机械设计基础教案--模具

1、三峡大学成人教育宜昌市机电工程学校函授站课时计划（首页）专业及班级 B1422310(机电一体化) 课次 1教学课题平面连杆机构学时2目的要求1、了解平面四杆机构的特点。2、掌握铰链四杆机构的组成与分类。3、理解曲柄存在的条件。4、掌握铰链四杆机构的工作特性。重点难点铰链四杆机构的组成与分类。曲柄存在的条件；曲柄摇杆机构的构成条件；双曲柄机构的构成条件；双摇杆机构的构成条件。教学内容及教学方法的运用一、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.    

2、;  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。由滑块与导槽组成的运动副。（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。二、四杆机构的组成铰链四杆机构是由转动副联结起来封闭系统。其中被固定的杆4被称为机架；不直接与机架相连的杆2称之为连杆；与机架相连的杆1和 杆3称之为连架。构件间以四个转动

3、副相连的平面四杆机构，称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构，是四杆机构的基本形式，也是其它多杆机构的基础。三、链四杆机构的类型 铰链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式不同，可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。1）曲柄摇杆机构若铰链四杆机构中的两个连架杆，一个是曲柄而另一个是摇杆，则该机构称为曲柄摇杆机构。用来调整雷达天线俯仰角度的曲柄摇杆机构。汽车前窗的刮雨器。当主动曲柄AB回转时，从动摇杆作往复摆动，利用摇杆的延长部分实现刮雨动作。2 ) 双曲柄机构如果铰链四杆机构中的两个连架杆都能作360°整周回转，则这种机构称为双曲柄机构。在双曲柄机构中，若两个曲柄的长

4、度相等，机架与连架杆的长度相等（，这种双曲柄机构称为平行双曲柄机构。蒸汽机车轮联动机构，是平行双曲柄机构的应用实例。平行双曲柄机构在双曲柄和机架共线时，可能由于某些偶然因素的影响而使两个曲柄反向回转。机车车轮联动机构采用三个曲柄的目的就是为了防止其反转。3) 双摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆都在小于360°的角度内作摆动，这种机构称为双摇杆机构。四、曲柄存在的条件由上述以知，在铰链四杆机构中，能作整周回转的连架杆称为曲柄。而曲柄是否存在。则取决于机构中各杆的长度关系，即要使连架杆能作整周转动而成为曲柄，各杆长度必须满足一定的条件，这就是所谓的曲柄存在的条件。可将铰链四杆机构曲柄存在

5、的条件概括为：1 连架杆与机架中必有一个是最短杆；2 最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。上述两条件必须同时满足，否则机构中无曲柄存在。根据曲柄条件，还可作如下推论：（1）若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和，则可能有以下几种情况：a以最短杆的相邻杆作机架时，为曲柄摇杆机构；b以最短杆为机架时，为双曲柄机构；c以最短杆的相对杆为机架时，为双摇杆机构。(2)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则不论以哪一杆为机架，均为双摇杆机构。五、急回特性和行程速比系数曲柄摇杯机构中，当曲柄A B沿顺时针方向以等角速度转过1时，摇杆CD自左

6、极限位置C1D摆至右极位置C2D，设所需时间为 t1，C点的明朗瞪为 V1；而当曲柄AB再继续转过2时，摇杆CD自C2D摆回至C1D，设所需的时间为 t2，C点的平均速度为 V2。由于12，所以 t1t2 ,V2Vl。由此说明：曲柄AB虽作等速转动，而摇杆CD空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回特性。摇杆CD的两个极限位置间的夹角称为摇秆的最大摆角，主动曲柄在摇杆处于两个极限位置时所夹的锐角称为极位夹角。 在某些机械中(如牛头刨床、插床或惯性筛等)，常利用机械的急回特性来缩短空回行程的时间，以提高生产率。行程速比系数K：从动件空回行程平均速度V2与从动件工作行程平

7、均速度V1的比值。K值的大小反映了机构的急回特性，K值愈大，回程速度愈快。KV2V1 (C2C1t2) (C1C2t1)（180°十） (180°一)由上式可知，K与有关，当0时，K1，说明该机构无急回特性；当0时，Kl，则机构具有急回特性。六、死点 以摇杆作为主动件的曲柄摇杆机构。在从动曲柄与连杆共线的两个位置时，出现了机构的传动角0，压力角90°的情况。此时连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心不能推动曲柄转动，机构的这种位置称为死点。机构在死点位置时由于偶然外力的影响，也可能使曲柄转向不定。死点对于转动机构是不利的，常利用惯性来通过死点，也可采用机构错排的

8、方法避开死点。 但死点也有可利用的一面，当工件被夹紧后，BCD成一直线，机构处于死点位置，即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱。六、范例讲解 例1：铰链四杆机构中的四杆长度尺寸为：AB=130mm，BC=150mm，CD=175mm，AD=200mm。若取AD杆为机架，试判断此机构属于哪一种类型？（板书解答过程）解：AB为最短杆、AD为最长杆，它们的长度之和为AB+AD=130+200=330（mm），其余两杆长度之和BC+CD=150+175=225（mm）。最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，无论以哪杆为机架，都构成双摇杆机构。故取AD杆为机架，此机构属于双摇杆机构类型。例2：铰

9、链四杆机构中的四杆长度尺寸为：AB=450mm，BC=400mm，CD=300mm，AD=200mm。试问以哪杆为机架，可以得到曲柄摇杆机构？如以BC为机架，则会得到什么机构？如以CD为机架，则会得到什么机构？（板书解答过程）解：AD为最短杆、AB为最长杆，它们的长度之和为AD+AB=200+450=650（mm），其余两杆长度之和BC+CD=400+300=700（mm）。最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。（1）如以最短杆的相邻杆为机架，构成曲柄摇杆机构。故取AD杆的相邻杆AB或CD为机架，可以得到曲柄摇杆机构。（2）如以最短杆为机架，构成双曲柄机构。故取AD杆为机架，可以得到双曲

10、柄机构。（3）如以最短杆的相对杆为机架，构成双摇杆机构。故取AD杆的相对杆BC为机架，可以得到双摇杆机构。七、对本次课的内容进行总结， 作 业布置习题册上相应内容的习题为课后作业。三峡大学成人教育宜昌市机电工程学校函授站课时计划（首页）专业及班级 B1422310(机电一体化) 课次2教学课题凸轮机构、间歇机构学时2目的要求1、了解凸轮机构组成、分类及应用特点。2、了解常见间歇机构的类型及特点。重点难点了解凸轮机构和间歇机构教学内容及教学方法的运用一、凸轮机构的组成和作用1、组成凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个部分所组成。2、 运动规律凸轮机构可以将主动件凸轮的等速连续转动变换为从动件的往复

11、直线运动或绕某定点的摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律。二、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分(l)盘形凸轮 也叫平板凸轮。这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮l绕固定轴转动时，可使从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动(2)移动凸轮 当盘形凸轮的径向尺寸变得无穷大时，其转轴也将在无穷远处，这时凸轮将作直线移动。通常称这种凸轮为移动凸轮。(3)圆柱凸轮 凸轮为一圆柱体，它可以看成是由移动凸轮卷曲而成的。曲线轮廓可以开在圆柱体的端面也可以在圆柱面上开出曲线凹槽。2、按从动件的形式分(l)尖顶从动件 结构最简单，而且尖顶能与较复杂形状的凸轮轮廓相接触，从而能实现较复杂的运动，但因尖

12、顶极易磨损，故只适用于轻载、低速的凸轮机构和仪表中。(2)滚子从动件在从动件的一端装有一个可自由转动的滚子。由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故磨损较小，改善了工作条件。因此，可用来传递较大的动力，应用也最广泛。(3)平底从动件从动件一端做成平底(即平面)，在凸轮轮廓与从动件底面之间易于形成油膜，故润滑条件较好、磨损小。当不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终与平底垂直，传力性能较好，传动效率较高，所以常用于高速凸轮机构中。但由于从动件为一平底，故不适用于带有内凹轮廓的凸轮机构。三、凸轮机构的应用特点：优点是：只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工

13、作可靠。缺点是：凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨损。因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构。四、凸轮机构的工作过程：（1）基本概念1、基圆：以凸轮轮廓最小半径 rb所作的圆2、推程：从动件经过轮廓AB段，从动件被推到最高位置3、推程角：角0，这个行程称为，2称为4、回程：经过轮廓CD段，从动件由最高位置回到最低位置；5、回程角：角26、远停程角：角1 7、近停程角：角3 （2）凸轮与从动件的关系凸轮的轮廓机构取决于从动件的运动规律，从动件的运动规律取决于工作要求。五、间歇机构是能够将主动件的连续运动转换成从动件的周期性运动或停歇运动的机构。常见的间歇机构有解棘轮机构、槽

14、轮机构、不完全齿轮机构等。（参阅课本上的图示认真、详细讲解，力求学生理解掌握）一、棘轮机构：机械中常用齿式棘轮机构，它由棘轮、棘爪、止回棘爪和机架等组成。当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。1、棘轮机构的工作原理和类型1）棘轮机构的组成及工作原理  由棘爪、棘轮及机架组成。2）棘轮机构的类型  棘轮机构可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。2、棘轮转角大小的调节方式1）改变摇杆摆角的大小2）用覆盖罩调节转角3、棘轮机构的特点及应用1）齿式棘轮机构的特点及应用  该机构结构简单，制造方便，工作可靠，但工作时有冲击，运动平稳性较差。适用于低速、轻载的

15、场合。2）摩擦式棘轮机构的特点及应用  该机构转角大小的变化不受轮齿的限制，在一定的范围内可以任意调节转角，且传动平稳，噪声小。因靠摩擦力传动，在传递较大载荷时易产生滑动，可起到过载保护，又因其传动精度不高，故宜于低速、轻载场合。二、槽轮机构：槽轮机构主要由带圆销的拨盘、槽轮和机架组成。当主动件拨盘转动时，由圆销进入槽轮或脱离槽轮实现从动件的运动或停歇。1、槽轮机构的工作原理和类型  槽轮机构有外槽轮机构和内槽轮机构两种类型。2、槽轮机构的特点及应用  该机构结构简单、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

16、调节；且在槽轮转动的始、末位置存在冲击现象，且随着转速的增加或槽数的减少而加剧，故不适于高速场合。三、不完全齿轮机构:如课本图98所示的外啮合不完全齿轮机构，该机构的主动轮齿数减少，只保留了三个齿，从动轮上制有与主动齿轮相啮合的齿间。当主动轮转动一周，从动轮转过1/6周，从动轮转一周停歇六次。这种主动齿轮作连续运动，从动齿轮作间歇运动的齿轮机构称为不完全齿轮机构。这种机构实际上是由普通的渐开线齿轮机构演化而成的。该结构简单，工作可靠，传递的力大，且从动轮停歇的次数、时间及转角大小的变化范围均较大。但因不完全齿轮机构加工工艺复杂，从动轮在运动始、末位置，均存在较大的冲击，故多用于低速、轻载的场合

17、。四、对本次课所讲的内容进行归纳总结。作 业完成本节的课本上练习及习题册的相应习题三峡大学成人教育宜昌市机电工程学校函授站课时计划（首页）专业及班级 B1422310(机电一体化) 课次 3教学课题齿轮传动学时2目的要求1、齿轮传动的类型及应用。2、渐开线齿廓。3、掌握齿轮各部分的名称及主要参数、几何尺寸计算。4、掌握齿轮传动的正确啮合条件。重点难点1、齿轮传动的类型及应用。2、渐开线齿廓。3、主要参数、几何尺寸的计算；正确啮合条件。教学内容及教学方法的运用一、概念齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。二、结合课本图示，详细讲解齿轮传动的常见类型 直齿圆柱齿轮 平行轴传动 斜齿圆柱齿轮

18、 人字齿轮 按两轴的相对位置和齿向 直齿圆锥齿轮 相交轴传动 曲齿圆锥齿轮 交错轴斜齿轮 交错轴传动 蜗杆机构 直齿圆柱齿轮（外啮合、内啮合、齿轮齿条）三、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？四、渐开线的形成、性质1、 渐开线的形成当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。2、 渐开线的性

19、质（结合课本图示讲解）由渐开线的形成可知：（1） 发生线在基圆上滚过的线段KB，等于基圆上被滚过的圆弧长AB。（2） 渐开线上的任意一点K的法线必与基圆相切。（3） 渐开线上的各点的曲率半径不相等。点离基圆越远，其曲率半径越大，渐开线越平直。反之亦然。（4） 渐开线的形状决定与基圆的大小。基圆相同，渐开线的形状完全相同。基圆半径无穷大时，渐开线将变成直线，齿轮就变成齿条。基圆内无渐开线。五、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，过接触点公法线必须与两轮的连心线交于固定一点。六、渐开线齿廓的啮合特点（结合课本图示讲解）1、传动比恒定 两齿轮的传动比为

20、： i12O2PO1Prb2rb1r2r1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 cosrb1r1rb2r2常数说明渐开线齿廓在啮合时啮合角为定值。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。六、结合课本图示，详细讲解渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称：齿槽：齿轮上相邻两轮齿之间的空间。齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。齿根圆：齿槽底

21、部所在的圆称为齿根圆，其直径用df表示。齿厚：一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚，用s表示。齿槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽，用e表示。分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆，其直径用d表示。齿距：两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为齿距，用p表示。即 pse齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。10齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。11齿宽：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度，用b表示。七、主要参数：齿数Z 一个齿轮的牙齿数目即齿数。模数m因为分度圆周长dZp，则

22、分度圆直径为 dZp由于为一无理数，为了计算和制造上的方便，人为地把p规定为有理数，即齿距P除以圆周率所得的商称为模数，用m表示。即 mp (mm)压力角通常说的压力角指分度圆上的压力角，用表示。 我国规定标准压力角20°。齿廓形状是由模数、参数、压力角三个因素决定的。八、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算（结合课本P47页表72详细讲解，确保学生领会并掌握）。九、直齿圆柱齿轮传动 正确啮合条件直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角分别相等。中心距一对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，由于分度圆上的齿厚与齿槽宽相等，所以两齿轮的分度圆相切，且作纯滚动，此时两分度圆与其相应的节圆

23、重合，则标准中心距为： ar1r2r1r2m (Z1Z2) 23啮合角注意：单个齿轮有固定的分度圆和分度圆压力角，而无节圆和啮合角，只有一对齿轮啮合时，才有节圆和啮合角。此外，为了保证一对直齿圆柱齿轮能连续传动，其重合度必须大于1(>1)。十、对本讲次的内容进行总结归纳。作 业完成本章节相关的课堂练习题。三峡大学成人教育宜昌市机电工程学校函授站课时计划（首页）专业及班级 B1422310(机电一体化) 课次4教学课题其他齿轮传动学时2目的要求了解除直齿圆柱齿轮之外的其他齿轮传动了解并掌握齿轮的各种失效形式。重点难点齿轮齿条传动齿条移动速度和齿条移动距离的计算。齿轮的各种失效形式。教学内容

24、及教学方法的运用一、 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮齿廓形成 渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与渐开线直齿圆柱齿轮相似。就齿轮端面而言，都是发生线绕基圆作纯滚动时，发生线上任一点K在平面上的轨迹。实质上齿廓表面是一渐开线曲面。 所不同的是直齿圆柱齿轮的齿面是发生面上一条平行于基圆柱母线的直线在空间的轨迹面；而斜齿圆柱齿轮的齿面是发生面上一条与基圆柱母线夹角为b的斜直线在空间的轨迹面。由于斜直线绕到基圆柱面上之后是一条螺旋线，由该斜直线在空间的轨迹面所形成的齿廓曲面称为渐开螺旋面，其中b称为基圆螺旋角。啮合特点：一对斜齿圆柱齿轮接触线为斜直线，接触线长度先由短到长，再由长到短，直至脱离啮合，故传动

25、平稳性好，承载能力强，适用于高速重载传动。在传动时会产生轴向力。3. 斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算由斜齿圆柱齿轮齿廓形成可知，它的齿面是一渐开线螺旋面，其端面（垂直于齿轮轴线的平面）和法面平面（垂直于齿的平面）的齿形不同，当用成型铣刀加工时，刀具沿螺旋线方向进刀，故轮齿的法面齿形与刀具的齿形一致，因此以轮齿的法面参数为标准来选择刀具。但在计算斜齿轮的几何尺寸时，又要按端面参数进行计算，故必须建立法面参数与端面参数之间的换算关系。4. 斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件一对斜齿轮的正确啮合条件是：两轮的法面模数和法面压力角相等，分度圆上的螺旋角相等，方向相反，即： mn1mn2 n1 n2 1

26、-2二、 直齿圆锥齿轮传动1、齿圆锥齿轮 直齿圆锥齿轮机构用于两相交轴之间的传动，两轴的夹角可由传动的要求确定，在一机构中多采用S=900的直齿圆锥齿轮机构。 一对圆锥齿轮轮齿分布在两个截锥体上，且锥顶交于一点，其轮齿尺寸由大端面锥方向的小端逐渐变小。显然圆锥齿轮大端和小端的参数是不相同的。了便于测量和估算机构的外形尺寸，规定以大端参数为标准，大端压力角a=200。2、确啮合条件一对直齿圆锥齿轮的正确啮合的条件为大端模数和压力角必须分别相等 m1=m2=m a1=a2=a三、 齿轮齿条传动1、 齿轮齿条传动是齿轮传动的一种特殊组合方式。当齿轮的圆心位于无穷远处，其上各圆的直径趋于无穷大，齿轮上

27、的基圆、分度圆、齿顶圆等成互相平行的基线、分度线、齿顶线等，渐开线齿廓也成为直线齿廓。与齿轮相比，齿条的主要特点是：1） 由于齿条的齿廓是直线，所以齿廓上的各点的法线互相平行。传动时，齿条作直线运动，且速度大小和方向均一致。齿条上各点的齿形角均相等，其标准为20°。2） 由于齿条上各齿的同侧齿廓互相平行，所以无论是分度线，还是齿顶线上，齿距均相等，模数为同一标准值。2、 齿条传动的计算公式（见课本58）1）齿条的移动速度计算公式：v =2）齿轮每转动一周，齿条的移动距离计算公式：L=四、齿轮传动的失效形式 齿轮传动过程中，在载荷的作用下，如果轮齿发生折断，齿面损坏等现象，则轮齿就失去

28、了正常的工作能力，称为失效。 由于齿轮传动的工作条件和应用范围各不相同，影响失效的原因很多，主要都发生在轮齿上，常见的轮齿失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等。1）轮齿折断原因：短时意外的严重过载；超过弯曲疲劳极限部位：齿根部分避免措施：选择适当的模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方法，降低表面粗糙度，降低齿根弯曲应力。2）齿面点蚀原因：很小的面接触、循环变化、齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹、微粒剥落下来而形成麻点部位：靠近节线的齿根表面避免措施：提高齿面硬度3）齿面胶合原因：高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成

29、沟纹部位：轮齿接触表面避免措施：提高齿面硬度，降低表面粗糙度，采用粘度大和抗胶合性能好的润滑油4）齿面磨损原因：触表面间有较大的相对滑对，产生滑动摩擦部位：轮齿接触表面避免措施：提高齿面硬度，降低表面粗糙度，改善润滑条件，加大模数，尽可能用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构5）齿面塑性变形原因：低速重载、齿面压力过大部位：轮齿避免措施：减小载荷，减少启动频率作 业完成相应的课堂习题三峡大学成人教育宜昌市机电工程学校函授站课时计划（首页）专业及班级 B1422310(机电一体化) 课次5教学课题蜗杆传动学时2目的要求了解蜗杆传动的组成、类型、蜗杆蜗轮传动蜗轮回转方向的判定。了解蜗杆传动的主要参

30、数和啮合条件。了解蜗杆传动的应用特点。重点难点蜗杆传动的组成、类型、蜗杆蜗轮传动蜗轮回转方向的判定。蜗杆传动的主要参数和啮合条件。蜗杆传动的应用特点。教学内容及教学方法的运用一、蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间交错的两轴间的运动和动力，一般交错角为90°，通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。蜗杆和蜗轮都是一种特殊的斜齿轮。二、蜗杆蜗轮传动的分类：1）按蜗杆形状不同分 圆柱蜗杆传动：阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆。 环面蜗杆传动： 锥蜗杆传动2）按蜗杆螺旋线方向不同分：左旋蜗、右旋蜗杆。3）按蜗杆头数：单头蜗杆、多头蜗杆。三、蜗杆蜗轮传动回转方向的判定：（1）螺旋方向的判定图

31、11 蜗杆传动与斜齿轮传动一样，也有左旋与右旋之分。蜗杆、蜗轮的螺旋方向可用右手法则判定：手心对着自己，四指顺着蜗杆（蜗轮）的轴线方向摆肩。若啮合与右手拇指指向一致，该蜗杆（蜗轮）为右旋，反之为左旋。（2）蜗轮旋转方向的判定蜗轮的旋转方向不仅与蜗杆的旋转方向有关。蜗轮旋转方向的判定方法如下：当蜗杆是左旋（或右旋）时，伸出右手（或左手）半握拳，用四指顺着蜗杆的旋转方向，大拇指指向的相反方向就是蜗轮的旋转方向， 蜗轮旋转方向判定。图11图11四、蜗杆传动的主要参数（模数、压力角、螺旋升角与蜗轮的分度圆螺旋角b）蜗杆传动的设计计算中，均以主平面（通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面）的参数和几何关系为

32、基准。为了保证轮齿的正确啮合，蜗杆的轴向模数mx1应等于蜗轮的端面模数mt2，蜗杆的轴向压力角ax1应等于蜗轮的端面压力角at2，蜗杆分度圆上的螺旋线升角l应等于蜗轮分度圆上的螺旋角b，且两者螺旋方向相同。蜗杆的轴向压力角ax（蜗轮的端面压力角at）为标准压力角200。 mx1=mt2= m ax1=at2= a l = b通常取蜗杆的头数Z1=14。当Z=1时，导程角小，效率低，一般用于分度传动或自锁传动中，Z=24常用于动力传动和有较高效率。若头数多，导程角大，制造困难。蜗轮齿数根据传动比和蜗杆的头数决定：Z2=iZ1, 通常取Z2=2028，Z2不应少于28齿，以免根切和降低传动的平稳性

33、。五、蜗杆传动的特点1.传动比大，结构紧凑。用于传递动力时，i=880, 用于传递运动时，i可达1000。2.传动平稳，无噪声。因为蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的，同时啮合的齿数较多所以平稳性好。3.当蜗杆的螺旋角小于轮齿间的当量摩擦角时，蜗杆传动能自锁，即只能由损杆带动蜗轮，而不能蜗轮带动蜗杆。4.传动效率低。因为在传动中摩擦损失大，其效率一般为h=0.70.8，具有自锁性传动时效率h=0.40.5。故不适用于传递大功率和长期连续工作。5.为了减少摩擦，蜗轮常用贵重的减摩材料（如青铜）制造，成本高。六、蜗轮材料选择蜗杆传动的主要失效形式有胶合、点蚀和磨损等，因此，蜗杆蜗轮的材料不仅要有足够的强度

34、，而且还要有良好的减磨性，耐磨性和抗胶合的能力。蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造，要求齿面光洁并且有较高的硬度。对于高速重载传动，蜗杆常用15 Cr、20 Cr、20 CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度HRC5662，并经磨削。对中速中载传动，蜗杆材料可用45 、40 Cr、35SiMn等，表面淬火，表面硬度HRC4555，也需磨削。低速不重要的传动，蜗杆材料可采用45钢调质处理，硬度HB220270。蜗轮材料可参考滑动速度Vs来选择，常采用青铜与铸铁，在Vs>5-25m/s的连续工作的重要传动中，蜗轮材料常用铸锡磷青铜ZQSn101或铸锡锌铅青铜ZQSn663等，这些材料的减摩性、耐磨

35、性和抗胶合的性能及切削性能都较好，但强度低，价格高。在Vs5m/s传动中，蜗轮材料可用无锡青铜，如铸铝铁青铜ZQAl94或铸锰黄钢ZHMn5822等，这类材料的强度较高，价格较廉，但减摩性、抗胶合性能不如锡磷青铜。在Vs2m/s 的不重要传动中，蜗轮材料可用灰铸铁HT150或HT200等，也可用球墨铸铁QT6003、QT7002等。也可由尼龙或增强尼龙材料制成。七、蜗杆传动的润滑与散热八、总结本讲次的内容并完成本章节的课堂练习，布置相应的本章节课后作业。作 业布置相应的本章节课后作业三峡大学成人教育宜昌市机电工程学校函授站课时计划（首页）专业及班级 B1422310(机电一体化) 课次6教学课

36、题轮系学时2目的要求了解轮系的分类及其应用特点掌握定轴轮系转动方向的确定和传动比大小的计算。重点难点轮系的分类及其应用特点定轴轮系转动方向的确定和传动比大小的计算。教学内容及教学方法的运用一、 轮系的概念一系列互相啮合的齿轮所组成的齿轮机构来进行传动。这种齿轮机构称为轮系。二、轮系的分类轮系的结构形式很多，根据轮系在传动中各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否固定，轮系可分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系三大类。1） 定轴轮系：当轮系运转时，其中各齿轮的几何轴线位置都是固定的，此轮系称为定轴轮系。2）周转轮系当轮系运转时，其中至少有一个齿轮的几何轴线是绕另一齿轮的固定几何轴线转动，此轮系称为周转轮

37、系。3）混合轮系 在轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系的轮系。三、轮系的主要功用是： 可以获得很大的传动比。很多机械要求有很大的传动比，机床中的电动机转速很高，而主轴的转速要求很低才能满足切削要求，一对齿轮的传动比只能达到，若采用轮系就可以达到很大的传动比。 可以作较远距离的传动。当两轴中心距较远时，若仅用一对齿轮传动，势必将齿轮做得很大，结构不合理，而采用轮系传动则结构紧凑、合理。 可以实现变速、变向的要求。一般机器为了适应各种工作需要，多采用轮系组成各种机构，将转速分为多级进行变换，并能改变转动方向。可以合成或分解运动。采用周转轮系可以将两个独立运动合成一个运动，或将一个运动分解为两个独立运

38、动。三、定轴轮系传动比计算定轴轮系的传动比计算包括轮系传动比的大小和确定末轮的转向。（一）、定轴轮系中各轮转向的判定（参阅课本P74表63）（1） 一对圆柱齿轮传动，外啮合时两轮转向相反其传动比规定为负；一对内啮合圆柱齿轮，两转转向相同，其传动比规定为正。（2）两轮的旋转方向也可以用画箭头的方法表示。两轮旋转方向相反，画两反向箭头， 两轮旋转方向相同，画两同向箭头。箭头方向表示可见侧面的圆周速度的方向。 （3）若处啮合齿轮 的对数是偶数，则首轮与末轮的转向相同；若为奇数，则相反。（4）对于轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿条传动，只能用画箭头的方法来表示齿轮的转向。（二）、传动比的计算1、 传动

39、比轮系中首末两轮的转速（或角速度）比，称为轮系的传动比，用i表示。即：i2、 传动比的计算定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比的连乘积；首末两轮的转向由轮系中外啮合齿轮的对数决定。上式(-1)3表示轮系中外啮合齿轮共有三对，(-1)3-1表示轮与轮转向相反。从图12可知，轮系中各轮的转向也可用画箭头的方法表示。由分析可知，定轴轮系总传动比的计算式可写成 i1kn1nk(-1)m·所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积式中m为外啮合齿轮的对数。注意：在应用上式计算定轴轮系的传动比时，若轮系中有圆锥齿轮，蜗杆蜗轮机构，传动比的大小仍可用上式计算，而各轮的转向只能用画箭头的

40、方法在图中表示清楚。例 如图所示的轮系中，Z116，Z232, Z2'20, Z340, Z3'2(右旋)Z440。若n1800rmin, 其转向如图所示, 求蜗轮的转速n4及各轮的转向.解：传动比大小：i14n1n4Z2Z3Z4Z1Z2'Z3' 32×40×4016×20×280 所以: n4n1i148008010rmin因为此轮系中有蜗杆蜗轮和圆锥齿轮，故各轮的转向只能用箭头表示。（三）、惰轮的应用轮系中，对总传动比的大小毫无影响，但却起到了改变齿轮副中从动轮（输出轮）的回转方向的齿轮，称为惰轮。常用于传动距离稍远和

41、需要改变转向的场合。当两齿轮间若有奇数个惰轮时，首末两轮的转向相同；若有偶数个惰轮时，首末两轮的转向相反。作 业完成相应的习题集练习。三峡大学成人教育宜昌市机电工程学校函授站课时计划（首页）专业及班级 B1422310(机电一体化) 课次 7教学课题带传动、链传动学时2目的要求1、V带传动的主要参数2、掌握V带传动特点、受力分析和打滑等基本理论 。3、V带传动的安装维护及张紧装置4、同步带传动的简介。5、了解链传动特点和应用重点难点V带传动、链传动的特点教学内容及教学方法的运用带传动一、V带传动的主要参数1）普通V带的横截面尺寸（参考课本详细讲解）普通V带已经标准化，按横截面的大小由小到大分为

42、Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。在相同的条件下，横截面尺寸越大，帽传递的功率越大。2）V带带轮的基准直径dd 带轮的基准直径是带传动的主要设计计算参数之一，且已经标准化。在带传动中，带轮的基准直径越小，传动时带在带轮上的弯曲变形越严重，V带的弯曲应力越大，从而会降低带的使用寿命。为了延长带的使用寿命，对各种型号的标准V带都规定了最小的基准直径dd。3）V带传动的传动比i 对于V带传动，如不考虑带与带轮之间的打滑因素的影响，其传动比的计算公式可用主、从动轮的基准直径来表示：i12n1/n2=dd2/ dd1。4）小带轮的包角a1包角是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之间

43、接触弧的长短，同时越反映出带能传递的功率的大小。一般情况下，要求小带轮包角a1120°。小带轮包角大小的计算：11800 (d2d1)× 57.3°a5）中心距a 中心距是两带轮传动中心之间的距离。中心距小则结构紧凑，但使小带轮上包角减小，降低带传动的工作能力，同时由于中心距小，V带的长度短，在一定速度下，单位时间内的应力循环次数增多而导致使用寿命的降低，所以中心距不宜取得太小。但也不宜太大，太大除有相反的利弊外，速度较高时还易引起带的颤动。一般取值: 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 6）带速vV愈小,单根三角带传递功率Po的能力愈小,传递功率P时,所需

44、带的根数愈多。但V过高,使离心力过大,带与带轮间的正压力降低,从而使摩擦力减小。故带速在5m/s25m/s较合适，否则要调整带轮的直径,以调整带速。7）V带的根数Z V带的根数影响到带的传动能力。根数多，传递功率大，所以V带传动中所需要的带的根数应按具体传递功率要求进行核算确定。为了使各根受力比较均匀，带的根数不宜过多，通常根数Z应小于7根。二、普通V带传动的应用特点优点：1）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；2）传动平稳，噪声低，有缓冲吸震作用；3）过载时，传动带会在带轮上打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起到安全保护的作用。缺点：1）不能保证准确的传动

45、比；2）外廓尺寸大，传动效率比较低。三、V带传动的安装与维护 结合课本的图示，详细讲解普通V带安装与维护的技术要求。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。四、V带传动的张紧装置由于传动带不是完全的弹性体，带工作一段时间后，会因伸长变形而产生松驰现象，使初拉力降低，带的工作能力也随之下降。因此，为保证必需的初拉力，应经常检查并及时重新张紧。常用的张紧方法是改变带传动的中心距，如把装有带轮的电动机安装在滑道上并用螺钉2调整（见图）或摆动电机底座

46、1并调整螺栓2使底座转动（见图），即可达到张紧的目的。如果带传动的中心距是不可调整的，则可采用张紧轮装置（见图）。张紧轮一般放置在带的松边。V带传动常将张紧轮压在松边的内侧并靠近大带轮，以免使带承受反向弯曲，降低带的寿命，且不使小带轮上的包角减小过多。五、同步带传动简介 结合课本图示讲解同步带传动与普通V带传动的异同。同步带传动是靠带内测的齿与带轮的齿相啮合来传递运动和动力的。由于钢丝绳受载荷作用时变形极小，又是啮合传动，所以同步带传动的传动比较准确。 链传动一、链传动及链传动的应用特点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

47、的链节与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。链传动具有下列特点：优点：链传动结构较带传动紧凑，过载能力大。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。作用在轴和轴承上的载荷较小。可在温度铰高、灰尘较多、湿度较大的不良环境下工作。低速时能传递较大的载荷。安装精度高，制造成本较高。缺点：1、由于链节的多边形运动，所以瞬时传动比是变化的，瞬时传动比不是常数，传动中会产生动载荷和冲击，因此不能用于要求精密传动的机械上。2、链条的铰链磨损后，使链条的节距会增大，传动中链条容易脱落。3、工作时会有噪声产生。4、对安装和维护的要求高。5、无过载保护作用。二、链的类型和应用由于链的用途不同

48、，链分为传动链、起重链和输送链三种。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；输送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，

49、故在矿山、冶金、建筑、石油、农业和化工机械中获得广泛应用。三、结合课本，对常见的滚子链和齿形链进行详细的讲解。着重讲解滚子链的结构、主要参数、标记等。 滚子链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

50、损。链条上相邻两销轴中心的距离 p叫作节距，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。四、对本次课的内容进行总结归纳，完成本章节内容的习题册上的练习题。作 业布置课后作业三峡大学成人教育宜昌市机电工程学校函授站课时计划（首页）专业及班级 B1422310(机电一体化) 课次 8教学课题螺纹联接学时2目的要求了解螺纹的种类和应用、各普通螺纹的主要参数。了解并掌握螺纹

51、的螺纹代号与标记。了解螺纹传动特点和应用，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。重点难点螺纹的种类和应用、各普通螺纹的主要参数。方向判别教学内容及教学方法的运用一、螺纹联接:利用螺纹零件将两个或两个以上的零件相对固定起来的联接。利用螺纹零件将回转运动变为直线运动，从而传递运动或动力的装置，称为螺旋传动。二、螺纹的种类及其应用（结合课本详细讲解）1）按螺纹牙型分类及其应用；2）按螺旋线方向分类及其应用；3）按螺旋线数分类及其应用；4）按螺旋线形成的表面分类。三、普通螺纹的主要参数（结合课本详细讲解）(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

52、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，Snp。(6)牙形角（）在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。(7)升角（）在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的

53、平面间的夹角。四、结合课本，对常用的螺纹代号及标注进行详细的讲解。尤其是普通螺纹和管螺纹的代号及标注，更好着重强调。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5g6gL其中M24代表公称直径为24mm的螺纹15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，普通螺纹又有粗牙和细牙两种。公称直径相同时，细