中职机械基础Word文档格式.docx

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按用途分：

机器分为发动机（原动机）和工作机。

发动机（原动机）是将非机械能转换成机械能的机器。

工作机是用来改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器。

2）机构

　机构是用来传递运动和力的构件系统

机器与构件的区别：

机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换；

机构的主要功用在于传递或改变运动的形式。

3）机器的组成

机器基本是由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。

二、构件和零件

1）构件

构件是机构中的单元体，也就是相互之间能作相对运动的物体。

构件按其运动状况，可分为固定构件和运动构件。

2）零件

零件是构件的组成部分。

构件和零件的区别在于：

构件是运动的单元，零件是加工制造的单元。

三、运动副

使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的联接，称为运动副。

根据运动副中两构接触形式不同，运动副可分为低副和高副。

1.低副：

低副是指两构件之间作面接触的运动副。

按两构件的相对运动情况，可分为：

（1）转动副：

两构件在接触处只允许作相对转动。

由滑块与导槽组成的运动副。

（2）移动副：

两构件在接触处只允许作相对移动。

3）螺旋副：

两构件在接触处只允许作—定关系的转动和移动的复合运动。

丝杠与螺母组成的运动副。

2.高副：

高副是两构件之间作点或线接触的运动副。

摩擦轮传动

摩擦轮传动的工作原理和传动比

工作原理和传动比

一、摩擦轮传动的工作原理和传动比

1.摩擦轮传动的工作原理

摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传动运动和动力的一种机械传动。

图1两轴平行的摩擦轮传动

Ａ　外接圆柱式　Ｂ　内接圆柱式

图1所示就是最简单的摩擦轮传动，由两个相互压紧的圆柱形摩擦轮组成。

正常传动时，主动轮依靠摩擦力的作用带动从动轮转动，并保证两轮面的接触处有足够大的摩擦力，使主动轮产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。

如果摩擦力小于阻力矩，两轮面接触处在传动中会出现相对滑移现象，这种现象就叫“打滑”。

增大摩擦力的途径：

一是增大正压力，二是增大摩擦因数。

2.传动比

机构中瞬时输入速度与输出速度的比值称为传动比。

传动比用符号ｉ表示，表达式为

ｉ＝n1/n2

两摩擦轮的转速之比等于它们的直径的反比。

ｉ＝n1/n2=D!

/D2

三、摩擦轮传动的特点

与其它传动相比较，摩擦轮传动具有以下特点：

1.结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较近的传动。

2.传动时噪声小，并可在运转中变速、变向。

3.过载时，两轮接触处会产生打滑，因而可以防止薄弱零件的损坏，起到安全保护作用。

4.在两轮接触处会产生打滑的可能，所以不能保持准确的传动比。

5.传动效率低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率的传递的场合。

四、摩擦轮的传动的类型和应用场合

按两轮轴线相对位置摩擦轮传动可分为两轴平行和两轴相交两类。

1.两轴平行的摩擦轮传动

2.两轴相交的摩擦轮传动

直接接触的摩擦轮传动一般应用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动器、机械无级变速器及仪器的传动机构等场合。

带传动

1、熟悉带传动的特点及类型。

2、掌握三角带的构造、标准。

1.带传动的工作原理和传动比

2.带传动的特点

一、带传动的工作原理和传动比

带传动是由带和带轮组成传递运动和（或）动力的传动，分摩擦传动和啮合传动两类。

属于摩擦传动类的带传动有平带传动、Ｖ带传动和圆带传动；

属于啮合传动类的带传动有同步带传动。

带传动的工作原理：

带传动是利用带作为中间绕性件，依靠带与带轮之间的摩擦力或啮合来传递运动和（或）动力的。

　　　带传动的传动比：

ｉ就是带轮角速度之比，或带轮的转速之比。

二、平带传动

平带传动是由平带和带轮组成的摩擦传动，代的工作面与带轮的轮缘表面接触。

1.平带的传动形式

（1）开口传动　　开口传动是带轮两轴平行、两轮宽的对称平面重合、转向相同的带传动。

（2）交叉传动　　交叉传动是带轮两轴平行、两轮宽的对称平面重合、转向相反的带传动。

（3）半交叉传动　半交叉传动是带轮两轴线在空间交错的带传动，交错角度通常为90ｏ。

（4）角度传动　　角度传动是带轮两轴线相交的带传动。

2.平带传动的主要参数

（1）包角α包角α是指带与带轮接触弧所对的圆心角

包角的大小，反映带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。

包角越小，接触弧长越短，接触面间所产生的摩擦力总和也就越小。

一般要求包角v≥150○。

由于大带轮上的包角总是比小带轮上的包角大，因此只须验算小带轮上的包角是否满足要求即可，小带轮包角α1的计算方法如下：

开口传动　　　α1≈180○－（D2-D1）/ａｘ60○

交叉传动　　　α1≈180○＋（D2+D1）/ａｘ60○

半交叉传动　　α1≈180○＋D1/ａｘ60○

式中D1――――小带轮的直径，ｍｍ

D2――――大带轮的直径，ｍｍ

ａ――――中心距，ｍｍ

（2）带长L　平带的带长是指带的内周长

（3）传动比ｉ　在不考虑传动中弹性滑动时，平带传动的传动比可用从动轮和主动轮直径之比计算，即

　　　　　　　　ｉ＝n1/n2＝D1/D2

平带传动的传动比ｉ≤5。

三、Ｖ带传动

Ｖ带传动是由一条或数条Ｖ带和Ｖ带轮组成的摩擦传动。

Ｖ带安装在相应的轮槽内，仅与轮槽的两侧接触，而不与槽底接触。

　1.Ｖ带的结构和类型

Ｖ带是横截面为等腰梯形或近似等腰梯形的传动带，其工作面为两侧面。

Ｖ带的结构分为帘布结构和线绳结构两种。

均由伸张层、强力层、压缩层和包布层组成。

Ｖ带的类型主要有：

普通Ｖ带、窄Ｖ带、宽Ｖ带、半宽Ｖ带等，它们的契角均为40○。

2.普通V带传动的主要参数

（1）普通Ｖ带的截面尺寸

普通Ｖ带分Y、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ七种型号。

（2）Ｖ带轮的轮槽截面　　如图

（3）传动比ｉ

ｉ＝n1/n2＝d2/d1

Ｖ带的传动比ｉ≤7。

（4）带的基准长度Ｌd

带的基准长度Ｌd是Ｖ带在规定的张紧力下，位于测量带轮基准直径上的周线长度。

（5）传动实际中心距ａ

（6）小带轮包角α＝180○－57.3○ｘ（Ｄ2－Ｄ1）/a

对于Ｖ带传动，小带轮的包角一般要求：

α≥120○。

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传动场合。

2.传动平稳，噪声低。

3.过载时，传动带会在带轮上打滑，起到安全保护作用。

4.属于摩擦传动类的带传动，带在传动中受力是周期变化的。

5.外轮廓尺大，传动效率较低。

五、带传动的张紧装置

1、定期张紧

装有带轮的电动机安装在移动导轨上,旋转调节螺钉以增大或减小中心距，从而达张紧或松开的目的。

电动机安装在摆动底座上,通过旋转调整螺母来调节中心距，达到张紧目的。

2、自动张紧

把电动机安装在的摇摆架上,利用电动机的自重,使带轮随电动机绕固定轴

摆动,以达到自动张紧的目的。

采用张紧轮张紧装置

3、采用张紧轮

若中心距不能调整,可采用张紧轮张紧。

图所示张紧装置适宜平带传动。

图所示张紧装置适宜三角带传动，张紧轮一般安装在松边内侧,使带只受单弯曲;

同时尽量靠近大带轮,以免减小小带轮的包角。

张紧轮直径可小于小带轮直径，其轮槽尺寸与带轮相同。

螺纹的种类及应用

了解螺纹的应用和分类、代号

了解螺纹分类、代号

模型

一、螺纹的形成和种类

1、螺纹的形成

（1）螺旋线　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定比。

（2）螺纹　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。

2、螺纹的类型

（1）线数分

在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹，称为单线螺纹。

也可沿二条、三条螺旋线分别切制出双线螺纹和三线螺纹。

单线螺纹主要用于联接，多线螺纹主要用于传动。

（2）按螺旋线绕行方向

按螺旋线绕行方向的不同，又有右旋螺纹和左旋螺纹之分。

通常采用右旋螺纹，左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。

（3）位置分

螺纹有外螺纹和内螺纹之分。

在圆柱体外表面上形成的螺纹，称为外螺纹，在圆孔的表面上形成的螺纹，称为内螺纹。

普通螺纹又有粗牙和细牙两种。

公称直径相同时，细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性好，螺杆强度较高，适用于受冲击、振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接。

细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差，不宜经常拆卸，故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。

二、螺纹的应用

螺纹在机械中的应用主要是有连接和传动。

因此，按其用途分可分成连接螺纹和传动螺纹两大类。

1.连接螺纹

内、外螺纹相互旋合形成的连接称为螺纹副。

连接螺纹的牙型多为三角形，而且多用单线螺纹。

因为三角形螺纹的摩擦力大，强度高，自锁性能好。

应用最广泛的是普通螺纹，其牙型角为60○，同一直径按螺距大小可分为粗牙和细牙两类。

三、螺纹的主要参数

螺纹的主要参数：

（1）大径（d、D）——螺纹的最大直径。

对外螺纹是牙顶圆柱直径（d），对内螺纹是牙底圆柱直径（D）。

标准规定大径为螺纹的公称直径。

（2）小径（d1、D1）——螺纹的最小直径。

对外螺纹是牙底圆柱直径（d1），对内螺纹是牙顶圆柱直径（D1）。

（3）中径（d2、D2）——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径，该圆柱的母线位于牙型上凸起（牙）和沟槽（牙间）宽度相等处。

此假想圆柱称为中径圆柱。

（4）螺距（P）——在中径线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

（5）导程（S）——同一螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。

对单线螺纹，S=P；

对于线数为n的多线螺纹，S＝np。

（6）牙形角（α）——在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。

（7）升角（λ）——在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。

四、螺纹代号与标记

1．普通螺纹

螺纹的标记由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成。

例M24×

1.5左—5g6g—L

其中M24——代表公称直径为24mm的螺纹

1．5——表示螺纹的螺距为1.5mm

左——代表螺纹为左旋螺纹

5g——螺纹中径公差代号

6g——螺纹顶径公差代号

L——代表螺纹旋合长度

注：

（1）粗牙普通螺纹不标螺距

（2）中径与顶径公差代号相同只须标一个。

（3）右旋螺纹旋向不标

（4）中等旋合长度时可不标代号。

短旋合长度时标S，长旋合长度时标L，特殊时也可标出旋合长度数值，

2．管螺纹

非螺纹密封用的管螺纹由螺纹特征代号（G）、尺寸代号和公差等级代号（A、B）组成。

例：

G11/2A表示公称直径为11/2英寸公差等级为A级外螺纹。

G11／2表示公称直径为11/2英寸的内螺纹

（1）内螺纹不标公差等级代号。

（2）左旋螺纹可附加代号LH。

例G11／2—LH。

（3）管螺纹的公称直径指管子的内径。

螺纹传动的应用形式

1.了解螺纹传动特点和应用。

2.能熟练运用左、右手法则判断运动方向。

3.掌握螺纹传动移动距离的计算。

能熟练运用左、右手法则判断运动方向。

掌握螺纹传动移动距离的计算。

一、螺旋传动的特点

螺纹传动是用内、外螺纹组成的螺旋副来传递运动和动力的传动装置。

螺旋传动主要用来把主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动。

螺纹传动特点：

结构简单，传动连续、平稳、承载能力大、传动精度高。

但在传动中磨损较大效率低。

二、普通螺旋传动

由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。

1．普通螺旋传动的应用形式

（1）螺母固定不动螺杆回转并作直线运动

（2）螺杆固定不动螺母回转并作直线运动

（3）螺杆回转螺母作直线运动

（4）螺母回转螺杆作直线运动　

2．直线运动方向的判定

螺杆、螺母的运动方向可根据左右手螺旋法则来判定：

（1）左旋螺杆（螺母）伸左手，右旋螺杆（螺母）伸右手。

半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的旋转方向，大拇指竖直。

（2）若当螺杆（螺母）回转并移动，螺母（螺杆）不动时，则大拇指的指向即为螺杆（螺母）的移动方向。

（3）若当螺杆（螺母）回转，螺母（螺杆）移动，则大拇指的指向相反方向即为螺母（螺杆）的移动方向。

3．直线移动距离

在普通螺旋传动中，螺杆（螺母）的移动距离于螺纹的导程有关。

螺杆相对螺母每回转一圈，螺杆（或螺母）移动一个等于导程的距离。

因此，移动距离等于回转圈数于导程的乘积。

L=ＮＰh（mm／min）

三、差动螺旋传动

1．差动螺旋传动的原理

差动螺旋传动是指活动螺母与螺杆产生差动的螺旋传动机构。

差动螺旋传动机构可以产生极小的位移，而其螺纹的导程并不需要很小，加工比较容易．所以差动螺旋机构常用于测微器，计算机，分度机，以及许多精密切削机床仪器和工具中。

2.差动螺旋传动的移动距离和方向的确定

（1）螺杆上两螺纹旋向相同时，活动螺母移动的距离减小。

当机架上固定螺母的导程大于活动螺母的导程时，活动螺母移动的方向于螺杆移动方向相同；

当机架上固定螺母的导程小于活动螺母的导程时，活动螺母的移动方向于螺杆移动方向相反；

当两螺纹的导程相等时，活动螺母不动（移动距离为零）。

（2）螺杆上两螺纹旋向相反时，活动螺母移动距离增大。

活动螺母移动方向于螺杆移动方向相反。

（3）在判定差动螺旋差动中活动螺母的移动方向时，应先确定螺杆的移动方向。

差动螺旋差动中活动螺母的实际移动距离和方向，可用公式表示如下：

Ｌ＝Ｎ（Ｐh1±

Ｐh2）

当两螺纹的旋向相反时，公式中用“＋”号，当两螺纹的旋向相同时，公式中用“－”号。

计算结果为正值时，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同，计算结果为负值时，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反。

2．滚动螺旋传动

为了提高螺旋传动的效率，螺纹面之间采用滚动摩擦代替滑动摩擦，这种技术就是滚动螺旋传动。

滚珠螺旋传动，传动效率高，传动时运动平稳，动作灵敏。

但结构复杂，制造技术要求高，外形尺寸较大，成本高。

目前主要应用在精密传动的数控机床上，以及自动控制装置、升降机构和精密测量仪器中。

链传动的类型和应用特点

1.了解链传动及传动比2.链传动的常用类型

链传动的传动比和常用类型、特点

传动比和常用类型

一、链传动及其传动比

链传动是由链条和具有特殊齿形的链轮组成的传递运动和（或）动力的传动。

它是一种具有中间绕性件（链条）的啮合传动。

链传动是由主动链轮、链条、从动链轮组成。

链轮具有特定的齿形，链条套装在主动链轮和从动链轮上。

工作时，通过链条的链节与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。

（1）传动比i

设在某链传动中，主动链轮的齿数为Ｚ1，从动链轮的齿数为Ｚ2，主动链轮被链条带动转过一个齿，链条移动一个链节，从动链轮被链条带动转过一个齿。

当主动链轮的转速为ｎ1，从动链轮的转速为ｎ2时，单位时间内主动链轮转过的齿数Ｚ1ｎ1与从动链轮转过的齿数Ｚ2ｎ2相等，即Ｚ1ｎ1＝Ｚ2ｎ2或ｎ1/ｎ2=Ｚ2/Ｚ1得链传动的传动比

　　　　　　　　I=ｎ1/ｎ2=Ｚ2/Ｚ1

上式说明：

链传动的传动比就是主动链轮的转速ｎ1与从动链轮转速ｎ2之比值，也等于两链轮齿数ｚ1和ｚ2的反比。

滚子链的传动比通常小于6，推荐i＝2～3．5。

因为传动比过大会造成链齿磨损加快，链条容易跳齿，也会使传动装置尺寸加大。

（2）链轮齿数：

z1、z2

齿数过少会增加链传动的运动不均匀性，铰链磨损加快，使用寿命降低。

齿数过多会使尺寸增大，磨损后易引起脱链，降低链条寿命。

所以一般z取值范围在17～120。

（3）链节距p

链条上相邻两销轴中心的距离叫作节距。

节距越大传动能力越强，但会使传动平稳性变差，动载荷增加。

所以对于重载的链传动，应选用小节距多排链。

（4）中心距a

中心距过小，会使链条磨损加快，寿命降低。

中心距过大会引起链条松边颤动，运动不均匀性增强。

通常amax≤80p。

二、链的类型和应用

由于链的用途不同，链分为传动链、起重链和牵引链三种。

传动链用于一般机械中传递动力和运动；

起重链用于起重机械中提升重物；

牵引链用于链式输送机中移动重物，常用的传动链根据其结构的不同，可分为短节距精密滚子链（简称滚子链）和齿形链（又称无声链）两种。

齿形链是由一组带有两个特定齿形的链板左右交错并列铰接而成。

工作时，通过链板上的链齿与链轮轮齿相啮合来实现传动。

与滚子链相比，齿形链传动平稳，噪声小，承受冲击性能好，工作可靠，但结构复杂，价格较高，且制造较难，故多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。

链传动通常用于要求有准确的平均传动比，两轴平行且中心距较大，不宜应用带传动和齿轮传动的场合。

因链传动能在恶劣条件下工作，故在矿山、冶金、建筑、石油、农业和化工机械中获得广泛应用。

1．滚子链

滚子链（rollerchain）在一般机械中应用广泛。

滚子链条由若干内链节和外链节依次铰接而成。

内链节由内链扳、套筒和滚子组成。

内链板与套筒以过盈配合联接,套筒与滚子以间隙配合相联，构成活动铰链，滚子可绕套筒自由转动。

外链节由外链板和销轴组成，它们之间以过盈配合联接在一起。

内链节和外链节之间用套筒和销轴以间隙配合相联。

当链屈伸时，套筒能够绕销独自由转动，起着铰链的作用。

链条工作时，滚子与链轮轮齿相啮合，由于滚子是活套在套简上的，故滚子与轮齿为滚动摩擦，可减轻它们之间的磨损。

链条上相邻两销轴中心的距离p叫作节距（pitch），它是链条的主要参数。

传动链在使用时总是首尾相连成环形。

滚子链的接头形式，当链节总数为偶数时内链板和外链板首尾相接可用开口销或弹簧卡将销轴锁紧。

当链节总数为奇数时，则应采用过渡链节进行联接。

但过渡链节的弯链板在工作时易产生附加弯曲应力，故应尽量避免采用。

因此链节总数最好为偶数。

2．链轮

链轮的齿形对啮合质量有很大影响，正确的齿形应保证链节平稳而自由地入和退出啮合，各齿磨损均匀，不易脱链且便于加工和测量。

链轮的典型结构由轮辐、轮毂、轮缘三部分组成。

具体结构型式由链轮直径大小而定。

有整体式、腹板式、孔板式、组合式。

选择链轮的材料时应保证链轮轮齿具有足够的强度和较好的耐磨性，同时注意降低成本。

一般小链轮采用的材料应好于大链轮，因为小链轮啮合次数比大链轮多，磨损较重，受冲击较大。

3．齿形链

由齿形链板、导板、套筒和销轴等组成。

三、链传动的应用特点

链传动具有下列特点：

⑴链传动结构较带传动紧凑，过载能力大。

⑵链传动有准确的平均传动比，无滑动现象，但传动平稳性差，工作时有噪声。

⑶作用在轴和轴承上的载荷较小。

⑷可在温度铰高、灰尘较多、湿度较大的不良环境下工作。

⑸低速时能传递较大的载荷。

⑹安装精度高，制造成本较高。

齿轮传动的类型和应用特点

了解齿轮转动的分类，掌握齿轮传动的特点

了解齿轮转动的分类，掌握齿轮传动的特点，瞬时传动比恒定

瞬时传动比恒定

齿轮模型

作业册

一、齿轮传动的应用特点

1.齿轮、齿轮副与齿轮传动

齿轮是一个有齿的机械元件，它利用它的齿与另一个有齿的元件连续啮合，从而将运动传递给后者，或者从后者接受运动。

齿轮副是由两个相互啮合的齿轮组成的基本结构，两齿轮轴线相对位置不变，并各绕其自身的轴线转动。

齿轮副是线接触的高副。

齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和（或）动力的一种机械传动。

齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角速度（或转速）的比值，也等于两齿轮齿数的反比，即I=ｎ1/ｎ2=Ｚ2/Ｚ1

圆柱齿轮副的传动比ｉ≤8，圆锥齿轮传动副的传动比ｉ≤5。

3.齿轮传动的特点

1）传递功率的范围大，速度广

2）能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠。

3）传动效率高，使用寿命长，工作可靠。

4）可以实现平行或不平行轴之间的传动。

5）齿轮的制造、安装精度、成本较高。

6）不宜用于远距离的传动

提问：

比较齿轮和以前所学过的几种传动装置的不同点？

齿轮机构的类型

二、齿轮传动的基本要求

从传递运动和动力两个方面来考虑，齿轮传动应满足下列两个基本要求：

1.传动要平稳

2.承载能力要大

三、齿轮传动的常用类型

外啮合

直齿圆柱齿轮内啮合

齿轮齿条

平行轴传动斜齿圆柱齿轮