機械基礎（第2版） 課件全套 朱明松 第1-16章 平機連桿機構- 氣壓傳動

緒論學習目標:1.了解機械、機器、機構、構件、零件的概念；2.理解機器與機構、構件與零件區(qū)別中國的機械工程技術不但歷史悠久，而且成就十分輝煌，不僅對中國的物質文化和社會經濟的發(fā)展起到了重要的促進作用水運渾天儀指南車記里鼓一、機器與機構1.機器1）由許多（實體）構件組合而成；2）各運動實體之間具有確定的相對運動；3）機器能代替或減輕人類勞動，完成有用的機械功或實現(xiàn)能量轉換機器按用途分：原動機和工作機

內燃機動畫2.機構多個實體的組合，各構件間具有確定的相對運動機器與機構區(qū)別：機器利用機械能做功或實現(xiàn)能量轉換機構在于傳遞或轉變運動的形式常用機構有：連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等機器與機構總稱為機械機器與機構動畫3.機器的組成動力部分、傳動部分、工作部分自動化機床還有自動控制部分二、構件與零件1.構件相互間能作相對運動的物體，是機器運動單元構件可以是不能拆卸的單一整體，也可以是由幾個相互之間沒有相對運動的物體組合而成的剛性體整體式連桿組合式連桿圖0-2內燃機中的連桿機構1—連桿體2—螺栓3—連桿蓋4—螺母構件的種類：按運動狀況分：運動構件和固定構件（機架）運動構件又可分為主（原）動件和從動件2.零件零件是構件的組成部分，是機器制造的單元構件可以是一個零件，也可以是由多個零件連接而成的剛性構件零件———構件———機構———機器靜連接動連接組合構件與零件演示三、機械傳動分類機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動、電氣傳動常見的機械傳動：思考與訓練1.您還能說出中國古代還有哪些舉世聞名的機械裝置嗎？2.機器的主要功用是什么？3.機器與機構相比有哪些異同？4.什么是構件？什么是零件？構件與零件有何區(qū)別？第一章平機連桿機構第一節(jié)運動副學習目標：1.掌握運動副概念；2.熟悉運動副的類型、符號；3.掌握運動副的特點和應用；4.了解常用運動副的運動簡圖一、運動副的概念兩構件直接接觸而又能產生一定相對運動的連接二、運動副的種類按兩構件接觸形式不同分低副和高副1.低副：兩構件以面接觸的運動副（1）移動副：組成運動副的兩構件只能作相對直線移動圖1-2移動副a)實物圖b)簡圖動畫演示2動畫演示1（2）轉動副組成運動副的兩構件只能作相對轉動的運動副動畫演示1動畫演示2（3）螺旋副螺旋副是兩構件只能沿直線做螺旋運動的運動副動畫演示螺旋副為空間運動副2.高副高副是兩構件間以點或線接觸的運動副如齒輪副、凸輪副、鋼輪鋼軌接觸等，如：動畫演示低副與高副的特點：低副是面接觸的運動副，接觸面為平面或圓柱面，制造容易、承受載荷時單位面積上壓力小，不能傳遞較復雜運動。高副是點或線接觸的運動副，承受載荷時，單位面積上壓力大，易磨損，制造維修困難，能傳遞較復雜運動。3.低副機構和高副機構所有運動副都是低副的機構稱為低副機構。只要有一個運動副是高副的機構稱為高副機構三、機構運動簡圖用簡單的線條和符號表示構件和運動副，并按比例繪制各運動位置，表示機構間相對運動關系的簡化圖形鄂式破碎機運動簡圖思考與訓練1.運動副的種類有哪些？2.您能列舉出生活中的轉動副實例嗎？3.螺旋副屬于平面運動副嗎？4.高副與低副相比有何特點？第一章平機連桿機構第二節(jié)鉸鏈四桿機構學習目標:1.了解鉸鏈四桿機構的基本類型、特點及應用；2.理解曲柄存在的條件；3.掌握鉸鏈四桿機構基本類型的判別方法一、鉸鏈四桿機構的基本類型1.曲柄搖桿機構鉸鏈四桿機構兩連架桿中，若一個連架桿是曲柄，另一個連架桿為搖桿，則此機構為曲柄搖桿機構例：雷達天線俯仰角度調整裝置縫紉機踏板機構動畫演示動畫演示曲柄搖桿機構應用剪板機刮雨器功能:將主動曲柄等速回轉運動轉變?yōu)閺膭訐u桿的往復擺動,或將主動搖桿的往復擺動轉變?yōu)閺膭忧倪B續(xù)轉動動畫演示動畫演示攪拌機破碎機動畫演示動畫演示2.雙曲柄機構鉸鏈四桿機構的兩個連架桿均為曲柄的機構功能:將主動曲柄等速回轉轉變成從動曲柄的變速回轉慣性篩插床主運動動畫演示動畫演示（1）平行四邊形機構連桿與機架長度相等,兩曲柄長度相等且回轉方向相同鏟斗機構機車聯(lián)動裝置特點:兩曲柄轉向相同、角速度相同動畫演示動畫演示（2）反向平行雙曲柄機構連桿與機架長度相等，兩曲柄長度也相等但轉向相反的四桿機構車門啟閉機構特點：兩曲柄回轉方向相反，角速度不相等3.雙搖桿機構鉸鏈四桿機構中，若兩連架桿均為搖桿，則為雙搖桿機構港口起重機飛機起落架自卸翻斗車功能：將從動搖桿的擺動轉變?yōu)閺膭訐u桿的擺動動畫演示動畫演示動畫演示二、曲柄存在的條件二、曲柄存在的條件3式兩兩相加得:a≤b,a≤c,a≤d曲柄存在的條件:1.連架桿與機架必有一個是最短桿;2.最短桿與最長桿長度之和必小于等于其余兩桿長度之和。兩個條件必須同時滿足,曲柄搖桿機構三、鉸鏈四桿機構基本類型的判別若鉸鏈四桿機構中最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，則：（1)取最短桿為連架桿時，構成曲柄搖桿機構；（2)取最短桿為機架時，構成雙曲柄機構；（3)取最短桿為連桿時，構成雙搖桿機構。2．若鉸鏈四桿機構中最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則無曲柄存在，只能構成雙搖桿機構。思考與訓練1.剪板板機構中有幾個運動副？慣性篩機構中有幾個運動副？2.曲柄搖桿機構中一般主動件是哪個構件？縫紉機踏板機構中，主動件是哪個構件？3.一般雙曲柄機構從動件的運動規(guī)律是什么？4.平行雙曲柄機構，從動件如何運動？5.雙搖桿機構中，從動搖桿如何運動？6.簡述曲柄存在的條件？7.判別下列四桿機構屬于什么機構類型？第一章平機連桿機構第三節(jié)鉸鏈四桿機構的演化【學習目標】1．了解鉸鏈四桿機構的演化方法及常見的演化類型。2．了解曲柄滑塊機構的演化過程、運動特點及應用。3．了解導桿機構的演化過程、種類、運動特點及應用。一、曲柄滑塊機構1.對心曲柄滑塊機構曲柄作主動件等速回轉，滑塊作往復直線運動，滑塊往復行程等于曲柄2倍?；瑝K往復運動作主動件，從動曲柄作等速回轉運動對心曲柄滑塊機構2.偏置曲柄滑塊機構要想構件1相對于構件2或機架相對連續(xù)轉動,必須滿足條件:L1+e≤l2偏置曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構應用示例壓力機內燃機3.偏心輪機構當偏心距較小時，將曲柄做成偏心輪偏心輪機構滑塊行程為偏心距2倍，且只能是偏心輪為主動件偏心輪動畫演示二、定塊機構抽水機中的定塊機構動畫演示三、搖塊機構動畫演示四、導桿機構1.轉動導桿機構構件2長度大于等于構件1的長度轉動導桿機構插床插刀運動機構動畫演示2.擺動導桿機構當構件2長度大于構件1長度時為擺動導桿機構擺動導桿機構牛頭刨床主運動機構動畫演示思考與訓練1.簡述曲柄滑塊機構的運動規(guī)律。2.對心曲柄滑塊機構滑塊的移動距離與曲柄長度有何關系？3.偏置曲柄滑塊機構應滿足什么條件？4.內燃機中曲柄滑塊機構主動件是哪一個？壓力機中主動件是哪一個？5.定塊機構是如何演變而來的？6.舉例說明搖塊機構工作過程。7.分析轉動導桿機構的運動過程。8.舉例說明擺動導桿機構的運動過程。9.刨床滑枕移動距離與曲柄長度間的關系。第一章平機連桿機構第四節(jié)鉸鏈四桿機構基本特性【學習目標】認識急回運動特性，了解其參數(shù)及應用。2.理解壓力角定義。3.了解“死點”的產生及克服方法。一、急回特性曲柄搖桿機構急回特性

生產設備都是在慢速運動的行程中工作（稱為

工作行程），在快速運動的行程中返回（稱為

空回行程）。

機構的這種工作特性稱為急回特性，機構的急回特性用行程速比系數(shù)K表示，即

機構有無急回特性，取決于行程速比系數(shù)K。K﹥1，機構具有急回特性，且K值愈大，急回特性愈顯著，也就是從動件空回行程愈快；K=1時，機構無急回特性。行程速比系數(shù)K與極位夾角θ有關：θ=0°，K=1，機構無急回特性；θ＞0°，機構有急回特性，且θ愈大，急回特性愈顯著。常用機構的急回方向分析：偏置曲柄滑塊機構動畫演示擺動導桿機構二、壓力角從動件上C點所受力的方向（沿連桿BC）與C點速度vc方向（與CD垂直）間所夾的銳角α，稱為壓力角。

壓力角的余角γ稱為傳動角，即γ=90°-α。很明顯，機構的傳動角越大，傳力性能越好，反之機構的傳力性能就差，當傳動角過小時，機構將發(fā)生自鎖現(xiàn)象三、死點位置連桿BC作用于從動件曲柄AB上的力F通過其轉動中心A,轉動力矩為零，從動件不轉，機構停頓。機構的這種位置，稱為死點位置

雙搖桿死點位置克服死點位置的方法：1.是利用從動件本身的質量或附加一轉動慣量較大的飛輪，依靠其慣性來通過死點位置。2.是增設輔助構件。3.是采取多組機構錯列。機車車輪多組錯列利用死點位置的快速夾具動畫演示思考與訓練1.什么是機構的急回特性？機構具有急回特性有何作用？2.什么是行程速比系數(shù)？什么是機構的極位夾角？兩者有何關系？3.什么是壓力角？壓力角的大小對機構傳動有何影響？4.如圖所示，桿2為主動件，并做等速轉動，已知桿2的長度為40mm，機架1的長度為80mm，求該機構的急回特性系數(shù)K和極位夾角θ。若曲柄轉速為60r/min，則空回時間為多少？第二章凸輪機構第一節(jié)凸輪機構概述【學習目標】1．了解凸輪機構的組成、應用及特點。2．了解凸輪機構的類型，熟悉不同類型從動件凸輪機構的特點。一、凸輪機構的組成

凸輪機構演示凸輪機構應用實例內燃機配氣機構自動車床刀架進給機構自動送料機構自動車床靠模機構二、凸輪機構的類型1.按凸輪的形狀分類（1）盤形凸輪（2）移動凸輪（3）柱體凸輪盤形凸輪柱體凸輪2.按從動件運動形式分類

3.按未端件結構形式分類從動件末端結構形式運動形式主要特點移動擺動尖頂

尖頂與凸輪是點接觸，結構簡單、緊湊，可準確地實現(xiàn)任意運動規(guī)律，易磨損，承載能力小，多用于傳力小、速度低、傳動靈敏的場合滾子

滾子接觸為線接觸，又是滾動摩擦，所以摩擦、磨損較小，承載能力較大，但運動規(guī)律有局限性，滾子軸處有間隙，不宜高速平底

平底與凸輪接觸處易于形成油膜，可減少摩擦，降低磨損，適用于高速，但凸輪輪廓不允許呈凹形，因此運動規(guī)律受到一定限制曲面（含球面）

介于滾子形式與平底形式之間三、凸輪機構的特點1．凸輪機構可以用在對從動件運動規(guī)律要求嚴格的場合，也可以根據(jù)實際需要任意擬定從動件的運動規(guī)律。2．凸輪機構可以高速啟動，動作準確可靠。3．凸輪機構是高副機構，兩構件接觸處為點接觸或線接觸，單位面積上承載壓力較高，難以保持良好的潤滑，故容易磨損，壽命低。4．凸輪機構能傳遞較復雜的運動，思考與訓練1.凸輪機構有幾個構件？2.按凸輪形狀分有哪幾種凸輪？3.盤形凸輪有哪幾種？4.簡述尖頂從動件與滾子從動件凸輪的特點5.車床上自動進刀凸輪機構屬于哪一種類形的凸輪？第二章凸輪機構第二節(jié)凸輪機構的工作原理【學習目標】1．了解凸輪機構的工作過程。2．了解凸輪機構主要參數(shù)及其對凸輪機構工作的影響。3．熟悉從動件具有等速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律的凸輪機構工作特點。一、凸輪機構的工作過程1.推程（升程）對應凸輪轉過的角為推程運動角2.遠休止角3.回程對應凸輪轉過的角為回程運動角4.近休止角尖頂對心凸輪機構二、凸輪機構的主要參數(shù)1.壓力角凸輪理論輪廓線上某點從動件受力方向F和從動件運動方向v之間所夾的銳角，稱為凸輪機構在該位置的壓力角，用α表示。

凸輪理論輪廓與實際輪廓壓力角2.基圓及基圓半徑以凸輪輪廓上最小向徑OA為半徑作的圓，稱為基圓，該最小向徑稱為基圓半徑ro

3.滾子半徑凸輪的實際輪廓不能完全實現(xiàn)原設計時所預期的運動規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為運動“失真”。當凸輪最小曲率半徑小于等于滾子半徑會產生運動“失真”三、從動件的運動規(guī)律1.從動件的運動線圖位移線圖、速度線圖、加速度線圖從動件位移線圖2.從動件常見運動規(guī)律（1）等速運動規(guī)律從動件推程（或回程）的速度為一常數(shù)的運動規(guī)律稱為等速運動規(guī)律

位移曲線為一斜直線速度曲線為水平線起點終點加速度趨于無窮大（2）等加速等減速運動規(guī)律從動件在行程中先作等加速運動，后作等減速運動的運動規(guī)律稱為等加速等減速運動規(guī)律。通常，加速段和減速段的時間相等、位移相等(h/2)，加速度的絕對值也相位移曲線為兩段拋物線速度曲線為兩段斜直線加速度曲線為兩段水平線位移曲線速度曲線加速度曲線凸輪反轉法原理給整個凸輪機構加上一個公共角速度-ω，此時凸輪將不動。根據(jù)相對運動原理，凸輪和從動件之間的相對運動并未改變。這樣從動件一方面以角速度-ω繞軸O轉動，另一方面又在導路中按預定的規(guī)律作往復移動思考與訓練1.凸輪工作過程分哪幾個過程？2.什么是凸輪的基圓？3.什么是推程，推程運動角用什么符號表示？4.常見推程階段從動件的運動規(guī)律有哪幾種？5.從動件作等加速等減速運動規(guī)律時，其位移曲線、速度曲線、加速度曲線分別是什么線？6.簡述從動件作等運動及等加速等減速運動規(guī)律時的特點。第三章間歇運動機構第一節(jié)棘輪機構【學習目標】1．掌握棘輪機構的組成及工作原理。2．了解棘輪機構的種類。3．了解棘輪轉角的調節(jié)方法。4．熟悉棘輪機構的特點及應用。一、棘輪機構的組成及工作原理棘輪、棘爪、機架、止回棘爪1—棘輪2—棘爪3—搖桿4—曲柄5—止回棘爪動畫演示二、棘輪機構的種類1.按結構分類（1）齒式棘輪機構內嚙合棘輪機構防逆轉棘輪機構超越棘輪機構2.摩擦式棘輪機構摩擦式棘輪機構特點：1）齒式棘輪機構的棘輪轉角變化是以棘輪的輪齒為單位的(即有級變化)，摩擦式棘輪機構棘輪轉角大小的變化不受輪齒的限制，屬于無級變化。2）摩擦式棘輪機構不能承受較大的載荷。一方面可起到過載保護，另一方面?zhèn)鲃泳冉档?。適用于低速輕載的場合3）傳動噪聲小。

摩擦式棘輪機構2.按運動形式分類（1）單向式雙向式棘輪機構（3）雙動式雙動式棘輪機構三、棘輪轉角的調節(jié)1.改變搖桿擺角大小2.改變遮板位置改變搖桿擺角大小改變遮板位置四、棘輪機構的特點及應用1.棘輪機構特點齒式棘輪機構具有結構簡單、制造容易、運動可靠和棘輪轉角調節(jié)方便等優(yōu)點，棘爪與棘輪接觸和分離的瞬間存在剛性沖擊，運動平穩(wěn)性差。此外，會產生噪聲并使齒尖磨損。用于主動件速度不大、從動件行程需要改變的場合。需無級調節(jié)棘輪的轉角時，采用摩擦式棘輪機構，摩擦式棘輪機構傳遞運動平穩(wěn)、無噪聲，常用作超越離合器。

2.棘輪機構的應用實例（1）牛頭刨床橫向進給機構由齒輪機構、曲柄搖桿機構、棘輪機構、螺旋傳動機構組成（2）壓力機自動轉位機構（3）用于制動的防逆轉棘輪機構思考與訓練1.什么是間歇運動機構？2.簡述防逆轉式棘輪機構的工作過程。3.摩擦式棘輪機構有何特點？4.如何調節(jié)棘輪的轉角？5.簡述牛頭刨床滑枕運動過程。第三章間歇運動機構第二節(jié)槽輪機構【學習目標】1．掌握槽輪機構的工作原理與基本類型。2．掌握槽輪機構的特點與應用。3．了解槽輪機構的主要參數(shù)和運動系數(shù)。一、槽輪機構的工作原理和類型1.工作原理帶徑向槽的槽輪、帶圓銷的曲柄、機架組成帶圓銷的曲柄進入、進出徑向槽時應沿槽法線方向用離開徑向槽時有鎖止弧對槽輪鎖住不動動畫演示2.基本類型外嚙合：槽輪與主動撥盤轉向相反，曲柄轉一圈，槽輪轉一次雙圓外嚙合：槽輪與主動撥盤轉向相反，曲柄轉一圈，槽輪轉二次動畫演示內嚙合：槽輪與主動撥盤轉向相同，只能單圓銷動畫演示二、槽輪機構的主要參數(shù)和運動系數(shù)1．槽數(shù)z和槽輪的轉角φ22．圓銷數(shù)K圓銷數(shù)越多，槽輪運動時間越長3．運動系數(shù)及槽輪運動時間t動三、槽輪機構的特點及應用1．槽輪機構的特點及應用（1）槽輪機構結構簡單，工作可靠，轉位方便。（2）轉角大，轉位角度受槽數(shù)z的限制，不能調節(jié)。（3）圓銷進入和退出嚙合時，角速度變化大，慣性力也較大。2.槽輪機構的應用實例（1）電影放映機的卷片機構（2）刀架轉位機構其他間歇運動機構不完全齒輪機構動畫演示蝸桿凸輪間歇運動機構思考與訓練1.單圓銷外槽輪機構，若槽輪有4個徑向槽，則主動撥盤轉一轉，槽輪轉過多少度？2.單圓銷外槽輪機構，主動撥盤轉速為12r/min，若槽數(shù)為4，問槽輪靜止時間為多少秒？運動時間為多少秒？若主動撥盤為雙圓銷，則槽輪靜止時間和運動時間各為多少秒？3.內嚙合槽輪機構，圓銷數(shù)為多少？為什么？第四章金屬材料及其熱處理第一節(jié)金屬材料的力學性能【學習目標】1．了解金屬材料力學性能的主要指標和符號。2．了解屈服點（屈服強度）、抗拉強度、斷后伸長率、斷面收縮率的計算方法。3．了解布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度試驗的應用。一、力學性能的有關概念1.載荷金屬材料在加工和使用過程中所受的作用力稱為載荷（或稱負載、負荷）。靜載荷、沖擊載荷和交變載荷2．內力、應力材料內部的一部分對另一部分的作用力稱為內力單位面積上的內力稱為應力σ（N/mm2或MPa）3.桿件的基本變形拉伸與壓縮剪切扭轉彎曲二、力學性能指標拉伸試驗:長試樣:L0=10d0

短試樣:L0=5d0；L0—試樣長度，d0—試樣直徑拉伸曲線(力—伸長曲線)彈性變形階段;屈服階段;強化階段縮頸階段視頻力—伸長曲線1.強度強度是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗變形或破壞的能力（１）屈服強度屈服強度是指在拉伸試驗過程中載荷不增加（保持恒定）的情況下，拉伸試樣仍然能繼續(xù)伸長（變形）時的應力

（2）抗拉強度抗拉強度又稱抗拉極限、斷裂極限，指材料斷裂前所能承受的最大抵抗應力,用符號Rm表示

2．塑性塑性是金屬材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力（1）斷后伸長率拉伸試樣拉斷后的標距伸長量與原始標距的百分比稱為斷后伸長率，用符號A或A11.3表示

（2）斷面收縮率斷面收縮率是指拉伸試樣拉斷后頸縮處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比，用Z表示3．硬度硬度是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標（1）布氏硬度原理是用一定直徑的硬質合金球，以匹配的試驗力壓入試樣表面，保持規(guī)定的時間后，卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑d，然后根據(jù)壓痕直徑計算其硬度值的方法

布氏硬度符號HBW例:150HBW10/1000/30

布氏硬度試驗情況動畫演示（2）洛氏硬度洛氏硬度試驗是用錐角為120°的金剛石圓錐體或直徑為1.5875mm的球（鋼球或硬質合金球）作為壓頭，加上定載荷（載荷先后兩次施加），使壓頭壓入試樣表面，根據(jù)壓痕深度確定其硬度值A、B、C三種標尺

標尺壓頭初試驗力/N主試驗力適用測試材料有效值HRA120°的金剛石圓錐體98.07kg490.3kg硬質合金、表面淬火鋼20～95HRBW直徑為1.5875mm的球98.07kg882.6kg退火鋼、非鐵金屬10～100HRC120°的金剛石圓錐體98.07kg1373kg一般淬火鋼件20～70（3）維氏硬度將相對面夾角為136°的正四棱錐體金剛石作為壓頭，在規(guī)定的試驗力F作用下，壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后，卸除試驗力，測出壓痕的對角線長度后，查表得出維氏硬度值例:640HV30表示用30kgf試驗力，保持10～15s時測得的維氏硬度值是640。

加載前

加載

動畫演示

卸載4．韌性韌性又稱沖擊韌性，是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的的能力，用沖斷試樣所吸收的功來表示k=G(H-h)5．疲勞強度金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力稱為疲勞強度或疲勞極限

一般試驗時規(guī)定，鋼在經受107次、有色金屬經受108次交變載荷作用時不產生斷裂的最大應力稱為疲勞強度。當施加的交變應力是對稱循環(huán)應力，所得的疲勞強度用R-1表示。疲勞斷裂與靜載荷斷裂不同，不論是塑性材料還是脆性材料，疲勞斷裂都是突然發(fā)生的，會造成很嚴重事故美西南航空

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事故原因思考與練習1.什么是金屬材料的力學性能？它包括哪些性能指標？2.簡述低碳鋼的拉伸試驗，繪制其力－伸長曲線，說明其各階段。3.有一直徑為10mm的低碳鋼短試樣，做拉伸試驗，當載荷增加到21980KN時產生塑性變形，當載荷增加到3200KN時產生縮頸，隨后試樣被拉斷。其斷后標距是6.15mm，直徑為3mm。求此鋼的屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率及斷面收縮率。5．硬度分哪幾種？分別應用在什么場合？第四章金屬材料及其熱處理第二節(jié)非合金鋼（碳素鋼）【學習目標】1．了解非合金鋼的分類。2．掌握非合金鋼牌號的含義及應用。一、非合金鋼的分類1．按碳的質量分數(shù)分（1）低碳鋼指碳的質量分數(shù)wc＜0.25%的鐵碳合金。（2）中碳鋼指碳的質量分數(shù)wc=0.25%～0.6%的鐵碳合金。（3）高碳鋼指碳的質量分數(shù)wc＞0.6%的鐵碳合金。2．按主要質量等級分根據(jù)鋼中的硫、磷含量來劃分。（1）普通質量非合金鋼。（2）優(yōu)質非合金鋼（3）特殊質量非合金鋼3．按用途分（1）碳素結構鋼用于制造各種機械零件和工程結構件，其碳的質量分數(shù)一般小于0.7%。（2）碳素工具鋼用于制造各類工具，如刃具、模具、量具等，其碳的質量分數(shù)一般大于0.7%。二、非合金鋼的牌號及用途1．碳素結構鋼碳素結構鋼的牌號由代表屈服強度字母Q、屈服強度數(shù)值、質量等級符號、脫氧方法符號四部分組成。質量等級分A、B、C、D四級，質量依次提高；脫氧方法用F、b、Z、TZ分別表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼符號通常可以省略。例如，Q235—A·F表示屈服強度≥235MPa，質量等級為A級，脫氧方法為沸騰鋼的碳素結構鋼。主要用于制造螺栓、螺母、拉桿、銷等零件。2．優(yōu)質碳素結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼的牌號用兩位阿拉伯數(shù)字表示，數(shù)字表示平均碳的質量分數(shù)的萬分數(shù)。如40鋼，表示平均wc=0.4%的優(yōu)質碳素結構鋼3．碳素工具鋼碳素工具鋼的牌號以“T”

（“碳”字漢語拼音字首）加數(shù)字組成，數(shù)字表示平均碳的質量分數(shù)的千分數(shù)。如T8表示平均wc=0.8%的碳素工具鋼,若為高級優(yōu)質鋼，則在牌號后加字母“A”，如T10A思考與練習1．什么是鋼？按化學成分分，鋼分為哪幾類？2．磷、硫對碳鋼的性能有什么影響？3．非合金鋼常用分類方法有哪幾種？4．說明下列牌號的含義，并舉例說明其主要用途。Q195，Q235-A.F，20,45,T10，T12A第四章金屬材料及其熱處理第三節(jié)鋼的熱處理【學習目標】1．掌握非合金鋼常用熱處理的工藝方法。2．掌握非合金鋼常用熱處理的目的。鋼的熱處理是采用適當?shù)姆绞綄饘俨牧匣蚬ぜㄒ韵潞喎Q工件）進行加熱、保溫和冷卻以獲得預期的組織結構與性能的工藝。根據(jù)GB/T12603-2005，鋼的熱處理可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三種。整體熱處理包括退火、正火、淬火、回火等一、鋼的退火和正火1．退火退火是將鋼加熱到適當溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝。退火的目的有：（1）降低硬度，以利于切削加工。（2）提高塑性和韌性，以利于冷變形加工。（3）消除組織缺陷,（4）消除鋼中的殘余內應力，防止變形與開裂2．正火正火是工件加熱奧氏體化后在空氣中或其他介質中冷卻，獲得以珠光體組織為主的熱處理工藝。正火的目的:細化晶粒，均勻組織，提高機械性能。對于中、低碳鋼，可提高硬度，改善切削加工性；對于高碳鋼，過高的硬度不利于切削加工，可消除鋼中網狀滲碳體，為球化退火作準備；對于性能要求不高的零件，可代替調質處理作為最終熱處理。正火與退火相比：正火冷卻速度快。正火后的強度、硬度高于退火，操作簡便，生產周期短，成本低，在可能的條件下宜用正火代替退火。但正火只適用于碳素鋼及合金元素含量不高的合金鋼。二、鋼的淬火淬火是工件加熱奧氏體化后，以適當方式冷卻以獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝。常見的淬火介質有水（鹽水）、油等。淬火的目的:提高鋼的硬度、強度和耐磨性，是強化鋼材的重要熱處理工藝。（1）淬硬性。淬硬性是指鋼在理想條件下淬火所能達到的最高硬度來表征的材料特性，主要取決于鋼中的含碳量。（2）淬透性。淬透性是指在規(guī)定條件下，鋼試樣淬硬深度和硬度分布表征的材料特性淬透性愈好，淬硬層愈厚。淬透性主要取決于鋼的化學成分和淬火冷卻方式三、鋼的回火1．低溫回火（150℃～250℃）低溫回火的目的是降低淬火鋼內應力，提高韌性，并保持高的硬度和耐磨性。主要用于高碳工具鋼和合金刃具鋼、量具、滾動軸承、冷作模具和要求硬而耐磨的零件。2．中溫回火（250℃～500℃）中溫回火的目的是使淬火鋼件具有高的彈性極限、屈服強度和適當?shù)捻g性。主要用于制造彈性零件（如彈簧、發(fā)條）和熱鍛模具等。3．高溫回火（500℃～650℃）高溫回火的目的是使零件獲得良好綜合力學性能，即零件不僅具有較高的強度，而且具有較好的塑性和韌性。生產中把淬火和高溫回火相結合的熱處理工藝稱為調質處理，簡稱為調質。調質處理廣泛用于絲桿、連桿、齒輪、曲軸等重要的受力結構零件。四、鋼的表面熱處理與化學熱處理1．表面淬火表面淬火是僅對工件表面層進行淬火，而心部仍保持未淬火狀態(tài)。常用表面淬火有火焰表面淬火、感應加熱表面淬火?；鹧姹砻娲慊鹗怯靡胰?氧的混合氣體燃燒的火焰，快速加熱，使工件表面層迅速地達到淬火溫度，而后立即噴水或用乳化液進行冷卻的一種方法，感應加熱表面淬火是把工件放在感應器（變磁場）中，依靠工件表面產生感應電流，使工件表面瞬時升到淬火溫度，立即噴水冷卻，使之獲得淬硬表層的熱處理工藝

2．化學熱處理（1）滲碳滲碳是把低碳鋼工件放在活性碳介質中，加熱到一定溫度（一般為930℃左右），保溫足夠長的時間，使表面層的碳濃度升高的熱處理工藝

滲碳后淬火（2）氮化氮化是向鋼的表面滲入氮原子以提高表面層氮濃度的熱處理工藝氮化以后不需淬火即可獲得很高的硬度（可達1000～1200HV），且耐磨性高思考與練習1．什么是熱處理？它在實際應用中有什么意義？2．常用的熱處理工藝有哪些？3．什么是退火？什么是正火？說明它們的主要目的和應用范圍。4．什么是淬火？什么是回火？說明它們的主要目的和應用范圍。5．表面熱處理的目的是什么？分哪幾種？6．淬透性與淬硬性有什么區(qū)別？其影響因素有哪些？7.什么是化學熱處理？化學熱處理分哪幾種？第四章金屬材料及其熱處理第四節(jié)低合金鋼和合金鋼【學習目標】1．了解低合金鋼牌號的含義及應用。2．了解合金鋼牌號的含義及應用。一、低合金鋼低合金鋼是合金含量在5%以下的鋼。具有較高的屈服強度、良好的塑性和韌性及良好的焊接性能。低合金鋼大多數(shù)在熱軋或正火狀態(tài)下使用。1．低合金鋼的分類（1）按主要質量等級分類低合金鋼按主要質量等級可分為普通質量低合金鋼、優(yōu)質低合金鋼和特殊質量低合金鋼。（2）按主要性能及使用特性分類低合金鋼按主要性能及使用特性分類，可分為可焊接的低合金高強度結構鋼、低合金耐熱鋼、低合金專業(yè)用鋼

2．低合金高強度結構鋼的牌號及用途低合金高強度結構鋼的牌號由代表屈服強度的漢語拼音首位字母、屈服強度數(shù)值、質量等級符號和交貨狀態(tài)符號四部分組成。質量等級有B、C、D、E、F五級，交貨狀態(tài)為熱軋時代號為AR或WAR（可省略），交貨狀態(tài)為正火或正火軋制，代號為N。例如，Q390B表示屈服強度≥390MPa，質量為B級的低合金高強度結構鋼。常用牌號有：Q355、Q390、Q460、Q420、Q500、Q550、Q620、Q690八種。二、合金鋼1．合金鋼的分類（1）按其主要質量等級分合金鋼按主要質量等級可分為優(yōu)質合金鋼和特殊質量合金鋼。（2）按主要性能及使用特性分合金鋼按主要性能及使用特性可分為：合金結構鋼用于制造重要機械零件和工程結構；合金工具鋼用于制造重要的刃具、量具和模具；特殊性能鋼具有特殊的物理、化學性能的鋼。2．合金鋼的牌號及用途合金結構鋼的牌號采用“二位數(shù)字加元素符號加數(shù)字”表示。前面的二位數(shù)字表示鋼的平均碳質量分數(shù)的萬分數(shù)，元素符號表示鋼中所含的合金元素，而元素符號后面數(shù)字表示該元素平均含量的質量分數(shù)例如60Si2Mn，表示平均含碳量為0.6%；含硅量約為2%，含錳量小于1.5%（1）機械制造用鋼1）合金滲碳鋼用于制造滲碳零件的合金鋼

2）合金調質鋼指經過調質處理（淬火+高溫回火）后使用的合金結構鋼

3）合金彈簧鋼用于制造各種彈簧的專用結構鋼

（2）滾動軸承鋼滾動軸承鋼是制造各種滾動軸承的滾動體和內外套圈的專用鋼（3）合金工具鋼1）合金刃具鋼合金刃具鋼分為低合金刃具鋼和高速鋼。低合金刃具鋼是在碳素工具鋼的基礎上加入少量合金元素形成的一類鋼，牌號：9SiCr，主要用于制造形狀復雜的低速工具（絲錐、板牙、鉸刀等）高速鋼是一種含鎢、鉻、釩等多種元素的高合金刃具鋼。經過適當熱處理后，具有高的硬度、紅硬性和耐磨性牌號：W18Cr4V及W6Mo5Cr4V22）合金模具鋼3）合金量具鋼（4）特殊性能鋼1）不銹鋼不銹鋼是指在腐蝕介質中具有高的抗腐蝕能力的鋼。鉻不銹鋼常用的不銹鋼牌號有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13，鋼中的鉻含量約為13%，碳含量為0.1%～0.4%。鉻鎳不銹鋼主要用于制造在強腐蝕介質中工作的設備，常用牌號有0Cr18Ni9、00Cr18Ni9。2）耐熱鋼耐熱鋼是指在高溫下不發(fā)生氧化并具有較高強度的鋼。常用牌號有15CrMo、4Cr9Si2、1Cr13SiAl等。3）耐磨鋼是指在強烈沖擊載荷下發(fā)生沖擊硬化，從而獲得高的耐磨性的高錳鋼。常用的牌號為Mn13。鑄造高錳鋼：ZGMn13思考與練習1．說明下列鋼牌號的具體含義，并舉例說明其主要用途：Q390，20CrMnTi，40Cr，60Si2Mn，GCr15，9SiCr，W18Cr4V，CrWMn，Cr12，5CrMnMo，3Cr2W8，1Cr18Ni9Ti，ZGMn132．試比較合金結構鋼與碳素結構鋼的異同。3．試比較碳素工具鋼與合金工具鋼的異同。4．機械制造用鋼有哪些？各舉一例，并說明其最終熱處理。5．滾動軸承鋼有哪些性能要求？其熱處理要求如何？第四章金屬材料及其熱處理第五節(jié)鑄鐵和鑄鋼【學習目標】1．了解灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的牌號含義及應用。2．了解鑄鋼的牌號含義及應用。一、鑄鐵鑄鐵是碳含量大于2.11%的鐵碳合金鑄鐵具有良好的鑄造性、耐磨性、減振性和切削加工性及一定的力學性能種類有：白口鑄鐵、灰口鑄鐵和麻口鑄鐵三種1．白口鑄鐵白口鑄鐵中的碳以滲碳體形式（Fe3C）存在，斷口呈亮白色，白口鑄鐵硬而脆，切削加工困難，很少具有實用價值，常作為煉鋼用原料等。2．灰口鑄鐵灰口鑄鐵中的碳全部以游離態(tài)石墨存在（1）灰鑄鐵灰鑄鐵中的碳主要以片狀石墨的形態(tài)存在，斷口呈暗灰色，具有良好的鑄造性、減振性、耐磨性及切削加工性，是目前生產中應用最多的一種鑄鐵，廣泛用于制造各種機架、底座、箱體、缸套等。灰鑄鐵的牌號以“HT”

（“灰鐵”的漢語拼音字首）加數(shù)字表示，數(shù)字表示其最低抗拉強度。

常用的灰鑄鐵牌號有：HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350六個牌號為提高灰鑄鐵的力學性能，在澆注前向鐵水中加入少量的孕育劑（常用硅鐵和硅鈣合金），使石墨片和基體組織細化，這樣的處理稱為孕育處理（2）可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵中的碳是以團絮狀石墨形式存在可鍛鑄鐵牌號由“KT”（“可鐵”兩字漢語拼音字首）和代表類別的字母（H、B、Z）及后面兩組數(shù)字組成。其中，“H”代表黑心，“B”代表“白心”，“Z”代表珠光體基體；兩組數(shù)字分別代表最低抗拉強度和最低伸長率。如KTH330-08。低壓閥門建筑扣件（3）球墨鑄鐵球墨鑄鐵是指石墨以球狀形式存在的鑄鐵球墨鑄鐵的牌號由“QT”

（“球鐵”兩字漢語拼音字首）及兩組數(shù)字組成。兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度和最低伸長率。如QT400-15。

（4）蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是指石墨以蠕蟲狀形式存在的鑄鐵，性能介于球墨鑄鐵與火鑄鐵之間，二、鑄鋼1．碳素鑄鋼碳素鑄鋼又叫鑄造碳鋼，簡稱鑄鋼鑄鋼的牌號用“ZG”（“鑄鋼”兩字漢語拼音字首）加兩組數(shù)字組成。兩組數(shù)字分別表示屈服強度和抗拉強度的最小值。如ZG200—400表示屈服強度不低于200MPa，抗拉強度不低于400MPa的鑄鋼。2．合金鑄鋼用鑄造方法制成的合金鋼稱為合金鑄鋼

思考與練習1．什么是鑄鐵？什么是鑄鋼？2．鑄鐵中的碳以哪幾種形態(tài)存在？根據(jù)碳的形態(tài)將鑄鐵分為哪幾種？3．舉例說明灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和鑄鋼的牌號表示方法。4.試比較可鍛鑄鐵與球墨鑄鐵的異同。第四章金屬材料及其熱處理第六節(jié)有色金屬簡介【學習目標】1．了解常用有色金屬（銅合金、鋁合金）的牌號及應用。2．了解軸承合金的牌號及應用。一、鋁及鋁合金1．純鋁平均鋁的質量分數(shù)不小于99.00%金屬稱為純鋁2．鋁合金在純鋁中加入一種或幾種其它元素（如銅、鎂、硅、錳、鋅等）形成的非鐵金屬稱為鋁合金

（3）鋁合金的分類鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩

變形鋁合金:壓力加工成形的鋁合金按用途分有：防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、和鍛鋁鑄造鋁合金是指用鑄造成形工藝直接獲得零件的鋁合金，主要有Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系合金等。（4）鋁合金的牌號和用途1）變形鋁合金的牌號和用途變形鋁合金牌號直接引用國際四位數(shù)字體系牌號或采用四位字符體系牌號，第一位數(shù)字表示合金系列，第二位字母表示原始合金的改型情況，最后兩位數(shù)字沒有特殊意義。類別舊代號新牌號主要特性用途舉例防銹鋁LF25A02熱處理不能強化，強度不高，塑性與耐腐蝕性好，焊接性好油箱，導管，液體容器，防銹蒙皮等LF213A21硬鋁LY122A12可熱處理強化，力學性能良好，但耐腐蝕性不高中等強度的零件和構件，如飛機零部件及儀表零件等超硬鋁LC47A04可熱處理強化，室溫強度高，塑性較低，耐腐蝕性不高高載荷零件，如飛機上的大梁，桁條，加強框，起落架等鍛鋁LD52A50高強度鍛鋁，鍛造性能好，耐腐蝕性不高，切削加工性好形狀復雜和中等強度的鍛件，沖壓件LD72A70耐熱鍛鋁，熱強性較高，耐腐蝕性不高，切削加工性好內燃機活塞，葉輪，在高溫下工作的復雜鍛件2）鑄造鋁合金的牌號和用途類別牌號代號性能特點用途鋁硅合金ZAlSi12ZL102鑄造性能好，耐磨性好，熱脹系數(shù)小，強度中等形狀復雜的砂型、金屬型和壓力鑄造零件；要求氣密性的零件ZAlSi7MgZAlSi7Cu4ZL101良好的鑄造性能，力學性能和耐熱性形狀復雜的砂型、金屬型和壓力鑄造零件。如飛機、儀器的零件等鋁銅合金ZAlCu5MnZL201耐熱性好，熱強度高，但鑄造性能和耐腐蝕性較差砂型鑄造在175~300℃以下工作的零件。如缸頭、活塞、支臂等鋁鎂合金ZAlMg10ZL301密度最小，強度最高（355MPa左右）耐腐蝕性能好，良好的綜合力學性能和可切削性砂型鑄造的在大氣或海水中工作的零件，承受大振動載荷、工作溫度低于150℃的零件鋁鋅合金ZAlZn11Si7ZL401鑄造性能好，力學性能較高，價格低壓力鑄造的零件，工作溫度不超過200℃，結構復雜的汽車、飛機零件二、銅及銅合金1．純銅（紫銅）牌號牌號讀法化學成分/%用途WCuWBiWpb雜質總量T1090T1≥99.950.0010.0030.05導電，導熱，耐腐蝕器具材料，如電線，蒸發(fā)器，雷管，儲藏器等T11050T2≥99.900.00100050.10T11090T3≥99.700.0020.0100.30（1）壓力加工黃銅1）普通黃銅2）特殊黃銅合金類型合金牌號力學性能用途舉例Rm/MPaA11.3/%硬度（HBW）鉛黃銅HPb59-1400/65045/1644/80軸，軸套，螺栓，螺釘，螺母，分流器，導電排鋁黃銅HAl77-2400/65055/1260/170耐腐蝕零件硅黃銅HSi80-3300/60058/490/110船舶零件，水管零件（2）壓力加工青銅合金類型合金代號力學性能用途舉例Rm/MPaA11.3/%硬度（HBW）錫青銅QSn4-3350/55040/460/160彈簧材料，耐磨零件(如軸承)，抗磁零件鋁青銅QAl9-4550/90040/5110/180船舶及飛機上的齒輪，軸承，軸套，渦輪，閥座等鈹青銅QBe2500/85040/3（HV）90/250精密彈簧及膜片，鐘表零件（游絲，齒輪等），波紋管，軸承的村套，指南針，彈簧，電接觸器，電焊機電極，航海羅盤等硅青銅QSi3-1370/70055/380/180彈簧，耐磨零件，齒輪，蝸輪，蝸桿，電話線和長距離輸電線等三、滑動軸承合金（巴氏合金）1．滑動軸承合金的牌號滑動軸承合金的牌號用“Z+基體金屬元素符號+主加元素化學符號+數(shù)字+輔加合金元素化學符號+數(shù)字”組成，其中“Z”是“鑄”字漢語拼音的字首

2．滑動軸承種類常用的軸承合金有錫基、鉛基、鋁基軸承合金。1）錫基滑動軸承合金（錫基巴氏合金）常見牌號：ZSnSb8Cu4、ZSnSb11Cu62）鉛基滑動軸承合金（鉛基巴氏合金）常見牌號：ZPbSb16Sn16Cu2、ZPbSb15Sn103）鋁基滑動軸承合金（鋁基巴氏合金）常見牌號：思考與練習1．試述工業(yè)純鋁的性能特點，并舉例說明其牌號與用途。2．硬鋁與鋁硅合金各屬于哪類合金？試舉例說明其牌號與用途。3．什么是黃銅、青銅？它們分為哪幾類？舉例說明其牌號與用途。4．軸承合金應具備哪些性能？常用的軸承合金有哪些？應用于什么場合？第五章摩擦輪傳動【學習目標】1．了解摩擦輪傳動的原理。2．熟悉摩擦輪傳動的類型、結構。3．掌握摩擦輪傳動的傳動比計算。4．了解摩擦輪傳動的特點。一、摩擦輪傳動的原理摩擦輪傳動是利用兩輪直接接觸所產生的摩擦力來傳遞運動和動力的一種機械傳動

摩擦輪傳動原理“打滑”:摩擦力矩小于阻力矩，兩輪面接觸處在傳動中會出現(xiàn)相對滑移，提高摩擦輪傳動功率的方法有:一是增大正壓力,二是增大摩擦因數(shù)。通常主動輪的輪面采用軟材料制成，如皮革、橡膠、木材等；從動輪使用硬質材料制成

提示：打滑時，主動輪繼續(xù)轉動，不會產生局部磨損；從動輪因負載過大而靜止不動。二、摩擦輪傳動的類型1．平行軸摩擦輪傳動有內接圓柱式摩擦輪傳動平行軸摩擦輪傳動指兩摩擦輪回轉軸線平行，有外接圓柱式和內接圓柱式兩種2．相交軸摩擦輪傳動內接圓柱式外接圓錐式內接圓錐式圓柱滾子平盤式三、摩擦輪傳動的傳動比

圓柱平盤式摩擦輪傳動的傳動比為兩輪接觸半徑的反比四、摩擦輪傳動的特點及應用1．結構簡單，使用維修方便，適用于近距離傳動2．傳動時噪聲小，可在運轉中變速、變向。3．過載時，兩輪接觸處會打滑，因而可防止薄弱零件的損壞，起安全保護作用。4．在兩輪接觸處有打滑現(xiàn)象，所以不能保持準確的傳動比。5．傳動效率低，不宜傳遞較大的轉矩，適用于高速、小功率傳動。思考與練習1.摩擦輪傳動有哪些類型？2.如何提高摩擦輪轉動能力？3.摩擦輪傳動特點有哪些？4.

圖5-7所示圓柱平盤式摩擦輪傳動，已知輪1為主動輪，直徑為100mm；輪2為從動輪，直徑為400mm，圖示位置r2=100mm，輪1轉速為1000r/min，主動輪1可作水平方向左右移動。（1）求圖示位置時的傳動比；（2）求圖示位置時輪2轉速；（3）當主動輪移動到最右側時，輪2轉速為多少？

第六章帶傳動第一節(jié)帶傳動概述【學習目標】1．了解帶傳動的類型。2．理解摩擦型帶傳動工作原理。3．掌握傳動比及彈性滑動概念。4．掌握帶傳動的特點及應用場合。一、帶傳動類型及工作原理1．帶傳動的類型2．帶傳動的工作原理緊邊:進入主動輪一邊帶拉力增大到帶被拉緊松邊:繞出主動輪一邊的帶拉力下降，帶被放松，有效圓周力:兩邊拉力差F=F1－F2有效圓周力數(shù)值上等于帶與帶輪接觸弧上摩擦力總和，其最大值與初拉力F0、摩擦因數(shù)、帶與帶輪接觸弧長度（包角α）有關。帶工作時的拉力帶工作前預緊力帶工作中拉力變化二、帶傳動的傳動比帶傳動的傳動比i12等于主、從動輪（角速度）轉速之比。表達式為：

式中n1—主動輪轉速，r/min；

n2—從動輪轉速，r/min。三、打滑與彈性滑動1．打滑過載:帶所傳遞的圓周力大于帶傳動有效圓周力（即帶與帶輪接觸面的摩擦力總和）。打滑:過載時，帶沿著輪面產生全面的滑動現(xiàn)象打滑將造成帶磨損加劇，從動輪轉速急劇降低，帶傳動失效，應予以避免。另一方面，過載打滑可以防止薄弱零件的損壞，起到過載保護作用。提示:小帶輪帶與帶輪接觸面小，故帶傳動打滑一般出現(xiàn)在小帶輪上2．彈性滑動因帶彈性伸長及拉力差引起的相對滑動稱為彈性滑動，彈性滑動使帶傳動比不能保證準確。帶的彈性滑動彈性滑動四、帶傳動的特點及應用1．摩擦類帶傳動特點及應用1）帶傳動能緩沖、吸振，傳動平穩(wěn)，無噪聲。2）能傳遞較遠軸間運動和動力。3）由于帶的彈性滑動，傳動比不準確。4）過載會打滑，能避免傳動系統(tǒng)中薄弱零件損壞，起過載保護作用。5）安裝制造要求低，結構簡單，成本低廉，維護方便，不需潤滑。6）帶需張緊在帶輪上，作用在軸與軸承上的力較大，傳動效率低。摩擦類帶傳動主要用于傳動平穩(wěn)，傳動比不準確，傳遞功率較小，兩軸距離遠的高速級傳動。2．嚙合類帶傳動特點及應用嚙合類帶傳動除具有摩擦類帶傳動優(yōu)點，還具有傳動比準確，傳遞功率大等優(yōu)點，常用于傳動平穩(wěn)、傳動精度要求高的場合，如數(shù)控機床、機車發(fā)動機等精密機械中。思考與練習1．帶傳動有哪些類型？2．什么是帶傳動的打滑現(xiàn)象？打滑對帶傳動有何影響?3．帶傳動原理是什么？如何提高帶傳動能力？4．什么是彈性滑動？彈性滑動對帶傳動有何影響?5．摩擦類帶傳動有何特點？常用在什么場合？第六章帶傳動第二節(jié)平帶傳動【學習目標】1．了解平帶傳動的形式。2．掌握平帶傳動的主要參數(shù)及選擇。3．了解平帶傳動的接頭方式。4．掌握平帶傳動的特點及應用。一、平帶傳動的形式

（1）平行傳動。兩軸平行，兩帶輪寬對稱平面重合，轉向相同的帶傳動，在平帶傳動中應用最廣。（2）交叉?zhèn)鲃印?/p>

兩軸平行，兩帶輪寬對稱平面重合，轉向相反的帶傳動，在平帶傳動中應用較廣。3）半交叉?zhèn)鲃印蓭л嗇S線空間交錯的帶傳動，通常交錯角為90°,（4）角度傳動。通過導輪實現(xiàn)兩帶輪軸線相交的帶傳動。二、平帶傳動的主要參數(shù)（1）包角α

包角是指帶與帶輪接觸弧所對的圓心角，包角的大小，反映帶與帶輪輪緣表面間接觸弧的長短。包角越小，接觸弧長越短，接觸面間所產生的摩擦力總和越小，傳動能力也越小一般平帶傳動要求包角α≥150°

α1≈180°－×60°（2）帶長L平帶帶長是指帶的內周長度，開口式帶傳動帶長可按下列公式計算L=

（3）傳動比平帶傳動比等于兩帶輪轉速之比，也等于兩帶輪直徑反比

當傳動比i＜1，n1＜n2，為增速傳動，i值越小，機械傳動增大轉速的能力越強；傳動比i＞1，n1＞n2，為減速轉動，i值越大，機械傳動降低轉速的能力越強，受小帶輪包角的影響及帶傳動輪廓尺寸的限制，其傳動比i≤5。主動輪圓周線速度或帶速:v1三、平帶的類型和接頭方式1．平帶的類型平帶有皮革平帶、普通平帶、編織平帶、片基平帶、輕型平帶、彈性平帶六種，其中以掛膠帆布為抗拉體層的普通平帶應用最廣2．平帶的接頭方式平帶的接頭方式有膠合、縫合、鉸鏈帶扣等幾種四、平帶的傳動特點及應用場合1．結構簡單，傳動效率較V帶高。2．傳動中心距遠。3．除可實現(xiàn)兩平行軸運動和動力的傳遞，還可實現(xiàn)交叉軸、交錯軸間運動和動力的傳遞。近年來，平帶傳動逐漸被V帶傳動所取代，但在遠距離、高速、多軸傳動情況下，依然采用平帶傳動。思考與練習1．平帶傳動有哪幾種類型？哪種傳動最常用？2．什么是包角？包角對帶傳動有何影響？平帶傳動小帶輪包角應滿足什么條件？3．平帶傳動比有何要求？為什么？4．平帶工作面是指哪個面？平帶帶長是指什么長度？5．平帶接頭方式有哪幾種？分別應用在什么場合？6．平帶傳動有何特點？常用在什么場合？7．某電動機使用帶傳動，已知電機功率P電=5kW，主動輪轉速n1=350r/min，主動輪直徑d1=450mm，傳動的中心距a=1500mm，從動輪直徑d2=650mm，傳動效率為η=0.8。試求：帶速、小帶輪包角、帶長及帶傳動輸出的功率。第六章帶傳動第三節(jié)V帶傳動【學習目標】1．了解V帶的結構和類型。2．了解V帶輪的參數(shù)與結構。3．掌握V帶傳動參數(shù)選用要點。4．掌握V帶傳動的正確使用。一、V帶的結構和類型V帶傳動是由一條或數(shù)條V帶和V帶輪組成的摩擦帶傳動。V帶安裝在相應的輪槽內，僅與輪槽的兩側接觸，而不與槽底接觸。V帶是一種無接頭的環(huán)形帶，其橫截面為等腰梯形或近似為等腰梯形，工作面是與V帶輪相接觸的兩側面。1．V帶的結構V帶結構有包邊V帶和切邊V帶兩種.切邊V帶又有普通切邊V帶、有齒切邊V帶和底膠夾布切邊V帶三種V帶由包布層、壓縮層、強力層、伸張層組成。包邊V帶四周都由膠帆布包裹，切邊V帶包布層只有頂布、頂布及底布或底膠夾布切邊V帶與包邊V帶相比具有傳動效率高，傳動功率大，壽命長，節(jié)能效果明顯。有齒切邊V帶縱向柔軟和便于散熱的作用，是目前應用最廣泛的結構類型。按照強力層的材質分，V帶又有簾布芯和線繩芯兩種，線繩芯結構比簾布芯結構合理。簾布芯結構已被逐步淘。提示：新國標中已刪除簾布式V帶及結構圖，由切邊V帶及結構圖替換2．V帶類型及截面尺寸普通V帶已標準化，按截面尺寸由小到大分為Y、Z、A、B、C、D、E七種，Y型帶截面尺寸最小，E型帶截面尺寸最大；相同條件下，截面尺寸越大，帶傳遞功率也越大窄V帶有SPZ、SPA、SPB、SPC等4種。結構型式與V帶很相似,性能則更為優(yōu)良。它與普通V帶比較具有傳動功率大、強度高、傳動尺寸小、許用帶速高、效率高、壽命長和節(jié)能等優(yōu)點，已廣泛應用于各種動力傳遞。我國的新型機器設備，已陸續(xù)將V帶傳動改為窄V帶。二、V帶輪參數(shù)與結構1．V帶輪主要參數(shù)（1）基準寬度bd帶輪上與帶節(jié)面處于同一位置的輪槽寬度稱為帶輪的基準寬度，其大小等于帶節(jié)寬（bd=bp）

（2）基準直徑dd

基準寬度bd處的帶輪直徑稱為V帶的基準直徑?；鶞手睆皆叫?，帶在帶輪上彎曲變形越嚴重，彎曲應力越大，帶的壽命越短，故各種型號的V帶都規(guī)定有最小基準直徑ddmin。（3）V帶輪槽角φ

指帶輪橫截面兩側邊夾角,帶輪直徑越小，帶彎曲變形程度越大，楔角越小。為保證彎曲變形后的帶與帶輪兩側面接觸良好，槽角φ應小于帶的楔角α。提示：普通V帶楔角為40°，輪槽角應選38°、36°、34°、32°等，小帶輪槽角取較小值，大帶輪槽角取較大值。2．V帶輪的結構V帶輪有實心式、腹板式、孔板式和輪腹式四種結構3．V帶輪材料V帶輪材料主要根據(jù)帶速確定，帶速v≤20m/s，采用HT150、HT200鑄鐵材料；帶速v≥20～45m/s，采用鑄鋼；傳遞功率較小的帶輪可選用鑄鋁或工程塑料。

三、V帶傳動比不考慮V帶彈性滑動，V帶傳動比等于主、從動輪轉速之比，也等于兩帶輪基準直徑反比,公式:

i=

為使小帶輪包角不至于過小及帶傳動輪廓尺寸不至于過大，V帶傳動比一般i≤7。

四、V帶傳動主要參數(shù)選擇要點1．確定計算功率Pc，選擇V帶型號計算功率Pd計算公式為

Pd=KAP

（kW）根據(jù)計算功率Pd及小帶輪轉速n1參照圖選擇V帶型號。2．確定兩帶輪基準直徑小帶輪基準直徑應大于等于帶的最小基準直徑ddmin，即dd1≥ddmin，當然也不能太大，否則帶傳動外廓尺寸增大。大帶輪直徑根據(jù)傳動比計算，即

dd2=idd1

注意:計算后的dd1、dd2均需按表6-２所示的帶輪標準直徑系列進行圓整。

3．驗算帶速vV帶傳動中，帶速不能太大也不能太小。帶速過大，V帶作圓周運動時，離心慣性力增大，V帶拉長，帶與帶輪間壓力減小，導致摩擦力減小，有效圓周力減小，引起打滑。帶速過小，傳遞相同功率時，所需有效圓周拉力過大，也易引起打滑。一般帶速控制在5m/s≤v≤25m/s之間。不考慮彈性滑動影響，帶速等于大、小帶輪圓周線速度,且為:

v=v1=v2=4．初定中心距a0中心距大小應適當，中心距太大，外廓尺寸也越大，傳動時還會引起V帶發(fā)生顫動；中心距太小，小帶輪包角也越小，摩擦力減小而影響帶傳動有效拉力；此外，中心距小，帶單位時間內撓曲次數(shù)增多，帶的壽命降低。一般初定中心距按下列公式確定

0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）

5．計算帶基準長度Ld帶基準長度是V帶在規(guī)定張緊力作用下，位于帶輪基準直徑上的周線長度，又稱公稱長度初定基準長度Ld0。根據(jù)初定中心距a0進行，計算公式為

Ld0=2a0+計算初定基準長度Ld0后，需按基準長度系列進行圓整取相近的基準長度Ld?；鶞书L度確定后按下列公式計算實際中心距a

a=a0+

6．驗算小帶輪包角α1V帶傳動小帶輪包角計算公式：α1=180°

V帶傳動應使小帶輪包角α1≥120°

若V帶傳動包角不能滿足要求，應減小傳動比或增大兩帶輪中心距使小帶輪包角滿足要求7．確定帶的根數(shù)z在規(guī)定條件下（載荷平穩(wěn)、包角α=180°、傳動比i=1），單根帶的傳遞額定功率P0與V帶型號、小帶輪基準直徑及小帶輪轉速有關若包角不等于180°，按包角系數(shù)進行修正，修正公式為

[ΔP]=ΔPKαkWV帶根數(shù)

z≥

五、V帶標記及應用特點1．V帶標記普通V帶標記由型號、基準長度和標準號三部分組成

V帶標記通常壓印在帶頂面

2．V帶傳動的應用特點V帶傳動與其他摩擦類帶傳動一樣，傳動平穩(wěn)、傳遞距離遠、過載會打滑，傳動比不準確等，相對于平帶傳動，還具有如下特點：1）結構緊湊，應用更廣。2）摩擦力大，傳遞功率大，相同條件下傳動能力為平帶的三倍。3）傳動效率低于平帶，價格高、壽命短。4）V帶傳動只用于開口式。六、V帶傳動安裝與正確使用1．V帶型號及基準長度選擇。

選擇V帶時，型號及基準長度不能搞錯，保證帶在帶輪槽中的正確位置

正確錯誤錯誤2．V帶安裝要求

V帶安裝時，要求兩帶輪軸線相互平行，兩帶輪對應V形槽的對稱平面重合，誤差不超過20′。帶輪安裝在軸上不得搖晃擺動，以免傳動中V帶發(fā)生扭曲和工作面過早磨損，縮短帶的壽命。

3．V帶安裝方法及松緊程度

將帶套在小帶輪上，再旋入大帶輪中，安裝好后，調整帶的松緊程度，不宜過松或過緊。帶過松，不能保證足夠的張緊力，傳動時易打滑；帶過緊，張緊力過大，傳動中帶磨損加劇，壽命縮短中等中心距情況下，以大拇指能夠將帶壓下15mm左右，則張緊程度合適

4．V帶定期檢查與調整

定期檢查并及時調整，發(fā)現(xiàn)不宜繼續(xù)使用的V帶應及時更換，更換時應一組同時更換，不能新、舊帶混用

5．V帶的防護V帶傳動要加防護罩，以免發(fā)生意外事故，并保護帶傳動的工作環(huán)境，防止?jié)櫥?、切削液及其他雜物飛濺到V帶上影響傳動效果，還可以避免日光曝曬使帶過早老化變質。說明：GB/T6931.1-2020、GB/T6931.2-2020等國家標準中修改了部分帶傳動參數(shù)的符號，如包角（θ），中心距（C），V帶頂寬（W），V帶節(jié)寬（Wp），V帶高度（T），V帶相對高度（T/Wp），V帶輪槽角（a），V帶輪基準寬度（Wd），且新國標中已刪除了V帶楔角及其標記。查閱相關書箱時注意區(qū)分。思考與練習1．普通V帶有哪幾種型號，其截面尺寸與傳動功率有何關系？2．包邊帶和切邊帶結構有何不同？各適用于什么場合？3．普通V帶傳動使用與維護中應注意哪些問題？4．試述C1760GB/T1171型號中各部分代號含義。5．某V帶傳動，主動帶輪直徑dd1=100mm，轉速n1=1450r/min，從動輪轉速為n2=725r/min，工作要求中心距為500mm。求：（1）傳動比i；（2）從動輪直徑dd2；（3）校核小帶輪包角α；（4）V帶的計算長度Ld。第六章帶傳動第四節(jié)帶傳動的布置與張緊【學習目標】1．了解帶傳動的布置方式。2．理解帶傳動張緊的目的。3．掌握帶傳動張緊方法。一、帶傳動的布置方式帶傳動布置方式有水平帶傳動、傾斜帶傳動和垂直帶傳動三種水平布置傾斜布置垂直布置二、帶傳動的張緊張緊方法有兩種：調整中心距和使用張緊輪。1．調整中心距調整中心距是通過增大兩帶輪軸線間距離，以增大初拉力，實現(xiàn)張緊目的（1）定期張緊二、帶傳動的傳動比（2）自動張緊靠電動機及擺架自身重量調整帶的初拉力，實現(xiàn)張緊2．使用張緊輪

張緊輪是為改變帶輪的包角或控制帶的張緊力而壓在帶上的隨動輪。當兩帶輪中心距不能調整時，使用張緊輪定期將帶張緊。（1）平帶傳動的張緊輪平帶傳動張緊輪應安放在松邊外側，靠近小帶輪處，這樣可以增大小帶輪包角，提高平帶的傳動能力。（2）V帶傳動的張緊輪使用V帶傳動張緊輪應安放在松邊內側，靠近大帶輪處。張緊輪若放在帶的外側，帶在傳動中受雙向彎曲會影響帶的使用壽命；張緊輪安放帶的內側，帶傳動中只受單方向彎曲，但會使小帶輪包角減小，影響帶的傳動能力，為不使小帶輪包角減小過多，應靠近大帶輪處。思考與練習1．V帶傳動常用布置方式有哪些？松邊放置在什么位置？為什么？2．帶傳動為什么要張緊裝置，常用張緊方法有哪些？3．平帶傳動和V帶傳動張緊輪安放位置有何區(qū)別？為什么？4．如圖6-21所示，若為平帶傳動，已知：n1=1400r/min，D1=100mm，D2=300mm，D3=80mm，D4=280mm，a12=500mm，a34=600mm，試求：（1）n4；（2）驗算兩級帶傳動帶速；（3）驗算兩級帶傳動的傳動比；（4）驗算小帶輪包角。第七章螺旋傳動第一節(jié)螺紋的種類與應用

【學習目標】1．了解螺旋線概念與螺紋形成。2．掌握螺紋的種類。3．掌握各種螺紋的用途。一、螺紋的形成和種類

1．螺紋的形成

（1）螺旋線螺旋線是沿圓柱或圓錐表面運動的點的軌跡，該點的軸向位移和相應的角位移成定比（2）螺紋螺紋是在圓柱表面或圓錐表面，沿螺旋線所形成的具有規(guī)定牙型的連續(xù)凸起或凹溝

車床上車削圓柱外螺紋車床圓柱內螺紋2．螺紋的種類

（1）按螺紋所在表面位置分，有外螺紋和內螺紋,

圓柱表面上形成的又稱為圓柱螺紋，圓錐表面上形成的又稱為圓錐螺紋

圓錐外螺紋圓錐內螺紋（2）按螺紋的旋向分

右旋螺紋和左旋螺紋。從軸端看，右旋螺紋是順時針旋入的螺紋；左旋螺紋是逆時針旋入的螺紋左、右旋螺紋的判別方法是將螺紋軸線豎直，右邊牙高則為右旋螺紋，左邊牙高則為左旋螺紋。

右旋螺紋左旋螺紋（3）按螺紋的線數(shù)分

單線螺紋和多線螺紋。單線螺紋是沿一條螺旋線形成的螺紋；多線螺紋是沿兩條或兩條以上的螺旋線形成的螺紋，該螺旋線沿軸向等距分布單線螺紋用于連接螺紋，多線螺紋用于傳動螺紋

單線、雙線、多線螺紋（4）按螺紋牙型分

二、螺紋的應用螺紋在機械中的應用主要是連接和傳動。螺紋又可分為連接螺紋和傳動螺紋兩大類。提示：內、外螺紋相互旋合形成的固定連接稱為螺紋副。內、外螺紋能沿軸線作相對螺旋運動的可動連接稱為螺旋副。1．連接螺紋連接螺紋有普通螺紋和管螺紋兩大類，牙型為三角形，大多為單線螺紋，摩擦力大，強度高，自鎖性好（1）普通螺紋

普通螺紋牙型角為60°，同一直徑按螺距大小又有粗牙普通螺紋和細牙普通螺紋之分，一般連接用粗牙螺紋細牙普通螺紋用于薄壁零件或使用粗牙對零件強度影響較大的零件，也用于承受沖擊、振動或交變載荷的連接和微調裝置。細牙螺紋與粗牙螺紋相比，自鎖性更好，對螺紋零件強度削弱較小，缺點是細牙螺紋容易滑扣

（2）管螺紋

管螺紋牙型角為55°，主要用于水、氣、油等管路的連接，既可連接兩零件，又能起到密封作用

55°非密封管螺紋副，其內、外螺紋都是圓柱螺紋，連接本身不具有密封性能，若要求連接后具有密封性能，可壓緊被連接件螺紋副外的密封面也可在密封面間添加密封物55°密封管螺紋副有兩種連接形式：圓錐內螺紋與圓錐外螺紋連接，圓柱內螺紋與圓錐外螺紋連接，這兩種連接本身具有一定的密封性能，也可在螺紋副內添加密封物提高密封性能。2．傳動螺紋思考與練習1．按螺紋旋向、線數(shù)、牙型分，有哪些種類的螺紋？2．連接螺紋有哪幾種？傳動螺紋有哪幾種？3．粗牙普通螺紋與細牙普通螺紋有何區(qū)別？分別適用于什么場合？4．試比較梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋的特點？第七章螺旋傳動第二節(jié)螺紋的主要參數(shù)及標記【學習目標】1．了解普通螺紋主要參數(shù)。2．掌握常見螺紋的標注方法。3．能正確識讀螺紋的標記。

一、普通螺紋主要參數(shù)普通螺紋基本牙型（1）大徑（D，d）

指與外螺紋牙頂或內螺紋牙底相重合的假想圓柱的直徑，一般規(guī)定為螺紋公稱直徑（2）小徑（D1,d1）指與外螺紋牙底或內螺紋牙頂相重合的假想圓柱的直徑。

（3）中徑（D2,d2）

螺紋中徑是一個假想圓柱的直徑，該該圓柱母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等處。螺紋大徑（公稱直徑）確定后，螺紋小徑和中徑可通過公式計算或查表得出其大小。其中P—螺距,H—原始三角形高（4）螺距（P）

螺距是相鄰兩牙中徑線上對應點之間的軸向距離。（5）導程（Ph）