《机械基础 》中职教学PPT课件

机械基础机械基础制作人绪论n机械，就是机器和机构的总称。机械，就是机器和机构的总称。n1 1.机器和机构机器和机构n机机器器在在人人们们日日常常生生活活中中很很常常见见，如如内内燃燃机机、发发电电机机、电梯、机器人及各种机床等。电梯、机器人及各种机床等。由电动机1、小带轮2、大带轮3、主动齿轮4、从动齿轮5、联轴器6、滚筒7、输送带8、箱体和支承轴等组成，以电动机为动力，通过带传动、齿轮传动使滚筒转动，从而实现输送带输送物料的功能。n尽尽管管机机器器品品种种繁繁多多，形形式式多多样样，用用途途各各异异，但但都都具具有有如如下特征。下特征。n（1 1）机器都是由许多构件组合而成的。）机器都是由许多构件组合而成的。n（2 2）组组成成机机器器的的各各运运动动实实体体之之间间有有确确定定的的相相对对运运动动关关系。系。n（3 3）机机器器能能实实现现能能量量的的转转换换，代代替替或或减减轻轻人人的的劳劳动动，完成有用的机械功。完成有用的机械功。n凡具备上述凡具备上述3 3个特征的实体组合体称为机器。个特征的实体组合体称为机器。2 2.零件与构件零件与构件机机器器由由若若干干不不同同零零件件组组装装而而成成，零零件件是是组组成成机机器器的的基基本本要要素素，即即机机器器的的最最小小制制造造单单元元。各各种种机机器器经经常常用用到到的的零零件件称称为为通通用用零零件件，如如螺螺钉钉、螺螺母母、轴轴、齿齿轮轮、弹弹簧簧等等。在在特特定定的的机机器器中中用用到到的的零零件件称称为为专专用用零零件件，如如汽汽轮轮机机中中的的叶叶片片，起起重重机机的的吊吊钩钩，内内燃燃机机中中的的曲曲轴轴、连连杆杆、活活塞塞等。等。构构件件是是机机器器的的运运动动单单元元，一一般般由由若若干干个个零零件件刚刚性性连连接接而而成，也可以是单一的零件。成，也可以是单一的零件。3 3.机器的组成机器的组成一一部部完完整整的的机机器器一一般般由由原原动动机机、工工作作机机和和传传动动装装置置3 3部部分分组成。组成。（1 1）原原动动机机：如如图图0 01 1所所示示的的电电动动机机，是是机机器器的的动动力力来来源源。常常用用的的原原动动机机（发发动动机机）有有电电动动机机、内内燃燃机机及及液液压机等。压机等。（2 2）工工作作机机：处处于于整整个个机机械械传传动动路路线线终终端端，是是完完成成工工作作任务的部分，如图任务的部分，如图0 01 1中的滚筒和输送带中的滚筒和输送带.（3 3）传传动动装装置置：介介于于动动力力部部分分与与工工作作部部分分之之间间，主主要要作作用用是是把把动动力力部部分分的的运运动动和和动动力力传传递递给给工工作作部部分分的的中中间间环环节。节。4 4.机械的类型机械的类型机械种类较多，根据用途不同，可分为四类。机械种类较多，根据用途不同，可分为四类。（1 1）动动力力机机械械，如如电电动动机机、内内燃燃机机、发发电电机机、液液压压机机等等，主要用来实现机械能与其他形式能量间的转换。主要用来实现机械能与其他形式能量间的转换。（2 2）加加工工机机械械，如如轧轧钢钢机机、包包装装机机及及各各类类机机床床，主主要要用用来改变物料的结构形状、性质及状态。来改变物料的结构形状、性质及状态。（3 3）运运输输机机械械，如如汽汽车车、飞飞机机、轮轮船船、输输送送机机等等，主主要要用来改变人或物料的空间位置。用来改变人或物料的空间位置。（4 4）信信息息机机械械，如如复复印印机机、传传真真机机、摄摄像像机机，主主要要用用来来获取或处理各种信息。获取或处理各种信息。综综上上所所述述，要要制制造造、维维修修、使使用用常常用用的的机机械械设设备备和和工工程程结结构构，必必须须具具有有力力学学、材材料料、机机构构与与机机械械零零件件的的相相关关知知识识，并并能能综综合合运运用用。而而这这些些正正是是本本书书的的主主要要内内容容，因因而而机械基础是综合研究机械或机器的基础课程。机械基础是综合研究机械或机器的基础课程。通过对本书的学习，应达到下列要求：通过对本书的学习，应达到下列要求：（1 1）掌握物体受力的分析方法，学会计算物体的受力。）掌握物体受力的分析方法，学会计算物体的受力。（2 2）掌握杆件变形的基本规律，学会校核构件的强度。）掌握杆件变形的基本规律，学会校核构件的强度。（3 3）掌掌握握金金属属材材料料的的牌牌号号、性性能能及及应应用用范范围围，明明确确热热处处理的方法、目的。理的方法、目的。（4 4）掌握常用机械零件的结构、性能及相应国家标准。）掌握常用机械零件的结构、性能及相应国家标准。（5 5）掌握常用机构的结构特点、工作原理、应用场合。）掌握常用机构的结构特点、工作原理、应用场合。机机械械基基础础是是一一门门实实践践性性较较强强的的课课程程，学学习习中中应应注注意意加加强强实实践践环环节节。通通过过拆拆装装有有关关机机器器的的实实践践，观观察察和和了了解解机机器器的的构构造造、工工作作原原理理、主主要要部部件件的的结结构构及及功功用用，以以真真正正达达到扩大知识面、提高专业素质和能力的目的。到扩大知识面、提高专业素质和能力的目的。机械基础制作人目录力与力偶一物体的受力分析和受力简图二平衡方程及其应用三模块一 杆件的静力分析项目一目一 力与力偶 项目索引：力与力偶是物体间相互作用的两种最简单、最基本的形式。也就是说，不论两个物体之间的相互作用多么复杂，归根到底是一个力的作用，或是一个力偶的作用，再或者是力和力偶的组合作用。所以力和力偶是静力学的两个基本要素。活动一 力n1 1.力的概念力的概念n力力是是物物体体间间的的相相互互机机械械作作用用，这这种种作作用用的的结结果果是是使使物物体体的的运运动动状状态态发发生生改改变变或或使使物物体体产产生生变变形形。力力既既然然是是物物体体间间的的相相互互机机械械作作用用，所所以以，力力不不能能脱脱离离周周围围物物体体而存在。而存在。n一一般般情情况况下下，构构件件受受力力后后产产生生的的变变形形，相相对对构构件件的的几几何何尺尺寸寸而而言言是是微微小小的的，对对研研究究构构件件整整体体平平衡衡或或运运动动影影响响甚甚微微，可可忽忽略略不不计计，这这时时可可近近似似认认为为构构件件受受力力时时不不产产生生变变形形，我我们们把把在在受受力力情情况况下下保保持持形形状状和和大大小小不不变变的的物物体体称称为为刚刚体体。这这样样在在研研究究构构件件平平衡衡问问题题时时，略略去去与与平平衡衡无无关关或或关关系系甚甚少少的的因因素素，可可使使问问题题的的研研究究得得到到简化。静力分析所研究的物体仅限于刚体。简化。静力分析所研究的物体仅限于刚体。活动一 力n1 1.力的概念力的概念n实实践践证证明明：物物体体的的机机械械运运动动状状态态发发生生变变化化，都都是是由由于于其其他他物物体体对对该该物物体体施施加加了了力力的的作作用用。力力对对物物体体的的作作用用效果取决于力的三要素：效果取决于力的三要素：n（1 1）力的大小；）力的大小；n（2 2）力的方向；）力的方向；n（3 3）力的作用点。）力的作用点。n在在力力学学中中会会用用到到两两种种量量：标标量量和和矢矢量量。力力是是一一个个既既有有大小又有方向的矢量。大小又有方向的矢量。活动一 力n1 1.力的概念力的概念n当当一一刚刚体体上上同同时时作作用用着着若若干干力力时时，我我们们把把这这些些力力统统称称为为力力系系；若若一一个个力力系系对对物物体体的的作作用用使使物物体体处处于于平平衡衡状状态态，则则此此力力系系称称为为平平衡衡力力系系；各各力力的的作作用用线线均均在在同同一一平平面面内内的的力力系系称称为为平平面面力力系系。如如无无特特别别说说明明，本本书书中中讨论的均是平面力系。讨论的均是平面力系。n同同一一平平面面内内各各力力的的作作用用线线汇汇交交于于一一点点的的力力系系称称为为平平面面汇汇交交力力系系；作作用用线线相相互互平平行行的的力力系系称称为为平平面面平平行行力力系系；作作用用线线任任意意分分布布（既既不不完完全全交交于于一一点点，又又不不互互相相平平行行）的力系称为平面任意力系。的力系称为平面任意力系。活动一 力2.2.静力学的基本公理静力学的基本公理n公公理理1 1（二二力力平平衡衡公公理理）作作用用于于刚刚体体上上的的两两个个力力，使使刚刚体体处处于于平平衡衡状状态态的的必必要要和和充充分分条条件件是是：两两力力大大小小相相等等，方向相反且作用在同一直线上。方向相反且作用在同一直线上。n公公理理2 2（加加减减平平衡衡力力系系原原理理）在在作作用用着着已已知知力力系系的的刚刚体体上上加加上上或或减减去去任任意意平平衡衡力力系系，并并不不改改变变原原始始力力系系对对刚刚体体的作用效果。的作用效果。n推推论论（力力的的可可传传性性原原理理）作作用用于于刚刚体体上上的的力力，可可沿沿其其作作用线任意移动而不改变此力对刚体的作用效果。用线任意移动而不改变此力对刚体的作用效果。活动一 力2.2.静力学的基本公理静力学的基本公理n公公理理3 3（力力的的平平行行四四边边形形公公理理）作作用用在在物物体体上上同同一一点点的的两两个个力力，可可以以合合成成一一个个合合力力，合合力力的的作作用用点点仍仍在在该该点点，合合力力的的大大小小和和方方向向由由以以这这两两个个力力为为边边构构成成的的平平行行四四边边形形的对角线来表示的对角线来表示.n推推论论（三三力力平平衡衡汇汇交交定定理理）当当刚刚体体受受三三个个力力作作用用而而处处于于平平衡衡时时，若若其其中中两两个个力力的的作作用用线线汇汇交交于于一一点点，则则第第三三个个力力的的作作用用线线必必交交于于同同一一点点，且且三三个个力力的的作作用用线线在在同同一一平平面面内内。如如图图1 14 4所所示示，F1F1、F2F2汇汇交交于于一一点点A A，则则F3F3通通过过A A点。点。活动一 力2.2.静力学的基本公理静力学的基本公理n公公理理4 4（作作用用力力与与反反作作用用力力公公理理）作作用用力力与与反反作作用用力力总总是是同同时时存存在在，两两力力的的大大小小相相等等且且方方向向相相反反，沿沿着着同同一一直直线分别作用在两个相互作用的物体上。线分别作用在两个相互作用的物体上。活动二 力矩1.力矩的概念和合力矩定理在力学上以乘积Fr作为度量力F使物体绕O点转动强弱的物理量，称为力F对O点之矩，简称力矩，单位为牛米（Nm）或千牛米（kNm）。由力矩的定义知：（1）若将力F沿其作用线移动，则因为力的大小、方向和力臂都没有改变，所以不会改变该力对某一矩心的力矩。（2）力矩等于零的条件是：力等于零或力的作用线通过矩心（力臂等于零）。合力矩定理：平面汇交力系的合力对于平面内任一点之矩等于所有分力对该点之矩的代数和。活动二 力矩例1-1 如图所示，一轮盘上C点受到拉力F的作用，试求该力对轮盘O点的矩。活动二 力矩例1-2 已知力F的作用点A的坐标为（x，y），如图所示，试求力F对坐标原点O的力矩。活动二 力矩2.力偶和力偶矩力学上把大小相等、方向相反、不共线的两个平行力称为力偶，用符号（F，F）表示。力偶中两力作用线间的垂直距离d称为力偶臂。力偶中两个力所在的平面称为力偶作用面。力偶只能使物体转动或改变物体转动的状态。当力偶中的力F越大或力偶臂d越大时，力偶使物体转动的效应越强；反之，转动越弱。力偶使物体作逆时针方向转动时，力偶矩取正号；反之，取负号。单位与力矩相同，常用牛米（Nm）或千牛米（kNm）表示。力偶的作用效果同样取决于三个要素：作用面、转向和大小。活动二 力矩3.力偶的基本性质（1）力偶无合力：力偶不能用一个力平衡，只能和力偶相平衡。（2）力偶对其作用面上任意点之矩，恒等于力偶矩，而与矩心的位置无关。力偶矩是两个大小相等、方向相反且不在同一直线上的力所产生的力矩之和.力偶对其作用面内任一点之矩恒等于力偶矩，而与矩心的位置无关。（3）力偶的等效性：同一平面内的两个力偶，只要力偶矩相等，则两个力偶彼此等效。活动二 力矩根据力偶的等效性，可以得出两个推论。推论1 力偶可在其作用面内任意移转而不改变它对物体的转动效应，即力偶对物体的转动效应与它在作用面内的位置无关。推论2 在保持力偶矩大小和力偶转向不变的情况下，可任意改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变它对物体的转动效应。活动二 力矩4.力的平移作用于刚体的力F可等效地平移到任一点O，但需附加一力偶。此附加力偶矩等于原力F对O点的矩。根据以上结论分析：钳工攻丝时，如果在手柄的单边加力，丝锥容易折断的原因是，附加力偶M使丝锥转动，而力F则易使丝锥折断.项目二目二 物体的受力分析和受力简图 项目索引：物体的运动状态与力密切相关。对物体进行受力分析，只有知道作用力的大小和方向，才可以预测未来的运动状态；通过改变作用力来使物体向着人设定的方向运动。物理学上，一般用受力简图来简单分析物体的受力情况。活动一 约束和约束反力n位位移移不不受受限限制制的的物物体体称称为为自自由由体体。在在空空间间的的位位移移受受到到一定的限制，为非自由体。一定的限制，为非自由体。n约约束束限限制制物物体体的的运运动动，这这种种限限制制实实际际上上还还是是通通过过力力的的作作用用来来实实现现的的。因因此此，约约束束对对物物体体的的作作用用，就就是是力力的的作作用用，这这种种力力称称为为约约束束反反力力。我我们们把把使使物物体体产产生生运运动动或或运运动动趋趋势势的的力力称称为为主主动动力力。主主动动力力往往往往是是给给定定的的或或是是可可测测定定的的，例例如如重重力力、切切削削力力等等；约约束束反反力力是是未未知知的的，往往往往需需要要和和物物体体受受到到的的其其他他已已知知力力组组成成平平衡衡力力系系，通过平衡条件求得其大小和方向。通过平衡条件求得其大小和方向。活动一 约束和约束反力1 1.常见的约束类型常见的约束类型（1 1）光滑接触表面约束。）光滑接触表面约束。（2 2）柔性约束。）柔性约束。（3 3）光滑铰链约束。）光滑铰链约束。活动二 物体的受力分析和受力图画受力图的步骤如下：画受力图的步骤如下：（1 1）明确研究对象，画出分离体；）明确研究对象，画出分离体；（2 2）在分离体上画出全部主动力；）在分离体上画出全部主动力；（3 3）在分离体上画出全部约束反力。）在分离体上画出全部约束反力。活动二 物体的受力分析和受力图例例1-3 1-3 如如图图所所示示，重重量量为为G G的的球球，用用绳绳挂挂在在光光滑滑的的铅铅直直墙墙上，画出此球的受力图。上，画出此球的受力图。活动二 物体的受力分析和受力图例例1-4 1-4 如如图图所所示示的的三三铰铰拱拱桥桥，由由左左、右右两两半半拱拱铰铰接接而而成成。设设各各半半拱拱自自重重不不计计，在在半半拱拱ACAC上上作作用用有有载载荷荷F F，试试分分别别画画出半拱出半拱ACAC和和BCBC的受力图。的受力图。解（解（1 1）如图）如图1 11919（a a）所示，画半拱）所示，画半拱BCBC的受力图。的受力图。以半拱以半拱BCBC为研究对象并画出分离体。为研究对象并画出分离体。半拱半拱BCBC上没有主动力，不用画出。上没有主动力，不用画出。半拱半拱BCBC只在只在B B、C C处受到铰链的约束反力处受到铰链的约束反力FBFB和和FCFC的作用。根据光滑铰链的性质，这两个约束的作用。根据光滑铰链的性质，这两个约束反力必定分别通过铰链反力必定分别通过铰链B B、C C的中心，又因为半的中心，又因为半拱拱BCBC只在只在FBFB和和FCFC两个力的作用下平衡，则根据两个力的作用下平衡，则根据二力平衡公理，这两个力必定在同一直线上二力平衡公理，这两个力必定在同一直线上，且等值、反向。由此可确定，且等值、反向。由此可确定FBFB和和FCFC的作用线应沿的作用线应沿B B和和C C的连线。一的连线。一般情况下，可先按受拉方向画出。般情况下，可先按受拉方向画出。活动二 物体的受力分析和受力图注注意意：只只受受两两个个力力的的作作用用而而平平衡衡的的构构件件，称称为为二二力力构构件件。当当构构件件为为杆杆形形时时，简简称称二二力力构构件件。它它所所受受的的两两个个力力必必定定沿沿两两力力作作用用点点的的连连线线，且且等等值值、反反向向。图图1 11919所所示示的的拱拱BCBC即即为为二二力力杆杆。两两端端用用铰铰链链与与其其他他物物体体相相连连且且忽忽略略自自重重的的直直杆杆也也是是二二力力杆杆。二二力力杆杆在在工工程程实实际际中中经经常遇到。常遇到。（2 2）如图）如图1 11919（c c）所示，画半拱）所示，画半拱ACAC的受力图。的受力图。以半拱以半拱ACAC为研究对象并画出分离体。为研究对象并画出分离体。画主动力画主动力F F。画画约约束束反反力力：铰铰链链A A处处的的反反力力FAxFAx，FAyFAy，进进一一步步分分析析，由由于于拱拱ACAC受受三三个个力力作作用用且且处处于于平平衡衡状状态态，根根据据三三力力平平衡衡汇汇交交定定理理，三三力力必必汇汇交交于于一一点点O O，如如图图1 11919（d d）所所示示。于于是是便便可可确确定定A A点点的的受受力力方方向向。铰链铰链C C处可根据作用力与反作用力的关系画出处可根据作用力与反作用力的关系画出FC=-FCFC=-FC。活动三 物体受力偶作用的分析同一平面内的任意一个力偶的合力偶就等于各力偶矩的代数和，即平面力偶系合成的结果是一个合力偶。要使物体保持平衡状态，即无转动效应，则必须使合力偶矩等于零，此时说明物体顺时针方向转动的力偶矩和物体逆时针转动的力偶矩相等，即平衡条件为 活动三 物体受力偶作用的分析例1-5 梁AB上作用一力偶，力偶矩M=12 Nm，梁长L=300 mm，如图所示，试画出支座A，B的约束反力并求出大小。解 根据力偶的性质，力偶矩M与C点位置无关。取梁AB为研究对象，受力图如图所示。B点约束反力FB垂直于支承面，A点约束反力FA方向不定，但由于梁上作用有一主动力偶，而力偶只能由力偶来平衡，所以两个约束反力必构成力偶。已知FB的方向，FB应与FA平行，方向相反。又因M为顺时针转向，FA，FB构成的力偶应为逆时针转向。列平衡方程解得活动三 物体受力偶作用的分析例1-6 如图所示，电动机通过联轴器与工作轴相连。联轴器上4个螺栓A，B，C，D的孔心均匀地分布在直径D=150 mm的圆周上。电动机轴传给联轴器的力偶矩M=2.5 kNm。试求每一螺栓所受的力为多少？解 联轴器受有电动机传给的主动力偶矩M，工作轴通过4个螺栓对联轴器产生阻碍转动的反力，若4个螺栓的受力均匀，则有因此，FA与FC、FB与FD分别组成了两个阻力偶。由平衡方程因AC=BD=150 mm，所以项目三目三 平衡方程及其应用 项目索引：平衡方程是在解决工程实际问题中，通过对力的分析计算时所建立起来的力的数学解析表达式，是工程实际中对受力情况的一种定量分析的方法。1 1.平面受力时的解析表示法平面受力时的解析表示法平平面面受受力力时时的的解解析析表表示示法法是是以以力力在在坐坐标标轴轴上上的的投投影影为为基基础础建建立立起起来来的。的。力力的的投投影影是是代代数数量量，其其正正负负号号规规定定如如下下：当当a a到到b b（aa到到bb）的的方方向向与与x x 轴轴（y y轴轴）的的正正方方向向一一致致时时，力力在在x x轴轴（y y轴轴）上上的的投投影影FxFx（FyFy）取正值；反之取负值。）取正值；反之取负值。相反，若已知力在坐标轴上的投影相反，若已知力在坐标轴上的投影FxFx、FyFy，则力，则力F F的大小和它与的大小和它与x x轴所夹的锐角轴所夹的锐角分别为分别为2.2.平面受力时的平衡方程平面受力时的平衡方程各力偶合成后得一力偶各力偶合成后得一力偶力力合合成成后后，刚刚体体受受到到一一合合力力矢矢FRFR和和一一力力偶偶矩矩M M的的作作用用。若若使使刚刚体体处处于于平衡，则必须满足作用于刚体上的合力矢平衡，则必须满足作用于刚体上的合力矢F FR R=0=0，合力偶矩，合力偶矩M=0M=0，即，即称为构件的受力平衡方程。称为构件的受力平衡方程。例例1-7 1-7 平平面面刚刚架架在在C C点点受受一一水水平平力力P P，如如图图所所示示。设设P=20 P=20 kNkN，不不计计刚刚架架自自重重，求求固固定定铰铰链链支支座座A A和和活活动动铰铰链链支支座座B B处的约束反力。处的约束反力。解解（1 1）取取刚刚架架为为研研究究对对象象，作作受受力力图图，如如图图所所示示。根根据据铰铰链链支支座座的的性性质质，FBFB应应垂垂直直于于支支承承面面，FAFA的的方方向向本本属属未未定定，但但因因刚刚架架只只受受三三个个力力，而而P P与与FBFB交交于于D D点点，故故FAFA必必沿沿ADAD作作用用。图图中中FAFA及及FBFB的的指指向向都都是是任任意假定的。意假定的。（2 2）选取坐标轴）选取坐标轴x x、y y如图所示，如图所示，FAFA与与x x轴夹角为轴夹角为。（3 3）列平面汇交力系平衡方程并求解）列平面汇交力系平衡方程并求解例例1-8 1-8 简简易易起起重重机机起起重重臂臂ABAB的的A A端端安安装装于于固固定定铰铰链链支支座座，B B端端用用水水平平绳绳索索BCBC拉拉住住，起起重重臂臂与与水水平平成成4040，起起重重臂臂在在端端装装有有滑滑轮轮，钢钢丝丝绳绳绕绕过过滑滑轮轮把把重重量量=3=3 000 000 N N的的重重物物吊吊起起，钢钢丝丝绳绳绕绕过过滑滑轮轮后后与与水水平平线线成成3030，如如图图所所示示。设起重臂自重略去不计，求平衡时支座设起重臂自重略去不计，求平衡时支座A A和绳索和绳索BCBC的反力。的反力。知识归纳1.力与力偶的基本概念。2.对物体进行受力分析，并会画其受力简图。3.平面受力体系的解析方法及体系平衡方程的运用。机械基础制作人目录直杆轴向拉伸与压缩一剪切和挤压二圆轴扭转三模块二 直杆的基本变形直梁的弯曲四项目一目一 直杆直杆轴向拉伸与向拉伸与压缩 项目索引：工程中的构件功能各有不同，每一种都有不同的承载能力，过度拉伸与压缩都会使构件变形断裂。如何根据需要合理地选择材料，以及如何分析材料在拉伸或压缩时的应力情况，这些问题将在本项目中得到解答。活动一 构件的承载能力n1 1.杆件的基本变形形式杆件的基本变形形式n工工程程中中的的大大多多数数构构件件，如如轴轴、丝丝杠杠、连连杆杆、螺螺栓栓等等都都是是轴轴向向尺尺寸寸远远大大于于横横向向尺尺寸寸的的构构件件，材材料料力力学学中中把把这这类类构构件件称称为为杆杆。轴轴线线是是曲曲线线的的杆杆，称称为为曲曲杆杆；轴轴线线是是直直线线的的杆杆，则则称称为为直直杆杆。材材料料力力学学研研究究的的主要对象是直杆。主要对象是直杆。n2 2.承载能力指标承载能力指标n为为保保证证构构件件在在载载荷荷作作用用下下能能够够正正常常地地工工作作，要要求求每每个个构构件件都都必必须须具具有足够的承受载荷的能力，其承载能力主要从以下有足够的承受载荷的能力，其承载能力主要从以下3 3个方面衡量。个方面衡量。n（1 1）强度。）强度。n（2 2）刚度。）刚度。n（3 3）稳定性。）稳定性。活动一 构件的承载能力n1 1.杆件的基本变形形式杆件的基本变形形式n工工程程中中的的大大多多数数构构件件，如如轴轴、丝丝杠杠、连连杆杆、螺螺栓栓等等都都是是轴轴向向尺尺寸寸远远大大于于横横向向尺尺寸寸的的构构件件，材材料料力力学学中中把把这这类类构构件件称称为为杆杆。轴轴线线是是曲曲线线的的杆杆，称称为为曲曲杆杆；轴轴线线是是直直线线的的杆杆，则则称称为为直直杆杆。材材料料力力学学研研究究的的主要对象是直杆。主要对象是直杆。n2 2.承载能力指标承载能力指标n为为保保证证构构件件在在载载荷荷作作用用下下能能够够正正常常地地工工作作，要要求求每每个个构构件件都都必必须须具具有足够的承受载荷的能力，其承载能力主要从以下有足够的承受载荷的能力，其承载能力主要从以下3 3个方面衡量。个方面衡量。n（1 1）强度。）强度。n（2 2）刚度。）刚度。n（3 3）稳定性。）稳定性。活动二 拉伸和压缩1.内力与截面法（1）内力的概念。杆件在外力作用下产生变形时，其内部材料的颗粒之间，因相对位置改变而产生的相互作用力称为内力。（2）截面法求内力。截：在需求内力的截面处，沿该截面假想地把构件分成两部分。取：选取其中一部分为研究对象，画出其受外力简图。代：将弃去部分对研究对象的作用，以截面上的未知内力来代替。平：列出研究对象的平衡方程，确定未知内力的大小和方向。规定：当轴力的指向离开截面时，则杆受拉，轴力为正；反之，当轴力的指向朝向截面时，则杆受压，轴力为负。活动二 拉伸和压缩2.拉伸与压缩的受力、变形特点杆件拉伸和压缩的受力特点是：作用于杆件上的外力合力的作用线沿杆件轴线。变形特点是：沿轴线方向产生纵向伸长或缩短。凡以轴向伸长为主要变形特征的杆件称为拉杆，以轴向压缩为主要变形特征的杆件称为压杆。胡克定律适用于求单向拉伸、压缩时构件的绝对变形量。活动二 拉伸和压缩3.拉伸（压缩）时材料的力学性质（1）低碳钢拉伸时的力学性质。弹性阶段。屈服阶段。强化阶段。局部变形阶段。活动二 拉伸和压缩（2）铸铁拉伸时的力学性质。从开始至试件拉断，应力和应变都很小，没有屈服阶段和缩颈现象，没有明显的直线段。（3）材料压缩时的力学性质。在屈服阶段前，弹性模量E、比例极限p、屈服点s与拉伸时基本一致。屈服阶段后，试件越压越扁，曲线上升不到强度极限。活动二 拉伸和压缩4.许用应力和安全系数为确保构件工作时的安全，可把极限应力除以一个大于1的系数n，作为材料的许用应力。许用应力用表示，即式中，n为安全因数，它反映了构件必要的强度储备。在工程实际中，静载时塑性材料一般取安全因数n=1.22.5，脆性材料取23.5。安全因数也反映了经济与安全之间的矛盾关系。取值过大，许用应力过低，造成材料浪费。反之，取值过小，安全得不到保证。活动二 拉伸和压缩5.拉伸与压缩时的强度校核构件工作时，由载荷引起的应力称为工作应力。为保证构件安全可靠地工作，必须使构件的最大工作应力小于材料的许用应力，即称为拉压变形的强度条件，利用强度条件可解决3类问题：强度校核、选择截面尺寸、确定许可载荷。项目二目二 剪切和剪切和挤压 项目索引：剪切和挤压是工程实践中最常见也是最基本的操作。本项目带领大家深入地学习剪切与挤压，使其在实际应用中发挥更大的作用。活动一 剪切与挤压基本概念 1.剪切（1）剪切的概念。剪切变形的受力特点是：作用在构件两侧面上的合外力大小相等，方向相反，且作用线相距很近。剪切变形的特点是：构件沿两力作用的截面发生相对错动。在承受剪切的构件中，发生相对错动的截面，称为受剪面。（2）剪力和剪切应力。钢板在外力作用下发生剪切变形，此时，在受剪的钢板内部，必定会产生抗剪变形的内力，称为剪力。活动一 剪切与挤压基本概念 剪应力的计算式可表示为式中剪应力；FQ剪切面上的剪力；A剪切面积。剪应力单位与正应力相同，即Pa或MPa。（3）剪切强度。为了保证受剪构件在工作时安全可靠，必须使构件的工作剪应力不超过许用剪应力，即活动一 剪切与挤压基本概念 2.挤压（1）挤压：机械中受剪切作用的连接件，在传力接触面上，由于局部承受较大的压力而出现塑性变形。构件上产生挤压变形的表面称为挤压面，彼此相互挤压的作用力称为挤压力。（2）挤压应力。（3）挤压强度。活动二 剪切与挤压在生产实践中的应用 工程中，用作连接的螺栓、键、销、铆钉等标准件，常利用抗剪强度、挤压强度计算公式进行强度校核、设计截面尺寸以及确定许用载荷。如一部机器在工作中可能会产生超载现象，零件在超载时会发生破坏。为了使机器中关键零件或贵重零件不致损坏，而把机器中某个次要零件设计成机器中最薄弱的环节。机器超载时，这个零件先行破坏，而使载荷不能增加，从而保护了机器中其他重要零件。项目三目三 圆轴扭扭转 项目索引：物体发生扭转时，会产生应力。圆轴扭转是一种主要扭转现象，其应力的计算对器件安全工作、提高扭转能力有很重要的意义。活动一 圆轴扭转的应力 1.扭转的概念在一对大小相等、方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用下，杆件上的各个横截面发生相对图2-17受扭转的搅拌轴转动。2.外力偶矩的计算活动一 圆轴扭转的应力 3.转矩的计算（1）截面法求内力。根据平衡条件当轴只受两个外力偶作用而平衡时，这两个外力偶作用面之间的任意截面上的转矩是相等的，大小都等于外力偶矩。（2）转矩的符号规定。转矩的正负按右手螺旋法则确定，即右手四指弯曲方向表示转矩的方向，当拇指指向截面外侧时，转矩为正，反之为负。外力偶矩的正负号规定与转矩相反。活动一 圆轴扭转的应力 4.圆轴扭转时的应力通过实验和理论推导得知：圆轴扭转时横截面上只产生剪应力，而横截面上各点的剪应力大小与该点到圆心的距离成正比。在圆心处剪应力为零；在轴表面处剪应力最大。活动二 圆轴扭转的强度 1.圆轴扭转的强度条件圆轴扭转时的强度条件为工程上常用的许用剪应力，可到有关规范中查阅。在静载荷作用下材料的许用剪应力与许用拉应力之间有以下近似关系：塑性材料=（0.60.8）；脆性材料=（0.81.0）。应用扭转的强度条件，可以解决强度校核、设计截面尺寸、确定许可载荷等问题。活动二 圆轴扭转的强度 2.提高抗扭能力的方法轴的强度越高，抗扭能力就越强。由抗扭强度条件可知，要提高轴的强度，必须从以下两个方面来考虑。（1）选用合理截面，提高轴的抗扭截面模量。通过前面的讨论可知，在强度条件相同的情况下，空心轴比实心轴节省材料；在相同材料的情况下，对轴的截面而言，空心轴可大大提高抗扭截面模量。（2）合理安排受力情况，降低最大转矩MT max。在等截面轴上，轴所传递外力偶矩不变的情况下，调换各外力偶矩的作用位置，找出使|MT max|最小的布置方案，便可获得提高抗扭强度的方法。提高抗扭刚度常采用如下方法。合理安排受力，降低最大转矩。合理选用截面，提高抗扭刚度。在强度条件许可的情况下，选择刚度大的材料。项目四目四 直梁的弯曲直梁的弯曲 项目索引：直梁在受到力作用时一般都会发生弯曲变形，发生变形后直梁内部会出现应力；当用力过度，即超过了直梁的强度，直梁就会断裂。本项目将带领大家了解这些问题。活动一 直梁弯曲应力 1.弯曲变形的概念当杆件受到垂直于轴线的力或力偶作用而变形时，杆的轴线将由直线变成曲线，这种变形称为弯曲变形。常见的梁种类：（1）悬臂梁。（2）简支梁。（3）外伸梁。活动一 直梁弯曲应力 2.直梁弯曲时的内力（1）剪力和弯矩。梁在外力作用下，内部将产生内力。假想沿1-1截面将梁截为两段。取其中一段（此处取左段）为研究对象。在这段梁上作用的外力有支座约束反力FRA，截面上的内力FQ与外力相平衡，该内力与截面相切，称为剪力。又由于FRA与FQ形成一个力偶，因此截面处必存在一个内力偶M与之平衡，该内力偶称为弯矩。建立平衡方程。（2）剪力图和弯矩图。活动二 梁的强度 1.梁的强度（1）纯弯曲：梁上各横截面内剪力为零、弯矩为常数的弯曲变形。（2）正应力。侧面的纵向线弯曲成了弧线，而且向外凸出一侧的纵向线伸长，凹进一侧的纵向线缩短，中间一条纵向线长度不变；侧面上的横线仍为直线，且仍与纵向线正交，但转了一个角度。活动二 梁的强度（3）弯曲正应力强度条件。要使梁具有足够的强度，必须使梁内的最大工作应力max不超过材料的许用应力，即max=MmaxWz该式就是梁的强度条件，可解决强度校核、设计截面尺寸和确定许可载荷三类问题。活动二 梁的强度 2.提高抗弯能力的主要措施（1）降低最大弯矩Mmax。在结构允许的情况下，将集中载荷变为均布载荷。将集中载荷靠近支座可降低最大弯矩值，从而提高梁的抗弯能力。（2）选择合理的截面形状。活动三 组合变形 1.组合变形的概念工程实际中，在杆件上往往同时作用有两种或两种以上的变形。把构件在载荷作用下，同时发生两种或两种以上的基本变形称为组合变形。2.拉（压）弯组合变形如图所示，外力F位于梁的纵对称面xOz内，其作用线与梁的x轴成一夹角。活动三 组合变形 3.弯扭组合变形带轮上的带分别产生松边张力和紧边张力，此二力共同作用在带轮上，对轴产生一横向力F，使轴产生弯曲变形。同时电动机对轴产生的力偶矩M使轴发生扭转变形。4.压杆稳定性压杆的压力称为临界压力。压杆丧失其直线形状的平衡而过渡为曲线平衡，称为丧失稳定，简称失稳，也称为屈曲。杆件失稳后，压力的微小增加将引起弯曲变形的显著增大，杆件已丧失承载能力。活动四 影响杆件变形的其他因素 1.交变载荷对杆件变形的影响2.冲击载荷对杆件变形的影响3.失稳现象对杆件变形的影响4.应力集中对杆件变形的影响知识归纳1.拉伸与压缩的基本概念及受力特点；拉伸与压缩时材料性质的变化；拉伸与压缩时的强度校核。2.剪切与挤压的定义及应用。3.圆轴扭转时的应力及强度计算；提高扭转能力的方法。4.直梁弯曲变形时的应力和强度计算以及提高抗弯能力的措施。机械基础制作人目录黑色金属材料一有色金属材料二工程塑料与橡胶三模块三 工程材料项目一目一黑色金属材料黑色金属材料 项目索引：在工业生产中，除了钢铁材料以外，有色金属材料与非金属材料因具有其他材料不可替代的特点和优良性能也受到了广泛应用。本项目将重点讨论这几种材料的性能。活动一 金属材料的力学性能n常常用用的的力力学学性性能能指指标标有有强强度度、塑塑性性、硬硬度度、冲冲击击韧韧度度、疲劳极限和断裂韧度等。疲劳极限和断裂韧度等。n1 1.强度和塑性强度和塑性n（1 1）强强度度。强强度度是是材材料料在在外外力力作作用用下下抵抵抗抗变变形形和和断断裂裂的的能能力力，强强度大小用应力来表示。金属的强度和塑性值可通过拉伸试验来获得。度大小用应力来表示。金属的强度和塑性值可通过拉伸试验来获得。n拉拉伸伸试试验验可可测测定定出出的的强强度度指指标标有有屈屈服服强强度度S S、抗抗拉拉强强度度b b、比比例例极限极限p p等。等。n（2 2）塑塑性性。塑塑性性是是材材料料在在静静载载荷荷作作用用下下断断裂裂前前发发生生永永久久变变形形的的能能力。用断后伸长率力。用断后伸长率（%）和断面收缩率）和断面收缩率（%）表示。）表示。活动一 金属材料的力学性能2 2.硬度硬度硬度是材料抵抗局部变形的能力。硬度是材料抵抗局部变形的能力。（1 1）布氏硬度。）布氏硬度。（2 2）洛氏硬度。）洛氏硬度。（3 3）维氏硬度。）维氏硬度。活动一 金属材料的力学性能3.3.冲击韧度冲击韧度材料在冲击载荷作用下，抵抗破坏的能力称为冲击韧度。材料在冲击载荷作用下，抵抗破坏的能力称为冲击韧度。事事实实上上，材材料料的的抗抗冲冲击击能能力力主主要要取取决决于于材材料料强强度度和和塑塑性性的的综综合合性性能能指指标标，大大能能量量一一次次冲冲击击时时，其其抵抵抗抗能能力力主主要要取取决决于于塑塑性性，而而小小能能量量多次冲击时，其抵抗能力主要取决于强度。多次冲击时，其抵抗能力主要取决于强度。活动一 金属材料的力学性能4.4.疲劳极限疲劳极限疲疲劳劳失失效效具具有有两两个个特特征征：一一是是突突然然性性；二二是是破破坏坏前前无无明明显显的的塑塑性性变变化，不易被察觉，所以疲劳破坏的危害性很大。化，不易被察觉，所以疲劳破坏的危害性很大。疲疲劳劳破破坏坏是是一一个个裂裂纹纹发发生生和和发发展展的的渐渐变变过过程程，受受材材料料质质量量和和结结构构的的影影响响，往往往往发发生生在在组组织织缺缺陷陷和和结结构构薄薄弱弱处处。为为提提高高机机件件的的抗抗疲疲劳劳能能力力，防防止止疲疲劳劳断断裂裂事事故故发发生生。在在机机件件设设计计和和加加工工时时，应应选选择择合合理理的的结结构构形形状状，防防止止表表面面损损伤伤，避避免免应应力力集集中中；要要优优先先选选择择优优质质材材料料，尽尽量量减减少少材材料料内内部部组组织织缺缺陷陷；采采用用表表面面强强化化处处理理技技术术等等以以提提高高抗抗疲疲劳能力。劳能力。活动二 铁碳合金钢铁是现代工业中应用最广泛的金属材料，其基本组成元素是铁和碳，故统称为铁碳合金。普通碳钢和铸铁均属铁碳合金范畴，合金钢和合金铸铁也是在此基础上加入合金元素而形成的特殊铁碳合金。金属在固态时一般都是晶体，其内部原子排列是有规律的。活动二 铁碳合金由于金属原子间的结合力较强，使金属原子总是趋于紧密排列，故大多数金属都可归于如图所示3种晶格类型。活动二 铁碳合金1.铁碳合金的基本组织及性能（1）铁素体。（2）奥氏体。（3）渗碳体。（4）珠光体。（5）莱氏体。活动二 铁碳合金2.铁碳合金状态图（1）简化后的铁碳合金状态图。活动二 铁碳合金2.铁碳合金状态图（2）铁碳合金中成分、组织、性能间的关系。活动二 铁碳合金2.铁碳合金状态图（3）铁碳合金状态图的应用。铁碳合金状态图在生产实践中除可作为选择材料的参考外，还是铸造、锻造、焊接及切削加工等工艺制定的重要依据。材料选用。铸造性能。可锻性和可焊性。切削加工性能。活动三 合金钢所谓合金钢，是指在铁碳合金中，为改善钢的性能，在冶炼时有目的地向钢中加入某些合金元素而获得的性能优良的金属材料。常加入的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Al、B和稀土元素等。1.低合金钢这类钢材一般具有较高的强度和屈强比，较好的塑性和韧性，良好的焊接性，较好的耐蚀性等优良性能。低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上加入少量的合金元素（wMe3%）而制成的。活动三 合金钢2.合金结构钢合金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上加入一些合金元素而形成的钢种。因加入合金元素较少（大多数wMe5%），所以合金结构钢都属于中、低合金钢。合金结构钢的牌号由“数字+元素符号+数字”三部分组成。前两位数字表示平均含碳量的万分之几，合金元素以化学符号表示，合金元素符号后面的数字表示合金元素质量分数的百分之几。当wMe15%时，牌号中一般只标出元素符号，而不标明元素质量分数；当wMe15%、wMe25%、wMe35%时，则在元素符号后面相应标出2，3，4，按用途及热处理特点可分为：合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。活动三 合金钢3.合金工具钢合金工具钢按用途可分为刃具钢、模具钢及量具钢，它的牌号与合金结构钢相似，但其碳溶量大于1%时含碳量不标出；当碳溶量小于1%时，则牌号前的数字表示含碳量的千分之几。合金元素的表示方法与合金结构钢相同，但由于合金工具钢都是高级优质钢，故牌号后不标“A”。活动三 合金钢4.高速工具钢高速工具钢（简称高速钢）用于制造高速切削刃具，有锋钢之称。高速钢主要有钨系和钨钼系两类。钨系高速钢以W18Cr4V为代表，其特点是通用性强，有适当的耐磨性和热硬性，并具有良好的韧性和磨削加工性，广泛用于工作温度在600以下的复杂刀具，如拉刀、铣刀、机用丝锥等。钨钼系以W6Mo5Cr4V2应用最广，它具有很高的耐磨性，较好的韧性，广泛用于承受冲击力较大的刃具，如插齿刀、钻头等。活动四 钢的热处理1.概述钢的热处理是将钢在固态下通过加热、保温和冷却，改变其内部组织结构，从而获得所需性能的一种工艺方法。钢的热处理主要有两个目标：一是清除前道工序（如铸件、锻件的毛坯）的缺陷，改善其工艺性能，确保后续加工的顺利进行；二是提高工件的力学性能、使用性能和使用寿命。（1）普通热处理，如退火、正火、淬火和回火等。（2）表面热处理，如表面淬火和化学热处理等。（3）其他热处理，如形变热处理、真空热处理、可控气氛热处理和激光热处理等。活动四 钢的热处理活动四 钢的热处理2.钢的普通热处理通常，钢的普通热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。（1）退火。完全退火。等温退火。球化退火。均匀化退火。去应力退火。再结晶退火。（2）正火。作为普通结构零件的最终热处理，用以消除铸件和锻件生产中产生的过热缺陷，细化组织，提高力学性能。改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性能。作为中低碳钢结构件的预先热处理，消除热加工中所造成的组织缺陷。代替调质处理，为后续高频感应加热表面淬火做好组织准备。消除过共析钢中的二次渗碳体网，为球化退火做好组织准备。活动四 钢的热处理（3）淬火。淬火的目的主要是使钢件获得马氏体组织，使零件通过适当回火，能获得所需要的使用性能。淬火冷却介质直接影响淬火效果，生产中应用较多的冷却介质有水、盐或碱的水溶液和油等。活动四 钢的热处理淬火方法及应用。在淬火冷却时，既要快速冷却以保证淬火工件获得马氏体组织，又要减小工件的变形和开裂。因此，实施淬火是获取预期效果的关键操作。活动四 钢的热处理（4）回火。回火的目的是减小和消除淬火应力，防止工件变形与开裂，稳定工件尺寸及获得工件所需的组织和性能回火的种类及应用：低温回火（150250）、中温回火（350500）和高温回火（500650）回火脆性。淬火钢回火时，随着回火温度的升高，通常硬度、强度下降，而塑性、韧性则提高。但在某些温度范围内回火时，钢的韧性不仅没有提高，反而下降，这种脆化现象称为回火脆性。回火脆性现象一般发生在250350和450650两个温度范围段，前段称为低温回火脆性，后段称为高温回火脆性。活动四 钢的热处理3.钢的表面热处理表面热处理是仅对工件表层进行热处理以改变其组织和性能的工艺，一般分为表面淬火和化学热处理。（1）表面淬火。感应加热表面淬火。火焰加热表面淬火。（2）化学热处理。化学热处理是将工件置于一定的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入到它的表层，以改善其化学成分、组织和性能的热处理工艺。主要用于强化工件表面和改善工件表面的物理、化学性能。有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗铅及多元共渗几种类型。项目二目二有色金属材料有色金属材料 项目索引：在工业生产中，通常把铁碳合金之外的所有金属材料称为有色金属（非铁金属材料）。工业上常用的有色金属有铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁合金、钛及钛合金及滑动轴承合金等。本项目将重点介绍上述有色金属及其合金的牌号、成分、性能及其在工业中的应用。活动一 铝及铝合金p工业纯铝工业纯铝n银银白白色色的的金金属属，质质量量轻轻，密密度度小小，导导电电导导热热性性良良好好，抗抗大大气气腐腐蚀蚀性能好，塑性好，强度、硬度较低性能好，塑性好，强度、硬度较低n含含铝铝质质量量分分数数不不低低于于9999.00%00%时时为为纯纯铝铝,其其牌牌号号用用1 1表表示示。牌牌号号最最后后两两位位数数字字表表示示铝铝最最低低百百分分含含量量。牌牌号号后后第第二二位位的的字字母母表表示示原原始始纯纯铝铝改改型型情情况况:A:A为为原原始始纯纯铝铝,B,BY Y为为其其改改型型,如如1A351A35表表示示Al=99Al=99.3.35%5%的工业纯铝的工业纯铝n主要用于制造电线、电缆、管、棒、线、型材和配制合金主要用于制造电线、电缆、管、棒、线、型材和配制合金活动一 铝及铝合金p铝合金铝合金n含含有有适适量量硅硅、铜铜、镁镁、锰锰等等合合金金元元素素的的铝铝合合金金，具具有有强强度度高高、密密度度小、耐蚀性好、导热性好的特点。小、耐蚀性好、导热性好的特点。p形变铝合金形变铝合金n分为防锈铝（分为防锈铝（LFLF）、硬铝（）、硬铝（LYLY）、超硬铝（）、超硬铝（LCLC）和锻铝（）和锻铝（LDLD）p铸造铝合金：具有较好的铸造性能的铝合金铸造铝合金：具有较好的铸造性能的铝合金n可分为铝可分为铝-硅系、铝硅系、铝-铜系、铝铜系、铝-镁系和铝镁系和铝-锌系铸造铝合金锌系铸造铝合金n牌牌号号：ZLZL加加3 3位位数数字字表表示示，第第一一位位数数字字表表示示合合金金类类别别（1 1为为铝铝-硅硅系系，2 2为为铝铝-铜铜系系，3 3为为铝铝-镁镁系系，4 4为为铝铝-锌锌系系），第第二二、三三位位数数字字表表示示合合金顺序号，如金顺序号，如ZL105ZL105表示表示5 5号铝号铝-硅系铸造铝合金硅系铸造铝合金活动二 铜及铜合金p纯铜又称紫铜、电解铜，具有良好的导电性、导热性、耐蚀性，强度不高，硬度较低，塑性好，易于冷、热压力加工。主要用于制作导电材料及配制铜合金的原料工业上使用的纯铜，其含铜质量分数为99.5%99.95%，其牌号有T1、T2、T3、T4共4种，顺序号越大，表示其杂质含量越高活动二 铜及铜合金p铜合金p黄铜以锌为主要添加元素的铜合金，又叫响铜，用于制造锣、铃、号等乐器；黄铜又分为普通黄铜和特殊黄铜常用普通黄铜：H80，H70，H62；常用特殊黄铜：HPb59-1，HMn58-2p青铜除锌或镍以外的元素与铜组成的合金；分为普通青铜（锡青铜）、特殊青铜（无锡青铜）锡青铜用于制造蜗轮、轴承和弹簧等零部件以及工艺品；特殊青铜主要用于制造高强度耐磨零件，如轴承、齿轮等p白铜铜镍合金；主要用于制造精密仪器、仪表中耐蚀零件及电阻器、热电偶等活动三 滑动轴承合金1.轴承合金的性能要求（1）在工作温度下，具有足够的强度和硬度，提高承载能力与耐磨性。（2）具有足够的塑性和韧性，以保证与轴配合良好并能抵抗冲击和振动。（3）具有较低的摩擦因数，以减少轴颈处的磨损。（4）具有良好的磨合能力，使载荷均匀分布。（5）具有良好的耐蚀性和导热性，能抵抗润滑油的腐蚀。（6）容易制造，价格低廉。活动三 滑动轴承合金2.轴承合金的组织特征（1）在软基体上孤立地分布硬质点。（2）在较硬的基体上分布着软的质点。活动三 滑动轴承合金3.常用的轴承合金工业上的轴承材料很多，常用的有铅基轴承合金、锡基轴承合金，还有铜基、铝基轴承合金。轴承合金的牌号是由“Z”（表示“铸”字）+基本元素符号（Sb）+主加元素符号及含量+辅加元素符号及含量组成。锡基轴承合金是一种软基体硬质点的轴承合金。铅基轴承合金也是一种软基体硬质点的轴承合金。常用的铜基轴承合金有锡青铜、铅青铜两类。活动四 粉末冶金及硬质合金.粉末冶金将金属粉末与金属或非金属粉末混合，经过成型、烧结等过程制成零件或材料的工艺方法称为“粉末冶金”。.硬质合金硬质合金是采用一种或多种难熔金属的碳化物（WC、TiC等）和金属黏结剂粉末相混合，压制成形，再经高温下烧结而成的一种粉末冶金材料。常用的硬质合金有以下几类。（1）钨钴类硬质合金的典型牌号有YG3、YG6、YG8等。这类硬质合金具有良好的韧性和强度，适于切削脆性材料，如铸铁、有色金属等。（2）钨钴钛类硬质合金的典型牌号有YT5、YT15、YT30等。这种合金中由于碳化钛的加入，使硬度、耐磨性和红硬性都得到提高，但其强度和韧性比YG类合金低。一般用于加工韧性材料（如钢材等）。（3）其他的合金如钛钽（铌）钴类硬质合金（又称万能硬质合金）适用于加工各种钢材，特别对于高锰钢、不锈钢等难加工材料，效果更佳；碳化钛镍钼硬质合金具有较高的耐磨性，所以在精加工中，可以对各种钢材进行高速连续切削。项目三目三工程塑料与橡胶工程塑料与橡胶 项目索引：工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100 以上，主要运用在工业上”。橡胶一词来源于印第安语cauuchu，意为“流泪的树”。天然橡胶由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。活动一 工程塑料塑塑料料是是人人们们以以树树脂脂为为基基础础，加加入入用用于于改改善善各各种种性性能能的的添添加加剂剂（如如填填充充剂剂、增增塑塑剂剂、稳稳定定剂剂、润润滑滑剂剂等等）制制成成的的材材料料。工工程程塑塑料料指指在在工工程程技技术术中中用用作作结结构构材材料料的的塑塑料料。这这些些材材料料具具有有较较高高的的强强度度和和耐耐蚀蚀、电绝缘、耐磨等优异性能。电绝缘、耐磨等优异性能。1 1.塑料的分类塑料的分类塑料按树脂的热性能分为热塑性塑料与热固性塑料两类。塑料按树脂的热性能分为热塑性塑料与热固性塑料两类。（1 1）热热塑塑性性塑塑料料加加热热时时会会软软化化、熔熔融融，冷冷却却时时会会凝凝固固、变变硬硬，此此过过程可反复进行。程可反复进行。（2 2）热热固固性性塑塑料料初初加加热热时时软软化化、熔熔融融，冷冷却却硬硬