【正文】 料主要是人工合成的有機(jī)高分子聚合物（簡稱高聚物），例如塑料、合成橡膠、合成纖維、涂料和膠接劑等。 近年開發(fā)的加工性能良好、強(qiáng)度（屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度）高的薄鋼板——高強(qiáng)度鋼板，由于其可降低汽車自重、提高燃油經(jīng)濟(jì)性而在汽車上獲得應(yīng)用，如已用于制造車身外面板（包括車頂、前臉、后圍、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車門、行李箱等）、車身內(nèi)蒙保險(xiǎn)杠、橫梁、邊梁、支架、發(fā)動(dòng)機(jī)框架等。半軸加工中常采用噴丸處理及滾壓凸緣根部圓角等強(qiáng)化方法。其他表面處理的方法還有噴鉬、磷化、氧化、涂敷合成樹脂等。鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋具有高溫強(qiáng)度、鑄造性能好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，但其導(dǎo)熱性差、重量輕，但其高溫強(qiáng)度低，使用中容易變形、成本較高。金屬材料在汽車上的應(yīng)用 一、汽車結(jié)構(gòu)零件用材 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸套材料 缸體常用的材料有灰鑄鐵和鋁合金兩種。鑄造曲軸主要由鑄鋼、球墨鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵及合金鑄鐵等制造。 3）典型汽車齒輪選材：汽車齒輪用材是合金滲碳鋼20Cr或20CrMnTi，并經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火。 3）根據(jù)所提出的技術(shù)條件、要求，結(jié)合考慮工藝性、經(jīng)濟(jì)性，對(duì)材料進(jìn)行預(yù)選擇.(可以通過與相類似機(jī)器零件的比較和已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的判斷，或者通過各種材料選用手冊(cè)來進(jìn)行選擇)。 3）特殊功能要求 —— 導(dǎo)電性、磁性、熱膨脹性、比重、外觀等。磨損是開式傳動(dòng)的主要失效形式。包括: ① 鑄造性能：流動(dòng)性、收縮性、偏析；② 鍛造性能：塑性、變形抗力；③ 焊接性能：焊接性、碳當(dāng)量；④ 切削性能：表面粗糙度、刀具壽命；⑤ 熱處理性能：淬透性。材料的理化性能 指材料的固有屬性，如密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性和色澤等。 2）沖擊韌度通常是采用一次擺錘沖擊試驗(yàn)來測定的。 1）用硬質(zhì)合金球作為壓頭所測得的布氏硬度用符號(hào) HBW表示，適用于測量硬度不超過650＃的鋼質(zhì)材料。 材料的塑性指標(biāo) 1）伸長率：是指試樣拉斷后，標(biāo)距伸長量與原始標(biāo)距的百分比。 2）抗拉強(qiáng)度：指試樣在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力值。不同類型的材料，反映出其所具有不同的抗拉性能特點(diǎn)。 1）彈性：材料保持彈性變形的能力.（彈性模量，彈性極限）。主要包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。 3）幾種新興材料簡介：① 鎂合金：密度低、比強(qiáng)度和比剛度較高。 3）據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車上的零部件采用了4千余種不同的材料加工制造。① 故障現(xiàn)象：花紋塊形成階梯型磨損。① 故障現(xiàn)象：輪胎的胎間磨損、胎冠磨損、輪胎一側(cè)磨損和羽片狀磨損；② 排除方法：正確調(diào)整車輪定位角，恰當(dāng)選擇前束。 ③ 精心駕駛車輛：起步、車速、路面、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、特殊條件 ④ 保持良好的底盤技術(shù)狀況：行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系。 2）防止輪胎超載：裝載、轉(zhuǎn)彎、制動(dòng)、行駛注意事項(xiàng)?？v向花紋：多用于轎車。 深式輪輞上使用的內(nèi)胎輪胎沒有墊帶，而無內(nèi)胎輪胎即無內(nèi)胎，又無墊帶。 2）常用輪輞的形式：最常見的是深槽輪輞和平底輪輞。③ 關(guān)于這些動(dòng)平衡機(jī)的詳細(xì)情況，可參考有關(guān)產(chǎn)品的樣本和試驗(yàn)指導(dǎo)書。 一、回轉(zhuǎn)件的靜平衡 回轉(zhuǎn)件的靜平衡計(jì)算 對(duì)于軸向?qū)挾刃?，軸向長度與外徑的回轉(zhuǎn)件，例如砂輪、飛輪、盤形凸輪等，可以將偏心質(zhì)量看作分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)，當(dāng)回轉(zhuǎn)件以角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，各質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力構(gòu)成一個(gè)平面匯交力系，如該力系的合力不等于零，則該回轉(zhuǎn)件不平衡。 ③ 找出各基本輪系之間的聯(lián)系。 D、混合輪系：既含有定軸輪系又含有周轉(zhuǎn)輪系，或包含有幾個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系。①定軸輪系；② 周轉(zhuǎn)輪系；③ 混合輪系。 ② 氣門間隙過小，容易使氣門關(guān)閉不嚴(yán)。 配氣相位 配氣相位：用曲軸來表示進(jìn)排氣門早開、遲閉的持續(xù)時(shí)間?？梢岳没剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的慣性或添加輔助機(jī)構(gòu)來克服。① 若取曲柄為機(jī)架，則為演變?yōu)閷?dǎo)桿機(jī)構(gòu)；② 若取其他機(jī)架支點(diǎn)，則為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；③ 如：牛頭刨床的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。 功能:將一種擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成另一種擺動(dòng)。按照連架桿是曲柄還是搖桿，將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為三種基本型式：① 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)； ②雙曲柄機(jī)構(gòu)；③ 雙搖桿機(jī)構(gòu)。 教學(xué)任務(wù)二、汽車常見四桿機(jī)構(gòu) 一、曲柄連桿機(jī)構(gòu) 1）連桿機(jī)構(gòu)——用低副聯(lián)接構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)，又稱低副機(jī)構(gòu)。 （2）機(jī)構(gòu)只是一個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)：而機(jī)器除構(gòu)件系統(tǒng)之外還包含電氣、液壓等其他裝置,具有變換或傳遞能量、物料、信息的功能。 一般機(jī)器包含四個(gè)基本組成部分 動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、控制部分、執(zhí)行部分。能力目標(biāo)（專業(yè)能力） 能運(yùn)用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力大小。二、力偶力偶的概念等值、反向的兩個(gè)平行力構(gòu)成力偶。教學(xué)重點(diǎn) 力矩和力偶的概念，力偶性質(zhì)； 力的平移原理、應(yīng)用。 根據(jù)平衡條件列平衡方程時(shí)，要注意各力投影的正負(fù)號(hào)。合力投影定理受力分析與受力圖在研究靜力平衡問題時(shí)，首先要解決的兩個(gè)關(guān)鍵問題是：（1）研究對(duì)象的確定；（2）研究對(duì)象的受力分析。2）約束特點(diǎn)：柔體只能承受拉力，不能承受壓力。 三力平衡匯交定理剛體受同一平而內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用而平衡時(shí)，此三個(gè)力的作用線必匯交于一點(diǎn)。力系是指作用于剛體上的一群力。當(dāng)人用手推、拉、投擲、舉起物體時(shí)，會(huì)使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變；力有三要素 力的三要素是指：力的大小、方向和作用點(diǎn)。 ③力作用的例子普遍存在于日常生活和生產(chǎn)勞動(dòng)當(dāng)中。 平衡的概念平衡是指物體在力系作用下相對(duì)于慣性參考系處于靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。作用力與力的平行四邊形公理作用于物體同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為一個(gè)合力，合力也作用于該點(diǎn)，其大小和方向由以這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線所確定，即合力矢等于這兩個(gè)分力矢的矢量和。 約束類型與約束力的確定1）柔性約束：在實(shí)際工程中，常見的鋼絲繩、繩索、皮帶、鏈條等均屬柔體約束。（2）固定鉸鏈 固定鉸鏈支座是用銷釘把某構(gòu)件與固定機(jī)架或固定支承面連接，構(gòu)件只能繞銷釘軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，不能用做其他移動(dòng)，銷釘與構(gòu)件的接觸為光滑圓柱面。若已知力的大小和方向?yàn)榱υ谥苯亲鴺?biāo)軸上的投影，可以同時(shí)表明力沿直角坐標(biāo)軸分解時(shí)分力的大小和方向。 在建立坐標(biāo)系時(shí)，最好選取有一軸與一個(gè)未知力垂直。 了解力的平移原理；并能解釋生活和工程實(shí)際問題。 討論： 根據(jù)合力矩定理推出：“力偶對(duì)任一點(diǎn)的矩等于零’,錯(cuò)在哪里？合力矩定理指出：“合力對(duì)點(diǎn)之矩等于各分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和”，因?yàn)椤傲ε紵o合力”，所以力偶對(duì)一點(diǎn)之矩必等于零。講授演示教學(xué)設(shè)計(jì)方案（首頁）課程名稱汽車機(jī)械基礎(chǔ)章、節(jié)名稱摩擦力授課教師杲金玉班級(jí)汽車制造與檢修1601班授課日期課時(shí)1課次2教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo) 知道滑動(dòng)摩擦、滑動(dòng)摩擦力的概念，認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的條件 明確滑動(dòng)摩擦力的方向，知道滑動(dòng)摩擦力大小與相互接觸的物體的材料、正壓力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系。”而人也可執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)變換或傳遞能量、物料和信息。如電動(dòng)機(jī)，只含有一個(gè)定子和轉(zhuǎn)子組成的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 2）高副：兩構(gòu)件間呈點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副。② 搖桿：僅能在某一角度擺動(dòng)的連架桿。 3）雙搖桿機(jī)構(gòu)）兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 4）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)。 3）死點(diǎn)的缺陷：死點(diǎn)會(huì)使機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)不確定的現(xiàn)象。 3）按氣門數(shù)分類：①兩氣門（1進(jìn)1排）；②四氣門（2進(jìn)2排）；③五氣門（3進(jìn)2排）。 7）氣門間隙過大或過小的危害？ ① 氣門間隙過大，使氣門有效升程減少，氣門進(jìn)氣量少。 2）根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪的軸線位置相對(duì)于機(jī)架是否固定，又將輪系分： C、差動(dòng)輪系：齒輪均繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)有二個(gè)自由度，工作時(shí)需要二個(gè)原動(dòng)件。 ② 分別列出計(jì)算各基本輪系傳動(dòng)比的方程式。 機(jī)械的調(diào)速問題 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于機(jī)械動(dòng)能的變化會(huì)引起機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)，這也將在運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生附加動(dòng)壓力，使機(jī)械的工作效率降低，嚴(yán)重影響機(jī)械的壽命和精度。② 動(dòng)平衡機(jī)種類很多，除了機(jī)械式、電子式的動(dòng)平衡機(jī)外，還有激光動(dòng)平衡機(jī)、帶真空筒的大型高速動(dòng)平衡機(jī)和整機(jī)平衡用的測振動(dòng)平衡儀等。 輪輞 1）國產(chǎn)輪輞的規(guī)格：按國標(biāo)（GB29332009）用輪輞名義寬度（英寸），輪緣高度代號(hào)（表101），輪輞結(jié)構(gòu)形式代號(hào)（“”，一件式，深式或“－”多件式，平式），輪輞名義直徑（英寸）和輪輞輪廓類型）來表示。 2）組成：普通輪胎由外胎，內(nèi)胎與墊帶組成。 4）花紋：普通花紋。 5）平衡 1）保持輪胎氣壓正常。同一車軸要求輪胎的尺寸、結(jié)構(gòu)、層級(jí)、花紋要相同。 9）輪胎花紋的異常磨損：前輪輪胎偏磨。 12）輪胎鋸齒形磨損。 2）材料是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)：汽車上每個(gè)零部件的生產(chǎn)制造都涉及到材料問題。 三、汽車材料的展望 1）汽車工業(yè)發(fā)展的方向:汽車輕量化和減少污染2）汽車材料總的發(fā)展趨勢是：結(jié)構(gòu)材料中鋼鐵材料所占比例將逐步下降，有色金屬、陶瓷材料、復(fù)合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。 1）使用性能：是指零部件在正常使用條件下材料所表現(xiàn)出來的性能。 材料的拉壓試驗(yàn) 拉壓實(shí)驗(yàn)—拉壓圖—應(yīng)力應(yīng)變圖—力學(xué)性能（指標(biāo)）。6）拉伸試驗(yàn):根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料拉伸試驗(yàn)》（GB2282008）規(guī)定，將材料制成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在試驗(yàn)機(jī)上加載拉伸至斷裂。 試樣發(fā)生屈服變形時(shí)的荷載，為試樣原始橫截面積（mm2）。在考慮汽車輕量化的問題時(shí)，常常用到這個(gè)指標(biāo)。用荷載F除以壓痕的表面積所得的商，即為被測材料的布氏硬度值。 1）對(duì)于兩種不同的沖擊荷載，分別采用了沖擊韌度和多沖抗力兩個(gè)指標(biāo)來衡量材料的沖擊性能。當(dāng)材料受外力作用時(shí)，這些裂紋的尖端附近便出現(xiàn)應(yīng)力集中，形成一個(gè)裂紋尖端應(yīng)力場，可能產(chǎn)生失穩(wěn)而擴(kuò)展，導(dǎo)致機(jī)件斷裂。 七. 材料的工藝性能 是指材料在被制成各種零部件的過程中適應(yīng)加工的性能。嚴(yán)重時(shí)會(huì)因齒面減薄過多而折斷。 2）工作環(huán)境：溫度，介質(zhì)（如腐蝕，摩擦）。 2）根據(jù)零件的工作條件，提出必要的設(shè)計(jì)制造技術(shù)條件。 2）對(duì)汽車齒輪的性能要求：① 高的彎曲疲勞強(qiáng)度；② 高的接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性；③ 較高的強(qiáng)度和沖擊韌性；④ 較好的熱處理性能，熱處理變形小。 （4）典型曲軸的選材 鍛鋼曲軸一般采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼和中碳合金鋼制造（模鍛工藝），如435Mn40Cr、35 Cr Mo等。 （3）工藝路線 熱軋鋼板沖裁下料→壓力成型→淬火→中溫回火→噴丸強(qiáng)化這種強(qiáng)化也是表面強(qiáng)化的手段，目的是提高零件的疲勞強(qiáng)度。目前使用的缸蓋材料有兩種：一種是灰鑄鐵或合金鑄鐵；另一種是鋁合金。目前應(yīng)用最廣泛的是鍍鉻，可使活塞環(huán)的壽命提高2～3倍。、40CrNi或40CrMnMo等淬透性較高的合金鋼制造。這些零件對(duì)鋼板的強(qiáng)度要求不高，但卻要求具有優(yōu)良的表面質(zhì)量和沖壓性能，以保證高的成品合格率。有機(jī)高分子化合物又分為天然的和合成的。塑料的強(qiáng)度比金屬低，但比強(qiáng)度高。泡沫塑料常被用作隔音材料。① 按增強(qiáng)相的種類和形狀不同，分為三類：顆粒復(fù)合材料、層疊復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；② 按性能：分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、功能復(fù)合材料等。這種玻璃鋼用于制作軸承、齒輪、儀表盤、收音機(jī)殼體等。常見的有雙層金屬復(fù)合材料、塑料金屬多層復(fù)合材料和夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料等。 2．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成　　整個(gè)液壓系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：① 動(dòng)力元件；② 執(zhí)行元件；③ 控制元件；④ 輔助元件；⑤ 傳動(dòng)介質(zhì)。 流量　　單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出液壓缸或通過管道某一截面的液體的體積稱為流量。液壓元件 液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸 在液壓系統(tǒng)中，液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸都是能量轉(zhuǎn)換裝置。 液壓缸　　液壓缸是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。此缸伸縮順序?yàn)椋荷斐鲇纱蠊?jié)到小節(jié)逐次進(jìn)行(大缸有效作用面積大，同等壓力下推力大)；空載縮回時(shí)，由小節(jié)到大節(jié)（小節(jié)柱塞面積小，摩擦阻力小，易復(fù)位）。裝于缸體內(nèi)的兩個(gè)活塞由齒條桿連成一個(gè)整體，齒條桿又與裝在缸體中部一側(cè)的小齒輪相嚙合。　　1）止回閥（單向閥）止回閥是控制油液單方向流動(dòng)的方向閥，不允許倒流，按閥芯結(jié)構(gòu)分為球閥式、錐閥式，如圖所示。按其結(jié)構(gòu)原理可分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。工作時(shí)：減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵與液壓缸之間。1）液壓傳動(dòng)中常用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管（用耐油橡膠制成，有高壓和低壓之分）、尼龍管和塑料管等。按油路的功能不同，基本回路可分為壓力控制回路、速度控制室回路和方向控制回路。4）卸荷回路：當(dāng)液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)后，使液壓泵輸出的油液在低壓下流回油箱，稱為液壓泵的卸荷。 方向控制回路 1）換向回路：換向回路一般可由換向閥來實(shí)現(xiàn)。① 由此可見，欲使系統(tǒng)有輸出信號(hào)，首先必須保證控制滑閥具有一個(gè)開口量。 液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例　　圖：是為轉(zhuǎn)向液壓助力器的工作原理。整個(gè)液壓系統(tǒng)除油箱、泵、過濾 器、前后支腿和穩(wěn)定器外，其他液壓元件都布置在平臺(tái)上部。該車的卸料是靠液壓缸驅(qū)動(dòng)汽車的貨箱傾翻，從而實(shí)現(xiàn)卸料的。 液力變矩器　　液力變矩器（圖）主要由可旋轉(zhuǎn)的泵輪和渦輪以及固定不動(dòng)的導(dǎo)輪三個(gè)元件組成。無論在歷史上，還是現(xiàn)代傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)都被廣泛應(yīng)用。 （3）與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡單、工作介質(zhì)清潔，不存在介質(zhì)變質(zhì)等問題。 （4）氣動(dòng)裝置中的氣信號(hào)傳遞速度在聲速以內(nèi)比電子及光速慢，因此，氣動(dòng)控制系統(tǒng)不宜用于元件級(jí)數(shù)過多的復(fù)