机械基础知识讲义

机械基础知识讲义1一、机械识图（如何看懂一张机械图纸）二、工程材料（常用材料的标记及热处理）三、公差与配合（精度等级、如何看公差）四、表面粗糙度（零件加工的表面要求）五、形位公差简介研发部2008.82第一章机械识图1、零件的表达方法—视图2、三视图投影原理3、零件图的内容4、零件图上各种图线的含义5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承）6、零件图的识读31、零件的表达方法—视图零件图概述|表达零件的形状结构、尺寸及其技术要求的图样，称为零件图。41.1三视图|零件实物向选定的面投影并得到图形即视图，选定三个能反映零件结构特征的投影面投影得到的图形就是三视图。简单零件三视图一般指主视图、俯视图及左视图。51.2三视图投影原理从正面，你发出的视线得到了什么样的投影呢|三视图投影就是一束光正对着物体照射所留下的投影，正对着照的叫正视图，向下照的叫俯视图，从左面照的叫左视图。向下照俯视图向左照左视图61.3零件图的内容一张零件图由一组视图、完整的尺寸、必要的技术要求、标题栏等要素组成，由于零件的形状结构复杂多变，有时候仅靠三个视图并不能清楚的表达零件形状结构特征，因此还需要局部视图、斜视图、旋转视图以及剖面等视图来表达。|局部视图：将机件的某一部分向基本投影面投射所得的图形称为局部视图|斜视图：斜视图是机件向不平行于任何基本投影面的平面投影所得的视图。|旋转视图：将机件旋转一个角度向基本投影面投影所得的图形。斜视图局部视图71.3零件图的内容-----旋转视图、剖视图|剖面图就是把零件沿某一假想平面切开后投影的图形。剖面图有局部剖、旋转剖、斜剖等剖切方法。旋转视图剖视图8剖面符号91.3零件图的内容----断面图|假想用剖切面将物体的某处切断，仅画出该剖切面与物体接触部分的图形，称为断面图。101.3零件图的内容----尺寸|在图纸上，除需表达零件的结构特征外，还需要标注尺寸以确定零件的大小。基本规则：1、尺寸数值为零件的真实大小，与绘图比例和绘图准确度无关。2、以毫米为单位，如采用别的单位必须注明单位名称。111.4、零件图上各种图线的含义—线型及应用|视图上的图形用各种不同的线型来表示不同的轮廓，因此熟悉线型的含义对正确识图有重要作用。121.4、零件图上各种图线的含义—线型及应用|各种图线应用示例131.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|螺纹基础知识及画法螺纹要素：牙形直径：大径、小径线数（n）螺距（P）和导程旋向141.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|外螺纹的标准画法151.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|内螺纹的标准画法161.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|螺纹连接标注画法171.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|普通螺纹的标注螺纹种类标注示例说明表示公称直径为16mm、螺距为1.5mm的右旋细牙普通螺纹（外螺纹），中径和顶径公差带代号均为6e，中等旋合长度表示公称直径为10mm的左旋粗牙普通螺纹（外螺纹），中径公差带代号为5g，顶径公差带代号为6g，短旋合长度普通螺纹表示公称直径为10mm的右旋粗牙普通螺纹（内螺纹），中径和顶径公差带代号均为6H，中等旋合长度普通螺纹181.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承）1．直齿圆柱齿轮各部分的名称：齿数、齿顶圆、齿根圆、分度圆、齿距、模数、齿顶高、齿根高、全齿高|齿轮191.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|单个直齿圆柱齿轮的标准画法201.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）1．滚动轴承的结构与种类（1）滚动轴承的结构见右图（2）滚动轴承的种类：径向轴承、止推轴承、径向止推轴承送料架丝杠两端轴承为径向轴承，多模位转盘上使用轴承为止推轴承，各种类型轴承有不同的代号。滚动轴承的型号可查阅机械设计手册|滚动轴承211.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|滚动轴承的标准画法通用画法特征画法规定画法（均指滚动轴承在所属装配图的剖视图中的画法）深沟球轴承(GB/T276—1994)6000型圆锥滚子轴承(GB/T297—1994)30000型轴承类型结构形式221.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|弹簧弹簧的种类及用途231.5、常用件的零件图（螺纹、齿轮、轴承、弹簧）|弹簧标注画法名称视图剖视图示意图截锥螺旋压缩弹簧圆柱螺旋压缩弹簧241.6零件图的识读|零件图的识读方法与步骤（1）看标题栏；（2）分析视图，想像出零件的形状与结构；（3）读零件图上的尺寸，明确各部分的大小及其相对位置；（4）看技术要求，掌握技术质量指标。零件所使用的材料单位名称零件名称图纸编号绘图比例签名区251.6零件图识读--零件图上常见结构的尺寸标注零件结构类型标注法斜度符号的方向应与斜度的方向一致锥度符号的方向应与锥度的方向一致平面在没有表示出正方形实形的图形上，该正方形的尺寸可用a×a（a为正方形边长）表示，否则要直接标注倒角倒角45°时，可与倒角的轴向尺寸连注：倒角不是45°时，要分开标注261.6零件图识读--零件图上常见结构的尺寸标注(续)零件结构类型标注法通孔3-M6表示直径为6均匀分布的三个螺孔可以旁注，也可以直接注出不通孔螺孔深度可与螺孔直径连注，也可以分开注出螺孔不通孔需要注出孔深时，应明确标出孔深尺寸螺孔271.6零件图识读--零件图上常见结构的尺寸标注(续)零件结构类型标注法一般孔4-φ5表示直径为5均匀分布的四个光孔孔深可与直径连注，也可以分注出精加工孔光孔深为12，钻孔后需精加工至，深度为10光孔281.6零件图识读--零件图上常见结构的尺寸标注(续)零件结构类型标注法锥形沉孔6-φ7表示直径为7均匀分布的六个孔，锥形部分尺寸可以旁注，也可直接注出柱形沉孔柱形沉孔的小直径为φ6，大直径为φ10，深度为3.5，均需标注锪平面锪平面φ16的深度不需标注，一般锪平到不出现毛面为止沉孔29第二章工程材料|1、钢铁基本知识|2、钢铁的机械性能参数简介|3、常用金属材料牌号表示方法|4、热处理的一般知识|5、有色金属及非金属材料302.1钢铁基本知识z钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状,含碳量大于2.11%的铁碳合金），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢，把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢|纯铁是很软的金属，既不能制刀枪，也不能铸铁锅、犁锄。但当纯铁中含有一定量的碳后，就变成我们在各方面使用的钢铁了。纯铁中含碳在0.02%以上就变成硬度较低的能拔铁丝、轧制薄白铁板等用的低碳钢。铁中含碳量0.25%至0.6%的范围内的钢叫中碳钢，其硬度中等，可轧成建筑钢材，钢板、铁钉等制品。|铁中含碳量0.6%至2.0%时就成为硬度很高的、可制刀枪、模具等的高碳钢了。低、中、高碳钢合在一起就叫“碳素钢”。如果铁中碳含量超过2.0%就变成又硬又脆的可铸铁锅、暖气片、犁等的生铁了。一般生铁含碳量为3.5%—5.5%。所以纯铁、钢和生铁的区别主要就在于铁中的含碳量的不同。纯铁：C≤0.02%钢：0.02%≤C≤2.11%生铁（白口铸铁）：2.11%≤C≤6.69%312.2钢铁的机械性能参数简介|屈服点（σs）：产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点|屈服强度（σ0.2）：产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力|抗拉强度（σb）：表示钢材抵抗断裂的能力大小|伸长率（δs）：表示材料的韧性|硬度：表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力.①布氏硬度（HB）:淬火钢球压头（HBS）、硬质合金球压头（HBW）②洛氏硬度（HR）:金刚石锥体压头150kgf(HRC)、60kgf(HRA);淬火钢球压头100kgf(HRB)③维氏硬度（HV）洛氏硬度和布氏硬度的关系：HRC≈1/10HBS322.3常用金属材料牌号表示方法碳素钢的分类主要有三种方法:按含碳量分：低碳钢wc≤0.25%；中碳钢wc0.25%～0.6%；高碳钢wc＞0.60%；按质量分：普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢；按用途分：碳素结构钢、碳素工具钢332.4、热处理的一般知识|退火：提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。|正火：提高综合力学性能。|淬火：增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。|回火：消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。|调质：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理，调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好。|时效：在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时。|渗碳：使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。342.5、有色金属及非金属材料|黑色金属和有色金属1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。。2、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。常用有色金属铝及铝合金铝及铝合金¾¾铝及铝合金的密度小，属轻金属，在地球上的储量丰铝及铝合金的密度小，属轻金属，在地球上的储量丰富，可以说居金属元素之首。富，可以说居金属元素之首。¾¾但是，铝材的加工成本高，而且冲压及焊接技术要求但是，铝材的加工成本高，而且冲压及焊接技术要求比较特殊，以目前的技术尚不是一般厂家可以做得到的。比较特殊，以目前的技术尚不是一般厂家可以做得到的。铜及铜合金铜及铜合金¾¾工业纯铜工业纯铜常用的有T1、T2、T3、T4四种，代号中数字越大，表示杂质含量越高，强度、硬度低，不宜制作结构零件，广泛用于制造电线、电缆、铜管以及配制铜合金¾¾黄铜黄铜以锌为主要添加元素的铜合金¾¾青铜青铜原指铜锡合金，因呈青黑色而得名。常用非金属材料塑料塑料合成树脂+填充剂。常见的有聚氯乙烯（PVC）、ABS树脂、有机玻璃（PMMA）、尼龙（聚酰胺）PA等。材料牌号及性能可查阅手册35第三章、公差与配合（精度等级、如何看公差）1、公差与配合的基本术语及定义2、尺寸偏差、公差及公差带3、公差等级即精度等级4、配合5、公差标注实例—如何看公差363.1公差与配合的基本术语及定义孔和轴¾孔：主要指圆柱形内表面，也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。¾轴：主要指圆柱形外表面，也包括其他外表面中由单一尺寸确定的部分。¾尺寸：用特定单位表示长度值的数字，如直径、半径、深度、宽度、中心距等。¾基本尺寸：基本尺寸是指设计给定的尺寸。¾实际尺寸：实际尺寸是指通过测量得到的尺寸。¾极限尺寸：极限尺寸是指允许尺寸变化的两个界限值，由使用上的要求确定。其中，较大的一个界限值称为最大极限尺寸；较小的一个界限值称为最小极限尺寸373.1公差与配合的基本术语及定义基本尺寸、实际尺寸与极限尺寸383.2尺寸偏差、公差及公差带|尺寸偏差（简称偏差）：尺寸偏差是指某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。偏差分为极限偏差和实际偏差，而极限偏差又分为上偏差和下偏差。上偏差是最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，孔、轴上偏差分别用代号ES和es表示；下偏差是最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，孔、轴下偏差分别用代号EI和ei表示。实际偏差是实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。|尺寸公差（简称公差）。尺寸公差是指尺寸允许的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。公差是一个无正、负号的数值，且不能为零。|尺寸公差带（简称公差带）。公差带图中确定偏差的基准直线，称为零偏差线（零线），通常零线