汽車機械基礎

本書是根據高等職業教育汽車檢測與維修專業技能型緊缺人才培養方案，緊密結合汽車檢測與維修領域的職業需求進行內容組織和編寫的，第3版入選“十二五”職業教育國家規劃教材。本書共分為五篇：互換性與測量技術，汽車工程材料，汽車機構分析，汽車常用傳動機構及零件的強度計算，液壓傳動。具體介紹尺寸公差與配合、幾何公差、表面粗糙度、檢測技術基礎，工程材料的性能與熱處理方法、汽車上常用的金屬和非金屬材料，汽車上用到的靜力學、運動學、動力學知識，常用機械與汽車機構的工作原理、受力與運動分析，汽車常用零件及結構的認識，液壓傳動的基本元件、基本回路與汽車典型液壓系統。本書可作為職業院校汽車檢測與維修專業的技術基礎課教材，也可作為汽車從業人員的技術參考書。 ^[1] 

篇 互換性與測量技術 1

第1章 尺寸極限與配合 1

1.1 互換性及其作用 1

1.2 極限與配合的基本術語及定義 1

1.2.1 孔和軸 2

1.2.2 尺寸 2

1.2.3 偏差、尺寸公差及公差帶 3

1.2.4 配合 4

1.2.5 配合制 6

1.3 極限與配合標準 7

1.3.1 標準公差系列 7

1.3.2 基本偏差系列 9

1.4 國標規定的公差帶與配合 17

1.5 尺寸極限與配合的選用 19

1.5.1 基準制的選擇 19

1.5.2 標準公差等級的選用 20

1.5.3 配合的選用 21

1.5.4 一般公差線性尺寸的未注公差 24

1.6 常用測量器具及使用 24

1.6.1 遊標卡尺 25

1.6.2 螺旋測微量具 26

1.6.3 指示式量具 27

1.6.4 工件尺寸檢驗的驗收方法 28

*1.7 尺寸鏈 29

1.7.1 尺寸鏈的基本概念 29

1.7.2 尺寸鏈的建立 31

1.7.3 尺寸鏈的解算 32

思考與練習 33

第2章 幾何公差 35

2.1 概述 35

2.1.1 幾何公差特徵符號 35

2.1.2 幾何要素及其分類 36

2.1.3 幾何公差的標註 37

2.2 形狀公差與形狀誤差 41

2.2.1 形狀公差與公差帶 41

2.2.2 輪廓度公差與公差帶 42

2.2.3 形狀誤差的檢測 43

2.3 方向公差與方向誤差 45

2.3.1 方向公差與公差帶 45

2.3.2 基準 50

2.3.3 方向誤差的檢測 52

2.4 位置公差與位置誤差 53

2.4.1 位置公差與公差帶 53

2.4.2 位置誤差的檢測 57

2.5 跳動公差與跳動誤差 58

2.5.1 跳動公差與公差帶 58

2.5.2 跳動誤差的檢測 60

*2.6 幾何公差的選用 61

2.6.1 術語及定義 61

2.6.2 公差原則 62

2.6.3 幾何公差的選擇 65

思考與練習 67

第3章 表面粗糙度 69

3.1 概述 69

3.2 表面粗糙度的術語及評定參數 70

3.2.1 表面粗糙度的術語 70

3.2.2 表面粗糙度的評定參數 71

3.3 表面粗糙度選用與標註 72

3.3.1 表面粗糙度參數的選用 72

3.3.2 表面粗糙度參數值的選用 73

3.3.3 表面粗糙度的標註 75

3.3.4 表面粗糙度符號、代號在圖樣上的標註示例 79

*3.4 表面粗糙度輪廓參數的檢測 81

思考與練習 82

第二篇 汽車工程材料 84

第4章 金屬材料的性能 84

4.1 金屬材料的力學性能 84

4.1.1 強度 85

4.1.2 剛度和彈性 86

4.1.3 塑性 86

4.1.4 硬度 87

4.1.5 衝擊韌性 88

4.1.6 疲勞強度 89

4.2 金屬材料的工藝性能 90

4.2.1 鑄造性能 90

4.2.2 焊接性能 90

4.2.3 切削加工性能 91

4.2.4 壓力加工與鍛壓性能 91

4.2.5 金屬的熱處理性能 91

思考與練習 91

第5章 鐵碳合金 93

5.1 金屬及合金的構造與結晶 93

5.1.1 純金屬的構造與結晶 93

5.1.2 合金的構造與結晶 95

5.2 鐵碳合金相圖 97

5.2.1 鐵碳合金的基本組織 97

5.2.2 鐵碳合金相圖 98

5.3 碳素鋼 100

5.3.1 碳素鋼的分類 100

5.3.2 碳素鋼的牌號、性能及主要用途 100

5.4 合金鋼 101

5.4.1 合金結構鋼 102

5.4.2 特殊性能鋼 103

5.5 鑄鐵 105

5.5.1 鑄鐵的石墨化 105

5.5.2 鑄鐵種類 105

5.6 金屬材料的熱處理 108

*5.6.1 鋼在加熱、冷卻時的組織轉變 108

5.6.2 鋼的退火與正火 109

5.6.3 鋼的淬火與回火 110

5.6.4 鋼的表面熱處理 111

思考與練習 113

第6章 非鐵金屬與非金屬材料 114

6.1 非鐵金屬及其合金 114

6.1.1 鋁及鋁合金 114

6.1.2 銅及銅合金 117

6.1.3 滑動軸承合金 119

6.1.4 其他非鐵合金 119

6.2 非金屬材料 121

6.2.1 高分子材料 121

6.2.2 陶瓷材料 123

6.2.3 複合材料 125

6.3 零件的失效與典型汽車零件用材 126

6.3.1 零件的失效 126

6.3.2 典型汽車零件用材 127

思考與練習 128

第三篇 汽車機構分析 129

第7章 機構的組成及汽車常用機構 129

7.1 機構的組成與運動簡圖 130

7.1.1 機構的組成 130

7.1.2 運動副及其分類 131

7.1.3 機構具有確定運動的條件 133

7.2 平面連桿機構 136

7.2.1 概述 136

7.2.2 鉸鏈四杆機構的基本類型 136

7.2.3 鉸鏈四杆機構的演化機構 137

7.2.4 鉸鏈四杆機構的基本性質 138

7.3 凸輪機構 141

7.3.1 凸輪機構的組成與特點 141

7.3.2 凸輪機構的分類 141

7.3.3 凸輪機構從動件的運動規律 142

7.4 間歇運動機構與螺旋機構 145

7.4.1 棘輪機構 145

7.4.2 螺旋機構 147

7.5 輪系 151

7.5.1 輪系的分類 151

7.5.2 定軸輪系傳動比的計算 152

7.5.3 週轉輪系的組成和分類 154

7.5.4 週轉輪系傳動比的計算 155

思考與練習 157

第8章 物體的受力分析 160

8.1 基本概念和物體的受力分析 160

8.1.1 基本概念 160

8.1.2 約束和約束反力 161

8.1.3 受力分析—畫受力圖 162

8.2 平面匯交力系 163

8.2.1 平面匯交力系的合成與平衡—幾何法 163

8.2.2 平面匯交力系的合成與平衡—解析法 164

8.3 力對點之矩、力偶 166

8.3.1 力對點之矩（力矩） 166

8.3.2 力偶及平面力偶系的合成與平衡 166

8.4 平面任意力系 168

8.4.1 力線平移定理 168

8.4.2 平面任意力系的平衡方程 168

8.5 摩擦 169

8.5.1 滑動摩擦 169

8.5.2 滾動摩擦的概念 171

思考與練習 171

第9章 平面機構運動分析與迴轉零件平衡 174

9.1 平面機構運動分析 174

9.1.1 平面運動的概念 174

9.1.2 平面運動的分解 175

9.2 迴轉零件的平衡 176

思考與練習 178

第四篇 汽車常用傳動機構及零件的強度計算 179

第10章 構件受力變形及其應力分析 179

10.1 基本概念 179

10.1.1 強度、剛度與穩定性的概念 179

10.1.2 構件受力和變形的種類 179

10.2 軸向拉伸和壓縮 180

10.2.1 軸向拉伸和壓縮時的內力與應力 180

10.2.2 材料在拉伸和壓縮時的力學性能 181

10.2.3 拉伸與壓縮時的強度條件 182

10.3 剪切和擠壓 182

10.3.1 剪切的實用計算 182

10.3.2 擠壓的實用計算 183

10.4 扭轉 183

10.4.1 扭轉的概念、外力偶矩和扭矩的計算 183

10.4.2 圓軸扭轉時的應力 184

10.4.3 扭轉強度條件和剛度條件 185

10.5 梁的對稱彎曲 187

10.5.1 對稱彎曲的特點和梁的基本類型 187

10.5.2 彎曲內力 187

10.5.3 彎曲時的正應力 189

10.5.4 彎曲正應力強度條件 190

10.5.5 彎曲剛度條件 190

思考與練習 191

第11章 帶傳動與齒輪傳動 194

11.1 帶傳動 194

11.1.1 V帶傳動的類型和特點 194

11.1.2 普通V帶與帶輪的結構、型號 195

11.1.3 帶傳動的彈性滑動和打滑 197

11.1.4 V帶的安裝與張緊裝置 198

11.2 齒輪傳動 200

11.2.1 齒輪傳動的特點與分類 200

11.2.2 漸開線齒輪 200

11.2.3 直齒圓柱齒輪的結構 204

11.2.4 漸開線標準直齒圓柱齒輪齧合傳動 205

11.2.5 漸開線齒輪的切齒原理與根切現象 207

11.2.6 齒輪傳動的失效形式 210

11.2.7 齒輪材料選擇 211

11.2.8 齒輪傳動精度等級的選擇 211

11.2.9 直齒圓柱齒輪受力分析與強度計算 212

思考與練習 215

第12章 軸、軸承、聯軸器與離合器 216

12.1 軸 216

12.1.1 軸的分類 216

12.1.2 軸的材料 217

*12.1.3 軸的結構設計 218

*12.1.4 軸的強度計算 220

12.2 滾動軸承 223

12.2.1 滾動軸承的結構 223

12.2.2 滾動軸承的類型 224

12.2.3 滾動軸承的代號 226

12.2.4 滾動軸承類型的選擇 227

12.2.5 滾動軸承的受力分析和失效形式 229

*12.2.6 滾動軸承的組合設計 229

12.3 滑動軸承 231

12.3.1 滑動軸承的潤滑狀態 231

12.3.2 向心滑動軸承 232

12.3.3 推力滑動軸承的結構類型 233

12.3.4 軸瓦結構和材料 233

12.3.5 滑動軸承的潤滑 234

12.4 聯軸器與離合器 236

12.4.1 概述 236

12.4.2 常用聯軸器 237

12.4.3 常用離合器 240

思考與練習 241

第13章 連接 242

13.1 鍵連接 242

13.1.1 鍵連接的類型和應用 242

13.1.2 平鍵的尺寸選擇和鍵連接的強度校核 245

13.2 銷連接 246

13.3 螺紋連接 247

13.3.1 螺紋連接的類型 247

13.3.2 螺紋連接的預緊和防松 248

13.3.3 提高螺栓連接強度的措施 250

13.4 過盈連接 250

思考與練習 251

第五篇 液壓傳動 252

第14章 液壓傳動概論 252

14.1 液壓傳動工作原理及組成 252

14.1.1 液壓傳動工作原理 252

14.1.2 液壓傳動的圖形符號 252

14.1.3 液壓傳動系統的組成 253

14.1.4 液壓傳動系統的優、缺點 253

*14.2 液壓傳動基本知識 254

14.2.1 液壓油及其主要性能 254

14.2.2 液體靜力學簡介 254

14.2.3 液體動力學基礎 255

思考與練習 256

第15章 液壓基本元件 257

15.1 液壓泵與液壓馬達 257

15.1.1 概述 257

15.1.2 常用液壓泵 258

15.1.3 液壓泵的選用 261

15.1.4 液壓馬達 261

15.2 液壓缸 262

15.2.1 活塞缸 262

15.2.2 其他液壓缸 264

15.2.3 液壓缸的結構 265

15.3 控制閥 266

15.3.1 方向控制閥 266

15.3.2 壓力控制閥 267

15.3.3 流量控制閥 272

15.3.4 比例控制閥 273

15.4 液壓輔件 274

15.4.1 油管與管接頭 274

15.4.2 蓄能器 275

朱秀琳，南京工業職業技術學院機械工程學院副教授，承擔過多項國家相關科研或教研項目，有着豐富的課程教學和企業實踐經驗，長期從事機械製造基礎課程的教學工作。