第1章 机械基本常识

土木工程机械 第1章机械的基本常识第7章施工运输车辆第8章土石方工程机械第9章压实机械和路面机械第10章起重运输机械 第11章钢筋加工机械第12章混凝土机械第13章桩工机械第14章建筑装饰机械 第1章机械的基本常识 1 1绪论1 2建筑机械的动力装置1 3建筑机械的传动装置1 4机械制造的常用材料1 5钢的热处理1 6公差与配合的基本概念 1 1绪论 1 1 1土木工程机械的作用土木工程机械 工程机械工程机械的作用 提高工程质量 缩短施工工期 提高劳动生产率 降低工程造价 1 1 2课程的性质和内容 1 1 3土木工程对其机械的要求 1 使用性能要求 2 可靠性要求 3 结构工艺性要求 4 三化 要求 即产品的系列化 部件的通用化 零件的标准化系列化 同一类型产品按一定规律分档形成系列化产品 通用化 统一形式和规格的零部件在机械的不同部位 不同机械中通用 标准化 对产品制定的统一规定和要求 5 经济性的要求 1 1 4几个重要的名词 1 机械 机器和机构的总称 2 机器 机器具有三大特征 机器可分为三大类别 原动机 其他形式的能量 机械能转换机 机械能 其他形式的能量工作机 利用机械能完成有用功 3 机构 具有确定相对运动的许多构件的组合体 4 构件 组成机构的单元 5 机械零件 组成构件的元件 6 部件 若干个机械零件的组合体 通用零件 专用零件 1 1 5机械的基本组成 1 动力装置 电动机 内燃机 空气压缩机 蒸汽机 2 传动装置 传递运动和动力 甚至变换运动的形式和方向 3 工作装置 直接完成生产任务 4 信号及操纵控制装置 5 机架 1 2建筑机械的动力装置 原动机 1 电动机 2 内燃机 3 空气压缩机 4 蒸汽机 1 3建筑机械的传动装置 1 3 1传动装置的定义 1 3 2传动装置的作用 1 减速与增速电动机输出轴转速 450r min滚筒转速 30r min 2 变速调节动力装置的速度通过传动装置实现变速 3 改变运动形式 4 传递 分配或汇集动力与运动 1 3 3传动装置的类型 1 按传动比分类 定传动比传动 变传动比传动 有级变速 无级变速 周期变化 如 带 链 摩擦轮 轮 蜗杆涡轮 2 按能量流动路线分类 3 按工作原理分类 1 3 4初选传动类型的基本原则 1 尽量简化和缩短传动系统常采用传动比大的传动形式 但传动比大的传动形式往往效率较低 2 多级传动时要合理布置传动顺序 一般带传动承载能力较小 但其运动较平衡 能缓冲减振 因此带传动应尽量布置在高速级 链传动的瞬时传动比不准确 高速下易产生冲击 振动和噪声等 故应布置于低速级 并可在较高温度下工作 蜗杆传动可以有较大的传动比 传动平稳但效率低 适用于中 小功率及间歇运动的场合 当其与齿轮传动同时应用时 最好布置于高速级 3 单件生产的低速 小功率机械 其传动应尽可能采用标准零 部件 4 工作环境恶劣时 应视具体情况选用 5 寿命要求方面 以轮传动的寿命最高 而链传动和摩擦传动的寿命较短 6 荷载 扭矩大 有冲击 振动的建筑机械 或有变速 变换运动形式的工作装置 应考虑采用液压传动 7 合理分配传动比 各级传动比宜在其常用范围内选取 以保证符合各种传动形式的工作特点和结构紧凑 8 对生产批量较大的机械 选传动形式时 应对工艺性 经济性 可行性 可靠性等问题 借助电子计算机辅助设计 最优化设计方法等对各种传动方案作精确的比较 以寻求最佳的传动方式 1 4机械制造的常用材料 1 4 1常用金属材料 钢和铸铁 铁 碳合金 某些有色金属及其合金 1 4 2高分子材料 高分子材料为有机合成材料 亦称聚合物 高分子材料 塑料 橡胶 合成纤维 热塑性塑料 热固性塑料 通用橡胶 特种橡胶 较高的强度 良好的塑性 较强的耐腐蚀性 很好的绝缘性 重量轻 1 4 3复合材料 比强度和比刚度高 抗疲劳性能好 减振能力强 比模量大 高温性能好 热稳定性好 断裂安全性高 其减摩性 耐蚀性以及工艺性均较好 优良性能 不良性能 因是各向异性材料 横向拉伸强度和层间剪切强度不高 伸长率较低 冲击韧性有时也不理想 1 4 4材料的选择原则 使用要求 工艺要求 经济要求 1 4 5材料选择的基本方法 以综合机械性能为主选材 以疲劳强度为主选材 以磨损为主选材 1 5钢的热处理 1 退火 2 正火 3 淬火 4 回火按加热温度的不同 回火可分为低温回火 中温回火 高温回火 又称调质 5 调质 6 时效处理 1 普通热处理 7 表面淬火热处理 8 表面化学热处理 2 表面热处理 1 6公差与配合的基本概念 1 6 1互换性 1 6 2公差配合的基本术语和定义 公差 零件的尺寸 形状等能保持在允许的误差变动范围内 同样也可实现互换性 这允许的误差范围就是公差 配合 对于相互配合的两个零件 有时要求装得松一些 有时要求装得紧一些 两个零件这种相互结合起来时所要求的松紧程度 称为配合 公差 最大极限尺寸 最小极限尺寸 基本尺寸 设计给定的尺寸 实际尺寸 零件加工后 通过测量所得的尺寸 极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值 最大极限尺寸 最小极限尺寸 尺寸偏差 某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差 实际偏差 实际尺寸 基本尺寸 极限偏差 极限尺寸 基本尺寸 极限偏差 上偏差 最大极限尺寸 基本尺寸 下偏差 最小极限尺寸 基本尺寸 ES 孔的上偏差 EI 孔的下偏差 es 轴的上偏差 ei 轴的下偏差 尺寸公差 允许尺寸的变动量 公差 最大极限尺寸 最小极限尺寸 公差 上偏差 下偏差 Th 孔公差 TS 轴公差 Tolerance 公差 hole 孔 Spool 轴 偏差可 可 或为 0 公差恒为 标准公差 为了满足各种机器所需的不同精度要求 并减少刀具和量具等的规格 国家标准对于基本尺寸小于500mm的公差 作了标准规定并称之为标准公差 例1 1 已知孔的基本尺寸D 30mm 孔的最大极限尺寸Dmax 30 023mm 孔的最小极限尺寸Dmin 30mm 轴的基本尺寸d 30mm 轴的最大极限尺寸dmax 29 980mm 轴的最小极限尺寸dmin 29 960mm 求孔与轴的极限偏差及公差 解 孔的上偏差ES Dmax D 30 023 30 0 023mm 孔的下偏差EI Dmin D 30 30 0 孔公差Th Dmax Dmin 30 023 30 0 023mm or孔公差Th ES EI 0 023 0 0 023mm 轴的上偏差es dmax d 29 980 30 0 020mm 轴的下偏差ei dmin d 29 960 30 0 040mm 轴公差TS dmax dmin 29 980 29 960 0 020mm Or轴公差TS es ei 0 020 0 040 0 020mm 孔 轴 配合 基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差之间的关系 由于孔和轴的实际尺寸不同 装配后可出现松紧不同的配合 配合 间隙配合 孔尺寸 轴尺寸 0 过盈配合 孔尺寸 轴尺寸 0 过渡配合 最大间隙 孔的最大极限尺寸 轴的最小极限尺寸最小间隙 孔的最小极限尺寸 轴的最大极限尺寸 间隙配合 过盈配合 最小过盈 孔的最大极限尺寸 轴的最小极限尺寸最大过盈 孔的最小极限尺寸 轴的最大极限尺寸 过渡配合 配合公差 是允许间隙或过盈的变动量 其数值 孔公差 轴公差 Th TS 1 6 3表面粗糙度 1 概念 由加工痕迹在零件表面形成的微观几何形状特性 在旧国标中称为表面光洁度 在新国标中称为表面粗糙度 是衡量零件及机械质量的重要指标之一 2 表面粗糙度的评定参数旧国标规定了14个表面光洁度等级 新国标近似 一般是将Ra的数值 0 012 50 m 直接标在表面粗糙度的符号上 Ra的数值越小