电梯专业基础机械基础

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主要内容：,1.,机械连接方式与特点,2.,机械传动基本原理,机械基础,专业基础,机械基础,JSTJ,1,机械基础,第一章 机械连接,2,连接的种类及适用条件螺纹联接键和销联接,JSTJ,2,连接：,指被连接件与连接件的组合。,连接件（又称紧固件）：,如螺栓、螺母，键、销、铆钉等。,被连接件：,指轴与轴上零件、箱体与箱盖、等。,第一节 连接的种类及适用条件,机械基础,3,JSTJ,3,连接,可拆连接,不可拆连接,螺纹联接,键、销联接,齿轮副、摩擦副等,弹性卡连接,铆钉联接,焊接,粘连,（,1,）按,拆开时是否损坏零件,分,链、带传动连接,机械基础,4,JSTJ,1.连接的种类,4,（,2,）按机械工作时被连接件间的,运动关系,分,运动副，彼此有相对运动。,如：花键、,螺旋传动,等。,动连接：,静连接：,只固定，无相对运动。,如：螺纹连接、普通平键连接等,机械基础,5,JSTJ,5,（,3,）按,传载原理,分,利用附加材料分子间作用。,材料锁合连接：,如：粘接、焊接,靠摩擦力（力闭合）：,非摩擦（形闭合）：,靠配合面间的摩擦力。,靠连接零件几何形状的相互嵌合。,如：过盈连接,如：平键,机械基础,6,JSTJ,6,2.,常用联接方式的特点与适用条件,种类,主要用途,特点,其他,螺纹联接,主要用于两板件和各类零件的联接。例如，减速机上下箱体联接,构造简单，装拆方便生产率高，成本低廉,应用广泛,键联接,键主要用于轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩,构造比较简单、装拆方便,应用比较广泛,销联接,销可用于轴与轮毂的联接，也可用于其他零件间的联接,承受载荷不大,应用比较广泛,粘接,可联接金属和非金属，包括某些脆性材料,不引起应力集中和局部翘曲，粘接的表面平整，绝缘、耐腐蚀,具有广泛应用前景,弹性卡接,可用于包装、容器盖等,使用方便,应用比较广泛,机械基础,7,JSTJ,7,第二节 螺纹连接,一、螺纹,1.,螺旋线,：,一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线,等速旋转,，同时沿轴向作,等速移动,的轨迹。,2.,螺纹,：,一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。,螺纹,d,2,机械基础,8,JSTJ,8,二、螺纹连接的基本类型,潘存云教授研制,螺栓联接,双头螺柱联接,螺钉联接,用于经常拆装易磨损之处,不宜经常拆装，以免损坏螺孔,连接件,厚，允许拆装,机械基础,9,JSTJ,9,1.,概述,（,1,）预紧力：,大多数螺纹连接在装配时都要拧紧，使之在承受工作载荷之前受到预力的作用，该预加作用力称为预紧力。,（,2,）预紧的目的：,增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。,（,3,）预紧力的确定原则：,拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限,s,的,80%,。,碳素钢螺栓：,F,0,(0.6,0.7),s,A,1,合金钢螺栓：,F,0,(0.5,0.6),s,A,1,A,1,危险截面积，,A,1,d,1,2,/4,机械基础,10,JSTJ,三、螺纹连接的预紧与防松,10,对重要的螺纹联接在装配时应控制其预紧力。,总力矩,T, 0.2,F,0,d,（适用于,M10,M60,的粗牙螺纹）,F,0,预紧力,d,公称直径,注意：对于重要的连接，应尽可能采用,大于,M12,的螺栓。,预紧力控制方法,:,(1),凭手感经验,(2),测力矩扳手,(3),定力矩扳手,(4),测定伸长量,测力矩扳手,定力矩扳手,机械基础,11,JSTJ,2. 拧紧力矩与预紧力控制方法,11,摩擦防松,永久防松,机械防松,弹簧垫圈,串联钢丝,用冲头冲,2,至,3,点,机械基础,12,JSTJ,3.螺纹联接的防松,双螺母防松、弹簧垫圈、自锁螺母防松等,开口销、止动垫片、带翅垫片、串联钢丝等,冲点、焊接、粘合等,12,第三节 键联接与销联接,一、键联接,键联接,常见形式,平键联接,花键联接,半圆键联接,机械基础,13,JSTJ,13,（一）平键连接,1.,普通平键,（,应用广泛,）,（,1,）工作面：,两侧面,，工作时靠键与键槽侧面的挤压来,传递扭矩,。,（,2,）承载能力：,压溃,主要失效形式,，,键剪断,重要场合需验算。,机械基础,14,JSTJ,14,（,3,）结构形式：,圆头,：,方头,：,一端圆头一端方头,：,指状铣刀，应力集中大,盘状铣刀，应力集中小，紧定螺钉固定,指状铣刀，用于轴伸处,b,）方头,a),圆头,c),一端圆头一端方头,（,4,）普通平键特点：,静连接，周向固定，传递转矩,T,，不能承受轴向力及轴向固定。,机械基础,15,JSTJ,15,动连接，键固定在轴上，毂可沿键移动。,耐磨,2.,导向平键,3.,滑键,动连接，键固定在毂上，一起沿键槽移动。移动距离大时，采用滑键。,机械基础,16,JSTJ,16,（二）半圆键连接,1.,特性：,1,）键的,摆动,适应毂上键槽的斜度，一般情况下不影响被连接件的定心；,2,）侧面为工作面，,传,T,，,不能传轴向力,；,3,）特别适于,锥形轴端,；,4,）对轴削弱大，,用于轻载,。,机械基础,17,JSTJ,17,（三）楔键连接,键的一个工作面为,斜面,：斜度,1:100,工作面：,上、下面,，两侧面有间隙,靠摩擦和互压传载,机械基础,18,JSTJ,18,（四）花键连接,1.,组成：内花键、外花键,2.,类型：,齿形,：,矩形,花键,渐开线,花键,机械基础,19,JSTJ,19,3.,特性：,（,1,）齿对称布置，受载均匀；,（,2,）齿浅，应力集中，承载 ；,（,3,）定心好；,（,4,）可用于“动连接”和“静连接” ；,（,5,）渐开线较矩形根部，承载，定心精度高，宜用于载荷大、尺寸大的场合,。,机械基础,20,JSTJ,20,用于连接，可传递不大的载荷,安全装置中的过载剪断元件,定位销,：,连接销,：,安全销,：,1.,作用,确定相对位置,二、销联接,机械基础,21,JSTJ,21,（,2,）圆锥销,具有,1:50,的锥度，安装方便，定位精度高。,（,3,）开尾圆锥销,在连接时的防松效果好，适用于有冲击、振动的场合的连接。,（,1,）,圆柱销,靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆会降低定位精度和可靠性。,2.,分类与特点（形状）,机械基础,22,JSTJ,22,（,4,）端部带螺纹的圆锥销,可用于盲孔或拆卸困难的场合；,（,6,）槽销,上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽，将槽销打入销孔后，由于材料的弹性使销挤压在销孔中，不易松脱，因而能承受振动和变载荷。,（,5,）销轴,用于两零件的铰接处，构成铰链连接。销轴通常用于开口销锁定，工作可靠，装拆方便。,机械基础,23,JSTJ,23,机械基础,第二章 机械传动与液压传动,24,一、齿轮传动二、带传动三、链传动四、液压传动,JSTJ,24,1.,按,传动机构,类型分：（,1,）齿轮传动（,2,）链传动（,3,）带传动（,4,）蜗杆传动（,5,）连杆机构及其传动（,6,）凸轮机构 （,7,）螺旋机构（,8,）液压传动,2.,按,驱动方式,分,：（,1,）机械传动（,2,）液压气压传动（,3,）电力传动,3.,机械传动的目的,：,传递能量和能量的分配转速的改变运动形式的改变。,机械基础,25,JSTJ,传动分类,25,一、齿轮传动的分类,机械基础,26,JSTJ,第一节 齿轮传动,26,二、齿轮传动的特点,优点：,1.,传动效率高（0.980.995）,2,.,传动比恒定,3,.,结构紧凑,4,.,工作可靠、寿命长,缺点：,1,.,制造、安装精度要求较高,2,.,不适于中心距,a,较大两轴间传动,3,.,使用维护费用较高,4,.,精度低时噪音、振动较大,机械基础,27,JSTJ,第一节 齿轮传动,27,三、齿轮传动设计基本要求,1.,选择合理的材料与加工方法；,2.,两配合的齿轮的模数要一致；,3.,配合齿轮的旋转轴的位置关系精度要求高；,4.,齿轮端面的接触面要尽量小；,5.,传动速度比较快的场合尽理不要用直齿轮传动，以免噪音太大；,6.,齿轮本身强度要大于所承受的负载；,7.,相配合的齿轮要采用相同的加工方法且相同的厂家加工，以免加工精度不一样而造成噪音过大 。,（保证传动比恒定、足够的承载能力是所有齿轮传动需要解决的基本问题）,机械基础,28,JSTJ,第一节 齿轮传动,28,四、啮合特点,.,传动的,可分离性,；,.,传动比恒定,，且与基圆半径成反比，与中心距无关；,.,啮合条件：两齿轮的,模数和压力角必须相等,即：,m1=m2=m,a1=a2=a,。,.,连续传动的条件：一对互相啮合的齿轮在前面一对轮齿脱离接触前，后面一对齿必须进入啮合,即,重合度大于,。,.,齿轮加工方法：常用,仿形法,（刀具的形状与被加工齿轮齿间形状一致）和,范成法,（插齿和齿轮滚刀）。,机械基础,29,JSTJ,29,1,.,轮齿折断：,齿根疲劳,折断。,2,.,齿面疲劳点蚀：,齿面理论上是线接触，但实际上因为齿面的弹性变形而形成很小的面接触，使表面,金属脱落,而形成小坑，称之为点蚀。点蚀会严重影响传动的平稳性，产生振动噪音。,措施：,提高齿面硬度，润滑良好,四、齿轮传动的失效形式及预防措施,机械基础,30,JSTJ,30,3.,齿面磨损,：,主要是因为,润滑油不够或颗粒杂质,引起齿面磨损、变形，导致齿的侧面间隙增大，产生强烈冲击和振动。,措施,：,润滑油清洁，采用闭式传动。,4.,齿面胶合,：工作齿面在重载高温作用下产生,局部熔化,，软齿面金属脱落，齿面形成条状粗糙沟纹。,措施,：,提高齿面硬度、光洁度，润滑良好。,机械基础,31,JSTJ,31,5.,齿面塑性变形：,在重载式起动传动中，,齿面承受载荷较大,，较软齿面可能产生局部的,金属流动现象,，即齿面塑性变形。,措施：,提高齿面的硬度，避免频繁起动和过载工作。,机械基础,32,JSTJ,32,一、链传动组成、工作原理与特点,1.,工作原理,：,两轮间以链条为中间挠性元件的啮合,来传递动力和运动。,2.,组成：,内链板、外链板、销轴、套筒、,滚子（内链节、外链节、滚子），一般不超过四排。,3.,特点：,优点：,平均速比,i,m,准确，无滑动 结构紧凑，轴上压力,Q,小 传动效率高,=98% ,承载能力高,P=100KW ,可传递远距离传动,a,max,=8mm ,成本低。,缺点：,瞬时传动比不恒定,传动不平稳 传动时有噪音、冲击 对安装精度要求较高。,机械基础,33,JSTJ,第二节 链传动,33,二、应用特点,适于,两轴相距较远,，工作条件恶劣等,中低速,传动：传动比8，,P100KW，V12-15m/s，,无声链最大线速度可达40,m/s,；,不适于在冲击与急促反向等情况。,机械基础,34,JSTJ,34,三、链传动的失效形式,1.,链板、销轴、套筒、滚子的,疲劳破坏,；,2.,链节磨损后伸长,：节距变大会引起跳齿或脱链现象；,3.,冲击破坏,；,4.,胶合,：高速工作时，链节啮入受到较大冲击和振动，导致销轴和套筒间磨损严重发热以至产生胶合；,5.,轮齿过度磨损,；,6.,过载拉断,：起动、制动、反转或重复冲击载荷时，链条受到较大动载荷引起断裂。,机械基础,35,JSTJ,35,要注意链条的节距与链轮齿距的关系要一致。,两链轮的中心距与链条的长度关系要适当，链条不能太松或太紧。,链轮与链条要尽量采用常用标准件。,机械基础,36,JSTJ,四、链传动的设计要点,36,一、带传动工作原理,带传动由,主动轮,、,从动轮,和,传动带,构成，属于摩擦传动。由于环形带张紧在带轮上，带中产生初拉力,F。，,带与带轮在接触处产生,正压力,，带与带轮之间通过,摩擦力,把主动轮的运动和动力传到从动轮上。,带的常见类型为,：,平带,、,V,型带、,同步齿形带、圆带等,。,机械基础,37,JSTJ,第三节 带传动,37,二、带传动的特点,优点：,1.带弹性好，能缓冲和吸振，传动,平稳,，噪音小；,2.过载时带和带轮面间发生,打滑,，可防止其他零件损坏；,3.带传动结构简单，制造、安装和维护均较方便；,4.可用于,中心距较大,的两轴间的传动。,缺点：,1.传动比不准确；,2.,机械效率低；,3.,带寿命较短；,4.,使用环境要求高,机械基础,38,JSTJ,第三节 带传动,38,三、设计时的注意要点,多楔带和,V,型带传动时，两轮的对应槽要在一直线上。,多楔带和,V,型带传动时，两轮旋转轴要平行。,皮轮轮直径不能过小，以免减短皮带使用寿命。,皮带包角不能过小，以免皮带打滑。,皮带要方便更换，因为皮带是易损品。,机械基础,39,JSTJ,第三节 带传动,39,一、液压传动工作原理,液压传动是用液体作为工作介质，来传递能量和进行控制的传动方式。传动过程中遵循,能量守恒定律,和,帕斯卡定律,（,理想状态,施加在封闭液体上的,压力处处相等）,。,机械基础,40,JSTJ,第四节 液压传动,40,动力元件,泵,（,机械能液压能）,执行元件,马达、液压缸,（,液压能机械能）,控制元件,阀控制压力、方向和流量,辅助元件,液压油箱、过滤器、管路等等,工作介质,液压油,机械基础,41,JSTJ,二、液压传动装置的组成部分,41,1.,优点,(,1),操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000：1)；,(,2),可自动实现过载保护；,(,3),一般工作介质为油性液体，可润滑运动面，使用寿命长；,(,4),容易实现直线运动。,2.,缺点,(,1),效率较低；,(,2),元件制造精度要求较高，成本高；,(,3),介质受温度变化、泄漏及可压缩性影响，传动比不稳定；,(,4),污染、火灾和爆炸风险。,机械基础,42,JSTJ,三、液压传动的特点,42,1.,压力控制阀：,根据液体压力与弹簧力平衡的原理来控制和调节液体的压力，如,溢流阀,。,2.,方向控制阀,：用来控制改变液压系统中液流方向的阀类，如,单向阀、换向阀,等。,机械基础,43,JSTJ,1,表,示电磁铁， 2,表,示弹簧,四、常见液压元件,43,3.,流量控制阀,：依靠改变工作开口的大小来调节通过阀口的流量，如：,调速阀,等。,机械基础,44,JSTJ,四、液压元件,44,机械基础,45,JSTJ,五、系统基本控制回路,1.,方向控制回路：,通过控制执行元件液流的通断或变向，实现液压系统执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路；,2.,压力控制回路：,利用溢流阀和减压阀等压力控制阀来控制整个系统或某一部分压力，达到调压、卸载、减压、增压、平衡、保压的目的。,要控制液压系统的压力，应使用溢流阀,；,要减低系统中某一部分的压力，应使用减压阀,。,3.,速度控制回路：,采用节流、容积或两者相结合的方式调节流量从而改变速度。,45,五、系统基本控制回路,1,泵,2,油箱,3,溢流阀,4,液压缸,5,换向阀,7,节流阀,机械基础,46,JSTJ,46,机械基础,47,JSTJ,第五节 补充-螺旋传动,一、螺旋传动：,主要是将旋转运动变成直线运动，同时进行能量和力的传递，或调整零件的相互位置，也有将直线运动变成旋转运动的。,二、分类,根据螺纹副,摩擦性质,不同，可分为滑动螺旋、滚动螺旋。,根据,用途,分类可分为传力螺旋、传动螺旋和调整螺旋。,47,机械基础,48,JSTJ,三、特点,优点：,（,1,）回转运动变换为直线运动，运动准确性高，且有很大的降速比；,（,2,）复式螺旋可以获得较大的位移，差动螺旋可以获得微小的位移；,（,3,）结构简单，制造方便；,（,4,）工作平稳，无噪声，可以传递很大的轴向力。,缺点：,（,1,）传动效率低，有自锁作用，相对运动表面磨损较快；,（,2,）实现往复运动要靠主动件改变转动方向。,第五节 补充-螺旋传动,48,一、平面连杆传动机构的原理与分类,平面连杆机构：,是由一些刚性构件用低副联接而成的机构的平面机构。,主要分类：,曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种。,机械基础,49,JSTJ,第六节 补充-平面连杆机构,49,二、平面连杆机构的特点,优点：,实现多种运动形式的转换，如：往复移动或摆动与转动的转换；,利用平面连杆机构的平面运动可实现生产中多种工作要求；,各运动副均为面接触，单位面积上的压力较小，且有利于润滑，所以磨损较轻，寿命较长，制造比较简单，易获得较高的精度。,机械基础,50,JSTJ,第六节 补充-平面连杆机构,50,二、平面连杆机构的特点,缺点：,难以实现任意的运动规律。,惯性力难平衡,(,构件作往复运动和平面运动,),易产生动载荷。,设计复杂。,存在积累误差,(,低副间存在间隙,),效率低,。,机械基础,51,JSTJ,第六节 补充-平面连杆机构,51,三、平面连杆机构设计时的注意要点,要注意销钉连接处的配合精度。,曲柄、摇杆、连杆的两孔的中心距、平行度精度要求较高。,要注意保证曲柄、摇杆、连杆的机械强度。,高速旋转，容易磨损的地方要有耐摩的衬套，方便更换。,机械基础,52,JSTJ,第六节 补充-平面连杆机构,52,一、凸轮传动机构原理,主要是由凸轮、从动件和机架所组成当凸轮运动时，通过其轮廓或凹槽与从动件接触，使从动件实现预期的运动规律。,二、分类,连续式凸轮传动、间歇式凸轮传动。,机械基础,53,JSTJ,第七节 补充-凸轮传动,53,三、应用举例：,内燃机配气机构、冲床自动送料机构、缝纫机上的挑线凸轮机构。,四、特点,优点：,动载荷小、无刚性冲击和柔性冲击，以适应高速运转的要求。同时它无需采用其他的定位装置，就可获得高的定位精度，机构结构紧凑，是当前被公认的一种较理想的高速、高精度的分度机构。,缺点：,加工成本较高，对装配、调整要求严格。,机械基础,54,JSTJ,第七节 补充-凸轮传动,54,制动器,是用来降低机械运转速度或迫使机械停止运转的装置。在车辆、起重机、电梯等机械中，广泛采用着各种型式的制动器。,常见的类型有：内涨蹄铁式制动器；块式制动器 ；带式制动器 。,机械基础,55,JSTJ,第八节 补充-制动器,55,机械基础,56,JSTJ,补充,蜗杆、轴承、联轴器、弹簧等见习题集。,56,The End,机械基础,57,谢谢！,JSTJ,57,