主編康國初

理工分社

汽車機械根底出版社ISBN978-7-5624-4497-81.1金屬及合金的主要性能1.1.1強度和塑性(1)強度1)強度的定義及衡量2)強度的測量①彈性階段②彈、塑性變形第1章機械工程材料根底知識③斷裂圖1.1鋼的標準試樣示意圖(a)圓試樣(b)矩形截面試樣圖1.2低碳鋼的拉伸曲線(2)塑性1)延伸率δ1.1.2硬度(1)布氏硬度(2)洛氏硬度圖1.3布氏硬度實驗原理圖1.1.3沖擊韌性和疲勞強度圖1.4洛氏硬度試驗原理(1)沖擊韌性圖1.5沖擊試驗原理圖1—支座；2—試件；3—指針；4—擺錘(2)疲勞強度1.2金屬及合金的晶體結構與結晶1.2.1金屬的晶體結構與結晶(1)金屬的晶體結構1)晶體結構的根本知識2)常見金屬的晶格結構①體心立方晶格圖1.6簡單立方晶體中原子排列示意圖(a)晶體中原子的排列(b)晶格(c)晶胞圖1.7體心立方的晶胞示意圖(a)模型(b)晶胞(c)晶胞原子②面心立方晶格③密排六方晶格(2)金屬的結晶圖1.8面心立方的晶胞示意圖(a)模型(b)晶胞(c)晶胞原子數1)純金屬的結晶及過冷現象①純金屬結晶的根本過程及其產物②過冷現象圖1.9密排六方的晶胞示意圖(a)模型(b)晶胞(c)晶胞原子數

圖1.10金屬結晶過程示意圖圖1.11純金屬的冷卻曲線及過冷2)晶粒大小對金屬力學性能的影響①增加冷卻速度圖1.12過冷度對生核率N

和長大率v的影響圖1.13純鐵冷卻曲線②變質處理③附加振動(3)金屬的同素異構轉變1.2.2合金的根本相結構(1)根本概念1)合金2)組元3)合金系4)相(2)合金的根本相結構1)固溶體2)金屬化合物圖1.14固溶體的兩種類型(a)間隙固溶體(b)置換固溶體2.1鐵碳合金2.1.1鐵碳合金的根本相(1)鐵素體(2)奧氏體(3)滲碳體2.1.2鐵碳合金相圖

第2章鋼的熱處理圖2.1簡化的鐵碳合金相圖(1)鐵碳合金相圖分析1)鐵碳合金相圖的特性點、特性線和特性區域①鐵碳合金相圖中的主要特性點②鐵碳合金相圖中的主要特性線圖2.2簡化的鐵碳合金相圖中幾種典型合金位置及組織轉變示意圖圖2.3熱處理加熱(冷卻)時鐵碳合金相圖上的各臨界點位置3.1碳素鋼的分類、牌號及用途3.1.1碳素鋼的分類(1)按含碳量分類(2)按質量分類(主要根據有害雜質硫、磷的多少)(3)按用途分類第3章常用金屬材料和非金屬材料3.1.2碳素鋼的牌號、性能及主要用途(1)碳素結構鋼(2)優質碳素結構鋼(3)碳素工具鋼3.2.1合金鋼的分類(1)按其合金元素總含量分類(2)按用途分類低合金鋼低合金結構鋼是在碳素結構鋼的根底上，參加少量(不大于3%)的合金元素冶煉而成的。(1)低合金鋼的分類1)按主要質量等級分類2)按主要性能和使用特性分類(2)低合金高強度結構鋼3.2.3合金結構鋼(1)合金結構鋼牌號及應用1)合金滲碳鋼2)合金調質鋼3)合金彈簧鋼4)滾動軸承鋼(2)合金工具鋼(3)特殊性能鋼1)不銹鋼2)耐磨鋼3)耐熱鋼3.3鑄鐵的分類、牌號及用途3.3.1白口鑄鐵白口鑄鐵是指鑄鐵中的碳幾乎全部以滲碳體的形式存在，其性能特點是硬而脆，切削加工非常困難，一般不用于制造零件。3.3.2灰鑄鐵灰鑄鐵是指鑄鐵中碳全部或大局部以片狀石墨形態存在，其斷口呈暗灰色，故稱灰鑄鐵。3.3.3球墨鑄鐵球墨鑄鐵是指鑄鐵中的碳全部或大局部以球狀石墨形式存在。3.3.4可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是指鑄鐵中的碳全部或大局部以團絮狀石墨形式存在。3.3.5蠕墨鑄鐵3.4有色金屬合金通常有色金屬材料是指鋁、銅、鎂、鋅、鈦等金屬及其合金。3.4.1鋁及其合金(1)純鋁鋁是目前工業中用量最大的有色金屬。(2)鋁合金純鋁的強度很低，無法作為承受載荷的結構材料使用。3.4.2銅及其合金(1)純銅(2)黃銅3.4.3軸承合金3.5非金屬材料3.5.1有機高分子材料(1)塑料(2)橡膠(3)膠粘劑3.5.2陶瓷材料3.5.3復合材料(1)纖維增強復合材料(2)層合復合材料(3)顆粒復合材料4.1.1靜力學的根本概念(1)力的概念1)力的定義2)力的要素3)力的表示方法(2)剛體的概念第4章靜力學根底(3)力系的概念(4)平衡的概念4.1.2靜力學公理公理1二力平衡公理公理2加減平衡力系公理圖4.1二力平衡條件公理3力的平行四邊形公理圖4.2力的合成推論2三力平衡匯交定理公理4作用與反作用公理4.2約束、約束反力及受力圖4.2.1約束、約束反力(1)柔性約束(2)光滑接觸面約束(3)光滑鉸鏈約束1)固定鉸鏈支座2)活動鉸鏈支座圖4.3圖4.4柔性約束圖4.5光滑接觸面約束圖4.6鉸鏈約束圖4.7固定鉸鏈約束１—構件；2—銷釘；3—固定底座圖4.8可動鉸鏈支座1—支座；2—構件；3—銷釘；4—圓柱形滾子圖4.9曲柄連桿機構1—活塞銷；2—缸體；3—活塞；4—支座；5—曲柄；6—邊桿3)中間鉸鏈4.2.2受力圖圖4.10球的受力圖例(2)畫出主動力，只有球的重力G。(3)畫出約束反力。圖4.11簡支梁的受力圖解圖4.12支架的受力分析4.3力偶和力矩4.3.1力偶(1)力偶的概念作用在同一物體上的大小相等、指向相反圖4.13凸輪機構受力分析圖

而作用線不重合的兩個平行力所組成的力系，稱為力偶。圖4.14力偶作用的實例(2)力偶矩(3)力偶的性質3)力偶的等效性(4)平面力偶系的合成與平衡圖4.15汽車制動踏板裝置圖4.16力偶的等效性4.3.2力矩(1)力矩的概念(2)合力矩定理圖4.17平面力偶系解圖4.18扳手擰螺母圖4.19圓柱齒輪的受力圖4.20平面力系4.4平面力系4.4.1平面匯交力系的合成與平衡(1)力在坐標軸上的投影(2)合力投影定理圖4.21力在坐標軸上的投影圖4.22合力投影定理(3)平面匯交力系的平衡條件4.4.2平面任意力系的合成與平衡(1)力的平移定理(2)平面任意力系向一點簡化圖4.27力的平移定理圖4.26力的平移圖4.28平面任意力系的簡化(3)固定端約束(4)平面任意力系的平衡條件1)平面任意力系的平衡方程圖4.29固定端約束2)平面平行力系的平衡方程圖4.30平面平行力圖4.31平面匯交力系的平衡舉例(3)建立坐標系Axy，如圖4.31(b)所示。(4)列平衡方程并求解。4.4.3考慮摩擦時的平衡問題(1)滑動摩擦力(2)摩擦角、自鎖圖4.34滑動摩擦圖4.35物體在水平面上的摩擦圖4.36自鎖條件(3)考慮摩擦的平衡問題4.5空間力系4.5.1力在空間坐標軸上的投影(1)直接投影法圖4.37變速箱齒輪軸(2)二次投影法圖4.38力的投影圖4.39力的投影4.5.2空間力系的平衡條件(1)空間匯交力系的合成圖4.40長方體(2)空間匯交力系的平衡方程(3)空間任意力系的平衡方程(4)空間力系問題的平面解法圖4.42傳動軸的受力圖圖4.43發動機曲軸5.1根本概念5.1.1變形體及其根本假設(1)均勻連續性假設第5章材料力學根底圖5.11—軸線；2—形心；3—橫截面(2)各向同性假設5.1.2桿件變形的根本形式(1)軸向拉伸和壓縮(2)剪切(3)扭轉圖5.2(a)等截面的直桿(b)變截面桿(c)曲桿圖5.3拉伸和壓縮圖5.4剪切圖5.5扭轉圖5.6彎曲(4)彎曲5.1.3內力、截面法和應力(1)內力(2)截面法圖5.7截面法圖5.8(3)應力圖5.9應力圖5.10軸向拉伸和壓縮5.2軸向拉伸和壓縮5.2.1軸向拉伸和壓縮的概念5.2.2拉壓桿橫截面上的軸力、應力計算(1)軸力圖5.11圖5.12(2)橫截面上的應力圖5.13圖5.145.2.3拉(壓)桿的強度計算(1)許用應力及平安系數(2)強度計算1)校核強度2)截面設計3)確定承載能力5.2.4拉(壓)桿的變形(1)變形和應變縱向相對變形或縱向線應變為橫向相對變形或橫向線應變為(2)泊松比(3)胡克定律圖5.18(a)拉伸(b)壓縮5.2.5壓桿穩定的概念要提高壓桿的穩定性，可從以下4個方面考慮：圖5.20壓桿失穩圖5.21木桿受壓試驗①合理選用壓桿材料②合理選擇截面形狀③減小壓桿的長度④改善約束條件圖5.22型鋼截面5.3剪切和擠壓5.3.1剪切的概念和實用計算圖5.23螺栓的剪切變形圖5.24鍵的剪切變形圖5.25鉚釘的剪切變形(1)剪切的概念(2)剪切的實用計算1)內力與應力計算2)抗剪強度條件塑性材料：脆性材料：5.3.2擠壓的概念和實用計算(1)擠壓的概念圖5.26擠壓破壞(2)擠壓的實用計算1)擠壓應力2)抗擠壓強度條件塑性材料：脆性材料：5.4圓軸扭轉圖5.27擠壓面的計算面積5.4.1扭轉的概念5.4.2外力偶矩、扭矩和扭矩圖(1)外力偶矩(2)扭矩(3)扭矩圖5.4.3圓軸扭轉時的應力和變形圖5.30轉向盤軸(1)圓軸扭轉時橫截面上的應力1)切應力分布規律圖5.312)最大切應力的計算(2)截面的極慣性矩和抗扭截面系數的計算1)實心圓截面圖5.35切應力分布規律圖5.36軸的截面形狀圖5.37軸扭轉時的變形極慣性矩為抗扭截面系數為2)空心圓截面極慣性矩為抗扭截面系數為(3)圓軸扭轉時的變形5.4.4圓軸扭轉時強度和剛度的計算(1)強度條件(2)剛度條件5.5彎曲5.5.1彎曲的概念5.5.2梁彎曲時橫截面上的內力、彎矩圖圖5.40圖5.41圖5.42圖5.441—梁彎曲后的軸線；2—軸線；3—對稱軸；4—縱向對稱軸圖5.431—梁；2—地面；3—墻圖5.45圖5.46(a)正剪力(b)負剪力(c)正彎矩(d)負彎矩圖5.48(2)彎矩圖M=M(x)5.5.3彎曲時橫截面上的正應力(1)純彎曲的概念(2)橫截面上正應力的分布規律圖5.50圖5.51圖5.52圖5.53(3)正應力的計算公式5.5.4梁彎曲時的強度計算5.5.5梁變形的概念圖5.565.6組合變形的強度計算5.6.1組合變形的概念5.6.2拉伸(壓縮)與彎曲組合變形的強度圖5.57圖5.58計算圖5.605.6.3彎曲與扭轉組合變形的強度計算6.1機構的組成6.1.1機構的組成與分類6.1.2運動副及其分類6.2平面機構運動簡圖第6章機構組成及運動簡圖(a)曲柄連桿機構(b)連桿2的組成1—曲軸；2—連桿；3—活塞；4—汽缸；5—連桿體；6—螺栓；7—連桿蓋；8—螺母圖6.2平面運動副及其符號(a)轉動副(b)移動副(c)高副(點接觸)(d)高副(線接觸)圖6.3空間運動副及其符號(a)球面副(b)球銷副(c)螺旋副續表6.3平面機構具有確定運動的條件6.3.1自由度與約束6.3.2平面機構自由度的計算(1)機構自由度的計算公式圖6.6平面運動構件的自由度達式圖6.7復合鉸鏈(2)機構自由度計算中特殊情況的處理1)復合鉸鏈圖6.8局部自由度2)局部自由度3)虛約束6.3.3平面機構具有確定運動的條件根據平面機構的自由度計算公式，當機構的自由度F＞０時，機構相對于機架是可以運動的。6.4機構傳動的類型與用途6.4.1機構傳動的類型機構傳動的類型通常按工作原理和速比是否能改變進行分類。6.4.2機構傳動的用途機構傳動的作用是進行運動和動力傳遞，以完成預定的要求。7.1鉸接四桿機構7.1.1鉸接四桿機構的組成第7章平面連桿機構圖7.2抽油機驅動機構1—游梁(搖桿)；2—連桿；3—曲柄圖圖7.1鉸接四桿機構的組成7.1.2鉸接四桿機構的根本類型(1)曲柄搖桿機構圖7.3縫紉機踏板機構1—踏板；2—連桿；3—曲軸；4—機架圖7.4旋轉式水泵(2)雙曲柄機構(3)雙搖桿機構7.1.3鉸接四桿機構類型的判別7.2鉸接四桿機構的演化形式圖7.5雙曲柄機構(a)平行雙曲柄機構(b)反向雙曲柄機構圖7.7自卸翻斗車圖7.6車門啟閉機構圖7.8鉸接四桿機構類型的判別(a)最短構件為連架桿(b)最短構件為機架(c)最短構件為連桿圖7.9曲柄滑塊機構7.2.1曲柄滑塊機構7.2.2導桿機構7.2.3偏心輪機構圖7.10構件系統圖7.11導桿機構7.3鉸接四桿機構的運動特性7.3.1急回特性和行程速比系數圖7.12牛頭刨床機構圖7.13偏心輪機構1—偏心輪；2—連桿；3—滑塊；4—機架圖7.14曲柄搖桿機構圖7.15壓力角與傳動角7.3.2壓力角與傳動角7.3.3止點位置圖7.16止點位置的應用7.4鉸接四桿機構的運動設計7.4.1按照給定的連桿位置設計四桿機構7.4.2按給定的行程速比系數設計圖7.17四桿機構給定行程速比系數k，即為給定四桿機構急回的運動條件。圖7.18四桿機構8.1凸輪機構的組成、特點及類型8.1.1凸輪機構的組成與特點8.1.2凸輪機構的類型(1)按凸輪形狀和運動分類1)盤形凸輪機構2)移動凸輪機構第8章凸輪機構圖8.1內燃機氣門凸輪傳動機構1—凸輪；2—彈簧；3—氣門導管；4—氣門推桿圖8.2自動機床的進刀機構1—凸輪；2—從動件圖3)圓柱凸輪機構圖8.3凸輪機構的組成(a)平面凸輪機構(b)空間凸輪機構1—凸輪；2—從動件；3—機架(2)按從動件的形狀分類

圖8.4盤形凸輪機構圖8.5移動凸輪機構圖8.6從動件的形狀(a)尖頂從動件(b)滾子從動件(c)平底從動件1)尖頂從動件2)滾子從動件3)平底從動件8.2凸輪傳動機構常用的運動規律8.2.1凸輪傳動的工作過程8.2.2常用的從動件運動規律(1)等速運動規律(2)等加速等減速運動規律(3)余弦加速度運動規律圖8.7凸輪機構的運動過程(a)對心移動尖頂從動件盤形凸輪機構(b)位移曲線圖圖8.8等速運動規律(a)位移線圖(b)速度線圖(c)加速度線圖圖8.9等加速等減速運動規律(a)位移曲線(b)速度曲線(c)加速度線圖8.3盤形凸輪機構的設計8.3.1盤形凸輪輪廓曲線的設計(1)作圖原理(2)作圖方法1)尖頂對心移動從動件盤形凸輪2)滾子對心移動從動件盤形凸輪圖8.10反轉法原理圖8.11尖頂對心移動從動件盤形凸輪3)擺動從動件盤形凸輪(3)用圖解法繪制凸輪輪廓應注意的事項8.3.2凸輪機構設計中的幾個問題(1)滾子半徑確實定(2)壓力角及其許用值圖8.12滾子對心移動從動件盤形凸輪圖8.13擺動從動件盤形凸輪圖8.14滾子半徑的影響(a)ρmin＞rr(b)ρmin=rr(c)ρmin＜rr圖8.15凸輪機構的壓力角圖8.16檢查壓力角的方法(3)基圓半徑的選擇rb＞1.8r+rr+(6～10)mm(4)偏距的大小及其方位圖8.17基圓半徑增大，可使壓力角減少圖8.18從動件偏置方向比較9.1帶傳動概述9.1.1帶傳動的工作原理9.1.2帶傳動的特點1)傳動帶具有良好的彈性，能夠緩和沖擊，吸收振動，因此，其傳動平穩，無噪聲。第9章帶傳動與鏈傳動2)傳動帶與帶輪是通過摩擦力傳遞運動和動力的。3)結構簡單，制造和安裝精度要求低，使用維護方便。圖9.1帶傳動4)適宜用在兩軸中心距較大的場合，但外廓尺寸較大。9.1.3帶傳動的主要類型與應用(1)平帶傳動(2)V帶傳動圖9.2帶傳動的類型(a)平形帶傳動(b)三角帶傳動(c)圓形帶傳動(d)同步帶傳動(3)圓帶傳動(4)同步帶傳動9.2V帶和V帶輪9.2.1V帶的構造和標準9.2.2V帶輪的結構(1)實心帶輪S型圖9.3V帶結構(a)繩芯結構(b)簾布芯結構續表(2)腹板帶輪P型(3)孔板帶輪H型(4)橢圓輪輻帶輪E型9.3V帶傳動的工作能力分析續表圖9.4V帶輪的結構(a)實心帶輪(b)腹板帶輪

(c)孔板帶輪(d)橢圓輪輻圖9.5(a)工作前初拉力F0(b)工作后緊邊拉力F1＞松邊拉力F21—