汽车机械基础 全套课件 绪论、单元1-10 平面机构的结构分析 -液压与气压传动

绪论一、课程概述二、机器和机构三、机器的组成四、构件和零件

学习导入一、课程概述二、机器和机构1.机器机器具有三个特征：1）机器都是由许多构件组合而成的；2）组成机器的各个构件之间具有确定的相对运动；3）可代替或减轻人的劳动，完成做功或转换能量。2.机构

机构是由若干个构件（零件）组成的用来传递运动和动力的系统，它只符合机器的前两个特征，而不能实现机械能的转换。若不考虑做功和能量转换方面的问题，仅从结构和运动的角度来看，机构和机器之间是没有区别的。三、机器的组成1.动力部分2.传动部分3.执行部分4.控制部分四、构件和零件1.构件构件是机器中的运动单元，是相互之间能做相对运动的物体。按运动状况，构件可分为固定构件和运动构件。2.零件零件是机器中最基本的制造单元体，零件分为两类：一类称为通用零件，一类称为专用零件。3.构件与零件之间的关系构件可以是单一零件，如汽车发动机的曲轴，也可以是由多个零件组成的一个刚性整体，如汽车发动机的连杆。绪论一、课程概述二、机器和机构三、机器的组成四、构件和零件

学习导入一、课程概述二、机器和机构1.机器机器具有三个特征：1）机器都是由许多构件组合而成的；2）组成机器的各个构件之间具有确定的相对运动；3）可代替或减轻人的劳动，完成做功或转换能量。2.机构

机构是由若干个构件（零件）组成的用来传递运动和动力的系统，它只符合机器的前两个特征，而不能实现机械能的转换。若不考虑做功和能量转换方面的问题，仅从结构和运动的角度来看，机构和机器之间是没有区别的。三、机器的组成1.动力部分2.传动部分3.执行部分4.控制部分四、构件和零件1.构件构件是机器中的运动单元，是相互之间能做相对运动的物体。按运动状况，构件可分为固定构件和运动构件。2.零件零件是机器中最基本的制造单元体，零件分为两类：一类称为通用零件，一类称为专用零件。3.构件与零件之间的关系构件可以是单一零件，如汽车发动机的曲轴，也可以是由多个零件组成的一个刚性整体，如汽车发动机的连杆。单元一平面机构的结构分析课题一运动副课题二平面机构的运动简图课题三平面机构的自由度课题一运动副及其分类一、运动副概述二、运动副的特点一、运动副概述

1.运动副定义：

两构件直接接触且又能产生一定形式的相对运动的可动连接。2.运动副的分类：1）低副二、运动副的特点课题二平面机构的运动简图一、机构运动简图及其作用二、机构运动简图的符号三、平面机构运动简图的绘制

1.机构运动简图的定义用规定的线条和符号表示构件和运动副，绘出能够表达各构件间相对运动关系的简图称为机构运动简图。

2.机构运动简图的作用

利用机构运动简图可以表达一部复杂机器的传动原理，可以进行机构的运动和动力分析。

一、机构运动简图及其作用

二、机构运动简图的符号

1.构件的表示方法2.运动副的表示方法三、平面机构运动简图的绘制绘制平面机构运动简图一般按下述步骤进行：1.分析机构的结构和运动情况2.确定构件、运动副的类型和数目3.选择视图平面4.选定适当的比例绘制机构运动简图例1-2-1

试绘制图1-2-8所示汽车发动机的机构运动简图。选择适当的比列尺，按照规定的线条和符号，绘出该机构的运动简图，如图1-2-9所示。课题三平面机构的自由度一、自由度与约束条件二、平面机构自由度的计算三、计算平面机构自由度时应注意的问题四、平面机构具有确定运动的条件一、自由度与约束条件

1.一个作平面运动的自由构件具有3个自由度。

2.约束

当2个构件组成运动副之后，它们的独立运动就受到限制，自由度数也随之减少。这种对构件独立运动所加的限制称为约束。自由度减少的个数等于约束的数目。

3.低副引入2个约束，减少2个自由度。图1-3-2所示的转动副约束了2个移动的自由度，只保留了1个相对转动的自由度；图1-3-3所示的移动副约束了沿Y轴的移动和平面内的转动2个自由度，只保留沿X轴移动的自由度。

4.高副引入1个约束，减少1个自由度。图1-3-4所示的凸轮高副和图1-3-5所示的齿轮高副只约束了沿接触点A处公法线n—n方向的自由度，保留了绕接触点的转动和沿接触点公切线t—t方向的移动2个自由度。二、平面机构自由度的计算

1.平面机构自由度的计算公式2.举例说明平面机构自由度的计算方法

按同样的方法计算出图1-3-8所示机构的自由度F=1，因此它只需要一个主动件便具有确定的相对运动。三、计算平面机构自由度时应注意的问题应用公式F=3n-2PL-PH计算机构的自由度时，必须注意以下几个问题。

1.复合铰链

2个以上的构件用转动副在同一轴线上连接就构成复合铰链。如图1-3-9所示是由3个构件组成的复合铰链，由图1-3-10可清楚地看出，这3个构件组成2个转动副。依次类推，若有m个构件组成的复合铰链，其转动副的个数应为m-1，在计算机构自由度时要注意复合铰链，切不可将其看做1个转动副。

例1-3-1计算如图1-3-11所示摇筛机构的自由度。2.局部自由度

机构中某些构件所具有的不影响机构输出与输入运动关系的自由度称为局部自由度。如图1-3-12所示的凸轮机构中，滚子本身轴线的转动不影响其他构件的运动，该转动的自由度即为局部自由度。计算时先把滚子2看成与从动件3连成一体，消除局部自由度，再计算该机构的自由度。局部自由度虽然不影响机构的运动规律，但可以将滑动摩擦变为滚动摩擦，改善机构的工作状况，因此在机械中常有局部自由度存在。由公式得，F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=13.虚约束在运动副引入的约束中，有些约束所起的限制作用是重复的。这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构自由度时，应将虚约束除去不计。如计算图1-3-14机构的自由度时，应将产生虚约束的构件5及运动副除去不计。四、平面机构具有确定运动的条件机构是用运动副连接起来且有1个构件为机架的具有确定运动的构件系统。而所谓机构具有确定运动，是指该机构中所有构件在任一瞬时的运动都是完全确定的。但不是任何构件系统都能实现确定的相对运动，因此也就不是任何构件系统都能成为机构。构件系统能否成为机构，可以用是否具有确定运动的条件来判别。平面机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目必须等于机构的自由度数。单元二平面连杆机构课题一铰链四杆机构的组成和分类课题二铰链四杆机构的基本特性课题三铰链四杆机构的演化及应用课题一铰链四杆机构的组成和分类一、平面连杆机构的特点及应用二、铰链四杆机构的组成三、铰链四杆机构的基本类型一、平面连杆机构的特点及应用

1.平面连杆机构特点最常用的平面连杆机构是具有四个构件（包括机架）的低副机构，称为平面四杆机构，平面四杆机构中各构件均以转动副相连的称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。铰链四杆机构是四杆机构的基本形式，也是其他多杆机构的基础。2.平面连杆机构应用

最常用的平面连杆机构是具有四个构件（包括机架）的低副机构，称为平面四杆机构，平面四杆机构中各构件均以转动副相连的称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。铰链四杆机构是四杆机构的基本形式，也是其他多杆机构的基础。

判断下面两图是不是铰链四杆机构。二、铰链四杆机构的组成构件2（连杆）构件3（连架杆）构件1（连架杆）构件4（机架）曲柄摇杆如上图所示，在铰链四杆机构中，固定不动的构件4称为机架，不与机架直接相连的构件2称为连杆，与机架相连的构件1、3称为连架杆。曲柄——如果连架杆能作整周旋转，则称为曲柄。摇杆——如果连架杆仅能在某一角度（小于180°）范围内摇摆，则称为摇杆。三、铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构按两连架杆的运动形式，分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。1.曲柄摇杆机构

铰链四杆机构中，若两个连架杆中的一杆为曲柄，另一杆为摇杆，则此机构称为曲柄摇杆机构。而且，曲柄和摇杆均能作为主动件。2.双曲柄机构铰链四杆机构的两个连架杆均为曲柄称为双曲柄机构。如下图所示的惯性筛机构，原动机带动一个曲柄等速转动，通过连杆，带动另一个曲柄作等速转动，滑块变速运动，实现筛床的筛分工作。3.双摇杆机构

铰链四杆机构的两个连架杆均为摇杆称为双摇杆机构。如下图所示的港口起重机采用的就是双摇杆机构，当两摇杆摆动时，使连杆的延长点做近似于水平直线的运动，由此可避免因重物升降而引起的不必要的能量消耗。课题二铰链四杆机构的基本特性一、曲柄存在的条件二、急回特性三、死点位置

1.曲柄存在的条件是：（1）连架杆与机架中必有一杆是最短杆。

（2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和。

2.铰链四杆机构的三种基本类型的判别方法

（1）若满足最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和，则：①若连架杆之一是最短杆，则机构是曲柄摇杆机构。（如下图）

一、曲柄存在的条件

②若机架是最短杆，则机构是双曲柄机构。（如下图）

③若连杆是最短杆，则机构是双摇杆机构。（如下图）（2）若最短杆与最长杆的长度之和大于其他两杆的长度之和，则无论各杆件的长度、位置如何、取哪一根杆件作为机架，机构均为双摇杆机构。3.铰链四杆机构三种基本类型的判断流程

在曲柄摇杆机构中，曲柄作匀速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度（即ν2＞ν1），这种性质称为机构的急回特性。二、急回特性

1、定义如下图所示的曲柄摇杆机构中，以摇杆CD为主动件，当连杆BC与从动曲柄AB共线时，这时主动摇杆CD通过连杆BC作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，不论用多大的力推动从动曲柄AB，机构都不运动或者出现运动不确定现象，机构的这种位置称为“死点位置”。三、死点位置2、机构出现死点位置的条件若为曲柄摇杆机构，首先应满足摇杆作为为主动件。3、死点位置的应用在生产生活实践中，对于传动机构来说，机构有死点位置是不利的，应采取措施使机构顺利通过死点位置。对于连续回转的机器，通常采取的措施有：

（1）利用从动曲柄自重或安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死点。3、死点位置的应用

（2）增设辅助机构。（3）多组机构错列。3、死点位置的应用工程上有时也利用机构死点位置的性质来实现某些特定要求。课题三铰链四杆机构的演化及应用一、曲柄滑块机构二、导杆机构如下图所示的曲柄摇杆机构。如果把左图中的摇杆CD转化为滑块，则会转化为曲柄滑块机构，如右图所示，当曲柄AB旋转时，通过连杆BC带动滑块C作往复直线运动。所以，曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的一种演化形式。当把曲柄摇杆机构的转动副扩大，使转动副变成移动副之后，就变成了曲柄滑块机构。一、曲柄滑块机构在机器、汽车上，曲柄滑块机构的应用非常广泛。如下图所示的内燃机气缸应用了曲柄滑块机构。滑块C（即内燃机活塞）为主动件，曲柄AB（即内燃机曲轴）为从动件，滑块C的往复直线运动通过连杆BC转换成曲柄AB的旋转运动。如下图所示的冲压机也应用了曲柄滑块机构。曲柄AB（即冲压机曲轴）为主动件，滑块C（即冲压机冲压头）为从动件，曲柄AB的旋转运动转换成滑块C的上下往复直线运动，完成对工件的冲压动作。机构中与另一运动构件组成移动副的构件称为导杆，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。导杆机构可以看成是在曲柄滑块机构的基础上演变而来的。在曲柄滑块机构中，选择不同的构件作为机架可以得到不同的演化机构。二、导杆机构在生产实践中，导杆机构的应用也非常广泛。如下图所示的牛头刨床的主运动机构是摆动导杆机构。主动曲柄AB作匀速回转运动，从动导杆BC作往复摆动，带动牛头刨床的滑枕作往复直线运动。如下图所示的手动抽水机是移动导杆机构。按压、提升手柄1，可以使活塞杆（杆3）在抽水机筒内（杆4）上下移动，从而完成抽水动作。单元三凸轮机构课题一凸轮机构的结构及类型课题二凸轮机构的工作过程及从动件运动规律课题一凸轮机构的结构及类型一、凸轮机构概述二、凸轮机构的分类、特点和应用一、凸轮机构概述如图3-1-1所示，凸轮机构是由凸轮1、从动件2和机架3组合而成的一种高副机构。其中凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通常作为主动件作匀速转动或移动，使从动件在凸轮的曲线轮廓或者凹槽的驱动下，按照预定运动规律作往复直线运动或摆动。凸轮机构的优点：结构简单、紧凑，只要设计出适当的凸轮轮廓，就可以使从动件实现任意预期的复杂运动；具备高速起动性能，动作可靠准确。凸轮机构的缺点：凸轮机构是高副机构，易磨损，只宜用于传力不大的场合；从动件的行程不宜过大，否则会使凸轮尺寸变化过大，机构变得笨重；凸轮精度要求较高，制造较复杂，一般需用数控机床进行加工。二、凸轮机构的分类、特点和应用按照凸轮的几何形状分为三种：盘形凸轮、圆柱凸轮、移动凸轮；按照从动件的端部结构形式，凸轮机构可以分为：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件这三种类型。

1.盘形凸轮如图3-1-1所示的凸轮机构就是一种盘形凸轮，也叫平板凸轮，是凸轮的最基本形式。这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮1绕固定轴转动时，可以使从动件2在垂直于凸轮轴的平面内作往复直线运动。在盘形凸轮机构中，凸轮是主动件，绕轴作旋转运动，这种形式在工程上应用最为广泛。如图3-1-2所示的内燃机配气机构就应用了盘形凸轮机构。盘形凸轮转动时，其外缘轮廓迫使从动件（气门杆）向下移动打开气门，可燃混合气体进入气缸，当凸轮的最大半径处与气门杆接触时，气门完全打开；当凸轮的最小半径处与气门杆接触时，气门保持关闭。这样气门按预定时间打开或关闭，以完成内燃机的配气功能。如图3-1-3所示的绕线机排线盘形凸轮机构。绕线轴3连续快速转动，经蜗杆传动带动凸轮1缓慢转动，通过凸轮高副驱动从动件2往复摆动，从而使线均匀地缠绕在绕线轴上。

2.圆柱凸轮如图3-1-4所示为圆柱凸轮。凸轮为一圆柱体，曲线轮廓可以开在圆柱体的断面也可以在圆柱面上开出曲线凹槽。当圆柱凸轮旋转时，圆柱体上的凹槽迫使从动件作往复移动或绕定点摆动。典型应用圆柱凸轮的工程实例是自动车床刀架进给机构，如图3-1-5所示。圆柱凸轮转动时，其凹槽带动摆杆绕固定轴往复摆动，从而通过其上的扇形齿轮与齿条啮合，推动与齿条相固定连接的刀架按一定规律运动，实现进刀和退刀。

3.移动凸轮如图3-1-6所示的靠模车削机构应用了移动凸轮。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，这时凸轮将作往复直线运动，从而推动从动件作往复运动，通常称这种凸轮为移动凸轮。

4.尖顶从动件如图3-1-7所示，尖顶从动件按运动形式又分为移动式和摆动式两种。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，因而能实现任意预期的运动规律，但因尖顶与凸轮呈点接触，极易磨损，故只适用于轻载、低速的凸轮机构和仪表中。

5.滚子从动件如图3-1-8所示，滚子从动件按运动形式也分为移动式和摆动式两种。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的接触为线接触，两者之间是滚动摩擦，故磨损较小，改善了工作条件。因此，可用来传递较大的动力，在工程上应用也最广泛。但是滚子从动件可实现的运动规律有局限性，因结构尺寸和重量较大，且滚子销轴处有配合间隙，虽然可用于高速运动，但对高速运动也有不利影响。如图3-1-9所示为冲床装卸料凸轮机构，其从动件是滚子从动件，也可以看成是移动凸轮机构，原动凸轮1固定于冲头上，当其随冲头往复上下运动时，通过凸轮高副驱动滚子从动件2以一定规律往复水平移动，从而使机械手按预期的输出特性装卸工件。如图3-1-10所示为罐头盒封盖凸轮机构，其从动件应用了滚子从动件。原动件1连续匀速转动，通过带有凹槽的固定凸轮3的高副导引滚子从动件2上的端点C沿预期的轨迹——接合缝S运动，从而完成罐头盒的封盖任务。

6.平底从动件如图3-1-11所示，平底从动件按运动形式分为移动式和摆动式两种。平底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楔形油膜，故润滑条件好、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，从动件受力平稳，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。课题二凸轮机构的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。如图3-2-1所示，为一对尖顶移动从动件盘形凸轮机构的工作原理图。凸轮回转时，从动件作“升——停——降——停”的运动循环。凸轮按逆时针方向回转，从动件位于最低位置时，它的尖端与凸轮轮廓上点A接触。凸轮旋转一圈，从动件的尖端又回到点A。如果把凸轮机构的工作过程用曲线表示，横坐标表示凸轮转过的角度δ，纵坐标表示从动件的位移情况S，那么这条曲线就叫做从动件的位移线图，如图3-2-1b所示。从动件的位移线图反映了从动件的变化规律，可以据此来设计凸轮的轮廓。二、从动件常用的运动规律1.等速运动规律等速运动规律是指当凸轮作匀速转动时，从动件在运动过程中的速度为常数，即速度保持不变。如图3-2-2所示。2.等加速等减速运动规律当凸轮作等角速度旋转时，从动件在推程（或回程）的前半程作等加速运动，后半程作等减速运动，这种运动规律称为等加速等减速运动规律，如图3-2-3所示。单元四带传动和链传动课题一带传动课题二链传动课题一带传动一、带传动概述二、带传动的类型、特点和应用三、V带传动四、带传动的张紧与维护一、带传动概述

1.带传动的组成带传动一般由固定于主动轴上的带轮（主动轮）、固连于从动轴上的带轮（从动轮）和紧套在两轮上的挠性带组成，工作时依靠带与带轮之间的摩擦或啮合来传递运动和动力，如图4-1-1所示。2.带传动的工作原理摩擦型带传动的工作原理就是靠传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力，理论上为静摩擦力。啮合型带传动（也称同步带传动）的工作原理是靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合来实现运动和动力的传递。

3.带传动的传动比i12

机构中瞬时输入速度与输出速度的比值称为机构的传动比。对于带传动的传动比就是主动轮转速与从动轮转速之比，也等于两带轮直径的反比，通常用i12表示：二、带传动的类型、特点和应用根据工作原理不同，带传动分为摩擦型带传动和啮合型带传动两大类。摩擦型带传动有平带传动、V带传动、多楔带传动、圆带传动；啮合型带传动有同步带传动。

1.平带平带是由多层胶帆布构成，截面形状为扁平矩形，工作面为内表面，如图4-1-2、图4-1-3所示。2.V带

V带的截面形状为梯形，底面不与带轮接触，两侧面为工作表面，如图4-1-7、图4-1-8所示。

V带特点：其它条件相同时，V带的承载能力是平带的3倍。且经常多根并用，承载能力大。传递相同功率时，结构比平带要紧凑的多。V带应用：一般机械常用V带传动。应用最为广泛，但只能用于开口式传动。例如，手扶拖拉机、轿车发动机。3.多楔带在汽车上除了大量使用V带之外，还使用多楔带。多楔带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，如图4-1-8所示。多楔带特点及应用：相当于多个小V带组成，兼有平带传动和V带传动的优点。主要应用于发动机、电机等动力设备传动。4.圆带圆带的横截面为圆形（如图4-1-9所示），与平带一样可适用于开口式、交叉式、半交叉传动。圆带特点及应用：因为摩擦力有限，带传动没有其他带传动的功率大，同时带传动存在相对滑动，瞬时传动比不准确，但是可以过载保护，结构简单、制造方便，抗拉强度高、耐磨损、耐腐蚀，使用温度范围广，易安装，使用寿命长。常用于载荷不大的传动，例如家用缝纫机、包装机、印刷机、纺织机等机器中。5.同步带同步带是以钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以聚氨酯或氯丁橡胶的环形带，带的内周制成齿状，使其与齿形带轮啮合，如图4-1-10所示。同步带特点及应用：传动比准确，传动平稳，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好。常用于数控机床、纺织机械等传动精度要求较高的场合。三、V带传动1.V带的组成结构V带已标准化，是无接头的环形带，其截面形状为梯形，两个侧面是工作面，它是由包布、顶胶、抗拉体、底胶四部分组成，抗拉体的结构形式有帘布芯结构和绳芯结构，如图4-1-11所示。2.V带的分类常用的有普通V带、窄V带、宽V带等，它们的楔角（V带两侧边的夹角α，如图4-1-12所示）均为40°。其他还有楔角为60°的大楔角V带、专用于汽车和拖拉机内燃机的V带、具有均布横向齿的齿形V带、由几条相同的普通V带或窄V带在顶面联成一体的联组V带等。其中普通V带应用最广，在这里主要介绍普通V带传动。

3.普通V带的型号表示普通V带按横截面尺寸由小到大分Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，在相同条件下，横截面尺寸越大，传递的功率越大，如图4-1-13所示。

4.普通V带的截面尺寸楔角为40°，相对高度为0.7的V带称为普通V带，其横截面如图4-1-14所示。顶宽b——V带横截面中梯形轮廓最大宽度。中性层——V带绕在带轮上产生弯曲时，外层受拉伸变长，内层受压缩变短，两层之间存在的长度和宽度均保持不变的层面。节宽bp——中性层面称为节面，节面的宽度称为节宽。高度h——梯形轮廓的高度。相对高度h/bp——带的高度与其节宽之比。

5.普通V带轮的参数V带轮一般由轮缘、轮毂、腹板（或轮辐）三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形槽，跟V带配合；轮毂是带轮与轴的连接部分；腹板（或轮辐）把轮缘与轮毂连接成整体。普通V带轮的结构及参数如图4-1-15所示。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，如图4-1-15、图4-1-16所示。带轮基准直径dd是带传动的主要设计计算参数之一，dd的数值已标准化，应按国家标准选用标准系列值。带轮的基准直径不能太小，否则在工作时带在带轮上弯曲变形严重。基准宽度bd——基准宽度是指和配用的V带的节面处于同一位置的轮槽宽度，它等于带的节宽bp，即bd=bp。槽角——指轮槽横截面两侧边的夹角，它是与普通V带的楔角相配合的。轮槽的槽角应比普通V带的楔角=40°小，槽角通常取38°、36°、34°。

6.小带轮的包角α1小带轮的包角α1是指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。包角越小，接触弧长越短，接触面间所产生的摩擦力总和也就越小。为了提高V带的承载能力，包角就不能太小，一般小带轮包角≥120°，如图4-1-17所示。

7.中心距a中心距a是指两带轮中心连线的长度，如图4-1-17所示。两带轮中心距增大，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。中心距一般根据实际结构要求来确定，但是如果没有给出中心距，可以按照下式确定中心距，即：

8.V带传动的传动比i一般情况下，V带传动的传动比，通常取2～7。根据带传动的传动比计算公式，对于V带传动，如果不考虑带与带轮间打滑因素的影响，其传动比计算公式可用主、从动轮的基准直径来表示：

9.带速V带速一般取5～25m/s。带速v过快或过慢都不利于带的传动。带速太低，在传递一定功率时，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。

10.V带的根数ZV带的根数越多，传递功率越大。但是根数过多，受力会不均匀。所以要合理选择V带的根数Z。四、带传动的张紧与维护1.带传动的张紧装置

（1）通过改变中心距调整1）当带处于竖直位置时，通过旋转装置中的调整螺母，使电动机连同带轮一起绕摆动轴转动，改变带轮之间的垂直方向中心距，使张紧力增大或减小，如图4-1-18所示。适用于两轴线水平或倾斜角度不大的传动。2）当带处于水平位置时，通过旋转调整螺钉，使电动机连同带轮一起做水平方向移动，从而改变两带轮之间的水平方向中心距，使张紧力增大或减小，如图4-1-19所示。适用于两轴线水平或倾斜角度不大的传动。3）采用靠带轮及浮动架的重力使带轮及浮动架绕一固定轴摆动来实现带的自动张紧，如图4-1-20所示。

（2）利用张紧轮调整当两带轮的中心距不能调整（定中心距）时，可采用张紧轮定期将带张紧。通过改变重锤G到转轴的距离来调整张紧力的大小，远离张紧力大，靠近时张紧力小，如图4-1-21所示。

2.带传动的安装与维护

（1）两带轮轴线必须平行，轮槽中线必须对正。安装带轮时，两带轮轴线必须相互平行，两带轮相对应的轮槽中线必须对正，不能偏移，偏移误差不应超过20′，带轮安装在轴上不得摇晃摆动，如图4-1-22所示，a）所示为理论的正确安装位置，b）、c）所示为带轮实际安装位置允许的误差。（2）带使用前，应预先拉紧一段时间；使用过程中，应定期检查、调整带的初拉力。带的张紧程度要适当，带的张紧程度以大拇指能将带按下15mm为宜，如图4-1-23所示。（3）带传动一般应安装防护罩，如图4-1-24所示。带不宜与酸、碱、油等介质接触，不宜在日光下暴晒工作温度一般不超过60℃。（4）为了使每根带受力均匀，同组带的型号、基准长度、公差等级及生产厂家应相同，多根带在使用时，如果其中一根带松弛或损坏，应全部同时更换，以免新旧带并用时，因长短不一而加速新带的磨损。（5）选带时带的型号和基准长度不要搞错，以保证带在轮槽中的正确位置，如图4-1-25所示，a）是正确的，b）是错误的。单元四带传动和链传动课题二链传动

汽车发动机的正时传动链

课题二链传动一、链传动概述二、链传动的类型、特点应用三、滚子链四、链传动的张紧与润滑一、链传动概述

1、链传动的组成

1－主动链轮

2－链条

3－从动链轮2、链传动的工作原理链条是由金属制成的环节，以钢销及连接板链接而成的具有挠曲性的条状物。当链条绕接于链轮时，与链轮的轮齿相互啮合，从而实现动力的传递。二、链传动的类型、特点、应用1、链传动的类型链传动传动链滚子链齿形链输送链起重链(1)滚子链特点：结构简单磨损较轻应用：适用于一般机械的链传动（2）齿形链特点：传动平稳性好、速度快、噪声较小，但结构复杂，拆装困难，易磨损，成本较高。适用于高速，低噪声、运动精度要求较高的传动装置。（3）输送链特点：形式多样，布置灵活。应用：用于输送工件、物品和材料，可直接用于各种机械上，也可组成链式输送机作为一个单元出现。（4）起重链特点：结构简单，承载能力大，工作速度低。应用：主要用于传递力，起牵引、悬挂物品的作用，兼作缓慢动作。2、链传动的特点优点：（1）能保证准确的平均传动。（2）传动功率大。（3）传动效率高，可达0．95～0．98。（4）可用于两轴中心距较大的场合。（5）能在低速、重载、高温及粉尘等恶劣条件下工作。（6）作用在轴及轴承上的力小。缺点：（1）不能保证准确的瞬时传动比，故不能用在要求精密传动的机械上。（2）链条的铰链磨损后，使链条节距变大，在传动中易脱落。（3）工作时有噪声。（4）安装及维护费用较高。（5）无过载保护作用。三、滚子链1、滚子链的结构组成：内链板外链板销轴套筒滚子

2、

滚子链的主要参数A节距B排数C长度3.链轮实心式孔板式组合式4、滚子链的标记滚子链分为A、B两个系列。其标记为：链号—排数—链节数—标准编号。5、链的传动比传动n1、n2——主、从动轮的转速，r/min；z1、z2——主、从动轮齿数。四、链传动的张紧与润滑1、链传动的布置（1）两个链轮的转动平面应在同一平面上，两轴线必须平行，否则易使链条脱落和产生不正常的磨损。（2）两链轮中心连线最好是水平的或接近水平，如需倾斜布置时，两链轮中心连线与水平线的夹角α应小于45°。尽量避免垂直传动，以免与下方链轮啮合不良或脱离啮合。（3）链传动的紧边在上，松边在下，以免松边下垂使链条与链轮被卡死或干涉。链传动的布置

2.链传动的张紧弹簧自动张紧重力自动张紧托板自动张紧张紧轮定期张紧3、链传动的润滑减少磨损，缓和冲击，提高承载能力，延长链及链轮的使用寿命单元五齿轮传动课题一齿轮传动的类型及特点课题二渐开线齿廓课题三渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算课题四其他齿轮简介课题五蜗杆传动齿轮传动是一种最重要、应用最广泛的机械传动形式，在汽车中的应用也非常多。汽车的变速器、分动器、主减速器、差速器就由齿轮组合而成的。没有齿轮汽车就无法实现动力传递、变速与变向的功能。课题一齿轮传动的类型及特点一、齿轮传动的常用类型二、齿轮传动的特点三、齿轮传动的传动比一、齿轮传动的常用类型齿轮传动是利用齿轮副来传递运动或动力的一种机械传动。齿轮传动的种类很多，可按不同的方法进行分类，一般按一对齿轮齿轮两轴线的相对位置分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动三种。按啮合情况分两轴平行按轮齿方向分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传动内啮合传动齿轮齿条传动两轴不平行相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动直齿锥齿轮传动曲线齿锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗杆传动二、齿轮传动的特点优点效率高结构紧凑工作可靠，寿命长传动比稳定缺点制造安装精度要求高价格较贵不宜传动距离过大的场合三、齿轮传动的传动比齿轮副的传动比如果过大，则会引起结构尺寸过大，给制造、安装带来不便。

一般圆柱齿轮副的传动比i≤8，圆锥齿轮副的传动比i≤5。课题二渐开线齿廓一、渐开线齿廓的形成及性质二、渐开线齿廓啮合的特点一、渐开线齿廓的形成及性质1、渐开线的形成动直线AB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。以同一个基圆上产生的两条反向渐开线为齿廓的齿轮称为渐开线齿轮2.渐开线的性质（1）发生线沿基圆上滚过的线段长度NK

等于基圆上被滚过的弧长

NC；

（2）渐开线上任意一点的法线必定与基圆相切；

（3）渐开线的形状取决于基圆的大小；基圆越大，渐开线越平直；（4）渐开线上各点的曲率半径不相等；离基圆越远，则曲率半径越大，渐开线越趋于平直；（5）渐开线上各点处的齿形角不相等。

（6）基圆内无渐开线。二、渐开线齿廓啮合的特点渐开线齿轮的传动比等于节圆半径的反比，也等于基圆半径的反比。啮合点一定在公切线N1N2上移动，N1N2称为啮合线。过节点作的圆称为节圆,一对齿轮传动时，相当于它的一对节圆作纯滚动。课题三渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及代号二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算四、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件和连续传动条件五、齿轮传动的失效形式一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及代号名称符号定义齿顶圆

在圆柱齿轮上，其齿顶所确定的圆称为齿顶圆。齿根圆

在圆柱齿轮上，其各齿槽底部所确定的圆称为齿根圆。分度圆d这是圆柱齿轮选定的设计齿轮的基准圆，是一假想曲面，标准齿轮在该圆上的轮齿齿厚和齿槽宽相等。齿距P在齿轮上，两个相邻而同侧的端面齿廓之间的分度圆弧长，称为齿距。齿厚s一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长，称为齿厚。齿槽宽e一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，称为齿槽宽。齿顶高

齿顶高是齿顶圆与分度圆之间的径向距离。齿根高

齿根高为齿根圆与分度圆之间的径向距离。齿高h齿高为齿顶圆和齿根圆间的径向距离。二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数1、齿数Z2、压力角α国标规定，渐开线齿轮分度圆上的齿形角α＝20°。3、模数m4、齿顶高系数ha*对于标准齿轮，规定ha=ha*m。我国标准规定：正常齿ha*＝1。5、顶隙系数c*对于标准齿轮，规定c＝c*m。我国标准规定：正常齿c*＝0.25。三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算齿距p=πm齿厚S=p/2=πm/2齿槽宽e=s=p/2=πm/2齿顶高ha=ha*m=m齿根高hf=（ha*+c*)m=1.25m齿高h=ha+hf=2.25m齿顶隙c=c*m=0.25m分度圆直径d=mz齿顶圆直径da=d+2ha=m（z+2)齿根圆直径df=d-2hf=m（z-2.5)中心距a=d1/2+d2/2=m（z1+z2)/2四、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件和连续传动条件1、正确啮合条件（1）模数相等m1=m2（2）分度圆上的齿形角相等，α1=α22、连续传动条件要使齿轮连续传动，必须保证在前一对轮齿啮合点尚未移到B1点脱离啮合前，

第二对轮齿能及时到达B2点进入啮合。显然两轮连续传动的条件为B1B2＞pb通常把实际啮合线长度与基圆齿距的比称为重合度，以ε表示，即

理论上，ε=1就能保证连续传动，但由于齿轮的制造和安装误差以及传动中轮齿的变形等因素，必须使ε＞1。重合度的大小，表明同时参与啮合的轮齿对数的多少，其值大则传动平稳，每对轮齿承受的载荷也小，相对地提高了齿轮的承载能力。

五、齿轮传动的失效形式齿面点蚀齿面胶合齿面磨损塑性变形轮齿折断过载折断疲劳折断课题四其他齿轮传动简介一、斜齿圆柱齿轮传动二、直齿锥齿轮传动三、齿轮齿条传动一、斜齿圆柱齿轮传动1、两轮齿同一端面进入啮合状态，接触线先由短变长，再由长变短，到另一端脱离啮合状态，重合度大，承载能力高，可用于大功率传动。2、轮齿上的载荷逐渐增加。又逐渐卸掉，承载和卸载平稳，冲击、振动和噪声小。

3、由于轮齿倾斜，传动中会产生一个轴向力。不能用作滑移齿轮。

4、斜齿圆柱齿轮在高速、大功率传动中应用十分广泛。二、直齿锥齿轮传动1、类型直齿锥齿轮斜齿锥齿轮曲线齿锥齿轮三、齿轮齿条传动

直齿条

斜齿条课题五蜗杆传动一、蜗杆传动概述二、蜗杆传动参数及啮合条件三、蜗杆传动特点及应用四、转动方向的确定一、蜗杆传动概述1、组成2、分类按旋向，分为左旋和右旋按头数，分为单头和多头按蜗杆形状不同圆柱蜗杆传动锥蜗杆传动环面蜗杆传动圆柱蜗杆又有阿基米德蜗杆、法向直廓蜗杆传动、渐开线蜗杆，阿基米德蜗杆应用最为广泛蜗杆传动的参数（1）模数m（2）导程角Ƴ（3）直径系数q（4）杆头数z蜗杆传动的传动比蜗杆传动的特点传动比大结构紧凑传动平稳噪声小可以自锁转动方向的确定1.判断螺旋方向2、判断蜗轮的回转方向单元六

轮系

课题一

轮系分类及其应用特点课题二

轮系传动比的计算学习导入课题一轮系的分类及特点一、轮系的概述二、轮系的应用特点一、轮系概述1.轮系的概念：用一对齿轮可以传递运动和转矩，并达到减速、增速及改变从动轴转向等目的。但是，在许多机械中，为了获得大的传动比或变换转速、转向，通常需要采用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来。这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系（或齿轮系）。

2.轮系的分类：二、轮系的应用特点1．可获得很大的传动比，可作较远距离的传动2.实现变速传动3.实现换向传动4.实现差速作用

5.实现分路传动1．可获得很大的传动比，可作较远距离的传动

2.实现变速运动3.实现变向传动4.实现差速作用5.实现分路传动课题二轮系传动比的计算一、定轴轮系二、定轴轮系传动比的计算三、周转轮系四、周转轮系传动比的计算五、混合轮系传动比的计算一、定轴轮系

1.平面定轴轮系

平面定轴轮系是指各齿轮轴线都相互平行的定轴轮系。2.空间定轴轮系

空间定轴轮系是含有圆锥齿轮和蜗轮蜗杆的轮系。二、定轴轮系传动比的计算

轮系的传动比是指轮系中首末两轮的转速之比。轮系传动比的计算包括传动比大小的计算和确定从动轮的回转方向。1.定轴轮系中各轮转向的判断2.定轴轮系传动比三、周转轮系周转轮系与定轴轮系的区别在于轮系中各齿轮的几何轴线至少有一个不是固定的。周转轮系是由中心轮、行星轮和行星架组成的，如图6-2-6所示。四、周转轮系传动比的计算五、混合轮系传动比的计算如果齿轮系中既包含定轴齿轮系，又包含行星齿轮系，或者包含几个行星齿轮系，则称为复合齿轮系。计算其传动比，应将复合齿轮系中的定轴齿轮系和行星齿轮系区别开，分别列出它们的传动比计算公式，最后联立求解。单元七支撑部件课题一轴课题二轴承【学习导入】单元七汽车支撑部件

可以说，凡是做回转运动的零件都必须用轴来支承才能实现运动和动力的传递。课题一轴【学习目标】1．掌握轴的用途和类型。2．掌握轴上零件的固定方法。一、轴的用途及分类轴的作用是支承轴上零件（如齿轮、带轮等），传递运动和动力。根据轴所起的作用以及承受的载荷性质的不同，轴分为三类：心轴、转轴、传动轴。1.心轴工作中只承受弯矩不传递转矩的轴称为心轴。举例：自行车前轴（固定心轴）、火车轮轴（转动心轴）2.转轴工作中既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。举例：齿轮减速器中的轴、门合页上的轴。三、轴上零件的定位和固定第一种轴向固定方法：轴肩、轴环固定特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力。第二种轴向固定方法：套筒固定特点：结构简单，装拆方便，能承受较大的轴向力。应用：一般用于轴上两零件间的距离不大处。第三种轴向固定方法：圆螺母（止动片）固定特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力，由于切制螺纹使轴的强度下降。应用：多用于轴的端部且采用细牙螺纹。第四种轴向固定方法：弹性挡圈固定特点：结构简单紧凑，装拆方便，只能承受很小的轴向力。应用：常用于滚动轴承等的轴向固定。第五种轴向固定方法：轴端挡板和螺钉组合固定特点：可承受剧烈振动和冲击应用：适用于轴端固定四、对轴的结构的一般要求影响轴结构的因素较多，轴没有标准的结构形式。但无论如何，轴的结构必须满足一定的要求，轴及轴上的零件才能正常工作。对轴结构的一般要求：（1）轴上的零件应准确定位和可靠固定。（2）轴应便于加工和尽量避免或减少应力集中。（3）轴上零件应便于安装和拆卸。课题二轴承【学习目标】1.认识滚动轴承的类型、代号、应用特点和选用。2.简单了解滑动轴承。一、轴承的作用及分类轴承是通过与轴颈接触，支撑轴及轴上零件的重要部件。它能保持轴的旋转精度，减少相对转动零件之间的摩擦和磨损。合理选择和使用轴承对机器的使用性能、延长使用寿命有着十分重要的意义。根据轴与轴承工作表面间的摩擦性质不同，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。（一）滚动轴承的结构滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。轴承内圈与轴颈配合，外圈与轴承座或机座的轴承孔配合。通常内圈随轴转动而外圈固定。但有时也可以外圈转动而内圈不动，或内外圈同时转动。（二）滚动轴承的主要类型及其特性按滚动体承受载荷的方向分为向心轴承（主要承受径向载荷）和推力轴承（主要承受轴向载荷）；按滚动体形式分为球轴承（滚动体是球体）和滚子轴承（滚动体是滚子）。单元八连接零部件课题一键连接和销连接课题二螺纹连接课题三联轴器与离合器【学习导入】课题一键连接和销连接【学习目标】1．掌握键连接的功用与分类。2．理解键连接的结构与标准。

机械连接是指将两个或两个以上的零件连成一体，包括机械动连接，如运动副；机械静连接。机械静连接又可分为不可拆连接和可拆连接两种。不可拆连接常见的有铆接、焊接和胶结等；可拆连接的类型很多，如螺纹连接、键连接和销连接等。过盈连接可做成可拆连接，也可做成不可拆连接。一、键连接的类型和应用键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递扭矩。如图所示，电动机轴上有键槽，与之连接的带轮通过键固定，从而飞速旋转。课题二螺纹连接【学习目标】1．了解常用螺纹的种类及应用场合。2．掌握螺纹的主要参数以及螺纹的代号与标记。3.熟悉螺纹连接的基本形式和防松装置。

螺栓、螺母等螺纹紧固件是最常用的连接件，它们依靠螺纹将各种零件按一定的要求连接起来，这种依靠螺纹起作用的连接称为螺纹连接。螺纹紧固件多为标准的通用零件，在机械工业中的应用非常广泛。现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数：1、大径ｄ－螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。2、小径d1－螺纹的最小直径，即与螺纹牙底想重合的假想圆柱的直径，在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。3、中径d2－通过螺纹向截面内牙型上的沟槽和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似于螺纹的平均直径，d2≈（d+d1）/2。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。4、线数n－螺纹的螺旋线数目。沿一根螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹；沿两根以上的等距螺旋线形成螺纹称为多线螺纹。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或单线螺纹。为了便于制造，一般用线数ｎ≤４。5、螺距Ｐ－螺纹相邻两个牙形上对应点间的距离。6、导程Ｓ－螺纹上任一点沿同一条螺旋线旋转一周所移动的轴相距离。单线螺纹S=P；多线螺纹S=nP。7、螺纹升角φ－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同，其展开形式如图所示。通常在螺纹中径d2处计算。8、牙形角α－螺纹轴相截面内，螺纹牙形两侧边的夹角。螺纹牙形的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙形的牙侧角β=α/2。9、接触高度ｈ－内、外螺纹旋合后的接触面的径向高度。各种管螺纹的主要几何参数可查阅有关标准，其公称直径都不是螺纹大径，而近似等于管子的内径。现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数：1、大径ｄ－螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。2、小径d1－螺纹的最小直径，即与螺纹牙底想重合的假想圆柱的直径，在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。3、中径d2－通过螺纹向截面内牙型上的沟槽和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似于螺纹的平均直径，d2≈（d+d1）/2。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。4、线数n－螺纹的螺旋线数目。沿一根螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹；沿两根以上的等距螺旋线形成螺纹称为多线螺纹。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或单线螺纹。为了便于制造，一般用线数ｎ≤４。5、螺距Ｐ－螺纹相邻两个牙形上对应点间的距离。6、导程Ｓ－螺纹上任一点沿同一条螺旋线旋转一周所移动的轴相距离。单线螺纹S=P；多线螺纹S=nP。7、螺纹升角φ－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同，其展开形式如图所示。通常在螺纹中径d2处计算。8、牙形角α－螺纹轴相截面内，螺纹牙形两侧边的夹角。螺纹牙形的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙形的牙侧角β=α/2。9、接触高度ｈ－内、外螺纹旋合后的接触面的径向高度。各种管螺纹的主要几何参数可查阅有关标准，其公称直径都不是螺纹大径，而近似等于管子的内径。三、螺纹的代号与标记1.普通螺纹的代号与标记（1）普通螺纹代号1）普通粗牙螺纹。用M及公称直径（即大径）表示，例如，M24。2）普通细牙螺纹。用M及公称直径*螺距表示，例如，M24×1.5。若螺纹为左旋时，可在螺纹代号之后加“LH”，例如，M24LH。（2）普通螺纹标记由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号所组成。1）螺纹公差代号由公差等级数字和表示其位置的字母所表示，标注在螺纹代号之后，中间用“—”分开，若螺纹的中、顶径公差带代号不同，则分别注出，若相同，则只标注一个代号；内外螺纹装配，其公差带代号用斜线分开，例如，M20×2—6H/6g。2）螺纹旋合长度是指两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相旋合部分的长度。旋合长度分为三组：S表示短，N表示中等（一般不标），L表示长。标在公差带代号之后；特殊需要时，可标注旋合长度的数值。2.梯形螺纹的代号与标记（1）梯形螺纹代号1）单线。用公称直径×螺距表示，例如，Tr×7。2）多线。用公称直径×导程（P螺距）表示，例如，Tr40×14（P7）。若为左旋螺纹，则在尺寸规格之后加注“LH”，例如，Tr40×7LH。（2）梯形螺纹标记与普通螺纹类似，主要区别是：1）公差带代号只标注中径公差带，例如，Tr40×7—7H。2）旋合长度分N、L两组，且N不标注。特殊需要时可注明旋合长度数值。例如：Tr40×14（P7）—8e—LTr40×7—7e—1403.管螺纹的标记（1）螺纹密封的管螺纹的标记由螺纹特征代号和尺寸代号组成。1）圆锥内螺纹：用Rc表示。2）圆锥外螺纹：用R表示。3）圆柱内螺纹：用Rp表示。（2）非螺纹密封的管螺纹的标记非螺纹密封的管螺纹用G表示。其标记由螺纹特征代号、尺寸代号和公差等级代号组成。内螺纹不标记公差等级，外螺纹的公差等级分A、B两级。2.螺纹连接的防松课题三联轴器与离合器二、离合器离合器主要用来连接两轴，使其一起转动并传递转矩。但用离合器连接的两轴，在机器的运转过程中可以随时进行接合或分离。另外，离合器也可用于过载保护等，通常用于操纵机械传动系统的启动、停止、换向及变速。对离合器的要求是：工作可靠，接合平稳，分离迅速而彻底，动作准确，调节和维修方便，操作方便省力，结构简单可靠等。离合器的类型很多，一般的机械式离合器有啮合式和摩擦式两大类。单元九

工程力学简介课题一

静力学的基本概念及受力图课题二

平面问题的受力分析学习导入

车轮的受力

课题一静力学的基本概念及受力图一、静力学的基本概念二、构件的受力分析与受力图一、静力学的基本概念1.力的概念

力是物体间相互的机械作用。力作用的结果有两个，一是使物体的运动状态发生变化，即力的外效应，也称为运动效应；二是使物体的形状发生改变，即力的内效应，也称为变形效应。

实践表明，力对物体的作用效应取决于以下三个要素：力的大小、力的方向（包括方位和指向）和力的作用点。2.刚体的概念

刚体是指受力作用后不变形的物体，是静力学中对一些工程构件进行抽象化后的理想的力学模型。

在实际工程中，如钢、铸铁、混凝土、木材、陶瓷等常用的构件材料均有足够的抵抗变形的能力，这些构件在受力后产生的变形是极其微小的。构件的这些微小变形对研究物体的平衡问题来说可以忽略不计。如汽车发动机中的齿轮轴轴承，在其运转过程中齿轮轴的微小弯曲对两端轴承受力的影响极小。在研究齿轮轴的受力时忽略轴的变形因素，使问题得以简化，从而将齿轮轴视做不变形的“刚体”。3.平衡的概念

物体的平衡状态是物体相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态，它是一个相对的概念。平衡是物体机械运动中的一种特殊情况。4.力的性质

公理2:作用与反作用公理两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在,且大小相等、方向相反、沿着同一直线(简称等值、反向、共线)分别作用在这两个物体上。这个公理概括了自然界物体间相互作用的关系,表明一切力都是成对出现的。

这里应当注意，不要将“作用力与反作用力”与二力平衡公理中的“一对平衡力”相互混淆。作用力和反作用力虽等值、反向、共线，但分别作用于不同的物体上，不能互相平衡，也不能互相抵消。二、构件的受力分析与受力图

1.约束与约束力

约束是指用以限制物体某一方向运动的装置。

约束力是指当非自由体有沿约束所限制方向运动趋势时，约束与被约束体之间产生相互的作用力。如图9-1-7所示，在路上行驶的汽车受到地面的支持力就是约束力。2.约束类型与约束力的确定3.受力分析与受力图课题二平面问题的受力分析一、平面力系二、平面汇交力系的简化与合成三、力矩与平面力偶系的合成四、平面任意力系的简化五、平面任意力系的平衡方程及其应用六、汽车制动装置的受力分析一、平面力系

作用在物体上的力系可按其作用线是否共面分为平面力系和空间力系。平面力系是指力系中各个力的作用线均在同一平面内。若各个力的作用线不在同一平面内则称为空间力系。

平面汇交力系是指各个力的作用线均汇交于一点的平面力系。平面平行力系是指各力的作用线均相互平行的平面力系。平面力偶系是指由力偶组成的平面力系。平面任意力系是指各力既不完全平行也不汇交于一点的平面力系。二、平面汇交力系的简化与合成1.汇交二力合成的三角形法

2.多个汇交力合成的力多边形法

在一些实际问题中,汇交于一点的力往往不是两个,而是多个,现讨论汇交于一点的多个力的合成问题。

由力多边形法则求合力F时,只要将各分力首尾相接,连成折线,则起点到终点的连线便是合力。合力大小和方向与各力相加次序无关。3.力在直角坐标轴上的投影

4.力的分解5.合力投影定理6.平面汇交力系合成的解析法三、力矩与平面力偶系的合成1.力矩

2.合力矩定理

合力矩定理就是平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩,等于力系中各分力对于同一点力矩的代数和。3.力偶的概念

作用在一物体上大小相等、方向相反、作用线平行但不在一条直线上的两个力称为力偶。4.力偶矩

5.力偶的三要素和特性

力偶对物体的作用效果，由以下三个要素决定：(1)力偶矩的大小；(2)力偶在作用平面内的转向；(3)力偶的作用面。

力偶的特性是：(1)力偶没有合力，因此力偶不能与一个力平衡，它必须用力偶来平衡。(2)力偶对物体的转动效果可用力偶矩来度量。(3)凡是三要素相同的力偶都是等效力偶，它们可以互相代替。6.平面力偶系的合成

四、平面任意力系的简化1.力的平移定理

作用于刚体上的力可以平移到刚体内的任一点，但为了保持原力对刚体的作用效应不变，必须附加一力偶，该附加力偶的力偶矩等于原力F

对新作用点O

之矩。这一结论称为力的平移定理。力的平移定理是平面任意力系简化的理论基础。

平面任意力系向任一点简化，其一般结果为作用在简化中心的一个力和一个力偶，这个力等于该力系的主矢，作用于简化中心O，这个力偶的矩等于该力系对于点O的主矩。

显然,平面任意力系的主矢或主矩都不能代替原力系对物体的作用。只有主矢和主矩的共同作用才能与原平面力系的作用等效。五、平面任意力系的平衡方程及其应用1.平面任意力系的平衡方程

2.平面汇交力系的平衡方程

3.平面力偶系的平衡方程

4.平面力系平衡方程的应用

六、汽车制动装置的受力分析

液压与气压转动一、液压转动概述二、汽车典型液压元件三、液压基本回路四、液压系统的使用与维护五、液压系统常见故障

学习导入

以液体作为工作介质对动力和运动进行传递和控制的传动方式称为液体传动，液体传动有两种类型，即液压传动和液力传动。利用封闭工作容积内液体的压力能来传递动力和运动的称为液压传动。

液压千斤顶是汽车维修行业中常用的利用液压传动的工具，如图10-1-1所示。液压千斤顶的工作原理如图10-1-2所示。缸体12和活塞11组成了举升缸，杠杆手柄1、泵体2、活塞3、单向阀5和T组成手动液压泵。当抬起手柄1时，活塞3向上移动，其下腔密封容积增大形成局部真空，单向阀5打开，油箱6中的油液在大气压力的作用下通过吸油管进人活塞3的下腔4，完成一次吸油过程。当用力压下手柄1时，活塞3下移，其下腔密封容积减小，油液受挤压使压力升高，单向阀5关闭，单向阀7打开，油液进人举升缸下腔10，驱动活塞11使重物上升一段距离，完成一次压油过程。反复地抬、压手柄，可使油液不断地压入举升缸，重物不断升高，从而达到起重的目的。如将放油阀8旋转90°，活塞11可以在重力的作用下实现回程。

2.液压传动的特点(1)液压传动的优点1)液压传动是油管连接，可以方便灵活地布置传动机构。由于液压缸的推力很大，又极易布置，在挖掘机等重型工程机械上,液压传动已基本取代了老式的机械传动。液压传动装置不仅操作方便，而且外形美观大方。2)液压传动装置的重量轻，体积小，结构紧凑。3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，并可在液压装置运行的过程中进行调速。4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。5)液压传动工作安全性好，易于实现过载保护，同时因采用油液作为工作介质，相对运动表面能自行润滑，因此使用寿命长。6)液压传动容易实现自动化，特别是液压控制和电气控制结合使用时，易于实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。(2)液压传动的缺点1)液压系统中的漏油等因素影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体黏性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。3)为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。4)液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。5)液压系统的故障不易检查和排除。随着设计制造和使用水平的不断提高，液压传动的缺点正在逐步被克服，应用前景广阔。3.液压传动的基本参数(1)液体静压力与压力的传递1)液体静压力。液体静压力是指液体处于静止状态时，单位面积上受的法向作用力，静压力也称为压强。用公式表示为

P=

F/A式中P——液体的压力，单位为Pa;F——作用在液体表面的外力，单位为N;A——液体表面承压面积，单位为m2。额定压力是指液压系统按照实验标准连续工作的最高压力，它是液压元件的基本参数之一。2)压力的传递。在封闭的容器中，由外力作用所产生的压力可以通过液体等值地传递到液体内部各点，这就是静压传递原理，又称为帕斯卡原理。它表明在一个较小的面积上作用较小的力，可以在较大的面积上得到较大的作用力。(2)液体流量液压传动是依靠封闭容积的变化来传递运动的，而封闭容积的变化将引起液压油的流动。下述为-些油液流动的基础知识。1)流量。流量是指在单位时间内，流过流通截面的液体体积，用Q表示。若在单位时间1内，流过管道或液压缸某一截面的油液体积为V,则流量Q=V/t。流量的法定计量单位为m3/s,常用单位为L/min,换算关系为1m3/s=6x10L/min。按照实验标准规定，连续运转工作所必须保证的流量称为额定流量，它也是液压元件基本参数之一。2)平均流速。流速是指流动液体内的质点在单位时间内流过的距离，以v表示，单位为m/s。由于实际液体都具有黏性，所以液体在管道中流动时，在同-截面上各点的实际流速不相等。在一般场合下，都以平均流速进行计算。平均流速。3）流动液体连续性原理。根据质量守恒定律，油液流动时既不能增加，也不能减少，而且油液是不可压缩的流体。因此，油液流经连通管道每一截面的流量应相等，这就是流动液体连续性原理，如图10-1-3所示。综上所述，液压传动是依靠密闭容积的变化来传递运动的，而密闭容积的变化所引起流量的变化符合等量原则。液压传动是依靠油液的压力来传递动力的，在密闭容器中压力是以等值传递的。二、汽车典型液压元件图10-1-4所示为汽车液压动力转向系统的工作示意图，该系统的功能是保持汽车稳定地直线行驶并根据需要改变方向。其中，属于转向加力装置的部件是:油泵、油管、油罐以及位于整体式转向器内部的转向控制阀及转向动力缸等。当驾驶人转动方向盘时，转向摇臂摆动，通过转向直拉杆、横拉杆、转向节臂，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。重型汽车、大型客车、越野车及高速轿车普遍采用这样的动力转向装置。液压系统各组成部分的结构、工作原理以及液压回路的分析方法介绍如下。1.液压泵(1)液压泵的功能图10-1-4所示的液压动力转向系统中的转向油泵即为液压泵，它是整个液压系统的动力元件。它的功能是将发动机(或电动机)输人的机械能转化为油液的液压能。2.液压缸(1)液压缸的功能液压缸是液压传动系统中的一种执行元件，它可以将液压能转换为机械能输出。双作用单杆缸将机械能以往复直线运动形式输出。(2)液压缸的结构和图形符号汽车动力转

向系统中使用的液压缸为双作用单杆缸，它的结构和图形符号如图10-1-6所示。除了上面介绍的活塞式液压缸外,液压缸还有柱塞式、伸缩式等。3.换向阀(1)换向阀的功用利用阀芯和阀体之间的相对运动变换油液流动的方向，或者接通、关闭油路,从而改变液压系统的工作状态。(2)结构原理和图形符号汽车动力转向系统中使用的换向阀为三位五通电磁换向阀，它的结构和图形符号如图10-1-7所示。换向阀的工作位置数称为“位”，与液压系统中油路相连通的油口数称为“通”。三位换向阀的滑