【正文】 3）力沿力線在剛體內(nèi)移動(dòng)，力矩不變。 2）力的平移是指力在同一剛體上平移，不能移到另一剛體上。教學(xué)準(zhǔn)備本課教案及相關(guān)教具教學(xué)反思教學(xué)任務(wù)一、機(jī)構(gòu)常識(shí) 一、機(jī)器的組成 機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)、用來(lái)變換或傳遞能量、物料、信息的裝置。 機(jī)器 具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)、可進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換或做機(jī)械功的一種實(shí)體組合，如汽車(chē)、起重機(jī)、機(jī)床等。 ① 回轉(zhuǎn)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在一個(gè)平面內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 當(dāng)四桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副都是轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。曲柄為從動(dòng)件，帶動(dòng)主皮帶輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，滑塊運(yùn)動(dòng)線與曲柄回轉(zhuǎn)中心不共線； ① 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，滑塊運(yùn)動(dòng)線與曲柄回轉(zhuǎn)中心共線； ② 曲柄等速回轉(zhuǎn)，滑塊具有急 回特性。1） 牛頭刨床、往復(fù)式運(yùn)輸機(jī)等機(jī)械就利用這種急回特性作用：來(lái)縮短非生產(chǎn)時(shí)間。 凸輪機(jī)構(gòu)的分類 1）凸輪軸位置分類：① 凸輪軸上置；② 凸輪軸中置；③ 凸輪軸下置。 ② 為了補(bǔ)償氣門(mén)受熱膨脹的量而留有氣門(mén)間隙。教學(xué)任務(wù)四、 汽車(chē)輪系概述 1）汽車(chē)變速器的功用是什么,如何實(shí)現(xiàn)變速的？ 2）輪系在傳動(dòng)中起何作用？ 輪系定義 輪系——由一系列相互嚙合的齒輪（蝸桿、蝸輪）組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。 ② 一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系中，行星輪可有多個(gè)，太陽(yáng)輪的數(shù)量不多于兩個(gè)，行星架只能有一個(gè)。通常采用漸開(kāi)線、擺線、變態(tài)擺線 三 、齒輪傳動(dòng)的受力分析 嚙合過(guò)程 復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算 在計(jì)算混合輪系傳動(dòng)比時(shí)，既不能將整個(gè)輪系作為定軸輪系來(lái)處理，也不能對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的辦法。 在周轉(zhuǎn)輪系中，多采用多個(gè)行星輪的結(jié)構(gòu)形式，各行星輪均勻地分布在中心輪四周。 回轉(zhuǎn)件的動(dòng)平衡試驗(yàn)對(duì)于回轉(zhuǎn)件應(yīng)作動(dòng)平衡試驗(yàn)。按照輪輻的構(gòu)造，車(chē)輪可分為輻板式和輻條式。）；⑥ 按輪胎內(nèi)部充氣壓力大小分，可分為；⑦ 高壓胎（~ MPa）；⑧ 低壓胎（~ Mpa）；⑨ 超低壓胎（ Mpa以下）；⑩ 汽車(chē)上幾乎全部使用低壓胎或超低壓胎。材料不同，則層數(shù)也不同。 3）無(wú)內(nèi)胎輪胎。 ① 新胎使用原則：整車(chē)換胎，成雙換胎，季節(jié)換胎，先前后驅(qū)，先主后掛。B、動(dòng)平衡動(dòng)不平衡的車(chē)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)引起擺動(dòng)和磨損。① 故障現(xiàn)象：通常與輪胎周向成45度角也稱為對(duì)角線磨損，大多數(shù)情況下僅有一處對(duì)角線磨損，但也可能沿圓周形成多處對(duì)角線磨損。 1）汽車(chē)零件按用途來(lái)分類: ① 通用零件：在各種機(jī)器中經(jīng)常使用的零件。 例3 非金屬材料在汽車(chē)零部件中的應(yīng)用：塑料、泡沫材料、膠木、玻璃、橡膠、皮革、高分子材料等。④ 性能與應(yīng)用： a 超微外觀； b大體結(jié)構(gòu)； c納米人工骨；⑤ 例如：一張納米光盤(pán)將可記錄1000部電影。 2）力學(xué)性能指標(biāo)：. 3）根據(jù)外加荷載的性質(zhì)，荷載分為：① 靜荷載；② 沖擊荷載；③ 交變荷載。5）脆性材料：在斷裂前未發(fā)生明顯的塑性變形，為脆性斷裂，斷口是平整的。 材料的強(qiáng)度指標(biāo) 1）屈服點(diǎn)：表示材料產(chǎn)生屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。但是為了使用安全，該比值亦不宜過(guò)大，～。衡量材料軟硬程度 1）最常用的硬度試驗(yàn)為：① 布氏硬度（HB）；② 洛氏硬度(HR)。在硬度和強(qiáng)度之間，存在著一定的換算關(guān)系。 3）斷裂韌度:材料抵抗裂紋擴(kuò)展斷裂的能力。腐蝕防護(hù)途徑： A、采用耐蝕性好的不銹鋼、鋁合金等，B、采用適當(dāng)?shù)耐苛线M(jìn)行涂覆；C、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（防行成閉合回路），D、陰極保護(hù)。當(dāng)該應(yīng)力值超過(guò)材料的彎曲疲勞極限時(shí)，齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，并不斷擴(kuò)展使輪齒斷裂。 5）塑性變形：重載且摩擦力很大時(shí)，齒面較軟的輪齒表面就會(huì)沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形。 汽車(chē)零件的選材 A、選材方法與步驟： 1）周密分析零件的工作特性和使用條件。 7）最后，在中試生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，接受生產(chǎn)考驗(yàn)，以檢驗(yàn)選材的合理與否。 （2）曲軸的主要失效形式 疲勞斷裂和軸頸嚴(yán)重磨損兩種。 （2）典型板簧選材 汽車(chē)板簧一般選用彈性高的合金彈簧鋼來(lái)制造，如65Mn、65Si2Mn鋼等。4）為了提高缸套的耐磨性，可以用鍍鉻、表面淬火、噴鍍金屬鉬或其他耐磨合金等辦法對(duì)缸套進(jìn)行表面處理。 2）活塞環(huán)材料目前一般多用珠光體基體的灰鑄鐵或在灰鑄鐵基礎(chǔ)上添加一定量的銅、鉻、鉬及鎢等合金元素的合金鑄鐵，也有的采用球墨鑄鐵或可鍛鑄鐵。 半軸 汽車(chē)半軸通常選用調(diào)質(zhì)鋼制造。這些零件不僅要求鋼板具有一定剛度、強(qiáng)度，而且還要具有良好的沖壓成型性能。高分子化合物是指相對(duì)分子質(zhì)量(分子量)很大的化合物，其分子量一般在5000以上 。2）塑料的特性：① 質(zhì)輕、比強(qiáng)度高 ～／cm3，只有鋼鐵的1／8～1／4。因此，塑料可用于制作在無(wú)潤(rùn)滑條件下工作的某些零件。 2）常用橡膠類零件 復(fù)合材料 由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的物質(zhì)，經(jīng)人工組合而成的多相固體材料，稱為復(fù)合材料。 ①熱塑性玻璃鋼：以玻璃纖維為增強(qiáng)劑，熱塑性樹(shù)脂為黏結(jié)劑。 層疊復(fù)合材料 層疊復(fù)合材料是由兩層或兩層以上不同材料復(fù)合而成。液壓泵為高壓定量齒輪泵，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過(guò)油門(mén)人為調(diào)節(jié)控制，因此盡管是定排量泵，但其輸出的流量可以在一定的范圍內(nèi)通過(guò)控制汽車(chē)油門(mén)開(kāi)度的大小來(lái)人為控制，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速?！　?）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，有利于生產(chǎn)與設(shè)計(jì)。　?。?）環(huán)境溫度 環(huán)境溫度較高時(shí)，應(yīng)選用黏度較大的液壓油；反之，選用黏度較小的液壓油。 4）柱塞泵 柱塞泵按照柱塞的排列方向的不同，分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。 5）伸縮套筒式液壓缸：由多個(gè)柱塞缸套裝而成，各節(jié)伸出時(shí)行程大，縮回時(shí)結(jié)構(gòu)體積小。）。按照功用，液壓控制閥分為方向閥、壓力閥和流量閥三大類。按照用途不同，壓力閥分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。普通節(jié)流閥，采用軸向三角槽式節(jié)流口，工作時(shí)閥芯受力均勻、流量穩(wěn)定性好、不易堵塞。壓力開(kāi)關(guān)用于切斷或接通壓力計(jì)和油路的通道。 六、汽車(chē)典型液壓回路液壓基本回路指的是由有關(guān)液壓元件組成的用來(lái)完成特定功能的典型油路結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是可以避免另置價(jià)格較貴的高壓液壓泵，使系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。2）容積調(diào)速回路：容積調(diào)速回路是通過(guò)改變液壓泵或液壓馬達(dá)（也可以是液壓缸）排量的方法來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度的回路。 液壓伺服系統(tǒng)的基本特點(diǎn)　　1）輸出量能夠自動(dòng)地跟隨輸入量變化規(guī)律而變化，所以液壓伺服系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)（隨動(dòng)系統(tǒng)）。　　4）移動(dòng)滑閥所需信號(hào)功率是很小的，而系統(tǒng)的輸出軸功率（液壓缸輸出的速度和力）卻可以很大。 2）Q2—8型汽車(chē)起重機(jī)的液壓系統(tǒng)原理。① 吊臂變幅回路；② 吊臂伸縮回路；③ 吊重回轉(zhuǎn)回路；④ 吊重升降回路。于是，工作液不僅隨著工作輪繞軸和軸線作圓周運(yùn)動(dòng)，并且在上述壓力作用下，沿循環(huán)圓依箭頭所示方向作循環(huán)流動(dòng)。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)分別由各自的動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件及輔助元件組成，這些元件按一定規(guī)律連接成為回路，實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。 （2）因空氣的黏度很?。s為液壓油動(dòng)力黏度的萬(wàn)分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送。 （2）因工作壓力低，且結(jié)構(gòu)尺寸不宜過(guò)大，所以總輸出力較小。比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。 一、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng) 1．氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理：以壓縮氣體為工作介質(zhì)，靠氣體的壓力傳遞動(dòng)力或信息，將壓縮氣體經(jīng)由管道和控制閥輸送給氣動(dòng)執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而作功。而這一反作用力矩則隨著從渦輪流出液體的方向的改變而改變大小，從而使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩液力變矩器的主要零件見(jiàn)圖?！　?）圖為：QD351型自卸車(chē)液壓系統(tǒng)原理。 3）根據(jù)汽車(chē)起重機(jī)的作業(yè)要求，液壓系統(tǒng)完成下述工作循環(huán)：車(chē)身液壓支承、調(diào)平和穩(wěn)定，吊臂變幅伸縮，吊鉤重物升降，回轉(zhuǎn)。汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng) 一、起重機(jī)液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)　　在汽車(chē)底盤(pán)上裝設(shè)起重設(shè)備以完成吊裝任務(wù)的汽車(chē)，稱為汽車(chē)起重機(jī)。② 因此，液壓伺服系統(tǒng)是一個(gè)有誤差的系統(tǒng)。2）鎖緊回路鎖緊回路是指通過(guò)回路的控制使執(zhí)行元件，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某一位置上停留一段時(shí)間保持不動(dòng)，以防止其漂移或沉降。 速度控制回路速度控制回路是控制和調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的單元回路。按照使用的目的不同，壓力控制回路又可分為調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷等回路。在回油路中，可用尼龍管或塑料管。　　汽車(chē)機(jī)械中常用的過(guò)濾器有網(wǎng)式、線隙式、燒結(jié)式和紙芯式等多種類型。其工作原理是依靠壓力油通過(guò)縫隙（液阻）降壓，使出口壓力低于進(jìn)口壓力，并保持出口壓力為一定值，縫隙越小，壓力損失越大，減壓作用就越強(qiáng)。 2）換向閥：換向閥是用來(lái)改變油液流動(dòng)路線以改變工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向。這種液壓缸輸出的往復(fù)擺動(dòng)角度能在較大范圍內(nèi)變化，可小于360176。 6）擺動(dòng)式液壓缸：常用的擺動(dòng)式液壓缸有葉片式擺動(dòng)缸和齒條擺動(dòng)缸兩種?！　?）活塞式液壓缸：活塞式液壓缸分為雙桿活塞式和單桿活塞式液壓缸。 2）齒輪泵 齒輪泵是一對(duì)相互嚙合的齒輪將在泵體內(nèi)。管道越長(zhǎng)，流速越快，損失就越大；相反，管道越短，損失應(yīng)越小?！　?）能無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大。金屬陶瓷就是顆粒復(fù)合材料，它是將金屬的熱穩(wěn)定性好、塑性好，高溫易氧化和蠕變與陶瓷脆性大、熱穩(wěn)定性差，但耐高溫、耐腐蝕等性能進(jìn)行互補(bǔ)，將陶瓷微粒分散于金屬基體中，使兩者復(fù)合為一體。其密度小，耐蝕性、絕緣性、成形性好，比強(qiáng)度高于銅合金和鋁合金，甚至高于某些合金鋼。例如，尺寸形狀相同的梁，金屬梁9s停止振動(dòng)，； ④ 高溫性能好：一般鋁合金在400～500℃時(shí)彈性模量急劇下降，強(qiáng)度也下降。 ⑦ 耐熱性差 多數(shù)塑料只能在100℃左右使用，少數(shù)品種可在200℃左右使用；易老化(因光、熱、荷載、水、堿、酸、氧等的長(zhǎng)期作用，使塑料變硬、變脆、開(kāi)裂等現(xiàn)象，稱老化)；導(dǎo)熱性差，約為金屬的1／500；熱膨脹系數(shù)大，約為金屬的3至10倍。 ② 化學(xué)穩(wěn)定性好 塑料能耐大氣、水、堿、有機(jī)溶劑等的腐蝕。 4）高聚物是通過(guò)聚合反應(yīng)以低分子化合物結(jié)合形成的高分子材料。非金屬材料在汽車(chē)上的應(yīng)用 1）非金屬材料指工程材料中除金屬材料以外的其他一切材料。 螺栓、鉚釘?shù)壤溏吜慵? 常用的螺栓材料有15（木螺栓，鉚釘）、35(普通螺栓)、40Cr和15MnVB(重要螺栓)等。 3）連桿材料一般采用45鋼、40Cr或40MnB等調(diào)質(zhì)鋼。 活塞組 活塞、活塞銷和活塞環(huán)等零件組成活塞組。鋁合金的密度小，但剛度差、強(qiáng)度低、價(jià)格貴。 （5）曲軸典型的工藝路線 可根據(jù)材質(zhì)不同分為兩類：① 鑄造曲軸的典型工藝路線：鑄造→高溫正火→高溫回火→切削加工→軸頸氣體滲碳；② 鍛鋼曲軸的典型工藝路線：下料→模鍛→調(diào)質(zhì)→切削加工→軸頸表面淬火。滲碳、淬火、回火后，還可采用噴丸處理，增大表面應(yīng)力，有利于提高疲勞強(qiáng)度，并清除氧化皮。 4）預(yù)選方案材料進(jìn)行計(jì)算，以確定是否能滿足上述工作條件要求。 4）性能要求的指標(biāo)化 —— 如強(qiáng)硬度、塑韌性等的具體數(shù)值。 主要措施：① 采用閉式傳動(dòng)；② 提高齒面硬度；③ 降低齒面粗糙度；④ 采用清潔的潤(rùn)滑油。 八、零件材料的選用 零件的失效形式 1）失效的概念: 零件由于某種原因而喪失原設(shè)計(jì)所規(guī)定的功能。 材料的物理性能 ① 化學(xué)性能:是指材料抵抗周?chē)橘|(zhì)侵蝕的能力。在忽略機(jī)械摩擦和空氣阻力等條件下，擺錘沖斷或沖擊試樣所消耗的沖擊功可以從試驗(yàn)機(jī)刻度盤(pán)上直接讀出。 2）布氏硬度的表示方法規(guī)定為：符號(hào)HBS和HBW前面的數(shù)值為硬度值，符號(hào)后面按以下順序表示試驗(yàn)條件：壓頭球體直徑（㎜）、試驗(yàn)荷載（mpa）“公斤壓力”、試驗(yàn)荷載保持時(shí)間（S）（10～15S不標(biāo)注）。試樣斷裂后的標(biāo)距（㎜），試樣的原始標(biāo)距（㎜），即：同一材料的伸長(zhǎng)率與試樣尺寸有關(guān)。 試樣斷裂前所承受的最大荷載，是試樣的原始橫截面積(㎜2)。 材料的性能指標(biāo) 1）彈性模量：表征了材料抵抗彈性變形的能力，也稱之為剛度。 2）強(qiáng)度：指材料抵抗破壞（塑性變形或斷裂）的能力。 2）工藝性能：是指材料在被制成各種零部件的過(guò)程中適應(yīng)加工的性能。鎂、鋁合金和復(fù)合材料 —— 汽車(chē)輕量化的材料 —— 減少油耗；② 形狀記憶合金：應(yīng)用:豐田汽車(chē)的散熱器護(hù)攔活門(mén)，日產(chǎn)汽車(chē)?yán)鋮s風(fēng)扇離合器。從汽車(chē)的設(shè)計(jì)、選材、加工制造，到汽車(chē)的使用、維修和養(yǎng)護(hù)無(wú)一不涉及到材料。② 排除方法：對(duì)于單一運(yùn)轉(zhuǎn)方向輪胎，改變輪胎旋轉(zhuǎn)方向。用子午線輪胎的汽車(chē)，前束應(yīng)比斜交胎的小。 7）輪胎的維護(hù)與換位：① 輪胎的日常維護(hù)：由駕駛員負(fù)責(zé)，氣壓，雜物，螺栓；② 輪胎的一級(jí)維護(hù)：由維修工負(fù)責(zé)，氣壓，雜物，螺栓，花紋；③ 輪胎的二級(jí)維護(hù)：由維修工負(fù)責(zé)，解體檢查，氣壓，雜物，螺栓，花紋，換位；④ 輪胎維護(hù)操作要點(diǎn)： 輪胎換位：目的：是全車(chē)輪胎合理負(fù)荷和均勻磨損，避免偏重與偏磨現(xiàn)象。 ①按規(guī)定裝載；②貨物要安放均勻，并扎牢；③汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)要減速；④選擇好輪面行駛，遇有凹凸不平的道路不要硬沖，應(yīng)避障行駛；⑤盡量不要使用緊急制動(dòng)。橫向花紋：多用于貨車(chē)。 3）外胎結(jié)構(gòu)：胎面：橡膠。 ① 深槽輪輞 [無(wú)內(nèi)胎輪胎（真空胎）用]。 1）機(jī)器速度波動(dòng)的原因：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其驅(qū)動(dòng)功與總消