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机械基础知识,目录,第一章 机械基础概述,人类为了满足生产和生活的需要，设计和制造了类型繁多、功能各异的机器。机器是执行机械运动的装置，用来变换或能量传递、物料，如内燃机、电动机、洗衣机、机床、汽车、起重机， 各种食品机械。机械的种类很多，它们的用途、性能、构造、工作原理各不相同。,一、机械的概述,1.机器 机器是执行机械运动的装置，用于变换或传递能量、物料与信息。 机器的三个特征： （1）任何机器都是由许多构件组合而成的。 （2）各运动实体之间具有确定的相对运动。 （3）能实现能量的转换、代替或减轻人类的劳动，完成有用的机械功。,二、机器和结构,2.机构 机构是用来传递运动和力的构件系统，构件系统是用运动副连接起来的。 机构与机器的比较： 机构：由构件组合而成，各部分具有确定的相对运动，但不能做机械功或实现能量的转换。 机器：包含一个以上的机构，主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换。 机器和机构总称为机械。,3.机器的组成 机器是由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。 动机部分：其功能是将其他形式的能量变换为机械能（如内燃机和电动机分别将热能和 电能变换为机械 能）。原动部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源。,传动部分： 其功能是把原动机的运动形式、运动和动力参数转变为工作部分所需的运动 形式、运动和动力参数。,工作部分（或执行部分）： 其功能是利用机械能去变换或传递能量、物料、信号，如发 电机把机械能变换成为电能，轧钢机变换物料的外形，等等。,以上三部分都必须安装在支承部件上。为了使三个基本部分协调工作，并准确、可靠地完成 整体功能，必须增加控制部分和辅助部分。,三、构件和零件,1. 构件 构件是机构中的运动单元体。构件可以是一个也可以拆卸成几个物体。 构件按运动状况可分为固定构件和运动构件两种。运动构件又可分为主动件和从动件两种。主动件是有驱动力或力距的构件，从动件随主动件的运动而运动。 2.零件 零件是构件的组成部分，是加工制造的单元。,四、机械传动的分类,现代工业的传动方式,机械传动,液压传动,气动传动,电气传动,第二章机械制图,一、立体图形的画法,1投影法 如图1所示,在平的墙壁放置物体,从物体后与墙壁垂直地投射平行光线,则该墙面上出现影子,其大小和形状都可以知道。投影法应用的正是这个原理。 把物体的形状、位置正确地画在平面上表示的方法，根据投影的角度、物体的摆放方法的不同，分为正投影法、等角投影法、不等角投影法、斜投影法、透视投影法等。要正确地表示物体尺寸、角度等，正投影法最好，因此最常用。只表示物体的形状的话，斜投影法（一般称为示意图）适合，另外，要表现室内装修的预想情况或家具的摆放样子等时，透视法最好。最近，前述的投影法之中，主要采用等角投影法等，还有很多易于立体地理解物体的图示方法被使用，这样的图称为技术图解,图1 投影法,第三角法和第一角法,如图1所示，把水平和垂直的个平面垂直相交，以相交的轴为中心，把空间切分成个。这些空间从右上向左转，依次称为第一角、第二角、第三角、第四角。制图中，在第一角内和第三角内放置物体，表示其形状，在第一角内放置物体投影时称为第一角法，在第三角内放置物体投影时称为第三角法。普通机械图纸用第三角法制图。（ 制图采用的投影法规定）,图1 投影面的取法,第三角法 如图1所示，在第三角法内的空间放置物体投影，将该投影图在一个平面上展开的话， 在正面图上是平面图，在正面图的右侧是右侧面图。 第三角法中，从正面看物体的形状，投影在面前的直立面上，从上看的形状，仍然在上方投影出平面图来。侧面图也是，右侧面图在正面图的右侧，左侧面图在左侧，各自配置在看过去的方向上。 这是在物体和观察的眼的位置之间放置投影面。,平面图,二、机械图纸的概要,1、图纸的大小,2、比例尺的表示方式,3、线的种类与用途,外形线 隐藏线 中心线 引出线,4、主要使用的线例,课题,三、立体图纸的画法,四、辅助图法,根据图纸的不同，有时只采用基本的图示法无法图示其详细情况。此时，并用以下所述的图示法就能将其形状表示清楚。,1、局部投影图,要把图（）所示的物体的上部的座特别清楚地表示出来，可以象图（）那样画。但是，还有更简单的表示方法，不用象图（）那样画得仔细。这就是图（）的画法。 这样，一部分特殊形状的物体，该部分的形状光用正面图（主投影图）表示仍然看不清楚，由不需要象图（）那样画全体的平面时，除了其正面图（主投影图）之外，为了方便起见，只把椭圆的部分画成投影图。 这称为局部投影图。 图2（）、图（d）就是一例。,2、辅助投影图,（）,（）,（）,根据物体不同，有的带有图（）所示的倾斜。如果用基本的方法投影，就是图（）。如果把倾斜面直接投影，无论怎样使用正面图（主投影图）、平面图、侧面图这3个图，也无法表示倾斜部分的实际形状。这种情况下，象图（）那样，在倾斜面上设平行的投影面（这就是辅助的投影面），在其上投影倾斜部分的话，就能表示出实际形态。这种辅助作用的投影图称为辅助投影图。,3、旋转投影图,图（）所示的物体，从凸台上伸出成某个角度的臂，与有倾斜面时一样，直接投影的话，臂的部分的实际长度表示不出来。这样的物体，如图（）所示，把图纸向箭头方向旋转，直到该部分在一条直线上，放到能表示实际长度的位置上之后再投影。,（）,（）,4、想像图,这种作图法是把能移动的部分表达成移动过后的位置的想象图。,（千斤顶）,5、断面图示法,（）,（）,（）,物体的形状复杂时，其内部只使用虚线的话，有时难以清楚地图示其形状。这种情况下，如图（）所示切断，把切剖面的面前部分去掉来画图形的话，就能清楚地图示内部的形状。这样画的图称为剖面图。图（）不是剖面图，图（）是剖面图。,剖面图只是假想物体被切断了，并不是实际去做个切断的东西。因此，这样对应的投影图如图（）所示，应该画出整体。如果象图（）那样只画出一半，或者象图（c）那样在中间放置间隙来画，就错了。,正确的剖面图,错误的剖面图画法,（）,（）,6、剖面的表示,要表示剖面，在剖面部上画等间隔的斜线，或者用有色铅笔轻轻地涂其周围。前者称为剖面线，后者称为划线。画剖面钱时，通常成45角度按照的间隔，同一零件从同一方向、个以上的零件相接时，或者改变剖面线的方向，或者改变其间隔以示区别。（图1）但是，根据图纸不同，有时画45的话就看不清楚了。这时也可以纵向或横向画。但是画剖面线非常费事，因此机械制图中，规定任何人看了都知道是剖面时，也可以不画剖面线。 图2表示剖面的表示方法的好坏。,6、剖面的表示,剖面线的角度通常是45。,染色表示法,二个以上零件 相接时,不良,1、剖面的表示,2、剖面的表示方法的好坏,7、断面表示方法的好坏,全断面法,半断面法,部分断面法,8、回转图示断面法,方向盘、车等的臂及边缘唇部挂钩轴等的剖面，可以在图所示的切断处或者图所示的切断线的延长线上表示。 此时，如图（）所示，把物体断裂后画在其中间时使用实线画，如图（）、（）所示，画在直线图形内时，使用细实线画。 另外，如图二（）的右下所示，因纸面的留白的关系，无法在切断线的延长线上画剖面图时，如图所示，添加表示视线方向的箭头和英文的大写字母（），在适当的留白上画剖面图，并标明（）即可。此时，表示切断的位置的文字，与该部分的方向无关，全部向上画。,（）,（）,（c）,（b）,（b）,图一,图二,9、组合断面法,剖面不一定用个平面切，也可以切成台阶状来表示，如图（）所示，必须用切断线表示好切断的位置。 此时，为了清楚表示剖面的位置，除了切断线的两端之外，把弯曲的重要部分加粗，添加表示观察方向的箭头。此时，如果添加与投影面垂直的剖面的线（图 ()的），有可能引起误解，因此不图示。,10、锐角剖面图、直角剖面图,图217是用带某个角度的切面切断后的剖面图，此时线相对于垂直的中心线，分别是锐角及直角，因此称为锐角剖面图、直角剖面图。此时的画法，必须把线旋转到垂直的中心线的位置。,锐角剖面图示例,直角剖面图示例,11、不切断大面积方向,象图（）这样的有加强筋的物体的剖面图，如果从基本中心线沿着一直线切断来画，就变成图（）。这样画，物体有没有加强筋，非常容易混淆。在这种情况下，剖面线只避开加强筋的部分，象图（）那样画即可。,（）,（）,（）,8、断面 记入例,圆棒軸,管中空軸,长方形角形,不须要表示断面形状的东西,木材,锥形的场合,倾斜的场合,三角的场合,中空轴断面图的场合,轨道的场合,9、中间部的省略,图只表示主要地方 其他由中心线表示,通过,通过,10、同种同型的省略,课题,尺寸线,尺寸辅助线,引出线,五、尺寸记入,1、尺寸表示,2、狭窄地方的尺寸表示, 、表示圆的直径。 、表示正方形。 读R、表示半径。 是表示球面、以表示球的直径或半径。 读T、表示板的厚度。 读C、表示45倒角,3、与尺寸数字一起使用的记号,4、平面部的图示,略号,5、孔的表示方法,60,40,15,10钻头,12,(25),35,15,20,10,10,(5),6、尺寸记入上的留意事项,7、对有公差的尺寸要注意,（与沟的中心线对齐）,课题 解答,完全螺丝部,不完全螺丝部,有效螺丝部,六、机械要素的制图,1、公螺丝图示表,2、螺母的图示表,课题,课题,螺母 （貫穿孔）,螺母 （堵头孔）,M P=,深度,通过,练习问题 ,问题,问题,请补充图上不充分的线,练习问题 解答,（）解答,（）解答,平面图,右側面图,正面图,平面图,右側面图,正面图,练习问题 ,练习问题 解答,解答 ,解答 ,绘制立体图（问题）,（）请用三角法绘制立体图,绘制立体图（手顺）,决定正面图（最能表示那形状的方向）,作为补充绘制其他的投影图（左右側面图平面图等）,绘制立体图（手顺）,课后问题(以三视图画成立体示意图),立体图,第三章 联接,机械是由许多零部件按确定的方式联接而成的。联接的类型很多，主要有：,轴毂联接键联接 紧固联接螺纹联接 轴间联接联轴器与离合器 永久联接焊接 铆接 胶接,一、联接的分类,1、键联接的类型和应用 平键联接,电机主轴链接，因为加工容易，所以这链接使用广泛、用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，或实现零件的轴向固定或移动,承载能力较小。,2、花键联接,花键联接已标准化，按齿形不同，分为矩形花键和渐开线花键。,常用于汽车车轮传动轴链接,优点：1、均匀受力优点； 2、对轴的削弱程度小； 3、载能力高； 4、轴上零件与轴的对中性好； 5、导向性好； 6、可用磨削方法提高 加工精度及联接质量。 缺点：齿根仍有应力集中、需专用设备制造，成本高。,4、销联接,销联接通常用于固定零件之间的相对位置，也用于轴毂或其他零件间的联接，还可充当过载剪断元件。用来固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。,定位销：用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。通常不受载荷或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于2个,联接销：同来实现两零件之间的联接，可用来传递不大的载荷。其类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据联接的结构特点按经验或规范确定。必要时再按剪切和挤压强度条件进行校核计算。 安全销：作为安全装置中的过载剪切元件。安全销在过载时被剪断，因此，销的直径应按剪切条件确定。为了确保安全销被剪断而不提前发生挤压破坏，通常可在安全销上加一个销套。,二、螺纹联接,螺纹联接和螺旋传动是利用螺纹零件工作的。螺纹联接结构简单、装拆方便、类型多样，是机械和结构中应用最广泛的紧固件联接。,1、螺纹及其主要参数,2、螺纹联接的主要类型及应用,普通螺栓联接,特点和应用： 无需在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料的限制。构造简单，装拆方便，应用最广。用于可制通孔的场合。,2、螺纹联接的主要类型及应用,双头螺柱联接,特点和应用： 双头螺柱联接座端旋入并紧定在被联接件之一的螺纹孔中，用于受结构限制而不能用螺栓或希望联接结构较紧凑的场合。 螺钉联接不用螺母，而且能有光整的外露表面，应用与双头螺柱联接相似，但不宜用于时常装拆的联接，以免损坏被联接的螺纹孔,第四章 传动,一、柔性传动装置,传递动力时，如果轴间的中心距离大，则难以用摩擦滑轮或齿轮直接传动。此时，采用在轴上固定的滑轮（皮带轮）上卷绕皮带、链条等传动的方法。 这类装置称为柔性传动装置。,柔性传动装置的种类表,链条传动 相对于皮带传动是利用摩擦力传递旋转或动力，链条传动是把链条咬合在链轮上而传递旋转或动力 的方法。 通常用于相距以下的轴间传递旋转或动力。 没有皮带传动那样的打滑，能正确传动。 广泛用于办公机械、精密机械、搬运机械、土木建筑机械等多方面。,用于这种传动的链条有滚子链条和无声链条种。主要特点： 没有打滑，能得到正确的速度比。 轴间距离不受限制，中心距离自由。 耐热、耐油、耐湿性好。 能传递大的动力。 不需要初期张力，因此轴承的摩擦损失少。 易于发生振动或噪音，不适合高速旋转 （通常是周速秒左右）,（）滚子链条的基本构造和称呼 是链条传动中常用的链条，把椭圆形的被称为内链节和外链节的零件交互组合连接而成。 下图表示基本构造和名称。, 组合状态, 内链节和外链节的名称,（2）连接链节 链条做成皮带那样的环状。要做成环状，需要连接链条的两端。此时使用的零件称为连接链节，因形状不同，名称也不同。,连接链节的种类和名称,（3）、滚子链条的张紧方法 链条传动与皮带传动不一样，不需要张力来利用摩擦。一般用适当的松紧度就可使用。 原因是如果链条过度张紧，销和销套之间的油膜断了，金属之间直接接触，会产生磨损或损伤，使寿命缩短。 另外，如果太松的话，链条在旋转中摆动，或卷入链轮，使链条和链轮双方都受损伤，还产生噪音。使用后伸长了时，需要调整张力，以维持适度的松紧。张紧方法与皮带一样，请看着张紧的装置来调整。, 松开量 如图所示，适当的松开量，是用手垂直按链条的松开侧的中央部时，的长度约为中心距长度的左右。以下情况下，左右即可。 . 垂直传动或接近垂直的配置时 . 轴间距离以上时 . 重荷重且经常起动时 . 急逆转时, 链条伸长界限的判定 如果长时期使用，销的外径或销套内径磨损，发生抖动，使链条整体上延长。超过其限度使用，就会发生异常噪音、链条跳到链轮上、不能旋转等不良。伸长多少就应该更换链条？这个判断基准需要知道。,链条的测定,滚子,伸长的允许值,表一伸长的允许值,（4）链条的拆卸方法 链条的伸长超过界限、必须更换时，按以下要领拆卸。,（5）带附件的滚子链 滚子链上安装了各种附件的链条有好多种类。下图是其一部分。,滚子,二平皮带传动,皮带传动是是在两轴上固定皮带轮，在之上缠绕皮带，利用皮带轮的面和皮带的面的摩擦阻力传递动力及运动。该装置多少会产生打滑，所以不能象齿轮那样总是保持正确的速度比，但効率高（9598）、机构简单而廉价，因此多用于一般机械的传动。 （）皮带 富于柔软性、负荷变化大也能耐受。缺乏耐热性。 （）木棉皮带 富于耐热性，但缺乏柔软性，与皮带相比抗拉强度大，但动力传动能力差。小皮带轮用，易于打滑，因此不适合高速的传动。 （）橡胶带 散热性差、不耐热及油、适合湿度大的地方。 （）钢带 厚度0.21.1mm、宽15250mm左右的钢板的带，抗拉强度大、伸长少，但受到急剧的冲击会破断。,三形皮带传动,形皮带传动是把剖面成梯形的环状橡胶带挂在槽轮上传动。张力虽小，但能传递大的动力。因此，在轴的中心距离小、速度比比较大时，也能安静地不打滑地运转。 （）V形皮带的形状,形皮带是图示的梯形剖面的橡胶带，在规定的长度上无缝制成，用锦线、人絹、橡胶等做外皮（橡胶、布）芯，外面用涂了橡胶V的棉布包裹。大小（型号）有M.A.B.C.D.E的6种，各部的尺寸及抗拉强度在 中有规定。,（2）V形皮带的标准尺寸,V形皮带的尺寸,（3）V形皮带轮及槽的形状, V形皮带轮 V形皮带轮一般为铸铁制，高速旋转的使用铸钢制。V形皮带嵌入槽内时，要使V形皮带的外侧与V形皮带轮的外周面一致，使V形皮带不接触槽的底面。另外，V形皮带被弯曲后，内侧的宽度变宽，因此槽的形状必须根据V形皮带轮的直径改变一些。, 槽的形状 . V形皮带卡入皮带轮时被弯曲，内侧的宽度变宽，外侧变窄，因此角度（40）减少，变成 。所以槽的角度及最大宽度 必须根据皮带轮的直径适当规定。的值当在(38)以下时，大体为mm左右即可。,表 槽的形状 单位mm,槽的形状 单位mm,（4）V形皮带的张紧方法,V形皮带之所以是字形，是为了使字部象锲子一样卡入皮带轮，产生强烈的摩擦力。但是，如果卡入量少，皮带轮和V形皮带打滑，就无法传递需要的动力或旋转。 为了不打滑，有必要给皮带施加必要的张力。 设备的构造不同，张紧方法也不同，因此请根据张紧的装置来调整。, 将产生动力的装置（电机等）移动来张紧的方法,移动电机来张紧的方法, 在中间设置张紧装置张紧的方法,用张紧轮张紧的方法, 其它还有使承受动力或旋转的从动轴偏芯来张紧的方法等。,（5）V形皮带张紧时的注意事项, 使皮带轮的轴芯平行。 正确对准皮带轮槽的中心。 就会产生永久伸长，应及时调整。 V形皮带不要接触槽底面。 使用多根时 . V形皮带使用多根时，要匹配长度。 特别是公称121以上的长物（冲压产品），匹配长度与否对耐久力有很大影响。 . 使用多根时，一部分皮带断了的，要全部更换新品。如果新旧皮带并用，则长度不同，动力的传递能力降低。,四、正时皮带传动,正时皮带与链条或齿轮一样，是应用了咬合的原理进行定角速度运动，同步传动的皮带。它解决了使用链条及齿轮时产生的问题点、即运动噪音高、润滑油等污染周围、因有重量使机械不能轻量化紧凑化等问题。,（）构造,正时皮带传动,（2）皮带和皮带轮,谢谢,