机械基础教案一上课用文档格式.docx
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摩擦损失大，效率低
不能传递较复杂的运动
高副特点：
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
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
机械基础第3页
§
1－1带传动的组成、原理和类型
掌握带传动的组成和原理、了解带传动的类型
带传动的组成、原理和类型
§
1－1带传动的组成、原理和类型
一、带传动的组成与原理
1、带传动的组成
（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
第4页
三、带传动的特点
与其它传动形式相比较，带传动具有以下特点：
（1）由于传动带具有良好的弹性，所以能缓和冲击、吸收振动，传动平稳，无噪声。
但因带传动存在滑动现象，所以不能保证恒定的传动比。
（2）传动带与带轮是通过摩擦力传递运动和动力的。
因此过载时，传动带在轮缘上会打滑，从而可以避免其它零件的损坏，起到安全保护的作用。
但传动效率较低，带的使用寿命短；
轴、轴承承受的压力较大。
（3）适宜用在两轴中心距较大的场合，但外廓尺寸较大。
⑷结构简单，制造、安装、维护方便，成本低。
但不适用于高温、有易燃易爆物质的场合。
四、带传动的维护
为了延长使用寿命，保证正常运转，须掌握正确的使用与维护。
1．带传动在安装时，必须使两带轮轴线平行，轮槽对正，否则会加剧磨损。
安装时应缩小中心距后套上，然后调整。
2．严防与矿物油、酸、碱等腐蚀性介质接触，也不宜在阳光下曝晒。
3．为保证安全，带传动应加防护罩。
机械基础第5页
1－2V带传动
掌握V带传动的主要参数、普通V带的标记与应用特点、理解V带传动的安装维护及张紧装置
V带传动的主要参数、普通V带的标记与应用特点、V带传动的安装维护及张紧装置
讲授、带模型
1－2V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。
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b、高度h、相对高度h/bp
2、V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。
3、V带传动的传动比i
4、小带轮的包角α1
第6页
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v7、V带的根数Z
三、普通V带的标记与应用特点
1、普通V带的标记标记示例：
A——1400——GB/T11544——1997
型号带长mm标准编号
2、普通V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
1、V带传动的安装与维护2、V带传动的张紧装置
1－3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
机械基础第7页
2－1螺纹的种类和应用§
2－2普通螺纹的主要参数
了解螺纹的种类和应用、理解普通螺纹的主要参数
螺纹的种类和应用、普通螺纹的主要参数
讲授、螺纹模型
2－1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
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。
三、按螺纹线的线数分类及其应用
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。
四、按螺旋线形成的表面分类
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。
第8页
2－2普通螺纹的主要参数
（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。
Ph＝ZP
机械基础第9页
2－3螺纹的代号标注
掌握螺纹的代号标注
螺纹的代号标注
讲授、挂图
一、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×
1.5LH—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
LH——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．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
第10页
二、传动螺纹
例：
Tr24X14（Ph7）——5g6g
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。
三、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。
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．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。
机械基础第11页
2－4螺旋传动的应用形式
掌握普通螺旋传动、差动螺旋传动
普通螺旋传动、差动螺旋传动
讲授、螺旋传动模型
2－4螺旋传动的应用形式
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：
左旋伸左手，右旋伸右手。
半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的旋转方向，大母指的指向，即为螺杆（螺母）的移动方向。
若当螺杆（螺母）原地旋转，螺母（螺杆）移动时，螺母（螺杆）移动方向与大拇指指向相反。
3．普通螺旋传动直线移动距离的计算
第12页
L=NPh
L——螺杆（螺母）移动距离，mmN——回转周数，Ph——螺纹导程，mm
【例1】普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的螺距为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
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。
1．差动螺旋传动原理
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（Ph1－Ph2）
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（Ph1＋Ph2）
活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同
【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
滚珠螺旋传动的应用特点。
机械基础第13页
3－1链传动概述§
3－2链传动的类型
理解链传动概述、掌握链传动的类型
链传动概述、链传动的类型
讲授、模型
3－1链传动概述
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/minz1、z2——主、从动轮齿数
二、链传动的应用特点
i≤6，低速传动时i可达10
a≤6m，最大中心距可达15m
传动功率P＜100kW
v≤15m/s，高速时可达20～40m/s
3－2链传动类型
一、滚子链（套筒滚子链）
1．滚子链的结构
第14页
内链板、外链板、销轴、套筒、滚子
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
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。
（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
08A－1－88GB/T1243－1997
链号为08A（节距为12.70mm）
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。
齿形链标记示例
CL08－22.5W－60GB/T10855－1997
链号为CL08（节距为12.70mm）
机械基础第15页
课题：
4－1齿轮传动的类型及应用
目的要求：
理解齿轮传动的类型及应用
重点难点：
齿轮传动的类型及应用
教学方法、教具：
讲授、齿轮传动模型
4－1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
1、两轴平行：
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
2、两轴不平行：
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速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数反比。
第16页
2．应用特点
（1）优点
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
（2）缺点
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
提问：
比较齿轮和以前所学过的几种传动装置的不同点？
机械基础第17页
4－2渐开线齿廓
理解渐开线的形成、性质及渐开线齿廓的啮合特点
渐开线的形成及性质、渐开线齿廓的啮合特点
讲授、画渐开线教具
4－2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，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
第18页
三、渐开线齿廓啮合基本定律
齿轮传动要满足瞬时传动比保持不变，则两轮的齿廓不论在何处接触，过接触点的公法线必须与两轮的连心线交于固定的一点。
四、渐开线齿廓的啮合特点
1、传动比恒定
两齿轮的传动比为：
i＝ω1／ω2＝O2P／O1P＝rb2／rb1＝r2′／r1′＝常数
2、传动的可分性
当两轮的中心距稍有变化时，其瞬时传动比仍将保持不变，这个特点称为渐开线齿轮传动的可分性。
由于齿轮制造和安装误差等原因，常使渐开线齿轮的实际中心距与设计中心距之间产生一定误差，但因有可分性的特点，其传动比仍能保持不变。
3、啮合角为定值
cosα′＝rb1／r1′＝rb2／r2′＝常数
说明渐开线齿廓在啮合时啮合角α′为定值。
由于啮合角不变，则齿廓间的压力方向不会改变，这对齿轮传动的平稳性很有利。
机械基础第19页
4－3渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算
掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算
直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算、齿轮传动的正确啮合条件
讲授、渐开线标准直齿圆柱齿轮模型、挂图
4－3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α、齿数z、模数m、齿顶高系数ha*、顶隙系数c*
1.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α表示。
K点的齿形角为αK。
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α=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α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π所得的商，即m＝p/π。
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，承载能力越大。
第20页
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c＝c*m。
c*称为顶隙系数。
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
名称
代号
计算公式
齿形角
α
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
齿顶高
ha
ha=ha*m=m
齿根高
hf
hf=（ha*+c*）m=1.25m
分度圆直径
d
d=mz
齿顶圆直径
da
da=d+2ha=m（z+2）
齿根圆直径
df
df=d-hf=m（z-2.5）
基圆直径
db
db=dcosα
标准中心距
a
a=（d1+d2）/2=m（z1+z2）/2
四、直齿圆柱内齿轮简介
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：
模数相等、分度圆上的齿形角相等
m1=m2=m、α1=α2=α
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。
机械基础第21页
4－4其他齿轮传动简介
掌握斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮传动正确啮合条件；
了解啮合性能
斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮传动正确啮合条件；
啮合性能
讲授、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮模型
4－4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。
βb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
齿的接触线先由短变长，再由长变短，承载能力大，可用于大功率传动情况
第22页
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。
β：
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π所得的商）相等，即mn1=mn2=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αn1=αn2=α
螺旋角相等、旋向相反，即β1=-β2
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：
大端端面模数相等
大端齿形角相等
三、齿轮齿条传动
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