机械基础全套课件PPT课件

1、 第1页/共487页开篇开篇第2页/共487页一、课程概述1课程性质 机械类专业的一门专业基础课。 2课程内容 包括机械传动、常用机构、轴系零件和液压与气动等方面的基础知识。 3课程任务 学以致用。 第3页/共487页二、机器、机构、机械、构件和零件 第4页/共487页1机器与机构 机器机器人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。 常见机器的类型及应用常见机器的类型及应用 机构机构具有确定相对运动的构件的组合，它是用来传递运动和力的构件系统。 汽油机传动机构汽油机传动机构第5页/共487页机器与机构的区别 第6页/

2、共487页2机器的组成 机器各组成部分的作用机器各组成部分的作用第7页/共487页3零件与构件 零件零件机器及各种设备的基本组成单元。 构件构件机构（由许多具有确定的相对运动的构件组成的）中的运动单元体。 零件与构件零件与构件第8页/共487页机械、机器、机构、构件、零件之间的关系 零件构件机构机器（制造单元）（运动单元）（传递、转变运动形式）（利用机械能做功或实现能量转换）机械第9页/共487页三、运动副的概念及应用特点 火车火车第10页/共487页1运动副 运动副运动副两构件直接接触而又能产生一定形式相对运动的可动连接。 （1）低副低副两构件之间作面接触的运动副。 转动副 移动副 螺旋副低

3、副及其应用低副及其应用第11页/共487页 （2）高副高副两构件之间作点或线接触的运动副。 滚动轮接触 凸轮接触 齿轮接触 高副及其应用高副及其应用第12页/共487页2运动副的应用特点 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低副特点： 单位面积压力较小，较耐用，传力性能好 摩擦损失大，效率低 不能传递较复杂的运动高副特点：第13页/共487页3低副机构与高副机构 低副机构低副机构机构中所有运动副均为低副的机构。 高副机构高副机构机构中至少有一个运动副是高副的机构。第14页/共487页四、机械传动的分类 第15页/共487页本章小结本章小结 1机器、机构的特

4、征及异同点。2构件与零件的概念。3机械、机器、机构、构件、零件之间的关系。4机器的组成。5运动副概念及其分类。6高副、低副的应用特点。7机械传动的分类。第16页/共487页 11 平面连杆机构的特点 12 铰链四杆机构的组成与分类13 铰链四杆机构的基本性质14 铰链四杆机构的演化第17页/共487页连杆机构应用举例连杆机构应用举例第18页/共487页11 平面连杆机构的特点 平面连杆机构平面连杆机构由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的,在同一平面或相互平行平面内运动的机构。 作用：作用： 实现某些较为复杂的平面运动，在生产和生活中广泛用于动力的传递或改变运动形式。 第19页/共48

5、7页 港口起重机吊运货物是利用平面连杆机构中的双摇杆机构实现的第20页/共487页 铲土机为了保证铲斗平行移动，防止泥土流出，采用了平面连杆机构第21页/共487页 四杆机构四杆机构最常用的平面连杆机构，具有四个构件（包括机架）的低副机构。 平面铰链四杆机构平面铰链四杆机构构件间用四个转动副相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构铰链四杆机构。 第22页/共487页 铰链四杆机构：铰链四杆机构：四根杆均用转动副连接。 滑块四杆机构：滑块四杆机构：杆件间的连接，除了转动副以外，构件3与4使用移动副连接。 第23页/共487页12 铰链四杆机构的组成与分类 机架：机架：固定不动的构件4。连杆：连杆：不

6、与机架直接相连的构件2。连架杆：连架杆：与机架相连的构件1、3。 l 曲柄l 摇杆第24页/共487页一、曲柄摇杆机构 二、双曲柄机构 三、双摇杆机构 曲柄曲柄与机架用转动副相连，且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件。 摇杆摇杆与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件。 曲柄机构曲柄机构第25页/共487页一、曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇杆。 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构第26页/共487页曲柄摇杆机构的应用 剪板机剪板机雷达雷达汽车雨刷汽车雨刷缝纫机踏板缝纫机踏板第27页/共487页二、双曲柄机构二、双曲柄机构 双曲柄机构双曲

7、柄机构铰链四杆机构中两连架杆均为曲柄。 类型：类型： l 不等长双曲柄机构l 平行双曲柄机构l 反向双曲柄机构第28页/共487页l 不等长双曲柄机构两曲柄长度不等的双曲柄机构。 不等长双曲柄机构不等长双曲柄机构第29页/共487页l 平行双曲柄机构 连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相同的双曲柄机构。 平行双曲柄机构平行双曲柄机构第30页/共487页l 反向双曲柄机构 连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相反的双曲柄机构。 反向双曲柄机构反向双曲柄机构第31页/共487页双曲柄机构的应用 惯性筛惯性筛天平天平汽车车门启闭汽车车门启闭第32页/共487页三、双摇杆机构

8、三、双摇杆机构 铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆。 机构两极限位置：l B1C1Dl C2B2A双摇杆机构双摇杆机构第33页/共487页13 铰链四杆机构的基本性质 一、曲柄存在条件 二、急回特性 三、死点位置 第34页/共487页一、曲柄存在条件 1最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和。 2连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 第35页/共487页铰链四杆机构三种基本类型的判别方法铰链四杆机构三种基本类型的判别方法 l 曲柄摇杆机构的条件：连架杆之一为最短杆第36页/共487页l 双曲柄机构的条件：机架为最短杆第37页/共487页l 双摇杆机构的条件：连杆为最短杆 当最长杆与最短杆长

9、度之和大于其余两杆长度之和时，无论取哪一杆件为机架，机构均为双摇杆机构。 第38页/共487页二、急回特性 极位夹角极位夹角摇杆在C1D、C2D两极限位置时，曲柄与连杆共线，对应两位置所夹的锐角，用表示。 急回特性急回特性：空回行程时的平均速度大于工作行程时的平均速度。急回特性急回特性第39页/共487页机构的急回特性可用行程速比系数行程速比系数K表示： 1801802112ttvvK极位夹角越大，机构的急回特性越明显。第40页/共487页三、死点位置 摇杆处于左极限位置C1D时,连杆与从动件(曲柄)的共线位置C1A B1。 摇杆处于右极限位置C2D时,连杆与从动件(曲柄)的共线位置C2B2A

10、。死点位置死点位置第41页/共487页死点位置的利用死点位置的利用 工件夹紧后，BCD成一直线，撤去外力F之后，机构在工件反弹力T的作用下，处于死点位置。即使反弹力很大工件也不会松脱，使夹紧牢固可靠。 第42页/共487页第43页/共487页14 铰链四杆机构的演化 一、曲柄滑块机构 二、导杆机构 第44页/共487页一、曲柄滑块机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构是具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构，是由曲柄摇杆机构演化而来的。 曲柄滑块机构的演化曲柄滑块机构的演化偏心轮机构偏心轮机构第45页/共487页双曲滑块机构的应用l 内燃机气缸内燃机气缸内燃机气缸第46页/共487页l 冲压机第47页/

11、共487页l 滚轮送料机第48页/共487页二、导杆机构 导杆导杆是机构中与另一运动构件组成移动副的构件。连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构导杆机构。l 摆动导杆机构l 移动导杆机构l 曲柄摇块机构第49页/共487页l 摆动导杆机构牛头刨床主运动机构 摆动导杆机构摆动导杆机构第50页/共487页l 移动导杆机构手动抽水机构 移动导杆机构移动导杆机构第51页/共487页l 曲柄摇块机构自卸汽车卸料机构 曲柄摇块机构曲柄摇块机构第52页/共487页本章小结本章小结 1铰链四杆机构的基本类型。 2铰链四杆机构的各构件的名称。 3铰链四杆机构基本形式的判定。 4铰链四杆机构的基本

12、特性。 5导杆机构类型与应用。第53页/共487页 11 凸轮机构概述 12 凸轮机构的分类与特点13 凸轮机构工作过程及从动件运动规律第54页/共487页凸轮机构应用举例凸轮机构应用举例第55页/共487页11 凸轮机构概述 内燃机配气机构内燃机配气机构 内燃机配气机构内燃机配气机构第56页/共487页自动车床走刀机构自动车床走刀机构 自动车床走刀机构自动车床走刀机构第57页/共487页靠靠 模模 车车 削削 机机 构构 靠模车削机构靠模车削机构第58页/共487页 凸轮机构凸轮机构依靠凸轮轮廓直接与从动件接触，迫使从动件作有规律的直线往复运动（直动）或摆动。 1凸轮2从动件3机架 凸轮机构

13、示意凸轮机构示意第59页/共487页12 凸轮机构的分类与特点 一、凸轮机构的分类 二、凸轮机构的应用特点 第60页/共487页一、凸轮机构的分类 按形状分按从动件端部形状和运动形式分盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮尖顶从动件滚子从动件平底从动件第61页/共487页尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构l 盘形凸轮平底移动从动杆盘形凸轮机构平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构第62页/共487

14、页移动从动杆移动凸轮机构移动从动杆移动凸轮机构摆动从动杆移动凸轮机构摆动从动杆移动凸轮机构l 移动凸轮第63页/共487页圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构l 圆柱凸轮自动车床走刀机构自动车床走刀机构第64页/共487页二、凸轮机构的应用特点 优点优点：结构简单紧凑，工作可靠，设计适当的凸轮轮廓曲线，可使从动件获得任意预期的运动规律。 缺点缺点：凸轮与从动件（杆或滚子）之间以点或线接触，不便于润滑，易磨损。 应用应用：多用于传力不大的场合，如自动机械、仪表、控制机构和调节机构中。 第65页/共487页13 凸轮机构工作过程及从动件运动规律 一、凸轮机构工作过程 二、从动件常用的运动规律 第66页/共48

15、7页一、凸轮机构工作过程 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动 凸轮回转时，从动件作“升停降停”的运动循环。 凸轮机构工作过程凸轮机构工作过程第67页/共487页二、从动件常用运动规律 位移线图 第68页/共487页1等速运动规律 从动件上升（或下降）的速度为一常数。 等速运动规律等速运动规律2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。 等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律第69页/共487页等加速等减速运动规律位移曲线画法 第70页/共487页本章小结本章小结 1凸轮机构的类型及其应用特点。 2凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点。

16、第71页/共487页 11 变速机构 12 换向机构13 间歇机构第72页/共487页第73页/共487页一、有级变速机构 二、无级变速机构 11 变速机构 变速机构变速机构在输入转速不变的条件下，使输出轴获得不同转速的传动装置。 第74页/共487页一、有级变速机构 有级变速机构有级变速机构在输入转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数。l 滑移齿轮变速机构l 塔齿轮变速机构l 倍增速变速机构l 拉键变速机构第75页/共487页l 滑移齿轮变速机构第76页/共487页l 塔齿轮变速机构1主动轴 2导向键3中间齿轮支架4中间齿轮 5拨叉6滑移齿轮 7塔齿轮8从动轴 9、10离合器11丝杠

17、12光杠齿轮13光杠 第77页/共487页l 倍增速变速机构第78页/共487页l 拉键变速机构1弹簧键2从动套筒轴3主动轴4手柄轴 第79页/共487页二、无级变速机构 无级变速机构无级变速机构依靠摩擦来传递转矩，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的范围内无级变化。l 滚子平盘式无级变速机构l 锥轮端面盘式无级变速机构l 分离锥轮式无级变速机构 第80页/共487页l 滚子平盘式无级变速机构1滚子2平盘 第81页/共487页l 锥轮端面盘式无级变速机构1锥轮2端面盘3弹簧4齿条5齿轮6支架7链条8电动机 第82页/共487页l 分离锥轮式无级变速机构 1电动机2、4锥轮

18、3杠杆5从动轴6支架7螺杆8主动轴9螺母10传动带 第83页/共487页12 换向机构 换向机构换向机构在输入轴转向不变的条件下，可改变输出轴转向的机构。 l 三三星轮换向机构l 离合器锥齿轮换向机构 第84页/共487页l 三三星轮换向机构1主动齿轮 2、3惰轮 4从动齿轮第85页/共487页l 离合器锥齿轮换向机构 1主动锥齿轮 2、4从动锥齿轮 3离合器 第86页/共487页13 间歇机构 间歇机构间歇机构能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的周期性运动或停歇。 一、棘轮机构 二、槽轮机构 三、不完全齿轮机构 第87页/共487页一、棘轮机构棘轮机构分为齿式棘轮机构齿式棘轮机构和摩擦

19、式棘轮机构摩擦式棘轮机构。 1齿式棘轮机构工作原理 1摇杆 2棘爪3弹簧 4棘轮5弹簧 6止回棘爪7曲柄 齿式棘轮机构齿式棘轮机构第88页/共487页2齿式棘轮机构的常见类型及特点 l 外啮合式l 内啮合式 外啮合式棘轮机构外啮合式棘轮机构内啮合式内啮合式第89页/共487页3齿式棘轮机构转角的调节 棘轮的转角大小与棘爪每往复一次推过的齿数k有关： 360kzk棘爪每往复一次推动的齿数z棘轮的齿数 第90页/共487页（1）改变棘爪的运动范围 第91页/共487页（2）利用覆盖罩 第92页/共487页4摩擦式棘轮机构简介 1偏心楔块（棘爪）2棘轮 3止回棘爪 靠偏心楔块（棘爪）和棘轮间的楔紧所

20、产生的摩擦力来传递运动。 特点：转角大小的变化不受轮齿的限制，在一定范围内可任意调节转角，传动噪声小，但在传递较大载荷时易产生滑动。 第93页/共487页二、槽轮机构 1槽轮机构的组成和工作原理 1拨盘 2圆销 3槽轮 槽轮机构槽轮机构第94页/共487页2槽轮机构类型和特点 l 单圆销外槽轮机构l 双圆销外槽轮机构l 内啮合槽轮机构 特点：特点：结构简单，转位方便，工作可靠，传动的平稳性好，能准确控制槽轮的转角。但转角的大小受到槽数z的限制，不能调节，且在槽轮转动的始末位置处存在冲击，随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不适用于高速。 槽轮机构的类型和特点槽轮机构的类型和特点第95页/共

21、487页三、不完全齿轮机构 主动齿轮作连续转动，从动齿轮作间歇运动的齿轮传动机构。 特点：结构简单，工作可靠，传递力大，但工艺复杂，从动轮在运动的开始与终止位置有较大冲击，一般用于低速、轻载的场合。 不完全齿轮机构不完全齿轮机构第96页/共487页本章小结本章小结 1机械式变速机构的有级变速机构、无级变速机构的类型和工作原理。 2机械式换向机构的常用类型和工作原理。 3棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的常见类型和工作原理。 第97页/共487页 21 带传动的组成、原理和类型 22 V带传动 23 同步带传动简介第98页/共487页带传动应用举例带传动应用举例第99页/共487页一、带传动的

22、组成与原理二、带传动的类型21 带传动的组成、原理和类型 第100页/共487页一、带传动的组成与原理摩擦型带传动 啮合型带传动 1带轮（主动轮） 2带轮（从动轮） 3挠性带 第101页/共487页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。 第102页/共487页3带传动的传动比i 机构的传动比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： 1122nin第103页/共487页二、带传动的类型 带传动摩擦型带传动啮合型带传动：同步带传动圆带传动平带传动V带传

23、动普通V带传动窄V带传动多楔带传动第104页/共487页一、V带及带轮二、V带传动的主要参数三、普通V带的标记与应用特点四、V带传动的安装维护及张紧装置22 V带传动 第105页/共487页一、V带及带轮 V带传动带传动由一条或数条V带和V带带轮组成的摩擦传动。 V带V带带轮第106页/共487页二、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bp 高度h 相对高度h/bp第107页/共487页2V带带轮的基准直径dd V带带轮的基准直径带带轮的基准直径dd带轮上与所配用V带的节宽bp相对应处的直径。 第108页/共487页3V带传动的传动比i d1d22112ddnni d

24、d1主动轮基准直径，mm dd2从动轮基准直径，mm n1主动轮的转速，r/min n2从动轮的转速，r/min第109页/共487页4小带轮的包角1 包角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。 d2d11()18057.3dda第110页/共487页5中心距a 中心距中心距两带轮中心连线的长度。第111页/共487页6带速v 带速太低，传动尺寸大而不经济带速太高，离心力又会使带与带轮间的压紧程度减少，传动能力降低7V带的根数Z 根数多，传递功率大根数过多，受力会不均匀第112页/共487页三、普通V带的标记与应用特点 1普通V带的标记 中性层中性层

25、V带绕带轮弯曲时，其长度和宽度均保持不变的层面。 基准长度基准长度Ld在规定的张紧力下，沿V带中性层量得的周长，又称为公称长度公称长度。 第113页/共487页标记示例：第114页/共487页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，传动效率低第115页/共487页四、V带传动的安装维护及张紧装置 1V带传动的安装与维护 2V带传动的张紧装置 V带传动的安装与维护带传动的安装与维护V带传动的

26、张紧装置带传动的张紧装置第116页/共487页一、同步带传动的特点 二、同步带传动的应用 23 同步带传动简介 第117页/共487页一、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第118页/共487页二、同步带传动的应用 第119页/共487页本章小结本章小结 1带传动的组成。2带传动的工作原理。3普通V带的结构。4普通V带传动的主要参数。5普通V带传动的标记及应用特点。6带传动的安装维护及常用张紧装置。7窄V带和同步带传动的一般概念。第120页/共487页 21 链传动陈述 22 链传动的类型第121页/共487页链传动应用举例链传动应用举例第122页/共487页一、

27、链传动及其传动比 二、链传动的应用特点21 链传动概述 第123页/共487页一、链传动及其传动比 1链传动的组成1主动链轮2链条3从动链轮第124页/共487页2链传动的传动比121221nzinz n1、n2 主、从动轮的转速，r/min z1、z2 主、从动轮齿数 第125页/共487页二、链传动的应用特点 l i6，低速传动时i可达10l a6 m，最大中心距可达15 ml 传动功率P100 kWl v15 m/s，高速时可达2040m/s第126页/共487页22 链传动类型传动链输送链起重链滚动链齿形链一、滚子链（套筒滚子链） 二、齿形链简介第127页/共487页一、滚子链（套筒滚

28、子链）1滚子链的结构 l 内链板l 外链板l 销轴l 套筒l 滚子 第128页/共487页1内链板2外链板3销轴4套筒5滚子 第129页/共487页2滚子链主要参数 （1）节距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。 第130页/共487页 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。双排滚子链 三排滚子链 第131页/共487页 （2）节数节数滚子链的长度用节数来表示。链节数应尽量选取偶数。 l 开口销l 弹簧夹l 过渡链节 第132页/共487页3滚

29、子链的标记 链号排数整链链节数 标准编号 08A 1 88 GB/T 12431997标准编号链节数为88节单排链号为08A（节距为12.70 mm）第133页/共487页二、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。 外链板 内链板 第134页/共487页CL08 22.5 W 60 GB/T 108551997链号为CL08（节距为12.70 mm）链宽导向形式链节数为60节标准编号齿形链标记示例第135页/共487页本章小结本章小结 1链传动的组成：主动链轮、从动链轮和链条。 2链传动的应用特点。 3链传动的传动比计算。 4套筒滚子链的结构、标记及接头形式。 5齿形

30、链的应用。 第136页/共487页 31 齿轮传动的类型及应用 32 渐开线齿廓33 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基 本参数和几何尺寸计算34 其他齿轮传动简介35 渐开线齿轮失效形式第137页/共487页齿轮传动应用举例齿轮传动应用举例第138页/共487页一、齿轮传动的常用类型 二、齿轮传动的应用31 齿轮传动的类型及应用 齿轮传动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。 第139页/共487页一、齿轮传动常用类型 两轴平行两轴不平行按轮齿方向按啮合情况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 相交轴齿轮传动交错轴齿轮传

31、动锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 齿轮传动常用类型齿轮传动常用类型第140页/共487页二、齿轮传动的应用 1传动比 121221nzinzn1、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，也等于两齿轮齿数之反比。 第141页/共487页2应用特点 l能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确可靠l传递的功率和圆周速度范围较宽l结构紧凑、可实现较大的传动比l传动效率高，使用寿命长l维护简便（1）优点 第142页/共487页l运转过程中有振动、冲击和噪声l齿轮安装要求较高l不能实现无极变速l不适宜用在中心距较大

32、的场合（2）缺点 第143页/共487页一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 二、渐开线的形成及性质三、渐开线齿轮啮合特性32 渐开线齿廓 第144页/共487页一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求l 传动平稳 l 承载能力强第145页/共487页二、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称为渐开线渐开线，该圆称为渐渐开线的基圆开线的基圆，其半径以rb表示，直线称为渐开线的渐开线的发生线发生线。 第146页/共487页 渐开线齿轮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。第147页/共487页渐开线齿廓的性质：渐开线齿廓的性质： l发生线在

33、基圆上滚过的线段长等于基圆上被滚过的弧长l渐开线上任意一点的法线必切于基圆l渐开线的形状取决于基圆的大小l渐开线上各点的曲率半径不相等l渐开线上各点的齿形角（压力角）不等l渐开线的起始点在基圆上，基圆内无渐开线第148页/共487页三、渐开线齿廓啮合特性 l 能保持瞬时传动比的恒定 l 具有传动的可分离性 第149页/共487页一、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 三、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 四、直齿圆柱内齿轮简介 33 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 第150页/共487页一、

34、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称齿轮上各部分名称齿轮上各部分名称第151页/共487页二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数l 标准齿轮的齿形角 l 齿数 z l 模数 m l 齿顶高系数 ha* l 顶隙系数 c* 第152页/共487页1标准齿轮的齿形角 第153页/共487页 齿形角齿形角在端平面上，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，用表示。K点的齿形角为K。 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=0。 分度圆压力角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

35、用表示。 第154页/共487页2齿数z 一个齿轮的轮齿总数。 3模数m 齿距p除以圆周率所得的商，即m p /。 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155页/共487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，称为顶隙顶隙，用c表示。 对于标准齿轮，规定cc*m。c*称为顶隙系数顶隙系数。我国标准规定：正常齿c*0.25。第1

36、56页/共487页三、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 名称名称代号代号计算公式计算公式齿形角标准齿轮为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厚ss=p/2=m/2齿槽宽 e e=p/2=m/2齿距 pp=m基圆齿距 pbpb=pcos=mcos齿顶高 haha=ha*m=m第157页/共487页名称名称代号代号计算公式计算公式齿根高 hfhf=(ha*+c*)m=1.25m齿高 hh=ha+hf=2.25m分度圆直径 dd=mz齿顶圆直径 dada=d+2ha=m(z+2)齿根圆直径 df df=d-hf=m(z-2.5)基圆直径 dbdb=dcos标准中心距 aa=

37、(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2第158页/共487页四、直齿圆柱内齿轮简介 直齿圆柱内齿轮 直齿圆柱内齿轮传动 第159页/共487页l内齿轮的齿顶圆小于分度圆，齿根圆大于分度圆l内齿轮的齿廓是内凹的，其齿厚和齿槽宽分别对应于外齿轮的齿槽和齿厚l为了使内齿轮齿顶的齿廓全部为渐开线，其齿顶圆必须大于基圆 第160页/共487页*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 pb1=pb2 l 模数相等 l 分度圆上的齿形角相等 第161页/共487页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。 第162页/共487页一、斜齿圆柱齿轮

38、传动 二、直齿圆锥齿轮传动 三、齿轮齿条传动 34 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介 第163页/共487页一、斜齿圆柱齿轮传动1斜齿圆柱齿轮的形成 直齿轮齿廓的形成第164页/共487页 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，称为渐开线螺旋面渐开线螺旋面。 b称为基圆柱上的螺旋角基圆柱上的螺旋角。 第165页/共487页2斜齿轮传动的啮合性能 l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l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l传动平稳、冲击、振动和噪音较小 l适用于高速重载的场合 第166页/共487页

39、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。 ：斜齿圆柱齿轮螺旋角第167页/共487页 判别方法判别方法：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。 第168页/共487页4斜齿圆柱齿轮正确啮合条件 l法面模数（法向齿距除以圆周率所得的商）相等，即m n1= m n2 = ml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n1=n2 =l螺旋角相等、旋向相反，即1= -2第169页/共487页二、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：应满足的条件： l 大端端面模

40、数相等 l 大端齿形角相等 第170页/共487页三、齿轮齿条传动 斜齿条 直齿条 第171页/共487页1齿条 齿轮的齿数增加到无穷多时，其圆心位于无穷远处，齿轮上的基圆、分度圆、齿顶圆等各圆成为基线、分度线、齿顶线等互相平行的直线，渐开线齿廓也变成直线齿廓，齿轮即演化成为齿条。 第172页/共487页齿条的主要特点：齿条的主要特点： l齿廓上各点的法线相互平行。传动时，齿条作直线运动，且速度大小和方向均一致。l齿条齿廓上各点的齿形角均相等，且等于齿廓直线的倾斜角，标准值为20l不论在分度线上、齿顶线上，还是在与分度线平行的其他直线上，齿距均相等，模数为同一标准值。 第173页/共487页2

41、齿轮齿条传动 v= n1d1=n1mz1 L=d1=mz1 v 齿条的移动速度，mm/minn1齿轮的转速，r/mind1齿轮分度圆直径，mmm齿轮的模数，mmz1齿轮的齿数 L齿轮每回转一周齿条的移动距离 第174页/共487页一、齿面点蚀 二、齿面磨损 三、齿面胶合 四、齿面塑变五、轮齿折断 35 渐开线齿轮失效形式渐开线齿轮失效形式 失效失效齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，齿轮失去了正常的工作能力。 第175页/共487页一、齿面点蚀点蚀多发生在靠近节线的齿根面上。 第176页/共487页二、齿面磨损 齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。 第177页/共487页三、齿面

42、胶合 高速和低速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合。 第178页/共487页四、塑性变形 当齿轮的齿面较软，在重载情况下，可能使表层金属沿着相对滑动方向发生局部的塑性流动，出现塑性变形。 第179页/共487页五、轮齿折断 轮齿折断是开式传动和硬齿面闭式传动的主要失效形式之一。 第180页/共487页本章小结本章小结 1齿轮传动的类型及特点。 2渐开线性质及渐开线齿轮啮合特性。 3渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称、基本参数、几何尺寸计算及正确啮合条件。 4斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮齿形特点及正确啮合条件。 5齿轮齿条传动的特点。 6齿轮的失效形式、失效原因和预防措施。 第181页/共487页 4

43、1 轮系分类及其应用特点 42 定轴轮系传动比计算43 定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算第182页/共487页轮系应用举例轮系应用举例第183页/共487页一、轮系的分类 二、轮系的应用特点41 轮系分类及其应用特点 轮系轮系由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统。 第184页/共487页一、轮系的分类1定轴轮系2周转轮系3混合轮系 第185页/共487页1定轴轮系 当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线位置相对于机架固定不变，也称普通轮系。定轴轮系定轴轮系第186页/共487页2周转轮系 轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于机架的位置是不固定的，而是绕另一个齿轮的几何轴线转动。周转轮系周转轮系

44、第187页/共487页3混合轮系 在轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。第188页/共487页二、轮系的应用特点 1可获得很大的传动比 2可作较远距离的传动 3可以方便地实现变速和变向要求 4可以实现运动的合成与分解 第189页/共487页1可获得很大的传动比 一对齿轮传动的传动比不能过大（一般i12 =35，imax8），而采用轮系传动可以获得很大的传动比，以满足低速工作的要求。 第190页/共487页2可作较远距离的传动 两轴中心距较大时，如用一对齿轮传动，则两齿轮的结构尺寸必然很大，导致传动机构庞大。 第191页/共487页3可以方便地实现变速和变向要求 滑移齿轮变速机构 第192页/共4

45、87页利用中间轮变向机构 第193页/共487页4可以实现运动的合成与分解 采用行星轮系，可以将两个独立的运动合成为一个运动，或将一个运动分解为两个独立的运动。 第194页/共487页一、定轴轮系中各轮转向的判断 二、传动比 三、惰轮的应用 42 定轴轮系传动比计算 第195页/共487页一、定轴轮系中各轮转向的判断 当首轮（或末轮）的转向为已知时，其末轮（或首轮）的转向也就确定了，表示方法可以用标注箭头的方法来确定。 第196页/共487页圆柱齿轮啮合外啮合圆柱齿轮啮合外啮合 转向用画箭头的方法表示，主、从动轮转向相反时，两箭头指向相反。 第197页/共487页圆柱齿轮啮合内啮合圆柱齿轮啮合

46、内啮合 主、从动轮转向相同时，两箭头指向相同。 第198页/共487页锥齿轮啮合传动锥齿轮啮合传动 两箭头指向相背或相向啮合点。 第199页/共487页锥齿轮啮合传动锥齿轮啮合传动 两箭头指向按第五章讲过的规定标注。 第200页/共487页 对于轮系中各齿轮轴线相互平行轴线相互平行时，其任意级从动轮的转向可以通过在图上依次画箭头来确定，也可以数外外啮合齿轮的对数来确定，若齿轮的啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向相同；若为奇数，则转向相反。 第201页/共487页 轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，只能用画直箭头画直箭头的方法表示。 第202页/共487页二、传动比二、传动比 1传动路线

47、第203页/共487页 【例1】分析如图所示轮系传动路线。 解题过程解题过程第204页/共487页2传动比计算 轮系的传动比轮系的传动比等于首轮与末轮的转速之比，也等于轮系中所有从动齿轮齿数的连乘积与所有主动齿轮齿数的连乘积之比。 齿数的连乘积各级齿轮副中主动齿轮齿数的连乘积各级齿轮副中从动齿轮总mkii) 1(1第205页/共487页 【例【例2】如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19和判定n9转向。 解题过程解题过程第206页/共487页 【例3】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

48、i17；若齿轮1转向已知，试判定齿轮7的转向。 解题过程解题过程第207页/共487页三、惰轮的应用三、惰轮的应用 在轮系中既是从动轮又是主动轮，对总传动比毫无影响，但却起到了改变齿轮副中从动轮回转方向的作用，像这样的齿轮称为惰轮惰轮。 惰轮常用于传动距离稍远和需要改变转向的场合。第208页/共487页一、任意从动齿轮转速计算 二、轮系末端是螺旋传动的计算 三、轮系末端是齿条传动的计算 43 定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算 第209页/共487页一、任意从动齿轮转速计算153164211kkkkzzzzzzzznni（不考虑齿轮旋转方向）kkkkzzzzzzzzninn6421531111第

49、210页/共487页 【例4】已知：z1=26，z2=51，z3 =42， z4=29，z5 =49，z6=36，z7=56，z8=43，z9=30，z10=90， 轴的转速nI = 200 r/min。试求当轴上的三联齿轮分别与轴上的三个齿轮啮合时，轴的三种转速。 解题过程解题过程第211页/共487页二、轮系末端是螺旋传动的计算二、轮系末端是螺旋传动的计算 h64215311hPzzzzzzzznPnvkkkh6421531PzzzzzzzzLkk v螺母的移动速度，mm/min L输入轴I每回转一周，螺母（砂轮架）的移动距离，mm 第212页/共487页 【例5】z1=28，z2=56，

50、z3=38，z4=57，丝杆为Tr503。当手轮回转速度n1=50 r/min，回转方向如图所示，试计算砂轮架移动速度，并判断砂轮架移动方向。 解题过程解题过程第213页/共487页三、轮系末端是齿条传动的计算三、轮系末端是齿条传动的计算 mzzzzzzzzznmznvkkk64215311mzzzzzzzzzLkk6421531 v 齿轮沿齿条的移动速度，mm/min L输入轴I每回转一周，齿轮沿齿条的移动距离，mm第214页/共487页本章小结本章小结 1轮系概念及分类。 2轮系的应用特点。 3定轴轮系中各轮转向的判断。 4定轴轮系的传动比计算。 5定轴轮系中任意从动轮转速的计算。 6定轴

51、轮系中末端是螺旋传动的计算。 7定轴轮系中末端是齿条传动的计算。 第215页/共487页 51 蜗杆传动概述 52 蜗杆传动的主要参数和啮合条件53 蜗杆传动的应用特点第216页/共487页蜗杆传动应用举例蜗杆传动应用举例第217页/共487页一、蜗杆传动的组成 二、蜗杆的分类三、蜗轮回转方向的判定51 蜗杆传动概述 第218页/共487页一、蜗杆传动的组成 蜗杆传动由蜗杆蜗杆和蜗轮蜗轮组成，通常由蜗杆（主动件）带动蜗轮（从动件）转动，并传递运动和动力。 蜗杆蜗轮第219页/共487页1蜗杆结构 蜗杆通常与轴合为一体。 第220页/共487页2蜗轮结构 蜗轮常采用组合结构。 第221页/共48

52、7页二、蜗杆的分类 按蜗杆形状按蜗杆螺旋线方向按蜗杆头数圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动左旋蜗杆右旋蜗杆单头蜗杆多头蜗杆第222页/共487页三、蜗轮回转方向的判定 1判断蜗杆或蜗轮的旋向 右手法则右手法则： 手心对着自己，四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之则为左旋。 第223页/共487页2判断蜗轮的回转方向 左、右手法则左、右手法则： 左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，用四指弯曲表示蜗杆的回转方向，拇指伸直代表蜗杆轴线，则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。 第224页/共487页一、蜗杆传动的主要参数 二、蜗杆传动的正确啮

53、合条件 52 蜗杆传动的主要参数和啮合条件 在蜗杆传动中，其几何参数及尺寸计算均以中间平面为准。通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面中间平面。 第225页/共487页一、蜗杆传动的主要参数1模数m、齿形角 2蜗杆分度圆导程角 3蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 4蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 第226页/共487页1模数m、齿形角 蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等，且为标准值。 蜗杆的轴面齿形角x1和蜗轮的端面齿形角t2相等，且为标准值。 x1t220 mx1mt2m第227页/共487页2蜗杆分度圆导程角 指蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间的锐角。 tan = p

54、x z1/d1 = z1m / d1 第228页/共487页3蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 切制蜗轮的滚刀，其分度圆直径、模数和其他参数必须与该蜗轮相配的蜗杆一致，齿形角与相配的蜗杆相同。 为了使刀具标准化，限制滚刀的数目，对一定模数m的蜗杆的分度圆直径d1作了规定，即规定了蜗杆直径系数蜗杆直径系数q，且q = d1/m。 第229页/共487页4蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 蜗杆头数z1：根据蜗杆传动传动比和传动效率来选定，一般推荐选用z1 = 1、2、4、6。 蜗轮齿数z2：根据z1和传动比i来确定。一般推荐z2 = 2980。 第230页/共487页二、蜗杆传动的正确啮合条件 1在中

55、间平面内，蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等。即： mx1mt2 2在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角x1和蜗轮的端面齿形角t2相等。即：x1t2 3蜗杆分度圆导程角1和蜗轮分度圆柱面螺旋角2相等，且旋向一致。即：12 第231页/共487页一、蜗杆传动的润滑 二、蜗杆传动的散热53 蜗杆传动的应用特点 结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击振动小以及能得到很大的单级传动比。 第232页/共487页一、蜗杆传动的润滑 目的目的：减摩与散热，以提高蜗杆传动的效率，防止胶合及减少磨损。 润滑方式：润滑方式：油池润滑、喷油润滑。 第233页/共487页二、蜗杆传动的散热风扇冷却 蛇形水管冷却 压力

56、喷油冷却 第234页/共487页本章小结本章小结 1蜗杆传动的组成：蜗杆（主动件）、蜗轮（从动件）。 2蜗杆传动的类型和应用特点。 3蜗轮回转方向的判定方法。 4蜗轮蜗杆传动的主要参数：模数m、齿形角、蜗杆直径系数q、蜗杆导程角、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2及蜗轮螺旋角2。 5蜗杆传动的正确啮合条件。 6蜗杆传动润滑及散热方式。 第235页/共487页 61 螺纹的种类和应用 62 普通螺纹的主要参数63 螺纹的代号标注64 螺旋传动的应用形式第236页/共487页第237页/共487页螺旋传动应用举例螺旋传动应用举例第238页/共487页一、按螺纹牙型分类及其应用 二、按螺旋线方向分类及其应用

57、 三、按螺纹线的线数分类及其应用 四、按螺旋线形成的表面分类61 螺纹的种类和应用 第239页/共487页一、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第240页/共487页二、按螺旋线方向分类及其应用右旋螺纹 左旋螺纹 第241页/共487页三、按螺纹线的线数分类及其应用单线螺纹 多线螺纹多线螺纹 第242页/共487页四、按螺旋线形成的表面分类内螺纹 外螺纹 第243页/共487页62 普通螺纹的主要参数 普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数第244页/共487页 螺距螺距P相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。 导程导程Ph同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向

58、距离。 PhZP第245页/共487页63 螺纹的代号标注 普通螺纹的代号标注普通螺纹的代号标注 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246页/共487页梯形螺纹的代号标注梯形螺纹的代号标注 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

59、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。 第247页/共487页管螺纹的代号标注管螺纹的代号标注 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

60、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。 第248页/共487页64 螺旋传动的应用形式 一、普通螺旋传动 二、差动螺旋传动 三、滚珠螺旋传动简介 第249页/共487页一、普通螺旋传动 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。 第250页/共487页1普通螺旋传动的应用形式 l 螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动第251页/共487页l 螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动 第252页/共487页l 螺杆回转，螺母作直线运动 第253页/共487页l 螺母回转，螺杆作直线运动