工程机械(1章)

CompanyLogo《工程机械》土木工程专业选修课主讲教师：高春林CompanyLogo机械系统概述1公差和表面粗糙度2第一章基础知识钢的热处理及金属的表面处理3CompanyLogo第一章学习目标及基本要求学习目标及基本要求：（1）掌握机械系统及传动装置的基本组成和基本概念。（2）掌握机器、机构的基本属性。（3）熟悉、了解公差及表面粗造度的定义和基本术语。（4）掌握基孔制、基轴制、间隙配合、过渡配合、过盈配合重难点：（1）公差与配合在图样上的标注及其含义。熟悉了解:（1）形位公差与表面粗造度的定义及表达方式（2）钢的热处理及金属的表面处理。CompanyLogo一、基本概念机械：机器、机构。是帮助或代替人进行生产劳动的工具。机器的三个基本属性：（1）人为实体的组合（2）各部分间具有确定的相对运动（3）实现能量转换机构的两个基本属性：（1）人为实体的组合（2）各部分间具有确定的相对运动机构的主要功能：传递运动、改变运动的方向、大小和形式。1.1机械系统概述CompanyLogo机器的组成内燃机—由齿轮、轴、凸轮、弹簧、连杆、机架组成。内燃机—由连杆机构、齿轮机构、凸轮机构组成。CompanyLogo1.1机械系统概述原动机部分传动部分执行机构控制部分传动部分：有机械的、液压的、气动的和电气的等。二、机械系统的组成原动机部分：电动机、发动机。执行机构：如钢筋切断装置、起重机的起升装置等。控制部分：手柄、拉杆、踏板、起动、离合、制动、调速、换向等装置。CompanyLogo三、零件与部件1.零件：机械的加工制作单元（1）通用零件、（2）专用零件、（3）标准零件带轮、链轮、齿轮、蜗杆、涡轮、轴、螺栓、螺母、键、销2.部件：机械中若干零件的组合体（总成）（1）通用部件：齿轮减速器（2）专用部件：吊钩滑轮组（3）标准部件：电动机、发动机、滚动轴承1.1机械系统概述CompanyLogo四、标准化、通用化和系列化1、标准化产品有统一规定和要求,只需选购，有互换性2、通用化同一种形式和规格的零部件能在机械的不同部位乃至在不同的机械中通用。3、系列化同一类型产品的规格按一定规律分档，形成系列化产品五、机械图零件工作图、部件装配图、总体装配图1.1机械系统概述CompanyLogo基本术语与定义形位公差表面粗糙度1.2公差和表面粗糙度CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度一、基本术语与定义“公差”主要解决零件的使用要求与加工成本的矛盾；“配合”是决定零部件相互结合的状况和有关的工作性能。1、孔与轴（1）孔：是对圆柱形内表面及其它非圆柱形内部形貌的统称。也称为包容面。（2）轴：是对圆柱形外表面及其它非圆柱形外部形貌的统称。也称为被包容面。CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度2、尺寸(单位：mm）（1）基本尺寸：设计给定的尺寸，确定偏差起始的尺寸，也叫公称尺寸。（2）实际尺寸：通过测量所得的尺寸，存在测量误差。（3）极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。1）最大极限尺寸：孔---Dmax；轴---dmax2）最小极限尺寸：孔---Dmin；轴---dminCompanyLogo3、偏差：(单位：μm、mm）某一尺寸减去其基本尺寸的代数差（可为正值、负值、零）（1）实际偏差=实际尺寸－基本尺寸（2）极限偏差：上偏差与下偏差的统称。上偏差：孔：ES=Dmax－D；轴：es=dmax-d。下偏差：孔：EI=Dmin－D；轴：ei=dmin-d。4、公差：允许零件尺寸的变动量。（绝对值）（1）孔的公差:TD=Dmax－Dmin=│ES－EI│（2）轴的公差：Td=dmax-dmin=│es–ei│1.2公差和表面粗糙度CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度5、公差带：表示相互结合的孔与轴及其尺寸、偏差、公差等的几何意义和相互关系。CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度6．配合:基本尺寸相同且相互结合的孔、轴公差带之间的关系（1）间隙配合CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度（2）过盈配合CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度（3）过渡配合CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度7.基准制（1）基孔制：以孔为基准，且孔的下偏差EI=0。基准孔的基本偏差代号为“H”CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度（2）基轴制：以轴为基准，且轴的上偏差es=0。CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度CompanyLogo8、公差带代号、基本偏差代号、公差等级代号（1）公差带代号:由基本尺寸、基本偏差代号、公差等级代号组成。例如：φ25K7、φ30f6。1.2公差和表面粗糙度孔是大写字母轴是小写字母CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度（2）配合代号：由孔、轴的公差代号按照分数形式组合而成。例如：φ60H8/f7。（3）极限偏差表：零件公差代号可以确定相应的极限偏差值。9、基本偏差系列与标准公差系列（1）基本偏差：确定公差带位置的标准值，在公差带图中是靠近零线的那个偏差。（即绝对值较小的极限偏差）1.2公差和表面粗糙度标准公差表标准公差等级表GB1800.3－1998（2）标准公差：确定公差带大小的标准值，用IT表示，分20个公差等级，IT01、IT0、IT1、IT2…IT18。1.2公差和表面粗糙度基本偏差系列图CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度标准公差与基本偏差图示1.2公差和表面粗糙度孔的（部分）极限偏差表1.2公差和表面粗糙度轴的（部分）极限偏差表CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度10、公差与配合在图样上的标注039.0040φφ40H8的含义：(基孔制、下偏差为0，上偏差0.039)φ40f7的含义：(非基，上偏差为:-0.025、下偏差为:-0.050)的含义：(基孔制，孔：、轴：、间隙配合)f7H8φ40025.0050.040φ025.0050.040φ039.0040φ039.0040φCompanyLogo1.2公差和表面粗糙度标注实例CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度11、公差与配合的选用（1）基准制的选用1）优先选用基孔制理由：①孔比轴难加工；②有助于加工孔的刀具系列化、标准化。2）基轴制的选用①与冷拔圆钢配合时选用基轴制；②与标准件配合时选用基轴制，如轴承与轴颈和箱体孔的配合；③一根轴与多个孔的配合选用基轴制。CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度配合应用实例（不讲）CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度（2）公差等级的选用：尽量选用较低的公差等级。（3）配合的选用确定基准制后再选定非基准件的基本偏差代号。1）基本偏差代号的选用：f-精密级、m-中等级、c-粗糙级、v-最粗级例题：书7页CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度二、形位公差1、形位误差概念：形位误差是被测物的形状误差与位置误差的合称。（1）形状误差：指被测要素与理想要素的变动量。（2）位置误差：指被测物上一个（或一组）要素（点、线、面）对其另一个（或一组）要素（点、线、面）之间相互位置的准确程度。2、形位公差：是形状误差和位置误差的最大允许值。3、形位公差项目和符号（P9，表1.1）4、形位公差代号及标注（P9，图1.9）CompanyLogo1.2公差和表面粗糙度三、表面粗糙度（旧国标称为表面光洁度）1、定义：由加工痕迹在零件表面形成的微观几何形状。2、表面粗糙度符号、意义及画法表面粗糙度画法2、表面粗糙度的评定参数：轮廓算数平均偏差(Ra)Ra的数值越小→零件的表面质量越高→加工的费用也越高3、表面粗糙度与表面光洁度的近似关系（P10表1.2）n1iiaYn1RCompanyLogo1.3钢的热处理及金属的表面处理钢的热处理金属的表面处理CompanyLogo1.3钢的热处理与金属的表面处理钢的热处理（普通热处理、表面热处理）1、普通热处理（将钢加热至700～900℃）（1）退火：保温一段时间，随炉冷却。（2）正火：保温一段时间，置于空气中冷却。（3）淬火：保温一段时间，在水或油中急速冷却。（4）回火：淬火后重新加热（低于淬火温度），保温一段时间，在空气或油中冷却。CompanyLogo1.3钢的热处理与金属的表面处理2、表面热处理（1）表面淬火：将钢件表面迅速加热至淬火温度，而在心部温度仍较低的情况下用水喷射钢件表面，使之急冷。（2）化学热处理：渗碳、氮化、氰化。将钢件置于某种介质中加热、保温，使介质通过化学反应，分解出一种或几种元素的活性原子渗入零件表层，改变表层的化学成分和组织，从而使零件获得所需的表面组织和性能。CompanyLogo1.3钢的热处理与金属的表面处理金属的表面处理（零部件）1、金属的电化学镀膜（电镀）2、金属的化学转化膜（磷化、发蓝、铝合金转化膜）（1）磷化：将零件置于32～90℃的磷酸盐溶液中，在零件表面形成附着良好的磷化膜。（2）发蓝：将零件置于亚硝酸钠和硝酸钠的熔融盐或高温热空气及500℃以上的过热蒸汽中进行处理，在钢件表面生成一层0.5～1.5μm厚的四氧化三铁磁性氧化膜。CompanyLogo第一章复习思考题1、机器与机构有什么不同？2、机械系统包括哪些部分？3、机械传动装置由什么组成？4、孔与轴之间存在哪三种配合？它们的公差带有什么特点?(画图示意）。5、已知φ50H8（）、φ50f7（），则的含义是什么？*6、什么是形位公差？其项目有哪些？用什么符号表达？*7、什么是表面粗造度？用什么符号表达？*8、钢的热处理与金属表面处理有什么区别？作业：P121、2、4。039.00025.0050.0f7H8φ50CompanyLOGO