机械基础(全套课件487P).ppt

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1、机械基础,绪 论,一、课程概述,1课程性质,机械类专业的一门专业基础课。,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基础知识。,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。,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。,机器与机构的区别,2机器的组成,3零件与构件,零件机器及各种设备的基本组成单元。,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。,机械、机器、机构、构件、零件之间的关

2、系,三、运动副的概念及应用特点,1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 移动副 螺旋副,（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,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,低副机构机构中所有运动副均为低副的机构。高副机构机构中至少有一个运动副是高副的机构。,四、机械传动的分类,本章小结,1机器、机构的特征及

3、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。5运动副概念及其分类。6高副、低副的应用特点。7机械传动的分类。,第一章 带传动,11 带传动的组成、原理和类型 12 V带传动 13 同步带传动简介,一、带传动的组成与原理二、带传动的类型,11 带传动的组成、原理和类型,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,机构的传动比机构中瞬时输入速度与输出速度的比值。带传动

4、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,12 V带传动,一、V带及带轮,V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/bp,2V带带轮的基准直径dd,V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

5、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/min,4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表面间接触弧的长短。,5中心距a,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，传动能力降低,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。,标记示例：,2普通V

6、带传动的应用特点,优点：,结构简单，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，起安全保护作用。,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,一、同步带传动的特点 二、同步带传动的应用,13 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,1带传动的组成。2带传动的工作原理。3普通V带的结构。4普通V带传动的主要参数。5普通V带传

7、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。,第二章 螺旋传动,21 螺纹的种类和应用 22 普通螺纹的主要参数23 螺纹的代号标注24 螺旋传动的应用形式,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、按螺旋线形成的表面分类,21 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,四、按螺旋线形成的表面分类,内螺纹,外螺纹,22 普通螺纹的主要参数,螺距P相邻两牙

8、在中径上对应两点间的轴向距离。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距离。,PhZP,23 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。,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

9、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。,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，

10、后者为外螺纹的标注。,24 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,螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动,螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动,螺杆回转，螺母作直线运动,螺母回转，螺杆作直线运动,2普通螺旋传动直线移动方向的判定,螺母（螺杆）不动，螺杆（螺母）回转并移动,螺杆（螺母）回转，螺母（螺杆）移动,3普通螺旋传动直线移动距离的计算,L=NPh,L 螺杆（螺母）移动距离，mm N 回转周数，r Ph 螺纹导程，mm,【例1】普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的

11、螺距为8mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动了多少距离？方向如何？,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移动距离的计算及方向的 确定,（1）差动螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）旋向相同。,L=N（Ph1Ph2）,结果为正，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同结果为负，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反螺杆移动方向按普通螺旋传动螺杆移动方向确定,（2）复式螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）旋向相反。,L=N（Ph1Ph2）,活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相

12、同螺杆移动方向按普通螺旋传动螺杆移动方向确定,【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，被调螺母向左移动0.2mm，求螺旋副B的导程PhB并确定其旋向。,三、滚珠螺旋传动简介,本章小结,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移动距离计算及移动件移动方向的判定。6滚珠螺旋传动的应用特点。,第三章 链传动,31 链传动陈述 32 链传动的类型,一、链传动及其传动比 二、链传动的应用特点,31 链传

13、动概述,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,i6，低速传动时i可达10 a6 m，最大中心距可达15 m 传动功率P100 kW v15 m/s，高速时可达2040m/s,32 链传动类型,一、滚子链（套筒滚子链）二、齿形链简介,一、滚子链（套筒滚子链）,1滚子链的结构,内链板 外链板 销轴 套筒 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距离，以符号P表示。,链的节距越大，承载能力越强，但链传动的结

14、构尺寸也会相应增越大，传动的振动、冲击和噪声也越严重。,滚子链的承载能力和排数成正比，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。,开口销 弹簧夹 过渡链节,3滚子链的标记,链号排数整链链节数 标准编号,二、齿形链简介,由一组带有齿的内外链板左右交错排列，用铰链连接而成。,外链板,内链板,齿形链标记示例,本章小结,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套筒滚子链的结构、标记及接头形式。5齿形链的应用。,第四章 齿轮传动,41 齿轮传动的类型及应用 42 渐开线

15、齿廓43 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基 本参数和几何尺寸计算44 其他齿轮传动简介45 渐开线齿轮失效形式,一、齿轮传动的常用类型 二、齿轮传动的应用,41 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。,一、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,相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动,锥齿轮传动,交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动,二、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

16、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结构紧凑、可实现较大的传动比传动效率高，使用寿命长维护简便,（1）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,一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 二、渐开线的形成及性质三、渐开线齿轮啮合特性,42 渐开线齿廓,一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求,传动平稳 承载能力强,二、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，该圆称为渐开线的基圆，其半径以rb

17、表示，直线称为渐开线的发生线。,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：,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,三、渐开线齿廓啮合特性,能保持瞬时传动比的恒定 具有传动的可分离性,一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 三、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 四、直齿圆柱内齿轮简介,43 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算,一、渐开线标

18、准直齿圆柱齿轮各部分的名称,二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数,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

19、大，轮齿也越大，承载能力越大。,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。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，用c表示。,对于标准齿轮，规定cc*m。c*称为顶隙系数。我国标准规定：正常齿c*0.25。,三、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算,四、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

20、齿顶的齿廓全部为渐开线，其齿顶圆必须大于基圆,*五、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,前一对轮齿尚未结束啮合，后继的一对轮齿已进入啮合状态。,一、斜齿圆柱齿轮传动 二、直齿圆锥齿轮传动 三、齿轮齿条传动,44 其他齿轮传动简介,一、斜齿圆柱齿轮传动,1斜齿圆柱齿轮的形成,直齿轮齿廓的形成,当发生面沿基圆柱作纯滚动时，直线BB形成的一个螺旋形的渐开线曲面，称为渐开线螺旋面。b称为基圆柱上的螺旋角。,2斜齿轮传动的啮合性能,齿的接触线先由短变长，再由长变短，承载能力大，可用于大功率传动轮齿上的载荷逐

21、渐增加，逐渐卸掉，承载和卸载平稳、冲击、振动和噪声小，使用寿命长传动平稳、冲击、振动和噪音较小 适用于高速重载的场合,3斜齿圆柱齿轮主要参数和几何尺寸,端面：垂直于齿轮轴线的平面，用 t 作标记法面：与轮齿齿线垂直的平面，用 n 作标记。,：斜齿圆柱齿轮螺旋角,判别方法：将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋。,4斜齿圆柱齿轮正确啮合条件,法面模数（法向齿距除以圆周率所得的商）相等，即m n1=m n2=m法面齿形角（法平面内，端面齿廓与分度圆交点处的齿形角）相等，即n1=n2=螺旋角相等、旋向相反，即1=-2,二、直齿圆锥齿轮传动,以大端的参数作为标准参数。,应满足的条件：

22、,大端端面模数相等 大端齿形角相等,三、齿轮齿条传动,斜齿条,直齿条,1齿条,齿轮的齿数增加到无穷多时，其圆心位于无穷远处，齿轮上的基圆、分度圆、齿顶圆等各圆成为基线、分度线、齿顶线等互相平行的直线，渐开线齿廓也变成直线齿廓，齿轮即演化成为齿条。,齿条的主要特点：,齿廓上各点的法线相互平行。传动时，齿条作直线运动，且速度大小和方向均一致。齿条齿廓上各点的齿形角均相等，且等于齿廓直线的倾斜角，标准值为20不论在分度线上、齿顶线上，还是在与分度线平行的其他直线上，齿距均相等，模数为同一标准值。,2齿轮齿条传动,v=n1d1=n1mz1,L=d1=mz1,v 齿条的移动速度，mm/minn1齿轮的转

23、速，r/mind1齿轮分度圆直径，mmm齿轮的模数，mmz1齿轮的齿数 L齿轮每回转一周齿条的移动距离,一、齿面点蚀 二、齿面磨损 三、齿面胶合 四、齿面塑变五、轮齿折断,45 渐开线齿轮失效形式,失效齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，齿轮失去了正常的工作能力。,一、齿面点蚀,点蚀多发生在靠近节线的齿根面上。,二、齿面磨损,齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。,三、齿面胶合,高速和低速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合。,四、塑性变形,当齿轮的齿面较软，在重载情况下，可能使表层金属沿着相对滑动方向发生局部的塑性流动，出现塑性变形。,五、轮齿折断,轮齿折断是开式传动和硬齿面闭式传动

24、的主要失效形式之一。,本章小结,1齿轮传动的类型及特点。2渐开线性质及渐开线齿轮啮合特性。3渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称、基本参数、几何尺寸计算及正确啮合条件。4斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮齿形特点及正确啮合条件。5齿轮齿条传动的特点。6齿轮的失效形式、失效原因和预防措施。,第五章 蜗杆传动,51 蜗杆传动概述 52 蜗杆传动的主要参数和啮合条件53 蜗杆传动的应用特点,一、蜗杆传动的组成 二、蜗杆的分类三、蜗轮回转方向的判定,51 蜗杆传动概述,一、蜗杆传动的组成,蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，通常由蜗杆（主动件）带动蜗轮（从动件）转动，并传递运动和动力。,蜗杆,蜗轮,1蜗杆结构,蜗杆通常与轴

25、合为一体。,2蜗轮结构,蜗轮常采用组合结构。,二、蜗杆的分类,按蜗杆形状按蜗杆螺旋线方向按蜗杆头数,圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动,左旋蜗杆右旋蜗杆,单头蜗杆多头蜗杆,三、蜗轮回转方向的判定,1判断蜗杆或蜗轮的旋向,右手法则：手心对着自己，四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之则为左旋。,2判断蜗轮的回转方向,左、右手法则：左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，用四指弯曲表示蜗杆的回转方向，拇指伸直代表蜗杆轴线，则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。,一、蜗杆传动的主要参数 二、蜗杆传动的正确啮合条件,52 蜗杆传动的主要参数和啮合条

26、件,在蜗杆传动中，其几何参数及尺寸计算均以中间平面为准。通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面。,一、蜗杆传动的主要参数,1模数m、齿形角 2蜗杆分度圆导程角 3蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 4蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2,1模数m、齿形角,蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等，且为标准值。蜗杆的轴面齿形角x1和蜗轮的端面齿形角t2相等，且为标准值。,x1t220,mx1mt2m,2蜗杆分度圆导程角,指蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间的锐角。,tan=px z1/d1=z1m/d1,3蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q,切制蜗轮的滚刀，其分度圆直径、模数和其他参数必须

27、与该蜗轮相配的蜗杆一致，齿形角与相配的蜗杆相同。为了使刀具标准化，限制滚刀的数目，对一定模数m的蜗杆的分度圆直径d1作了规定，即规定了蜗杆直径系数q，且q=d1/m。,4蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2,蜗杆头数z1：根据蜗杆传动传动比和传动效率来选定，一般推荐选用z1=1、2、4、6。蜗轮齿数z2：根据z1和传动比i来确定。一般推荐z2=2980。,二、蜗杆传动的正确啮合条件,1在中间平面内，蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等。即：mx1mt2 2在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角x1和蜗轮的端面齿形角t2相等。即：x1t2 3蜗杆分度圆导程角1和蜗轮分度圆柱面螺旋角2相等，且旋向一致。即

28、：12,一、蜗杆传动的润滑 二、蜗杆传动的散热,53 蜗杆传动的应用特点,结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击振动小以及能得到很大的单级传动比。,一、蜗杆传动的润滑,目的：减摩与散热，以提高蜗杆传动的效率，防止胶合及减少磨损。润滑方式：油池润滑、喷油润滑。,二、蜗杆传动的散热,风扇冷却,蛇形水管冷却,压力喷油冷却,本章小结,1蜗杆传动的组成：蜗杆（主动件）、蜗轮（从动件）。2蜗杆传动的类型和应用特点。3蜗轮回转方向的判定方法。4蜗轮蜗杆传动的主要参数：模数m、齿形角、蜗杆直径系数q、蜗杆导程角、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2及蜗轮螺旋角2。5蜗杆传动的正确啮合条件。6蜗杆传动润滑及散热方式。,第六章

29、轮系,61 轮系分类及其应用特点 62 定轴轮系传动比计算63 定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算,一、轮系的分类 二、轮系的应用特点,61 轮系分类及其应用特点,轮系由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统。,一、轮系的分类,1定轴轮系2周转轮系3混合轮系,1定轴轮系,当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线位置相对于机架固定不变，也称普通轮系。,2周转轮系,轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于机架的位置是不固定的，而是绕另一个齿轮的几何轴线转动。,3混合轮系,在轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。,二、轮系的应用特点,1可获得很大的传动比 2可作较远距离的传动 3可以方便地实现变速和变向要求 4可以

30、实现运动的合成与分解,1可获得很大的传动比,一对齿轮传动的传动比不能过大（一般i12=35，imax8），而采用轮系传动可以获得很大的传动比，以满足低速工作的要求。,2可作较远距离的传动,两轴中心距较大时，如用一对齿轮传动，则两齿轮的结构尺寸必然很大，导致传动机构庞大。,3可以方便地实现变速和变向要求,滑移齿轮变速机构,利用中间轮变向机构,4可以实现运动的合成与分解,采用行星轮系，可以将两个独立的运动合成为一个运动，或将一个运动分解为两个独立的运动。,一、定轴轮系中各轮转向的判断 二、传动比 三、惰轮的应用,62 定轴轮系传动比计算,一、定轴轮系中各轮转向的判断,当首轮（或末轮）的转向为已知时

31、，其末轮（或首轮）的转向也就确定了，表示方法可以用标注箭头的方法来确定。,圆柱齿轮啮合外啮合,转向用画箭头的方法表示，主、从动轮转向相反时，两箭头指向相反。,圆柱齿轮啮合内啮合,主、从动轮转向相同时，两箭头指向相同。,锥齿轮啮合传动,两箭头指向相背或相向啮合点。,锥齿轮啮合传动,两箭头指向按第五章讲过的规定标注。,对于轮系中各齿轮轴线相互平行时，其任意级从动轮的转向可以通过在图上依次画箭头来确定，也可以数外啮合齿轮的对数来确定，若齿轮的啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向相同；若为奇数，则转向相反。,轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，只能用画直箭头的方法表示。,二、传动比,1传动路线,【例

32、1】分析如图所示轮系传动路线。,2传动比计算,轮系的传动比等于首轮与末轮的转速之比，也等于轮系中所有从动齿轮齿数的连乘积与所有主动齿轮齿数的连乘积之比。,【例2】如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19和判定n9转向。,【例3】已知z1=24，z2=28，z3=20，z4=60，z5=20，z6=20，z7=28，齿轮1为主动件。分析该机构的传动路线；求传动比i17；若齿轮1转向已知，试判定齿轮7的转向。,三、惰轮的应用,在轮系中既是从动轮又是主动轮，对总传动比毫无影响，但却起到了改变齿轮副中从动轮回转方向的作用，像这样的齿轮称为惰轮。,惰轮常用于传动距离稍远和需要改变转向的场合。,一

33、、任意从动齿轮转速计算 二、轮系末端是螺旋传动的计算 三、轮系末端是齿条传动的计算,63 定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算,一、任意从动齿轮转速计算,（不考虑齿轮旋转方向）,【例4】已知：z1=26，z2=51，z3=42，z4=29，z5=49，z6=36，z7=56，z8=43，z9=30，z10=90，轴的转速nI=200 r/min。试求当轴上的三联齿轮分别与轴上的三个齿轮啮合时，轴的三种转速。,二、轮系末端是螺旋传动的计算,v螺母的移动速度，mm/min L输入轴I每回转一周，螺母（砂轮架）的移动距离，mm,【例5】z1=28，z2=56，z3=38，z4=57，丝杆为Tr503。当

34、手轮回转速度n1=50 r/min，回转方向如图所示，试计算砂轮架移动速度，并判断砂轮架移动方向。,三、轮系末端是齿条传动的计算,v 齿轮沿齿条的移动速度，mm/min L输入轴I每回转一周，齿轮沿齿条的移动距离，mm,本章小结,1轮系概念及分类。2轮系的应用特点。3定轴轮系中各轮转向的判断。4定轴轮系的传动比计算。5定轴轮系中任意从动轮转速的计算。6定轴轮系中末端是螺旋传动的计算。7定轴轮系中末端是齿条传动的计算。,第七章 平面连杆机构,71 平面连杆机构的特点 72 铰链四杆机构的组成与分类73 铰链四杆机构的基本性质74 铰链四杆机构的演化,71 平面连杆机构的特点,平面连杆机构由一些刚

35、性构件用转动副和移动副相互连接而组成的,在同一平面或相互平行平面内运动的机构。,作用：,实现某些较为复杂的平面运动，在生产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移动，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：四根杆均用转动副连接。,滑块四杆机构：杆件间的连接，除了转动副以外，构件3与4使用移动副连接。,72 铰链四杆机构的组成与分类,机架：固定不动的构件4。连杆：

36、不与机架直接相连的构件2。连架杆：与机架相连的构件1、3。,曲柄 摇杆,一、曲柄摇杆机构 二、双曲柄机构 三、双摇杆机构,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。摇杆与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件。,一、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。,曲柄摇杆机构的应用,二、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：,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。,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，曲柄转向相同的双曲柄机构。,反

37、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。,双曲柄机构的应用,三、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：,B1C1D C2B2A,73 铰链四杆机构的基本性质,一、曲柄存在条件 二、急回特性 三、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。,铰链四杆机构三种基本类型的判别方法,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

38、机构。,二、急回特性,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：空回行程时的平均速度大于工作行程时的平均速度。,机构的急回特性可用行程速比系数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，使夹紧牢固可靠。,74 铰链四杆机构的演化,一、曲柄滑块机构

39、 二、导杆机构,一、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。,双曲滑块机构的应用,内燃机气缸,冲压机,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移动副的构件。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。,摆动导杆机构 移动导杆机构 曲柄摇块机构,摆动导杆机构,牛头刨床主运动机构,移动导杆机构,手动抽水机构,曲柄摇块机构,自卸汽车卸料机构,本章小结,1铰链四杆机构的基本类型。2铰链四杆机构的各构件的名称。3铰链四杆机构基本形式的判定。4铰链四杆机构的基本特性。5导杆机构类型与应用。,第八章 凸轮机构,81 凸轮机构概

40、述 82 凸轮机构的分类与特点83 凸轮机构工作过程及从动件运动规律,81 凸轮机构概述,内燃机配气机构,自动车床走刀机构,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,82 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,盘形凸轮,移动凸轮,圆柱凸轮,二、凸轮机构的应用特点,优点：结构简单紧凑，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，不便于润滑，易磨损。应用：多用于传力不大的场合，如自动机械、

41、仪表、控制机构和调节机构中。,83 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，从动件作往复移动 凸轮回转时，从动件作“升停降停”的运动循环。,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。,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位移曲线画法,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。,第九章 其他常用机构,91 变速机构 92 换向机构93 间歇机构,一、

42、有级变速机构 二、无级变速机构,91 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,有级变速机构在输入转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数。,滑移齿轮变速机构 塔齿轮变速机构 倍增速变速机构 拉键变速机构,滑移齿轮变速机构,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,倍增速变速机构,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

43、围内无级变化。,滚子平盘式无级变速机构 锥轮端面盘式无级变速机构 分离锥轮式无级变速机构,滚子平盘式无级变速机构,1滚子2平盘,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,分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,92 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。,三星轮换向机构 离合器锥齿轮换向机构,三星轮换向机构,1主动齿轮 2、3惰轮 4从动齿轮,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,93 间歇机构,间歇机构能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的周

44、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和摩擦式棘轮机构。,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,2齿式棘轮机构的常见类型及特点,外啮合式 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

45、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,2槽轮机构类型和特点,单圆销外槽轮机构 双圆销外槽轮机构 内啮合槽轮机构,特点：结构简单，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。,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：结构简单，工作可靠，传递力大，但工艺复杂，从动轮在运动的开始与终止位置有较大冲击，一般用于低速、轻载的场合。,本章小结,1机械式变速机

46、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。,第十章 轴,101 轴的用途和分类 102 转轴的结构,101 轴的用途和分类,一、用途,支承回转零件（如齿轮、带轮等），传递运动和动力。,按轴线形状按承载情况,直轴曲轴挠性钢丝软轴（简称挠性轴）,心轴传动轴转轴,二、分类,102 转轴的结构,轴颈：用于装配轴承的部分轴头：装配回转零件（如带轮、齿轮）的部分,轴身：连接轴头与轴颈的部分 轴肩或轴环：轴上截面尺寸变化的部分。,轴的结构应满足三方面的要求：,轴上的零件要有可靠的周向固定与轴向固定 轴应便于

47、加工和尽量避免或减小应力集中 便于轴上零件的安装与拆卸,一、轴上零件的固定 二、轴上常见的工艺结构,一、轴上零件的固定,1轴上零件的轴向固定,目的：保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件作轴向移动，并能承受轴向力。,2轴上零件的周向固定,目的：保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零件与轴产生相对转动。,二、轴上常见的工艺结构,结构工艺性轴的结构形式应便于加工、便于轴上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降低成本。,轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零件的装拆。轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，并应尽可能使倒角大小

48、一致和圆角半径相同，以便于加工。轴上需要切制螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽。当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能统一，并布置在同一直线上，以利加工。,有关轴的工艺结构应注意问题：,本章小结,1轴的用途和分类。2转轴的结构要求。3轴上零件的轴向固定与周向固定。4轴的结构工艺性。,第十一章 键、销及其连接,111 键连接 112 销连接,111 键连接,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：,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,靠平键的两侧面传递转矩，键的两侧面是工作面，对中性好；键的上表面与轮

49、毂上的键槽底面留有间隙，以便装配。,特点：,分类：,普通平键 导向平键 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，只需根据用途、轴径、轮毂长度选取键的类型和尺寸。,普通平键的规格采用bL标记截面尺寸bh根据轴径d由标准选定键长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：,键型键宽键长标准号,键16100 GB/T 10962003 表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。键B18100 GB/T 10962003 表示键宽为18mm，键长为100mm的B型普通平键。键C18100 GB/T 10962003 表示键宽为18mm

50、，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移动。,比普通平键长 紧定螺钉固定在键槽中 键与轮毂槽采用间隙配合 键上设有起键螺孔,3滑键,特点：轮毂可在轴上沿轴向移动。,滑键固定在轮毂上 轮毂带动滑键作轴向移动 键长不受滑动距离限制,二、半圆键连接,工作面为键的两侧面，有较好的对中性 可在轴上键槽中摆动以适应轮毂上键槽斜度 适用于锥形轴与轮毂的连接 键槽对轴的强度削弱较大，只适用于轻载连接,三、花键连接,花键连接由沿轴和轮毂孔周向均布的多个键齿相互啮合而成的连接。,外花键,内花键,多齿承载，承载能力高 齿浅，对轴的强度削弱小 对中性及导向性能好 加工需专用设备，成本