【正文】 中。有的凹坑很深，呈 “ 貝殼 ” 狀，有疲勞裂紋發(fā)展線的痕跡存在。 粘著磨損是金屬摩擦副之間最普遍的一種磨損形式。 167。 金屬材料的疲勞抗力指標(biāo)是疲勞強(qiáng)度（ ? 1）。 13 機(jī)械零件的強(qiáng)度 機(jī)械零件的強(qiáng)度是指機(jī)械零件受載后抵抗斷裂、塑性變形和表面失效的能力。切削加工性的好壞常用加工后工件的表面粗糙度、允許的切削速度以及刀具的磨損程度來衡量。切削加工性的好壞常用加工后工件的表面粗糙度、允許的切削速度以及刀具的磨損程度來衡量。切削加工性的好壞常用加工后工件的表面粗糙度、允許的切削速度以及刀具的磨損程度來衡量。 （可鑄性） 金屬材料能否用鑄造的方法獲得合格鑄件的性能，稱為鑄造性或可鑄性。維氏硬度的值用壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度表示，如 640HV。也可以用布氏硬度計(jì)測(cè)量布氏硬度。強(qiáng)度極限 ? b可以通過拉伸試驗(yàn)測(cè)定。因此，金屬材料的抗腐蝕性是一項(xiàng)很重要的性能。 12 金屬材料的性能 12 金屬材料的性能 二、金屬材料的化學(xué)性能 金屬材料在常溫或高溫條件下，抵抗外界介質(zhì)對(duì)其化學(xué)侵蝕的能力，稱為金屬材料的化學(xué)性能。金屬材料的導(dǎo)電性還與溫度有關(guān)。 k）。它的單位是牛頓每立方米，即N/m3。利用它可以減速、增速、調(diào)速、改變轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)形式等，從而滿足執(zhí)行部分的各種要求。它的組成部分見圖 13。構(gòu)件可能是由多個(gè)零件組合而成，也可能是一個(gè)單獨(dú)零件。 比如半自動(dòng)鉆床可以實(shí)現(xiàn)確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，也可以作有用的機(jī)械功；內(nèi)燃機(jī) 可以轉(zhuǎn)換能量；機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)物料的傳遞。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中引入多媒體教學(xué)方式，比如計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件、動(dòng)畫演示等以便創(chuàng)造出一個(gè)圖文并茂、有聲有色和生動(dòng)逼真的教學(xué)環(huán)境，使得同學(xué)們能容易地理解教學(xué)內(nèi)容。 167。 101機(jī)械的潤(rùn)滑 167。 73凸輪機(jī)構(gòu) 本章練習(xí) 第八章機(jī)械傳動(dòng) 167。 41黑色金屬材料 167。 25平面受力分析 本章練習(xí) 第三章材料力學(xué) 167。 11機(jī)器及其組成 167。 12金屬材料的性能 167。 31材料力學(xué)概述 167。 42有色金屬材料 167。 81帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng) 167。 102機(jī)械的密封 167。 02 如何學(xué)好這門課程 《 機(jī)械基礎(chǔ) 》 是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，它以機(jī)構(gòu)和機(jī)器為研究對(duì)象，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，學(xué)習(xí)本課程要注意采用正確的學(xué)習(xí)方法。 總之，同學(xué)們要想學(xué)好這門課，必須做到課前預(yù)習(xí)，課上認(rèn)真聽講和課后復(fù)習(xí)相結(jié)合。 具有機(jī)器前兩個(gè)特征的多構(gòu)件組合體，稱為機(jī)構(gòu)。 11 機(jī)器及其組成 二、機(jī)器的組成 1．內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)燃機(jī)是將燃?xì)馊紵龝r(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器，以往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)最為普遍。 圖 13牛頭刨床 11 機(jī)器及其組成 由以上兩個(gè)實(shí)例可以對(duì)機(jī)器及其組成有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。 （ 4）操作或控制部分 .這部分的作用是顯示和反映機(jī)器的運(yùn)行位置和狀態(tài)，控制機(jī)器正常運(yùn)行和工作。各種金屬材料都有固定的比重，在相同體積下，比重愈大的金屬材料，其重量也愈大。熱導(dǎo)率大的金屬材料的導(dǎo)熱性好。合金材料的導(dǎo)電性一般比相應(yīng)的純金屬材料差。金屬材料的化學(xué)性能一般包括抗氧化性和耐腐蝕性等。 12 金屬材料的性能 三、金屬材料的力學(xué)性能 金屬材料的力學(xué)性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的抵抗性能。 塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形（不可恢復(fù)的變形）而不被破壞的能力。布氏硬度的值用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示。 沖擊韌性是指金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不被破壞的能力。鑄造性主要包括流動(dòng)性、收縮性和偏析。它與金屬材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、導(dǎo)熱性及加工硬化程度等諸多因素有關(guān)。它與金屬材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、導(dǎo)熱性及加工硬化程度等諸多因素有關(guān)。它與金屬材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、導(dǎo)熱性及加工硬化程度等諸多因素有關(guān)。為了保證機(jī)械零件具有足夠的強(qiáng)度，必須使機(jī)械零件在受載后的工作應(yīng)力 ? 不超過機(jī)械零件的許用應(yīng)力［ ? ］，表達(dá)式為： ?≤ ［ ? ］或 ?=F/A≤ ［ ? ］ 式中， F是載荷， A是截面積。工程上使用的疲勞強(qiáng)度是指金屬材料在一定的循環(huán)基數(shù)下不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力值。 14 摩擦與磨損 磨損是在一個(gè)物體與另一個(gè)固體的、液體的或氣體的對(duì)偶件發(fā)生接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于機(jī)械作用而造成的表面材料不斷損失的過程。當(dāng)摩擦表面的不平度峰尖在相互作用的各點(diǎn)處發(fā)生 “ 冷焊 ” 后，在相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面，便形成了粘著磨損。在剛出現(xiàn)少數(shù)麻點(diǎn)時(shí)，一般仍能繼續(xù)工作，但隨著工作時(shí)間的延續(xù)，麻點(diǎn)剝落現(xiàn)象將不斷增多和擴(kuò)大。 微動(dòng)磨損量與材料性質(zhì)、滑動(dòng)振幅和施加載荷有關(guān)。這種作用使物體產(chǎn)生變形（圖 21）或物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化（圖 22）。 21 靜力學(xué)概述 作用在同一物體上的一組力稱為力系。平衡力系中的任一力對(duì)于其余的力來說都稱為平衡力，即與其余的力相平衡的力。 圖 24二力平衡 圖 25二力構(gòu)件 167。如圖 28所示。 M=F 23 力矩和平面力偶系 二、力偶與力偶矩 力偶是指大小相等、方向相反、作用線相互平行而不重合的兩個(gè)力組成的力系。力的大小和力偶臂都不是力偶的特征量，只有力偶矩才是力偶作用效應(yīng)的惟一量度。 力偶的等效條件，有如下重要性質(zhì)： （ 1）只要力偶矩保持不變，可同時(shí)改變力的大小和力偶臂的長(zhǎng)度，而不改變力偶對(duì)剛體的作用效應(yīng)。約束力取決于約束本身的性質(zhì)、主動(dòng)力和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其約束力為拉力，作用在接觸點(diǎn)，方向沿繩索背離物體。如圖 218所示。故鏈桿約束也是雙面約束。 正確地畫出受力圖，是求解靜力學(xué)問題的關(guān)鍵。要注意力是物體之間的相互機(jī)械作用，因此，對(duì)于受力體所受的每一個(gè)力，都應(yīng)能明確地指出它是哪一個(gè)施力體施加的。 167。 167。 （ 3）三力矩形式 第三種形式為三個(gè)平衡方程均為力矩方程，即： ∑ MA（ F） =0 ∑M B（ F） =0 ∑M C（ F） =0 (23) 其中 A、 B、 C三點(diǎn)不得共線。如圖 226a所示，假設(shè)平面匯交力系匯交點(diǎn)為 O，若取 O點(diǎn)為矩心，則方程 ∑ MO(F)=0自然滿足。桿的變形可分為軸向拉壓變形、剪切變形、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形。對(duì)此，單靠靜力學(xué)的方法不夠，還需要研究構(gòu)件在變形后的幾何關(guān)系，以及材料在外力作用下變形和力之間的物理關(guān)系。材料力學(xué)中的內(nèi)力，是指外力作用下材料反抗變形而引起的內(nèi)力的變化量，也就是 “ 附加內(nèi)力 ” ，它與構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度密切相關(guān)。 （ 4)平：根據(jù)研究對(duì)象的平衡條件，建立平衡方程，以確定未知內(nèi)力的大小和方向。工程上也用 kgf/cm2為應(yīng)力單位，它與國(guó)際單位的換算關(guān)系為 1kgf/cm2=。試件受力以后，長(zhǎng)度增加，產(chǎn)生變形，這時(shí)如將外力卸去，試件工作段的變形可以消失，恢復(fù)原狀，變形為彈性變形。在屈服階段中，試件的表面上呈現(xiàn)出與軸線大致成 45176。當(dāng)拉力繼續(xù)增大到某一確定數(shù)值時(shí)，試件某處突然開始逐漸局部變細(xì)，形同細(xì)頸，稱頸縮現(xiàn)象。圖 39為鑄鐵拉伸時(shí)的應(yīng)力 應(yīng)變圖。材料在壓縮時(shí)的機(jī)械性質(zhì)也是通過試驗(yàn)測(cè)得的。例如桁架中的壓桿，活塞桿等構(gòu)件都有穩(wěn)定性問題。極限應(yīng)力降低到一定程度，這個(gè)應(yīng)力值稱為材料的許用應(yīng)力。其中，關(guān)鍵是正確判定構(gòu)件的危險(xiǎn)剪切面，并計(jì)算出該剪切面上的剪力 FQ。對(duì)于受剪構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算，必須既滿足剪切強(qiáng)度條件又滿足擠壓強(qiáng)度條件，構(gòu)件才能安全工作。 由理論力學(xué)可知，力偶在相對(duì)角位移上作功，其功率 N=M由 ∑ Mx=0，從而可得 AA截面上扭矩 MT。在平面假設(shè)的基礎(chǔ)上，扭轉(zhuǎn)變形可以看作是各橫截面像剛性平面一樣，繞軸線作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以得出如下兩點(diǎn)結(jié)論： （ 1）扭轉(zhuǎn)時(shí)，由于圓軸相鄰橫截面間的距離不變，即圓軸沒有縱向變形發(fā)生，所以橫截面上沒有正應(yīng)力。 34 圓軸的扭轉(zhuǎn) 五、圓軸抗扭強(qiáng)度條件 為了保證圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)具有足夠的強(qiáng)度，必須限制軸內(nèi)橫截面上的最大剪應(yīng)力不超過軸的許用剪應(yīng)力，即滿足下列強(qiáng)度條件： σ max=MTmax/Wt≤ ［ σ ］。 （ 2）懸臂梁。 剪切彎曲是橫截面上既有剪力又有彎矩的彎曲。 35 直梁的彎曲 四、梁的強(qiáng)度 （ 1）梁純彎曲時(shí)橫截面上的正應(yīng)力。 圖 321 圖 322 ② 梁純彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律 由于梁橫截面保持平面，所以沿橫截面高度方向縱向纖維從縮短到伸長(zhǎng)是線性變化的，如圖 322所示，因此橫截面上的正應(yīng)力沿橫截面高度方向也是線性分布的。最大正應(yīng)力產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處，? max=M計(jì)算時(shí)， M和 y均以絕對(duì)值代入，至于彎曲正應(yīng)力是拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力，則由欲求應(yīng)力的點(diǎn)處于受拉側(cè)還是受壓側(cè)來判斷。 167。 FQ=0， M=常數(shù)。工程上一般梁（跨度 L與橫截面高度 h之比 L/h＞ 5），其剪力對(duì)強(qiáng)度和剛度的影響很小，可忽略不計(jì)，故只需考慮彎矩的影響而近似地作為純彎曲處理。 （ 3）外伸梁。因此，要提高圓軸的強(qiáng)度，需從以下兩個(gè)方面來考慮： ，提高軸的抗扭截面系數(shù) Wt ，降低最大扭矩 MTmax 167。 167。 167。實(shí)際應(yīng)用中，功率的單位為 kW,轉(zhuǎn)速 n的單位為 r/min，即：N 103=M 34 圓軸的扭轉(zhuǎn) 一、扭轉(zhuǎn)的概念 扭轉(zhuǎn)是指由大小相等、轉(zhuǎn)向相反、作用面都垂直于桿軸的一對(duì)力偶所引起，表現(xiàn)為桿件的任意兩個(gè)橫截面發(fā)生繞軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 167。 167。 不穩(wěn)定平衡：當(dāng)壓力 P超過某一臨界值時(shí)，撤除干擾后，桿件不再回到直線平衡位置，而在彎曲形式下保持平衡，這表明原有的直線平衡形式是不穩(wěn)定的。 要保證構(gòu)件正常工作，必須使構(gòu)件在載荷作用下構(gòu)件內(nèi)的最大應(yīng)力不超過材料在拉（壓）時(shí)的許用應(yīng)力［ ? ］，即滿足下列拉（壓）時(shí)的強(qiáng)度條件： ? max≤ ［ ? ］。鑄鐵的應(yīng)力 應(yīng)變圖沒有明顯的直線段。因此，第 Ⅳ 階段稱為局部變形階段。 167。低碳鋼試件在彈性變形階段的大部分范圍內(nèi)，外力與變形之間成正比，拉伸圖呈直線。 32 拉伸與壓縮 （ 2）低碳鋼的拉伸。 32 拉伸與壓縮 （壓縮）的應(yīng)力 應(yīng)變曲線 材料的機(jī)械性質(zhì)（或力學(xué)性質(zhì)）是指材料從開始受力直至破壞的全過程中所呈現(xiàn)的受力和變形間的各種特征，它們是材料固有的屬性，通過試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。 （ 1）截面的兩側(cè)必定出現(xiàn)大小相等，方向相反的內(nèi)力； （ 2）被假想截開的任一部分上的內(nèi)力必定與外力相平衡。把它們和材料的允許應(yīng)力和允許變形作比較，即可判斷此物體的強(qiáng)度是否符合預(yù)定要求。 二、材料力學(xué)的研究方法 材料力學(xué)研究中，一般將材料抽象為可變形固體。 25 平面受力分析 （ 2）平面平行力系的平衡方程。 167。 三、平面受力的平衡方程及應(yīng)用 平面力系平衡的充分必要條件是：力系中各力在兩個(gè)任選的坐標(biāo)軸上的投影的代數(shù)和分別等于零，且各力對(duì)于任一點(diǎn)之矩的代數(shù)和也等于零。附加力偶的力偶矩等于力 F對(duì)平移點(diǎn) B之矩。 （ 4）受力圖上不能再帶約束，一定要畫在分離體上。注意二力桿的判斷。 圖 220 二力體約束 167。 圖 218可動(dòng)支座約束 圖 219固定端約束 167。 （固定鉸鏈支座的簡(jiǎn)稱）約束 約束物與被約束物以光滑圓柱面相聯(lián)接，其中一個(gè)為約束物，另一個(gè)為被約束物，約束物不動(dòng)時(shí)，稱為固定鉸鏈支座，簡(jiǎn)稱固定支座。 二、常見的約束類型