机械基础讲义.ppt

机械基础 绪论 一机械发展历史 早在5000年前，人类就开始使用简单的纺车，到了西汉时期运用，运用轮系的传动原理制造了指南车 18世纪初期以蒸汽机的出现代表了第一次工业革命的时代。各种机械被人们设计出来，例如纺织机，火车，汽轮船等 19世纪到20世纪初，内燃机出现，促进了飞机，汽车等运输工具的出现和发展。 20世纪中后期，机电一体化技术为代表，在机器人，航空航天等领域开发出来众多高新机械产品，如火箭，卫星，宇宙飞船，空间站等 21世纪，智能机械，微型机构，仿生机械蓬勃发展。 机器的组成 动力部分 传动部分 执行部分 控制部分 二.机器.机构.构件。零件的概念 机器是人们根据需求而设计的一种执行机械运动的装置，达到减轻人类体力劳动和脑力劳动的目的。 机器是一个大的概念，他由一系列人造的机构组合而成。其组成的各个部分直接有明确的相对运动 机构是具有特定结构形状和确定相对的运动的构件组合而成。如汽车的曲柄滑块机构， 凸轮机构 零件是机器单独加工的制造单元体，是机器中不可拆分的单元。 三。运动副 运动副是指两个构件直接接触且又能产生一定相对运动的可动连接。 根据构件之间的接触情况的不同可以低副和高副 低副：俩构件之间以面接触的运动副（以移动副，转动副为常见） 高副：两构件之间以点或线相接触的运动副。（以滚动接触和凸轮接触，齿轮接触较为常见。） 带传动是利用张紧在带轮上的传动带与带轮的摩擦或啮合来传递运动和动力的。链传动属于具有中间挠性元件的啮合传动。链传动与摩擦带传动相比，链传动的传动比准确，传动效率稍高，能在恶劣环境下工作 1．1 带传动类型、特点和应用 1．带传动的类型 带传动是由主动带轮、从动带轮和传动带所组成，分为摩擦带传动和啮合带传动两大类。按带横截面的形状，带传动可分为平带传动、V带传动、圆带传动和同步带传动等。其中平带传动、V带传动、圆带传动为摩擦带传动，同步带传动为啮合带传动。 1．1 带传动类型、特点和应用 2．带传动的特点和应用 （1）传动带有弹性，能缓冲、吸振，传动较平稳，噪音小； （2）摩擦带传动在过载时带在带轮上的打滑，可防止损坏其他零件，起安全保护作用。但不能保证准确的传动比。 （3）结构简单，制造成本低，适用于两轴中心距较大的传动。 （4）传动效率低，外廓尺寸大，对轴和轴承压力大，寿命短，不适合高温易燃场合。 带传动常用于中小功率的传动；摩擦带传动的工作速度一般在5～25 m／s之间，啮合带传动的工作速度可达50m／s；摩擦带传动的传动比一般不大于7，啮合带传动的传动比可达10。 1．2 平带传动 1．平带传动的形式及使用特点 平带的横截面为扁矩形，工作时，带的环形内表面与轮缘接触，结构简单，带轮易制造，成本较低，且平带较薄，挠曲性好，适于高速传动，又因平带的柔性较好，故又适于平行轴的交叉传动和相错轴的半交叉传动，其传动形式有三种，即：开口传动、交叉传动和半交叉传动。平带传动形式和有关参数计算如表所示。 传动简图 开口式 交叉式 半交叉式 小带轮包角 胶带几何长度 1．2 平带传动 通常使用的平带是橡胶帆布带，另外还有皮革带、棉布带等。平带的接头一般应用图示的几种方法。经胶合和缝合的接头，传动时冲击小，传动速度可以高一些。铰链带扣的接头传递的功率较大，但速度不能太高，否则会引起强烈的冲击和振动。当速度过高时，可采用轻而薄的高速传动带，通常是用涤纶纤维绳作强力层，外面用耐油橡胶粘合而成的无接头的环形带。 1．2 平带传动 2．平带传动的主要参数 （1）传动比 带轮的转速与其直径成反比， 。通常平带传动采用的传动比为 ≤5。 （2）带轮的包角(α)，就是带与带轮接触面的弧长所对应的中心角。包角越小，接触面的弧就越短，接触面之间所产生的摩擦力总和也就越小。所以必须保证要有足够大的包角，一般要求包角α≥120°。由于大带轮的包角总比小带轮的包角大，所以只要验算小带轮的包角是否符合要求即可。 （3）平带的几何长度 平带的几何长度可按公式来计算，这样计算出的长度称为计算长度，在实际使用中，还必须考虑胶带装在带轮上的张紧量、悬垂量（中心距较大时）和胶带的接头量。 1．3 V带传动 1.普通V带 （1）V带的结构 普通V带是无接头的环形带，截面形状为等腰梯形，两侧面为工作面，夹角。V带分为帘布结构和线绳结构两种。V带由顶胶层1、抗拉层2、底胶层3和包布层4组成。顶胶层和底胶层均为橡胶；包布层由几层橡胶布组成，是带的保护层。帘布结构抗拉强度高，制造方便，一般场合采用帘布结构；而线绳结构比较柔软，适用于转速较高、带轮直径较小场合。 （2）V带的型号 V带已标准化，按截面高度与节宽比值不同，V带又可分为普通V带、窄V带、