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中中职机械基机械基础课件件PPT开篇开篇绪论一、课程概述1课程性质 机械类专业的一门专业根底课。2课程内容 包括机械传动、常用机构、轴系零件和液压与气动等方面的根底知识。3课程任务 学以致用。二、机器、机构、机械、构件和零件 1机器与机构 机器机器人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。常见机器的类型及应用常见机器的类型及应用 机构机构具有确定相对运动的构件的组合，它是用来传递运动和力的构件系统。汽油机传动机构汽油机传动机构机器与机构的区别 2机器的组成 机器各组成部分的作用机器各组成部分的作用3零件与构件 零件机器及各种设备的根本组成单元。构件机构由许多具有确定的相对运动的构件组成的中的运动单元体。零件与构件零件与构件机械、机器、机构、构件、零件之间的关系 零件构件机构机器（制造单元）（运动单元）（传递、转变运动形式）（利用机械能做功或实现能量转换）机械本章小结本章小结 1机器、机构的特征及异同点。2构件与零件的概念。3机械、机器、机构、构件、零件之间的关系。4机器的组成。第五章连接51 键连接 与销连接52 螺纹连接53 弹性连接54 联轴器与离合器51键连接与销连接一、键连接一、键连接作用：作用：实现轴与轴上零件如齿轮、带轮等之间的周向固定，并传递运动和扭矩。分类：分类：键连接 松键连接 紧键连接 平键连接 半圆键连接 花键连接 楔键连接 切向键连接 一平键连接 二半圆键连接 三花键连接 四楔键和切向键连接 一平键连接一平键连接 靠平键的两侧面传递转矩，键的两侧面是工作面，对中性好；键的上外表与轮毂上的键槽底面留有间隙，以便装配。特点：特点：分类：分类：l 普通平键l 导向平键l 滑键 1普通平键 分解图 装配图 断面图 A型 B型 C型 平键是标准件，只需根据用处、轴径、轮平键是标准件，只需根据用处、轴径、轮毂长度选取键的类型和尺寸。毂长度选取键的类型和尺寸。l普通平键的规格采用bL标记l截面尺寸bh根据轴径d由标准选定l键长L根据轮毂长度按标准查取比轮毂长度短510mm 普通平键的标记：键型键宽键型键宽键长标准号键长标准号 键键16 100 GB/T 10962003 表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。键键B18 100 GB/T 10962003 表示键宽为18mm，键长为100mm的B型普通平键。键键C18 100 GB/T 10962003 表示键宽为18mm，键长为100mm的C型普通平键。2导向平键特点：轮毂可在轴上沿轴向挪动。l 比普通平键长l 紧定螺钉固定在键槽中l 键与轮毂槽采用间隙配合l 键上设有起键螺孔3滑键特点：轮毂可在轴上沿轴向挪动。l 滑键固定在轮毂上l 轮毂带动滑键作轴向挪动l 键长不受滑动间隔 限制二半圆键连接 l 工作面为键的两侧面，有较好的对中性l 可在轴上键槽中摆动以适应轮毂上键槽斜度l 适用于锥形轴与轮毂的连接l 键槽对轴的强度削弱较大，只适用于轻载连接三花键连接 花键连接花键连接由沿轴和轮毂孔周向均布的多个键齿由沿轴和轮毂孔周向均布的多个键齿互相啮合而成的连接。互相啮合而成的连接。外花键 内花键 l 多齿承载，承载才能高l 齿浅，对轴的强度削弱小l 对中性及导向性能好l 加工需专用设备，本钱高 矩形花键连接 渐开线花键连接 四楔键和切向键连接 1楔键 普通楔键 钩头楔键 楔键与键槽的两个侧面不相接触，为非工作面。楔键连接能使轴上零件轴向固定，并能使零件承受单方向的轴向力。用于定心精度要求不高，荷载平稳和低速的场合。2切向键 切向键 一组切向键 两组切向键 由一对具有1:100斜度的楔键沿斜面拼合而成，上下两工作面互相平行，轴和轮毂上的键槽底面没有斜度。二、销连接固定零件间的相对位置，或作为组合加工和装配时的辅助零件 用于轴与毂的连接或其他零件的连接 用作平安装置中的过载剪断零件 一圆柱销1普通圆柱销传递横向力 传递转矩 2内螺纹圆柱销二圆锥销1普通圆锥销2带螺纹圆锥销大端带螺尾 内螺纹 小端带螺尾 小结小结 1键连接的功用及类型。2平键连接的特点和种类。3半圆键连接、花键连接、楔键连接的特点。4销连接的功用及销的类型。52螺纹连接1 螺纹的种类和应用 2 普通螺纹的主要参数3 螺纹的代号标注4 螺旋传动的应用形式螺旋传动应用举例螺旋传动应用举例一按螺纹牙型分类及其应用 二按螺旋线方向分类及其应用 三按螺纹线的线数分类及其应用 四按螺旋线形成的外表分类一螺纹的种类和应用一按螺纹牙型分类及其应用三角形螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹二按螺旋线方向分类及其应用右旋螺纹 左旋螺纹 三按螺纹线的线数分类及其应用单线螺纹 多线螺纹多线螺纹 四按螺旋线形成的外表分类内螺纹 外螺纹 二普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数 螺距P相邻两牙在中径上对应两点间的轴向间隔。导程Ph同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向间隔。PhZP三螺纹的代号标注普通螺纹的代号标注普通螺纹的代号标注 1细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标出螺距值，而粗牙普通螺纹不标螺距。2右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。3旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N和短旋合长度S三种，中等旋合长度N不标注。4公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号，两者一致时则只标注一个公差带代号。内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。梯形螺纹的代号标注梯形螺纹的代号标注 1单线螺纹只标注螺距，多线螺纹标注螺距和导程。2右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹用LH表示。3旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N两种，中等旋合长度N不标注。4公差带代号中，螺纹只标注中径公差带代号。内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。5内、外螺纹配合的公差带代号中，前者为内螺纹公差带代号，后者为外螺纹公差带代号，中间用“/分开。管螺纹的代号标注管螺纹的代号标注 1管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。2管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子的内孔直径，以英寸为单位。3右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。4非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两级，A级精度较高；内螺纹的公差等级只有一个，故无公差等级代号。5内、外螺纹配合在一起时，内、外螺纹的标注用“/分开，前者为内螺纹的标注，后者为外螺纹的标注。四螺旋传动的应用形式一普通螺旋传动 二差动螺旋传动 三滚珠螺旋传动简介 一普通螺旋传动 普通螺旋传动普通螺旋传动由螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动。1普通螺旋传动的应用形式 l 螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动l 螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动 l 螺杆回转，螺母作直线运动 l 螺母回转，螺杆作直线运动 2普通螺旋传动直线挪动方向的断定 l 螺母螺杆不动，螺杆螺母回转并挪动 螺杆螺母回转，螺母螺杆挪动 3普通螺旋传动直线挪动间隔 的计算 L=NPh L 螺杆螺母挪动间隔，mm N 回转周数，r Ph 螺纹导程，mm 【例【例1】普通螺旋传动中，左旋双线螺杆的螺距为普通螺旋传动中，左旋双线螺杆的螺距为8mm，假设螺杆按图示方向回转两周，螺母挪动了多少间隔，假设螺杆按图示方向回转两周，螺母挪动了多少间隔？方向如何？方向如何？解题过程解题过程二差动螺旋传动 1差动螺旋传动原理 差动螺旋传动由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动即不一致的螺旋传动。2差动螺旋传动活动螺母挪动间隔 的计算及方向的 确定 1差动螺旋传动：螺杆上两螺纹固定螺母与活动差动螺旋传动：螺杆上两螺纹固定螺母与活动螺母旋向一样。螺母旋向一样。L=NPh1Ph2 结果为正，活动螺母实际挪动方向与螺杆挪动方向一样结果为负，活动螺母实际挪动方向与螺杆挪动方向相反螺杆挪动方向按普通螺旋传动螺杆挪动方向确定 2复式螺旋传动：螺杆上两螺纹固定螺母与活动复式螺旋传动：螺杆上两螺纹固定螺母与活动螺母旋向相反。螺母旋向相反。L=NPh1Ph2 l活动螺母实际挪动方向与螺杆挪动方向一样l螺杆挪动方向按普通螺旋传动螺杆挪动方向确定 【例2】微调螺旋传动中，通过螺杆的转动，可使被调螺母产生左、右微量调节。设螺旋副A的导程PhA为1mm，右旋。要求调整螺杆按图示方向转动一周，被调螺母向左挪动0.2mm，求螺旋副B的导程PhB并确定其旋向。解题过程解题过程三滚珠螺旋传动简介 小结小结 1常用螺纹的类型、特点及应用。2普通螺纹的主要参数。3常用螺纹的螺纹标记。4螺旋传动的工作原理、特点和应用形式。5普通螺旋传动和差动螺旋传动的挪动间隔 计算及挪动件挪动方向的断定。6滚珠螺旋传动的应用特点。54联轴器、离合器和制动器1 联轴器的构造、特点及应用2 离合器的构造、特点及应用3 制动器的构造、特点及应用一、联轴器的构造、特点及应用 作用：机械传动中的常用部件，用来连接两传动轴，使其一起转动并传递转矩，有时也可作为平安装置。刚性联轴器 挠性联轴器l 刚性联轴器凸缘联轴器凸缘联轴器 套筒联轴器套筒联轴器 挠性联轴器挠性联轴器l 挠性联轴器二、离合器的构造、特点及应用 作用：连接两轴，使其一起转动并传递转矩。在机器的运转过程中可以随时进展接合或别离。也可用于过载保护等。啮合式圆盘摩擦式离合器应用举例离合器应用举例常用离合器常用离合器l 啮合式离合器 1、2半离合器 3对中环 4滑环 l 齿形离合器 l 摩擦式离合器 1主动轴 2主动盘 3从动盘 4从动轴 5滑环 l 超越式离合器 1星轮 2外圈 3滚柱 4弹簧 三、制动器的构造、特点及应用 作用：利用摩擦力矩来降低机器运动部件的转速或使其停顿回转。l 闸带式l 内涨式l 外抱块式 制动器应用举例制动器应用举例常用制动器常用制动器l 闸带式制动器 l 内涨式制动器 1、8销轴 2、7制动蹄 3摩擦片4泵 5弹簧 6制动轮 l 外抱块式制动器 1制动轮 2闸瓦块 3主弹簧 4制动臂5推杆 6松闸器 小结小结 1联轴器的构造、特点及应用。2离合器的构造、特点及应用。3联轴器和离合器的主要功用及区别。4制动器的构造、特点及应用。第六章常用机构61 构件、运动副与平面机构62 平面四杆机构63 凸轮机构64 间歇运动机构一、运动副的概念及应用特点 火车火车61构件、运动副与平面机构1运动副 运动副运动副两构件直接接触而又能产生一定形式相对运动的可动连接。1低副两构件之间作面接触的运动副。转动副 挪动副 螺旋副低副及其应用低副及其应用 2高副两构件之间作点或线接触的运动副。滚动轮接触 凸轮接触 齿轮接触 高副及其应用高副及其应用2运动副的应用特点 单位面积压力较大，两构件接触处容易磨损 制造和维修困难 能传递较复杂的运动低副特点：单位面积压力较小，较耐用，传力性能好 摩擦损失大，效率低 不能传递较复杂的运动高副特点：3低副机构与高副机构 低副机构低副机构机构中所有运动副均为低副的机构。高副机构高副机构机构中至少有一个运动副是高副的机构。连杆机构应用举例连杆机构应用举例62平面四杆机构 平面连杆机构由一些刚性构件用转动副和挪动副互相连接而组成的,在同一平面或互相平行平面内运动的机构。作用：作用：实现某些较为复杂的平面运动，在消费和生活中广泛用于动力的传递或改变运动形式。港口起重机吊运货物是利用平面连杆机构中的双摇杆机构实现的 铲土机为了保证铲斗平行挪动，防止泥土流出，采用了平面连杆机构 四杆机构最常用的平面连杆机构，具有四个构件包括机架的低副机构。平面铰链四杆机构平面铰链四杆机构构件间用四个转动副相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构铰链四杆机构。铰链四杆机构：铰链四杆机构：四根杆均用转动副连接。滑块四杆机构：杆件间的连滑块四杆机构：杆件间的连接，除了转动副以外，构件接，除了转动副以外，构件3与与4使用挪动副连接。使用挪动副连接。一、铰链四杆机构的组成与分类机架：机架：固定不动的构件4。连杆：连杆：不与机架直接相连的构件2。连架杆：连架杆：与机架相连的构件1、3。l 曲柄l 摇杆1、曲柄摇杆机构 2、双曲柄机构 3、双摇杆机构 曲柄曲柄与机架用转动副相连，且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件。摇杆摇杆与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件。曲柄机构曲柄机构1、曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇杆。曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构的应用 剪板机剪板机雷达雷达汽车雨刷汽车雨刷缝纫机踏板缝纫机踏板2、双曲柄机构、双曲柄机构 双曲柄机构双曲柄机构铰链四杆机构中两连架杆均为曲柄。类型：类型：不等长双曲柄机构 平行双曲柄机构反向双曲柄机构不等长双曲柄机构两曲柄长度不等的双曲柄机构。不等长双曲柄机构不等长双曲柄机构平行双曲柄机构 连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向一样的双曲柄机构。平行双曲柄机构平行双曲柄机构 反向双曲柄机构 连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相反的双曲柄机构。反向双曲柄机构反向双曲柄机构双曲柄机构的应用 惯性筛惯性筛天平天平汽车车门启闭汽车车门启闭3、双摇杆机构、双摇杆机构 铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆。机构两极限位置：l B1C1Dl C2B2A双摇杆机构双摇杆机构二、铰链四杆机构的根本性质1、曲柄存在条件 2、急回特性 3、死点位置 一、曲柄存在条件 1最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和。2连架杆和机架中必有一杆是最短杆。铰链四杆机构三种根本类型的判别方法铰链四杆机构三种根本类型的判别方法 曲柄摇杆机构的条件：连架杆之一为最短杆双曲柄机构的条件：机架为最短杆 双摇杆机构的条件：连杆为最短杆 当最长杆与最短杆长度之和大于其余两杆长度之和时，无论取哪一杆件为机架，机构均为双摇杆机构。二、急回特性 极位夹角极位夹角摇杆在C1D、C2D两极限位置时，曲柄与连杆共线，对应两位置所夹的锐角，用表示。急回特性急回特性：空回行程时的平均速度大于工作行程时的平均速度。急回特性急回特性机构的急回特性可用行程速比系数行程速比系数K表示：极位夹角越大，机构的急回特性越明显。三、死点位置 摇杆处于左极限位置C1D时,连杆与从动件(曲柄)的共线位置C1A B1。摇杆处于右极限位置C2D时,连杆与从动件(曲柄)的共线位置C2B2A。死点位置死点位置死点位置的利用死点位置的利用 工件夹紧后，BCD成一直线，撤去外力F之后，机构在工件反弹力T的作用下，处于死点位置。即使反弹力很大工件也不会松脱，使夹紧结实可靠。三、铰链四杆机构的演化一、曲柄滑块机构 二、导杆机构 一、曲柄滑块机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构是具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构，是由曲柄摇杆机构演化而来的。曲柄滑块机构的演化曲柄滑块机构的演化偏心轮机构偏心轮机构双曲滑块机构的应用l 内燃机气缸内燃机气缸内燃机气缸l 冲压机l 滚轮送料机二、导杆机构 导杆是机构中与另一运动构件组成挪动副的构件。连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构。l 摆动导杆机构l 挪动导杆机构l 曲柄摇块机构l 摆动导杆机构牛头刨床主运动机构 摆动导杆机构摆动导杆机构l 挪动导杆机构手动抽水机构 移动导杆机构移动导杆机构l 曲柄摇块机构自卸汽车卸料机构 曲柄摇块机构曲柄摇块机构小结小结 1铰链四杆机构的根本类型。2铰链四杆机构的各构件的名称。3铰链四杆机构根本形式的断定。4铰链四杆机构的根本特性。5导杆机构类型与应用。63凸轮机构 1、凸轮机构概述 2、凸轮机构的分类与特点 3、凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构应用举例凸轮机构应用举例凸轮机构概述内燃机配气机构内燃机配气机构 内燃机配气机构内燃机配气机构自动车床走刀机构自动车床走刀机构 自动车床走刀机构自动车床走刀机构靠靠 模模 车车 削削 机机 构构 靠模车削机构靠模车削机构 凸轮机构依靠凸轮轮廓直接与从动件接触，迫使从动件作有规律的直线往复运动直动或摆动。1凸轮2从动件3机架 凸轮机构示意凸轮机构示意凸轮机构的分类与特点一、凸轮机构的分类 二、凸轮机构的应用特点 一、凸轮机构的分类 按形状分按从动件端部形状和运动形式分盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮尖顶从动件滚子从动件平底从动件尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构l 盘形凸轮平底移动从动杆盘形凸轮机构平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构移动从动杆移动凸轮机构移动从动杆移动凸轮机构摆动从动杆移动凸轮机构摆动从动杆移动凸轮机构l 挪动凸轮圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构l 圆柱凸轮自动车床走刀机构自动车床走刀机构二、凸轮机构的应用特点 优点：构造简单紧凑，工作可靠，设计适当的凸轮轮廓曲线，可使从动件获得任意预期的运动规律。缺点：凸轮与从动件杆或滚子之间以点或线接触，不便于光滑，易磨损。应用：多用于传力不大的场合，如自动机械、仪表、控制机构和调节机构中。凸轮机构工作过程及从动件运动规律一、凸轮机构工作过程 二、从动件常用的运动规律 一、凸轮机构工作过程 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复挪动 凸轮回转时，从动件作“升停降停的运动循环。凸轮机构工作过程凸轮机构工作过程二、从动件常用运动规律 位移线图 1等速运动规律 从动件上升或下降的速度为一常数。等速运动规律等速运动规律2等加速等减速运动规律 从动件在行程中先作等加速运动，后作等减速运动。等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律位移曲线画法 本章小结本章小结 1凸轮机构的类型及其应用特点。2凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点。其他常用机构 变速机构 换向机构 间歇机构一、有级变速机构 二、无级变速机构 变速机构 变速机构变速机构在输入转速不变的条件下，使输出轴获得不同转速的传动装置。一、有级变速机构 有级变速机构有级变速机构在输入转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数。l 滑移齿轮变速机构l 塔齿轮变速机构l 倍增速变速机构l 拉键变速机构滑移齿轮变速机构滑移齿轮变速机构l 塔齿轮变速机构1主动轴 2导向键3中间齿轮支架4中间齿轮 5拨叉6滑移齿轮 7塔齿轮8从动轴 9、10离合器11丝杠 12光杠齿轮13光杠 l 倍增速变速机构l 拉键变速机构1弹簧键2从动套筒轴3主动轴4手柄轴 二、无级变速机构 无级变速机构无级变速机构依靠摩擦来传递转矩，适量地改变主动件和从动件的转动半径，使输出轴的转速在一定的范围内无级变化。l 滚子平盘式无级变速机构l 锥轮端面盘式无级变速机构l 别离锥轮式无级变速机构 l 滚子平盘式无级变速机构1滚子2平盘 l 锥轮端面盘式无级变速机构1锥轮2端面盘3弹簧4齿条5齿轮6支架7链条8电动机 l 别离锥轮式无级变速机构 1电动机2、4锥轮3杠杆5从动轴6支架7螺杆8主动轴9螺母10传动带 换向机构 换向机构换向机构在输入轴转向不变的条件下，可改变输出轴转向的机构。l 三三星轮换向机构l 离合器锥齿轮换向机构 l 三三星轮换向机构1主动齿轮 2、3惰轮 4从动齿轮l 离合器锥齿轮换向机构 1主动锥齿轮 2、4从动锥齿轮 3离合器 间歇机构 间歇机构间歇机构可以将主动件的连续运动转换可以将主动件的连续运动转换成从动件有规律的周期性运动或停歇。成从动件有规律的周期性运动或停歇。一、棘轮机构 二、槽轮机构 三、不完全齿轮机构 一、棘轮机构棘轮机构分为齿式棘轮机构齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构。1齿式棘轮机构工作原理 1摇杆 2棘爪3弹簧 4棘轮5弹簧 6止回棘爪7曲柄 齿式棘轮机构齿式棘轮机构2齿式棘轮机构的常见类型及特点 l 外啮合式l 内啮合式 外啮合式棘轮机构外啮合式棘轮机构内啮合式内啮合式3齿式棘轮机构转角的调节 棘轮的转角大小与棘爪每往复一次推过的齿数k有关：k棘爪每往复一次推动的齿数z棘轮的齿数 1改变棘爪的运动范围 2利用覆盖罩 4摩擦式棘轮机构简介 1偏心楔块棘爪2棘轮 3止回棘爪 靠偏心楔块棘爪和棘轮间的楔紧所产生的摩擦力来传递运动。特点：转角大小的变化不受轮齿的限制，在一定范围内可任意调节转角，传动噪声小，但在传递较大载荷时易产生滑动。二、槽轮机构 1槽轮机构的组成和工作原理 1拨盘 2圆销 3槽轮 槽轮机构槽轮机构2槽轮机构类型和特点 l 单圆销外槽轮机构l 双圆销外槽轮机构l 内啮合槽轮机构 特点：构造简单，转位方便，工作可靠，传动的平稳性好，能准确控制槽轮的转角。但转角的大小受到槽数z的限制，不能调节，且在槽轮转动的始末位置处存在冲击，随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不适用于高速。槽轮机构的类型和特点槽轮机构的类型和特点三、不完全齿轮机构 主动齿轮作连续转动，从动齿轮作间歇运动的齿轮传动机构。特点：构造简单，工作可靠，传递力大，但工艺复杂，从动轮在运动的开场与终止位置有较大冲击，一般用于低速、轻载的场合。不完全齿轮机构不完全齿轮机构本章小结本章小结 1机械式变速机构的有级变速机构、无级变速机构的类型和工作原理。2机械式换向机构的常用类型和工作原理。3棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的常见类型和工作原理。第七章机械传动71 带传动 72 链传动 73 齿轮传动74 蜗杆传动75齿轮系与减速器机械传动的分类 带传动应用举例带传动应用举例71带传动一、带传动的组成与原理二、带传动的类型一、带传动的组成与原理摩擦型带传动 啮合型带传动 1带轮主动轮 2带轮从动轮 3挠性带 2带传动的工作原理 以张紧在至少两轮上的带作为中间挠性件，靠带与带轮接触面间产生的摩擦力啮合力来传递运动和或动力。3带传动的传动比i 机构的传动比机构的传动比机构中瞬时输入速度与输出速度的比值。带传动的传动比就是主动轮转速n1与从动轮转速n2之比：二、带传动的类型 带传动摩擦型带传动啮合型带传动：同步带传动圆带传动平带传动V带传动普通V带传动窄V带传动多楔带传动一、V带及带轮二、V带传动的主要参数三、普通V带的标记与应用特点四、V带传动的安装维护及张紧装置V带传动一、V带及带轮 V带传动带传动由一条或数条V带和V带带轮组成的摩擦传动。V带V带带轮二、V带传动的主要参数 1普通V带的截面尺寸 顶宽b 中性层 节宽bp 高度h 相对高度h/bp2V带带轮的基准直径dd V带带轮的基准直径带带轮的基准直径dd带轮上与所配用V带的节宽bp相对应处的直径。3V带传动的传动比i dd1主动轮基准直径，mm dd2从动轮基准直径，mm n1主动轮的转速，r/min n2从动轮的转速，r/min4小带轮的包角1 包角带与带轮接触弧所对应的圆心角。包角的大小反映了带与带轮轮缘外表间接触弧的长短。5中心距a 中心距中心距两带轮中心连线的长度。6带速v 带速太低，传动尺寸大而不经济带速太高，离心力又会使带与带轮间的压紧程度减少，传动才能降低7V带的根数Z 根数多，传递功率大根数过多，受力会不均匀三、普通V带的标记与应用特点 1普通V带的标记 中性层中性层V带绕带轮弯曲时，其长度和宽度均保持不变的层面。基准长度基准长度Ld在规定的张紧力下，沿V带中性层量得的周长，又称为公称长度公称长度。标记例如：2普通V带传动的应用特点 优点：构造简单，制造、安装精度要求不高，使用维护方便，适用于两轴中心距较大的场合传动平稳，噪声低，有缓冲吸振作用在过载时，传动带在带轮上打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起平安保护作用。缺点：不能保证的准确的传动比外廓尺寸大，传动效率低四、V带传动的安装维护及张紧装置 1V带传动的安装与维护 2V带传动的张紧装置 V带传动的安装与维护带传动的安装与维护V带传动的张紧装置带传动的张紧装置一、同步带传动的特点 二、同步带传动的应用 同步带传动简介一、同步带传动的特点准确的传动比传动效率高传动比大允许带速高制造较贵二、同步带传动的应用 本章小结本章小结 1带传动的组成。2带传动的工作原理。3普通V带的构造。4普通V带传动的主要参数。5普通V带传动的标记及应用特点。6带传动的安装维护及常用张紧装置。7窄V带和同步带传动的一般概念。72链传动一、链传动概述 二、链传动的类型链传动应用举例链传动应用举例一、链传动及其传动比 1链传动的组成1主动链轮2链条3从动链轮2链传动的传动比 n1、n2 主、从动轮的转速，r/min z1、z2 主、从动轮齿数 二、链传动的应用特点 l i6，低速传动时i可达10l a6 m，最大中心距可达15 ml 传动功率P100 kWl v15 m/s，高速时可达2040m/s二、链传动类型传动链输送链起重链滚动链齿形链1、滚子链套筒滚子链 2、齿形链简介一滚子链套筒滚子链1滚子链的构造 l 内链板l 外链板l 销轴l 套筒l 滚子 1内链板2外链板3销轴4套筒5滚子 2滚子链主要参数 1节距链条的相邻两销轴中心线之间的间隔，以符号P表示。链的节距越大，承载才能越强，但链传动的构造尺寸也会相应增越大，传动的振动、冲击和噪声也越严重。滚子链的承载才能和排数成正比，但排数越多，各排受力越不均匀，所以排数不能过多。双排滚子链 三排滚子链 2节数滚子链的长度用节数来表示。链节数应尽量选取偶数。l 开口销l 弹簧夹l 过渡链节 3滚子链的标记 链号排数整链链节数 标准编号 08A 1 88 GB/T 12431997标准编号链节数为88节单排链号为08A（节距为12.70 mm）二齿形链简介 由一组带有齿的内外链板左右交织排列，用铰链连接而成。外链板 内链板 CL08 22.5 W 60 GB/T 108551997链号为CL08（节距为12.70 mm）链宽导向形式链节数为60节标准编号齿形链标记例如本节小结本节小结 1链传动的组成：主动链轮、从动链轮和链条。2链传动的应用特点。3链传动的传动比计算。4套筒滚子链的构造、标记及接头形式。5齿形链的应用。73齿轮传动1 齿轮传动的类型及应用 2 渐开线齿廓3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的根本参数和 几何尺寸计算4 其他齿轮传动简介5 渐开线齿轮失效形式齿轮传动应用举例齿轮传动应用举例1、齿轮传动的常用类型 2、齿轮传动的应用一、齿轮传动的类型及应用 齿轮传动利用齿轮副来传递运动和或动力的一种机械传动。1、齿轮传动常用类型 两轴平行两轴不平行按轮齿方向按啮合情况直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动交织轴齿轮传动锥齿轮传动 交织轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 齿轮传动常用类型齿轮传动常用类型2、齿轮传动的应用 1传动比 n1、n2 主、从动轮的转速，r/minz1、z2 主、从动轮齿数 齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数之反比。2应用特点 能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确可靠传递的功率和圆周速度范围较宽构造紧凑、可实现较大的传动比传动效率高，使用寿命长维护简便优点 运转过程中有振动、冲击和噪声齿轮安装要求较高不能实现无极变速不适宜用在中心距较大的场合2缺点 1、齿轮传动对齿廓曲线的根本要求 2、渐开线的形成及性质3、渐开线齿轮啮合特性二、渐开线齿轮1、齿轮传动对齿廓曲线的根本要求l 传动平稳 l 承载才能强2、渐开线的形成及性质 动直线沿着一固定的圆作纯滚动时，此动直线上任一点K的运动轨迹CK称为渐开线渐开线，该圆称为渐渐开线的基圆开线的基圆，其半径以rb表示，直线称为渐开线的渐开线的发生线发生线。渐开线齿轮渐开线齿轮以同一个基圆上产生的两条反向渐开线为齿廓的齿轮。渐开线齿廓的性质：渐开线齿廓的性质：发生线在基圆上滚过的线段长等于基圆上被滚过的弧长渐开线上任意一点的法线必切于基圆渐开线的形状取决于基圆的大小渐开线上各点的曲率半径不相等渐开线上各点的齿形角压力角不等渐开线的起始点在基圆上，基圆内无渐开线3、渐开线齿廓啮合特性 1 能保持瞬时传动比的恒定 2具有传动的可别离性 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称 2、渐开线标准直齿圆柱齿轮的根本参数 3、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 4、直齿圆柱内齿轮简介 三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的根本参数和几何尺寸计算1、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称齿轮上各部分名称齿轮上各部分名称2、渐开线标准直齿圆柱齿轮的根本参数 标准齿轮的齿形角 齿数 z 模数 m 齿顶高系数 ha*顶隙系数 c*1标准齿轮的齿形角 齿形角齿形角在端平面上，过端面齿廓上任意点K的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角，用表示。K点的齿形角为K。渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，K点离基圆越远，齿形角越大，基圆上的齿形角=0。分度圆压力角齿廓曲线在分度圆上的某点处的速度方向与曲线在该点处的法线方向即力的作用线方向之间所夹锐角，也用表示。2齿数z 一个齿轮的轮齿总数。3模数m 齿距p除以圆周率所得的商，即m p/。模数已经标准化。齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，轮齿也越大，承载才能越大。4齿顶高系数ha*对于标准齿轮，规定ha=ha*m。ha*称为齿顶高系数齿顶高系数。我国标准规定：正常齿ha*1。5顶隙系数c*当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不与另一个齿轮的齿槽底面相抵触，轮齿的齿根高应大于齿顶高，即应留有一定的径向间隙，称为顶隙顶隙，用c表示。对于标准齿轮，规定cc*m。c*称为顶隙系数顶隙系数。我国标准规定：正常齿c*0.25。3、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 名称名称代号代号计算公式计算公式齿形角标准齿轮为20齿数z通过传动比计算确定模数m通过计算或结构设计确定齿厚ss=p/2=m/2齿槽宽 e e=p/2=m/2齿距 pp=m基圆齿距 pbpb=pcos=mcos齿顶高 haha=ha*m=m名称名称代号代号计算公式计算公式齿根高 hfhf=(ha*+c*)m=1.25m齿高 hh=ha+hf=2.25m分度圆直径 dd=mz齿顶圆直径 dada=d+2ha=m(z+2)齿根圆直径 df df=d-hf=m(z-2.5)基圆直径 dbdb=dcos标准中心距 aa=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2一对齿轮传动时，齿轮节圆上的齿厚与一对齿轮传动时，齿轮节圆上的齿厚与齿槽宽之差称为齿侧间隙。齿槽宽之差称为齿侧间隙。一对互相啮合的标准齿轮，其模数相等，一对互相啮合的标准齿轮，其模数相等，故两轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等，因此，故两轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等，因此，当分度圆与节圆重合时，可满足无齿侧间隙的当分度圆与节圆重合时，可满足无齿侧间隙的条件。这种安装称为标准安装。条件。这种安装称为标准安装。标准安装时的中心距称为标准中心距。标准安装时的中心距称为标准中心距。标准中心距标准中心距4、直齿圆柱内齿轮简介 直齿圆柱内齿轮 直齿圆柱内齿轮传动 内齿轮的齿顶圆小于分度圆，齿根圆大于分度圆内齿轮的齿廓是内凹的，其齿厚和齿槽宽分别对应于外齿轮的齿槽和齿厚为了使内齿轮齿顶的齿廓全部为渐开线，其齿顶圆必须大于基圆*5、渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条 件和连续传动条件 1正确啮合条件 pb1=pb2 模数相等 分度圆上的齿形角相等 2连续传动条件 前一对轮齿尚未完毕啮合，后继的一对轮齿已进入啮合状态。仿形法是在普通铣床上用轴向剖面形状与被切齿轮齿槽形状完全一样的铣刀切制齿轮的方法。铣完一个齿槽后，分度头将齿坯转过3600/z，再铣下一个齿槽，直到铣出所有的齿槽。6、渐开线齿轮的切削加工与根切现象、渐开线齿轮的切削加工与根切现象仿形法之盘铣仿形法之盘铣1 1、加工方便易行，但精度难以保证。由于渐开线齿廓形状与、加工方便易行，但精度难以保证。由于渐开线齿廓形状与mm、z z、有关。有关。欲加工准确齿廓，对模数和压力角一样的、齿数不同的齿轮，应采用不同欲加工准确齿廓，对模数和压力角一样的、齿数不同的齿轮，应采用不同的刀具，而这在实际中是不可能的。消费中通常用同一号铣刀切制同模数、的刀具，而这在实际中是不可能的。消费中通常用同一号铣刀切制同模数、不同齿数的齿轮，故齿形通常是近似的。表中列出了不同齿数的齿轮，故齿形通常是近似的。表中列出了1-41-4号圆盘铣刀加工齿号圆盘铣刀加工齿轮的齿数范围。轮的齿数范围。2 2、加工不连续，消费效率低，不宜用于批量消费。、加工不连续，消费效率低，不宜用于批量消费。这种方法适用于单件消费而且精度要求不高的齿轮加工。仿形法特点：仿形法特点：2.范成法范成法是利用一对齿轮无侧隙啮合时两轮的齿廓互为包络线的原理加工齿轮的。加工时刀具与齿坯的运动就像一对互相啮合的齿轮，最后刀具将齿坯切出渐开线齿廓。范成法切制齿轮常用的刀具有三种：1齿轮插刀是一个齿廓为刀刃的外齿轮；2齿条插刀是一个齿廓为刀刃的齿条；3齿轮滚刀像梯形螺纹的螺杆，轴向剖面齿廓为准确的直线齿廓，滚刀转动时相当于齿条在挪动。可以实现连续加工，消费率高。齿轮插刀齿轮插刀齿条插刀齿条插刀齿条插刀插齿齿条插刀插齿齿轮滚刀齿轮滚刀用范成法加工齿轮时，只要刀具与被切齿轮的模数和压力角一样，不管被加工齿轮的齿数是多少，都可以用同一把刀具来加工，这给消费带来了很大的方便，因此范成法得到了广泛的应用。根切现象根切现象用范成法加工齿轮时，假设用范成法加工齿轮时，假设刀具的齿顶线或齿顶圆超过刀具的齿顶线或齿顶圆超过理论啮合线极限点理论啮合线极限点N时，被加工齿时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿廓将被切轮齿根附近的渐开线齿廓将被切去一部分，这种现象称为根切。去一部分，这种现象称为根切。如下图为齿条插刀加工标准外齿轮的情况，齿条插刀的分度线与齿轮的分度圆相切。要使被切齿轮不产生根切，刀具的齿顶线不得超过极限啮合点N。标准外啮合齿轮不根切的最小齿数标准外啮合齿轮不根切的最小齿数 被切齿轮的模数和压力角与刀具的一样，所以是否会产生根切取决于被切齿轮齿数的多少。齿轮不发生根切的最少齿数 1、正常齿制齿轮不发生根切的最少齿数 2、短齿制齿轮不发生根切的最少齿数 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。其失效形式有：齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。其失效形式有：轮齿像一悬臂梁，受载后齿根部分产生的弯曲应力最大。当该应力值超过材料的弯曲疲劳极限时，齿根处产生疲劳裂纹，又因为齿根过渡部分存在着应力集中，使裂纹不断扩展致整个轮齿断裂。三、三、齿轮的失效形式齿轮的失效形式1 1疲劳折断疲劳折断 2 2过载折断过载折断 由于突然过载、强烈冲击、严重磨损及安装制造误差等也会造成轮齿折由于突然过载、强烈冲击、严重磨损及安装制造误差等也会造成轮齿折断。断。进步轮齿抗折断才能的措施：增大齿根圆角半径，消除加工刀痕以降低齿根应力集中；增大轴及支承物的刚度以减轻部分过载的程度；对轮齿进展外表处理以进步齿面硬度，保持芯部的韧性等。疲劳折断 过载折断2.2.齿面点蚀：齿面点蚀：轮齿工作时轮齿工作时,齿面接触处产生很大的接触应力，脱离啮合后接触应力消齿面接触处产生很大的接触应力，脱离啮合后接触应力消失，对齿面某一固定点来说它受到的接触应力是周期变化的脉动循环应力。失，对齿面某一固定点来说它受到的接触应力是周期变化的脉动循环应力。当这种接触应力超过了轮齿材料的接触疲劳极限时，齿面产生裂纹，裂纹当这种接触应力超过了轮齿材料的接触疲劳极限时，齿面产生裂纹，裂纹扩展致使表层金属微粒脱落，形成一些浅坑扩展致使表层金属微粒脱落，形成一些浅坑(小麻点小麻点)，这种现象称为齿面点，这种现象称为齿面点蚀。蚀。点蚀是闭式传动常见的失效形式。由于轮齿在节线附近啮合时，同时啮合的齿对数少，且齿面间相对滑动速度小，光滑油膜不易形成，所以点蚀首先出如今靠近节线的齿根上。进步齿面抗点蚀才能的主要措施：进步齿面硬度；降低齿面粗糙度；增大光滑油粘度。高速重载传动中，齿面间压力大，瞬时温度高，光滑油膜被破坏，齿面间会发生粘接在一起的现象，在轮齿外表沿滑动方向出现条状伤痕，称为胶合。防止胶合的措施：进步齿面硬度；降低齿面粗糙度；增大光滑油粘度；限制油防止胶合的措施：进步齿面硬度；降低齿面粗糙度；增大光滑油粘度；限制油温。温。轮齿在啮合过程中存在相对滑