《机械基础》2015课件.

机械基础（第三版）设计、制作：绪论第一章摩擦轮传动和带传动第二章螺旋传动第三章链传动和齿轮传动第四章轮系第五章平面连杆机构第六章凸轮机构第七章其他常用机构第八章轴系零件第九章液压传动的基本概念第十章液压元件第十一章液压基本回路及液压系统实例绪论§0-1引言§0-2性质、任务、内容§0-3概述§0-1引言机械是人类劳动的主要工具，也是生产力发展水平的重要标志。§0-2性质、任务、内容性质：综合性专业基础课任务：1、熟悉和掌握基本知识、工作原理、应用特点2、掌握分析机械工作原理的基本方法3、能做简单的计算；会查资料、会选标准件•内容（包括工程力学、机械工程材料、机械零件、机械传动等）•1、常用材料、构件受力等•2、常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、其他常用机构3、常用机械传动：带、螺旋、链、齿轮、蜗杆、轮系4、轴系零件：常用连接、轴、轴承、联轴器、离合器、制动器5、液压传动：基本概念、液压元件、液压回路、液压系统§0-3概述机器和机构构件和零件运动副机械传动的分类机器和机构1、机器定义：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息特征：1）由许多构件组合而成（图0-1单缸内燃机）2）各运动实体之间具有确定的相对运动3）实现能量转换、完成有用功分类：1）发动机（原动机）：非机械能机械能2）工作机：做有用功2、机构定义：是用来传递运动和力的构件系统特征：传递或转变运动的形式3、区别机器的功用：利用机械能做功或实现能量的转换；机构的功用：在于传递或转变运动的形式4、机器的组成图0-1单缸内燃机组成：汽缸、活塞、连杆、曲轴、轴承。机器的组成动力部分：动力的来源如：电动机、内燃机、空气压缩机工作部分：完成工作，处于传动装置的终端如：机床的主轴、拖板、工作台传动装置：将动力部分的运动和动力传递给工作部分。在自动化机器中，还有自动控制部分构件和零件构件定义：是机构中的运动单元体。（也就是相互之间能作相对运动的物体）如图0-2内燃机的连杆构件分类：固定构件（又称机架）运动构件（又称可动构件）：主动件、从动件零件定义：是构件的组成部分区别构件是运动的单元，零件是加工制造的单元图0-2内燃机的连杆构件运动副定义：两个构件之间的可动连接。低副：两个构件以面接触的运动副。分转动副、移动副、螺旋副高副：两个构件以点或线接触的运动副低副机构：机构中所有运动副均为低副；高副机构：机构中至少有一个运动副为高副。接触形式压强制造维修承载能力效率传递运动低副面低易大低简单高副点、线高难小高复杂比较转动副移动副、螺旋副高副机械传动的分类摩擦传动摩擦轮传动带传动平带传动V带传动圆带传动啮合传动带传动—同步带传动齿轮传动圆柱齿轮传动锥齿轮传动齿轮齿条传动蜗杆传动螺旋传动链传动机械传动第一章摩擦轮传动和带传动第一节摩擦轮传动一、工作原理和传动比二、特点三、类型和应用场合第二节带传动一、工作原理和传动比二、平带传动三、V带传动四、平带传动和V带传动的特点五、带传动的张紧装置工作原理和传动比1、工作原理：利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力。（图1-1）失效形式：打滑（摩擦力矩阻力矩）放滑措施：增大摩擦力（正压力、摩擦因数）2、传动比：瞬时输入速度与输出速度之比i=n1/n2=D2/D1图1-1特点1、结构简单，使用维修方便，中心距较小；2、躁声小，可在运转中变速、变向；3、过载会打滑，可防止零件损坏；4、传动比不够准确；5、传动效率低，传递转矩较小，适合高速、小功率。类型和应用场合1、两轴平行外接圆柱式摩擦轮传动（转动方向相反）内接圆柱式摩擦轮传动（转动方向相同）2、两轴相交（图1-2、3）外接圆锥式内接圆锥式另有圆柱圆盘式结构（适合无级变速）I=n1/n2=r2/r1（滚子1沿平盘2表面径向移动，r2改变，n2随之改变，实现无级变速。）图1-2图1-3工作原理和传动比定义：带传动是由带和带轮组成，传递运动和动力的传动。分类（图1-4）：摩擦传动（平带、V带、圆带）和啮合传动（同步带）工作原理：利用带（扰性件）与带轮之间的摩擦力或啮合来传递运动和动力传动比：i=n1/n2图1-4平带传动组成：平带、带轮工作面：平带内侧面1、平带传动形式2、平带传动的主要参数3、平带的类型：皮革平带、帆布芯平带、编织平带、复合平带。4、平带的接头方式（图1-9）：胶合、缝合、铰链带扣。平带传动形式开口传动：两轴平行，转向相同交叉传动：两轴平行，转向相反半交叉传动：两轴空间交错角传动：两轴平面相交图1-9平带传动的主要参数1、包角α：接触弧所对的圆心角。α↘→∑F↘→α1≥150°小带轮包角α1的计算：开口传动α1=180°-（D2-D1）/a*60°2、带长L：带的内周长3、传动比i：i=n1/n2=D2/D1三、V带传动工作面：V带的两侧面1、V带的结构和类型2、普通V带传动的主要参数3、普通V带传动的选用要点4、普通V带传动的正确使用V带的结构普通V带截面形状普通V带截面形状V带的类型2、普通V带传动的主要参数⑴普通V带的截面尺寸（表1-1）⑵轮槽截面(图1-12)⑶传动比i=n1/n2=dp2/dp1⑷带的基准长度LdLd←Ld0=2a+π(dd2+dd1)/2+(dd2-dd1)2/4a0⑸传动实际中心距a⑹小带轮包角αα=180º-57.3º*(dd2-dd1)/a⑴普通V带的截面尺寸（表1-1）⑵轮槽截面(图1-12)3、普通V带传动的选用要点特点：传动平稳，不易振动，摩擦力大，传递功率大（=平带的3倍）。步骤：功率、n1→v带的型号、根数→带轮基准直径dd(dd≥dmin)→确定带的基准长度Ld→各项验算。注意问题：（1）两带轮直径选用适当（dd1↓→σw↑)（2）5m/s≤v≤25m/s（3）中心距a适当4、普通V带传动的正确使用正确安装、调整、使用和维护是保证v带传动正常工作和延长寿命的有效措施。注意：（1）选用普通V带时，要注意带的型号和基准长度不要搞错，以保证v带在轮槽中的正确位置。图1—13（2）安装带轮时，各带轮轴线应相互平行，各带轮相对应的V形槽的对称平面应重合，误差不得超过20‘。图1—14（3）V带的张紧程度要适当，不宜过松或过紧。（拇指按下15mm）。（4）对V带传动应定期检查并及时调整。（一组同换）（5）V带传动必须安装防护罩（防伤人、防老化）。v带在轮槽中的正确位置为b）图1—14四、平带传动和V带传动的特点1、结构简单，使用维护方便，适用于两轴中心距较大的场合。a平av2、缓冲、吸振→传动平稳、噪声低。3、过载打滑→防止零件损坏。4、传动比不准确。5、外廓尺寸大、η低。五、带传动的张紧装置1、调整中心距（图1-16、17）2、使用张紧轮（图1-18、19）2、使用张紧轮（图1-18、19）第二章螺旋传动第一节螺纹的种类及应用一、螺纹的形成和种类二、螺纹的应用三、普通螺纹的主要参数四、螺纹代号与标记第二节螺旋传动的应用形式一、螺旋传动的特点二、普通螺旋传动三、差动螺旋传动四、滚珠螺旋传动螺纹的形成和种类1、螺纹的形成（1）螺旋线：是沿着圆柱或圆锥表面运动的点的轨迹，该点的轴向位移和相应的角位移成正比。（2）螺纹：是在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。牙（或凸起）：是指螺纹两侧面间的实体部分。圆柱螺纹：在圆柱表面上所形成的螺纹。圆锥螺纹：在圆锥表面上所形成的螺纹。2、螺纹的种类内外螺纹（图2-2、3）、左右旋螺纹（图2-4）、单线多线螺纹；三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹（图2-5）内外螺纹（图2-2、3）左右旋螺纹（图2-4）单线右旋双线左旋三线右旋图2-5牙型螺纹的应用1、连接螺纹特点：多用单线、粗牙普通螺纹；牙型为三角形（摩擦力大、强度高、自锁性好）适用：粗牙——强度高；细牙（自锁性更好、但易滑扣）——薄壁、冲击、交变载荷、微调管螺纹：牙型角55°；分为：非螺纹密封（圆柱螺纹）、用螺纹密封（圆锥螺纹）2、传动螺纹（1）梯形螺纹：牙型（等腰梯形），牙型角（30°），特点（牙根强度高、对中性好、加工工艺性好、效率略低），适用于螺旋机构。（2）锯齿形螺纹：承载牙侧角3°，非承载牙侧角30°，特点（牙根强度高、对中性好、效率高），适用于单向受力机构。（3）矩形螺纹：牙型（正方形），特点（牙根强度低、对中性差、效率高）适用于传力机构。牙型角普通螺纹的主要参数（图2-8）大径(D,d)：是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。普通螺纹的公称直径是大径。图2-9。小径（D1，d1）：是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。中径（D2，d2）：是指一个假想圆柱（牙槽=牙宽）的直径。螺距（P）：是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。图2-10。导程（Ph）：是指同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。单线：Ph=P；多线：Ph=n*P牙型角（α）及牙侧角（α1，α2）：图2-11、12。螺旋角（Φ）：又称导程角，是指在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于轴线的平面的夹角。图2-13。图2-8图2-9、10图2-11、12、13螺纹代号与标记1、普通螺纹的代号与标记普通螺纹代号：M24；M24*1.5；M24*1.5LH普通螺纹标记：螺纹代号+螺纹公差带代号+螺纹旋合长度代号（S、N、L）例：M10—5g6g—S:5g—中径公差带代号；6g—顶径公差带代号；S—短旋合长度（图2-14）M10*1—6H：6H—中径和顶径公差带代号（相同）M20*2—6H/6g：6H—内螺纹中径和顶径公差带代号；6g—外螺纹中径和顶径公差带代号M20*2LH—6H/5g6g：6H—内螺纹中径和顶径公差带代号；5g—外螺纹中径公差带代号；6g—外螺纹顶径公差带代号2、管螺纹的标记3、梯形螺纹的代号与标记图2-14管螺纹的标记1、用螺纹密封的管螺纹的标记组成：螺纹特征代号+尺寸代号螺纹特征代号有三个：RC—圆锥内螺纹；RP—圆柱内螺纹；R—圆锥外螺纹例：RC1(1/2)—圆锥内螺纹；RP2(1/2)/R2(1/2)—圆柱内螺纹与圆锥外螺纹的配合；RC1（1/4）/R1（1/4）—LH—左旋圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的配合。2、非螺纹密封的管螺纹的标记组成：螺纹特征代号+尺寸代号+公差等级代号螺纹特征代号：G；公差等级代号：外螺纹分A、B两级，内螺纹不标。例：G1（1/2）——内螺纹；G1（1/2）A——A级外螺纹；G1（1/2）B—LH——左旋B级外螺纹；G1（1/2）/G1（1/2）A—LH——左旋螺纹副梯形螺纹的代号与标记梯形螺纹的代号：单线螺纹=Tr+公称直径*螺距；多线螺纹=Tr+公称直径*导程（P螺距）例：Tr40*7；Tr40*14（P7）LH梯形螺纹的标记：螺纹代号+公差带代号+螺纹旋合长度代号例：Tr40*7—7H：内螺纹Tr40*7—7e:外螺纹Tr40*7LH—7e：左旋外螺纹Tr40*7—7H/7e：螺旋副Tr40*14（P7）—8e—L：旋合长度为L组的多线外螺纹Tr40*7—7e—140：旋合长度为特殊需要的外螺纹螺旋传动的特点1、是一种空间运动（转动+移动）2、主动件转动→从动件移动优点：结构简单、工作连续平稳、承载能力大、传动精度高缺点：摩擦损失大、传动效率低普通螺旋传动1、普通螺旋传动的应用形式（1）螺母不动，螺杆回转+直线运动（台虎钳）（2）螺杆不动，螺母回转+直线运动（螺旋千斤顶）（3）螺杆回转，螺母作直线运动（机床工作台移动机构）（4）螺母回转，螺杆作直线运动（观察镜螺旋调整装置）2、直线运动方向的判定方法（1）右旋用右手，左旋用左手；四指沿转向，拇指要竖直。（2）螺杆转又移，螺母却不动；螺杆啥移向，请看拇指向。图2-19。（3）螺母移而螺杆转，螺母恨离大拇指。图2-20。3、直线运动距离：L=NPh移动速度：v=nPh台虎钳螺旋千斤顶机床工作台移动机构观察镜螺旋调整装置图2-19图2-20差动螺旋传动1、定义：由两个螺旋副组成，能使活动的螺母与螺杆产生差动的螺旋传动。2、差动螺旋传动原理：一个螺杆与两个导程不同的螺母组成两个螺旋副，螺杆