机械工程师――学习笔记

机械工程师学习笔记第一部分工程制图与公差配合1、粗线宽度b应按照图的大小和复杂程度，在0.5～2mm之间选择，推荐系列为：0.25、0.35、0.5、0.7、1、1.4、2mm。2、缩小比例（推荐选用）：1:2、1:5、1:10、1:2x10n、1:5x10n、1:1x10n。3、新标准规定，标题栏中的文字方向为看图的方向。4、我国采用第一视角视图表示方法，后视图配置在左视图的右方。欧美等国采用第三视角视图表示方法。5、一张工程图中，一般都包含三个基本内容：标题栏、基本视图和技术要求。6、在装配图中，相邻两金属零件的剖面线方向相反或方向相同但是间隔不同，在各个视图中同一零件的剖面线方向仍相同。7、当用涂色代替剖面线时，涂色仅能用于零件图中而不可用于装配图中。8、对于狭小面积的剖面，当在图中的宽度小于或等于2mm时，可以用涂黑代替剖面线。9、以剖视图表示内外螺纹的联接时，旋合部分按照外螺纹的画法绘制。10、花键工作长度的终止端和尾部长度的末端均用细实线绘制。11、当弹簧的有效圈数在4圈以上时可以采用省略中间部分的画法，但是表示弹簧轴线和钢丝剖面中心线的三条细点划线仍应画出。12、不论弹簧画成右旋或者左旋，旋向的“左”字必须标注出。13、制造的弹簧型材直径或者厚度在图形上等于或小于2mm的螺旋弹簧、碟型弹簧、片弹簧允许用示意图绘制。14、示意图在机械制造中常用于表达工艺系统的主要结构原理特征。15、标注尺寸线：当采用箭头而位置不够时，允许用圆点或斜线代替。16、在与竖直方向夹角30度的范围内应该避免标注尺寸，当无法避免时可以采用引出线水平标注。17、标注斜度、锥度时，符号方向应与斜度、锥度方向一致。18、标注板状零件厚度时，可以在尺寸数字前加注符号“ｔ”。19、尺寸公差：是允许尺寸的变动量，即公差带。20、配合：是指两个零件装配的准则和状态。21、标准公差等级分为01，0，1，2…，18共20级。22、配合的标注中，分子为孔的公差带，分母为轴的公差带。23、形状公差：零件单一实际要素形状所允许的变动全量称为形状公差；位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量称为位置公差；形状和位置公差简称为形位公差。24、零件表面的几何形状总误差由表面粗糙度、表面波度和形状误差三部分组成。表面粗糙度指已加工表面波距在1mm以下的微观几何形状误差。25、在工程制图中，为加工需要，必须标注加工表面质量要求符号。26、同一表面粗糙度值RyRzRa，且Ry值约为Ra值的8倍。一般表面粗糙度标注优先采用Ra值。27、工艺尺寸链：在零件加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链；装配尺寸链：在机器设计和装配过程中，由有关零件设计尺寸所形成的尺寸链。第二部分工程材料1、工艺性能是指金属材料使用某种工艺方法进行加工的难易程度。材料的工艺性能包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、机械加工性能和热处理性能。铸造工艺和常用材料的铸造性能压力加工工艺和常用材料的压力加工性能焊接工艺和常用材料的焊接性能机械加工工艺和常用材料的机械加工性能2、力学性能的主要指标有硬度、强度、塑性、韧性、耐磨性和缺口敏感性等。强度：材料抵抗变形和断裂的能力设计依据：大多零件以屈服强度为依据，脆性材料以抗拉强度为依据塑性：材料发生塑性变形而不断裂的能力伸长率断面收缩率更能代表塑性伸长率小于0.5%为脆性材料常用材料的弹性极限σe，屈服极限σs，抗拉强度σb，条件屈服强度σ0.2，疲劳强度σ-1。冲击性能硬度断面收缩率柏松比冲击韧度αk弹性系数3、抗拉强度σb＝K*HBS(布氏硬度HBS)，钢铁材料和铝合金K值一般为3.3～3.5，铜及铜合金约为4.8～5.3。根据洛式（HR）硬度换算σb＝－801.24＋50.08×HRC。4、硬度有一定的范围，一般波动为5个HRC。硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力布氏硬度：淬火钢球HBS硬质合金HBW洛氏硬度淬火钢球硬材料150KgfHRC60KgfHRA退火钢，有色金属100KgfHRBHRC=0.1HBS低碳钢抗拉强度=3.6HBS高碳钢抗拉强度=3.4HBS5、弹性极限σe，屈服极限σs，抗拉强度σb，条件屈服强度σ0.2，疲劳强度σ-1。疲劳：材料在交变应力下发生的断裂钢铁疲劳强度为=50%抗拉强度周期为10^76、冲击韧度αk或Ak是判断材料脆断抗力的重要性能指标。αk（J/M^2）,材料的冲击试样受冲击负载折断时，材料刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功率断裂韧性：金属对裂纹失稳扩展的抗力冲击韧性：高冲击能量时，塑性起主要作用，连续低冲击能量，则强度起主要抵抗作用7、刚度是指零件在受力时抵抗弹性变形的能力。工程中弹性模量E被称为材料的刚度。刚度：材料抵抗弹性变形的能力钢材弹性系数E=190-220GPa8、熔点低的金属，铸造性能好，对铸造工艺有利。9、在金属及合金中，主要是金属键，但是有时也不同程度地混有其他键。10、常见的三种晶体结构类型：体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。11、晶体缺陷分以下三类：点缺陷（空位、间隙原子和置换原子）、线缺陷（位错）和面缺陷。12、晶粒越细，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性也越好。13、每种金属都有一个平衡结晶温度，也称为理论结晶温度；过冷度（理论结晶温度与实际结晶温度之差）是结晶的必要条件。14、细化晶粒常用的三种方法：提高冷却速度，增大过冷度；变质处理；机械或超声波振动、电磁搅拌等。15、纯金属在固态下的转变有两种：同素异晶转变（包括铁、锡、钛、锰等）和磁性转变（包括铁、钴、镍等）。16、合金的相结构分为三类：固溶体（固溶强化），金属化合物，机械混合物（如锡、锑、铜组成的轴承合金）。17、铁碳合金相图三条水平线：包晶转变线，共晶线，共析线。ECF:共晶线ES：溶解度曲线GS:奥仕体铁素体转变线18、含碳量：亚共析钢（0.02-0.77）株光体和铁素体，共析钢（0.77）成分为株光体，过共析钢（0.77-2.11）株光体和二次渗碳体；亚共晶生铁（2.11-4.3），共晶生铁（4.3），过共晶生铁（4.3-6.69）；低碳钢（0.02-0.25），中碳钢（0.25-0.60），高碳钢（0.60-1.30）。钢按金相组织分为：1，退火状态的：a,亚共析钢（株光体和铁素体组织）b,共析钢（株光体组织）c,过共析钢(株光体和二次渗碳体)2,正火状态的：株光体钢贝氏体钢马氏体钢奥氏体钢19、低碳钢的组织多为铁素体，强度、硬度较低，而塑性、韧性很高，工业用钢的含碳量一般不超过1.3％-1.4％。Mn含量一般小于0.8%，当含量在0.9—1.2%时可以起到强化作用含较高Mn的优质碳素结构钢如45Mn株光体铁素体二次渗碳体贝氏体钢马氏体钢奥氏体钢性能特点20、液相线和固相线之间的距离越小，铸造性能越好，共晶成分的铸铁的常用来浇铸铸件，其流动性好，分散缩孔小，显微偏析少。21、锻造或者轧制温度必须选择在单相奥氏体区的适当温度范围内。实际生产中各种碳钢的始锻和始轧温度为1150～1250℃，终锻和终轧温度为750～850℃。22、拉力试验是用来测定金属材料的强度、塑性；冲击试验主要用于结构钢。对于在服役条件下承受附加弯曲的零件如螺栓等，必要时做缺口偏斜拉伸试验。23、布氏硬度(HB)适用于测定灰铸铁、轴承合金等具有粗大晶粒或组成的金属材料的硬度及钢件退火、正火和调质后的硬度。表示符号：HBS,适用于值在450度以下，HBW适用于值在450-650的材料。24、洛式硬度(HR)可以直接在工件上试验，直接读出硬度值，广泛用于热处理质量检验，常用于检查淬火后的硬度。表示符号：HRA（20-88），HRB（20-100），HRC(20-70)。25、维氏硬度（HV）适用范围比较广，精度高，测量准确，但是效率低。26、努氏硬度（HK）对表面淬硬层或镀层硬度测定较为方便。27、肖氏硬度（HS）可以在现场测量大型工件的硬度，但是精度较低。28、里氏硬度（HL）常用于测量大型铸锻件、永久组装部件等，精度高，但是对被测工件要求也较高。29、测定金属材料化学成分常用的方法有：化学分析法（最传统和较准确的方法）、火花鉴别法（只能定性和半定量地对碳钢和合金元素含量较高的合金钢进行辨别，适宜于生产现场初步判断钢种）、光谱分析法和看谱镜法。30、电子探针可以分析合金中第二相或夹杂物的成分，测定金属材料中的偏析和晶界偏析，化学热处理渗层中元素分析等。31、离子探针：对断口表面的氢元素进行分析是离子探针的主要特点之一，是目前微区成分分析中唯一能检测氢的仪器。32、金相分析包含三个方面：原材料缺陷的低倍检验、断口分析和显微组织检验。33、断口分析主要用于失效分析、原材料缺陷分析、零件加工缺陷分析、热处理质量分析、使用环境分析。34、磁粉探伤和荧光探伤多用于检验材料零件表面上的缺陷（如裂纹）、荧光及着色探伤多用于不锈钢及有色金属等非磁性材料的表面缺陷探伤。35、优质碳素结构钢主要用于制造机器零件，一般都要经过热处理以提高力学性能。36、50、55、60、65号钢经过淬火＋中温回火后具有高的弹性极限，常用于制造负荷不大、尺寸较小（截面尺寸小于12mm）的弹簧，如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等。37、根据材料使用性能选材的方法：1）分析零件的工作条件，确定使用性能；2）进行失效分析，确定零件的主要使用性能；3）根据零件使用性能要求提出对材料性能的要求。38、铸造铝合金和铜合金的铸造性能优于铸铁，而铸铁又优于铸钢。39、变形铝合金和铜合金、低碳合金钢有较好的冷压力加工性能。40、铝及铝合金机械加工性能较好，钢中易切钢的切削性能最好，而奥氏体不锈钢及高碳高合金钢的切削加工性能较差。41、铜合金和铝合金焊接性能不好，高碳钢的焊接性能差，低碳钢的焊接性能好。42、大多数钢和铝合金、钛合金都可以进行热处理强化，少数铜合金可以进行热处理强化。合金钢的热处理工艺性能比碳钢好。常用钢材热处理强化后性能和特点43、汽轮机主轴的失效方式主要是蠕变变形和内部缺陷引起的低应力脆断或疲劳断裂和应力腐蚀开裂。44、材料分为三大类：金属材料、高分子材料（常用的包括工程塑料和橡胶材料）、陶瓷材料。45、工程塑料：是指在工程中做结构材料的塑料。46、聚酰胺：商品名为尼龙或锦龙，尼龙1010广泛用于机械零件和化工、电器零件。铸造尼龙（MC尼龙）可制作几十千克的齿轮、涡轮、轴承和导轨等。芳香尼龙可用于制作在高温下工作的耐磨零件、绝缘材料和宇宙服。47、聚甲醛塑料：尤其适用于制造不允许适用润滑油的齿轮轴承和衬套。48、聚碳酸酯：具有优异的冲击韧度和尺寸稳定性，较好的耐低温性，良好的绝缘性和加工成型性，可以制作机械零件，防弹玻璃、灯罩、防护面罩、安全帽及其他高级绝缘零件。49、ABS塑料：“质坚、性韧、刚性大”的优良工程塑料，缺点是耐高温、耐低温性能差，易燃，不透明，广泛用于制造汽车的方向盘、仪表盘，飞机舱内的装饰板窗框、隔音板、机械中的手柄、齿轮、泵叶轮等。50、聚四氟乙烯（塑料王）：具有极优越的化学稳定性、热稳定性和良好的导电性，有自润滑性，但是强度低，尤其是耐压强度不高，不能用注射法成型。51、酚醛塑料：玻璃布层酚醛塑料即玻璃钢，用于制作电器开关、插头、外壳等各种电气绝缘件，还可以制作齿轮、凸轮、皮带轮、手柄，化工用耐酸泵等。52、环氧塑料：主要用于制造塑料模具、精密量具和各种绝缘零件，也可制作层压塑料、浇注塑料等。53、由于工程陶瓷材料硬度高，常采用洛式硬度HRA、HT45N、小负荷维氏硬度或努氏硬度表示。54、氧化铝陶瓷：主要用于制作内燃机的火花塞，火箭、导弹的导流罩，石油化工泵的密封环，坩锅、热电偶套管、刀具和拉丝模等。55、氮化硅陶瓷：主要用于制作耐磨，耐腐蚀、耐高温的零件，如石油、化工泵的密封环、电磁泵管道、阀门，热电偶套管，转子发动机刮片，高温轴承，刀具等。56、碳化硅陶瓷：主要用于制作火箭尾喷管的喷嘴，浇注金属的浇道口，热电偶套管、炉管，燃气轮叶片，高温轴承，热交换器及核燃料包封材料等。57、氮化硼陶瓷：常用于制作热电偶套管，熔炼半导体、金属