机械基础电子教案及联系册

绪论【教学目标】1.掌握机器、机构、机械、构件和零件的概念；2.掌握机器与机构和构件与零件的区别；3.掌握运动副的概念及使用特点。【教学重点】机器、机构、机械、构件和零件的概念【教学难点】机器与机构和构件与零件的区别【教学时数】6课时〔3课时讲解/1课时作业/1课时测试/1课时教学分析〕【知识网络】【知识精讲】一、机器1.定义：能用来代替人的劳动完成有用的机械功或实现能量转换的具有确定相对运动的构件的组合。2.机器的类型及应用举例(见表)。类型应用举例变换能量的机器电动机、内燃机等变换材料形状或位置的机器金属切削机床、纺织机、运输机、起重机、汽车、船舶、飞机等变换信息的机器计数机、计算机等3.机器的组成(见表)。组成局部说明应用举例原动局部动力源电动机、内燃机等工作局部完成机器预定动作一般位于传动的终端金属切削机床的主轴、拖板等传动局部把原动局部的运动和动力传给工作局部的中间环节连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、螺旋传动、带传动等自动控制局部自动化机器中具有二、机构的概念和机构与机器的区别1.机构的概念：具有确定相对运动的构件的组合。2.机构与机器的区别(见表)。名称特征功用备注机器(1)构件的组合；(2)构件间具有确定的相对运动；(3)代替人的劳动完成有用的机械功或实现能量转换利用机械能做功或实现能量转换从结构或运动的角度来看，机器和机构是完全相同的。机构具有机器的(1)、(2)两个特征、而无(3)特征传递或转变运动的形式三、机械的概念机械是机器和机构的总称。四、构件与零件的区别和联系(见表)名称区别联系构件从运动角度而言，相互间能作相对运动的物体，是运动的单元构件可以是一个零件组成，也可以由假设干个零件组成零件从制造角度而言，相互间没有相对运动的物体，是制造的单元五、机械、机器、机构、构件、零件间的关系机械机器-->机构-->构件-->零件机构六、运动副1.定义：两构件保持直接接触且又能产生一定相对运动的联接。2.运动副的类型、应用及特点(见表)。类型应用举例特点低副转动副(两构件接触处只允许作相对转动)曲柄与连杆间的联接面接触，承载能力较大，滑动摩擦，效率低移动副(只允许作相对移动)抽屉的拉出或推进螺旋副(作复合运动)车床丝杠与螺母高副凸轮机构点或线接触，接触处易磨损，承载能力较小，能传递较复杂的运动形式，维修制造较困难注:运动副分为低副和高副是按构件间的接触形式不同来分的。假设按运动范围那么可分为空间运动副和平面运动副。【典型例题】【例题1】金属切削机床的主轴、拖板属机器______________局部。解题分析从机器的组成局部考虑。因金属切削机床的主轴、拖板是机床传动的终端，用来完成机器预定动作，故金属切削机床的主轴、拖板属于机器工作局部。解：此题答案为“工作”。【例题2】整体式曲轴是零件不是构件。()解题分析曲轴与其他局部之间有相对运动，故它是构件；整体式曲轴是制造单元，即是由一个零件组成的构件。解：此题答案为“×”。名师点拨构件可以由几个零件组成，也可以由一个零件组成。机械根底单元测试试题〔绪论〕姓名________________成绩_______________一、填空题1.我国古代人民在机械方面有许多杰出的创造创造，西汉时期的_________车和晋朝_______________车就是应用了轮系。2.机构中的构件，是相互之间_____________相对运动的局部，是_______________单元。3.组成构件的相互之间___________相对运动的局部，叫________，它是________________单元。4.单缸内燃机中的连杆是_______件，它是由螺栓、螺母、连杆盖、连杆体等零件组成的。5.机构的主要功用是__________________，机器的主要功用是_____________。6.一般机器，都是由____________、____________、______________组成。7.使两构件__________又能产生____________的联接称为运动副；齿轮副属于________副。8.运动副可分为高副和低副。低副是指两构件之间作____________的运动副，而高副是指两构件之间作________的运动副。9.低副按两构件间相对运动情况分为____________、______________、______________。10.低副的接触外表受载的单位面积压力较____________，低副属于________摩擦。11.房门的开关运动，是__________副在接触处可允许的相对转动。抽屉的拉出或推进运动，是________副在接触处可允许的相对移动。二、选择题(将正确答案的题号填在括号内)1.车床上的刀架属于机器的()。2.以下关于构件概念的正确表述是()项。A.构件是机器零件组合而成的B.构件是机器的装配单元3.机器与机构的主要区别()。A.机器的运动较复杂B.机器的结构较复杂4.组成机器的运动单元是()。5.车床中丝杠与螺母组成的运动副为()。6.单缸内燃机中，活塞与连杆之间的联接属于()。三、判断题(正确的在括号内画“√”错误的画“×”)1.但凡机器都是由机构组成的。()2.但凡构件一定都是由两个以上零件组成的。()3.构件与构件之间是运动副联接的。()4.自行车的轮子是个构件，轮子上的钢丝、螺母、钢圈等都是零件。()5.整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。()6.火车运动时，火车的车轮与钢轨的顶面相接触，它们组成了一个移动副。()7.内燃机能把气缸活塞的往复运动转变为曲轴的连续运动，因此内燃机是机构而不是机器。()8.在单缸内燃机中，由于活塞能在气缸中作相对移动，故活塞与气缸组成移动副。()四、问答题如右图1为内燃机的结构图。试分析答复以下各题：(1)内燃机是机器还是机构？(2)假设是机器，试列举出内燃机中的典型机构；(3)列举出内燃机中的典型零件；(4)整体式连杆是零件还是构件?断裂式连杆是零件还是构件?假设为构件，那么由哪些零件组成?摩擦轮传动和带传动【教学目标】1.了解摩擦轮传动和带传动的类型、传动特点及使用场合；2.掌握带传动的主要参数、传动比的计算、V带的型号和选用方法；3.了解带传动的张紧和调整方法。【教学重点】带传动的主要参数、传动比的计算、V带的型号和选用方法；【教学难点】1．V带的型号和选用方法；2．带传动的张紧和调整方法。【教学时数】9课时〔6课时讲解/1课时作业/1课时测试/1课时教学分析〕【知识网络】【知识精讲】一、摩擦传动的工作原理1.摩擦传动是依靠摩擦轮之间或带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。2.增大摩擦力的措施(见表)。措施具体方法增大正压力在轮上装弹簧或其他施力装置增大摩擦系数改变轮面(一轮用钢或铁制，另一轮工作外表衬一层皮革、石棉、橡胶等)注：为防止打滑使从动轮的轮面遭受局部磨损而影响传动质量，最好将轮面较软的摩擦轮作主动轮来使用。二、传动比和传动速度1.传动比(i12):i12=n1/n2=D2/D1＝1/i12；2.传动速度(υ):υ＝(πn1D1)/(60×10３)=(πn2D2)/(60×10３)(m/s)。三、摩擦传动的特点(见下表)传动类型接触形式中心距传动比效率过载性能传动平稳性摩擦轮传动直接接触较近不准确低打滑有平安保护作用平稳无噪声平型带传动间接接触较远不准确低同上同上V带传动间接接触a平>aυ不准确低同上平稳噪声小四、摩擦轮传动类型和应用(见下表)类型两轴平行两轴相交外形圆柱圆锥接触形式内接外接内接外接两轮转向相同相反在图中用箭头标示备注12＝(d2-d1)/2，外接那么为a12＝(d1＋d2)/2；

2.适用于高速、小功率场合。两锥轮的锥顶必须保证重合，否那么两轮锥面上各接触点处的线速度不相等。五、带传动的类型(见下表)类型平型带三角带(υ带)圆型带截面形状扁平矩形梯形圆形六、平型带的传动形式及参数计算(见下表)传动形式包角几何长度开口式α＝180°-(D2-D1)/a×60°L＝2a+π/2*(D1+D2)+(D2-D1)2/4a交叉式α＝180°+(D2+D1)/a×60°L＝2a+π/2*(D1+D2)+(D1+D2)2/4a半交叉式α＝180°+D1/a×60°L＝2a+π/2*(D1＋D2)+(D1+D2２)/2a注：1.带轮的包角是指胶带与带轮接触面弧长所对应的中心角。包角越大，接触面间所产生的摩擦力总和就越大。一般要求小带轮的包角α≥150°。2.平型带的接头形式有胶合式、缝合式和铰链带扣式等，当带速超过30m/s时可用轻而薄的没有接头的环型带。七、V带的结构、型号1.结构：无接头的环形带，截面形状呈梯形，工作面为两侧面，夹角φ＝40°(轮槽夹角θ≤40°。)由帘布结构和线绳结构两种，每种结构的V带都由伸张层、强力层、压缩层和包布层组成，两种结构主要区别在强力层上。(1)型号：V带已经标准化，按截面尺寸不同可分成不同的型号。(GB11544-89规定有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号)。Y型截面最小,E型截面最大。截面越大，传递的功率也越大。(2)标记：“型号+标准长度”(“型号+标准长度+标准编号”)例如：A1250(A1250GB11544-89)表示标准长度为1250mm的A型V带。八、V带的选用方法1.选用带轮直径、验算带速范围：D1＞Dmin；且尽量取大些；D2＝i12D1并符合标准值；5m/s≤υ≤25m/s。注：(1)带轮直径指带轮上通过V带横截面中性层的直径；(2)小带轮直径不能过小，否那么，胶带在带轮上的弯曲程度严重，弯曲应力越大,寿命越低；(3)带速过大,离心力越大,摩擦力减小;带速过小，功率一定时,所需有效圆周力过大,易引起打滑。2.验算小轮包角，确定带根数：由α＝180°-(D2-D1)/a×57.3°≥120°验算小带轮包角。九、V带的正确使用1.标记相符：V带外边缘应与轮缘取齐(新安装时可略高)。2.轴线平行：主、从动轮的轮槽必须调整在同一平面内。3.张紧适当：在中等中心距条件下，一般以大拇指能按下15mm左右为适宜。4.定期整查：发现不能使用的V带时，应成组更换。5.平安防护：必须装平安防护罩。十、带传动的张紧装置1.张紧目的：带传开工作时长期受拉被拉长而变得松驰，导致传动能力降低。为保持带在传动中的能力，应采用张紧装置。2.张紧方法：(1)调整中心距法：调整螺钉，利用自重等。(2)采用张紧轮法(见下表)。带传动类型安放位置靠近的带轮原因平型带传动松边外侧小带轮小带轮包角可得到增大V带传动松边内侧大带轮V带传动时只单向受弯；小带轮包角不致过分减小【边缘知识】一、紧边与松边1.紧边：带被主动轮D1卷入的一边。2.松边：带被主动轮D1卷出的一边。二、打滑与弹性滑动(见下表)现象产生原因何时发生能否正常工作能否防止打滑摩擦力矩之和小于阻力矩之和摩擦力缺乏不能可防止弹性滑动接触区弹性变形引起的滑动任何时候能不可防止注：打滑既有有利的一面，也有不利的一面。〔不利：传动比不稳定，传动效率低，带磨损剧烈；有利：过载保护，防止薄弱零件免遭损坏。〕【典型例题】【例题1】V带的接头方法一般采用胶合法、缝合法和铰链带扣法三种，其中胶合法使用最为广泛。()解题分析：平型带的接头方法有胶合法、缝合法和铰链带扣法等，当带速超过30m/s时，可采用轻而薄的没有接头的环型带；而V带是没有接头的环型带，接头方法根本就无从谈起。解：此题答案“×”。【例题2】平型带传动主动轮直径D1＝125mm,转速n1＝1450r/min,现要求从动轮转速为145r/min,那么：(1)带传动的传动比(i)为多少?(2)假设要实现从动轮转速为145r/min,那么应采取什么措施?解题分析：传动比i=n1/n2=1450/145=10＞5，故不能采用一级带传动，可采用二级(或多级)传动(设i12×i34=4×2.5),设各轮直径分别为D２、D3、D4，那么i12＝D2/D1=4,i34＝D４/D３=２.５，再由分级传动比及主动轮直径求出各轮直径。解：(1)i=n1/n2=1450/145=10；(2)∵i=10＞5，故不能采用一级传动现设i总=i12×i34=4×2.5，各轮直径分别为D２、D3、D4，那么：i12=D2/D1=4，D2=4D1=4×125=500(mm);设D3=150mm,那么i34=D4/D3=2.5∴D43=2.5×150=375mm名师点拨带传动中，传动比i≤5是就单级传动而言的，假设为多级的话i总可以大于5，但各分级的传动比都必须满足i≤5。【例题4】一级带传动主动带轮直径D1=140mm,转速n1=1440r/min,从动轮转速n2=750r/min，工作要求中心距a=800mm。试求：(1)传动比i12；(2)从动轮直径D2；(3)验算小带轮包角α是否合格；解题分析：此题为带传动的参数计算题。传动比i=n1/n2=D2D1;α、L等参数假设没有特别说明，一般以开口式的公式计算。解：(1)i12=n1/n2=1440/720=２；(2)i12=n1/n2=D2D1=２D2=2D1=2×140=280(mm)；(3)∵α=180°-(D2-D1)/a×60°=180°-(280-140)/800×60°=169.5°＞120°∴合格；机械根底单元测试试题〔摩擦轮传动和带传动〕姓名___________成绩___________一、填空题1.假设使摩擦轮传动能够正常工作，必须使两轮之间产生的________足以克服从动轮上的________。2.带轮的包角α，是胶带与带轮接触面的________所对应的________。对平型带传动来说包角α应大于或等于________。3.V带的截面形状是________，工作面是________，夹角φ等于________。4.摩擦传动可分为________传动和________传动两种。5.为了防止摩擦轮传动中，由于打滑使________轮的轮面遭受局部磨损，一般将________的轮面作为主动轮。6.摩擦传动，当_____时，在两构件的接触处可产生打滑现象，因此能防止机构中薄弱零件的________而起到________作用。7.在平型带传动中，传动能力的大小与________带轮的________大小有关。8.为保证V带截面在轮槽中的正确位置，V带的________应与带轮的_______取齐，V带的________与轮槽的________不应接触。9.通常带传动的张紧装置使用________和________两种方法。10.一般在相同条件下，平带传递的工作拉力比V带传动的________。二、选择题1.V带的传动性能主要取决于()。2.圆锥摩擦轮传动适用于哪种场合()。3.以下哪一点是摩擦传动的共性之一()。4.V带传动与平型带传动相比，应用较广泛的原因是()。A.在传递相同功率时，传动外廓尺寸较小B.传动效率高5.带传动中，V带比平型带传动能力大的主要原因是()。6.带传动的打滑现象首先从何处开始()。A.小带轮上B.大带轮上C.大、小带轮同时开始D.都不对，应视情况而定7.以下()说法是正确的。弹性滑动不可防止B.弹性滑动可以防止8.带传动的主要失效形式是()。9.V带型号确定后，限制小带轮最小直径的目的是()。10.在机床的传动系统中，高速级采用带传动的主要目的()。三、判断题(正确的在括号内打“√”错误的打“×”)()1.摩擦力由压紧力产生，因此，摩擦轮传动的压紧力越大越好。()2.V带传动与平带传动相比，V带传动更适宜于两轴间中心距较大的场合。()3.在选购一般用途V带时，只要告诉售货员带的型号和公称长度，就可以购得正确适用的V带。()4.安装V带时，应保证带轮轮槽的两侧面及底面与带接触。()5.摩擦传动都具有当机器过载时自动打滑的平安保护作用。()6.限制V带轮最小直径的主要目的是为了增大带轮的包角。()7.大小V带轮设计的轮槽夹角θ不相等，但都应小于40°。()8.一般用途的V带传动主要使用帘布结构的标准V带。()9.V带传动使用张紧轮后，小轮包角得到增大。()10.最好将轮面软的摩擦轮作从动轮来使用。四、计算题1.一对圆柱摩擦轮传动，要求两轴中心距a为240毫米，传动比i=2,试计算：(1)两轮转向相反时，主动轮直径D1和从动轮直径D2各为多少毫米?(2)两轮转向相同时，主动轮直径D1和从动轮直径D2，又各为多少毫米?2.有一车床上是电动机与主轴箱之间的V带传动。：电动机主动带轮直径D1=140mm,转速n1=1440r/min,从动轴转速n2=720r/min，工作中要求a=800mm。求：从动带轮直径D2；验算主动带轮包角；验算V带的速度v。螺旋传动【教学目标】1.掌握螺纹的种类、应用和主要参数；2.正确识读螺纹标记；3.了解螺旋传动的应用形式；4.掌握差动螺旋传动移距的计算方法。【教学重点】螺旋传动的应用形式【教学难点】1．螺旋传动的应用形式；2．差动螺旋传动移距的计算方法。【教学时数】8课时〔5课时讲解/1课时作业/1课时测试/1课时教学分析〕【知识网络】【知识精讲】一、螺纹种类及应用1.螺纹的定义：螺纹是指螺钉、螺栓、螺母和丝杠等零件的圆柱或锥面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。2.螺纹的种类(见表)。分类标准加工外表螺纹旋向螺旋线数目用途截面形状种类内螺纹

外螺纹左旋螺纹

右旋螺纹单线螺纹

多线螺纹联接螺纹

传动螺纹三角形螺纹

梯形螺纹

锯齿形螺纹

矩形螺纹3.螺纹旋向的判别方法：方法一：右手定那么判别法。伸出右手，掌心朝着自己的脸，四指指向与螺旋轴线方向一致，假设大拇指的指向与螺旋线上升方向一致，那么为右旋；反之，那么为左旋。方法二：轴线垂直判别法。将螺旋轴线垂直水平位置放置，螺旋线右边高那么为右旋，左边高即为左旋。4.常用螺纹的牙型及应用特点(见下表)。名称牙型角特点应用普通螺纹60°分为粗牙和细牙两类，细牙自锁性能较好；公称直径为螺纹大径应用最广一般联接多用粗牙；细牙用于薄壁零件及受冲击、振动和微调机构中圆柱管

螺纹55°非螺纹密封的管螺纹；公称直径为管子内径用于水、油、气管路及电器管路系统圆锥管

螺纹55°用螺纹密封的管螺纹；螺纹分布于1∶16的圆锥管上高压、高温系统的管路联接梯形螺纹30°加工工艺性好，牙根强度高，对中性好广泛用于传力或传动机构锯齿形

螺纹工作面3°，非工作面30°牙根强度高，效率高广泛用于单向受力的传动机构矩形螺纹0°效率高、牙根强度较弱、对中性精度低、制造困难用于传力或传动机构注1.联接螺纹大多为三角形，且多用单线；2.普通细牙螺纹与普通粗牙螺纹相比，小径大，螺距小，升角小，强度高，自锁性能更好，对零件强度削弱较小，但易滑扣；二、普通螺纹的主要参数(见下表)参数名称符号定义备注螺纹大径D(d)与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径螺纹的公称直径螺纹小径D1(d1)与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径螺纹中径D2(d2)圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的假想的圆柱的直径螺距P相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离Ph=N·P线数z一个螺纹零件的螺旋线数目。导程S同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离牙型角α在螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角普通螺纹α=60°螺纹升角φ中径圆柱上螺旋线的切线与垂直螺纹轴线平面的夹角tgφ=N·P/πd2注1.螺纹的旋合长度是指两个互相配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合局部的长度。旋合长度分为三组：S(短)、N(中等)、L(长)；2.螺纹的大径、小径与顶径、底径是两组不同的概念。三、螺纹代号与标记1.螺纹的代号：螺纹特征代号+螺纹尺寸代号2.螺纹的完整标记：螺纹代号+螺纹公差带代号+螺纹旋合长度代号3.各种螺纹的代号与标记(见下表)类型标记说明应用举例备注普通螺纹粗牙普通螺纹M+公称直径左-中径、顶径公差带代号-旋合长度代号M10左-6H-S装配时，公差带代号用斜线分开，左边表示内螺纹公差带代号，右边表示外螺纹公差带代号。例如：细牙普通螺纹M+公称直径×螺距左-中径、顶径公差带代号-旋合长度代号M20×2左-5g6g-L管螺纹用螺纹密封管螺纹RC(RP、R)+尺寸代号-LH3R/2-LH内外螺纹装配时，内外螺纹的标记用斜线分开，左边表示内螺纹，右边表示外螺纹。例如(3Rp/2)/(3R/2)-LH，(3G2)/(3G/2A)非螺纹密封管螺纹G+尺寸代号(A/B)-LH3G/2-LH梯形螺纹Tr+公称直径+导程(螺距)LH-中径公差带代号-旋合长度代号Tr40×7-7e-L梯形螺纹装配时，要分别注出内、外螺纹的公差带代号，前面的是内螺纹公差带代号，后面是外螺纹公差带代号，中间用斜线分开。例如：Tr40×7-7H/7e注1.标记说明中的标记都为最完整的标记，实际中的标记视具体情况而定；2.用螺纹密封的管螺纹中代号Rc表示圆锥内螺纹、Rp表示圆柱内螺纹、R表示圆锥外螺纹；3.非螺纹密封的管螺纹的螺纹公差带代号对外螺纹分A、B级标记，对内螺纹那么不标记。四、螺旋传动的应用形式1.螺旋传动的定义：用内、外螺纹组成的螺旋副，传递运动和动力的传动装置。2.螺旋传动的特点：螺旋传动可方便地将回转运动变为直线往复运动。其结构简单，工作连续、平稳、承载能力大、传动精度高、磨损大、效率低。3.常用的螺旋传动类型。常用的螺旋活动类型有三种：普通螺旋传动、差动螺旋传动、滚珠螺旋传动。(1)普通螺旋传动①定义：由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。②螺杆(或螺母)的移向判别方法：右手定那么+左(右)手定那么。先用右手定那么判别出螺纹的旋向(方法见前述)，再用左(右)手定那么判断螺杆(螺母)的移向。即伸出左手或右手(左旋用左手，右旋用右手)，弯曲四指方向与螺杆(或螺母)的旋转方向一致，那么大拇指的指向(或大拇指指向的反方向)即为螺杆(或螺母)的移动方向。注应用形式中一、二两种情况，螺母或螺杆的移向与大拇指指向一致；三、四两种移向与大拇指指向相反。应用此方法，移向、旋向及转向三向中只要知道任意两向，即可判断出第三向。③螺母(或螺杆)的移动距离L=n·S=n·Z·P。④普通螺旋传动的应用形式(见下表)。应用形式应用举例螺母不动，螺杆回转并作直线运动台式虎钳、千斤顶、千分尺、螺旋压力机螺杆不动，螺母回转并作直线运动螺旋千斤顶、插齿机刀架螺杆原位回转，螺母作直线运动机床的大溜板与刀架的进给螺母原位回转，螺杆作往复运动应力试验机上的观察镜调整装置(2)差动螺旋传动①定义：活动螺母与螺杆产生差动(即不一致)的螺旋传动机构。②活动螺母的实际移动距离与移动方向：L＝n(Pa±Pb)注计算公式中的“±”表示的含义是：当a、b两段螺旋旋向相同时取“-”，旋向相反时取“+”。结果为“+”说明活动螺母的实际移动方向与a段螺旋中螺杆移动的方向相同；假设为“-”那么相反。③差动螺旋传动的意义：可以产生极小位移，可方便地实现微量调节。(3)滚珠螺旋传动①定义：螺纹面间的摩擦性质为滚动摩擦的传动装置。它是一项新技术。②组成：螺母、螺杆、滚珠、滚珠循环装置。③传动特点：摩擦阻力小，传动效率高、运动稳定灵敏、结构复杂、本钱高。【边缘知识】一、螺纹连接的种类(见表)类型说明松连接装配时不须拧紧，只有在联接件受到外载荷后，螺栓才受到轴向力作用紧连接装配时必须拧紧二、螺纹联接的根本形式(见下表)类型特点备注螺栓连接普通螺栓连接螺栓杆部与孔间有间隙，杆与孔的加工精度要求低，使用时需拧紧螺母。装拆方便，应用最广被连接件都不切螺纹，螺纹穿过被连接件的通孔后并配有螺母铰制孔螺栓连接螺栓杆部与孔间无间隙，孔需铰制，加工精度高，能承受与螺栓轴线垂直方向的横向载荷和起定位作用双头螺柱连接螺栓两头切有螺纹，一头与螺母配合，一头与被联接件配合。适用于被连接件之一较厚或必须采用盲孔的场合。可经屡次装拆而不损坏被连接零件把螺纹较短的一端旋紧在被连接件的螺孔内，拆卸时只需拧下螺母螺钉连接不配有螺母，直接拧入被连接件内的螺孔中，结构简单，适于被连接件较厚且不宜经常装拆的场合紧定螺钉连接固定两零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩三、常用螺纹连接的防松1.防松的原因：连接螺纹大多为三角形螺纹，它具有较好的自锁性能。在一般静载下，联接不会自行松脱，但在振动、交变载荷或冲击载荷的作用下，摩擦阻力瞬时会变得很小，失去自锁能力而松动。这不仅会阻碍机器的正常工作，且还会造成严重事故。2.常用防松方法(见下表)。防松原理摩擦力防松机械防松其他防松防松方法弹簧垫圈防松

对顶螺母防松

尼龙圈锁紧螺母防松六角开槽螺母和开口销防松

圆螺母用止动垫圈防松

带舌止动垫圈防松冲点法防松

粘合法防松四、螺纹的损坏形式螺栓连接在承受轴向载荷时，其损坏形式大多发生在应力集中较严重的部位。即在螺栓头部、螺纹收尾局部和螺母支承面处的螺纹局部。【典型例题】【例题1】与普通粗牙螺纹相比，细牙螺纹具有小径大，螺距小，所以强度更高，自锁性能更好。因此一般的联接螺纹大多使用普通细牙螺纹。()解题分析普通粗牙螺纹与细牙螺纹均为连接螺纹，它们具有强度高、自锁性能好的特点。细牙螺纹因其小径大、螺距小，所以强度更高，自锁性能更好。但因细牙螺纹易滑扣，因此一般大多用普通粗牙螺纹。解：此题答案“×”。【例题2】某差动螺旋传动如以下图所示，具体参数如下表，试填出各自的活动螺母的实际移动距离和实际移动方向。SaSbnL实际移动方向6mm右4mm左2r/min3mm左5mm右3r/min3mm右2mm右2r/min4mm左6mm左3r/min解题分析此题为差动螺旋传动的应用考查。活动螺母的移距可由公式L=n(Sa+Sb)算得；移向那么可据计算结果的“+”或“-”来定。除此之外还必须弄清每段螺旋传动的应用形式，由三向中的二向求出第三向。解：a段螺旋传动为螺母固定不动，螺杆既旋转又移动；b段螺旋传动为螺杆原位回转，螺母往复移动。(1)a段螺杆移向向左L1=n1(Sa1+Sb1)=2×(6+4)=20(mm/min)结果为“+”，∴活动螺母移向向左；(2)a段螺杆移向向右L2=n2(Sa2+Sb2)=3×(3+5)=24(mm/min)结果为“+”，∴活动螺母移向向右；(3)a段螺杆移向向左L3=n3(Sa3-Sb3)=2×(3-2)=2(mm/min)结果为“+”，∴活动螺母移向向左；(4)a段螺杆移向向右L4=n4(Sa4-Sb4)=3×(4-6)=-6(mm/min)结果为“-”，∴活动螺母移向向左。综合(1)～(4)分析，此题答案填表如下：SaSbnL实际移动方向6mm右4mm左2r/min20mm/min向左3mm左5mm右3r/min24mm/min向右3mm右2mm右2r/min2mm/min向左4mm左6mm左3r/min6mm/min向左名师点拨：此题也可按相对位移的方法求解。即分别按La=nSa，Lb=nSb求出La、Lb并判定各自位移方向，再由L=La-Lb求得移距，由结果的“+”或“-”来确定移向。【例题3】如上图所示为微调的差动螺旋机构，旋钮上的外螺纹为双线右旋螺纹，其螺距为1.45mm，试问：旋钮1上的内螺纹旋向和导程Sb各为怎样时，可使螺杆2在旋钮上按图示方向转动1周后向上移动0.1mm?解题分析此题为一道应用性很强的螺旋传动题。首先必须弄清A、B两段螺旋的应用形式，然后利用逆向假设法分两种情况讨论，再按相对位移的方法求解。解：A处螺旋传动为螺母固定不动，螺杆既旋转又移动，因此当旋钮转一周时，LA=nSa=n×ZPa=1×2×1.45=2.9(mm),方向向上；B处为螺杆原位回转，螺母往复移动，那么：(1)假设B处为左旋螺纹时，那么旋钮转一周螺母的位移LB=nSb=1×=Sb=Sb(mm)，方向向上。∴L=LA+LB=2.9+Sb解得：Sb=-2.8(mm)(不可能存在)(2)假设B处为右旋螺纹时，那么旋钮转一周螺母的位移LB′=nSb=1×Sb=Sb(mm)，方向向下。∴L=LA-LB′b解得：Sb=2.8(mm)∴旋钮1上的内螺旋为右旋，导程Sb=2.8mm。机械根底单元测试试题〔螺旋传动〕姓名___________成绩____________一、填空题1.普通螺纹的公称直径是指螺___________的根本尺寸，管螺纹的公称直径是管子的_______径。2.螺距是两牙在中径线上对应两点间的____________距离。3.用于螺纹密封的管螺纹的特征代号以____________字母表示，其中Rp表示____________螺纹，R表示____________螺纹。4.双头螺柱的两头都有____________，安装时螺纹__________的一端旋紧在零件的螺孔内。5.螺纹效率的大小与螺纹的____________及____________摩擦角有关。6.公制普通螺纹同一直径按____________，可分为细牙螺纹和粗牙螺纹。连接螺纹的要求：螺纹应具有准确的____________螺纹和足够的____________，良好的互换性和____________性。8.对传动螺纹的要求：螺纹要具有足够的_______、刚度和_______性，螺纹更要具有一定的______。9.相同公称直径的粗牙螺纹比细牙普通螺纹的强度要____________，自锁性要__________。10.与梯形螺纹比拟，矩形螺纹的传动效率_________、强___________，对中__________。11.车床刀架系统应用的螺旋传动的特点是螺杆____________、螺母____________。12.普通螺旋传动中，螺杆与螺母螺纹面间摩擦属于____________摩擦。二、选择题(将正确的选项填入括号内)1.螺纹按用途可分为()螺纹两大类。A.左旋和右旋B.外和内C.联接和传动2.普通螺旋传动螺母或螺杆位移距离L的计算公式为()。A.P=N·LB.L=N·sC.N=L·SD.L=N·p3.差动增速机构，A、B两段螺纹旋向应()。A.相同PA、PB三者的关系表示为()。A.L=PA+PBBB.L=PA.PBC.L=|PA-PB|D.L=PA/PB连接的螺纹应是()。6.自锁性能更好的螺纹应是()。7.以下()项属于螺母不动，螺杆回转并作直线运动的情况。A.千分尺中的螺旋机构B车床中带动大拖板运动的丝杠与开合螺母8.以下()项为普通细牙螺纹的标记代号。9.用于机械静联接的螺栓，其螺纹应是()螺纹。A.矩形10.常用于高压、高温、密封要求高的管路连接的螺纹应是()。A.普通螺纹连接螺栓进行设计计算时，应按螺纹()选择公称尺寸。A.大径B.中径C.小径12.下左图为螺旋机构，左旋双线螺杆的螺距为3mm，转向如图，那么当螺杆转动1800时螺母移动的距离和移动的方向分别为()。A.1.5mm；向右B.1.5mm，向左C.3mm，向右D.3mm，向左三、判断题(正确的在括号内打“√”，错误的打“×”)()1.按螺纹旋向不同，分为顺时针旋入的左螺纹和逆时针旋入的右螺纹。()2.传动螺纹大多数是单线普通三角螺纹，而且是单线。()3.螺旋传动，通常是将直线运动平稳地变换成旋转运动。()4.螺旋传动只能得到精密位移，而不能得到转动的结果。()5.弹簧垫圈和对顶螺母都属于机械防松。连接的使用特点是用于较薄的连接件。()7.螺钉联接的主要特点是需要使用螺母。()8.机床上的丝杠及台式虎钳、螺旋千斤顶等的螺纹都是三角形的。()9.双头螺柱在装配时，要把螺纹较长的一端，旋紧在被连接件的螺孔内。()10.牙型、大径和螺距三要素都符合标准的螺纹称为标准螺纹。四、计算题1.图为一差动螺旋传动，如下图。试计算螺杆每转一转螺母的实际移动距离和移动方向。链传动和齿轮传动【教学目标】1.了解链传动的常用类型及应用特点；2.了解齿轮传动的类型及应用特点；3.理解各类齿轮的齿廓形成和应用特点；4.理解渐形线的性质和渐形线齿轮的啮合特征；5.掌握直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算；6.理解其他齿轮的相关参数及各类齿轮的正确啮合条件；7.掌握各类齿轮传动的受力分析；8.熟悉齿轮的加工方法并理解根切现象产生的原因和防止根切现象产生的最少齿数；9.了解变位齿轮、齿轮精度和齿轮常见失效形式。【教学重点】渐形线的性质和渐形线齿轮的啮合特征；直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算；根切现象产生的最少齿数。【教学难点】根切现象产生的原因和防止根切现象产生的最少齿数【教学时数】22课时〔17课时讲解/1课时作业/2课时测试/2课时教学分析〕【知识网络】【知识精讲】一、链传动的类型及应用特点1.链传动的类型：链传动的类型很多，按用途不同，分为以下几类(见下表)。类型用途传动链套筒滚子链在一般机械中用来传递运动和动力齿形链起重链用于起重机械中提升重物牵引链用于运输机械驱动输送带等(1)套筒滚子链是由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子组成。其中销轴与外链板、套筒与内链板分别采用过盈配合固定；而销轴与套筒、滚子与套筒间为间隙配合；(2)链传动有单排链与多排链之分。当承载较大或传递功率较大时，可用多排链，但排数不宜过多(N≤4)，否那么链受力不均匀；(3)链节数一般为偶数。防止奇数时需过渡链节而致使工作时链板会受到附加的弯曲应力；(4)套筒滚子链的接头形式：开口销、弹簧夹、奇数链节时采用的过渡链节；(5)齿形链分为圆销铰链式、轴瓦铰链式和滚柱铰链式三种，其具有比压大、易磨损、本钱高、传动平稳、传速高、噪音小的特点。2.链传动的特点：(1)适于中心距较远的两轴传动；(2)能在低速、重载、高温及尘土飞扬等不良环境中工作；(3)能保证准确的平均传动比；(4)传递效率高；(5)安装和维护要求较高。二、齿轮传动的特点与类型1.齿轮传动的应用特点：(1)能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠；(2)传递的功率和速度范围较大；(3)结构紧凑、工作可靠、可实现较大的传动比；(4)传动效率高，使用寿命长；(5)制造安装要求较高。2.齿轮传动的根本要求：(1)传动要平稳(即i瞬要恒定)；(2)承载能力强(即用较小的尺寸可传递较大载荷)。3.齿轮传动的类型(见下表)。分类依据类型传动轴的相对位置平面齿轮传动(轴线平行)、空间齿轮传动(轴线不平行)齿轮工作速度低速(V＜3m/s)、中速(V=3～15m/s)、高速(V＞3～15m/s)齿轮工作条件闭式齿轮传动、半开式齿轮传动、开式齿轮传动齿轮的齿向直齿、斜齿、曲齿啮合方式外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动、齿轮齿条传动三、直齿、斜齿、锥齿齿面的形成(见下表)齿轮类型基圆(柱、锥)发生线(面)运动特征轨迹的点或线直齿圆柱齿轮基圆或基圆柱面发生线或发生面纯滚动线上的点或面上与母线成βb＝0的线斜齿圆柱齿轮基圆柱面发生面纯滚动面上与母线成βb≠0的线直齿圆锥齿轮基圆锥面扇形发生面纯滚动径向线四、渐开线的性质(见下表)性质说明发生线在基圆上滚过的线段长NK等于基圆上被滚过的一段弧长NC因为是纯滚动而无滑动，所以NK=NC渐开线上任意一点K的法线NK必切于基圆发生线NK、渐开线上K点的法线、过K点的基圆切线、啮合线四线合一渐开线上各点的曲率半径不相等K点离基圆越远，曲率半径越大，渐开线越趋平直；反之那么曲率半径越小，渐开线越弯曲渐开线的形状取决于基圆的大小基圆相同渐开线形状完全相同；基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越趋平直；基圆半径趋于无穷大时，渐开线成一直线，齿轮成为齿条同一基圆形成的任意两条反向渐开线间的公法线长度处处相等基圆内无渐开线发生线是在基圆上作滚动，因此基圆内无渐开线渐开线上各点压力角不相等，越远离基圆压力角越大，基圆上的压力角等于零渐开线齿廓在不同半径处的压力角是不同的；国家标准规定α=20°五、直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算(见下表)参数名称代号计算公式说明备注模数mm=p/π=d/Z反映齿轮尺寸大小和轮齿承载能力，是计算齿轮尺寸的根本参数模数为有理数，其值为标准值，单位为毫米压力角αcosα=rb/rα＜20°，rb增大，齿顶变宽齿根变瘦，承载减小；α＞20°，rb减小，齿顶变尖齿根变宽，承载增大通常所说压力角为分度圆上的压力角，且α=20°齿数ZZ=d/m齿数为标准值齿距pp=mπ=πd/2相邻两轮齿同侧齿廓在分度圆上的弧长齿厚ss=p/2=mπ/2轮齿两侧在分度圆上所占的弧长齿轮为标准齿轮时s=e=p/2齿槽宽ee=p/2=mπ/2相邻轮齿近侧齿廓在分度圆上所占的弧长基圆齿距pbpb=pcosα相邻两轮齿同侧渐开线在基圆上所占的弧长一对齿轮正确啮合时需满足pb1=pb2齿顶高haha=ha*m分度圆到齿根圆的径向距离齿顶高系数ha*

正常齿制ha*=1

短齿制ha*

顶隙系数c*

正常齿制c*＝

短齿制c*＝齿根高hfhf=(ha*+c*)m分度圆到齿根圆的径向距离齿高hh(2ha*+c*)m齿顶圆到齿根圆的径向距离顶隙cc=c*m由齿顶高和齿根高差值所形成的间隙防止齿顶与另一齿槽相触和储存润滑油用分度圆直径dd=mZ具有标准模数和标准压力角的圆分度圆上的s=e基圆直径dbdb=mZcosα形成渐开线齿廓的发生圆齿顶圆直径dada=m(Z+2ha*)齿轮各齿顶部的圆内啮合为m(Z-2ha*)齿根圆直径dfdf=m(Z-2ha*-2c*)齿轮各齿根部的圆内啮合为m(Z+2ha*+2c*)中心距aa=(d1+d2)/2=m/2(Z1+Z2)相啮合的一对齿轮两轴线间距离；标准齿轮在正确安装时为两轮分度圆半径之和(标准中心距)内啮合为m/2(Z2-Z1)六、渐开线齿轮的啮合特点(见下表)特点说明保持传动比恒定i12=n1/n2=r2/r1=ω1/ω2=rb2/rb1=常数传动的可别离性一对基圆已确定的渐开线齿轮安装时，中心距略有变化，对齿轮传动无影响满足正确啮合条件pb1=pb2或m1=m2=m或α1=α2=20°连续传动条件ε=k1k2/pb＞1七、各类齿轮传动的正确啮合条件(见下表)齿轮类型啮合条件备注直齿圆柱齿轮传动m1=m2=m或α1=α2=20°或pb1=pb2斜齿圆柱齿轮传动mn1=mn2或α1=α2或β1=-β2内啮合时β1=β2直齿圆锥齿轮传动m1=m2或α1=α2八、斜齿圆柱齿轮的特点及相关参数1.斜齿圆柱齿轮传动的特点：(1)承载能力比直齿轮和螺旋齿轮大，可用于大功率传动；(2)传动平稳，可用于高速；(3)使用寿命长；(4)不能当作变速滑移齿轮使用；(5)产生轴向力。2.斜齿圆柱齿轮的相关参数(见下表)。参数名称或代号说明备注螺旋角(β)各圆柱面上的螺旋角不等。平时所说的螺旋角指分度圆的螺旋角一般β=8°～30°，常用β=8°～15°，人字齿β=25°～45模数分为端面模数(mt)和法面模数(mn)且mn=mtcosβ法面模数为标准值压力角分为法向压力角(αn)和端面压力角(αt)法向压力角为标准值αn=α=20°注：端面参数为斜齿轮几何尺寸的计算参数，法面参数为加工时的依据参数为标准值。九、各类齿轮传动的受力分析作用在齿轮面上的法向正压力(Fn)可分解为三个分力(直齿圆柱齿轮无Fa分力)：圆周力(Ft)、径向力(Fr)(轴向力(Fa)、各分力方向判别见下表)。分力名称、方向判别、齿轮类型径向力(Fr)圆周力(Fr)轴向力(Fa)直齿圆柱齿轮传动由接触点指向轮心对主动轮来说是阻力，其方向与主动轮运动方向相反；对从动轮来说是动力，其方向与从动轮运动方向一致。无斜齿圆柱齿轮传动左(右)手定那么直齿圆锥齿轮传动由接触点指向大端蜗杆蜗轮传动Fa1=-Ft2，Fa2=-Ft1十、直齿圆锥齿轮传动1.直齿圆锥齿轮用来传递两相交轴间的旋转运动；2.直齿圆锥齿轮轴线的交角∑可以是任意的，大多数机械采用∑=δ1+δ2=90°；3.一对圆锥齿轮传动相当于一对作纯滚动的锥摩擦轮传动；4.锥齿轮的大端几何参数是标准值。十一、齿轮齿条传动1.形成：渐开线形成过程中，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线变为直线，一对对称的斜直线围成的齿廓即为齿条齿廓。齿条也可以看成为齿轮齿数趋于无穷多的齿轮的一局部。2.在齿条上，齿轮的各相关圆变成对应的直线：分度圆-->分度线；齿顶圆-->齿顶线；齿根圆-->齿根线。3.特点：(1)齿条上各点的速度大小(υ=nπd=nπmZ)和方向都一致，齿廓上各点的压力角都相等；(2)齿条上各点的齿距都相等(p=mπ)。4.作用：齿轮的旋转运动齿条的往复移动。注齿轮几何参数的计算同外啮合的直齿圆柱齿轮(ha*=1,c*=0.25)。十二、齿轮的加工方法(据加工原理)(见下表)加工方法特点仿形法逐齿切削且不连续，精度、效率较低展成法同一模数和压力角的不同齿数的齿轮可用同一把刀具；精度高、效率高；齿数缺乏时会产生根切现象十三、根切现象、原因及防止根切的最少齿数1.根切现象是展成法加工齿轮时齿数缺乏时才具有的；2.根切后的齿轮强度削弱，重迭系数减小，平稳性变差；3.根切的原因：刀具的齿顶线超过了啮合线与轮坯基圆的切点；4.不产生根切的最少齿数(见下表)。齿轮传动蜗杆蜗轮传动正常齿制短齿制Z1=1Z1＞1Zmin=7Zmin=14Zmin=18Zmin=27十四、变位齿轮1.变位齿轮与标准齿轮的区别(见下表)。标准齿轮变位齿轮正变位齿轮负变位齿轮被加工齿坯分度圆与刀具中线相切被加工齿坯分度圆与刀具中线相离被加工齿坯分度圆与刀具中线相割分度圆上s=e分度圆上s＞e分度圆上s＜e会根切不会根切强度与寿命不一致强度与寿命接近不能公用能公用修复后不能续用修复后可以续用2.变位齿轮的类型(见下表)。高度变位角度变位正角度变位负角度变位x1+x2=0x1+x2＞0x1+x2＜0a′=aa′＞aa′＜aα=α′α′＞αα′＜α啮合线与节点位置不变啮合线与节点位置改变节圆与分度圆重合节圆与分度圆不重合分度圆上的齿厚与齿槽宽、齿顶高和齿根高变化，齿高不变齿高也变化，可凑配中心距小齿轮要采用正变位，大齿轮采用负变位，使两齿轮强度与使用寿命接近可凑配中心距，缩小齿轮传动尺寸，减轻重量，改善齿轮磨损条件，提高轮齿的强度十五、齿轮的精度(见下表)齿轮精度齿轮的精度等级说明应用运动精度影响传递运动的准确性(I组)一转内转角误差△φmax≤［φ］精密仪表和设备工作平稳性精度影响运动的平稳性(Ⅱ组)一个周节角内转角误差△i≤［i］高速传动齿轮接触精度影响载荷分布的均匀性(Ⅲ组)以接触斑点占整个齿面比例来表示低速重载齿轮齿轮副侧隙与齿轮的精度等级无关防卡死、储存润滑油、改善齿面摩擦条件十六、齿轮轮齿的失效形式(见表)失效形式产生原因发生部位与后果预防措施备注轮齿点蚀脉动循环的接触应力-->齿面产生微裂纹，在齿轮的挤压下润滑油压增长-->裂纹扩展，小块金属剥落-->小坑靠近节线的齿根面上工作外表被破坏；传动不平稳；产生噪声选用适宜材料；提高齿面硬度；使齿面接触应力不超过材料的许用应力值闭式传动齿面磨损啮合齿面间的相对滑动摩擦而产生磨损齿面损坏；加大侧隙；引起传动不平稳和冲击采用闭式传动；清洁润滑；提高硬度；减小接触应力开式传动齿面胶合高速重载时散热不好，低速重载时，压力过大，使油膜破坏，金属熔焊一起而发生胶合靠近节线的齿顶面；上齿面强烈磨损和发热，很快导致齿轮失效低速：粘度大的润滑油；高速：活性润滑油；大小两轮选择不同材料轮齿折断变载(疲劳、过载)传动不能正常进行，甚至造成重大事故齿根弯曲应力的最大值不超过材料的许用应力值；选择适当的模数和齿宽；采用适宜材料及热处理方法；减小齿根应力集中开式传动闭式传动(硬齿面)塑性变形较软轮面的齿轮在频繁起动和严重过载时，由于齿面很大压力和摩擦力作用使齿面金属产生局部塑性变形主动轮齿面形成凹沟，从动轮齿面形成凸棱提高齿面硬度；选用粘度较高的润滑油；防止频繁起动和过载【典型例题】【例题1】基圆半径为40mm的渐开线，在半径为60mm处齿形的曲率半径是________mm。解题分析此题必须弄清基圆半径(rb)、齿廓上某点的曲率半径(ρa)及齿廓上某点到转轴的半径(r)三者之间的关系，再借助直角三角形求解。解：如图3-1所示。r=OA,ρa=AN,rb=ON，且△ONA为直角三角形。那么：AN=(OA2-ON2)^2即：ρa=(r2-rb2)^2∴ρa=(602-402)^2=20(5^2)(mm)。名师点拨此题的解题关键是正确作出Rt△ONA。【例题2】链传动能在高速、重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作，能保证准确的瞬时传动比。()解题分析此题考查了链传动的特点。链传动不适于高速传动，只能保证准确的平均传动比(保证准确瞬时传动比的为齿轮传动，而摩擦轮传动和带传动不能保持准确的传动比)。解：此题答案“×”。【例题3】由于基圆内无渐开线，因而渐开线齿轮的齿根圆总是大于基圆。()解题分析此题为渐开线形成及性质考查。基圆内无渐开线，渐开线的起点为基圆，但渐开线的形状是否完整，取决于基圆与齿根圆之间的关系：假设df≥db,渐开线的形状完整；假设df＜db，那么渐开线形状不完整。解：此题答案“×”。名师点拨齿轮中，基圆直径(db)、齿根圆直径(df)及齿顶圆直径(da)的大小关系与齿轮的类型、轮齿数的多少以及齿轮的齿制都有关。【例题4】有四个直齿圆柱齿轮：1)m1=5mm，Z1=20，α=20°；2)m2=2.5mm，Z2=40，α=20°；3)m3=5mm，Z3=40，α=20°；4)m4=2.5mm，Z4=20，α=15°。那么()齿轮的渐开线齿廓形状相同；()齿轮能正确啮合。A.1)和2)B.2)和3)C.1)和3)D.3)和4)解题分析此题考查了渐开线性质4(渐开线形状取决于基圆大小)和齿轮的正确啮合条件(pb1=pb2或m1=m2且α1=α2=20°)。解： ∵rb=mZcosα={m1Z1cosα=5×20cos20°=100cos20°；m2Z2cosα=2.5×40cos20°=100cos20°；m3Z3cosα=5×40cos20°=200cos20°；m4Z4cosα=2.5×40cos15°=100cos15°∵rb1=rb2=100cos20°∴1)和2)渐开线形状完全相同。又∵m1=m3=5mm，α1=α3=20°∴1)和3)能正确啮合。∴此题答案为A和C。【例题5】变位齿轮与用同一齿条刀具加工出来的同齿数的标准齿轮相比，以下参数不相同的有()。解题分析此题考查到变位齿轮与标准齿轮的区别。从变位齿轮和标准齿轮的加工方法角度分析，变位齿轮的分度圆与刀具中线相割或相离，而标准齿轮为相切。因此分度圆的齿厚不同，而db、d、α都相同。解：此题答案为“C”。【例题6】两个标准直齿圆柱外齿轮的分度圆直径和齿顶圆直径分别相等，一个是短齿制，一个是正常齿制。那么如下关于模数、齿数、齿根圆直径和齿顶圆上渐开线曲率半径(ρa)的关系是：(在空格内填“＞”“＜”“＝”)(1)m短齿______m正常齿(2)Z短齿________Z正常齿(3)df短齿______df正常齿(4)ρa短齿_______ρa正常齿解题分析此题为齿轮的参数计算题演化而成，解题时必须充分弄清齿轮的齿制及不同的参数项目对应的公式，再利用数学相关知识求解。解：设齿轮1为正常齿制，齿轮2为短齿轮制。那么：(1)m1Z1=m2Z2________________①m1(Z1+2)=m2(Z2+1.6)______②即m1Z1+2m1=m2Z22∴2m12∴m1/m2=1.6/2＜1∴m1＜m2(2)m1Z1=m2Z2∴m1/m2=Z2/Z1＜1∴Z2＜Z1(3)df1=m1(Z1-2.5)df2=m2(Z2-2.2)∴df1-df2=m1Z11-m2Z222122-2m1121221)＞0∴df1＞df2(4)∵ρa=(ra2-rb2)^2∴ρa1=((da1/2)2-(m1Z1cosα/2)2)^2ρa2=(da2/2)2-(m2Z2cosα/2)2)^2∵da1=da2m1Z1cosα=m2Z2cosа∴ρa1=ρa2∴(1)m短齿＞m正常齿(2)Z短齿＜Z正常齿(3)df短齿＜df正常齿(4)ρa短齿=ρa正常齿【例题7】如下图，模数为m，齿数分别为Z1、Z2的两个标准渐开线齿轮的啮合传动图。da、rb，那么：(1)当a=m/2(Z1+Z2)时，试作出节点P及一对节圆并注出其半径r1′、r2′；(2)作出啮合角α′；(3)作出实际啮合线B1B2及理论啮合线N1N2；(4)两齿轮的pb1_________pb2时，才能正确啮合，实际啮合线B1B2_________pb时，传动才能连续；(5)假设α稍微增大，那么O2P/O1P是否恒定_______，此时α′＝_______；理论啮合线将变_______，实际啮合线将变______。解题分析此题对齿轮的啮合特点的四个方面(保持传动比恒定、传动可别离性、正确啮合条件及连续传动条件)进行了全面的考查。而节点、节圆、啮合角、啮合线的作图必须从各自的定义入手。解：(1)、(2)、(3)见图所示；(4)＝；＞；(5)恒定；arccos(rb/r′);长；短。【例题8】如下图为齿轮z1、z2、z3、z4所组成的复合机构。(1)假设Z1为左旋的斜齿圆柱齿轮且要求使轴Ⅱ上所受轴向力最小，那么轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的旋转方向分别如何?(2)齿轮Z1、Z2能正确啮合的条件是；(3)圆锥齿轮Z3、Z4的分度圆锥角δ1=________，δ2=______。解题分析此题考查了齿轮的受力分析、斜齿轮的啮合条件及锥齿轮的相关参数等知识点。斜齿轮、锥齿轮所受的法向正压力都可分解为轴向力(Fa)、径向力(Fr)和圆周力(Ft)。Fr的方向都由接触点指向轮心；Ft对从主动轮来说为阻力与主动轮的运动方向相反，对从动轮来说为动力与从动轮的运动方向相同；Fa对锥齿轮来说由接触点指向大端，斜齿轮的Fa由主动轮的左(右)手定那么判别(即左旋用左手，右旋用右手)。斜齿轮的啮合条件为法面模数和压力角分别相等且螺旋角大小相等方向相反。锥齿轮的分度圆锥角一般有δ1+δ2＝90°。解：(1)由于锥齿轮Z3的轴向力Fa3(←)，那么假设使轴Ⅱ上所受轴向力最小，那么Fa2(-->)，所以Fa1(←)。再由左手定那么判断知n1(减少)∴n2(增大)、n3(增大)、n4(《--)；(2)mn1=mn2或α1=α2或β1=-β2；(3)arctg(Z2/Z1)，90°-arctg(Z2/Z1)。【例题9】一对标准安装的直齿圆柱齿轮，转向相同。Z1＝24，Z2＝49，m=4mm，采用短齿制。求两齿轮的分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；齿根圆直径df1、df2及标准中心距a。解题分析此题为齿轮的参数计算题。两齿轮的转向相同为隐含条件，说明此对齿轮为内啮合齿轮，采用短齿制那么计算时ha*取0.8，c*取0.3。解：∵两齿轮的转向相同，那么此对齿轮为内啮合齿轮∴d1=mZ1=4×24=96(mm)；d2=mZ2=4×49=196(mm)；da1=m(Z1+2ha*)=4(24+2×0.8)=102.4(mm)；da2=m(Z2-2ha*)=4×(49-2×0.8)=189.6(mm)；df1=m(Z1-2ha*-2c*)=4(24-2×0.8-2×0.3)=87.2(mm)；df2=m(Z2+2ha*+2c*)=4(49+2×0.8+2×0.3)=204.8(mm)；名师点拨一对外啮合齿轮意味着两个齿轮都为外齿轮，而一对齿轮内啮合那么为一个齿轮为内齿轮另一个齿轮为外啮合(而非两个齿轮都为内齿轮)。【例题10】上右图所示为一皮带运输装置的传动简图。电动机功率为6KW，转速n1=960r/min。小带轮直径D1=200mm，大带轮直径D2=480mm。减速器为标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=5mm，大齿轮的转速为n3=100r/min，齿轮传动中心距a=250mm。试求：(1)传动的总传动比i总；(2)齿轮的齿数Z1、Z2；(3)假设卷筒直径D=500mm，运输带有效拉力F=1.5KN，传动总效率为0.8，试校验所选用电机功率是否足够。解题分析此题为带传动与齿轮传动的综合应用。传动的总传动比等于首末两轴的转速之比，也等于各分级传动比的连乘积，再结合外啮合齿轮传动中心距公式联立方程组，求齿轮齿数Z1、Z2；据卷筒直径及Ⅲ轴转速n3即可求υ卷，再据Fυ卷/∮总＜P电是否成立来判定电机功率是否足够。解：(1)i总=n1/n3=960/100=9.6；(2)i总=D2/D1×Z2/Z1即480/200×Z2/Z1∴Z2/Z1=4______________①又a=m/2(Z1+Z2)即250=5/2(Z1+Z2)∴Z1+Z2=100__________②由①、②两式联立解得：Z1=20Z2＝80(3)υ卷=n3πD卷/〔60×103)=100×3.14×50060×103=2.62(m/s)；∴Fυ卷∮总=(1.5×2.62)/0.8=4.91(KW)＜6KW∴此电机功率足够。机械根底单元测试试题〔链传动和齿轮传动〕姓名_____________成绩_______________一、填空题1.套筒滚子链的接头形式有_________、_________和_________三种形式。其中形式______应用于链节数为奇数的场合。2.从____________和______________两个方面来考虑，齿轮传动应满足传动要平稳和承载能力强的两个根本要求。b=45mm,渐开线上某点的曲率半径ρa=60mm，那么渐开线上该点的压力角的大小等于____________________________________(用反三角函数表示)。4.渐开线的形状取决于______________。当基圆半径趋于无穷大时，渐开线是____________，齿轮就变成了________。5.渐开线上各点的压力角___________，越远离基圆压力角___________，基圆的上压力角为_______。6.模数是齿轮几何尺寸计算中最根本的一个参数。斜齿轮的标准模数为____________，锥齿轮的标准模数为____________。7.一标准直齿圆柱齿轮(α=20°，ha*=1,c*=0.25)的da=224mm，h=15.75mm，那么该齿轮的齿数Z=______,齿根圆直径df=________。8.一对标准直齿圆柱齿轮传动，i12=3，n1=600r/min，中心距a=168mm，模数m=4mm，那么n2＝_________，Z1=______，Z2______。9.一个齿轮的齿根圆比基圆大，那么此外齿轮的最少齿数为_____。10.一对齿轮能保证连续传动的条件是______。11.斜齿圆柱齿轮的螺旋角β一般为_____，而人字齿轮的螺旋角β范围是______。12.内啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为_________________________________。13.齿轮的加工方法就加工原理来说有_______和______，其中精度和效率都较高的是_______，加工过程中可能会发生根切现象的是_________。14.齿轮的轮齿点蚀绝大多数先发生在_________，齿面胶合一般首先发生在_______，塑性变形主动轮产生塑性变形后齿面沿节线处就形成______，从动轮沿节线处形成_______。二、判断题(正确的后面画“”，错误的画“×”)()1.链传动的承载能力与链的排数成正比，为防止受载不均匀，排数一般不超过四排。()2.齿形链具有比压大、不易磨损、传动平稳、传动速度高、噪音小等特点。()3.渐开线上任一点的法线、基圆公切线、发生线和啮合线是四条不同的线。()4.渐开线上各点的曲率半径是指渐开线上的某点到齿轮转轴中心之间的距离。()5.外齿轮的渐开线在基圆外产生，而内齿轮的渐开线是在基圆内产生。()6.Z=16与Z=20的齿轮相比，Z=20的齿轮的几何尺寸更大。()7.模数m=pπ，由于π为无理数，因此模数是一个有单位的无理数。()8.标准齿轮就是具有标准模数和标准压力角且分度圆上齿厚等于齿槽宽的齿轮。()9.7-6-6-GMJB179-83标记中，加点的6表示的含义是接触精度等级。()10.大小齿轮的齿数分别为42和21，当两齿轮互相啮合传动时，大齿轮转速高，小齿轮转速低。三、选择题1.链传动的类型中，用于运输机械驱动输送带等的是(____)。2.套筒滚子链中组成的零件间为过盈配合的是(____)。3.以下各选项中能保证瞬时传动比恒定的是(____)。4.以下不能实施空间传动的是(____)。5.以下各齿轮传动中，不会产生轴向力的是(____)。6.标准齿轮中压力角α＜20°的部位在(____)。7.以下有关顶隙的说法错误的选项是(____)。A.顶隙c=c*·mB.顶隙的存在可防止一齿轮的齿顶与另一齿轮的齿槽底部接触8.以下关于内齿轮与外齿轮区别的论述不正确的选项是(____)。A.外齿轮的齿廓是内凹的，内齿轮的齿廓是外凸的B.内齿轮的齿厚相当于外齿轮的齿槽宽C.内齿轮的齿顶圆在它的分度圆之内，外齿轮的齿顶圆在其分度圆之外D.内齿轮中心距a=m/2(Z2-Z1)、外齿轮中心距a=m/2(Z2+Z1)9.一对标准直齿轮，安装中心距比标准值略大时，保持不变的是(____)。10.一对标准直齿圆柱齿轮能正确啮合的条件是(____)。n1=mn2，α1=α2=20°，β1=±β21=m2b1=pb21=p211.对于齿条，不同齿高上的齿距和压力角的关系是(____)。A.齿距相同，压力角不同B.齿距不同，压力角相同C.齿距不相同，压力角不相同D.齿距相同，压力角相同12.以下关于斜齿轮特点的论述中，正确的选项是(____)。A.承载能力较直齿轮小B.传动不如直齿轮传动平稳13.以下各变位齿轮中，仍能保证分度圆与节圆重合的是(____)。14.开式齿轮传动中，一般不会发生的失效形式为(____)。四、问答题1.有四组模数都为3mm的齿轮：(A)Z1=18,Z2=38；(B)Z1=22,Z2=36；(C)Z1=12,Z2=44；(D)Z1=12,Z2=42，现凑配中心距a=84mm。(1)假设四组齿轮都为标准齿轮传动时，那么___________组适合；(2)假设使四组都能满足要求，那么(A)、(B)、(C)、(D)四组齿轮分别为___________、________、______________、____________；此时两分度圆仍能保持相切的是组_________；啮合角不等于压力角的是______组。2.分别用仿形铣刀和齿条插刀切制出齿数都是12的两个渐开线标准齿轮(正常齿制)那么：(1)齿轮A的齿形_______，齿轮B的齿形________；(2)_________齿轮的加工精度高，_______齿轮的加工精度低；(3)将A、B两齿轮分别与标准齿条啮合，那么A齿轮_________，B齿轮_________。下左图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器。o1为主动轴，转向如图，主动轴上的小齿轮为右旋。为使作用在中间轴o2上的轴向力最小，那么：(1)齿轮2、3、4的旋向分别为_____、_____、_______；(2)齿轮1、4的轴向方向分别为_________、_______；(3)画出齿轮2、3、4的旋转方向；(4)在图中作出轮2、轮3的受力图。4.一对直齿圆锥齿轮传动，Z1为主动轮，旋转方向如上右图所示。(1)标出所有视图中所有齿轮的旋转方向；(2)主视图中Z1的轴向力方向为，左视图中Z2的圆周力方向为______；(3)Z1、Z2上所受的径向力都由接触点______轮心；(4)Z1、Z2上所受的轴向力都由接触点指向_________。五、计算题1.某机床主轴箱一对标准直齿圆柱齿轮，Z1=21，Z2=63，m=2.5mm，试求：(1)该对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径；(2)周节、齿槽宽及齿厚；(3)齿顶高、齿根高及全齿高；(4)正确安装时的中心距。2.有一对正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，小齿轮遗失。现测得大齿轮的齿根圆直径df2=123.75mm,大齿轮齿数Z2=52，两轮轴孔中心距a=112.5mm，试求新配的小齿轮齿数Z1。六、综合题某变速箱中，原设计一对直齿轮，齿数分别为21、63，模数m=3.5mm。现测得两轮轴孔中心距a=150mm。(1)试求两轮的节圆直径和啮合角(α′)；(2)假设使所选用齿轮能够满足中心距a=150mm的要求，试思考重新设计的方案。轮系【教学目标】1.了解轮系传动的类型和应用特点；，尤其是末端带移动件的移动速度和移动距