第1章 机械基本常识(精品).ppt

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1、土木工程机械土木工程机械第第1章章 机械的基本常识机械的基本常识第第7章章 施工运输车辆施工运输车辆第第8章章 土石方工程机械土石方工程机械第第9章章 压实机械和路面机械压实机械和路面机械第第10章章 起重运输机械起重运输机械第第11章章 钢筋加工机械钢筋加工机械第第12章章 混凝土机械混凝土机械第第13章章 桩工机械桩工机械第第14章章 建筑装饰机械建筑装饰机械第第1章章 机械的基本常识机械的基本常识p1.1 绪论绪论p1.2 建筑机械的动力装置建筑机械的动力装置p1.3 建筑机械的传动装置建筑机械的传动装置p1.4 机械制造的常用材料机械制造的常用材料p1.5 钢的热处理钢的热处理p1.6

2、 公差与配合的基本概念公差与配合的基本概念1.1 绪论绪论1.1.1 土木工程机械的作用土木工程机械的作用p土木工程机械：工程机械土木工程机械：工程机械p工程机械的作用：工程机械的作用：提高工程质量提高工程质量；缩短施工工期缩短施工工期；提高劳动生产率提高劳动生产率；降低工程造价降低工程造价。1.1.2 课程的性质和内容课程的性质和内容1.1.3 土木工程对其机械的要求土木工程对其机械的要求p（1）使用性能要求）使用性能要求p（2）可靠性要求）可靠性要求p（3）结构工艺性要求）结构工艺性要求p（4）“三化三化”要求：即产品的要求：即产品的系列化系列化、部件的、部件的通通用用 化化、零件的、零件

3、的标准化标准化 系列化：同一类型产品按一定规律分档形成系列化产品。系列化：同一类型产品按一定规律分档形成系列化产品。通用化：统一形式和规格的零部件在机械的不同部位、通用化：统一形式和规格的零部件在机械的不同部位、不同机械中通用。不同机械中通用。标准化：对产品制定的统一规定和要求。标准化：对产品制定的统一规定和要求。p（5）经济性的要求）经济性的要求1.1.4 几个重要的名词几个重要的名词p（1）机械机械：机器和机构的总称：机器和机构的总称p（2）机器机器 机器具有三大特征：机器具有三大特征：机器可分为三大类别：机器可分为三大类别：原动机原动机：其他形式的能量：其他形式的能量 机械能机械能 转换

4、机转换机：机械能：机械能 其他形式的能量其他形式的能量 工作机工作机：利用机械能完成有用功：利用机械能完成有用功p（3）机构机构：具有确定相对运动的许多构件的组合体：具有确定相对运动的许多构件的组合体p（4）构件构件：组成机构的单元：组成机构的单元p（5）机械）机械零件零件：组成构件的元件。：组成构件的元件。p（6）部件部件：若干个机械零件的组合体。：若干个机械零件的组合体。通用零件通用零件专用零件专用零件1.1.5 机械的基本组成机械的基本组成p（1）动力装置动力装置：电动机、内燃机、空气压缩机、：电动机、内燃机、空气压缩机、蒸汽机蒸汽机p（2）传动装置传动装置：传递运动和动力，甚至变换运动

5、：传递运动和动力，甚至变换运动 的形式和方向的形式和方向p（3）工作装置工作装置：直接完成生产任务：直接完成生产任务p（4）信号及操纵控制装置信号及操纵控制装置p（5）机架机架1.2 建筑机械的建筑机械的动力装置动力装置（原动机原动机）p（1）电动机）电动机p（2）内燃机）内燃机p（3）空气压缩机）空气压缩机p（4）蒸汽机）蒸汽机1.3 建筑机械的传动装置建筑机械的传动装置1.3.1 传动装置的定义传动装置的定义1.3.2 传动装置的作用传动装置的作用p（1）减速与增速减速与增速 电动机输出轴转速：电动机输出轴转速：450 r/min 滚筒转速：滚筒转速：30 r/minp（2）变速变速 调节

6、动力装置的速度调节动力装置的速度 通过传动装置实现变速通过传动装置实现变速p（3）改变运动形式改变运动形式p（4）传递、分配或汇集动力与运动传递、分配或汇集动力与运动1.3.3 传动装置的类型传动装置的类型p1.按按传动比传动比分类分类定传动比定传动比传动传动变传动比变传动比传动传动有级变速有级变速无级变速无级变速周期变化周期变化（如：带、链、摩擦轮、轮、蜗杆涡轮）（如：带、链、摩擦轮、轮、蜗杆涡轮）变传动变传动比比分分类类定定义义适用适用场场合合举举例例有有级变级变速速一个一个输输入入转转速速若干个若干个输输出出转转速速工作装置工工作装置工况况改改变变的的场场合合齿轮变齿轮变速器速器塔塔轮传

7、动轮传动无无级变级变速速一个一个输输入入转转速速某一范某一范围围内内无限多个无限多个输输出出转转速速工作装置工工作装置工况况很多很多的的场场合合机械无机械无级变级变速器速器液力耦合器液力耦合器液力液力变变矩器矩器流体流体传动传动电电磁滑差离合器磁滑差离合器周期周期变变化化输输出角速度是出角速度是输输入角速度的入角速度的周期函数周期函数实现实现函数函数传传动动及及改善改善某某些机构的些机构的动动力特性力特性非非圆齿轮圆齿轮凸凸轮轮连连杆杆组组合机构合机构p2.按按能量流动路线能量流动路线分类分类p3.按按工作原理工作原理分类分类1.3.4 初选传动类型的基本原则初选传动类型的基本原则p（1）尽量

8、简化和缩短传动系统尽量简化和缩短传动系统 常采用常采用传动比大传动比大的传动形式，但传动比大的传的传动形式，但传动比大的传动形式往往效率较低。动形式往往效率较低。p（2）多级传动时要合理布置传动顺序多级传动时要合理布置传动顺序 一般带传动承载能力较小，但其运动较平衡，一般带传动承载能力较小，但其运动较平衡，能缓冲减振，因此能缓冲减振，因此带传动带传动应尽量布置在应尽量布置在高速级高速级 链传动链传动的瞬时传动比不准确，高速下易产生冲的瞬时传动比不准确，高速下易产生冲击，振动和噪声等，故应布置于击，振动和噪声等，故应布置于低速级低速级，并可在较，并可在较高温度下工作高温度下工作 蜗杆传动蜗杆传动

9、可以有较大的传动比，传动平稳但效可以有较大的传动比，传动平稳但效率低；适用于率低；适用于中、小功率中、小功率及及间歇运动的场合间歇运动的场合。当其。当其与齿轮传动同时应用时，最好布置于与齿轮传动同时应用时，最好布置于高速级高速级。p（3）单件生产的低速、小功率机械，其传动应尽可能）单件生产的低速、小功率机械，其传动应尽可能采用标准零、部件。采用标准零、部件。p（4）工作环境恶劣时，应视具体情况选用。）工作环境恶劣时，应视具体情况选用。p（5）寿命要求方面，以）寿命要求方面，以轮传动轮传动的的寿命最高寿命最高。而。而链传动链传动和和摩擦传动摩擦传动的的寿命较短。寿命较短。p（6）荷载、扭矩大，有

10、冲击、振动的建筑机械，或有）荷载、扭矩大，有冲击、振动的建筑机械，或有变速、变换运动形式的工作装置，应考虑采用变速、变换运动形式的工作装置，应考虑采用液压传液压传动动。p（7）合理分配传动比，各级传动比宜在其常用范围内）合理分配传动比，各级传动比宜在其常用范围内选取，以保证符合各种传动形式的工作特点和结构紧选取，以保证符合各种传动形式的工作特点和结构紧凑。凑。p（8）对生产批量较大的机械，选传动形式时，应对工）对生产批量较大的机械，选传动形式时，应对工艺性、经济性、可行性、可靠性等问题，借助电子计艺性、经济性、可行性、可靠性等问题，借助电子计算机辅助设计、最优化设计方法等对各种传动方案作算机辅

11、助设计、最优化设计方法等对各种传动方案作精确的比较，以寻求最佳的传动方式。精确的比较，以寻求最佳的传动方式。1.4 机械制造的常用材料机械制造的常用材料1.4.1 常用金属材料常用金属材料钢钢C2%C0.25%低碳低碳钢钢0.25%C0.6%中碳中碳钢钢0.6%C2%钢和铸铁钢和铸铁（铁、碳合金），某些有色金属及其合金（铁、碳合金），某些有色金属及其合金合金合金5%低合金低合金钢钢5%合金合金10%高合金高合金钢钢1.4.2 高分子材料高分子材料高分子材料为高分子材料为有机合成材料有机合成材料，亦称，亦称聚合物聚合物高分子材料高分子材料塑料塑料橡胶橡胶合成纤维合成纤维热塑性塑料热塑性塑料热固性

12、塑料热固性塑料通用橡胶通用橡胶特种橡胶特种橡胶较高的强度较高的强度良好的塑性良好的塑性较强的耐腐蚀性较强的耐腐蚀性很好的绝缘性很好的绝缘性重量轻重量轻1.4.3 复合材料复合材料比强度和比刚度高比强度和比刚度高；抗疲劳性能好抗疲劳性能好；减振能力强减振能力强；比模量大比模量大高温性能好高温性能好、热稳定性好；、热稳定性好；断裂安全性高断裂安全性高；其减摩性，耐蚀性以及工艺性均较好其减摩性，耐蚀性以及工艺性均较好优良性能优良性能：不良性能不良性能：因是各向异性材料，横向拉伸强度和层间剪切因是各向异性材料，横向拉伸强度和层间剪切强度不高强度不高；伸长率较低，冲击韧性有时也不理想伸长率较低，冲击韧性

13、有时也不理想；纤维增强材料纤维增强材料玻璃纤维（玻璃钢）玻璃纤维（玻璃钢）碳纤维碳纤维硼纤维硼纤维金属纤维金属纤维1.4.4 材料的选择原则材料的选择原则使用要求使用要求工艺要求工艺要求经济要求经济要求1.4.5 材料选择的基本方法材料选择的基本方法以综合机械性能为主选材以综合机械性能为主选材以疲劳强度为主选材以疲劳强度为主选材以磨损为主选材以磨损为主选材1.5 钢的热处理钢的热处理p（1）退火）退火p（2）正火）正火p（3）淬火）淬火p（4）回火）回火 按加热温度的不同，回火可分为低温回火、中温回按加热温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火、高温回火（又称调质）。火、高温回火（又称调质）。

14、p（5）调质）调质p（6）时效处理）时效处理 1、普通热处理、普通热处理p（7）表面淬火热处理）表面淬火热处理p（8）表面化学热处理）表面化学热处理2、表面热处理、表面热处理1.6 公差与配合的基本概念公差与配合的基本概念1.6.1 互换性互换性1.6.2 公差配合的基本术语和定义公差配合的基本术语和定义公差公差：零件的尺寸、形状等能保持在允许的误差变零件的尺寸、形状等能保持在允许的误差变动范围内，同样也可实现互换性。这允许的误差动范围内，同样也可实现互换性。这允许的误差范围就是公差。范围就是公差。配合配合：对于相互配合的两个零件，有时要求装得松对于相互配合的两个零件，有时要求装得松一些，有时

15、要求装得紧一些。两个零件这种相互一些，有时要求装得紧一些。两个零件这种相互结合起来时所要求的松紧程度，称为配合。结合起来时所要求的松紧程度，称为配合。公差公差=|最大极限尺寸最大极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸|基本尺寸基本尺寸：设计给定的尺寸。设计给定的尺寸。实际尺寸实际尺寸：零件加工后，通过测量所得的尺寸。零件加工后，通过测量所得的尺寸。极限尺寸极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。允许尺寸变化的两个界限值。最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸尺寸偏差尺寸偏差：某一尺寸减去其某一尺寸减去其基本尺寸基本尺寸所得的代数差。所得的代数差。实际偏差实际偏差=实际尺寸实际尺寸 基本尺寸基

16、本尺寸极限偏差极限偏差=极限尺寸极限尺寸 基本尺寸基本尺寸极限偏差极限偏差上偏差上偏差=最大极限尺寸最大极限尺寸 基本尺寸基本尺寸下偏差下偏差=最小极限尺寸最小极限尺寸 基本尺寸基本尺寸ES 孔的上偏差；孔的上偏差；EI 孔的下偏差孔的下偏差es 轴的上偏差；轴的上偏差；ei轴的下偏差轴的下偏差尺寸公差尺寸公差：允许尺寸的变动量。允许尺寸的变动量。公差公差=|最大极限尺寸最大极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸|公差公差=|上偏差上偏差 下偏差下偏差|Th 孔公差；孔公差；TS 轴公差轴公差Tolerance 公差；公差；hole 孔；孔；Spool 轴轴偏差可偏差可“+”，可，可“”，或为，或

17、为“0”公差恒为公差恒为“+”标准公差标准公差：为了满足各种机器所需的不同精度要求，为了满足各种机器所需的不同精度要求，并减少刀具和量具等的规格，国家标准对于并减少刀具和量具等的规格，国家标准对于基本基本尺寸小于尺寸小于500mm的公差，作了标准规定并称之为的公差，作了标准规定并称之为标准公差。标准公差。【例例1-11-1】已知孔的基本尺寸已知孔的基本尺寸D=30mm，孔的最大，孔的最大极限尺寸极限尺寸Dmax=30.023mm，孔的最小极限尺寸，孔的最小极限尺寸Dmin=30mm；轴的基本尺寸；轴的基本尺寸d=30mm，轴的最，轴的最大极限尺寸大极限尺寸dmax=29.980mm，轴的最小极

18、限尺寸，轴的最小极限尺寸dmin=29.960mm；求孔与轴的极限偏差及公差；求孔与轴的极限偏差及公差【解解】孔孔的上偏差的上偏差 ES=Dmax-D=30.023-30=0.023mm孔的下偏差孔的下偏差 EI=Dmin-D=30-30=0孔公差孔公差 Th=|Dmax-Dmin|=|30.023-30|=0.023mmor孔公差孔公差 Th=|ES-EI|=|0.023-0|=0.023mm轴轴的上偏差的上偏差 es=dmax-d=29.980-30=-0.020mm轴的下偏差轴的下偏差 ei=dmin-d=29.960-30=-0.040mm轴公差轴公差 TS=|dmax-dmin|=|

19、29.980-29.960|=0.020mmOr轴公差轴公差 TS=|es-ei|=|-0.020-(-0.040)|=0.020mm孔孔轴轴配合配合：基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差之间基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差之间的关系，由于孔和轴的实际尺寸不同，装配后可的关系，由于孔和轴的实际尺寸不同，装配后可出现松紧不同的配合。出现松紧不同的配合。配合配合间隙配合：孔尺寸间隙配合：孔尺寸-轴尺寸轴尺寸0过盈配合：孔尺寸过盈配合：孔尺寸-轴尺寸轴尺寸0过渡配合过渡配合最大间隙最大间隙=孔的最大极限尺寸孔的最大极限尺寸 轴的最小极限尺寸轴的最小极限尺寸最小间隙最小间隙=孔的最小极限尺寸孔的最小极

20、限尺寸 轴的最大极限尺寸轴的最大极限尺寸间隙配合间隙配合过盈配合过盈配合最小过盈最小过盈=孔的最大极限尺寸孔的最大极限尺寸 轴的最小极限尺寸轴的最小极限尺寸最大过盈最大过盈=孔的最小极限尺寸孔的最小极限尺寸 轴的最大极限尺寸轴的最大极限尺寸过渡配合过渡配合配合公差：是允许间隙或过盈的变动量，其数值配合公差：是允许间隙或过盈的变动量，其数值=孔孔公差公差+轴公差轴公差=Th+TS1.6.3 表面粗糙度表面粗糙度1、概念：由加工痕迹在零件表面形成的微观几何、概念：由加工痕迹在零件表面形成的微观几何形状特性，在旧国标中称为形状特性，在旧国标中称为表面光洁度表面光洁度，在新国标，在新国标中称为中称为表

21、面粗糙度表面粗糙度。是衡量零件及机械质量的重要指标之一。是衡量零件及机械质量的重要指标之一。2、表面粗糙度的评定参数、表面粗糙度的评定参数旧国标规定了旧国标规定了14个表面光洁度等级，新国标近似，个表面光洁度等级，新国标近似，一般是将一般是将Ra的数值（的数值（0.012 50m）直接标在表直接标在表面粗糙度的符号上。面粗糙度的符号上。Ra 的数值越小，零件的表面的数值越小，零件的表面质量越高，加工的费用也越高。质量越高，加工的费用也越高。1、形位公差的概念：形状公差、形位公差的概念：形状公差+位置公差位置公差 为合理地限制这两种误差，国家标准规定了形为合理地限制这两种误差，国家标准规定了形状误差和位置误差的最大允许值状误差和位置误差的最大允许值形位公差。形位公差。2、形位公差代号及标注、形位公差代号及标注 形位公差项目的符号形位公差项目的符号+相应的形位公差值相应的形位公差值+基基准代号的字母。准代号的字母。由由箭头指引线箭头指引线指示出加工面，指示出加工面，带圆圈的基准带圆圈的基准代号代号由指引线指示出测量基准。由指引线指示出测量基准。1.6.4 形状位置公差（简称形位公差）形状位置公差（简称形位公差）