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1、#*工业职业技术学院冶金与工业设计系任任教教班班级级 20162016 秋汽车制造与检修（中职）秋汽车制造与检修（中职）1-21-2 班班任任教教科科目目 汽车机械基础汽车机械基础 教教师师姓姓名名 _杲金玉杲金玉_ _ 2016201620172017 学年第一学期学年第一学期#*教学设计方案（首页）教学设计方案（首页）课程名称汽车机械基础章、节名称教学项目一、静力学基础教学项目一、静力学基础 教学任务一、静力学的基本概念教学任务一、静力学的基本概念授课教师杲金玉杲金玉班级授课日期2016.8.23-26课时42 课次知识目标明确力、平衡、刚体和约束等重要 概念；掌握静力学四个公理及其推论
2、所概括的力的基本性质能力目标（专业能力）了解各种常见典型约束的性质，会正 确表示典型约束的约束反力方法目标（社会能力）深入浅出的分析，讲解新课教学目标素质目标学生能在老师的引导下，总结本节 要点教学重点1、力、刚体、平衡的概念2、四个基本公理教学难点约束类型及约束反力分析教学准备本课教案及相关的实用教具教学反思教学设计方案（副页）教学过程教学设计方案（副页）教学过程时间教学过程及内容教学#*分配方法80引入： 同学们今天我们将要介绍力的性质、静力学基本公理、 力系的简化和平衡条件等静力、具备对构件进行受力分析、画 受力图及平衡计算等基本技能 一、力的基本性质与概念一、力的基本性质与概念1 1、
3、力的定义、力的定义力是物体间相互的机械作用。力作用的结果有两个:一是使物体的运动状态发生变化，即力的外效应，也称 为运动效应：二是使物体的形状发生改变，即力的内效应，也称为变 形效应。力是人类在长期的生产实践和科学实验、观察中逐步 建立起来的概念。力作用的例子普遍存在于日常生活和生产劳动当中。当 人用手推、拉、投掷、举起物体时，会使物体的运动状态改变；2 2、力有三要素、力有三要素力的三要素是指：力的大小、方向和作用点。力对物体的 效应取决于力的三要素。只要力的三要素之一发生改变，则力 对物体的效应也就随着改变。 3 3、刚体的概念、刚体的概念 在实际工程中，如钢、铸铁、混凝土、木材、陶瓷等常
4、用 的构件材料均有足够的抵抗变形的能力，这些构件在受力后产 生的变形是极其微小的。 构件的这些微小变形对研究物体的平衡问题来说可以忽略 不计。如汽车发动机中的齿轮轴轴承，在其运转过程中齿轮轴 的微小弯曲对两端轴承受力的影响极小。 在研究齿轮轴的受力时忽略轴的变形因索，使问题得以简 化，从而将齿轮轴视做不变形的“刚体” 。4 4、平衡的概念、平衡的概念 平衡是指物体在力系作用下相对于惯性参考系处于静止或 作匀速直线运动状态。力系是指作用于刚体上的一群力。作用 于平衡物休土的力系，称为平衡力系。二、力的基本性质（静力学基本公理）二、力的基本性质（静力学基本公理）1 1、力的平衡公理、力的平衡公理刚
5、体受两个力作用而平衡的必要和充分的条件是：这两个 力 的大小相等，方向相反，且作用于同一直线上，简称“等值、 反向、共线” 。工程中将受两个力作用而平衡的刚体称为“二力 构件”或“二力体” 。2 2、加减平衡力系公理、加减平衡力系公理在作用于刚体的任意力系中，加上或减去任何一个平衡力 系，不改变原力系对刚体的作用效应。讲授演示#*推论：力的可传性原理。 3 3、作用力与反作用力公理、作用力与反作用力公理 有作用力就必然有反作用力，何一方都不能独立存在。作用 力与 4 4、力的平行四边形公理、力的平行四边形公理 作用于物体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作 用于该点，其大小和方向由以这两
6、个力为邻边所构成的平行四 边形的对角线所确定，即合力矢等于这两个分力矢的矢量和。5 5、三力平衡汇交定理、三力平衡汇交定理 刚体受同一平而内三个互不平行的力作用而平衡时，此三个 力的作用线必汇交于一点。此推论可用力的可传性原理、平行 四边形法则来证明。 三、约束与约束力三、约束与约束力 1 1、约束与约束力的定义、约束与约束力的定义约束是指用以限制物体某一方向运动的装置。工程中的机 器或者结构，总是由许多零部件组成的。这些零部件按照一定 的形式相互连接，它们之间的运动必然互相限制。 2 2、约束力、约束力约束力是指当非自由体有沿约束所限制方向运动趋势时， 约束与被约束体之间产生相互的作用力。在
7、路上行驶的汽车受 到地面的支持力就是约束力。3 3、约束类型与约束力的确定、约束类型与约束力的确定 1）柔性约束：在实际工程中，常见的钢丝绳、绳索、皮带、 链条等均属柔体约束。 2）约束特点：柔体只能承受拉力，不能承受压力。柔休对 物体的约束只能限制物体沿着柔体的中心线离开柔体的运动， 而不能限制其他方向的运动。 3）约束力的确定：柔体对物体的约束反力作用在接触点上、 方向沿着柔体中心线背离被约束物体的拉力。4 4、光滑接触约束、光滑接触约束 光滑接触约束的特点是光滑接触面约束只能限制物体沿 着接触面的公法线指向支承面的运动。 汽车发动机中典型的光滑面约束有齿轮啮合、光滑钦链 约束等。用圆柱形
8、销钉将两个开有销钉孔的零件连接起来形成 的一种可动的连接。 5 5、工程上常见的光滑铰链有如下几种形式、工程上常见的光滑铰链有如下几种形式 （1）中间铰链 中间铰链的结构是用销钉穿过两个可动零 件的圆柱孔，将它们连接起来，使两个零件可绕销钉轴线相对 转动。 （2）固定铰链 固定铰链支座是用销钉把某构件与固定机 架或固定支承面连接，构件只能绕销钉轴线转动，不能用做其 他移动，销钉与构件的接触为光滑圆柱面。 6 6、受力分析与受力图、受力分析与受力图 在研究静力平衡问题时，首先要解决的两个关键问题是：#*（1）研究对象的确定；（2）研究对象的受力分析。教学设计方案（首页）教学设计方案（首页）课程名
9、称汽车机械基础章、节名称教学任务二、平面汇交力系教学任务二、平面汇交力系 授课教师杲金玉杲金玉班级 授课日期课时1 课次2知识目标理解力在直角坐标轴上的投影和合力投影定 理，能力目标（专业能力）掌握平面汇交力系平衡方程 方法目标（社会能力）主要研究平面力系的简化和合成方法，平 衡条件和平衡方程，应用平衡方程求解物体 平衡问题的方法步骤教学目标素质目标在学习过程中了解，平面汇交力系平衡方 程教学重点平面汇交力系平衡方程教学难点 合力投影定理教学准备 本课教案及相关教具教学反思#*教学设计方案（副页）教学过程教学设计方案（副页）教学过程时间分配教学过程及内容教学方法引言：引言： 平面力系各力作用线
10、都在同一平面内的力系。 空间力系各力作用线不在同一平面内的力系。 汇交力系作用线交于一点的力系。 一、一、 力的分解力的分解 按照平行四边形法则，两个共作用点的力，可以合成为一个合力， 解是唯一的；但反过来，要将一个已知力分解为两个力，如无足够的条 件限制，其解将是不定的。 1 1、 力在坐标轴上的投影力在坐标轴上的投影 力的投影是代数量，取正值；反之，取负值。若已知力的大小和方 向为力在直角坐标轴上的投影，可以同时表明力沿直角坐标轴分解时分 力的大小和方向。 2 2、合力投影定理、合力投影定理若刚体在平面上的一点作用着两个力合成的平行四边形法则（三角 形）依次类推，从而得出力系的合力等于各分
11、力的矢量和。 合力投影定理合力投影定理合力在某一轴上的投影等于各分力在同一轴上投 影的代数和。 3 3、平面汇交力系的平衡条件、平面汇交力系的平衡条件 平面汇交力系可以合成为一个合力，即平面汇交力系可用其合力来 代替。二、解静力学平衡问题的一般方法和步骤：二、解静力学平衡问题的一般方法和步骤： 1 1.选择研究对象选择研究对象 所选研究对象应与已知力（或已求出的力）、未知 力有直接关系，这样才能应用平衡条件由已知条件求未知力；2 2.画受力图画受力图 根据研究对象所受外部载荷、约束及其性质，对研究对 象进行受力分析并得出它的受力图。 3.3.建立坐标系建立坐标系 在建立坐标系时，最好选取有一轴
12、与一个未知力垂直。4.4.列平衡方程解出未知量列平衡方程解出未知量 根据平衡条件列平衡方程时，要注意各 力投影的正负号。如果计算结果中出现负号时，说明原假设方向与实际 受力方向相反。#*教学设计方案（首页）教学设计方案（首页）课程名称汽车机械基础章、节名称力矩和力偶力矩和力偶 授课教师杲金玉杲金玉班级 授课日期2016.8.30课时1 课次2知识目标1、了解力矩和力偶的概念；理解力 的平移原理；2、掌握力偶性质。能力目标（专业能力）掌握力偶性质，培养分析问题和解 决问题的能力。方法目标（社会能力）1、了解力矩和力偶的概念。2、掌握力偶性质及力的平移原理、 应用。教学目标素质目标1、了解力矩和力
13、偶的概念，掌握力 偶性质。2、了解力的平移原理；并能解释生 活和工程实际问题。教学重点1、力矩和力偶的概念，力偶性质；2、力的平移原理、应用。教学难点 力偶性质、力的平移原理及应用教学准备 本课教案及相关教具教学反思#*教学设计方案（副页）教学过程教学设计方案（副页）教学过程时间分配教学过程及内容教学方法80力矩和力偶 一、力矩 1、力矩的概念 力的大小 F 与力臂 d 的乘积称为力矩。 规定：力使物体绕矩心逆转为正；顺转负。要点要点: : 1）力过矩心，力矩为零。 2）力为零，力矩为零。 3）力沿力线在刚体内移动，力矩不变。 2、合力矩定理 平面汇交力系的合力对于平面内任一点之矩等于所有各力
14、 对该点之矩的代数和。讨论：讨论：根据合力矩定理推出：“力偶对任一点的矩等于零,错在 哪里？ 合力矩定理指出：“合力对点之矩等于各分力对同一点之矩 的代数和” ，因为“力偶无合力” ，所以力偶对一点之矩必等于 零。 二、力偶 1、力偶的概念 等值、反向的两个平行力构成力偶。 2、力偶三要素 力偶矩的大小、转向、力偶作用面称为力偶三要素。 说明：力、力偶为静力学两个基本物理量。 3、力偶矩 规定：逆时针转向的力偶矩为正，顺转为负。 4、力偶性质 力偶无矩心 力偶无合力 等效力偶可以互换三、力的平移三、力的平移 要点：要点：1）力的平移原理只适用于刚体。2）力的平移是指力在同一刚体上平移，不能移到
15、另一刚体 上。3）力的平移原理的逆定理亦成立。讲授演示#*教学设计方案（首页）教学设计方案（首页）课程名称汽车机械基础章、节名称摩擦力摩擦力授课教师杲金玉杲金玉班级汽车制造与检修 1601 班授课日期2016.9.2课时1 课次2知识目标1、知道滑动摩擦、滑动摩擦力的概念，认识滑 动摩擦产生的条件2、明确滑动摩擦力的方向，知道滑动摩擦力大 小与相互接触的物体的材料、正压力和接触面的 粗糙程度的关系。能力目标（专业能力）能运用动摩擦因数计算摩擦力大小。认识静摩擦的规律，能够用二力的平衡知识得 出静摩擦力的大小。方法目标（社会能力）联系生产、生活和实际讨论和认识各种摩擦力 的利弊，加深对静摩擦力的
16、认识；通过对生活中 摩擦力的了解用自身的语言表达深化对摩擦力的 认识，达到巩固提高的目的。教学目标素质目标在理解摩擦力的利与弊的过程中，领略自然界 的和谐与奇妙，使学生的价值观得到提升；教学重点1、滑动摩擦力的大小、方向和作用点；2、滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用f FN解决具体问题；3、静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。教学难点1、滑动摩擦力方向的判定2、静摩擦力有无、大小和方向的判定。教学准备本课教案及相关教具教学反思#*教学任务一、机构常识教学任务一、机构常识一、机器的组成一、机器的组成机器是执行机械运动、用来变换或传递能量、物料、信息的装置。1 1、人是不是机器
17、、人是不是机器机器的定义是:“机器是执行机械运动、用来变换或传递能量、物料、信息 的装置。 ”而人也可执行机械运动变换或传递能量、物料和信息。2 2、一般机器包含四个基本组成部分、一般机器包含四个基本组成部分动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。 1）工业机器人铰接臂机械手,2.计算机控制器, 3.液压装置,4.电力装置。二、机器与机构以及零件、构件及部件二、机器与机构以及零件、构件及部件1 1机构机构用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连 接方式组成的构件系统称为机构。1）机构分类（1）平面机构：（2）)空间机构：不满足平面机构条件的机构。2）机构实例削铅笔器、照
18、相机快门、折叠椅、可调台灯、电风扇、雨伞骨架、食物搅 拌器、汽车变速器等。2 2、机器、机器具有确定相对运动、可进行能量转换或做机械功的一种实体组合，如汽车、 起重机、机床等。3 3、机构和机器的区别、机构和机器的区别（1）机器是由各种机构组成：只含有一个最简单的机构。如电动机，只含有 一个定子和转子组成的回转机构。（2）机构只是一个构件系统：而机器除构件系统之外还包含电气、液压等其 他装置,具有变换或传递能量、物料、信息的功能。4 4、机械、机械机器与机构的总称5 5零件零件组成机械的各个制造单元，如螺钉、螺母、轴等。6 6构件构件组成机械的各个运动单元（可以是单独加工的单元体，如车床的主轴
19、；也 可是多个零件的组合体，如连杆） 。7 7运动副运动副两个零件或构件间既相接触又有相对运动的一种联接形式，如车轮与钢轨、 一对轮齿以及轴与轴承之间的联接。（1）平面机构的运动副1）低副：两构件间呈面接触的运动副，可分为回转副和移动副。#* 回转副：组成运动副的两构件只能在一个平面内相对转动。 移动副：组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动。2）高副：两构件间呈点、线接触的运动副。教学任务二、汽车常见四杆机构教学任务二、汽车常见四杆机构一、曲柄连杆机构一、曲柄连杆机构1）连杆机构用低副联接构件组成的机构，又称低副机构。2）连杆机构用于：转动、摆动、移动等运动形式之间的转换。3）连杆机构应用
20、广泛,而且是组成多杆机构的基础。1 1、曲柄机构、曲柄机构1）平面连杆传动机构：是由若干个构件用低副联接并作平面运动的机构。2）平面连杆传动机构特点：运动副为低副，压强小、磨损轻、寿命较长。2 2、铰链四杆机构、铰链四杆机构当四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构。 曲柄:能做整周转动的连架杆。 摇杆：仅能在某一角度摆动的连架杆。 按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型式： 曲柄 摇杆机构； 双曲柄机构； 双摇杆机构。 1）曲柄摇杆机构:铰链四杆机构:两个连架杆，一个为曲柄，另一个为摇杆。 功能：将转动转换为摆动，或将摆动转换为转动。 调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构
21、。 缝纫机的踏板机构。曲柄为从动件，带动主皮带轮作旋转运动。2）双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。 3）双摇杆机构）两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。功能:将一种摆动转换成另一种摆动。 起重机机构 4）转向传动机构：两摇杆长度相等的双摇杆机构，称为等腰梯形机构。 3 3、铰链四杆机构存在曲柄的必要条件、铰链四杆机构存在曲柄的必要条件1）最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。2）满足这个条件的机构究竟有一个曲柄、两个曲柄或没有曲柄，还需根据 取何杆为机架来判断。 3）当最短杆和最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取哪个构 件为机架，都无曲柄
22、存在，为双摇杆机构。偏置曲柄滑块机构，滑块运动线与 曲柄回转中心不共线； 对心曲柄滑块机构，滑块运动线与曲柄回转中心共线； 曲柄等速回转，滑块具有急 回特性。 活塞式内燃机，空气压缩机，冲床等。4）曲柄滑块机构的应用：自动送料机构。 若取曲柄为机架，则为演变为导杆机构； 若取其他机架支点，则为摆动导杆机构； 如：牛头刨床的摆动导杆机构。 5）摇块机构广泛应用于摆动式内燃机和液压驱动装置内。自卸卡车翻斗机构。在该 机构中，因为液压油缸与主轴绕铰链摆动，故称为摇块。4 4、四杆机构的特性、四杆机构的特性#*曲柄摇杆机构的主要特性有： 急回特性； 压力与传动角； 死点。 1）牛头刨床、往复式运输机等
23、机械就利用这种急回特性作用：来缩短非生产时间。 2）曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。3）死点的缺陷：死点会使机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象。可以利用回转 机构的惯性或添加辅助机构来克服。如家用缝纫机中的脚踏机构。 教学任务三、教学任务三、 凸轮机构凸轮机构1 1、作用、作用按照发动机做功的顺序，定时开启进排气门。2 2、组成、组成气门组：气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁片、气门油封。气门传动组：凸轮轴、凸轮轴正时齿轮、液力挺柱、摇臂、摇臂轴等。3 3、凸轮机构的分类、凸轮机构的分类1）凸轮轴位置分类： 凸轮轴上置； 凸轮轴中置； 凸轮轴下置。 2）传动方式分类： 齿轮
24、传动； 链传动； 皮带传动。3）按气门数分类：两气门（1 进 1 排） ；四气门（2 进 2 排） ；五气 门（3 进 2 排） 。4 4、配气相位、配气相位配气相位：用曲轴来表示进排气门早开、迟闭的持续时间。 1）进气门的配气相位： 2）排气门的配气相位：3)气门重叠角:由于进气门的早开、排气门的迟闭使进排气门有同时开启的 情况，进排气门同时开启所对应的角称气门重叠角。4)气门组：气门、气门弹簧、气门导管、气门座圈、锁片、气门油封、气 门弹簧座。5）气门传动组：凸轮轴、凸轮轴正时带轮、摇臂、液力挺柱、摇臂轴。6）液力挺柱：为什么要装液力挺柱？ 为了补偿气门间隙。 为了补偿气门受热膨胀的量而留
25、有气门间隙。装有液力挺柱就不用预留 气门间隙。7）气门间隙过大或过小的危害？ 气门间隙过大，使气门有效升程减少，气门进气量少。 气门间隙过小，容易使气门关闭不严。5 5、凸轮轴驱动气门的方式、凸轮轴驱动气门的方式1）凸轮轴驱动摇臂，摇臂驱动气门。2）凸轮轴通过液力挺柱驱动气门。3）凸轮轴推动挺柱，挺柱推动推秆，推秆推动摇臂，摇臂推动气门。6 6、气门正时、气门正时为了保证发动机正常工作，气门凸轮轴必须与曲轴之间有相应关系，即配 气有正时。#*教学任务四、教学任务四、 汽车轮系概述汽车轮系概述1）汽车变速器的功用是什么,如何实现变速的？2）轮系在传动中起何作用？1 1、轮系定义、轮系定义轮系由一
26、系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统。 2 2、轮系类型、轮系类型1）根据轮系中各齿轮的轴线位置关系分为： 平面轮系； 空间轮系。2）根据轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，又将轮系分：定轴轮系； 周转轮系； 混合轮系。A、定轴轮系所有齿轮几何轴线的位置都是固定的轮系，称为定轴轮系。 如：减速器中的轮系。B、周转轮系至少有一个齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个 轴线转动的轮系称为行星齿轮系。 周转轮系的组成 ： 太阳轮； 行星轮； 行星架或系杆。 一个基本周转轮系中，行星轮可有多个，太阳轮的数量不多于两个，行 星架只能有一个。 行星架与两中心轮的几何轴线必须重合，否则无
27、法运动。C、差动轮系：齿轮均绕固定轴线转动，机构有二个自由度，工作时需要二 个原动件。D、混合轮系：既含有定轴轮系又含有周转轮系，或包含有几个基本周转轮 系的复杂轮系。3 3、轮系的功用、轮系的功用1）实现远距离传动2）实现换向传动：在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可以改变从动轮 的转向。例：车床走刀丝杠的三星轮换向机构：3）实现变速传动5）实现分路传动：滚齿机轮系。6）实现运动合成与分解：例：汽车后桥差速器。二、齿轮的基本常识二、齿轮的基本常识1 1、齿轮传动机构的分类、齿轮传动机构的分类#*2 2、齿廓啮合基本定律、齿廓啮合基本定律 1）齿 kuo 廓啮合基本定律：要使一对齿轮的传动比为
28、常数，那么其齿廓的 形状必须是：不论两齿廓在哪一点啮合，过啮合点所作的齿廓公法线都与连心 线交与一定点 P齿廓啮合基本定律（轮齿齿廓正确啮合的条件 ）2）共轭 e 齿廓，共轭曲线：凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称 共轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线3）齿廓曲线的选择： 满足定传动比的要求；考虑设计、制造等方面。通常采用渐开线、摆线、变态摆线 三三 、齿轮传动的受力分析、齿轮传动的受力分析1 1、啮合过程、啮合过程2 2、复合轮系传动比的计算、复合轮系传动比的计算 在计算混合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理，也不 能对整个机构采用转化机构的办法。计算混合轮系传动比的
29、正确方法是： 首先将各个基本轮系正确地区分开来。 分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。 找出各基本轮系之间的联系。 将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。3 3、轮系的应用、轮系的应用 实现大传动比传动。实现变速、换向传动。 #*实现结构紧凑的大功率传动。在周转轮系中，多采用多个行星轮的结构形式，各行星轮均匀地分布在中 心轮四周。教学任务五、教学任务五、 回转体的平衡回转体的平衡1 1、机械的平衡问题、机械的平衡问题 机械运转时各运动构件将产生大小及方向均发生周期性变化的惯性力，这 将在运动副中引起附加动压力，增加摩擦力而影响构件的强度。2 2、机械的调速问题、机械的调
30、速问题机械运转时，由于机械动能的变化会引起机械运转速度的波动，这也将在 运动副中产生附加动压力，使机械的工作效率降低，严重影响机械的寿命和精 度。 一、回转件的静平衡一、回转件的静平衡1 1、回转件的静平衡计算、回转件的静平衡计算对于轴向宽度小，轴向长度与外径的回转件，例如砂轮、飞轮、盘形凸轮 等，可以将偏心质量看作分布在同一回转面内，当回转件以角速度回转时，各 质量产生的离心惯性力构成一个平面汇交力系，如该力系的合力不等于零，则 该回转件不平衡。2 2、回转件的静平衡试验、回转件的静平衡试验1）静平衡试验的目的 经过平衡计算后加上平衡质量的回转件理论上已完全平衡，但由于制造和 装配的误差及材
31、质不均等原因，实际上达不到预期的平衡。2）静平衡试验的原理 将需要平衡的回转件放置在两相互平行的刀口形导轨上，若回转件的质心 不在回转轴线上，则回转件将在重力矩的作用下发生滚动，当停止滚动时质心 必在正下方。二、回转件的动平衡二、回转件的动平衡1 1、回转件的动平衡计算、回转件的动平衡计算 1）进行动平衡计算的原因对于轴向宽度大的回转件，如机床主轴、电机转 子等，其质量不是分布在同一回转面内，但可以看作分布在垂直于轴线的许多 相互平行的回转面内，这类回转件转动时产生的离心力构成空间力系。 2）任何一个回转体不管它得不平衡质量实际分布情况如何，都可以向两个 任意选定的平衡平面内分解，在这两个平面
32、内各加上一个平衡质量就可以使该 回转体达到平衡。2 2、回转件的动平衡试验、回转件的动平衡试验#*对于回转件应作动平衡试验。 利用专门的动平衡试验机可以确定不平衡质量、向径确切的大小和位置， 从而在两个确定的平面上加上（或减去）平衡质量，这就是动平衡试验。 动平衡机种类很多，除了机械式、电子式的动平衡机外，还有激光动平 衡机、带真空筒的大型高速动平衡机和整机平衡用的测振动平衡仪等。 关于这些动平衡机的详细情况，可参考有关产品的样本和试验指导书。1）机器速度波动的原因：机器运转时其驱动功与总消耗功并不是在每一瞬 时都相等的。2）运动周期：大多数机器在稳定运转阶段的速度并不是恒定的。机器主轴 的速
33、度从某一值开始又回复到这一值的变化过程，称为一个运动循环，其所对 应的时间称为运动周期。 车轮与轮胎车轮与轮胎1 1、车、车 轮轮车轮是外部装轮胎,中心装车轴,并承受负荷的旋转部件，它是由轮毂、轮 辋和轮辐组成。按照轮辐的构造，车轮可分为辐板式和辐条式。 辐板式车轮； 辐条式车轮。2 2、轮辋、轮辋1）国产轮辋的规格：按国标（GB2933-2009）用轮辋名义宽度（英寸） ，轮 缘高度代号（表 10-1） ，轮辋结构形式代号（“” ，一件式，深式或“”多 件式，平式） ，轮辋名义直径（英寸）和轮辋轮廓类型）来表示。2）常用轮辋的形式：最常见的是深槽轮辋和平底轮辋。 深槽轮辋 无内胎轮胎（真空胎
34、）用。 平底轮辋 普通有内胎轮胎用。 3 3、轮、轮 胎胎 （一）分类按是否有内胎可分为： 有内胎轮胎； 无内胎轮胎； 按胎体帘布层 的结构不同，还可分为； 普通斜交胎（轮胎中心线与帘线排列呈 35） ； 子午线轮胎（轮胎中心线与帘线排列呈 90） ； 按轮胎内部充气压力大小分， 可分为； 高压胎（0.50.7 MPa） ； 低压胎（0.150.45 Mpa） ； 超低压 胎（0.15 Mpa 以下） ； 汽车上几乎全部使用低压胎或超低压胎。 （弹性好、 断面宽、接地面积大、壁薄散热好、平顺性、稳定性好） （二）轮胎的功用与组成 1）功用： 支撑汽车车身及货物的总质量； 保证车轮和路面的附着性
35、； 与汽车悬架一同减少汽车行驶中所受到的冲击，并能衰减由此而产生的 振动； 以保证汽车有良好的乘坐舒适性和平稳性。 2）组成：普通轮胎由外胎，内胎与垫带组成。深式轮辋上使用的内胎轮胎没有垫带，而无内胎轮胎即无内胎，又无垫带。3）外胎结构：胎面：橡胶。组成：缓冲层：橡胶+帘线，使胎面与帘布层 结合牢固。帘布层：帘布。结构不同（普、子） 。材料不同，则层数也不同。胎#*圈：钢丝圈。4）花纹：普通花纹。纵向花纹：多用于轿车。横向花纹：多用于货车。越 野花纹：多用于越野车。混合花纹： （三）轮胎的种类1）斜交胎：胎体帘布层中帘线与胎面中心线约成小于 90 度角排列。2）子午线轮胎：轮胎的帘线与胎面中心
36、夹角接近 90 度角,并从一侧胎边穿 过胎面到另一侧胎边,帘线分布像地球子午线,故得名。3）无内胎轮胎。4）应急轮胎：又称备胎，目前轿车装备的 T 型备胎尺寸比正规轮胎小，最 好不要装在驱动轮。5）平衡1）保持轮胎气压正常。2）防止轮胎超载：装载、转弯、制动、行驶注意事项。按规定装载；货物要安放均匀，并扎牢；汽车转弯时要减速；选 择好轮面行驶，遇有凹凸不平的道路不要硬冲，应避障行驶；尽量不要使用 紧急制动。 6）合理搭配轮胎：胎辋要相配，双胎并装（气门嘴相隔 180，制动间隙 检视孔与气门相隔 90 ，窗口对齐，直径大的在外） 。 新胎使用原则：整车换胎，成双换胎，季节换胎，先前后驱，先主后挂
37、。 季节换胎-是指进入冬季时可将翻新胎用于后驱动轮上。同一车 轴要求轮胎的尺寸、结构、层级、花纹要相同。 精心驾驶车辆：起步、车速、路面、制动、转弯、特殊条件 保持良好的底盘技术状况：行驶系、转向系、制动系。 7）轮胎的 维护与换位： 轮胎的日常维护：由驾驶员负责，气压，杂物，螺栓； 轮 胎的一级维护：由维修工负责，气压，杂物，螺栓，花纹； 轮胎的二级维护： 由维修工负责，解体检查，气压，杂物，螺栓，花纹，换位； 轮胎维护操作 要点：轮胎换位：目的：是全车轮胎合理负荷和均匀磨损，避免偏重与偏磨现象。主要有循环换位法与交叉换位法。8） 轮胎的检修： 检查胎面花纹深度，载重汽车剩余花纹 23mm
38、时，应 进行翻新； 车轮与轮胎的平衡。 A、静平衡：静不平衡的车轮旋转时会造成跳动。 B、动平衡动不平衡的车轮旋转时会引起摆动和磨损。C、常用设备：轮胎平衡机。 9）轮胎花纹的异常磨损：前轮轮胎偏磨。 故障现象：轮胎的胎间磨损、 胎冠磨损、轮胎一侧磨损和羽片状磨损； 排除方法：正确调整车轮定位角， 恰当选择前束。用子午线轮胎的汽车，前束应比斜交胎的小。10）轮胎胎冠磨损。 故障现象：常出现在长距离高速行驶的驱动轴上； 排除方法：使驱动车轮适时地与非驱动车轮进行换位。11）轮胎吃角磨损。 故障现象：通常与轮胎周向成 45 度角也称为对角线 磨损，大多数情况下仅有一处对角线磨损，但也可能沿圆周形成
39、多处对角线磨#*损。 排除方法：适当降低轮胎气压，可减小此种磨损，两后轮的车轮定位角 应保持一致，如发生此种磨损，应将轮胎换位至驱动轮上。12）轮胎锯齿形磨损。 故障现象：花纹块形成阶梯型磨损。 排除方法： 对于单一运转方向轮胎，改变轮胎旋转方向。严重的必须两轮交叉换位。汽车材料汽车材料一、汽车材料概述一、汽车材料概述汽车是一个复杂的机械系统。通常，一辆汽车由约 3 万个零部件组装而成。1）汽车零件按用途来分类: 通用零件：在各种机器中经常使用的零件。 如：螺栓、螺母； 专用零件：仅在特定类型机器中使用的零件，如：活塞， 曲轴。2）材料是汽车工业的基础：汽车上每个零部件的生产制造都涉及到材料问
40、 题。3）据统计，汽车上的零部件采用了 4 千余种不同的材料加工制造。从汽车 的设计、选材、加工制造，到汽车的使用、维修和养护无一不涉及到材料。4）现代汽车要满足: 安全、舒适、自重轻、污染排放低、能耗小、价格低 等要求.材料是首要考虑方面。 二、汽车应用材料的组成二、汽车应用材料的组成1）汽车工程材料: (包括分类,性能,牌号,热处理工艺及应用) 2）汽车运行材料： 例 1 典型零部件材料应用：如发动机连杆、连杆瓦、小轴铜套、连杆螺栓 等。 例 2 金属材料在汽车零部件中的应用：车架、车身骨架、整体车身等。例 3 非金属材料在汽车零部件中的应用：塑料、泡沫材料、胶木、玻璃、 橡胶、皮革、高分
41、子材料等。1 1、汽车材料的应用、汽车材料的应用以现代轿车用材为例，按照重量来换算： 钢材占汽车自重的 55%- 60%； 铸铁占 5%-12%； 有色金属占 6% 10%； 塑料占 8% 12%，橡胶 占 4%，玻璃占 3%； 其他材料（油漆、各种液体等）占 6% 12%。三、汽车材料的展望三、汽车材料的展望1）汽车工业发展的方向:汽车轻量化和减少污染 2）汽车材料总的发展趋势是：结构材料中钢铁材料所占比例将逐步下降， 有色金属、陶瓷材料、复合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。#*3）几种新兴材料简介： 镁合金：密度低、比强度和比刚度较高。镁、 铝合金和复合材料 汽车轻量化的材料 减
42、少油耗； 形状记忆合金： 应用:丰田汽车的散热器护拦活门，日产汽车冷却风扇离合器。4）复合材料：玻璃纤维增强塑料（玻璃钢） 强度高、耐腐蚀。5）纳米材料：颗粒直径 0.l100 纳米（原子、分子尺度） ，具有卓越的 性能和特殊功能，如： 纳米级铜不导电； 纳米冰柜可抑制细菌生长。6）其他材料： 超导材料； 贮氢材料； 分离膜材料。 性能与应 用： a 超微外观； b 大体结构； c 纳米人工骨； 例如：一张纳米光盘将可 记录 1000 部电影。材料的性能材料的性能材料的性能包括使用性能和工艺性能。 1）使用性能：是指零部件在正常使用条件下材料所表现出来的性能。主要 包括力学性能、物理性能和化学
43、性能。2）工艺性能：是指材料在被制成各种零部件的过程中适应加工的性能。3）对于金属材料来讲，工艺性能主要包括了铸造性能、锻造性能、焊接性 能、切削加工性能和热处理工艺性能。1 1、材料的力学性能、材料的力学性能1）材料的力学性能：是指材料在外加荷载作用下所表现出来的性能。包括 强度、塑性、硬度、韧度、疲劳强度及断裂韧度等。2）力学性能指标：用来表征材料力学性能的各种临界值或规定值.可通过 试验测定.3）根据外加荷载的性质，荷载分为： 静荷载； 冲击荷载； 交变 荷载。4）金属材料 （受载）-变形,分： 弹性变形：荷载卸除后恢复原状； 塑性变形：荷载卸除后不能恢复,也叫永久变形。2 2、材料的拉
44、压试验、材料的拉压试验拉压实验拉压图应力应变图力学性能（指标） 。1）弹性：材料保持弹性变形的能力.（弹性模量，弹性极限） 。2）强度：指材料抵抗破坏（塑性变形或断裂）的能力。3）塑性：指材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。 4）塑性材料：断裂前有明显的塑性变形，称为塑性断裂,塑性断裂的断口 呈“杯锥”状。如低碳钢。 5）脆性材料：在断裂前未发生明显的塑性变形，为脆性断裂，断口是平整 的。如铸铁、玻璃等。 6）拉伸试验:根据国家标准金属材料拉伸试验 （GB228-2008）规定，将 材料制成标准拉伸试样，在试验机上加载拉伸至断裂。不同类型的材料，反映 出其所具有不同的抗拉性能特点。3 3
45、、材料的性能指标、材料的性能指标#*1）弹性模量：表征了材料抵抗弹性变形的能力，也称之为刚度。弹性变形 阶段的应力，为相应的应变，为拉伸曲线的斜率。 2)弹性极限：指材料在弹性变形阶段所能承受的最大应力。在实验过程中 试样不产生塑性变形时的最大荷载，是试样的原始横截面积，表示材料保持弹 性变形的最大应力。 4 4、材料的强度指标、材料的强度指标1）屈服点：表示材料产生屈服时对应的应力。屈服点也称为屈服强度。 试样发生屈服变形时的荷载，为试样原始横截面积（mm2） 。 2）抗拉强度：指试样在拉伸过程中所能承受的最大应力值。 试样断裂前所承受的最大荷载，是试样的原始横截面积(2)。3）抗拉强度：它
46、是设计和选材的主要依据之一，是工程技术上的主要强度 指标。 4）屈强比：是一个有意义的指标。其比值越大，越能发挥材料的潜力。但 是为了使用安全，该比值亦不宜过大，适当的比值一般在 0.650.75 之间。5）比强度：它表征了材料强度与密度之间的关系。在考虑汽车轻量化的问 题时，常常用到这个指标。 5 5、材料的塑性指标、材料的塑性指标1）伸长率：是指试样拉断后，标距伸长量与原始标距的百分比。试样断裂 后的标距（） ，试样的原始标距（） ，即：同一材料的伸长率与试样尺寸有 关。2）断面收缩率： 是指试样拉断后横截面积的缩减量与原始横截面积之比。试样断裂处的最小横断面积（2） ，即：试样的原始横截
47、面积(2)。6 6、硬度、硬度材料抵抗其他硬物压入其表面的能力。衡量材料软硬程度1）最常用的硬度试验为： 布氏硬度（HB） ； 洛氏硬度(HR)。A、布氏硬度测试原理：用一定大小的荷载 P，把直径为 D 的硬质合金球压入被测试样 表面，保持规定时间后卸除荷载，移去压头，用读数显微镜测出压痕平均直径 d。用荷载 F 除以压痕的表面积所得的商，即为被测材料的布氏硬度值。 1）用硬质合金球作为压头所测得的布氏硬度用符号 HBW 表示，适用于测 量硬度不超过 650的钢质材料。 2）布氏硬度的表示方法规定为：符号 HBS 和 HBW 前面的数值为硬度值，符 号后面按以下顺序表示试验条件：压头球体直径（
48、） 、试验荷载（mpa） “公斤 压力” 、试验荷载保持时间（S） （1015S 不标注） 。 B、洛氏硬度1）洛氏硬度采用直接测量压痕深度来确定度值的。我国常用的是 HRA、HRB、HRC 三种，试验条件及应用范围查“金工手册” 。2）洛氏硬度值的表示方法规定为：硬度符号前面注明硬度值，例如 52HRC、70HRA。在硬度和强度之间，存在着一定的换算关系。 7 7、冲击韧度、冲击韧度材料抵抗冲击荷载的能力，是指材料在受到冲击荷载而断裂之前吸收能量 并进行塑性变形的能力。1）对于两种不同的冲击荷载，分别采用了冲击韧度和多冲抗力两个指标来#*衡量材料的冲击性能。2）冲击韧度通常是采用一次摆锤冲击试验来测定的。在忽略机械摩擦和空 气阻力等条件下，摆锤冲断或冲击试样所消耗的冲击功可以从试验机刻度盘上 直接读出。五、疲劳强度五、疲劳强度承受交变应力的零件，在工作应力低于材料的屈服强度的情况下较长时间 工作时，会产生裂纹或突然断裂，这种现象称为疲劳失效或疲劳破坏。1）疲劳曲线：测定材料的疲劳强度。2）疲劳极限：使试样不发生疲劳断裂的最大循环应力。3）断裂韧度:材料抵抗裂纹扩