[工学]《机械基础》总复习.ppt

汽车机械基础总复习 第一章 、绪论 第二章、静力学基础知识 第三章、材料力学基础知识 第四章、常用机构 第五章、带传动和链传动 第六章、齿轮传动和蜗轮蜗杆传动 第七章、轴和轴系 第八章、液压传动基础知识 1、机器、机构、机械、构件和零件概念 2、运动副的概念及应用特点 3、机械传动的分类 第一章、绪论绪论 一、机器 1.机器的组成 如图所示 为轿车的组成。 可以看出，一台 完整的机器一般 由动力部分、传 动部分、执行部 分、控制部分和 支撑及辅助部分 组成。 机器的组成框架 动力部分传动部分执行部分 支撑及辅助 控制部分 电动机 内燃机 机、电、气、液、计算机综和控制 直接 完成 工作 任务 机箱、润滑、照明等 机构就是具有确定的相对运动的实物的组合，它的主要功用在于传 递或转换运动形式，但它不能作机械功，也不能转换能量。 例如，内燃机中的活塞、连杆、曲轴、及机体组合成一个机构，通常称为 活塞连杆机构，它能将活塞的往复移动转换为曲轴的转动。 二、机构 三、零件和构件 零件是机器中不可拆的制造的单元。如图所示内燃机连 杆上的螺栓、连杆体、连杆盖等。 专用零件： 通用零件： 1.零件 螺栓 连杆盖 连杆体 2.构件 构件是机构中的运动单元体。如内燃机连杆。 二者关系：构件是运动的单元，而零件是制造的单元。构 件可能由一个零件组成，也可能是几个零件的刚性组合。如 内燃机连杆是一个构件，而它是由螺栓、连杆体、连杆盖等 多个零件组成的。 螺栓 连杆盖 连杆体 绪论 构件和零件： 运动副:两构件直接接触并产生一定相对运动的 联接，称为运动副。 当构件用运动副联接后，它们之间的某些 独立运动将不能实现，这种对构件间相对运动 的限制，称为约束。 四、运动副及其分类 运动副可按接触方式的不同分为两大类 1、低副 两构件通过面接触所组成的运动副称为低 副。它包括转动副和移动副两种。 转动副 若运动副只允许 两构件作相对回转， 这种运动副称为转动 副或铰链。 移动副 若运动副只允许两 构件沿某一方向作相对 移动，这种运动副称为 移动副。 转动副和移动副的构件间的联接是面接触 ，传力时压强低，磨损小，使用寿命较长。 2、高副 两构件通过点或线组成的运动副，称为高 副。 凸轮与从动件、轮齿与轮齿在接触处分别组成高 副。 凸轮副 齿轮副 高副的构件间的联接是点或线接触，接触压强较大 ，易磨损，故使用寿命较短。 根据运动副的接触形式，运动副归为两类 1）低副：面接触的运动副。如 : 移动副 转动副 2）高副：点或线接触的运动副。 齿轮副 凸轮副 1、机械传动 2、液压传动 3、气动传动 4、电气传动 五、机械传动的分类 齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确， 工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和 尺寸范围大。 1、机械传动 皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。 载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保 护作用。皮带是中间零件。它可以在一定范围内根据需要来选定长度 ，以适应中心距要求较大的工作条件。结构简单制造容易，安装和维 修方便，成本较低。 缺点是：靠摩擦力传动，不能传递大功率。传动中有滑动，不能保持准 确的传动比，效率较低。在传递同样大的圆周力时，外廓尺寸和轴上 受力都比齿轮传动等啮合传动大。皮带磨损较快，寿命较短。 2、皮带传动 1，能保证准确的平均传动比； 2，传递的功率大，且张紧力小，传动的效率高 ，一般达到0.95-0.98； 3，能在低速重载和高温条件及露天等不良环境 中工作； 4，链条的铰链磨损后，使链条节距变大，链条 易脱落。 3、链传动 1）传力螺旋 举重器、千斤顶、加压螺旋。特点： 低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁 2）传导螺旋 机床进给汇杠 传递运动和动力， 特点：速度高、连续工作、精度高 3）调整螺旋 机床、仪器及测试装置中的微调螺 旋。其特点是受力较小且不经常转动 螺旋传动 静力学基本概念及受力分析 第二章、静力学基础知识 23 一、力的概念： 定 义：物体间的相互作用 外效应：运动状态改变。(理力） 内效应：变形。（材力） 三要素：大小、方向、作用点。 力的图示： F P 文字符号： 第一节 静力学基本概念及受力分析 箭头，代表 力的指向 力的作用线 线段长度代 表力的大小 线段的起点 或终点为力 的作用点 24 三、静力学公理(公理与定律；定理、推理与推论） 1、公理一（二力平衡公理）： G F1 F2 若刚体受二力作用而平 衡，则必、充条件为：此二 力等值、反向、共线。 （1）适于刚体。 25 （2）二力构件（二力杆）： 只受二力作用而平衡的构件或杆件。 F1 F2 F1 F2 F1 F2 （拉杆）（压杆） 2、公理二（加、减平衡力系公理）： 在作用于刚体上的任一力系中，加上或 减去任一个平衡力系，并不改变原力系对刚 体的作用 受力特点：所受两力必 沿两力作用点连线 26 F1 F2 F3 P 1 P2 = F1 F2 F3 （适于刚体） 3、推论一（力的可传性原理） 作用在刚体上的力可沿其作用线移动 ，而不改变该力对刚体的作用效应。 = F F2 F1 F1 （令F1=F2=F ） （适于同一个刚体） 27 4、公理三（力的平行四边形法则）： 作用于物体上同一点的两个力可以合成为 作用于该点的一个合力，它的大小和方向由这 两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对 角线来表示。 矢式：R=F1+F2 F1 F2 R F1 F2 R F2 F1 R （适合于任何物体） （逆过程也成立，一般正交分解） F1 F2 F 力三角形法则: 28 5、推论二（三力平衡汇交定理） 刚体受不平行的三力作用而平衡时，此 三力作用线必共面，且汇交于一点。 证： = F1 F2 F3 F3 F2F1 R 1、只适于刚体 2、三力汇交一点，只是平衡的必要条件 3、三力构件，若已知三力作用点和任两力作 用线则可定出第三力作用线。 o o AB C C 29 如： （并不平衡）F1 F2 F3 6、公理四（作用、反作用定律） 两物体间相互作用的一对力，总是等值、 反向、共线，并分别作用在这两个物体上。 . . G G N N （1）适于任何物体。 （2）（G、N）是平衡力； N 是作用力，N 是反作用力 第三章、材料力学基础知识 1、理解外力与内力 2、正应力与剪（切）应力 3、杆件的四种基本变形形式 1、外力与内力 （1）外力 ：按 外 力 作 用 的 方 式 体积力:是连续分布于物体内部各点的力 如物体的自重和惯性力 面积力: 如油缸内壁的压力，水坝受到的水压 力等均为分布力 若外力作用面积范围远小于构件表面的 尺寸，可作为作用于一点的集中力。如 火车轮对钢轨的压力等 分布力： 集中力： （2）内力：物体内部的分子、原子间相互作用力。由于载荷作用 引起的内力称为附加内力。简称内力。内力特点：引起变形，传递外 力，与外力平衡。 截面法：将杆件假想地切成两部分，以显示内力，称为截面法。 正应力与剪（切）应力 p M 垂直于截面的应力称为“正应力” (，sigma)； 位于截面内的应力称为“剪应力”(，tau )。 2、正应变与切应变 一、形变： 形状的改变。物体的形状总可用它各部分的长度和角度来表示。 因此物体的形变总可以归结为长度的改变和角度的改变。 二、应变： 应变又可分为正应变（线应变）和切应变两种。每单位长度的伸缩称 为正应变（线应变），用表示；各线段之间的直角的改变称为切应变（ 角应变），用 （gamma，伽马）表示。 3、杆件的四种基本变形形式 1.轴向拉伸或压缩变形 受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的纵向力 ，力的作用线与杆轴线重。 变形特点： 相邻截面相互离开(或靠近) 2.剪切变形 受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的横向力作用，力 的作用线靠得很近。 变形特点： 相邻截面相对错动. 3.扭转变形 受力特点： 杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力 偶作用面垂直于杆轴线. 变形特点： 相邻截面绕轴相对转动. 4.弯曲变形 受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的力 偶作用，力偶作用面是包含(或平行) 轴线的纵向面. 变形特点：相邻截面绕垂直于力偶作用面的轴 线作相对转动. 一、构件的组成 二、平面机构的自由度 三、平面连杆机构 四、凸轮机构的应用和类型 五、汽车常用机构 第四章、常用机构 机架：机构中的固定构件； 一般机架相对地面固定不动。 如发动机缸体、车辆底盘、飞机机身等。 原动件：按给定已知运动规律独立运动的构件；给机 构提供原动力。 从动件：机构中其余活动构件。其运动规律决定于原 动件的运动规律和机构的结构和构件的尺 寸。 机构=机架+原动件+从动件 一、构件的组成 1个 1个或几个 若干 一个作平面运动的自由构 件具有三个自由度。 二、平面机构的自由度 一、机构的自由度 1.自由度及约束 自由度机构或构件所具有的独立运动参数的数 目。 约束对独立运动的限制。 2.平面机构自由度计算 构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度将 减少。 移动副：引入两个约束（垂直移动+水平移动） 转动副：引入两个约束（垂直移动+转动） 高副：引入一个约束（垂直移动），有两个自由度（转 动 + 移动）。 u综上所述，平面机构中 u每个低副引入两个约束， u使构件失去两个自由度； u每个高副引入一个约束， u使构件失去一个自由度。 自由度计算公式： W=3n-2PL-PH 式中：n活动构件的数目。 PL 低副的数目。 PH 高副数。 二、机构具有确定运动的条件 W=0（或W0），是静定（超静定）桁架。 W0，当W主动件数目时，运动不确定。 当W主动件数目时，不能运动。 机构具有确定运动的条件： W0且当F=主动件数目。 三、计算自由度时应注意的问题 1.复合铰链两个以上的构件在同一处用转动副连 接。 k个构件用复合铰链连接， 则转动副数目为:（k-1) 例：计算圆盘锯主体机构的自由度。 解：n=7, A、B、C、D处有复合铰链， PL=10 F=3n-2 PL-PH =37-210-0 =1 2.局部自由度与整个机构运动无关的自由度（即 多余的）。 计算时，应排除局 部自由度。 常见于凸轮机构滚子从动件以及类似将滑动摩擦变为滚动摩擦的情况中。 3.虚约束对机构的运动不产生实际约束效果的重复 约束。 计算时，应除取虚约束（包括有关的构件及运动副） 虚约束常见于以下情况： （1）两构件之间形成多个导路平行的移动副。 H G 例：计算图中机构的自由度。 解： n=5， PL=7 ， PH=0 W=3n-2PLPH=35-27-0=1 三、平面连杆机构 1、定义：由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机构；连杆机构又称为低 副机构。 (avi) (avi) (avi) (avi)(avi)(avi) 2 平面四杆机构的基本形式 曲柄摇杆机构(avi) 双曲柄机构 (avi) 曲柄摇杆机构 (avi) 双摇杆机构 (avi) (avi) (avi) (avi) 四、凸轮机构的应用和类型 主要由： 凸轮、 从动件 机架 三个基本构件的组 成。 凸轮机构是机械中的一种常用机构，在自动化和半自动化机械 中应用非常广泛。凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，他通过 与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的 任意预期运动。 一、凸轮机构的组成 二、类型 2.按从动件的型式分 (2)滚子从动件 如图示。为了克服尖顶从动 件的缺点，在从动件的尖顶处安 装一个滚子，即成为滚子从动 件。 滚子和凸轮轮廓之间为滚动 摩擦，耐磨损，可以承受较大载 荷，所以是从动件中最常用的一 种型式。 4-3 凸轮机构的应用和类型 二、类型 2.按从动件的形状分 (3)平底从动件 如图示，这种从动件与凸轮轮廓表面接 触的端面为一平面。 它不能与凹陷的凸轮轮廓相接触。 优点：当不考虑摩擦时，凸轮与从动件 之间的作用力始终与从动件的平底相垂 直，传动效率较高，且接触面间易于形 成油膜，利于润滑，故常用于高速凸轮 机构。 4-3 凸轮机构的应用和类型 二、类型 3.按从动件的运动形式分 (1)移动从动件 (2)摆动从动件 五、汽车常用机构 1、万向传动机构 2、螺旋机构 3、棘轮机构 1、万向传动装置 （1）功用：当轴间夹角和轴的相互位置经常 发生变化时，实现转轴之间无间断地传递动 力。 组成： 万向节、 传动轴 、中间支承。 万向节 中间支承 主传动轴 中间传动轴 驱动桥 双万向节实现等速： 1）第一万向节两轴间夹角a1与第二万向节两轴 间夹角a2相等。 2）第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于 同一平面内。 （2）实现两轴间等角速度传动措施 分类： （1）不等速万向节 十字轴式刚性万向节 十字轴 万向节叉 轴承盖 安全阀 万向节叉 滚针轴承 1、双联式万向节 组成：主要由1、2轴和双联叉组成。 工作原理：当保证a1=a2时，双联叉的对称线平分 所连两轴的夹角，1、2轴能实现等角速转动。 (2)准等速万向节 原理：传力点永远位于两轴交点O的平分面上。如图传力P点 距两轴的距离均为r，在点P处两此轮的圆周速度是相等的 ，因而两个齿轮旋转的角速度也是相等的。 （3）等速万向节 组成 主动叉 从动叉 钢球 1、球叉式等速万向节 2、球笼式等速万向节 钢球 主动轴 星形套（内滚道） 球笼（保持架） 球形壳（外 滚道） 2、螺旋机构 知识点 螺旋机构的功用及类型 能力点 具备识别螺旋机构类型的 能力 概念：螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成（一般把 螺杆和螺母之一作成机架），其主要功用是将旋转运 动变换成直线运动，并同时传递运动和动力，是机械 设备和仪表中广泛应用的一种传动机构。 优点 传动比大 精度较高 能够实现自锁 结构简单传动平稳无噪音 缺点 磨擦磨损大，效率较低 螺旋传动的特点 3、棘轮机构 掌握棘轮机构的组成、类型以及工作原理 机构组成 1 棘轮机构的工作原理： 棘轮机构基本结构如图，由 棘轮3、棘爪2、4与主动摆 杆1、机架5组成。弹簧6可 保证棘爪与棘轮啮合。 工作过程 当主动摆杆作往复摆动时，从动棘轮当主动摆杆作往复摆动时，从动棘轮 作单向间歇转动。作单向间歇转动。 第五章、带传动和链传动 1、带传动的组成、类型、特点 2、链传动的组成、类型、特点 一、带传动的组成及特点 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)； 固联于从动轴上的带轮3(从动轮)； 紧套在两轮上的传动带2。 1带传动的组成 51 带传动的类型和应用 啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并 传递动力（同步带传动）。 2传 动 原 理 摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动， 并传递动力（平带和带传动） 。 3.类型: 1)摩擦式带传动 按传动带的截面形状分 （1）平带 平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。平带传动，结构简单，带轮也容 易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。 （2）V带： 截面形状为梯形，两侧面为工作表面。应用最广的带传动是带传动，在同 样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。 (3）多楔带：它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。多楔带 传动兼有平带传动和带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结 构要求紧凑的场合。 （4）圆形带： 横截面为圆形。只用于小功率传动。 二、v形带传动 （一）v 带的特点 1、无接头的环形带。 2、横截面为等腰梯形。 3、工作面是两侧面，底面与轮槽底面不接触。 （二）v带的构造 特点：1、帘布结构：制造方便，抗拉强度高，价格低廉，应用广 泛。 2、绳芯结构：柔韧性好，适用于转速较高的场合。 3、带传动的传动比 i12=n1/n2=dd2/dd1 n 为齿轮转速 d为齿轮 直径 计算：已知V带传动比为i=5， 主动轮dd1为100mm时， 从动轮dd2 为多少？ 4、小带轮的包角 包角：是带与带轮接触弧所对应的圆心角。 2 1 aC A D B d1 d2 说明：（1）小带轮包角越大，所能传递的功率就越大。 （2）为了使带传动可靠，一般要求小带轮包角120 a 5、中心距a、带速v、根数z 中心距增大，使带传动能力提高；但中心距过大，又会使整个传动尺 寸不够紧凑，在高速时易使带发生振动，反而使带传动能力下降。 带速过快或过慢都不利于带的传动。带速太低，在传递功率一定时， 所需圆周力增大，会引起打滑；带速太高，离心力又会使带与带轮间的 压紧程度减小，传动能力降低。 v带的根数影响到带的传动能力，根数多，传递功率大；实际所需根数 应按具体传递功率大小而定。为了使各根带受力均匀，带的根数不宜过 多，通常带的根数z应小于7。 五、特点和应用 1带传动的特点 （1）传动带有弹性，能缓冲、吸振，传动较平稳， 噪音小； （2）摩擦带传动在过载时带在带轮上的打滑，可防 止损坏其他零件，起安全保护作用。但不能保证准确的 传动比。 （3）结构简单，制造成本低，适用于两轴中心距较 大的传动。 （4）传动效率低，外廓尺寸大，对轴和轴承压力大 ，寿命短，不适合高温易燃场合。 二、 链传动 链传动属于具有中间挠性元件的啮合传动。链传动与摩擦带传 动相比，链传动的传动比准确，传动效率稍高，能在恶劣环境下工 作。 链传动由主动链轮1、从动链轮3和传动链2组成。链传动靠链 条与链轮轮齿的啮合来传递平行轴间的运动和动力。 二、链传动的传动类型 1滚子链 滚子链又称套筒滚子链，其结构如图所示 ，是由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚 子5组成。 第二节 链传动 二、链传动的传动类型 2齿形链 齿形链根据铰接的结构不同，可分圆销铰 链式、轴瓦铰链式和滚子铰链式三种。图所示 为圆销铰链式齿形链。主要由套筒1、齿形板2 、销轴3和外链板4组成。 三、链传动的应用特点 1链传动是靠啮合工作，可获得准确的平均 传动比。 2与带传动相比，链传动张紧力小，轴上 受力较小，传递功率较大，效率也较高，必要 时，链传动可以在低速高温、油污的情况下工 作。 3与齿轮传动相比，它可在两轴中心距较 大的场合下工作。 4由于瞬时链速是变化的，因此瞬时传动 比不是常数，传动平稳性较差，有噪音且链速 不宜过高。 汽车机械基础 第十一章 目录 第一节 齿轮传动的基础知识 第二节 渐开线直齿圆柱齿轮 第三节 斜齿圆柱齿轮传动 第四节 直齿圆锥齿轮传动 第五节 蜗杆传动 第六节 轮系的分类及应用 第六章、齿轮传动 组成：由主动齿轮、从动齿轮两构件组成。 齿轮传动：利用齿轮副来传递运动和动力的一种机 械传动。 一、齿轮传动的组成、类型 啮合：齿轮副的一对齿轮的齿依次交替接触，从而实现 一定规律的相对运动的过程和形态。 二. 齿轮传动的类型 齿 轮 传 动 平面齿轮传动 空间齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 传递相交运动 传递交错轴运动 内啮合 外啮合 齿轮齿条 内啮合 外啮合 齿轮齿条 直齿 斜齿 交错轴斜齿轮传动 蜗杆涡轮 准双曲面齿轮 曲线齿 人字齿齿轮运动 1 1）、平面齿轮机构）、平面齿轮机构 （1）直齿圆 柱齿轮传动 （3）人字齿轮 传动 （2）斜齿圆 柱齿轮传动 传递两平行轴间的运动。传递两平行轴间的运动。 直 齿 圆 柱 齿 轮 机 构 1 1）外啮合齿）外啮合齿 轮传动轮传动 2 2）内啮合齿）内啮合齿 轮传动轮传动 3 3）齿轮齿条）齿轮齿条 啮合啮合 2 2）空间齿轮机构）空间齿轮机构 传递两相交传递两相交. .交错轴之间的运动。交错轴之间的运动。 （1）锥齿轮传动：传递任意两相交轴间运动。 轮齿分布 形式有： a）直齿 b）斜齿 c）曲齿 (2)交错轴斜齿轮传动 (螺旋齿轮传动)： 传递空间任意交 错两轴间的运动。 (3)蜗轮蜗杆传动： 传递空间交错 两轴间的运动。 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。 传动比 齿轮传动的应用特点 优点： 1、能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运 动准确。 2、圆周速度大，高达300 m/s 。 3、传动功率范围大，从几瓦到10万千瓦。 4、结构紧凑，可实现较大的传动比。 5、传动效率高，使用寿命长，维护简便。 缺点： 1、运转过程中有振动、冲击 和噪声。 2、齿轮安装要求较高。 3、不能实现无级变速。 4、不适用于中心距较大的场 合。 第二节、渐开线齿轮各部分的名称和尺寸 一、外齿轮 1.名称与符号 pn r 齿顶圆 da、ra过齿顶端的圆 齿根圆 df、rf 齿厚 s 齿间距 e沿任意圆周量得的相 邻两齿间齿槽的弧线长 齿距 （周节） p= s +e 沿任意圆周量得的相邻两齿上对应 点间的弧线长 齿顶高ha齿根高 hf 齿全高 h= ha+hf 齿宽 B ha hf h rb O B p ra pb 分度圆人为规定的计算基准圆，具有标 准的齿轮参数 :s =e 表示符号： d、r、s、e，p= s+e s e sk ek rf pk 与基圆相切的直线，与齿轮相邻 同侧齿廓的两个交点之间的线段 过齿槽底的圆 沿任意圆周量得的轮齿弧线长 2.基本参数 模数m 齿数z 分度圆周长：d=zp, d=zp/, 模数的单位：mm ，它是决定齿轮尺 寸的一个基本参 数。齿数相同的齿 轮，模数大，尺寸 也大。 于是有：d=mz，r = mz/2 人为规定： m=p/ m=4 z=16 m=2 z=16 m=1 z=16 是无理数, 计算、制造和检验不利。 故人为规定模数m=p/，代表齿的大小 ，单位mm。 渐开线上各点的压力角大小不等，离基 圆越远压力角越大，基圆上渐开线的压 力角为0度。 压力角压力角: : 齿廓上K点受力方向 （法线方向）与该点 速度方向之间所夹锐 角。用 表示。 O rb 速度方向 正压力方向 1 A i i N1 K1 r1 Ni Ki ri 由d=mz知：m和z一定时，分度圆是一个大小唯一确定的圆。 压力角标准值：20 某些场合采用14.5、15、22.5、25。如航空齿轮 由dbdcos可知，基圆也是一个大小唯一确定的圆。 模数m、齿数z、压力角为渐开线齿轮的三个基本参 数。 为了减少加工刀具的数量，国家标准规定 1、组成：蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传递空 间交错两轴之间的运动和动力。交错角一般为90。传动 中一般蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。 第二节 蜗杆传动的特点和类型 2. 特点 (1) 传动比大 i = 1080 从运动关系看，蜗杆传动相当于螺母与螺杆传动 (2) 传动平稳 (4) 摩擦发热大、传动效率低 （3）结构紧凑，可实现反行程自锁； （5 ） 蜗轮的造价较高。 3、蜗杆传动的类型 按蜗杆分度曲面的形状不同，分以下三种 圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆 环面蜗杆环面蜗杆 蜗杆的外形是圆弧回转面，同时啮 合的齿数多，传动平稳；齿面利于 润滑油膜形成，传动效率较高； 锥蜗杆：重合度大；承载能力和效率较高。 按蜗杆左旋和右旋分： 左 旋 右 旋 二、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 (阿基米德蜗杆为例) 1. 中间平面内蜗杆啮合特点 ： 在中间平面内，相当于斜齿条 与斜齿轮的啮合 (1) 正确啮合条件 蜗杆轴面周节蜗轮端面周节 模数：(标准值) 压力角 ： (标准值) (2) 蜗杆传动参数及几何尺寸计算与齿轮传动相同 参数： 几何尺寸计算： 通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的 平面叫中间平面 主动轮 从动轮 一对圆柱齿轮，传动比不大于57 6.6 6.6 轮轮 系系 轮系：由一系列彼此啮合的齿轮组成的传动系统 用于原动机和执行机构之间的运动和动力传递 根据轮系在运转过程中，各齿轮的几何轴线在空间 的相对位置是否固定，可以将轮系分为三大类： (一) 定轴轮系 定义 运转过程中各齿轮的几何轴线位置相对于机架 的位置均固定不动的轮系。 (二) 周转轮系 (三) 复合轮系 定义 运转过程中齿轮的轴线位置相对于机架的位置不 固定，而是绕某一固定轴回转的轮系。 1 轮系及其分类 uu 定轴轮系定轴轮系 平面定轴轮系 空间定轴轮系 单式轮系复式轮系回归轮系 输入轮与输出轮共轴 线的轮系 每根轴上只装一个 齿轮所构成的轮系 有的轴上装有2个 以上齿轮的轮系 定轴轮系根据结构组成，可分为： uu 周转轮系周转轮系 组成 中心轮（太阳轮）1、3 行星轮2 行星架H（也称系杆或转臂） 机架 行星轮系 差动轮系 分类 自由度 基本构件 定义 运转过程中齿轮的轴线位置相对于机架的位置不 固定，而是绕某一固定轴回转的轮系。 uu 复合轮系复合轮系 定义 由定轴轮系和周转轮系或者由两个 以上的周转轮系组成的轮系。 p 定轴轮系中各轮转向的判断 p 定轴轮系传动比的计算 p 定轴轮系中任意从动齿轮转速的计算 第二节第二节 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比 轮系中各轮回转方向只能用箭头标注在图上。 1 5 6 3 4 2 非平行轴传动的定轴轮系 定轴轮系中各轮转向的判断 定义轮系中首、末两轮的角速度（或转速） 之比。 首、末两轮传动比的大小计算 首、末两轮转向关系的确定。 轮系传动比计算的内容： 2 定轴轮系的传动比及应用 一、定轴轮系的传动比 输入轴与输出轴之间的传动比为: 轮系中各对啮合齿轮的传动比大小为： 一般定轴轮系的传 动比计算公式为： 结论定轴轮系的传动比为组成该轮系的各对啮合齿 轮传动比的连乘积，其大小等于各对啮合齿轮中所有从 动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。 箭头法 转向？ 2 5 7 6 4 3 1 1、如图所示，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。 分析 该轮系传动路线为： 解 根据公式 结果为负值，说明从动轮7与主动轮1的转向相反。 各轮转向如图中箭头所示。 第七章、轴和轴系 一、轴承的作用 1、支撑轴及轴上零件，保持轴的旋转精度； 2、减少转子在旋转过程中的摩擦和磨损； （一）、滑动轴承 主要用于工作转速特高、支承要求特精、特重型、承受具大冲 击、须成剖分式等特殊工作条件。 1.滑动轴承的构造与特点 结构：由轴承座、轴承盖、轴瓦、连接螺栓等组成 特点： 、承载能力大，耐冲击； 、工作平稳，噪音低； 、结构简单，径向尺寸小，轴向尺寸大。 滑动轴承的应用场合： 、高速、高精度、重载的场合；如汽轮发电机、 水轮发电机、机床等； 、极大型的、极微型的、极简单的场合； 、结构上要求剖分的场合；如曲轴轴承； 、受冲击与振动载荷的场合；如轧钢机。 滑动轴承 1.滚动轴承的构造 滚动轴承的典型结构如图所示, 通常由外圈、内圈、滚动体和保 持架4组成。内圈装在轴颈上, 外 圈装在轴承座孔内, 多数情况下 内圈与轴一起转动, 外圈保持不 动。 工作时, 滚动体在内外圈间滚动, 保持架将滚动体均匀地隔开, 以 减少滚动体之间的摩擦和磨损。 （二）、滚动轴承 1、 球轴承 承载能力低，极限转速高 滚子轴承承载能力高，极限转速低 在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和耐 冲击能力都好，但球轴承摩擦小、高速性能好。 球轴承滚子轴承 2、圆锥滚子轴承 可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装时可调 整轴承的游隙。一般成对使用。 3、推力轴承 只能承受轴向载荷。为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时必须加一定的轴 向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架摩擦，发热严重，寿命降低，故极限转速 很低。 4、推力圆柱滚子轴承 推力圆柱滚子轴承可以用于承受单向的 轴向载荷，它比推力球轴承的轴向承载能 力大得多。并且刚性大，占用轴向空间 小。推力圆柱滚子轴承适用于转速低的场 合。推力圆柱滚子轴承与推力调心滚子轴 承、推力圆锥滚子轴承和推力滚针轴承常 统称为推力滚子轴承。 轴 一、轴的用途与分类 1、功用：1）支承回转零件； 2）传递运动和动力 目的：保证装在轴上的零件具有确定的工作位置 和具有一定的回转精度。 1、心轴： 只受弯矩，不受 转矩作用的轴。 分类： 火车轮轴 自行车前轴 转动心轴 固定心轴 3 3、转轴、转轴：既传递转矩（既传递转矩（T T）、又承受弯矩（）、又承受弯矩（MM） 如：减速器中的轴。 2 2、传动轴、传动轴：只受转矩，不受弯矩只受转矩，不受弯矩M=0M=0，T0T0 如：汽车下的传动轴。 (2)按轴线几何形状分： 直轴 ： 曲轴 ： 钢丝软轴 二、轴的材料 轴的主要材料是碳素钢与合金钢。 碳素钢常用45#，正火调质 合金钢对应力集中较敏感。 注意：采用合金钢并不能提高轴的刚 度。 轴的热处理和表面强化可提高轴的 疲劳强度。 您还记得金属有哪几种热处理方式吗 ？ 常用常用热处理热处理方法的工艺曲线示意图方法的工艺曲线示意图 三、轴的各部分名称（参考图7-29） 轴颈：被轴承支承的部分 轴头：安装旋转零件（带轮、齿轮）的部分 轴身：连接轴颈和轴头的部分 轴肩或轴环：轴的直径变化所形成的阶梯处 轴头 轴颈 轴身轴头 请指出图示轴各段的名称 1 2 34 5 6 7 轴端轴颈 端轴颈 轴环 1、零件在轴上的固定 常用的轴向固定方法有：轴肩（轴环）、圆螺 母（止动片）、套筒、弹性挡圈、紧定螺钉、轴 端挡圈定位等。 2、轴上零件的轴向定位与固定 轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准 确的安装位置