機(jī)械基礎(chǔ)與液壓傳動

1、 通風(fēng)安全教研室通風(fēng)安全教研室劉秋菊劉秋菊一一教學(xué)方法與教學(xué)手段教學(xué)方法與教學(xué)手段課程教學(xué)設(shè)計課程教學(xué)設(shè)計課程設(shè)置課程設(shè)置二二三三四四考核考核設(shè)計理念設(shè)計理念 課程任務(wù)課程任務(wù) 課程性質(zhì)課程性質(zhì) 機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ)基本知識基本知識 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容 液壓傳動液壓傳動基本知識基本知識 以由前到深、循序漸進(jìn)，按模塊以由前到深、循序漸進(jìn)，按模塊展開教學(xué)。展開教學(xué)。 2 2個模塊、個模塊、6464學(xué)時。學(xué)時。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 液壓傳動的基本知識；液壓傳動的基本知識； 液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)；液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)；能夠熟練掌握液壓傳動系統(tǒng)各能夠熟練掌握液壓傳動系統(tǒng)各個組成部分。個組成部分。 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容 液壓傳

2、動的基本知識；液壓傳動的基本知識；液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)；液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)；液壓傳動各個組成部分。液壓傳動各個組成部分。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，搭建學(xué)生自學(xué)的平臺。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，搭建學(xué)生自學(xué)的平臺。運用多媒體課件進(jìn)行講解。運用多媒體課件進(jìn)行講解。期末考試占期末考試占70%70%學(xué)習(xí)態(tài)度學(xué)習(xí)態(tài)度 10%10%平時表現(xiàn)平時表現(xiàn) 2020% % 金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來的性能稱為金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來的性能稱為使用性能使用性能，它包括，它包括材料的材料的物理性能物理性能、化學(xué)性能化學(xué)性能和和力學(xué)性能力學(xué)性能。 金屬材料在載荷作用下表現(xiàn)出來的性能稱為金屬材料的力學(xué)性能。金屬材料在載荷作用

3、下表現(xiàn)出來的性能稱為金屬材料的力學(xué)性能。它包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等。它包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等。屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 s材料抵抗塑性變形的能力材料抵抗塑性變形的能力抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 b材料抵抗斷裂的能力材料抵抗斷裂的能力條件屈服強(qiáng)度條件屈服強(qiáng)度 0.21.強(qiáng)度和塑性強(qiáng)度和塑性強(qiáng)度：指金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。強(qiáng)度：指金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。塑性：塑性：指斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力指斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力延伸率延伸率 測量方便、欠準(zhǔn)確；測量方便、欠準(zhǔn)確；斷面收縮率斷面收縮率 測量不方便、準(zhǔn)確；測量不方便、準(zhǔn)確；2.硬度硬度 指材料抵抗

4、局部變形，特別是塑性變形、壓痕和指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕和劃痕的能力。劃痕的能力。布氏硬度布氏硬度 HB測量有色金屬、測量有色金屬、鑄鐵等軟材料；鑄鐵等軟材料；洛氏硬度洛氏硬度 HRC測量淬火鋼等測量淬火鋼等硬材料；硬材料；維氏硬度維氏硬度 HV測量硬質(zhì)合金測量硬質(zhì)合金等高硬度材料；等高硬度材料；3.沖擊韌性沖擊韌性ak材料抵抗沖擊載荷的能力材料抵抗沖擊載荷的能力 通過一次擺錘沖擊試驗法可以測定金屬材料的通過一次擺錘沖擊試驗法可以測定金屬材料的沖擊韌度，即把標(biāo)準(zhǔn)，的沖擊試樣一次擊斷，試樣沖擊韌度，即把標(biāo)準(zhǔn)，的沖擊試樣一次擊斷，試樣在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功在沖擊試驗

5、力一次作用下折斷時所吸收的功AK，稱稱為沖擊吸收功，沖擊試樣缺口處單位面積上的沖擊為沖擊吸收功，沖擊試樣缺口處單位面積上的沖擊吸收功，稱為沖擊韌度，用吸收功，稱為沖擊韌度，用ak. 一般沖擊韌度低的材料稱為脆性材料，沖擊韌一般沖擊韌度低的材料稱為脆性材料，沖擊韌度值高的材料稱為韌性材料。度值高的材料稱為韌性材料。4.疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 -1材料承受材料承受N次應(yīng)力循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力。次應(yīng)力循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力。1、疲勞機(jī)理：應(yīng)力集中、表面狀態(tài)、內(nèi)部缺陷等導(dǎo)致顯微、疲勞機(jī)理：應(yīng)力集中、表面狀態(tài)、內(nèi)部缺陷等導(dǎo)致顯微裂紋裂紋裂紋擴(kuò)張裂紋擴(kuò)張零件有效截面減小零件有效截面減小斷裂斷裂1.物理性能物理

6、性能 金屬的物理性能是金屬固有的屬性，主要包括密金屬的物理性能是金屬固有的屬性，主要包括密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性等。度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性等。密度密度金屬的密度是指單位體積內(nèi)所含金屬的質(zhì)量。金屬的密度是指單位體積內(nèi)所含金屬的質(zhì)量。熔點熔點熔點是金屬或合金從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時的溫度。熔點是金屬或合金從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時的溫度。導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性金屬傳導(dǎo)熱量的能力成為導(dǎo)熱性。金屬傳導(dǎo)熱量的能力成為導(dǎo)熱性。導(dǎo)電性導(dǎo)電性金屬傳導(dǎo)電流的性能稱為導(dǎo)電性。金屬傳導(dǎo)電流的性能稱為導(dǎo)電性。熱膨脹性熱膨脹性熱膨脹性為金屬隨溫度變化而膨脹、收縮的特性。熱膨脹性為金屬隨溫度變化而膨脹、收縮的

7、特性。磁性磁性金屬在磁場中被磁化而呈現(xiàn)磁性強(qiáng)弱的能力稱為磁性。金屬在磁場中被磁化而呈現(xiàn)磁性強(qiáng)弱的能力稱為磁性。2.化學(xué)性能化學(xué)性能耐腐蝕性耐腐蝕性耐腐蝕性是金屬在常溫下抗氧、水及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞的能力。耐腐蝕性是金屬在常溫下抗氧、水及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞的能力。抗氧化性抗氧化性抗氧化性是金屬在加熱時抵抗氧化作用的能力?？寡趸允墙饘僭诩訜釙r抵抗氧化作用的能力。3.工藝性能工藝性能鑄造性能鑄造性能是指金屬在鑄造成型過程中獲得外形準(zhǔn)確、內(nèi)部健全的鑄件的能力。是指金屬在鑄造成型過程中獲得外形準(zhǔn)確、內(nèi)部健全的鑄件的能力。鍛造性能鍛造性能是指金屬利用鍛壓加工方法成型的難易程度。是指金屬利用鍛壓加工方

8、法成型的難易程度。焊接性能焊接性能是指金屬在一定條件下獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度是指金屬在一定條件下獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度切削加工性能切削加工性能金屬在切削加工時的難易程度。金屬在切削加工時的難易程度。 熱處理是通過加熱、冷卻的方法，以改變金屬內(nèi)部組熱處理是通過加熱、冷卻的方法，以改變金屬內(nèi)部組織為手段，以改變金屬的力學(xué)性能為目的的工藝方法。織為手段，以改變金屬的力學(xué)性能為目的的工藝方法。 合金是指兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元合金是指兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。 鐵碳合金就是以鐵和碳為主要組成元素的合金，其中碳

9、鐵碳合金就是以鐵和碳為主要組成元素的合金，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wc2.11%de 鐵鋼合金稱為鋼，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鐵鋼合金稱為鋼，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wc2.11%de 鐵鋼合金稱為白口鑄鐵。鐵鋼合金稱為白口鑄鐵。 在鋼中，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在鋼中，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wc =0.77%的鋼稱共析鋼，室溫的鋼稱共析鋼，室溫組織為珠光體；組織為珠光體； wc 0.77% 的鋼稱為亞共析鋼，室溫組織的鋼稱為亞共析鋼，室溫組織為鐵素體為鐵素體+珠光體；珠光體； wc 0.77% 的鋼稱為過共析鋼，室溫的鋼稱為過共析鋼，室溫組織為珠光體組織為珠光體+滲碳體。滲碳體。 鋼的熱處理是將鋼件在固態(tài)范圍內(nèi)，采用適當(dāng)方式進(jìn)鋼的熱處

10、理是將鋼件在固態(tài)范圍內(nèi)，采用適當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫、冷卻，以獲得所需組織與性能的工藝。行加熱、保溫、冷卻，以獲得所需組織與性能的工藝。 根據(jù)熱處理工藝方法的不同，鋼的熱處理可分為整體根據(jù)熱處理工藝方法的不同，鋼的熱處理可分為整體熱處理和表面熱處理。熱處理和表面熱處理。1.鋼的整體熱處理鋼的整體熱處理 （1）退火）退火目的目的1、降低硬度、降低硬度2、消除內(nèi)應(yīng)力、消除內(nèi)應(yīng)力3、細(xì)化晶粒、細(xì)化晶粒操作操作加熱加熱保溫保溫爐冷爐冷其目的可概括為其目的可概括為“四化四化”：即軟化即軟化(降低硬度適應(yīng)切削加工和冷沖壓要求降低硬度適應(yīng)切削加工和冷沖壓要求) 均勻化均勻化(消除偏析成分和組織均勻一致消除偏析

11、成分和組織均勻一致) 穩(wěn)定化穩(wěn)定化(消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織保證零件的形狀和尺寸消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織保證零件的形狀和尺寸)細(xì)化細(xì)化(細(xì)化晶粒、提高機(jī)械性能細(xì)化晶粒、提高機(jī)械性能).分類分類完全退火：亞共析鋼，完全退火：亞共析鋼， 線以上線以上3050度，保溫，緩冷，降度，保溫，緩冷，降硬度并去內(nèi)應(yīng)力硬度并去內(nèi)應(yīng)力3CA不完全退火不完全退火(球化退火球化退火)：過共析鋼，：過共析鋼， 線以上線以上3050度，保溫，度，保溫，緩冷，降硬度緩冷，降硬度,改善切削性能改善切削性能,為后續(xù)熱處理作組織準(zhǔn)備為后續(xù)熱處理作組織準(zhǔn)備.1CA等溫退火等溫退火:加熱同完全和球化退火加熱同完全和球化退火,快冷至快冷至A

12、1下下,保溫保溫,然后快冷然后快冷去應(yīng)力退火：去應(yīng)力退火：500-650度，組織不改變度，組織不改變,消除應(yīng)力消除應(yīng)力擴(kuò)散退火，再結(jié)晶退火擴(kuò)散退火，再結(jié)晶退火各種退火工藝工藝名稱 加熱溫度 冷卻方法 組織 應(yīng)用擴(kuò)散退火 AC3+ 150250 爐冷 F+P 鑄鋼件完全退火 AC3+3050 爐冷 F+P 亞共析鋼球化退火 AC1+ 3050 爐冷 球狀P 過共析鋼再結(jié)晶 680720 空冷 等軸 冷塑變形 退火 組織 零件 去應(yīng)力 280 650 爐冷至 無變化 鑄件,鍛, 退火 200 空冷 焊接件, 沖 壓件,機(jī)械加 工零件 （2）正火）正火 目的目的低碳鋼低碳鋼 以正代退以正代退中碳鋼中

13、碳鋼 最終熱處理最終熱處理 高碳鋼高碳鋼 消除網(wǎng)狀滲碳體消除網(wǎng)狀滲碳體 操作操作加熱加熱保溫保溫空冷空冷（3）淬火）淬火 將鋼加熱到相變溫度以上，保將鋼加熱到相變溫度以上，保溫一定時間，然后快速冷卻以獲得溫一定時間，然后快速冷卻以獲得馬氏體組織的熱處理工藝馬氏體組織的熱處理工藝. 目的目的: 提高鋼的硬度和強(qiáng)度，提高鋼的硬度和強(qiáng)度，與回火相配合可獲得不同的使用性與回火相配合可獲得不同的使用性能能. 加熱溫度加熱溫度: 亞共析鋼亞共析鋼 Ac3+ 3050 共析鋼和過共析鋼共析鋼和過共析鋼 Ac1+3050 常用冷卻介質(zhì)常用冷卻介質(zhì): 水和油水和油 淬火方法淬火方法: 單介質(zhì)淬火單介質(zhì)淬火 雙介

14、質(zhì)淬火雙介質(zhì)淬火 分級淬火分級淬火 等等 溫淬火等溫淬火等鋼的淬透性鋼的淬透性淬透性淬透性 鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力. 淬透性的測定方法淬透性的測定方法 末端淬火法末端淬火法淬透性的表示方法淬透性的表示方法 臨界直徑臨界直徑影響淬透性的因素影響淬透性的因素 影響影響C曲線位置的因素曲線位置的因素淬透性的應(yīng)用淬透性的應(yīng)用 大截面零件；冷卻速度??；大截面零件；冷卻速度小；鋼的淬硬性鋼的淬硬性: 鋼淬火后獲得馬氏體的最高硬度鋼淬火后獲得馬氏體的最高硬度. 主要取決于鋼的含碳量主要取決于鋼的含碳量.（4）回火）回火回火目的：降低淬火零件的脆性回火目的：降低淬火零件的

15、脆性, 減少淬火內(nèi)應(yīng)力減少淬火內(nèi)應(yīng)力; 獲得獲得所需的機(jī)械性能所需的機(jī)械性能; 穩(wěn)定零件內(nèi)部的組織及尺寸。穩(wěn)定零件內(nèi)部的組織及尺寸?；鼗鸱N類回火種類低溫回火（低溫回火（150250C） 60 M回 硬主韌次，如刀具硬主韌次，如刀具中溫回火（中溫回火（350500 C）40 T回 彈性為主，如彈簧彈性為主，如彈簧高溫回火（高溫回火（500650 C）30 S回 強(qiáng)韌兼顧強(qiáng)韌兼顧回火脆性回火脆性調(diào)質(zhì)，連桿調(diào)質(zhì)，連桿HRC組織組織應(yīng)用應(yīng)用2.鋼的表面熱處理鋼的表面熱處理（1）表面淬火）表面淬火1、適合材料、適合材料 ：中碳結(jié)構(gòu)鋼：中碳結(jié)構(gòu)鋼 預(yù)熱處理：調(diào)質(zhì)或正火預(yù)熱處理：調(diào)質(zhì)或正火2、后處理：低溫回

16、火、后處理：低溫回火3、常用加熱方法：火焰加熱；感應(yīng)加熱；、常用加熱方法：火焰加熱；感應(yīng)加熱；（2）化學(xué)熱處理）化學(xué)熱處理滲碳滲碳氮化氮化氰化氰化表面表面熱處熱處理理（1）激光熱處理）激光熱處理激光熱處理是用具有高能量密度的激光束，對工件表面進(jìn)行激光熱處理是用具有高能量密度的激光束，對工件表面進(jìn)行掃描照射加熱的熱處理工藝。掃描照射加熱的熱處理工藝。（2）真空熱處理）真空熱處理是指在低于一個大氣壓的環(huán)境中進(jìn)行加熱的熱處理工藝。是指在低于一個大氣壓的環(huán)境中進(jìn)行加熱的熱處理工藝。（3）形變熱處理）形變熱處理是將塑性變形和熱處理相結(jié)合，以提高工件力學(xué)性能的復(fù)合是將塑性變形和熱處理相結(jié)合，以提高工件力學(xué)性能的復(fù)合工藝。工藝。