371.3建筑機械的傳動裝置1.3.1傳動裝置的定義1.3建筑機械的傳動裝置1.3.1傳動裝置的定義381.3.2傳動裝置的作用（1）減速與增速電動機輸出軸轉(zhuǎn)速：450r/min滾筒轉(zhuǎn)速：30r/min（2）變速調(diào)節(jié)動力裝置的速度通過傳動裝置實現(xiàn)變速（3）改變運動形式（4）傳遞、分配或匯集動力與運動1.3.2傳動裝置的作用（1）減速與增速391.3.3傳動裝置的類型1.按傳動比分類定傳動比傳動變傳動比傳動有級變速無級變速周期變化（如：帶、鏈、摩擦輪、輪、蝸桿渦輪）1.3.3傳動裝置的類型1.按傳動比分類定傳動比傳動變40變傳動比分類定義適用場合舉例有級變速一個輸入轉(zhuǎn)速→若干個輸出轉(zhuǎn)速工作裝置工況改變的場合齒輪變速器塔輪傳動無級變速一個輸入轉(zhuǎn)速→某一范圍內(nèi)無限多個輸出轉(zhuǎn)速工作裝置工況很多的場合機械無級變速器液力耦合器液力變矩器流體傳動電磁滑差離合器周期變化輸出角速度是輸入角速度的周期函數(shù)實現(xiàn)函數(shù)傳動及改善某些機構的動力特性非圓齒輪凸輪連桿組合機構變傳動比定義適用場合舉例有級變速一個輸入轉(zhuǎn)速→若干個輸出轉(zhuǎn)速412.按能量流動路線分類2.按能量流動路線分類423.按工作原理分類3.按工作原理分類431.3.4初選傳動類型的基本原則（1）盡量簡化和縮短傳動系統(tǒng)常采用傳動比大的傳動形式，但傳動比大的傳動形式往往效率較低。（2）多級傳動時要合理布置傳動順序

①一般帶傳動承載能力較小，但其運動較平衡，能緩沖減振，因此帶傳動應盡量布置在高速級

②鏈傳動的瞬時傳動比不準確，高速下易產(chǎn)生沖擊，振動和噪聲等，故應布置于低速級，并可在較高溫度下工作

③蝸桿傳動可以有較大的傳動比，傳動平穩(wěn)但效率低；適用于中、小功率及間歇運動的場合。當其與齒輪傳動同時應用時，最好布置于高速級。

1.3.4初選傳動類型的基本原則（1）盡量簡化和縮短傳動44（3）單件生產(chǎn)的低速、小功率機械，其傳動應盡可能采用標準零、部件。（4）工作環(huán)境惡劣時，應視具體情況選用。（5）壽命要求方面，以輪傳動的壽命最高。而鏈傳動和摩擦傳動的壽命較短。（6）荷載、扭矩大，有沖擊、振動的建筑機械，或有變速、變換運動形式的工作裝置，應考慮采用液壓傳動。（7）合理分配傳動比，各級傳動比宜在其常用范圍內(nèi)選取，以保證符合各種傳動形式的工作特點和結構緊湊。（8）對生產(chǎn)批量較大的機械，選傳動形式時，應對工藝性、經(jīng)濟性、可行性、可靠性等問題，借助電子計算機輔助設計、最優(yōu)化設計方法等對各種傳動方案作精確的比較，以尋求最佳的傳動方式。（3）單件生產(chǎn)的低速、小功率機械，其傳動應盡可能采用標準零、451.4機械制造的常用材料1.4.1常用金屬材料鋼C<2%C<0.25%低碳鋼0.25%<C<0.6%中碳鋼0.6%<C<2%高碳鋼鑄鐵C>2%鋼和鑄鐵（鐵、碳合金），某些有色金屬及其合金合金<5%低合金鋼5%<合金<10%中合金鋼合金>10%高合金鋼1.4機械制造的常用材料1.4.1常用金屬材料鋼C<461.4.2高分子材料高分子材料為有機合成材料，亦稱聚合物高分子材料塑料橡膠合成纖維熱塑性塑料熱固性塑料通用橡膠特種橡膠①較高的強度②良好的塑性③較強的耐腐蝕性④很好的絕緣性⑤重量輕1.4.2高分子材料高分子材料為有機合成材料，亦稱聚合物471.4.3復合材料①比強度和比剛度高；②抗疲勞性能好；③減振能力強；比模量大④高溫性能好、熱穩(wěn)定性好；⑤斷裂安全性高；其減摩性，耐蝕性以及工藝性均較好優(yōu)良性能：不良性能：①因是各向異性材料，橫向拉伸強度和層間剪切強度不高；②伸長率較低，沖擊韌性有時也不理想；1.4.3復合材料①比強度和比剛度高；②抗疲勞性能好；③48纖維增強材料玻璃纖維（玻璃鋼）碳纖維硼纖維金屬纖維1.4.4材料的選擇原則①使用要求②工藝要求③經(jīng)濟要求1.4.5材料選擇的基本方法①以綜合機械性能為主選材②以疲勞強度為主選材③以磨損為主選材纖維增強材料玻璃纖維（玻璃鋼）碳纖維硼纖維金屬纖維1.4.4491.5鋼的熱處理（1）退火（2）正火（3）淬火（4）回火按加熱溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火、高溫回火（又稱調(diào)質(zhì)）。（5）調(diào)質(zhì)（6）時效處理

1、普通熱處理（7）表面淬火熱處理（8）表面化學熱處理2、表面熱處理1.5鋼的熱處理（1）退火1、普通熱處理（7）表面淬火501.6公差與配合的基本概念1.6.1互換性1.6.2公差配合的基本術語和定義公差：零件的尺寸、形狀等能保持在允許的誤差變動范圍內(nèi)，同樣也可實現(xiàn)互換性。這允許的誤差范圍就是公差。配合：對于相互配合的兩個零件，有時要求裝得松一些，有時要求裝得緊一些。兩個零件這種相互結合起來時所要求的松緊程度，稱為配合。公差=|最大極限尺寸—最小極限尺寸|1.6公差與配合的基本概念1.6.1互換性1.6.251基本尺寸：設計給定的尺寸。實際尺寸：零件加工后，通過測量所得的尺寸。極限尺寸：允許尺寸變化的兩個界限值。最大極限尺寸最小極限尺寸尺寸偏差：某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。實際偏差=實際尺寸—基本尺寸極限偏差=極限尺寸—基本尺寸基本尺寸：設計給定的尺寸。實際尺寸：零件加工后，通過測量所得52極限偏差上偏差=最大極限尺寸—基本尺寸下偏差=最小極限尺寸—基本尺寸ES——孔的上偏差；EI——孔的下偏差es——軸的上偏差；ei——軸的下偏差尺寸公差：允許尺寸的變動量。公差=|最大極限尺寸—最小極限尺寸|公差=|上偏差—下偏差|Th——孔公差；TS——軸公差Tolerance——公差；hole——孔；Spool——軸偏差可“+”，可“—”，或為“0”

公差恒為“+”

極限偏差上偏差=最大極限尺寸—基本尺寸下偏差=最53第1章-機械基本常識課件54標準公差：為了滿足各種機器所需的不同精度要求，并減少刀具和量具等的規(guī)格，國家標準對于基本尺寸小于500mm的公差，作了標準規(guī)定并稱之為標準公差?！纠?-1】已知孔的基本尺寸D=30mm，孔的最大極限尺寸Dmax=30.023mm，孔的最小極限尺寸Dmin=30mm；軸的基本尺寸d=30mm，軸的最大極限尺寸dmax=29.980mm，軸的最小極限尺寸dmin=29.960mm；求孔與軸的極限偏差及公差標準公差：為了滿足各種機器所需的不同精度要求，并減少刀具和量55【解】孔的上偏差ES=Dmax-D=30.023-30=0.023mm孔的下偏差EI=Dmin-D=30-30=0孔公差Th=|Dmax-D