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绪 论【教学目标】 1.掌握机器、机构、机械、构件和零件的概念； 2.掌握机器与机构和构件与零件的区别；3.掌握运动副的概念及使用特点。【教学重点】机器、机构、机械、构件和零件的概念【教学难点】机器与机构和构件与零件的区别【教学时数】6课时（3课时讲解/1课时作业/1课时测试/1课时教学分析）【知识网络】【知识精讲】一、机器 1.定义：能用来代替人的劳动完成有用的机械功或实现能量转换的具有确定相对运动的构件的组合。 2.机器的类型及应用举例(见表)。类 型应用举例变换能量的机器电动机、内燃机等变换材料形状或位置的机器金属切削机床、纺织机、运输机、起重机、汽车、船舶、飞机等变换信息的机器计数机、计算机等 3.机器的组成(见表)。组成部分说 明应用举例原动部分动力源电动机、内燃机等工作部分完成机器预定动作一般位于传动的终端金属切削机床的主轴、拖板等传动部分把原动部分的运动和动力传给工作部分的中间环节连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、螺旋传动、带传动等自动控制部分自动化机器中具有二、机构的概念和机构与机器的区别 1.机构的概念：具有确定相对运动的构件的组合。 2.机构与机器的区别(见表)。名 称特 征功 用备 注机器(1)构件的组合；(2)构件间具有确定的相对运动；(3)代替人的劳动完成有用的机械功或实现能量转换利用机械能做功或实现能量转换从结构或运动的角度来看，机器和机构是完全相同的。机构具有机器的(1)、(2)两个特征、而无(3)特征传递或转变运动的形式三、机械的概念 机械是机器和机构的总称。四、构件与零件的区别和联系(见表)名 称区 别联 系构件从运动角度而言，相互间能作相对运动的物体，是运动的单元构件可以是一个零件组成，也可以由若干个零件组成零件从制造角度而言，相互间没有相对运动的物体，是制造的单元五、机械、机器、机构、构件、零件间的关系机械机器-机构-构件-零件机构六、运动副 1.定义：两构件保持直接接触且又能产生一定相对运动的联接。 2.运动副的类型、应用及特点(见表)。类 型应用举例特 点低副转动副(两构件接触处只允许作相对转动)曲柄与连杆间的联接面接触，承载能力较大，滑动摩擦，效率低移动副(只允许作相对移动)抽屉的拉出或推进螺旋副(作复合运动)车床丝杠与螺母高副凸轮机构点或线接触，接触处易磨损，承载能力较小，能传递较复杂的运动形式，维修制造较困难注:运动副分为低副和高副是按构件间的接触形式不同来分的。若按运动范围则可分为空间运动副和平面运动副。【典型例题】【例题1】 金属切削机床的主轴、拖板属机器_部分。 解题分析 从机器的组成部分考虑。因金属切削机床的主轴、拖板是机床传动的终端，用来完成机器预定动作，故金属切削机床的主轴、拖板属于机器工作部分。 解：本题答案为“工作”。【例题2】 整体式曲轴是零件不是构件。( ) 解题分析 曲轴与其他部分之间有相对运动，故它是构件；整体式曲轴是制造单元，即是由一个零件组成的构件。 解：本题答案为“”。 名师点拨 构件可以由几个零件组成，也可以由一个零件组成。机械基础单元测试试题（绪 论）姓名_ 成绩_一、填空题 1.我国古代人民在机械方面有许多杰出的发明创造，西汉时期的_车和晋朝_车就是应用了轮系。 2.机构中的构件，是相互之间_相对运动的部分，是_单元。 3.组成构件的相互之间_相对运动的部分，叫_，它是_单元。 4.单缸内燃机中的连杆是_件，它是由螺栓、螺母、连杆盖、连杆体等零件组成的。 5.机构的主要功用是_，机器的主要功用是_。 6.一般机器，都是由_、_、_组成。 7.使两构件_又能产生_的联接称为运动副；齿轮副属于_副。 8.运动副可分为高副和低副。低副是指两构件之间作_的运动副，而高副是指两构件之间作_的运动副。 9.低副按两构件间相对运动情况分为_、_、_。 10.低副的接触表面受载的单位面积压力较_，低副属于_摩擦。 11.房门的开关运动，是_副在接触处可允许的相对转动。抽屉的拉出或推进运动，是_副在接触处可允许的相对移动。二、选择题(将正确答案的题号填在括号内) 1.车床上的刀架属于机器的( )。 A.工作部分 B.传动部分 C.原动部分 D.自动控制部分 2.下列关于构件概念的正确表述是( )项。 A.构件是机器零件组合而成的 B.构件是机器的装配单元 C.构件是机器的制造单元 D.构件是机器的运动单元 3.机器与机构的主要区别( )。 A.机器的运动较复杂 B.机器的结构较复杂 C.机器能完成有用的机械功或实现能量转换 D.机器能变换运动形式 4.组成机器的运动单元是( )。 A.机构 B.构件 C.部件 D.零件 5.车床中丝杠与螺母组成的运动副为( )。 A.移动副 B.螺旋副 C.转动副 D.高副 6.单缸内燃机中，活塞与连杆之间的联接属于( )。 A.移动副 B.螺旋副 C.转动副 D.高副三、判断题(正确的在括号内画“”错误的画“”) 1.凡是机器都是由机构组成的。( ) 2.凡是构件一定都是由两个以上零件组成的。( ) 3.构件与构件之间是运动副联接的。( ) 4.自行车的轮子是个构件，轮子上的钢丝、螺母、钢圈等都是零件。( ) 5.整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。( ) 6.火车运动时，火车的车轮与钢轨的顶面相接触，它们组成了一个移动副。( ) 7.内燃机能把气缸活塞的往复运动转变为曲轴的连续运动，因此内燃机是机构而不是机器。( ) 8.在单缸内燃机中，由于活塞能在气缸中作相对移动，故活塞与气缸组成移动副。( )四、问答题如右图1为内燃机的结构图。试分析回答下列各题：(1)内燃机是机器还是机构？(2)若是机器，试列举出内燃机中的典型机构；(3)列举出内燃机中的典型零件；(4)整体式连杆是零件还是构件?断裂式连杆是零件还是构件?若为构件，则由哪些零件组成?摩擦轮传动和带传动【教学目标】 1.了解摩擦轮传动和带传动的类型、传动特点及使用场合； 2.掌握带传动的主要参数、传动比的计算、V带的型号和选用方法； 3.了解带传动的张紧和调整方法。【教学重点】带传动的主要参数、传动比的计算、V带的型号和选用方法；【教学难点】1V带的型号和选用方法；2带传动的张紧和调整方法。【教学时数】 9课时（6课时讲解/1课时作业/1课时测试/1课时教学分析）【知识网络】【知识精讲】一、摩擦传动的工作原理 1.摩擦传动是依靠摩擦轮之间或带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。 2.增大摩擦力的措施(见表)。措 施具体方法增大正压力在轮上装弹簧或其他施力装置增大摩擦系数改变轮面(一轮用钢或铁制，另一轮工作表面衬一层皮革、石棉、橡胶等)注：为避免打滑使从动轮的轮面遭受局部磨损而影响传动质量，最好将轮面较软的摩擦轮作主动轮来使用。二、传动比和传动速度 1.传动比(i12):i12=n1/n2=D2/D11/i12； 2.传动速度():(n1D1)/(6010)=(n2D2)/(6010)(m/s)。三、摩擦传动的特点(见下表)传动类型接触形式中心距传动比效率过载性能传动平稳性摩擦轮传动直接接触较近不准确低打滑有安全保护作用平稳无噪声平型带传动间接接触较远不准确低同上同上V带传动间接接触a平a不准确低同上平稳噪声小四、摩擦轮传动类型和应用(见下表)类 型两轴平行两轴相交外 形圆 柱圆 锥接触形式内接外接内接外接两轮转向相同相反在图中用箭头标示备注1.内接圆柱摩擦轮两轮间中心距a12(d2-d1)/2，外接则为a12(d1d2)/2；2.适用于高速、小功率场合。 两锥轮的锥顶必须保证重合，否则两轮锥面上各接触点处的线速度不相等。五、带传动的类型(见下表)类 型平 型 带三 角 带(带)圆 型 带截面形状扁平矩形梯形圆形六、平型带的传动形式及参数计算(见下表)传 动 形 式包 角几 何 长 度开 口 式180-(D2-D1)/a60L2a+/2*(D1+D2)+(D2-D1)2/4a交 叉 式180+(D2+D1)/a60L2a+/2*(D1+D2)+(D1+D2)2/4a半交叉式180+D1/a60L2a+/2*(D1D2)+(D1+D2)/2a 注：1.带轮的包角是指胶带与带轮接触面弧长所对应的中心角。包角越大，接触面间所产生的摩擦力总和就越大。一般要求小带轮的包角150。 2.平型带的接头形式有胶合式、缝合式和铰链带扣式等，当带速超过30m/s时可用轻而薄的没有接头的环型带。七、V带的结构、型号 1.结构：无接头的环形带，截面形状呈梯形，工作面为两侧面，夹角40(轮槽夹角40。)由帘布结构和线绳结构两种，每种结构的V带都由伸张层、强力层、压缩层和包布层组成，两种结构主要区别在强力层上。 2.型号与标记 (1)型号：V带已经标准化，按截面尺寸不同可分成不同的型号。 (GB11544-89规定有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号)。Y型截面最小,E型截面最大。截面越大，传递的功率也越大。 (2)标记：“型号+标准长度”(“型号+标准长度+标准编号”) 例如：A1250(A1250GB11544-89)表示标准长度为1250mm的A型V带。八、V带的选用方法 1.选用带轮直径、验算带速范围： D1Dmin；且尽量取大些；D2i12D1并符合标准值；5m/s25m/s。注：(1)带轮直径指带轮上通过V带横截面中性层的直径； (2)小带轮直径不能过小，否则，胶带在带轮上的弯曲程度严重，弯曲应力越大,寿命越低； (3)带速过大,离心力越大,摩擦力减小;带速过小，功率一定时,所需有效圆周力过大,易引起打滑。 2.验算小轮包角，确定带根数： 由180-(D2-D1)/a57.3120验算小带轮包角。九、V带的正确使用 1.标记相符：V带外边缘应与轮缘取齐(新安装时可略高)。 2.轴线平行：主、从动轮的轮槽必须调整在同一平面内。 3.张紧适当：在中等中心距条件下，一般以大拇指能按下15mm左右为合适。 4.定期整查：发现不能使用的V带时，应成组更换。 5.安全防护：必须装安全防护罩。十、带传动的张紧装置 1.张紧目的：带传动工作时长期受拉被拉长而变得松驰，导致传动能力降低。为保持带在传动中的能力，应采用张紧装置。 2.张紧方法： (1)调整中心距法：调整螺钉，利用自重等。 (2)采用张紧轮法(见下表)。带传动类型安放位置靠近的带轮原 因平型带传动松边外侧小带轮小带轮包角可得到增大V带传动松边内侧大带轮V带传动时只单向受弯；小带轮包角不致过分减小【边缘知识】一、紧边与松边 1.紧边：带被主动轮D1卷入的一边。 2.松边：带被主动轮D1卷出的一边。二、打滑与弹性滑动(见下表)现 象产生原因何时发生能否正常工作能否避免打 滑摩擦力矩之和小于阻力矩之和摩擦力不足不能可避免弹性滑动接触区弹性变形引起的滑动任何时候能不可避免注：打滑既有有利的一面，也有不利的一面。（不利：传动比不稳定，传动效率低，带磨损剧烈；有利：过载保护，避免薄弱零件免遭损坏。）【典型例题】【例题1】 V带的接头方法一般采用胶合法、缝合法和铰链带扣法三种，其中胶合法使用最为广泛。( ) 解题分析：平型带的接头方法有胶合法、缝合法和铰链带扣法等，当带速超过30m/s时，可采用轻而薄的没有接头的环型带；而V带是没有接头的环型带，接头方法根本就无从谈起。 解： 本题答案“”。【例题2】平型带传动主动轮直径D1125mm,转速n11450r/min,现要求从动轮转速为145r/min,则：(1)带传动的传动比(i)为多少? (2)若要实现从动轮转速为145r/min,则应采取什么措施? 解题分析：传动比i=n1/n2=1450/145=105，故不能采用一级带传动，可采用二级(或多级)传动(设i12i34=42.5),设各轮直径分别为D、D3、D4， 则 i12D2/D1=4,i34D/D=.，再由分级传动比及主动轮直径求出各轮直径。 解：(1)i=n1/n2=1450/145=10； (2)i=105，故不能采用一级传动 现设i总=i12i34=42.5，各轮直径分别为D、D3、D4，则： i12=D2/D1=4，D2=4D1=4125=500(mm); 设D3=150mm,则i34=D4/D3=2.5 D4=2.5D3=2.5150=375mm 名师点拨 带传动中，传动比i5是就单级传动而言的，若为多级的话i总可以大于5，但各分级的传动比都必须满足i5。【例题4】 已知一级带传动主动带轮直径D1=140mm,转速n1=1440r/min,从动轮转速n2=750r/min，工作要求中心距a=800mm。试求：(1)传动比i12；(2)从动轮直径D2；(3)验算小带轮包角是否合格； 解题分析：本题为带传动的参数计算题。传动比i=n1/n2=D2D1;、L等参数若没有特别说明，一般以开口式的公式计算。 解：(1)i12=n1/n2=1440/720=； (2)i12= n1/n2= D2D1= D2=2D1=2140=280(mm)； (3) =180-(D2-D1)/a60=180-(280-140)/80060=169.5120 合格；机械基础单元测试试题（摩擦轮传动和带传动）姓名_ 成绩_一、填空题 1.若使摩擦轮传动能够正常工作，必须使两轮之间产生的_足以克服从动轮上的_。 2.带轮的包角，是胶带与带轮接触面的_所对应的_。对平型带传动来说包角应大于或等于_。 3.V带的截面形状是_，工作面是_，夹角等于_。 4.摩擦传动可分为_传动和_传动两种。 5.为了避免摩擦轮传动中，由于打滑使_轮的轮面遭受局部磨损，一般将_的轮面作为主动轮。 6.摩擦传动，当_时，在两构件的接触处可产生打滑现象，因此能防止机构中薄弱零件的_而起到_作用。 7.在平型带传动中，传动能力的大小与_带轮的_大小有关。 8.为保证V带截面在轮槽中的正确位置，V带的_应与带轮的_取齐，V带的_与轮槽的_不应接触。 9.通常带传动的张紧装置使用_和_两种方法。 10.一般在相同条件下，平带传递的工作拉力比V带传动的_。二、选择题 1.V带的传动性能主要取决于( )。 A.强力层 B.伸张层 C.压缩层 D.包布层 2.圆锥摩擦轮传动适用于哪种场合( )。 A.两轴平行 B.两轴相交 C.两轴相错 D.两轴垂直相错 3.下列哪一点是摩擦传动的共性之一( )。 A.中心距大 B.均能实现无级变速 C.均必须有加压装置 D.传动比准确 4.V带传动与平型带传动相比，应用较广泛的原因是( )。A.在传递相同功率时，传动外廓尺寸较小 B.传动效率高 C.带的使用寿命长 D.带的价格低 5.带传动中，V带比平型带传动能力大的主要原因是( )。A.带的强度高 B.没有接头 C.尺寸小 D.接触面的正压力大 6.带传动的打滑现象首先从何处开始( )。A.小带轮上 B.大带轮上 C.大、小带轮同时开始 D.都不对，应视情况而定 7.下列( )说法是正确的。A. 弹性滑动不可避免 B.弹性滑动可以避免 C.打滑不可避免 D.弹性滑动和打滑均可避免 8.带传动的主要失效形式是( )。A.带的静载拉断 B.带的磨损 C.打滑 D.打滑和疲劳破坏 9.V带型号确定后，限制小带轮最小直径的目的是( )。A.减小带的弯曲应力 B.减少带的离心力 C.减小带的磨损 D.减少带的长度 10.在机床的传动系统中，高速级采用带传动的主要目的( )。A.能获得较大的传动比 B.制造和安装方便 C.传动运转平稳 D.可传递较大的功率三、判断题(正确的在括号内打“”错误的打“”)( )1.摩擦力由压紧力产生，因此，摩擦轮传动的压紧力越大越好。( )2.V带传动与平带传动相比，V带传动更适宜于两轴间中心距较大的场合。 ( )3.在选购一般用途V带时，只要告诉售货员带的型号和公称长度，就可以购得正确适用的V带。 ( )4. 安装V带时，应保证带轮轮槽的两侧面及底面与带接触。( )5. 摩擦传动都具有当机器过载时自动打滑的安全保护作用。 ( )6. 限制V带轮最小直径的主要目的是为了增大带轮的包角。 ( )7. 大小V带轮设计的轮槽夹角不相等，但都应小于40。 ( )8. 一般用途的V带传动主要使用帘布结构的标准V带。 ( )9. V带传动使用张紧轮后，小轮包角得到增大。 ( )10.最好将轮面软的摩擦轮作从动轮来使用。 四、计算题1.一对圆柱摩擦轮传动，要求两轴中心距a为240毫米，传动比i=2,试计算： (1)两轮转向相反时，主动轮直径D1和从动轮直径D2各为多少毫米? (2)两轮转向相同时，主动轮直径D1和从动轮直径D2，又各为多少毫米?2.有一车床上是电动机与主轴箱之间的V带传动。已知：电动机主动带轮直径D1=140mm,转速n1=1440r/min,从动轴转速n2=720r/min，工作中要求a=800mm。求：从动带轮直径D2；验算主动带轮包角；验算V带的速度v。螺 旋 传 动【教学目标】 1.掌握螺纹的种类、应用和主要参数； 2.正确识读螺纹标记； 3.了解螺旋传动的应用形式； 4.掌握差动螺旋传动移距的计算方法。【教学重点】 螺旋传动的应用形式【教学难点】 1螺旋传动的应用形式； 2差动螺旋传动移距的计算方法。【教学时数】 8课时（5课时讲解/1课时作业/1课时测试/1课时教学分析）【知识网络】【知识精讲】一、螺纹种类及应用 1.螺纹的定义：螺纹是指螺钉、螺栓、螺母和丝杠等零件的圆柱或锥面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。 2.螺纹的种类(见表)。分类标准加工表面螺纹旋向螺旋线数目用 途截面形状种类内螺纹外螺纹左旋螺纹右旋螺纹单线螺纹多线螺纹联接螺纹传动螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹矩形螺纹 3.螺纹旋向的判别方法： 方法一：右手定则判别法。 伸出右手，掌心朝着自己的脸，四指指向与螺旋轴线方向一致，若大拇指的指向与螺旋线上升方向一致，则为右旋；反之，则为左旋。 方法二：轴线垂直判别法。 将螺旋轴线垂直水平位置放置，螺旋线右边高则为右旋，左边高即为左旋。 4.常用螺纹的牙型及应用特点(见下表)。名 称牙 型 角特 点应 用普通螺纹60分为粗牙和细牙两类，细牙自锁性能较好；公称直径为螺纹大径应用最广一般联接多用粗牙；细牙用于薄壁零件及受冲击、振动和微调机构中圆柱管螺纹55非螺纹密封的管螺纹；公称直径为管子内径用于水、油、气管路及电器管路系统圆锥管螺纹55用螺纹密封的管螺纹；螺纹分布于116的圆锥管上高压、高温系统的管路联接梯形螺纹30加工工艺性好，牙根强度高，对中性好广泛用于传力或传动机构锯齿形螺纹工作面 3，非工作面30牙根强度高，效率高广泛用于单向受力的传动机构矩形螺纹0效率高、牙根强度较弱、对中性精度低、制造困难用于传力或传动机构注 1.联接螺纹大多为三角形，且多用单线； 2.普通细牙螺纹与普通粗牙螺纹相比，小径大，螺距小，升角小，强度高，自锁性能更好，对零件强度削弱较小，但易滑扣； 二、普通螺纹的主要参数(见下表)参数名称符号定 义备 注螺纹大径D(d)与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径螺纹的公称直径螺纹小径D1(d1)与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径螺纹中径D2(d2)圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的假想的圆柱的直径螺距P相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离Ph=NP线数z一个螺纹零件的螺旋线数目。导程S同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离牙型角在螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角普通螺纹=60螺纹升角中径圆柱上螺旋线的切线与垂直螺纹轴线平面的夹角tg= NP /d2注 1.螺纹的旋合长度是指两个互相配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。旋合长度分为三组：S(短)、N(中等)、L(长)； 2.螺纹的大径、小径与顶径、底径是两组不同的概念。三、螺纹代号与标记 1.螺纹的代号：螺纹特征代号+螺纹尺寸代号 2.螺纹的完整标记：螺纹代号+螺纹公差带代号+螺纹旋合长度代号 3.各种螺纹的代号与标记(见下表)类 型标记说明应用举例备 注普通螺纹粗牙普通螺纹M+公称直径左-中径、顶径公差带代号-旋合长度代号M10左-6H-S装配时，公差带代号用斜线分开，左边表示内螺纹公差带代号，右边表示外螺纹公差带代号。例如：M201.5-6H/5g6g细牙普通螺纹M+公称直径螺距左-中径、顶径公差带代号-旋合长度代号M202左-5g6g-L管螺纹用螺纹密封管螺纹RC(RP、R)+尺寸代号-LH3R/2-LH内外螺纹装配时，内外螺纹的标记用斜线分开，左边表示内螺纹，右边表示外螺纹。例如(3Rp/2)/(3R/2)-LH，(3G2)/(3G/2A)非螺纹密封管螺纹G+尺寸代号(A/B)-LH3G/2-LH梯形螺纹Tr+公称直径+导程(螺距)LH-中径公差带代号-旋合长度代号Tr407-7e-L梯形螺纹装配时，要分别注出内、外螺纹的公差带代号，前面的是内螺纹公差带代号，后面是外螺纹公差带代号，中间用斜线分开。例如：Tr407-7H/7e注 1.标记说明中的标记都为最完整的标记，实际中的标记视具体情况而定； 2.用螺纹密封的管螺纹中代号Rc表示圆锥内螺纹、Rp表示圆柱内螺纹、R表示圆锥外螺纹； 3.非螺纹密封的管螺纹的螺纹公差带代号对外螺纹分A、B级标记，对内螺纹则不标记。四、螺旋传动的应用形式 1.螺旋传动的定义：用内、外螺纹组成的螺旋副，传递运动和动力的传动装置。 2.螺旋传动的特点：螺旋传动可方便地将回转运动变为直线往复运动。其结构简单，工作连续、平稳、承载能力大、传动精度高、磨损大、效率低。 3.常用的螺旋传动类型。常用的螺旋活动类型有三种：普通螺旋传动、差动螺旋传动、滚珠螺旋传动。 (1)普通螺旋传动 定义：由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。 螺杆(或螺母)的移向判别方法：右手定则+左(右)手定则。 先用右手定则判别出螺纹的旋向(方法见前述)，再用左(右)手定则判断螺杆(螺母)的移向。即伸出左手或右手(左旋用左手，右旋用右手)，弯曲四指方向与螺杆(或螺母)的旋转方向 一致，则大拇指的指向(或大拇指指向的反方向)即为螺杆(或螺母)的移动方向。 注 应用形式中一、二两种情况，螺母或螺杆的移向与大拇指指向一致；三、四两种移向与大拇指指向相反。应用此方法，移向、旋向及转向三向中只要知道任意两向，即可判断出第三向。 螺母(或螺杆)的移动距离L=nS=nZP。 普通螺旋传动的应用形式(见下表)。应用形式应用举例螺母不动，螺杆回转并作直线运动台式虎钳、千斤顶、千分尺、螺旋压力机螺杆不动，螺母回转并作直线运动螺旋千斤顶、插齿机刀架螺杆原位回转，螺母作直线运动机床的大溜板与刀架的进给螺母原位回转，螺杆作往复运动应力试验机上的观察镜调整装置 (2)差动螺旋传动 定义：活动螺母与螺杆产生差动(即不一致)的螺旋传动机构。 活动螺母的实际移动距离与移动方向： Ln(PaPb)注 计算公式中的“”表示的含义是：当a、b两段螺旋旋向相同时取“-”，旋向相反时取“+”。结果为“+”说明活动螺母的实际移动方向与a段螺旋中螺杆移动的方向相同；若为“-”则相反。 差动螺旋传动的意义：可以产生极小位移，可方便地实现微量调节。 (3)滚珠螺旋传动 定义：螺纹面间的摩擦性质为滚动摩擦的传动装置。它是一项新技术。 组成：螺母、螺杆、滚珠、滚珠循环装置。 传动特点：摩擦阻力小，传动效率高、运动稳定灵敏、结构复杂、成本高。【边缘知识】一、螺纹连接的种类(见表)类 型说 明松连接装配时不须拧紧，只有在联接件受到外载荷后，螺栓才受到轴向力作用紧连接装配时必须拧紧二、螺纹联接的基本形式(见下表) 类 型特 点备 注螺栓连接普通螺栓连接螺栓杆部与孔间有间隙，杆与孔的加工精度要求低，使用时需拧紧螺母。装拆方便，应用最广被连接件都不切螺纹，螺纹穿过被连接件的通孔后并配有螺母铰制孔螺栓连接螺栓杆部与孔间无间隙，孔需铰制，加工精度高，能承受与螺栓轴线垂直方向的横向载荷和起定位作用双头螺柱连接螺栓两头切有螺纹，一头与螺母配合，一头与被联接件配合。适用于被连接件之一较厚或必须采用盲孔的场合。可经多次装拆而不损坏被连接零件把螺纹较短的一端旋紧在被连接件的螺孔内，拆卸时只需拧下螺母螺钉连接不配有螺母，直接拧入被连接件内的螺孔中，结构简单，适于被连接件较厚且不宜经常装拆的场合紧定螺钉连接固定两零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩三、常用螺纹连接的防松 1.防松的原因： 连接螺纹大多为三角形螺纹，它具有较好的自锁性能。在一般静载下，联接不会自行松脱，但在振动、交变载荷或冲击载荷的作用下，摩擦阻力瞬时会变得很小，失去自锁能力而松动。这不仅会妨碍机器的正常工作，且还会造成严重事故。 2.常用防松方法(见下表)。防松原理摩擦力防松机械防松其他防松防松方法弹簧垫圈防松对顶螺母防松尼龙圈锁紧螺母防松六角开槽螺母和开口销防松圆螺母用止动垫圈防松带舌止动垫圈防松冲点法防松粘合法防松四、螺纹的损坏形式 螺栓连接在承受轴向载荷时，其损坏形式大多发生在应力集中较严重的部位。即在螺栓头部、螺纹收尾部分和螺母支承面处的螺纹部分。【典型例题】【例题1】 与普通粗牙螺纹相比，细牙螺纹具有小径大，螺距小，所以强度更高，自锁性能更好。因此一般的联接螺纹大多使用普通细牙螺纹。( ) 解题分析 普通粗牙螺纹与细牙螺纹均为连接螺纹，它们具有强度高、自锁性能好的特点。细牙螺纹因其小径大、螺距小，所以强度更高，自锁性能更好。但因细牙螺纹易滑扣，因此一般大多用普通粗牙螺纹。 解：本题答案“”。【例题2】 某差动螺旋传动如下图所示，具体参数如下表，试填出各自的活动螺母的实际移动距离和实际移动方向。SASBNL实际移动方向6mm右4mm左2r/min3mm左5mm右3r/min3mm右2mm右2r/min4mm左6mm左3r/min 解题分析 本题为差动螺旋传动的应用考查。活动螺母的移距可由公式L=n(Sa+Sb)算得；移向则可据计算结果的“+”或“-”来定。除此之外还必须弄清每段螺旋传动的应用形式，由三向中的二向求出第三向。 解：a段螺旋传动为螺母固定不动，螺杆既旋转又移动；b段螺旋传动为螺杆原位回转，螺母往复移动。 (1) a段螺杆移向向左 L1=n1(Sa1+Sb1)=2(6+4)=20(mm/min) 结果为“+”，活动螺母移向向左； (2) a段螺杆移向向右 L2=n2(Sa2+Sb2)=3(3+5)=24(mm/min) 结果为“+”，活动螺母移向向右； (3) a段螺杆移向向左 L3=n3(Sa3-Sb3)=2(3-2)=2(mm/min) 结果为“+”，活动螺母移向向左； (4) a段螺杆移向向右 L4=n4(Sa4-Sb4)=3(4-6)=-6(mm/min) 结果为“-”，活动螺母移向向左。 综合(1)(4)分析，本题答案填表如下：SASBNL实际移动方向6mm右4mm左2r/min20mm/min向左3mm左5mm右3r/min24mm/min向右3mm右2mm右2r/min2mm/min向左4mm左6mm左3r/min6mm/min向左 名师点拨：本题也可按相对位移的方法求解。即分别按La=nSa，Lb=nSb求出La、Lb并判定各自位移方向，再由L=La-Lb求得移距，由结果的“+”或“-”来确定移向。【例题3】 如上图所示为微调的差动螺旋机构，旋钮上的外螺纹为双线右旋螺纹，其螺距为1.45mm，试问：旋钮1上的内螺纹旋向和导程Sb各为怎样时，可使螺杆2在旋钮上按图示方向转动1周后向上移动0.1mm? 解题分析 本题为一道应用性很强的螺旋传动题。首先必须弄清A、B两段螺旋的应用形式，然后利用逆向假设法分两种情况讨论，再按相对位移的方法求解。 解：A处螺旋传动为螺母固定不动，螺杆既旋转又移动，因此当旋钮转一周时，LA=nSa=nZPa=121.45=2.9(mm),方向向上；B处为螺杆原位回转，螺母往复移动，则： (1) 若B处为左旋螺纹时，则旋钮转一周螺母的位移LB=nSb=1=Sb=Sb(mm)，方向向上。 L=LA+LB=2.9+Sb=0.1 解得：Sb=-2.8(mm)(不可能存在) (2) 若B处为右旋螺纹时，则旋钮转一周螺母的位移LB=nSb=1Sb=Sb(mm)，方向向下。 L=LA-LB=2.9-Sb=0.1 解得：Sb=2.8(mm) 旋钮1上的内螺旋为右旋，导程Sb=2.8mm。机械基础单元测试试题（螺旋传动）姓名_ 成绩_一、填空题 1.普通螺纹的公称直径是指螺_的基本尺寸，管螺纹的公称直径是管子的_径。 2.螺距是两牙在中径线上对应两点间的_距离。 3. 用于螺纹密封的管螺纹的特征代号以_字母表示，其中Rp表示_螺纹，R表示_螺纹。 4.双头螺柱的两头都有_，安装时螺纹_的一端旋紧在零件的螺孔内。 5.螺纹效率的大小与螺纹的_及_摩擦角有关。 6.公制普通螺纹同一直径按_，可分为细牙螺纹和粗牙螺纹。 7.对连接螺纹的要求：螺纹应具有准确的_螺纹和足够的_，良好的互换性和_性。 8.对传动螺纹的要求：螺纹要具有足够的_、刚度和_性，螺纹更要具有一定的_。 9.相同公称直径的粗牙螺纹比细牙普通螺纹的强度要_，自锁性要_。 10.与梯形螺纹比较，矩形螺纹的传动效率_、强_，对中_。 11.车床刀架系统应用的螺旋传动的特点是螺杆_、螺母_。 12.普通螺旋传动中，螺杆与螺母螺纹面间摩擦属于_摩擦。 二、选择题(将正确的选项填入括号内) 1.螺纹按用途可分为( )螺纹两大类。A.左旋和右旋 B.外和内 C.联接和传动 D.普通传动和差动传动 2.普通螺旋传动螺母或螺杆位移距离L的计算公式为( )。 A.P=NL B.L=Ns C.N=LS D.L=Np 3.差动增速机构，A、B两段螺纹旋向应( )。A.相同 B.相反 C.相同或相反 D.不能判定 4.微调差动螺旋传动每转位移量L与两段螺纹的导程PA、PB三者的关系表示为( )。A.L=PA+PB B B.L=PA.PB C.L=|PA-PB| D.L=PA/PB 5.逆时针方向旋入的用于连接的螺纹应是( )。A.梯形左旋螺纹 B.普通左旋螺纹 C.梯形右旋螺纹 D.普通右旋螺纹 6.自锁性能更好的螺纹应是( )。A.小螺距梯形螺纹 B.普通粗牙螺纹 C.大螺距梯形螺纹 D.普通细牙螺纹 7.以下( )项属于螺母不动，螺杆回转并作直线运动的情况。 A.千分尺中的螺旋机构 B车床中带动大拖板运动的丝杠与开合螺母 C.应力试验机上观察镜螺旋调整装置 D.牛头刨床工作台的丝杠与螺母 8.下列( )项为普通细牙螺纹的标记代号。 A.M30-5H B.M301.5 C.Rc112 D.G1/2 9.用于机械静联接的螺栓，其螺纹应是( )螺纹。A.矩形 B.三角形 C.梯形 D.锯齿形 10.常用于高压、高温、密封要求高的管路连接的螺纹应是( )。A.普通螺纹 B.梯形螺纹 C.圆柱管螺纹 D.圆锥管螺纹 11.对单个松连接螺栓进行设计计算时，应按螺纹( )选择公称尺寸。A.大径 B.中径 C.小径 D.不能确定 12.下左图为螺旋机构，左旋双线螺杆的螺距为3mm，转向如图，则当螺杆转动1800时螺母移动的距离和移动的方向分别为( )。A.1.5mm；向右 B.1.5mm，向左 C.3mm，向右 D.3mm，向左 三、判断题(正确的在括号内打“”，错误的打“”) ( )1.按螺纹旋向不同，分为顺时针旋入的左螺纹和逆时针旋入的右螺纹。 ( )2.传动螺纹大多数是单线普通三角螺纹，而且是单线。 ( )3.螺旋传动，通常是将直线运动平稳地变换成旋转运动。 ( )4.螺旋传动只能得到精密位移，而不能得到转动的结果。 ( )5.弹簧垫圈和对顶螺母都属于机械防松。 ( )6.双头螺柱连接的使用特点是用于较薄的连接件。 ( )7.螺钉联接的主要特点是需要使用螺母。 ( )8.机床上的丝杠及台式虎钳、螺旋千斤顶等的螺纹都是三角形的。 ( )9.双头螺柱在装配时，要把螺纹较长的一端，旋紧在被连接件的螺孔内。 ( )10.牙型、大径和螺距三要素都符合标准的螺纹称为标准螺纹。 四、计算题 1.图为一差动螺旋传动，如图所示。试计算螺杆每转一转螺母的实际移动距离和移动方向。链传动和齿轮传动【教学目标】 1.了解链传动的常用类型及应用特点； 2.了解齿轮传动的类型及应用特点； 3.理解各类齿轮的齿廓形成和应用特点； 4.理解渐形线的性质和渐形线齿轮的啮合特征； 5.掌握直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算； 6.理解其他齿轮的相关参数及各类齿轮的正确啮合条件； 7.掌握各类齿轮传动的受力分析； 8.熟悉齿轮的加工方法并理解根切现象产生的原因和避免根切现象产生的最少齿数； 9.了解变位齿轮、齿轮精度和齿轮常见失效形式。【教学重点】1 渐形线的性质和渐形线齿轮的啮合特征；2 直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算；3 根切现象产生的最少齿数。【教学难点】 根切现象产生的原因和避免根切现象产生的最少齿数【教学时数】 22课时（17课时讲解/1课时作业/2课时测试/2课时教学分析）【知识网络】【知识精讲】一、链传动的类型及应用特点 1.链传动的类型：链传动的类型很多，按用途不同，分为以下几类(见下表)。类 型用 途传动链套筒滚子链在一般机械中用来传递运动和动力齿形链起重链用于起重机械中提升重物牵引链用于运输机械驱动输送带等 (1)套筒滚子链是由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子组成。其中销轴与外链板、套筒与内链板分别采用过盈配合固定；而销轴与套筒、滚子与套筒间为间隙配合； (2)链传动有单排链与多排链之分。当承载较大或传递功率较大时，可用多排链，但排数不宜过多(N4)，否则链受力不均匀； (3)链节数一般为偶数。避免奇数时需过渡链节而致使工作时链板会受到附加的弯曲应力； (4)套筒滚子链的接头形式：开口销、弹簧夹、奇数链节时采用的过渡链节； (5)齿形链分为圆销铰链式、轴瓦铰链式和滚柱铰链式三种，其具有比压大、易磨损、成本高、传动平稳、传速高、噪音小的特点。 2.链传动的特点： (1)适于中心距较远的两轴传动； (2)能在低速、重载、高温及尘土飞扬等不良环境中工作； (3)能保证准确的平均传动比； (4)传递效率高； (5)安装和维护要求较高。二、齿轮传动的特点与类型 1.齿轮传动的应用特点： (1)能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠； (2)传递的功率和速度范围较大； (3)结构紧凑、工作可靠、可实现较大的传动比； (4)传动效率高，使用寿命长； (5)制造安装要求较高。 2.齿轮传动的基本要求： (1)传动要平稳(即i瞬要恒定)； (2)承载能力强(即用较小的尺寸可传递较大载荷)。 3.齿轮传动的类型(见下表)。分类依据类 型传动轴的相对位置平面齿轮传动(轴线平行)、空间齿轮传动(轴线不平行)齿轮工作速度低速(V3 m/s)、中速(V=315 m/s)、高速(V315 m/s)齿轮工作条件闭式齿轮传动、半开式齿轮传动、开式齿轮传动齿轮的齿向直齿、斜齿、曲齿啮合方式外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动、齿轮齿条传动 三、直齿、斜齿、锥齿齿面的形成(见下表) 齿轮类型基圆(柱、锥)发生线(面)运动特征轨迹的点或线直齿圆柱齿轮基圆或基圆柱面发生线或发生面纯滚动线上的点或面上与母线成b0的线斜齿圆柱齿轮基圆柱面发生面纯滚动面上与母线成b0的线直齿圆锥齿轮基圆锥面扇形发生面纯滚动径向线四、渐开线的性质(见下表)性 质说 明发生线在基圆上滚过的线段长NK等于基圆上被滚过的一段弧长NC因为是纯滚动而无滑动，所以NK=NC渐开线上任意一点K的法线NK必切于基圆发生线NK、渐开线上K点的法线、过K点的基圆切线、啮合线四线合一渐开线上各点的曲率半径不相等K点离基圆越远，曲率半径越大，渐开线越趋平直；反之则曲率半径越小，渐开线越弯曲渐开线的形状取决于基圆的大小基圆相同渐开线形状完全相同；基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越趋平直；基圆半径趋于无穷大时，渐开线成一直线，齿轮成为齿条同一基圆形成的任意两条反向渐开线间的公法线长度处处相等基圆内无渐开线发生线是在基圆上作滚动，因此基圆内无渐开线渐开线上各点压力角不相等，越远离基圆压力角越大，基圆上的压力角等于零渐开线齿廓在不同半径处的压力角是不同的；国家标准规定=20五、直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算(见下表)参数名称代号计算公式说 明备 注模数mm=p/=d/Z反映齿轮尺寸大小和轮齿承载能力，是计算齿轮尺寸的基本参数模数为有理数，其值为标准值，单位为毫米压力角cos= rb/r20，rb增大，齿顶变宽齿根变瘦，承载减小；20，rb减小，齿顶变尖齿根变宽，承载增大通常所说压力角为分度圆上的压力角，且=20齿数ZZ=d/m齿数为标准值齿距pp=m=d/2相邻两轮齿同侧齿廓在分度圆上的弧长齿厚ss=p/2=m/2轮齿两侧在分度圆上所占的弧长齿轮为标准齿轮时s=e=p/2齿槽宽ee=p/2=m/2相邻轮齿近侧齿廓在分度圆上所占的弧长基圆齿距pbpb=pcos相邻两轮齿同侧渐开线在基圆上所占的弧长一对齿轮正确啮合时需满足pb1=pb2齿顶高haha=ha*m分度圆到齿根圆的径向距离齿顶高系数ha*正常齿制ha*=1短齿制ha*=0.8顶隙系数c*正常齿制c*0.25短齿制c*0.3齿根高hfhf=(ha*+c*)m分度圆到齿根圆的径向距离齿高hh(2ha*+c*)m齿顶圆到齿根圆的径向距离顶隙cc=c*m由齿顶高和齿根高差值所形成的间隙避免齿顶与另一齿槽相触和储存润滑油用分度圆直径dd=mZ具有标准模数和标准压力角的圆分度圆上的s=e基圆直径dbdb=mZcos形成渐开线齿廓的发生圆齿顶圆直径dada=m(Z+2ha*)齿轮各齿顶部的圆
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