1、現(xiàn)代施工工程機(jī)械,工程機(jī)械是指用于基本建設(shè)領(lǐng)域中各類專用施工機(jī)械。包括建筑工程、市政工程、道橋工程、港口工程、國防工程等所使用的施工機(jī)械。 建筑機(jī)械對減輕繁重的體力勞動(dòng)、節(jié)約勞動(dòng)力、保證施工質(zhì)量、加快工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率起到?jīng)Q定性作用。 工程機(jī)械對建筑工程中施工機(jī)械化及建筑工業(yè)化的發(fā)展，具有極其重要的意義。機(jī)械化程度和機(jī)械化水平，是衡量一個(gè)國家建筑業(yè)水平和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的重要標(biāo)志。,現(xiàn)代施工工程機(jī)械在建筑施工中的作用,建筑施工機(jī)械是建筑工程技術(shù)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。 對于從事建筑工程施工管理工作的工程技術(shù)人員來說，在生產(chǎn)管理過程中必然會(huì)遇到機(jī)械設(shè)備的科學(xué)管理、正確使用、維護(hù)保養(yǎng)和

2、充分發(fā)揮其效能的問題；從現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展看，各種技術(shù)的相互滲透日益廣泛和深入，為了保證施工生產(chǎn)的順利進(jìn)行、施工工藝的不斷改進(jìn)和施工技術(shù)的不斷提高，必須掌握有關(guān)機(jī)械方面的知識。 本課程的任務(wù)和要求是： （1）了解機(jī)械常用工程材料和熱處理的基本知識。 （2）掌握機(jī)械傳動(dòng)中常用機(jī)構(gòu)和主要通用零件的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用，并具有運(yùn)用和分析簡單傳動(dòng)裝置的能力。,本課程的性質(zhì)、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法,（3）了解液壓傳動(dòng)中常用液壓元件及典型基本回路的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用，并初步具有閱讀簡單液壓系統(tǒng)圖的能力。 （4）掌握各種機(jī)械的基本構(gòu)造、工作原理、主要性能參數(shù)和適用范圍，初步具有合理選擇機(jī)械、正確使用機(jī)械和定

3、期維護(hù)保養(yǎng)機(jī)械的能力，為學(xué)好施工技術(shù)和施工組織課程以及畢業(yè)后從事施工管理工作打下良好的基礎(chǔ)。 建筑施工機(jī)械課程涉及知識面廣，內(nèi)容多，整個(gè)教材以介紹結(jié)構(gòu)和工作原理為主。,機(jī)械基礎(chǔ)知識,機(jī)械的基本慨念、金屬材料及熱處理,教學(xué)目的：通過本講的學(xué)習(xí)對機(jī)械有一初步的認(rèn)識，對金屬材料及其熱處理有初步的了解 教學(xué)內(nèi)容： 1、機(jī)械的基本慨念 2、金屬材料的機(jī)械性能 3、常用的金屬材料 4、鋼的熱處理 教學(xué)重點(diǎn)： 1、常用的金屬材料 2、鋼的熱處理 教學(xué)難點(diǎn)：鋼的熱處理,1、 機(jī)器執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)，以變換和傳遞能量、物料和信息的裝置,一、機(jī)械的基本概念,什么是機(jī)械呢？,特點(diǎn)： 1）是人為實(shí)物的組合體， 2）具有確定

4、的相對運(yùn)動(dòng)， 可以用來轉(zhuǎn)換能量、 完成有用功或處理信息， 3）以代替或減輕人的勞動(dòng)。,機(jī)械 機(jī)器與機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱,11 本課程研究的對象和內(nèi)容,機(jī)器實(shí)例：內(nèi)燃機(jī) 功用：內(nèi)燃機(jī)是將燃?xì)馊紵龝r(shí)的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器 組成：見右圖,活塞下行，進(jìn)氣閥打開，燃?xì)獗?吸入氣缸,單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)過程： 進(jìn)氣壓縮作功排氣,11 本課程研究的對象和內(nèi)容,主要工作機(jī)構(gòu)： 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)： 用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)變換，完成作功、吸氣、壓縮、排氣等工作過程所需的運(yùn)動(dòng)。 凸輪機(jī)構(gòu)： 用于啟閉進(jìn)氣閥、排氣閥。 齒輪機(jī)構(gòu): 用于保證進(jìn)氣閥、排氣閥和活塞之間形成一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（曲軸每轉(zhuǎn)兩周進(jìn)、排氣閥各啟閉一次）。,

5、各部分協(xié)同動(dòng)作，完成能量轉(zhuǎn)換。,11 本課程研究的對象和內(nèi)容,2、 機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和力的傳遞與變換的裝置稱為機(jī)構(gòu)。,一部機(jī)器可能包含多種類型的機(jī)構(gòu)，也可能只包含一種機(jī)構(gòu)。,帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu),鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu),齒輪機(jī)構(gòu),連桿機(jī)構(gòu),3、機(jī)器和機(jī)構(gòu)的區(qū)別： 機(jī)器能作有用功，而機(jī)構(gòu)不能。 機(jī)構(gòu)不具備機(jī)器的第三個(gè)特征（代替或減輕人類的勞動(dòng)）機(jī)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 機(jī)器是由幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成的系統(tǒng)，最簡單的機(jī)器只有一個(gè)機(jī)構(gòu)。,從運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，構(gòu)件為機(jī)械的最小運(yùn)動(dòng)單元體,連桿,4、構(gòu)件組成機(jī)器的各個(gè)相對運(yùn)動(dòng)的單元稱為 構(gòu)件，構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的基本單元。,11 本課程研究的對象和內(nèi)容,構(gòu)件由零件組成；從機(jī)器制造的角度

6、，它是一部機(jī)器的最小制造單元；拆卸后不可再拆的最小單元。,5、零件,11 本課程研究的對象和內(nèi)容,6、部件：為完成同一使命而協(xié)同工作的許多零件的組合。,如：滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器等。,7、裝配 按機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)的要求，將零件和部件連接成機(jī)械產(chǎn)品的過程。,11 本課程研究的對象和內(nèi)容,專用零部件：只在一定類型機(jī)器中使用的零件，如曲軸。,通用零部件：各種機(jī)器中普遍使用的零部件，如齒輪、螺栓。,標(biāo)準(zhǔn)件：制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，并由專門工廠生產(chǎn)的零部件。 如：滾動(dòng)軸承、螺栓等。,機(jī)器的組成：,機(jī)器種類繁多，形狀各異，但就其功能而言，機(jī)器是由五個(gè)部分組成。,11 本課程研究的對象和內(nèi)容,轎車組成：,二、金屬材料的機(jī)械性能

7、及工藝性能,k,b,極限載荷點(diǎn),F,e,彈性極限點(diǎn),s,屈服點(diǎn),斷裂點(diǎn),o,F,F,L,力學(xué)拉伸試驗(yàn)曲線 縱坐標(biāo)表示力F，單位N；橫坐標(biāo)表示伸長量L，單位為mm。,力學(xué)拉伸試驗(yàn),金屬材料的機(jī)械性能,強(qiáng)度：是指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力。 強(qiáng)度極限 和屈服極限,剛度：是指材料抵抗彈性變形的能力。 彈性模量E:在彈性變形范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值E為常數(shù)，稱為彈性模量；,塑性：是指在外力作用下，金屬產(chǎn)生塑性變形而不產(chǎn)生斷裂的能力。,金屬材料的機(jī)械性能主要是指在外力作用下表現(xiàn)出來的特性。,延伸率：,收縮率：,硬度：材料抵抗壓入物壓陷的能力，常用的洛氏硬度和布氏硬度分別為：HRC和HBC。,韌性：在沖

8、擊載荷作用下，材料抵抗破壞的能力。 疲勞強(qiáng)度：金屬材料受到交變載荷作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生交變應(yīng)力，即使其應(yīng)力未超過屈服極限，但當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加到某一數(shù)值N后，材料也會(huì)發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象，叫金屬的疲勞。,（二）金屬材料的工藝性能,是指金屬材料所具有的能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力。 金屬材料常用的加工工藝方法： 鑄造、壓力加工、焊接、切削加工、熱處理等。,各種工藝方法對材料提出的要求,鑄造：將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型型腔中，待其凝固后而得到的一定形狀和性能的鑄件的方法。 鑄造性：是指澆注時(shí)液態(tài)金屬的流動(dòng)性、凝固時(shí)的收縮性和偏析傾向等。 灰口鑄鐵和青銅有良好的鑄造性能。,鍛造性：是指材料在壓力加工時(shí)，

9、能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能。 低碳鋼的鍛造性好，一般鑄鐵沒有鍛造性。 焊接性：是指材料在通常的焊接方法和焊接工藝條間下，能否獲得良好焊縫的性能。 低碳鋼的焊接性能好，鑄鐵的焊接性能差。,切削加工性：是指對材料進(jìn)行切削加工的難易程度。 灰口鑄鐵具有良好的切削加工性。,三、常用金屬材料,常用鋼鐵材料的分類和牌號,碳鋼碳含量c2.11%的鐵碳合金 鑄鐵碳含量c2.11%的鐵碳合金 合金鋼為改善鋼的組織、性能，在冶煉時(shí)特意加入合金元素的鋼 （一）碳鋼的分類和牌號 （二）合金鋼的分類和牌號 （三）鑄鐵,（一）碳鋼的分類和牌號,1.碳鋼的分類 按碳的含量分類 低碳鋼 c0.25 中碳鋼 0.25c0.6

10、0 高碳鋼 c0.60% 按鋼的質(zhì)量分類 普通鋼 鋼中S0.050，P0.045 優(yōu)質(zhì)鋼 鋼中S0.035，P0.035 高級優(yōu)質(zhì)鋼 鋼中S0.030，P0.030,按用途分類 碳素結(jié)構(gòu)鋼 主要用于制造工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械零件。 碳素工具鋼 主要用于各種刀具、量具和模具。 專用鋼 鍋爐鋼、船用鋼、易切鋼等 按鋼液脫氧程度分類 沸騰鋼（F） 鎮(zhèn)靜鋼（Z） 半鎮(zhèn)靜鋼（b）,2.碳鋼的牌號,普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A.F 脫氧方法(沸騰鋼) 質(zhì)量等級(分A、B、C、D四級， D級最高) 屈服點(diǎn)s數(shù)值(235MPa) 屈服點(diǎn)的字母,優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,用兩位數(shù)字表示,數(shù)字表示鋼中碳的平均含量的萬分?jǐn)?shù) 08 15

11、 35 45 碳的平均含量0.45%,碳素工具鋼,T 8 A T8 高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼 碳的平均含量的千分?jǐn)?shù) 碳的漢語拼音,（二）合金鋼的分類和牌號,1.合金鋼的分類 按合金元素含量分類 低合金鋼 鋼中合金元素總含量5%， 中合金鋼 鋼中合金元素總含量5%10% 高合金鋼 鋼中合金元素總含量10%,按合金元素種類分類 根據(jù)主加合金元素，分別稱為鉻鋼、錳鋼、硅錳鋼。 按主要用途分類 合金結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼 特殊性能鋼 按金相組織分類 珠光體鋼、馬氏體鋼、貝氏體鋼、奧氏體鋼。,2.合金鋼的牌號,合金結(jié)構(gòu)鋼兩位數(shù)字加元素化學(xué)符號加數(shù)字,合金元素平均含量的百 分?jǐn)?shù)(小于1.5%不標(biāo)出),合金元素,碳平

12、均含量的萬分?jǐn)?shù),60Si2Mn碳平均含量為0.60%,硅含量為2%,錳含量小于1.5%的硅錳鋼,合金工具鋼一位數(shù)字加元素化學(xué)符號加數(shù)字,合金元素平均含量的百 分?jǐn)?shù)(小于1.5%不標(biāo)出),合金元素,碳平均含量的千分?jǐn)?shù)（1時(shí)不標(biāo)注）,9Mn2V-碳平均含量為0.9%,錳含量為2%,釩含量小于1.5%的錳釩合金工具鋼,（三）鑄鐵,分類：白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵等 常用灰鑄鐵的牌號： HT150 最低抗拉強(qiáng)度 灰鐵,四、45鋼的主要性能和用途,1主要性能 碳含量0.420.5% 屈服點(diǎn) s360MPa 抗拉強(qiáng)度 b610 Mpa 伸長率 16% 斷面收縮率 40% 硬度 240HBS 沖擊

13、韌度 50 J.cm-2,2主要用途,強(qiáng)度和韌度均較好,經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后可獲得良好的綜合力學(xué)性能. 主要用于受力較大的重要的機(jī)械零件: 曲軸、連桿、齒輪、機(jī)床主軸、鍵等,有色金屬材料,與鋼、鐵相比，有色金屬的強(qiáng)度較低。應(yīng)用它的目的，主要是利用其某些特殊的物理化學(xué)性能：如鋁、鎂、鈦及其合金密度?。汇~、鋁及其合金導(dǎo)電性好；鎳、鉬及其合金能耐高溫等。因此，工業(yè)上除大量使用黑色金屬外，有色金屬也得到廣泛的應(yīng)用。有色金屬及其合金種類繁多。,選擇材料的一般原則,1、使用性原則 若零件尺寸取決于強(qiáng)度，且尺寸和重量又有所限制時(shí)，則應(yīng)選用強(qiáng)度較高的材料；若零件尺寸取決于剛度，則應(yīng)選用彈性模量較大的材料（如調(diào)質(zhì)鋼、

14、滲碳鋼等）；在滑動(dòng)摩擦下工作的零件，應(yīng)選用減摩性能好的材料；在高溫下工作的零件應(yīng)選用耐熱材料；在腐蝕介質(zhì)中工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕材料等。,2、工藝性原則 用金屬制造零件的方法基本上有四種：鑄造、壓力加工（鍛造、沖壓）、焊接和機(jī)械切削加工（車、銑、刨、磨、鉆等）。 不同加工方法使用的材料不同：比如鑄鐵具有很好的鑄造工藝性，但不能鍛造。,3、經(jīng)濟(jì)性原則 在滿足使用要求的前提下，選用材料時(shí)還應(yīng)注意降低零件的總成本。零件的總成本包括材料本身的價(jià)格和加工制造的費(fèi)用。 機(jī)械化、自動(dòng)化的生產(chǎn)對材料的加工性能及尺寸規(guī)格的一致性要求十分嚴(yán)格，因此不能輕易采用劣質(zhì)材料來達(dá)到降低成本的目的。,四、金屬材料的熱處理與

15、零件的表面處理,（一）金屬材料的熱處理 鋼的熱處理：將鋼在固態(tài)范圍內(nèi)施以不同形式的加熱、保溫和冷卻，從而改變（或改善）其組織結(jié)構(gòu)，以達(dá)到預(yù)期性能的操作工藝。 熱處理不改變工件形狀，只改變內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以獲得不同的機(jī)械性能。 鋼的熱處理可以改善鋼的加工工藝性能、提高鋼的機(jī)械性能、增加壽命、耐磨性等。,熱處理方法：,普通熱處理工藝曲線,1、退火： 將鋼件加熱到臨界溫度以上2030度，經(jīng)保溫一段時(shí)間后隨熱處理爐（或埋入石灰石、沙中冷卻）緩慢冷卻至500度以下，然后在空氣中冷卻。 目的：降低鋼的硬度，改善切削性能；細(xì)化鋼的晶粒，減少組織的不均勻性，消去工件在鍛造、鑄造中出現(xiàn)的內(nèi)應(yīng)力。,2、正火： 將鋼

16、件加熱到臨界溫度以上3050度，保溫一段時(shí)間后從爐中取出在空氣中冷卻。 目的：正火和退火相似，但正火后機(jī)械強(qiáng)度略高。,3、淬火 淬火是將工件加熱到臨界溫度以上3050度，保溫一定時(shí)間，然后在水或鹽水或油中急速冷卻。 目的：提高鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性能。但急速冷卻引起內(nèi)應(yīng)力，使鋼變脆，所以淬火后必須回火，以得到較高的強(qiáng)度、硬度和韌性。,4、回火：將淬火后的工件加熱到臨界溫度以下，保溫一定時(shí)間后在空氣或水或油中冷卻。 目的：穩(wěn)定淬火后的組織，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，調(diào)整硬度、強(qiáng)度、塑性，獲得良好的機(jī)械性能。 1）調(diào)質(zhì)：淬火高溫回火（500600 ） 目的：可以使鋼材獲得良好的綜合機(jī)械性能。廣泛應(yīng)用于

17、承受動(dòng)載荷的零件，如：軸、齒輪等 2）淬火中溫回火（350500 ） 目的：減少淬火應(yīng)力，提高彈性。用于各種彈簧和某些模具。 3）淬火低溫回火（150250 ） 目的：減少淬火應(yīng)力，降低脆性并保持高硬度。用于要求硬度高，耐磨性好的零件，如刀具、模具等。,（二）表面熱處理,1、表面淬火 是將鋼件表面迅速加熱至淬火溫度，而心部溫度仍然較低的情況下用水噴射在鋼件表面，使之急冷的過程。 目的：零件表面具有高硬度和耐磨性，心部保持有足夠的強(qiáng)度和韌性。用于動(dòng)載荷和摩擦條件下工作的零件。如齒輪、曲軸、銷軸等。表面淬火后要低溫回火來消除內(nèi)應(yīng)力。 2、化學(xué)熱處理 是將鋼件放在某種化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱、保溫、冷卻

18、的方法使介質(zhì)中的某些元素滲入鋼件表面，改變了表面層的化學(xué)成分，從而使其表面具有與內(nèi)部不同的特殊性能。一般都是使表面獲得高硬度、高疲勞極限，以及耐磨、防腐蝕性能。 常見的化學(xué)熱處理有：滲碳（用于低碳鋼）、滲氮、滲鋁、滲絡(luò)等。,機(jī)械相關(guān)概念,（1）機(jī)器具有三個(gè)共同的特征：人為地將各個(gè)實(shí)物進(jìn)行有機(jī)的組合；各實(shí)物之間具有確定的相對運(yùn)動(dòng)；可代替人類或減輕人類的勞動(dòng)體能 （2）機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和力的傳遞與變換的裝置稱為機(jī)構(gòu)。 （3）機(jī)器和機(jī)構(gòu)最明顯的區(qū)別是：機(jī)器能作有用功，而機(jī)構(gòu)不能，唯一的區(qū)別是機(jī)構(gòu)不具備機(jī)器的第三個(gè)特征（代替或減輕人類的勞動(dòng)）機(jī)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。兩者之間也有聯(lián)系，機(jī)器是由幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成的系統(tǒng)，最簡單的機(jī)器只有一個(gè)機(jī)構(gòu)。 （4）機(jī)械 機(jī)器與機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱 （5）構(gòu)件 組成機(jī)構(gòu)的各個(gè)相對運(yùn)動(dòng)部分，它是運(yùn)動(dòng)的最小單元。 （6）零件 是制造的最小單元,金屬材料的機(jī)械性能,強(qiáng)度：是指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力。,剛度：是指材料抵抗彈性變形的能力。,塑性：是指在外力作用下，金屬產(chǎn)生塑性變型而不產(chǎn)生斷裂的能力。,硬度：材料抵抗壓入物壓陷的能力，,韌性：在沖擊載荷