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1、主讲教师：陈主讲教师：陈 林林安徽省阜阳技师学院现代制造系安徽省阜阳技师学院现代制造系第一讲第一讲 绪绪 论论机械的重要性机械的重要性汽车汽车数控机床数控机床挖掘机挖掘机1、日常生活离不开机械、日常生活离不开机械-洗衣机、缝纫机、冰洗衣机、缝纫机、冰 箱、电梯、电脑等。箱、电梯、电脑等。2、现代生产中起重要作用、现代生产中起重要作用-汽车、生产自动线、汽车、生产自动线、 机床、挖掘机机床、挖掘机等。等。3、机械发展程度是一个国家工业水平的重要标志。、机械发展程度是一个国家工业水平的重要标志。4、工程技术人员必须掌握一定机械基础知识。、工程技术人员必须掌握一定机械基础知识。一、课程概述一、课程概
2、述1.课程性质课程性质 本课程是机械类专业的一门技术基础课，为学习本课程是机械类专业的一门技术基础课，为学习专业技术课和培养专业岗位能力服务。专业技术课和培养专业岗位能力服务。2.课程内容课程内容 它包括机械传动、常用机构、轴系零件及液压传它包括机械传动、常用机构、轴系零件及液压传动与气压传动等方面的基础知识。动与气压传动等方面的基础知识。3.课程任务课程任务 学以致用学以致用二、机器、机构、机械、构件和零件二、机器、机构、机械、构件和零件1.1.机器与机构机器与机构 机器机器是具有确定运动的构件的组合体，是是具有确定运动的构件的组合体，是一种执行机械运动装置，它用来转换能量，改变或传递物它用
3、来转换能量，改变或传递物料和处理信息，以代替和减轻人的体力和脑力劳动料和处理信息，以代替和减轻人的体力和脑力劳动。 常见机器的类型很多，常见机器的类型很多，根据其用途不同，可以分根据其用途不同，可以分根据其用途不同，可以分根据其用途不同，可以分为为为为：动力机器（如电动机、内燃机、发电机等）、加：动力机器（如电动机、内燃机、发电机等）、加工机器（如机床、纺织机、包装机等）、运输机器工机器（如机床、纺织机、包装机等）、运输机器（如汽车、拖拉机、输送机等）和信息处理机器（如（如汽车、拖拉机、输送机等）和信息处理机器（如计算机、机械积分仪、手机等）。计算机、机械积分仪、手机等）。 机构机构是实现传递
4、机械运动和动力或改变机械运动是实现传递机械运动和动力或改变机械运动形式的构件组合体。形式的构件组合体。即具有确定相对运动的构件的组合。例如我们在工程上或生活中常见的齿轮机构、例如我们在工程上或生活中常见的齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构、带传动和链传动机连杆机构、凸轮机构、螺旋机构、带传动和链传动机构等等。构等等。 如果不考虑做功或实现能量转换，只从结构和运动如果不考虑做功或实现能量转换，只从结构和运动的角度分析，机器和机构之间并无区别，都是具有确定的角度分析，机器和机构之间并无区别，都是具有确定相对运动的各种实物的组合，所以，通常将机器和机构相对运动的各种实物的组合，所以，通常将机器和
5、机构统称为统称为机械。机械。机器机器-具有的特征为：具有的特征为：（1）它是若干人为实体的组合；）它是若干人为实体的组合；（2）各实体之间具有确定的相对运动；）各实体之间具有确定的相对运动；（3）能代替或减轻人的体力或脑力劳动，提高效率。）能代替或减轻人的体力或脑力劳动，提高效率。机构机构-仅具有机器的前两个特征，不具有第三个特仅具有机器的前两个特征，不具有第三个特征。征。机器与机构的区别：机器与机构的区别：以图所示的以图所示的内燃机内燃机为例，为例，它由气缸体（机架）、曲它由气缸体（机架）、曲轴、连杆、活塞、进气阀、轴、连杆、活塞、进气阀、排气阀、推杆、凸轮及齿排气阀、推杆、凸轮及齿轮等所组
6、成。当燃气推动轮等所组成。当燃气推动活塞作往复运动时，通过活塞作往复运动时，通过连杆使曲轴作连续转动，连杆使曲轴作连续转动，从而将燃气的热能转换成从而将燃气的热能转换成曲轴的机械能。为了保证曲轴的机械能。为了保证曲轴的连续转动，通过曲轴的连续转动，通过齿齿轮轮、凸轮、推杆和弹簧等、凸轮、推杆和弹簧等的作用，按一定的运动规的作用，按一定的运动规律启闭阀门，以输入燃气律启闭阀门，以输入燃气和排除废气。和排除废气。 内燃机内燃机2.2.机器的组成机器的组成 一般而言，根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成： 1.动力部分：动力部分：机器的动力来源。 2.传传动动部部分分：把原动机的运动和动力
7、传递给工作机。 3. 执行部分：执行部分：完成工作任务的部分。 4.控控制制部部分分：使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。2.2.机器的组成机器的组成动力部分、传动部分、执行部分和控制部分之间的关系如动力部分、传动部分、执行部分和控制部分之间的关系如下：下：动力部分动力部分传动部分传动部分执行机构执行机构控制部分控制部分传动部分：传动部分：有机械有机械的的、液压的、气动液压的、气动的和电气的等的和电气的等返回3.3.零件和构件零件和构件 零零件件是相互之间没有相对运动的物体，是最小的制造单元。从从加加工工制制造造角角度度来来看看，任任何何机机器器（或
8、或机机构构）都都是是由由许许多多独独立立制制造造单单元元体体组组合合而而成成零零件件，这这些些独独立立制造单元体称为制造单元体称为零件零件。如，轴承，轴等。如，轴承，轴等。 构构件件是机构中的运动单元体。从从运运动动角角度度来来看看，任任何何机机器器（或或机机构构）都都是是由由许许多多独独立立运运动动单单元元体体组组合合而成的，这些独立运动单元体称为而成的，这些独立运动单元体称为构件构件。 图示内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母、轴套等零件组成的。这些零件分别加工制造，但是当它们装配成连杆后则作为一个整体运动，相互之间不产生相对运动。 构件与零件的区别：构件与零件的
9、区别：构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。联系：联系：构件可以是一个零件；也可以是由一个以上的零件组成。零件的种类：零件的种类： 在各种机械中普遍使用的零件称为通用零件通用零件，如螺钉、轴、轴承、齿轮等。只在某种机器中使用的零件称为专用零件专用零件，如活塞、曲轴、叶片等。机械、机器、机构、构件、零件之间的关系如下：机械、机器、机构、构件、零件之间的关系如下：零件零件构件构件机构机构机器机器组成组成组成组成组成组成（制造单元）（制造单元）（运动单元）（运动单元）（传递、转（传递、转变运动形式）变运动形式）（利用机械（利用机械能做功或实能做功或实现能量转换）现能量转换）机械机械思考题机构与机
10、器具有的共同特征为：机构与机器具有的共同特征为：（1）它们都是若干实体的）它们都是若干实体的 ；（2）各实体之间具有）各实体之间具有 ； 而机器还具有：而机器还具有：（3）能代替人类完成有用）能代替人类完成有用 的特征。的特征。构件和零件不同：构件和零件不同：（1）零件是组成机构的）零件是组成机构的 单元；单元；（2）构件是组成机构的）构件是组成机构的 单元。构件可以是单元。构件可以是 一个零件，也可以是多个零件的刚性组合。一个零件，也可以是多个零件的刚性组合。 返回三、运动副的概念及应用特点三、运动副的概念及应用特点12观察：构件观察：构件1与机构与机构2之间之间的接触和相对的接触和相对运动
11、关系运动关系。火车车轮与铁轨火车车轮与铁轨1火车车轮 2铁轨1.1.运动副运动副1）运动副定义）运动副定义 两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动连接称为运动副。连接称为运动副。2） 运动副的分类运动副的分类 按其接触形式分：高副和低副两大类。按其接触形式分：高副和低副两大类。（1）低副）低副 凡两构件以面接触构成的运动副称为凡两构件以面接触构成的运动副称为低副低副，如图所示。，如图所示。（2）高副）高副 凡两构件以点或线接触构成的运动副称凡两构件以点或线接触构成的运动副称为为高副高副，如图所示。，如图所示。滚动
12、轮接触滚动轮接触凸轮接触凸轮接触齿轮接触齿轮接触四、机械传动分类四、机械传动分类：机机械械传传动动按传动比按传动比是否变化分是否变化分摩擦传动摩擦传动摩擦轮传动摩擦轮传动带传动带传动啮合传动啮合传动直接接触直接接触靠中间件靠中间件齿轮、蜗杆齿轮、蜗杆及螺及螺旋传动旋传动链、同步带传动链、同步带传动定定传动比传动传动比传动变传动比传动变传动比传动有级变速传动有级变速传动无级变速传动无级变速传动按传动按传动方式分方式分直接接触直接接触靠中间件靠中间件第二讲第二讲 带传动带传动一、带传动是组成、原理和类型一、带传动是组成、原理和类型（一）带传动的组成与原理（一）带传动的组成与原理1、带传动的组成、带
13、传动的组成 带传动一般由主动轴上的带轮、从动轴山上的带轮和紧套带传动一般由主动轴上的带轮、从动轴山上的带轮和紧套在两轮上的挠性带组成。在两轮上的挠性带组成。带传动的组成带传动的组成动画演示动画演示2、带传动的工作原理、带传动的工作原理 带传动是以张紧在至少两个轮上的带作为中间挠性带传动是以张紧在至少两个轮上的带作为中间挠性件，靠带与带轮接触面产生的摩擦力（啮合力）来传递运件，靠带与带轮接触面产生的摩擦力（啮合力）来传递运动和（或）动力的。动和（或）动力的。3、带传动的传动比、带传动的传动比i 机构中瞬时输入角速度与输出角速度的比值称为机构机构中瞬时输入角速度与输出角速度的比值称为机构的传动比。
14、对于带传动的传动比就是主动轮转速的传动比。对于带传动的传动比就是主动轮转速n1与从动轮与从动轮转速转速n2之比，通常用之比，通常用i12表示：表示： i12 = n1 /n2 式中，式中， n1、 n2分别是主动轮、从动轮的转速。分别是主动轮、从动轮的转速。应用实例：应用实例：皮带输送装置。皮带输送装置。（二）带传动的类型（二）带传动的类型 根据工作原理不同，带传动分为摩擦型带传动和啮合根据工作原理不同，带传动分为摩擦型带传动和啮合带型带传动。带型带传动。带传动带传动摩擦型带传动摩擦型带传动啮合带型带传动啮合带型带传动:同步带传动同步带传动圆带传动圆带传动平带传动平带传动V带传动带传动普通普通
15、V带传动带传动窄窄V带传动带传动多楔带传动多楔带传动主要来研究主要来研究V带传动带传动潘存云教授研制点击小图看大图点击小图看大图大理石切割机大理石切割机轿车发动机轿车发动机拖拉机拖拉机带传动应用实例：带传动应用实例：车身冲压机车身冲压机机器人关节机器人关节潘存云教授研制印刷机械印刷机械潘存云教授研制矿山机械矿山机械 潘存云教授研制建筑机械建筑机械潘存云教授研制试验台试验台二、二、V带传动带传动（一）（一）V带及带轮带及带轮V带传动带传动是由一条或多条是由一条或多条V带和带和V带带轮轴承的摩擦传动。带带轮轴承的摩擦传动。1、V带带 V带是一种无接头的环形带，其横截面为等腰梯形，工作带是一种无接头
16、的环形带，其横截面为等腰梯形，工作面是与轮槽相接触的两侧面，带与轮槽不接触，其结构如图所面是与轮槽相接触的两侧面，带与轮槽不接触，其结构如图所示。示。 V带有帘布芯结构带有帘布芯结构和绳芯结构两种，分别和绳芯结构两种，分别由包布、顶胶、抗拉体由包布、顶胶、抗拉体和底胶四部分组成。和底胶四部分组成。普通带是应用最广泛的一种传动带，其传动功率大，结普通带是应用最广泛的一种传动带，其传动功率大，结构简单，价格便宜。构简单，价格便宜。潘存云教授研制帘布芯结构帘布芯结构绳芯结构绳芯结构包布包布顶胶顶胶抗拉体抗拉体底胶底胶2、V带带轮带带轮 V带带轮的常用结构有实心式、腹板式、孔板式和轮辐带带轮的常用结构
17、有实心式、腹板式、孔板式和轮辐式四种，如图所示。式四种，如图所示。bbdh 型型 号号 Y Z A B C D E F 顶宽顶宽b 6 10 13 17 22 32 38 50节宽节宽 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32 42 高度高度 h 4 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角楔角截面面积截面面积A/mm2 18 47 81 138 230 476 692 1173 表表1普通普通V带带的截面尺寸的截面尺寸（GB11544 89）40 普通普通V V带有：带有：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E等等型号型号, ,已标准化已标准化 Y Y
18、Z ZA AB BC CD DE EF F普通普通V V带的尺寸带的尺寸 （ =40，h/bd =0.7） （二）（二）V带传动的主要参数带传动的主要参数1、普通、普通V带的横截面尺寸带的横截面尺寸 在在V带轮上，与所配用带轮上，与所配用V带的节面宽度相对带的节面宽度相对应的带轮直径称为应的带轮直径称为基准直径基准直径dd。2、V带带轮的基准直径带带轮的基准直径dd3、V带传动的传动比带传动的传动比id潘存云教授研制bdi12 = n1 /n2=dd2/dd1通常，通常，V带传动的传动比带传动的传动比i7，常用，常用27 。4、小带轮包角、小带轮包角1 包角是带与带轮接触弧所对应的圆心角包角是
19、带与带轮接触弧所对应的圆心角 。包角的大小反映。包角的大小反映了带与带轮轮缘表面键接触弧的长短。两带轮中心距越大，了带与带轮轮缘表面键接触弧的长短。两带轮中心距越大，小带轮包角也越大，带与带轮接触弧也越长，带传递功率也小带轮包角也越大，带与带轮接触弧也越长，带传递功率也越大；反之，带能传递的功率就越小。为了使带传动可靠，越大；反之，带能传递的功率就越小。为了使带传动可靠，一般要求小带轮的包角一般要求小带轮的包角1120。潘存云教授研制21CADBdd1dd2a小带轮包角大小计算：小带轮包角大小计算：5、中心距、中心距a中心距是两带轮传动之间的距离。两带轮中心距一般在中心距是两带轮传动之间的距离
20、。两带轮中心距一般在0.72倍的带轮直径之和范围内。倍的带轮直径之和范围内。6、带速、带速v 带速带速v一般取一般取525m/s。带速过快或过慢都不利于带的传动。带速过快或过慢都不利于带的传动能力。带速太低，会引起打滑；带速太高，由于离心力的存能力。带速太低，会引起打滑；带速太高，由于离心力的存在会使传动能力降低。在会使传动能力降低。7、v带的根数带的根数 V带的根数影响到带的传动能力。根数多，传递功率大，带的根数影响到带的传动能力。根数多，传递功率大，所以所以V带传动中所需带的根数应按具体传递功率大小而定。但带传动中所需带的根数应按具体传递功率大小而定。但是为了使各根带受力均匀，带的根数不宜
21、过多，通常取小于是为了使各根带受力均匀，带的根数不宜过多，通常取小于7。（三）普通（三）普通V带的标记与应用特点带的标记与应用特点1、普通、普通v带的标记带的标记V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度准长度Ld 。基准长度系列详见下页表。基准长度系列详见下页表224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07355 0.92
22、3550 1.17 1.07 0.97400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07560 0.82 5600 1.09630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15800 0.90 0.85 8000 1.18900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.231120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88
23、 125001400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86 Ld / mm Y Z Ld / mm 基准长度基准长度 KL 基准长度基准长度 KL 表表2 普通普通V带带的长度系列和带长修正系数（的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88普通普通V V带和窄带和窄V V带的标记由型号、基准长度和标准编号组成，带的标记由型号、基准长度和标准编号组成，见如下示例：见如下示例：A A1400 GB11544
24、1400 GB1154419971997标准编号标准编号基准长度，基准长度，mmmmv v带型号带型号2. 普通普通V带传动的应用特点带传动的应用特点 (1)适用于中心距较大的传动；适用于中心距较大的传动；(2)带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；(3)过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；件的损坏；(4)结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。缺点：缺点：(1)传动的外廓尺寸较大；传动的外廓尺寸较大；(2)需要张紧装置；需要张紧装置；(3)由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；由于带的滑动
25、，不能保证固定不变的传动比；(4)带的寿命较短；带的寿命较短；(5)传动效率较低。传动效率较低。优点：优点：1、带的安装与维护、带的安装与维护 安安装装时时不不能能硬硬撬撬（应应先先缩缩小小a a或或顺顺势势盘盘上上）, ,即即拆拆卸卸带带时时，应应先先缩小中心距。缩小中心距。 带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒。带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒。 不不能能新新旧旧带带混混用用（多多根根带带时时），以以免免载载荷荷分分布布不不匀匀。即即多多根根带带更换时应全部更换。更换时应全部更换。 带传动应安装防护罩。带传动应安装防护罩。 定期张紧。定期张紧。 安安
26、装装时时两两轮轮槽槽应应对对准准，处处于于同同一一平平面面。即即两两带带轮轮相相对对应应轮轮槽槽的的中心线应重合中心线应重合。 带的张紧程度以大拇指按下带的张紧程度以大拇指按下1515mmmm为宜；为宜； 带工作温度带工作温度6060。 带型号与带轮轮槽尺寸相符合。带型号与带轮轮槽尺寸相符合。（四）（四）V带传动的安装维护及张紧装置带传动的安装维护及张紧装置带轮安装和维护带轮安装和维护返回潘存云教授研制潘存云教授研制a a调整螺钉调整螺钉调整螺钉调整螺钉滑道式张紧装置滑道式张紧装置a a2、带传动的张紧方法、带传动的张紧方法 1.调整中心距调整中心距 根据摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常
27、工作；根据摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；（1）张紧的目的）张紧的目的 运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。新张紧，才能正常工作。摆架势张紧装置摆架势张紧装置潘存云教授研制张紧轮张紧轮2.采用张紧轮采用张紧轮3.自动张紧自动张紧张紧轮位置张紧轮位置: :张紧轮一般应放在张紧轮一般应放在松边的内侧松边的内侧，使带只受单，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮靠近大轮，以免过分影响在，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。小带轮上的包角。张紧轮
28、的轮槽尺寸与带轮的相同。 潘存云教授研制节园节园节线节线组成：组成：同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。包聚氨脂或橡胶。三、同步带传动简介三、同步带传动简介结构特点：结构特点：横截面为矩形，带面具有等距横向齿的环横截面为矩形，带面具有等距横向齿的环形传动带，带轮轮面也制成相应的齿形。形传动带，带轮轮面也制成相应的齿形。传动特点：传动特点：靠带齿与轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑靠带齿与轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。pb节距节距 潘存云教授研制Pb重要参数潘存云教授研制优点：优点：1.传动比恒定；传动比恒定；2.结构紧凑；结构紧凑；3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40 m/s，传动比可达传动比可达10，传递功率可达，传递功率可达200 kw；4.效率高，高达效率高，高达0.98。缺点：缺点：成本高；对制造和安装要求高。成本高；对制造和安装要求高。
