机器设备笔记(完整版)

机器设备复习提纲——第一章概述第1页第1页，共131页第一章概述1、机器的主要组成：动力部分（处于整个传动的末端）、工作部分（执行部分）、传动部分、控制部分。内燃机三相交流异步电动机2、动力机交流电动机电动机三相交流同步电动机直流电动机摩擦传动机械传动啮合传动：齿轮传动、蜗杆传动、挠性啮合传动（含同步带传动）、螺旋传动3、机器分类其他传动：连杆机构、凸轮机构、组合机构(按传动工流体传动：气压传动、液压传动、液力传动、液体粘性传动作原理)电力传动：交流电力传动、直流电力传动磁力传动4、机器分类（按传定传动比传动：输入与输出转速对应动比变化分类）变化传动：有级调速、无级调速、按周期调速5、控制器的基本组成部件有：给定值发生器、检测变换元件（测量被控参数实际值）、比较器、驱动和执行机构。6、机器的构成：零件构件机构机器7、机器的制造单元是零件；机器的运动单元（运动整体）是构件。8、机器与机构的区别：机器能实现能量的转换或代替人的劳动去做有用的机械功，而机构不能。黑色金属及其合金材料金属材料有色金属及其合金材料9、材料按组成分类无机非金属材料非金属材料有机高分子材料结构材料：以力学性能为主要使用性能并兼具一定物理、化学性能10、材料按应用分类功能材料：具有特异物理化学性能（超导材料、激光材料、形状记忆材料等）11、黑色金属：以钢和以铁为主的合金。主要有碳素钢、合金钢、铸铁。低碳钢：含碳量＜0.25%根据碳含量分类中碳钢：含碳量0.25%～0.6%高碳钢：含碳量＞0.6%普通碳素钢：S（硫）、P（磷）含量分别低于0.055%和0.045%12、碳素钢根据钢的质量分类优质碳素钢：S、P含量均低于0.040%高级优质碳素钢：S、P含量分别低于0.030%、0.035%碳素结构钢：用于制造各种工程结构和机器零件、属于低碳和根据钢的用途分类中碳钢碳素工具钢：制造各种刀具、工具、量具、模具等，属于高碳钢机器设备复习提纲——第一章概述第2页第2页，共131页13、硫和磷是钢中的有害杂质，对钢的机械性能影响很大。合金结构钢：普通低合金钢、易削钢、弹簧钢、轴承钢根据用途分类合金工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢特殊合金钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢14、合金钢低合金钢：合金元素含量＜5%根据合金元素含量分类中合金钢：合金含量5%～10%高合金钢：合金含量＞10%根据正火状态分类：珠光体钢、马氏体钢、贝氏体钢、奥氏体钢、铁素体钢15、铸铁：分为灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可铸造铁16、灰口铸铁的特点：脆性大，抗压强度是抗拉强度的3～5倍，耐腐蚀性比钢好（城市灰铁上下水管道的寿命长达百余年），成本低、铸造性好、减振性好、可制成形状复杂的零件。牌号用HT表示，后面的数字表示强度（MPa）。17、球墨铸铁：含球状石墨。特点：强度、塑性、韧性比灰口铸铁好，具有较高的延展性和耐磨性，减振性、耐磨性、切削性能、铸造性优于钢。牌号用QT表示，后面的数字表示强度（MPa）“-”后面的数字表示最小伸长率。普通碳素结构钢：由代表屈服点的“Q”、屈服极限数值（MPa）、质量等级符号、脱氧方法四部分组成优质碳素结构钢：用两位数字表示含碳量为万分之几18、钢的牌号碳素工具钢：含碳量较高，0.65%～1.35%。代号T＋数字（表示含碳量为千分之几）合金结构钢：两位数字(含碳量的万分之几)+合金元素符号+数字(元素含量的百分之几，1.5%以下不注)合金工具钢：与合金结构钢相似，但当含碳量≥1%时，不注明；≤1%时，以千分之几表示19、普通碳素结构钢的质量等级有四等，以A、B、C、D表示。20、普通碳素结构钢的质量等级的脱氧方法：F：沸腾钢、b：半镇静钢、Z：镇静钢、TZ：特殊镇静钢。21、有色金属：非铁金属及其合金。主要有铜合金、铝合金、钛合金。22、铜合金：分为（黄皮氯洗白）黄铜（黄）、铍青铜（皮）、铝青铜（氯）、锡青铜（洗）、白铜（白）。23、黄铜：为铜锌合金。特点：易成形，耐腐蚀性好、色泽美观。用途：光学仪器零件，如齿轮、涡轮、衬套、轴、镜座。24、锡青铜：为铜锡合金。特点：耐腐蚀性比黄铜和纯铜高。用途：制造弹簧、片簧、轴承、轴套、垫圈、抗磁元件等。25、铝青铜：为铜铝合金。特点：机械性能比黄铜、锡青铜好，但铸造性、焊接性差，用量较少。用途：制造弹簧和高耐腐蚀性的弹性元件。26、铍青铜：为铜铍合金。特点：强度、硬度、弹性极限、疲劳极限有提高，具有良好的耐腐蚀性，导热性、导电性好，无磁性，价格较高。用途：制造精密仪器的重要弹簧。27、非金属材料：包括工程塑料、橡胶、人工合成矿物、复合材料。28、工程塑料：优点：密度小、耐腐蚀性好、绝缘、加工性能好。缺点：机械强度差，特别是刚性差、耐热性低，一般为100℃以下。散热性差、易老化、易燃。主要有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚碳酸酯、有机玻璃、聚甲醛、聚酰胺（尼龙）。29、橡胶：优点：弹性好，绝缘性好，耐磨损，耐化学腐蚀、耐放射性。主要用于弹性材料、密封材料、减振材料、传动材料。主要有：天然橡胶、合成橡胶、特种合成橡胶。机器设备复习提纲——第一章概述第3页第3页，共131页30、人工合成矿物：刚玉、石英。31、复合材料：由两种以上在物理和化学上不同的物质结合起来而得到的一种多相固体材料，由基体材料和增强材料组成，基体一般是强度高、韧性好的材料（聚合物、橡胶、金属等），增强材料是高强度、高弹性模量的材料（玻璃纤维、碳纤维、硼纤维）。特点：抗疲劳性能好、减磨、耐磨、自润滑性能好、化学稳定性好、具有特殊性能（隔热性、特殊的光、电、磁性）。32、金属材料的工程性能：（1）力学性能；（2）材料的工艺性能；（3）材料的物理、化学性能。33、力学性能是结构件选材的主要依据，主要包括强度、刚度、塑性、韧性、硬度等。34、强度指标：主要有比例尺寸、弹性极限、屈服极限及强度极限。35、刚度指标：反映了材料抵抗弹性变形的能力，主要是弹性模量，数值上等于生产单位应变所需的应力。36、塑性指标：衡量材料延展性能的指标，包括伸长率、断面收缩率。37、韧性指标：衡量材料承受冲击载荷的能力。主要指标是冲击韧性，代表材料缺口处单位面积上所消耗的冲击功。韧性：材料破坏所需要的功。38、硬度：标明材料表面在一个小体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力。主要指标为：压痕深度、压痕单位表面积所承受的载荷。39、黑色金属材料力学性能的影响因素：（1）含碳量的影响：钢的含碳量越高，材料的强度和硬度越高，塑性降低；（2）合金元素的影响：a）锰：提高钢的强度和淬透性；b）铬：提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性、淬透性；c）镍：提高钢的强度、耐热性、耐蚀性；d）钨：提高钢的硬度和韧性；（3）温度的影响：高温下强度和硬度随温度升高而降低，塑性增高；（4）热处理的影响：不同的热处理工艺能使钢的工程性能产生不同程度的变化。40、材料的工艺性能主要指：铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性。41、材料的物理、化学性能：（1）物理性能主要包括：密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性等；（2）化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性、热化学稳定性。42、材料选用原则：（1）从使用要求角度考虑；（2）从工艺要求考虑：主要涉及工艺方法、生产条件、毛坯的制取方法；（3）从对经济的要求考虑：在满足使用要求和工艺要求前提下，应尽可能选用普通材料和价格低廉的材料，以降低生产成本。43、从使用要求角度出发进行材料选用的原则：主要考虑零件的工作和受载情况、对零件尺寸和重量的限制、零件的重要程度，对材料可采取适当的热处理工艺，以发挥材料的潜力。（1）若零件的尺寸取决于强度，且尺寸和重量又受到某些限制，应选用强度较高的材料；（2）若零件的尺寸取决于刚度，应选用弹性模量较大的材料；（3）若零件的尺寸取决于接触强度，应选用可以进行表面强化处理的材料（如调质钢、渗碳钢、渗氮钢）；（4）滑动摩擦下工作的零件：为减小阻力选用减磨性能好的的材料；(5)高温下工作的零件应选用耐热材料；（6）腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料。44、机器的生产过程：（1）各种生产服务过程；（2）生产技术准备过程；（3）毛坯制造过程；（4）零件的加工过程；（5）产品的装配过程。45、工艺过程：在产品生产过程中按照一定顺序改变生产对象的形状、尺寸、相对位置或性质使其成为成品或半产品的过程，组成工艺过程的最基本单位是工序。工序：一个或一组工人在一个工作地点对同一个或对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工艺过程卡片：按工序填写的表格，用以说明零件各工序的加工内容、所需设备、加工车间、及各工序的先后次序。工艺规程：用表格或文字形式确定下来，作为组织生产、指导生产、编织生产计划的依据，是组织车间生产的主要技术文件，是生产准备和计划调度的主要依据。机器设备复习提纲——第一章概述第4页第4页，共131页46、获得毛坯的主要手段有：铸造、压力加工、焊接。47、铸件的重量占一般机器中整个机器重量的40%-90%；农业设备的40%-70%；金属切削机床的70%-80%；重型机械、矿山机械、水力发电设备的85%以上。48、铸造方法步骤：（1）制造和零件形状相适应空腔的铸型；（2）制备成份、温度都合格的液态金属；（3）将液态金属浇注入铸型空腔内；（4）凝固后取出铸件并清理表面和内腔。49、铸件的特点：精度低、加工余量大、力学性能差、抗冲击性能较差。自由锻造（在自由锻造设备的平砧之间受锻击或压力）锻造（金属须加热）50、压力加工分类模型锻造（模锻）（由模腔限制金属变形）冲压（利用冲模对板料加压）51、钢的始锻温度为1200℃左右，终锻温度为800℃。52、压力加工各种方法的比较：（1）自由锻：精度低、生产率不高、适用于单件、小批量、形状简单的零件生产；（2）模锻：比自由锻锻制形状更为复杂的零件，加工余量小，只适用于大批量中小锻件的生产；（3）冲压件：精度高，适用于塑性良好的板料、条料制品，可冲制形状复杂尺寸精度高的薄壁件、空心件。熔焊（焊头加热至熔化，不加压力）：气焊、电渣焊、电弧焊、等离子焊气砸电壶等电阻焊：对焊、点焊、缝焊兑点缝53、焊接的分类压焊（焊头加热/不加热，一定要加压）磨擦焊钎焊（比被焊金属熔点低的金属加热溶化，被焊金属不溶化）：火焰钎焊、烙铁钎焊、盐浴钎焊火焰烙艳遇54、焊接制造的毛坯特点：（1）以小拼大（2）气密性好（3）生产周期短（4）无需重型和专用设备可生产较好较高强度、质量轻、材料利用率高的毛坯。缺点：抗振性差、易变形。55、机工与钳工加工内容的区别是：机工的加工方法均带“削”字（不含锯销、锉销、錾削），外加齿轮的齿形加工，此外的为钳工。56、特种加工的加工方法有：声、光、电能、化学能、电化学能、机械能组合。57、热处理：加热冷却改变内部组织（改变材料性能）。除合金化以外，热处理方法是改变金属性能的主要途径。与其他加工工序的差异：目的不是改变零件的的形状和尺寸，而是改变其内部组织和性能，是保证零件内在质量的重要工序。机器设备复习提纲——第一章概述第5页第5页，共131页退火正火普通热处理淬火回火火焰加热表面淬火感应加热（高频、中频、低频）58、热处理分类表面热处理渗碳渗氮化学热处理碳氮共渗渗铬渗铝、渗硼形变热处理特殊热处理真空热处理其他59、退火：把钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（随炉冷、坑冷、砂冷、灰冷）的热处理工艺。适用范围：铸、锻、焊毛坯的预热处理，也可用于性能要求不高的机械零件的最终热处理。目的：改善毛坯机械加工性能，去除内应力，为最终热处理做准备。60、正火：把钢加热到相变温度以上的一定温度，保温一定时间，然后冷却。适用范围：铸、锻、焊毛坯的预热处理，也可用于性能要求不高的机械零件的最终热处理。目的：改善毛坯机械加工性能，去除内应力，为最终热处理做准备，正火可使钢的组织正常化。缺点：若零件尺寸较大或形状较复杂，正火可能会产生较大内应力和变形，甚至开裂。61、正火与退火的区别：冷却速度不同。（1）正火冷却速度较大，强度和硬度也较高；（2）正火比退火生产周期短，设备利用率高，比较经济。62、淬火