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HarbinInstituteofTechnology传热学小论文课程名称：传热学论文题目：机械设计与传热学的关系院系：机电工程学院班级：1208105班分析者：丁涛喜学号：1120810522指导教师：裘俊时间：2013年5月5日哈尔滨工业大学1机械设计与传热学的关系摘要：传热学是研究热量传递规律的一门学科。而机械设计制造及使用的过程中与传热几乎是形影不离的。我们通过机械系统，把其他形式的能量转换成我们需要的运动或动力，而在此过程中，有大量热的产生，热量有弊有利。我们只有学好传热学，才能更好地设计一个合理的机械系统。一、机械加工机械加工过程中的散热问题是加工效果好坏与否的关键问题。其中金属切削刀具的散热问题与刀具的强度决定了刀的使用寿命和被加工表面的质量与加工精度。金属切削加工时，材料弹性和塑形变形做的功以及前后刀面与工件表面的摩擦做功产生的热量都需要通过切屑、工件、刀具和周围介质散失到环境中，而切削刃的磨损情况与散热的快慢最为密切。当工件材料或者刀具材料的导热系数大时，切削区散热良好，刀具的磨损减轻，使用寿命较长，反之，刀具因温度过高发生组织性能转变，磨损加剧，因而需要使用不同的切削液来加快散热，延长刀具寿命。同时，刀具的散热影响了切削用量的选择，进而影响加工表面的质量，切削速度对切削温度影响最大，随切削速度的提高，切削温度迅速上升。而背吃力量ap变化时，散热面积和产生的热量亦作相应变化，故ap对切削温度的影响很小。通过对刀具切削区温度场建立传热模型进行分析，可以更合理的设计刀具结构和选择切削量，从而提高零件的加工精度，这方面在超精密加工中显得尤为重要。传热学通过分析不同条件下物体中温度分布和热量传递规律，以及不同材料的传热特点，并在热加工工艺和系统设计中合理利用，在保证工艺实施，提高产品质量和产量等方面起着关键作用。二、机械材料机械材料制备与传热学关系密切。从机械制造的毛坯开始，金属、非金属等等各种材料中没有那几种是可以直接拿过来用的，以应用最广泛的铸造来说，浇注过程中的温度控制和铸件冷却过程中的热量传递直接影响了铸件内部晶相组织的结构和相应的切2削加工性能与使用性能，以及铸件的表面质量高低。还有就是毛坯或者半成品的各种必需的热处理过程，热量传递的时间，空间分布，传热速率等等对工件的加工和使用性能以及寿命息息相关，如轴类零件表面淬火工艺，淬硬层影响零件的耐磨性，而内部组织又要保持原有组织的韧度，因而淬硬层的厚度直接影响了零件的综合性能。工件温度场的测算和控制，不同工作条件、不同材料性质及几何形状对工件温度场变化的影响，工艺中缺陷的分析和防止，无不受到热量传递规律的制约。三、机械工作过程在机械工作过程中，有大量的热量产生，势必导致机械零件的强度，使用强度等受到影响。比如齿轮传动，在齿轮传动的失效形式中，齿面胶合就是由于齿轮啮合过程中温度过高导致的，为了试齿轮的寿命延长，于是有了冷却液。在减速器中，里面的齿轮润滑油不仅起到润滑的作用，还起到齿轮散热的的作用。另外在一些内燃机如柴油机就会产生大量的废热，需要散热，如果是小型柴油机一般采用风冷，而大型的一般采用水冷。总结：有上述内容可见，机械系统与传热学息息相关，几乎处处都能见到传热学的影子。传热学通过分析不同条件下物体中温度分布和热量传递规律，以及不同材料的传热特点，并在热加工工艺和系统设计中合理利用，在保证工艺实施，提高产品质量和产量等方面起着关键作用参考文献：[1]章熙民传热学北京中国建筑工业出版社2014[2]李旦韩荣第巩亚东陈明君机械制造基础技术哈尔滨哈尔滨工业大学出版社2011