第一部分课后思考题.ppt

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1、第一章 课后思考题,1 什么是钢？什么是铸铁？两者有何区别？ 2 什么是钢的热处理？钢的热处理有哪些方 法？其目的何在？,钢和铸铁是铁、碳合金，含碳量小于2.11%的 为钢，大于2.11%的为铸铁。 钢具有良好的机械性能（如强度、硬度、塑 性、韧性、抗疲劳性等）和工艺性能（可进行铸 造、锻造、焊接、切削加工等），还可以经过热 处理进一步改善其机械性能和工艺性能，是应用 最为广泛的金属材料。,1 什么是钢？什么是铸铁？两者有何区别？,铸铁的机械性能与钢相比较差，性脆，不能碾 压或锻造，但铸造、切削性能好。此外，还具有抗 压强度较高，减振性与耐磨性好以及成本低廉等优 点。常用来制造体积较大、形状复

2、杂，而强度和韧 性要求不是很高的零件。,2 什么是钢的热处理？钢的热处理有哪些方 法？其目的何在？,钢的热处理是指将钢在固态下进行加热、保温和冷却，以改善其内部组织，获得所需要性能的一种工艺方法。 常用的热处理方法有退火、正火、淬火、回火、调质、表面热处理、时效处理等。 钢的热处理不改变零件的外形和尺寸，只改变金属的内部组织和性能，目的是改善钢的工艺性能和提高钢的使用性能，从而提高产品的质量与使用寿命。,第二章 机械基础知识,机械传动 常用机械零件,一 基本概念,机械的定义 零件：指机器中每个单独制造的单元体。 是组成机器的基本单元，具有不可分拆。 部件：机器中由若干零件所组成的装配单元体。

3、构件：是机器中的运动单元。 机构：是由两个以上的构件按一定形式连接起 来，且相互之间具有确定的相对运动的 组合件。,机械：是各种机器、仪器、设备的通称。 特点：由零、部件组成； 各组成件间有确定的力和运动的 传递； 实现机械能与其它能量的转换或 利用。,公差与配合,公差：零件允许的最大与最小极限尺寸之差。 公差表示了零件尺寸允许的变化范围。 配合：指基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差 带之间的关系。 间隙配合：配合面间具有间隙，主要用于 孔、轴之间的活动联接。 过盈配合：轴的尺寸不小于孔尺寸，可实 现孔、轴之间的紧联接。 过渡配合：配合面间可能具有间隙或过盈 的配合。,二 机械传动,概述 机械

4、传动的概念 机械传动：指利用机械零件直接进行动力和 运动传递的传动形式。 主动件：传出功率的构件。 从动件：接受传来功率的构件。 传动比：主动件转速与从动件转速之比。,机械传动的分类,按传动零件的不同 有齿轮传动、带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动等形式。 根据工作原理的不同 分摩擦传动和啮合传动两种。,带传动,带传动是利用张紧在带轮上的传动带与带轮间的摩擦力来传递动力和运动的。 带传动的组成 由主动带轮、从动带轮、挠性带等组成。 按截面形状的不同，传送带分：平型带、 三角带、圆形带和多楔带等。,工作原理 带呈封闭的环形，并以一定的初拉力(张紧力)紧套在两带轮上，使带与带轮相互压紧。主动轮回转时，靠

5、带与带轮间的摩擦力拖动带运动，带又拖动装在从动轴上的从动轮回转，这样就实现了动力和运动的传递。 传动比的计算 注意：带传动的传动比不恒定。,带传动的特点,结构简单，造价低廉，能缓冲吸振，传动较平稳，具有过载保护功能（通过皮带在带轮上打滑），可用于较大距离的传输。但传动时不能保证准确的传动比，传动效率较低，不适合大功率的场合。 带传动多用于传动比无严格要求且中心距较大的场合。一般带速v = 5 25m/s，传动比i7，传递的功率 P 100kW。,链传动,链传动是在两个（或多个）链轮之间用链作为 挠性拉曳元件的一种啮合传动。 链传动的组成 主要由主动链轮、从动链轮和链条等组成。,工作原理 依靠链

6、轮与链条之间的啮合运动来传递动力和运动。 传动比的计算 瞬时传动比不恒定。,链传动的优缺点,优点 链传动的制造与安装精度要求低； 有较好的缓冲、吸振能力，传动效率较高； 链传动的中心距适应范围大。 缺点 链传动的瞬时传动比不稳定； 工作中振动、噪声较大。,齿轮传动,齿轮传动是通过轮齿齿廓相互啮合来传递两轴间的运动和动力的，是机械中应用最广的一种传动装置。 齿轮的结构与分类（Pg. 19） 根据形状的不同，分为内齿轮与外齿轮。 根据轮齿与其轴线的关系又可分为三种形式： 直齿圆柱齿轮 两平行轴间的传动 斜齿圆柱齿轮 圆锥齿轮 两相交或相错轴间的传动,传动图中齿轮的一些画法： 圆柱外齿轮 圆柱内齿轮

7、 圆锥齿轮 （或 ）：固定关系，表示齿轮 与轴固定联接。 (如齿轮轴),表示齿轮通过轴承支承在轴上， 可相对转动，但不能作轴向移动 （两者转速互不相干）。 齿轮与轴花键联接，可轴向移 动，而不能相对转动。,两齿轮的啮合传动,以直齿圆柱外齿轮相啮合为例。 传动比i 转向：外啮合方向相反，内啮合方向相同。 扭矩关系 理想状态：T11 = T22 故有： T2 = T11/2 T1 i 实际情况：T2 T1 i （i 1则减速增扭）,连续传动的条件 为使齿轮能连续传动，必须在前一对轮齿尚未脱离啮合时，后一对轮齿就进入啮合状态。即要求：重叠系数1。,轮系的传动比,轮系 由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统

8、。 分类 根据轮系运动时各齿轮轴线在空间的位置是否固定，轮系可分为两大类： 定轴轮系：各个齿轮轴线的位置固定不动。 周转轮系：有一个或多个齿轮的轴线绕其它 齿轮的固定轴线回转。 仅有一个自由度的周转轮系称为行星轮系。,传动比的计算,定轴轮系 如轴线不平行，则应说明转向。,如图所示，轮1为主动 轮，与轮3联接的轴为输出 轴，则 负号表示两者的转动方 向相反。,7,周转轮系 设法转化为定轴轮系处理。 如图所示轮系，设行星架的 转速为nH，若给整个轮系加一公 共转速 nH，则系杆的转速变为 0，其它各轴为n nH（相当于以 行星架为参照物）。此时变为定 轴轮系。 设轮1为主动轮，行星架为 输出轴，则

9、,联解上述方程组，即可求出n1/n2之值（i）,特点,优点 结构简单、紧凑，工艺性好，工作可靠，传动比稳定，传动效率髙，寿命长。 缺点 难以实现无级调速； 传动系统的零件受到的冲击载荷较大； 不适宜用于两轴间距离较大的传动。 适宜用于行驶阻力小及连续作业的工程机 械中。,课后思考题,右图为某减速箱传动简图，已知：z1=46，z2=62，z2=48，z3=158, n1= 960 r/min，试确定该行星轮系输出轴 nH的大小和方向。,思考题解答,解：,将 n1 960 r/min，n3 0代入上式，得： 960 nH 4.4366 nH 即 nH 176.6 r/min 所以输出轴转速为176

10、.6 r/min，转向与 n1 相同。,三 常用机械零件,螺纹联接件 螺纹,螺纹联接的联接零件（图2.4.2）,螺栓 螺母 螺钉 垫圈,螺纹联接主要类型（图2.4.1）,螺栓联接 双头螺柱联接 螺钉联接 紧定螺钉联接,轴,轴是组成机器不可缺少的重要零件。它用来支承传动件和旋转件，传递运动和动力。 作用 支承轴上的零件，并使其具有确定的工作 位置； 传递力、转矩和运动。,分类,转轴：既承受弯矩，又承受扭矩。 用来支承零件并传递力。 心轴：承受弯矩但不传递扭矩。 只用于支承转动零件。 传动轴：主要传递扭矩，不承受或仅承受很小 的弯矩。,结构（Fig 2.4.4）,轴一般由轴颈、轴头和轴身三部分组成

11、。 轴颈：与轴承相配合的部分。(图中、) 轴头：轴与传动零件相配合的部分。(、) 轴身：连接轴颈与轴头的部分。(、),对轴结构的基本要求： 保证轴具有足够的承载能力； 轴上零件能可靠地在轴上定位和固定； 便于加工制造、装拆与调整。,轴上零件的固定,轴向固定：防止零件轴向滑移。 方法：采用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、 弹性挡圈、轴端挡圈等。,周向固定：防止轴与零件发生相对转动。 方法：常采用键联接和花键联接。传递小 转矩时，可用销联接、紧定螺钉联 接或过盈联接。,键、花键与销,键、花键与销联接的主要作用是实现轴与传 动零件的周向固定，并传递扭矩。 键 键可分为平键、半月键和楔键等类型。,平键 平键

12、上、下两面和两侧面互相平行，键的两侧面是工作面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。平键联接不能承受轴向力。 按用途的不同，平键分为普通平键、导向平键和滑键三种。普通平键用于静联接，导向平键和滑键用于动联接。,半月键 靠键的两侧面传递扭矩。多用于锥形轴端 与轮毂的联接。,楔键,楔键的上表面和与它配合的轮毂槽底面均有1：100的斜度，工作时靠键的上下表面与键槽挤紧产生的摩擦力传递扭矩，其上下两面为工作面。 可承受单方向的轴向力。,花键,花键联接是由带键齿的花键轴和带键齿槽的传动零件（轮毂）组成。工作时靠键齿的侧面受挤压传递扭矩。 具有较高的承载能力，但加工复杂。,销子,销子的主要用途是固定零件

13、间的相对位置。 还可以作为过载剪断元件使用（安全销）。 常见的有圆柱销、圆锥销等。,轴承,轴承是支承轴及轴上转动件的部件。有滑动 轴承与滚动轴承二大类。 滑动轴承 滑动轴承的两种摩擦状态： 液体摩擦状态：轴承工作时，轴颈与轴 承的工作表面完全被一 层压力油膜隔开。 非液体摩擦状态：油膜不能将两工作表 面完全隔开，仍有部 分凸起表面直接接触。,滑动轴承的类型,按承受载荷的方向分为径向滑动轴承和推力滑动轴承两类。 径向滑动轴承 承受径向载荷。 根据结构形式的不同，有整体式和剖分式之分。 推力滑动轴承 承受轴向载荷。,滚动轴承,滚动轴承用于支承旋转或摆动的零部件，是依靠主要元件间的滚动接触来工作的轴

14、承。 滚动轴承的结构 滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和 保持架组成。其中，滚动体是核心元件，其 形状有球形、短圆柱、圆锥、鼓形和滚针等。,滚动轴承的类型,滚动轴承按照承受载荷的方向分为向心轴承、 推力轴承和向心推力轴承三类。 向心轴承：主要承受或只能承受径向载荷。 推力轴承：只能承受单向或双向轴向载荷。 向心推力轴承：能同时承受径向和轴向载荷。 与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、 易于起动、效率高、润滑简便和互换性好的优点， 所以获得广泛应用。它的缺点是抗冲击能力较差、 高速时出现噪声、不能剖分等。,弹簧,是弹性元件，在一定范围内能够恢复原来形状。 载荷作用：产生弹性变形并吸收能量；

15、载荷撤销：立即恢复原形，同时释放能量。,作用,控制机构运动和构件位置； 吸振和缓冲； 储存能量。,类型 按承载形式的不同，分为拉伸弹簧、压缩弹簧、 扭转弹簧和弯曲弹簧四种。,联轴器与离合器,联轴器和离合器主要用来联接不同机器（或 部件）的两根轴，使它们一起转动并传递扭矩。 联轴器：只有在机器停机后经拆卸才能把被 联接的两轴分开。 离合器：在机器工作时可方便地使被联接的 两轴分开或接合。,联轴器,联轴器的类型很多，根据被联接两轴的相对 位置和允许的相对位移，联轴器可分为两大类： 固定式联轴器 用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移的场合。（如凸缘联轴器） 可移式联轴器 用于两轴轴线有偏斜或在

16、工作中有相对位移的场合。（如十字滑块联轴器）,离合器（Pg. 79 82）,对离合器的基本要求：接合和分离方便可靠、操纵灵活、调整方便。 离合器种类较多，按工作原理的不同可分为啮合式、摩擦式、电磁式等。 工程机械中常用的有牙嵌离合器和摩擦离合器，它们分别依靠牙的啮合和工作表面间的摩擦力来进行工作的。,牙嵌离合器 特点：结构简单，两轴相接后无相对运动，但 接合时有冲击。故只能在低速或静止时 接合。 摩擦离合器 特点： 可在任何转速下接合； 过载时可打滑，避免其它零件过载受损，起安全保护作用； 接合和分离灵活，接合较平稳，冲击力小。 广泛用于需频繁接合与分离的场合。,减速器,将具有减速功能的轮系封闭在刚性壳体内，这种独立的运动部件称为减速器（减速箱）,减速器作用 降低转动速度，增大输出扭矩。,减速器分类,按传动原理的不同 分普通减速器和行星减速器两类。 按齿轮类型的不同 有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆 减速器、圆锥蜗杆减速器等。 按传动级数的不同 分为单级、双级和多级减速器。,万向节,