《机械基础》第三版全部完整ppt课件

.,机械基础（第三版）,设计、制作：许学利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：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4、会查资料、会选标准件内容：1、常用机械传动：带、螺旋、链、齿轮、蜗杆、轮系2、常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、其他常用机构3、轴系零件：常用连接、轴、轴承、联轴器、离合器、制动器4、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。,.,转动副,.,移动副、螺旋副,.,高副,.,机械传动的分类,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、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（）及牙侧角（1，2）：图2-11、12。螺旋角（）：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：M105g6gS: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*16H：6H中径和顶径公差带代号（相同）M20*26H/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*2LH6H/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）AA级外螺纹；G1（1/2）BLH左旋B级外螺纹；G1（1/2）/G1（1/2）ALH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*77H：内螺纹Tr40*77e:外螺纹Tr40*7LH7e：左旋外螺纹Tr40*77H/7e：螺旋副Tr40*14（P7）8eL：旋合长度为L组的多线外螺纹Tr40*77e140：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，螺杆旋转一周，活动螺母实际移动距离为两段螺纹导程之差。（图221）3、差动螺旋传动的移动距离和方向确定：（1）应先确定螺杆移动方向。L=N（Ph1土Ph2），旋向相反取“+”，旋向相同取“-”。结果为正，移动方向相同；反之，移动方向相反。（2）两螺母旋向相同，活动螺母移动距离减小。Ph1Ph2，方向同；Ph1齿条的直线运动。齿条的移动速度：v=n1d1=n1m1z1。,.,图3-31,.,3-6齿轮的根切现象、最少齿数和变位齿轮,一、齿轮轮齿的加工方法二、齿轮的根切现象、最少齿数三、变位齿轮简介,.,一、齿轮轮齿的加工方法,1、仿型法（又称成型法）：利用与齿廓曲线相同的成型刀具直接加工出齿的方法。（图3-32）特点：逐齿加工，效率低，精度低；适合单件修配。2、展成法：利用齿轮啮合的原理来加工轮齿的方法。常用：滚齿（图3-33）、插齿、剃齿、珩齿、磨齿特点：加工效率高，精度高；适合成批生产。,.,图3-32,.,图3-33,.,二、齿轮的根切现象、最少齿数,1、根切现象：加工齿数太少，会出现齿轮刀具的顶部切入轮齿根部，使轮齿根部渐开线齿廓被切去一部分的现象。（图3-34）后果：齿轮轮齿根切会使齿根部位变窄，轮齿强度削弱，重合度减小，平稳性降低。2、最少齿数：Zmin=17,.,图3-34,.,三、变位齿轮简介,1、标准齿轮的局限性2、齿轮变位的概念3、变位齿轮传动的类型,.,1、标准齿轮的局限性,1）、z标准中心距，齿根厚增加，强度提高，减轻磨损。负角度变位齿轮传动（负传动）：x1+x20强度减小，须防根切，适用于凑配啮合中心距标准中心距,.,3-7渐开线圆柱齿轮精度简介,一、齿轮精度要求1、运动精度2、工作平稳性精度3、接触精度4、齿轮副的侧隙二、渐开线圆柱齿轮的精度等级及选择原则1、精度等级2、精度等级的选择原则3、齿轮副的侧隙要求三、齿轮精度的图样标注1、齿轮的三个公差组精度等级相同2、齿轮的三个公差组精度等级不同3、齿厚极限偏差自行确定,.,1、运动精度,运动精度：齿轮传动中传递运动的准确性。表示方法：齿轮每回转一周，其转角的误差。转角误差越小，传递运动越准确，传动比越恒定。,.,2、工作平稳性精度,造成工作不平稳的原因及其后果：原因：齿形误差、基节误差。后果：瞬时传动比不稳定，引起冲击、振动和产生噪声。表示方法：齿轮每回转一周，瞬时传动比变化的限度。瞬时传动比变化越小，传动越平稳。,.,3、接触精度,接触精度：齿轮传动中，工作齿面上载荷分布的均匀性。表示方法：接触斑点面积占整个齿面的百分比和接触位置。若接触不均匀局部应力磨损工作寿命。,.,4、齿轮副的侧隙,齿轮副的侧隙：非工作齿面间的间隙。留侧隙的原因：以防止由于受力变形、受热膨胀而造成齿轮副卡死；可贮存润滑油，改善齿面摩擦条件。保证侧隙的方法：选择适当的齿厚极限偏差；控制齿轮副的中心距偏差。,.,1、精度等级,GB10095-1988对渐开线圆柱齿轮及其齿轮副规定了12个精度等级，1级最高，12级最低。两个齿轮精度等级一般相同，特殊情况不同（按精度等级较低者确定）。超精密等级：1、2级（难以加工和测量，着眼于发展）高精度等级：3、4、5级中等精度等级：6、7、8级（7级为基础等级，常用）低精度等级：9、10、11、12级齿轮精度的评定指标分为、三个公差组，影响传递运动的准确性；影响传递运动的平稳性；影响载荷分布的均匀性。,.,2、精度等级的选择原则,1、一般情况下，三个公差组的精度等级一致。2、当三个公差组选用不同的精度等级时：第公差组的精度等级可高于或低于第公差组（但不得高过2级或低过1级）；第公差组的精度等级不能低于第公差组。,.,3、齿轮副的侧隙要求,法向侧隙（jn）：非工作齿面间的最短距离。见图3-37。侧隙的确定依据：根据工作条件要求的最大极限侧隙jnmax和最小极限侧隙jnmin确定；通过控制影响齿轮副侧隙的齿厚极限偏差和公法线平均长度极限偏差来保证。GB10095规定了14种齿厚极限偏差代号：CDEFGHJKLMNPRS，其偏差值依次递增；上述代号所表示的齿厚偏差值以齿距极限偏差fpt的倍数表示；齿厚极限偏差的上偏差Ess和下偏差Esi从表3-10中选取。例：Ess选用F（=-4fpt），Esi选用L（=-16fpt），则齿厚极限偏差用代号FL表示。,.,图3-37,.,表3-10,.,1、齿轮的三个公差组精度等级相同,.,2、齿轮的三个公差组精度等级不同,.,3、齿厚极限偏差自行确定,.,3-8齿轮轮齿的失效形式,失效：齿轮在啮合传动是时，发生轮齿折断、齿面损坏，从而失去工作能力的现象。失效的原因：闭式与开式、低速与高速、轻载与重载，材料性能、热处理工艺、尺寸大小、加工精度等。失效形式如下：一、齿面点蚀二、齿面磨损三、齿面胶合四、轮齿折断五、齿面塑性变形,.,一、齿面点蚀,点蚀的产生：接触面积很小接触应力很大循环次数足够产生微小疲劳裂纹裂缝内渗入润滑油另一齿轮挤压裂缝内油压急剧升高裂纹扩展表层剥落小块金属形成小坑。点蚀产生的位置：靠近齿根表面处（图3-38、39）。后果：传动不平稳、产生噪声、逐渐恶化至报废。开式齿轮传动无点蚀的原因：磨损快，来不及产生点蚀就被磨掉。防止措施：提高表面硬度，减小表面粗糙度，增大润滑油黏度。,.,图3-38、39,.,二、齿面磨损,原因：（1）工作齿面间有相对滑动（2）齿面不干净（有金属微粒、尘埃、污物）（3）润滑不好,.,三、齿面胶合,原因（高温熔焊）：（1）高速重载散热不好油温升高黏度下降润滑油膜破坏。（2）低速重载润滑油膜不易产生。防止措施：低速选高黏度润滑油，高速选硫化润滑油；提高表面硬度，减小表面粗糙度，选择亲和力小的材料。,.,四、轮齿折断,原因：齿根处弯曲应力最大；过渡区应力集中；交变载荷防止措施：模数和齿宽适当，保证轮齿强度；采用合适材料和热处理方法；圆角要大，表面不粗，齿根弯曲应力w,.,五、齿面塑性变形,产生原因：材质软，硬度低，载荷大，摩擦力大。变形方式：主动轮-摩擦力背离节线小坑；从动轮-摩擦力指向节线凸棱。防止措施：提高齿面硬度，采用黏度较高的润滑油。,.,3-9蜗杆传动,一、蜗杆、涡轮及传动1、蜗杆、蜗轮、蜗杆副等有关术语的定义2、圆柱蜗杆的分类3、蜗杆传动二、蜗杆传动的特点三、蜗杆传动的基本参数(图3-19)四、蜗杆传动的正确啮合条件,.,1、蜗杆、涡轮、蜗杆副等有关术语的定义,蜗杆一个齿轮、当它只有一个或几个螺旋齿，并且与蜗轮啮合而组成交错轴齿轮副时称为蜗杆。蜗轮是交错轴齿轮副中的大轮，与蜗杆啮合。蜗杆、蜗轮的分度曲面可以是圆柱面、圆锥面或圆环面。蜗杆副由蜗杆及其配对蜗轮组成的交错轴齿轮副。圆柱蜗杆分度曲面为圆柱面的蜗杆。圆柱蜗杆副由圆柱蜗杆及其配对蜗轮组成的交错轴齿轮副。,.,2、圆柱蜗杆的分类,阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）（图3-35）应用广渐开线蜗杆（ZI蜗杆）法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）锥面包络圆柱蜗杆（ZK蜗杆）圆弧圆柱蜗杆（ZC蜗杆）,.,蜗杆传动的组成：蜗杆（主动件）、蜗轮（从动件）。分为左右旋，单多头。蜗杆头数z1=14。蜗杆传动比I=1/2=n1/n2=z2/z1分度机构单头（z1=1）；传递动力z1=23；传递大功率，为提高传动效率z1=4蜗杆传动方向的确定右旋右手、左旋左手；半握拳，四指指向蜗杆旋转方向，蜗轮旋转方向与大拇指指向相反。如图3-47。,3、蜗杆传动,.,图3-47,.,二、蜗杆传动的特点,1、传动比大动力传动i=1030,一般传动i=860,分度机构i=6001000。2、传动平稳，噪声小逐渐进退，同时啮合的齿数多，故传动平稳，没有冲击，噪声小。3、容易实现自锁当导程角0，有急回特性；而且，K越大，越大，急回特性越显著。,极位夹角,.,三、死点位置,曲柄-连杆共线，主动摇杆无论施多大力，从动曲柄也不转动，且转向不定的位置死点位置。如B1C1、B2C2,应用：图5-5、5-19,.,图5-5、5-19,利用飞轮越过死点,利用死点夹紧工具,.,5-3铰链四杆机构的演化,一、曲柄滑块机构1、原理：图5-202、应用：图5-21、5-22、5-23二、导杆机构导杆机构：至少有一连架杆为导杆的平面四杆机构。可以看成是改变曲柄滑块机构中固定件的位置演化而成。如图5-24。,.,图5-20,曲柄,连杆,滑块,=,当摇杆CD趋向无穷大时，C点：圆周运动直线移动滑块的行程H=2r。若以滑块为主动件，则存在两个死点B1、B2。,.,图5-21,曲轴即曲柄主动件,滑块即重锤,.,图5-22,滑块为主动件，存在两个死点即上死点和下死点。防止措施：飞轮、多缸。,.,图5-23,曲柄做成偏心轮（为主动件）。原因：滑块行程很小，曲柄必须很小。H=2e。,.,图5-24,曲柄滑块机构,分别取杆1为固定件,转动导杆机构或摆动导杆机构。应用：图5-25,导杆,曲柄摇块机构,移动导杆机构。应用：图5-27,.,图5-25,.,图5-27,.,第六章凸轮机构,凸轮具有曲线或曲面轮廓且作为高副元素的构件。凸轮机构含有凸轮的机构。平面凸轮机构所有构件间的相对运动均为平面运动的凸轮机构。空间凸轮机构所有构件间的相对运动包含空间运动的凸轮机构。6-1凸轮机构概述一、凸轮机构的基本组成二、凸轮机构的应用特点三、凸轮机构的基本类型6-2凸轮机构的工作原理一、凸轮机构的工作过程和有关参数二、从动件的常用运动规律,.,一、凸轮机构的基本组成,基本组成：凸轮、从动杆、机架。如图6-4。作用：通过主动件的曲线轮廓（或凹槽）使从动件作相应的运动（摆动或移动）。凸轮机构的特点：结构简单、紧凑；加工复杂；高副不宜传递较大动力。适用：实现特殊要求的运动规律且传力不太大的场合。实例：图6-1、6-2、6-3。,.,图6-1,凸轮连续转动，阀杆往复移动，气阀按预定时间打开或关闭，完成配气要求。弹簧的作用：使气阀组件紧贴凸轮轮廓。,.,图6-2,凸轮转动从动杆往复摆动扇形齿轮转动齿条带动刀架前后移动完成进刀和退刀运动。,.,图6-3,凸轮回转凹槽迫使拨叉往复移动三联滑移齿轮滑动a-d,b-e,c-f分别啮合轴得到三种不同转速。,.,二、凸轮机构的应用特点,1、可用在对从动件运动规律要求严格的场合，也可根据实际需要任意拟定从动件的运动规律。如运动轨迹、位移量、速度、加速度，以及间隙运动的运动时间与间隙时间的比例、停歇次数等。2、可高速启动，动作准确可靠。3、高副机构，难以保持良好润滑，易磨损，寿命低。4、能传递较复杂的运动，但设计、制造和维修较困难。但有了CAD、CAM都将变得方便、容易。,.,三、凸轮机构的基本类型,1、按凸轮的形状分类盘形凸轮柱体凸轮2、按从动杆的形式分类尖顶、滚子、平底、曲面（含曲面）每种类型按从动杆运动形式又分为移动和摆动，见表6-1。,.,盘形凸轮,盘形凸轮仅径向廓线尺寸（半径）变化并绕其轴线旋转的凸轮。特点：结构简单，结构尺寸大。盘形外轮廓凸轮外轮廓推动从动杆。（图6-1、2、4）盘形槽凸轮曲线沟槽推动从动杆。（图6-5）适用：从动件行程或摆动较小的场合。当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时变成移动凸轮（图6-6）。,.,柱体凸轮,柱体凸轮（空间凸轮）分两种：圆柱凸轮轮廓曲线位于圆柱面上，并绕其轴线旋转的凸轮（图6-3）。端面凸轮轮廓曲线位于圆柱端部，并绕其轴线旋转的凸轮（图6-7）。特点：凸轮与从动杆的相对运动是空间运动。凸轮较小时，从动杆就能获得较大的行程。,.,表6-1,表6-1,.,一、凸轮机构的工作过程和有关参数,凸轮基圆（r0）以凸轮轮廓上最小半径所画的圆。推程（升程）从动件自最低位置升到最高位置的过程。推程角（升程角）推动从动件实现推程时的凸轮转角1。远休止角（远停角）从动件在最高位置停止不动所对应的凸轮转角2。回程运动角（回程角）从动件在最高位置降到最低位置（即回程）所对应的凸轮转角3。近休止角（近停角）从动件在最低位置停止不动所对应的凸轮转角4。行程h从动件在推程或回程中移动的距离。,.,图6-8,推程,回程,远休止角,近休止角,行程,.,二、从动件的常用运动规律,1、等速运动规律等速运动规律从动件上升（或下降）的速度为一常数的运动规律s=vt；=t；s=v/；特点：设计简单、加工容易；存在刚性冲击。适用：低速回转、从动件质量小、轻载。改善措施：位移曲线转折处采用圆弧（r=h/2)过渡。（见图610）,2、等加速等减速运动规律,.,图610,.,2、等加速等减速运动规律,等加速等减速运动规律从动件在行程中先作等加速运动，后作等减速运动的运动规律。注：通常，加速段和减速段的时间相等，位移也相等（h/2），加速度的绝对值也相等。当v0=0时，s=at2/2，v=at作图方法：选定比例截取n等分；连接各分点光滑连接得到等加速段的位移曲线；用同样的方法绘出等减速段的位移曲线。特点：无刚性冲击，有柔性冲击。适用：中速、轻载、从动件轻。,.,图6-11,.,图6-12,.,第七章其他常用机构,7-1变速机构一、概述二、滑移齿轮变速机构三、塔齿轮变速机构四、倍增变速机构五、拉键变速机构六、机械无级变速机构7-2步进运动机构一、概述二、棘轮机构三、槽轮机构,.,一、概述,1、变速机构输入轴匀速，输出轴可多种转速的传动装置。2、种类：有级变速机构和无级变速机构。3、有级变速机构(最常用)，分为：滑移齿轮变速机构、塔齿轮变速机构、倍增变速机构、拉键变速机构。4、机械无级变速机构采用摩擦轮传动实现。,.,二、滑移齿轮变速机构,三联齿轮,三联齿轮,二联齿轮,主轴转速：1450rpm,变速范围：301500rpm,共3*3*2=18种转速,.,18种转速,.,三、塔齿轮变速机构,适用场合：转速不高、多种转速。传动比：成等差数列（变更螺距）。,.,四、倍增变速机构,输出轴装有滑移齿轮,空套齿轮,主动轴装有固定齿轮和空套齿轮2组,1234,.,五、拉键变速机构,图示位置，z7、z8啮合，弹簧键嵌入z8键槽中，从动轴与z8同转。z1z3z5z2z4z6空转，与从动轴无关。,.,六、机械无级变速机构,机械无级变速机构依靠摩擦来传递转矩。原理：通过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范围内无级变化。（如图1-3）另有1、锥轮-端面盘式无级变速机构如图7-5；2、分离锥轮式无级变速机构如图7-6；特点：有打滑现象，传动比不精确,.,1、锥轮-端面盘式无级变速机构,转动齿轮5，带动齿条4及支架6移动，即改变了锥轮半径R1与端面盘半径R2，从而获得不同的传动比，实现无级变速。i=n1/n2=R2/R1,.,2、分离锥轮式无级变速机构,转动手轮，两段旋向相反的螺杆7通过螺母9使杠杆3摆动。锥形轮2和4分离或合拢，从而改变传动轮接触处的半径R1和R2达到无级变速的目的。图示位置，轮2合拢R1增大；轮4分离R2减小，从动轴转速增高，传动比i=n1/n2=R2/R1减小。,.,一、概述,步进运动具有周期性停歇的单向运动。步进运动机构单向周期性间歇运动机构。作用：主动件匀速运动从动件周期性间歇运动。主要用于：机床、电影机、包装机、印刷机。种类：棘轮机构、槽轮机构。,.,二、棘轮机构,1、棘轮机构的工作原理棘轮机构含有棘轮和棘爪的步进运动机构图7-7齿式棘轮机构；图7-8摩擦式棘轮机构2、棘轮机构的调节方法改变摇杆摆角大小-图7-9；改变遮板位置-图7-103、棘轮机构的其他应用形式可变向棘轮机构-图7-11；双动式棘轮机构-图7-124、棘轮机构的应用实例牛头刨床的横向进给机构-图5-3自行车后轴的齿式棘轮超越机构-图7-13防逆转棘轮机构-图7-14,.,图7-7齿式棘轮机构,曲柄匀速转动,摇杆往复摆动,棘爪推动棘轮间歇运动,止回棘爪保证棘轮不回转,.,图7-8摩擦式棘轮机构,特点：齿式-棘轮的转角变化以轮齿为单位有级变化，摩擦式-棘轮的转角变化不受轮齿的限制（属无级变化）；利用摩擦力使棘轮作步进运动，不能承受较大的载荷。传动噪声小。,.,改变摇杆摆角大小-图7-9,曲柄长度增大,=,摇杆摆动角度增大,棘轮转角增大,=,.,改变遮板位置-图7-10,把手转动改变缺口位置就改变了棘爪的行程。,缺口,.,可变向棘轮机构-图7-11,棘爪绕轴翻转,棘爪提起后旋转180,摇杆往复摆动,.,双动式棘轮机构-图7-12,支点,支点,摇杆绕支点往复摆动一次，棘爪两次使棘轮转动。,直头,钩头,.,牛头刨床的横向进给机构-图5-3,刨削一次，棘轮连同丝杠转动一次，实现工作台的横向进给。每次进给量的大小(即棘轮转角大小)通过改变遮板位置调节。每完成一次刨削，将棘爪提起并回转180，工作台反向进给，就可以继续下一工步的刨削，不必将工件空返原位，节省了非机动时间。,.,自行车后轴的齿式棘轮超越机构-图7-13,当链条停止转动或反向带动飞轮时，棘爪沿飞轮内侧棘轮的齿背滑过，后轴在自行车惯性作用下与飞轮脱开继续转动，产生“从动”超过“主动”的超越作用。,.,防逆转棘轮机构-图7-14,可防止顺时针转动,.,三、槽轮机构,1、槽轮机构的工作原理组成：带圆销的曲柄（或拨盘）、具有径向槽的槽轮、机架。种类：外啮合（图7-15）、内啮合（图7-16）。2、槽轮机构的特点槽构简单，工作可靠，无刚性冲击，比棘轮平稳。槽轮转角=2/槽数z，z=48。大，不需调整。槽轮角速度大，惯性力大，不宜用于转速高的场合。单圆销曲柄转一周，槽轮步进一次，槽轮静止时间长；双圆销曲柄转一周，槽轮步进两次（图7-17）。内啮合槽轮静止时间长，平稳性好，但只能有一个圆销。3、槽轮机构的应用实例电影机卷片机构；刀架转位机构,.,图7-15,.,图7-16,.,图7-17,.,电影机卷片机构,.,刀架转位机构,.,第八章轴系零件,8-1键、销及其连接一、键连接二、销连接8-2轴一、轴的分类和应用二、轴的结构和轴上零件的固定8-3轴承一、滑动轴承二、滚动轴承8-4联轴器、离合器和制动器一、联轴器；二、离合器；三、制动器,.,一、键连接,键连接通过键将轴与轴上零件结合在一起，实现周向固定，并传递转矩的连接。特点：结构简单、工作可靠、装拆方便、已标准化。种类：1、平键连接2、半圆键连接3、楔键连接4、切向键连接5、花键连接,.,1、平键连接,普通平键连接（图8-1）：优点对中性好，装拆方便；缺点不能轴向定位；适用高速、高精度、变载、冲击的场合；据头部形状分类（图8-2）圆头（A型，轴向不移动,应用最广）、方头（B型）、单圆头（C型，用在轴端）。普通平键工作时，轴和轴上零件没有相对移动。导向平键连接（图8-3）：加长普通平键，轴和轴上零件有相对移动。为了防止键的松动，用螺钉将键固定在轴的键槽内。键的中部设有起键用螺孔。平键连接的配合（基轴制）种类和应用（表8-1）平键连接键和键槽尺寸,.,图8-1,.,图8-2,圆头,方头,半圆头,.,图8-3,起键螺孔,防松螺钉,.,表8-1,.,平键连接键和键槽尺寸,已标准化：轴径选剖面尺寸b*h，键和键槽剖面尺寸及键槽公差查表8-2（参见图8-1）。键宽b的公差只有h9一种。键的非配合尺寸的公差，键高h按h11取值；键长L按h14取值；轴槽长度公差用H14。轮毂槽为通槽，轮毂长度=（1.52）d，d为轴径。键长L轮毂尺寸，并符合标准系列。键工作表面的表面粗糙度RaFr，推力轴承与向心轴承组合，分别承受Ft、Fr。,.,转速和回转精度,1）转速高、回转精度高的轴易用球轴承；滚子轴承一般用于低速轴上。2）轴向载荷较大或纯轴向载荷的高速轴（轴颈圆周速度大于5m/s），宜用角接触球轴承而不选用推力球轴承，因为转速高时滚动体的离心力很大，会使推力轴承工作条件恶化。,.,调心性能,适用场合：支点跨距大或难以保证两轴承孔的同轴度。特点：内外圈轴线相对偏斜不大时，仍能工作。注意：调心轴承应成对使用，若一端使用另一端不用，则不能起调心作用。,.,经济性,普通结构比特殊结构便宜，球轴承比滚子轴承便宜。滚动轴承的公差等级：/P0、/P6、/P6x、/P5、/P4、/P2共6级，精度和价格都依次升高。选用原则：满足使用要求；首选普通结构的球轴承；尽可能选用/P0；装拆方便、市场供应充足。,.,一、联轴器,1、联轴器概述联轴器连接轴与轴、轴与回转件，一起回转并传递转矩和运动。它们在回转过程中，不能分开，只有停止后拆卸分开。联轴器还可用作安全装置，以防过载损坏零件。分类：刚性不能补偿两轴相对位移，如凸缘、套筒；挠性件能补偿两轴相对位移，如无弹性元件弹性、弹性；安全具有过载保护功能，如挠性安全、刚性安全2、几种常用联轴器的结构凸缘联轴器套筒联轴器鼓形齿联轴器滑块联轴器万向联轴器弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器安全联轴器,.,凸缘联轴器,凸缘又称法兰,通过凸肩凹槽配合对中，对中性好；但装拆时，先轴向后径向。,两凸肩与同一剖分环配合实现对中，对中性差；可直接径向装拆。,优点：结构简单，维护方便，传递转矩大；缺点：对中性要求高，不能补偿两轴位移。适用：低速、大转矩、载荷平稳、刚性好的短轴。,.,套筒联轴器,共用套筒,销或键连接,特点：结构简单，径向尺寸小，装拆时一根轴须作轴向移动。适用：轴径较小、对中性高、工作平稳的场合。,.,鼓形齿联轴器,齿顶呈鼓状，啮合有间隙补偿两轴传动中产生的轴向、径向、偏角等位移。,注入润滑油,防止润滑油泄漏,优点：转速高、转矩大、工作可靠、精度要求不高、能补偿综合位移。缺点：质量大、制造难、成本高。适用：重型机械。,.,滑块联轴器,十字滑块的凸肩沿套筒凹槽滑动补偿两轴相对位移。,特点：结构简单、径向尺寸小，耐冲击差、易磨损。高速时，偏心的十字滑块将产生较大离心力，给轴和轴承带来附加载荷。适用：刚性大、转速低、冲击小。,.,万向联轴器,特点：可在较大角位移时传递转矩；主动轴角速度不变，从动轴变角速度。两轴交角越大，从动轴角速度变化也越大。最大交角3545。,万向联轴器成对使用，可防止产生附加动载荷。,.,弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器,这两种联轴器均属于非金属弹性元件弹性联轴器。,弹性套柱销联轴器柱销上装有几个橡胶圈或皮革圈，可补偿两轴的相对位移并缓和冲击、吸收振动。适用：传递小转矩、高转速、启动频繁和经常变向的场合。,弹性柱销联轴器柱销材料常用非金属材料，如尼龙、酚醛、榆木、胡桃木等。轴向补偿较大，径向补偿和角补偿不大。适用：轻载场合。,.,安全联轴器,作用：过载或受冲击时，钢棒被剪断，可避免重要零部件损坏。注意：在钢棒预定剪断处切有环槽或在钢棒外面安装钢套，以免损伤其他零件。,分类：钢棒式、（摩擦片式、永磁式）,.,二、离合器,1、概述2、几种常用的机械离合器牙嵌离合