《机械基础》考前概念梳理与常考题选讲 第1讲、机械概述

《机械基础》考前概念梳理与常考题选讲 第1讲 机械概述 一、考纲要求 1．理解机器、机构等的定义、特点及组成。 2．熟练掌握金属材料的力学性能、工艺性能。 3．了解载荷、应力的概念，掌握机械零件的强度表现形式。 4．了解机件的磨损过程及磨损类型。 二、知识梳理 （一）、机器与机构 1．机器与机构的基本概念 机器是人为实体的组合，它的各部分之间具有确定的相对运动，并能代替或减轻人类的劳动，实现能量、物料与信息的转换。 机构是用来传递运动和力的由若干构件用运动副连接起来的构件系统。它本身不能做机械功。 2．机器与机构的区别 机器能完成有用的机械功或转换机械能，而机构只是完成运动、力传递或改变运动形式的实体组合。机器包含着机构，机构是机器的主要组成部分。一部机器可以只含有一个机构，也可以有多个机构。 3．机器的组成 机器主要由动力部分、传动部分、执行部分、操作或控制部分及辅助部分（润滑、照明等）组成。 （二）、金属材料的性能 1．金属材料的使用性能 （1）物理性能 金属材料的物理性能是指金属材料所固有的属性。它包括密度、熔点、导热性、热膨胀性、导电性和磁性等。 （2）化学性能 金属材料的化学性能是指金属材料在化学作用下所表现的性能。它包括耐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 （3）力学性能（机械性能） 金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的性能。它主要包括强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。 （4）金属材料的强度：是指金属材料在静载荷作用下，抵抗变形或破坏的能力。强度的大小用应力来表示，根据载荷作用方式不同，强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。 （5）金属材料的塑性：是指金属材料在静载荷的作用下产生永久变形而不破坏的能力。其衡量指标是断后伸长率（A）和断面收缩率（Z）。其中，断后伸长率是试样断后标距的残余伸长与原始标距的百分比，用A表示。断面收缩率是断后试样横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比，用Z表示。 材料的塑性好：金属材料的断后伸长率（A）和断面收缩率（Z）数值越大，表示材料的塑性越好。 （6）金属材料的硬度：是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬程度的一个指标。根据硬度的试验方法可以把硬度分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。 硬度的三个定义： ①布氏硬度：用一定直径的硬质合金球施加试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。主要适于灰铸铁、非铁金属、各种软钢等硬度不高的材料。布氏硬度用HBW表示。 ②洛氏硬度：采用锥角金刚石圆锥或直径的硬质合金球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后除去主试验力，以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。可测成品及较薄工件。洛氏硬度用HR表示，不同的压头和不同的试验力产生的不同的组合对应于洛氏硬度不同的标尺，有HRA、HRB、HRC、HRD等，其中HRC应用最广。 ③维氏硬度：用金刚石正四棱锥压头压人工件表面，测量压痕的对角线长。可测较薄的材料，也可测量表面渗碳、渗透层的硬度，可测定很软到很硬的各种金属材料的硬度，准确性高，用符号HV表示。 （7）金属材料的韧度：是指金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。其衡量指标是冲击吸收能量，常用KV（V形缺口试样）或KU（U形缺口试样）表示，KV或KU值越大，表示材料的冲击韧度越好。实践中，绝大多数受冲击载荷的工件是在小能量多次冲击作用下而破坏的，而小能量多次的冲击载荷作用，其冲击抗力主要取决于材料的强度和塑性。 （8）金属材料的疲劳强度：是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力。交变载荷次数：钢为次，非铁金属为次。对称循环疲劳强度用表示。 2．金属材料的工艺性能 金属材料的工艺性能：是指金属材料在各种加工条件下表现出来的适应能力。它包括铸造性能、锻造性能、焊接性、切削加工性能和热处理工艺性等。 （1）铸造性能 铸造性能是指金属材料能否用铸造的方法制成优良铸件的性能。影响因素：材料熔化后液体的流动性、冷却时的收缩性和偏析性等。 （2）锻造性能（可锻性） 锻造性能是指金属材料能否用锻压的方法制成优良锻压件的性能。影响因素：材料的塑性及对塑性变形的抗力。 （3）焊接性 焊接性是指金属材料在一定焊接条件下，是否易于获得优良焊接接头的能力。影响因素：焊缝产生的裂纹和气孔等倾向、焊缝接头的力学性能等。 （4）切削加工性能 切削加工性能是指金属材料切削加工的难易程度。影响因素：材料的硬度和韧性。 （5）热处理工艺性 热处理工艺性是指金属材料通过热处理改变或改善其性能的能力，是金属材料的重要工艺性能之一。钢制工件通过热处理，可改善其切削加工性能，提高力学性能，延长其使用寿命。影响因素主要包括淬透性、淬硬性、过热敏感性、氧化脱碳倾向、回火脆性