Лабораторная работа №1 Основные сведения о материалах, механизмах и передачах

Цель работы: получить основные сведения о материалах, механизмах и передачах.

Содержание работы:

1. Основные машиностроительных материалах, металлах и сплавах. Дать сведения о неметаллических материалах. Механические свойства материалов.

2. Термическая и химико-термическая обработка металлов.

3. Детали машин и их соединения, сборочные единицы. Типы соединений, осей и валов, подшипниках, уплотнениях и соединительных муфтах.

4. Общие сведения о механизмах и передачах. Понятие о механизмах и машинах. Кривошипно-шатунный кулачковый и винтовой механизмы.

5. Основные типы механических, гидравлических и электрических передач.

6. Сборочные единицы, механизмы и передачи на тракторах и автомобилях.

1.Основные машиностроительные материалы

Наибольшее применение в машиностроении получили сталь, чугун, сплавы цветных металлов, спеченные материалы, пластмассы и др.

Сталь представляет собой железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2% и наличием других элементов. Чем больше углерода в стали, тем выше ее твердость и статическая прочность, но меньше пластичность. Сталь имеет следующие свойства, характерные для машиностроительных материалов: высокие механические характеристики; возможность получения заготовок деталей из поковок, отливок, проката; хорошую обрабатываемость на станках; способность к термической обработке и т. п.

Стали различают по следующим признакам:

1) по применению — строительные, конструкционные и стали со специальными свойствами (магнитные, электрические, жаростойкие, коррозионностойкие и т. п.);

2) по химическому составу — углеродистые и легированные;

3) по качеству производства — обыкновенного качества, качественные и высококачественные;

4) по требованиям поставки — по механическим характеристикам, по химическому составу, по механическим характеристикам и химическому составу.

Сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380–88) подразделяется на группу А, поставляемую по механическим свойствам, группу Б, поставляемую по химическому составу, и подгруппу В, поставляемую по механическим свойствам и химическому составу.

Для изготовления деталей машин наиболее часто применяют сталь группы А. Это наиболее распространенная и дешевая сталь. Она маркируется в порядке возрастания прочностных характеристик и содержания углерода Ст1, Ст1кп, Ст2, Ст2кп, СтЗ, СтЗкп, ..., Ст 7. Индекс «кп» в некоторых марках указывает, что сталь недостаточно раскислена. Поэтому она более дешевая, но ее качество несколько хуже.

Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050–88) поставляется с гарантированными химическим составом и механическими свойствами. Эта сталь делится на две группы: с нормальным содержанием марганца (марки 08, 08кп, 10, 10кп; 15, 15кп, 20, ..., 85) и с повышенным содержанием марганца (марки 15Г, 2ОГ, 25Г, ЗОГ, ..., 70Г). В обозначениях марок двухзначная цифра показывает содержание углерода в сотых долях процента. Сталь с повышенным содержанием марганца характеризуется повышенной прочностью и износоустойчивостью при несколько пониженной вязкости.

Легированная конструкционная сталь (ГОСТ 4543–71) делится на качественную и высококачественную. В зависимости от содержания основных легирующих элементов стали бывают хромистые (20Х, 40Х), хромоникелевые (20ХН, 12ХНЗА), хромоникелевольфрамовые (18ХНВА) и т. д. В марках буквы обозначают: Х — хром, Н — ни­кель, В — вольфрам, Ф — ванадий, Г — марганец, С — кремний, Ю — алюминий и т. д. Цифры после букв указывают процентное содержание легирующих элементов. Высококачественная сталь в конце обозначения марки содержит букву А. Легированная сталь — дорогой материал и применяется в особо ответственных деталях.

Конструкционные стали углеродистые и легированные по содержанию углерода (С) и способности воспринимать термическую обработку разделяют на низкоуглеродистые (до 0,25% С) — цементируемые, среднеуглеродистые (0,25—0,6% С) — улучшаемые и закаливаемые, высокоуглеродистые (свыше 0,6% С) — закаливаемые.

Винипласт — полихлорвиниловая смола. Имеет высокую прочность, химическую стойкость и хорошие электроизоляционные свойства. Из винипласта изготовляют трубы для подачи агрессивных газов и жидкостей, защитные покрытия для металлических резервуаров, детали вентиляционных установок, электроизоляционные покрытия и т. п.).

Полиакрилат (органическое стекло) — прозрачная пластмасса, выпускаемая в виде листов или пресс-порошков.

неметаллические материалы. Асбест (минеральное вещество) имеет достаточную прочность, огнестойкость, кислото- и щелочестойкость, возможность переработки в пряжу и ткань. Прессованная из асбеста и латунной проволоки ткань (ферродо) имеет большой коэффициент трения и высокую износостойкость. Асбест в виде полос и ткани применяют как фрикционный материал в муфтах, тормозах, в фрикционных передачах и пр.

Графит имеет высокую электро и теплопроводность, низкий коэффициент трения, высокую теплостойкость и т. д. Его применяют для изготовления втулок, вкладышей подшипников, жаростойких изделий и в качестве смазки трущихся поверхностей.

В машиностроении применяют также резину, войлок, кожу, клеи, ситаллы (особо кристаллизованное стекло), керамику, дерево и т. п.

Правильно выбранный материал в значительной мере определяет качество и стоимость детали и машины в целом. При выборе материала необходимо учитывать следующие требования: соответствие свойств материала главному критерию работоспособности детали (прочность, жесткость, износостойкость и т. д.); соответствие технологических свойств материала намечаемому способу обработки детали (литейные свойства, штампуемость, обрабатываемость на станках и т. д.); соответствие характеристик материала назначению детали и условиям ее эксплуатации (кислотоупорность, электроизоляционные и антикоррозионные свойства); минимальная стоимость и недефицитность материала и пр.