第五章机械基础.
机械设计基础第5章
5.4 螺 旋 机 构
5.4.1 螺纹的参数、类型和应用 1.螺旋线、螺纹的形成 在直径为d2的圆柱面上，绕一底边长为πd2的 直角三角形，底边与圆柱体的底面重合，则斜边 在圆柱表面上将形成一条螺旋线，如图5.18（a） 所示。取一平面图形(如图5.18（b）所示)，使其 一边与圆柱体的母线贴合，并沿螺旋线移动，移 动时保持此平面图形始终通过圆柱体的轴线，此 平面图形在空间形成的轨迹构成螺纹。
按从动件的间歇运动方式分类，它又有以下 几种形式。 (1) 单向间歇转动如图5.1、图5.2所示，从动 件均作单向间歇转动。 （2) 单向间歇移动如图5.3所示，当主动件1 往复摆动时，棘爪2推动棘齿条3作单向间 歇移动。 （3) 双动式棘轮机构如图5.4所示，主动摇杆 1上装有主动棘爪2和2′，摇杆1绕O1轴来回 摆动都能使棘轮3沿同一方向间歇转动，摇 杆往复摆动一次，棘轮间歇转动两次。
2. 棘轮机构的类型 根据工作原理，棘轮机构可分为齿式棘 轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。 1) 齿式棘轮机构 齿式棘轮机构的工作原理为啮合原理。 按啮合方式分类，它有外啮合(如图5.1所示) 和内啮合(如图5.2所示)两种型式。内啮合棘 轮机构由轴1、驱动棘爪2与止回棘爪4、棘 轮3以及弹簧5组成。
2) 摩擦式棘轮机构 摩擦式棘轮机构的工作原理为摩擦原理。在 图5.6所示的机构中，当摇杆往复摆动时， 主动棘爪2靠摩擦力驱动棘轮3作逆时针单 向间歇转动，止回棘爪4靠摩擦力阻止棘轮 反转。由于棘轮的廓面是光滑的，所以又 称为无棘齿棘轮机构。该类机构棘轮的转 角可以无级调节，噪声小，但棘爪与棘轮 的接触面间容易发生相对滑动，故运动的 可靠性和准确性较差。
1. 间歇式送进 图5.8所示为浇注流水线的送进装置，棘轮与带轮固连 在同一根轴上，当活塞1在汽缸内往复移动时，输送带2间 歇移动，输送带静止时进行自动浇注。 2. 超越运动 图5.9所示为自行车后轴上的内啮合棘轮机构，飞轮1 即是内齿棘轮，它用滚动轴承支承在后轮轮毂2上，两者 可相对转动。轮毂2上铰接着两个棘爪4，棘爪用弹簧丝压 在棘轮的内齿上。当链轮比后轮转的快时(顺时针)，棘轮 通过棘爪带动后轮同步转动，即脚蹬得快，后轮就转得快。 当链轮比后轮转的慢时，如自行车下坡或脚不蹬时，后轮 由于惯性仍按原转向转动，此时，棘爪4将沿棘轮齿背滑 过，后轮与飞轮脱开，从而实现了从动件转速超越主动件 转速的作用。按此原理工作的离合器称为超越离合器。
机械基础(第四版)课件第五章 液压传动
按油压作用形式分为单作用式和双作用式液压缸。
2．液压缸的类型及图形符号
3.液压缸的密封装置
液压缸的密封装置是用来防止油液的泄露，其对液压 缸的工作性能和效率有直接的影响，因而要求密封装置有 良好的密封性能，摩擦阻力小，制造简单，拆装方便，成 本低且寿命长。
外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵
叶片泵 柱塞泵
外啮合齿轮泵结构简单，成本低， 抗污及自吸性好，广泛应用于低 压系统
内啮合齿轮泵结构紧凑，工作容 积大，转速高，噪声小，但流量 脉动大，可以用于中低压场合
叶片泵流量均匀，运转平稳，结 构紧凑，噪声小，但结构复杂， 吸入性能差，对工作油液的污染 较敏感。主要用于对速度平稳性 要求较高的中低压系统
3.活塞运动速度与流量的关系
§5-2 液压元件
一、液压泵
1.液压泵的工作原理
液压泵靠密封容积的变化来实现吸油和压油，其 输出流量的多少取决于密封工作容积变化的大小。
液压泵的工作原理图
2.液压泵正常工作的条件
（1）应具备密封容积，而且密封容积能够交替变化； （2）应有配流装置，以使在任何时候其吸油腔和压 油腔都不能互通（如止回阀）； （3）在吸油过程中，油箱必须和大气相通。
根据阀芯控制的方式，换向阀分为手动、机动、 电动、液动和电液动等类型。
2.压力阀
压力阀用来控制液压系统的压力，或利用系统中压力的变化 来控制某些液压组件的动作。压力阀的种类很多，这里只介绍溢 流阀和减压阀。
（1）溢流阀
溢流阀可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀。
（2）减压阀 减压阀在液压系统中的作用主要有：降低系统某一支 路的油液压力，使同一系统有两个或多个不同压力。根据 结构和工作原理不同，减压阀可分为直动式减压阀和先导 式减压阀两种。
机械基础第五章
一、蜗杆传动的主要参数
1．模数m、齿形角α 2．蜗杆分度圆导程角γ 3．蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 4．蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
1．模数m、齿形角α
蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等，且 为标准值。
蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的端面齿形角αt2相等， 且为标准值。
二、蜗杆传动的正确啮合条件
1．在中间平面内，蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端 面模数mt2相等。即： mx1＝mt2
2．在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的 端面齿形角αt2相等。即：αx1＝αt2
3．蜗杆分度圆导程角γ1和蜗轮分度圆柱面螺旋角β2 相等，且旋向一致。即：γ1＝β2
§5－3 蜗杆传动的应用特点
件）。 2．蜗杆传动的类型和应用特点。 3．蜗轮回转方向的判定方法。 4．蜗轮蜗杆传动的主要参数：模数m、齿形角α、蜗杆
直径系数q、蜗杆导程角γ、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2及蜗轮 螺旋角β2。
5．蜗杆传动的正确啮合杆用左手，右 旋蜗杆用右手，用四指弯 曲表示蜗杆的回转方向， 拇指伸直代表蜗杆轴线， 则拇指所指方向的相反方 向即为蜗轮上啮合点的线 速度方向。
§5－2 蜗杆传动的主要参数和啮合条件
在蜗杆传动中，其几何参数及尺寸计算均 以中间平面为准。通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线 垂直的平面称为中间平面。
按蜗杆形状
圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动
按蜗杆螺旋线方向
左旋蜗杆 右旋蜗杆
按蜗杆头数
单头蜗杆 多头蜗杆
三、蜗轮回转方向的判定
1．判断蜗杆或蜗轮的旋向
右手法则：
手心对着自己，四指顺 着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正， 若齿向与右手拇指指向一致， 则该蜗杆或蜗轮为右旋，反 之则为左旋。
机械基础——第五章 第一节 带传动
V带已经标准化，每根V带顶面都有水洗不掉的标记。
普通V带标记：
A2000 GB/T11544——1997
标准号 基准长度Ld=2000mm A型普通V带
（二）普通V带轮的典型结构
材料：灰铸铁、铸钢、铸铝、工程塑料
带轮由轮缘、腹板（轮辐） 和轮毂三部分组成。 轮缘指带轮的工作部分，制
有梯形轮槽。
轮毂是带轮与轴的联接部分。 轮辐（腹板）是连接轮缘与 轮毂的部分。
（二）普通V带轮的典型结构
V带轮按腹板结构的不同分为以下几种型式： 实心带轮 dd≤(2.5～3)d d—轴的直径
腹板带轮
dd≤250～300mm
孔板带轮 Dd=250～400mm
椭圆轮辐带轮 dd＞ 400 mm
三、V带的安装与张紧装臵 1、V带的正确安装与使用
（1）保证V带的截面在轮槽中的正确位臵。
二、普通V带与带轮的结构、型号 （一）普通V带的结构、型号
V 带为无接头环形带 , 带两侧
工作面的夹角α称为带的楔角 , 一
般取α=40°。
有帘布芯结构和绳芯结构两种。 帘布芯结构的V带抗拉强度较高，制造方便； 绳芯结构的V带柔韧性好，抗弯强度高，适用于转速较高、 带轮直径较小的场合。 现在生产中越来越多地采用绳芯结构的V带。
带的弹性滑动
产生的原因 带的弹性、松边与紧边拉力差
弹性滑动的特点
不可避免的
对带传动影响
传动比不准确、效率降低、带的磨损加重
带的打滑
带打滑时的现象？
产生的原因
外载荷增加，使得 F F f max 如何避免带发生 打滑？
打滑的特点
可以避免的
带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下 降，直至传动失效。
第五章机械基础
5.3.2 滚动轴承
1 概述
标准件
1.1 构造
内圈：一般随轴转动，有滚道，限制滚动体的侧向移动 外圈：一般不转动，有滚道，限制滚动体的侧向移动 滚动体：核心元件，在滚道中产生滚动摩擦有球、圆柱磙子、圆
锥磙子等
球
圆柱滚子 滚针 圆锥滚子 鼓形滚子 非对称鼓形滚子
滚子
螺旋滚子 保持架：将滚动体均匀分开，避免相互碰撞，减小磨损（如果滚 动体接触，速度方向相反，是两倍），减少发热
18.2.2 滚动轴承类型的选择
转速：高转速选球轴承，低转速大载荷选磙子轴承 载荷：同时受径向和轴向载荷选角接触轴承或磙子轴承，主要受径向载
荷则选深沟球，推力大选推力角接触轴承 轴承内、外圈间的倾斜角要控制在允许范围 高速、轻载 为便于装拆可选用内外圈分离型 经济上球轴承比磙子轴承便宜 低速、重载
三、花键联接
由轴和轮毂孔周向均布的 多个键齿构成的联接称为 花键联接。在工作时，靠 侧面的挤压传递扭矩。与 普通平键相比具有承载力 高、轴和毂受力均匀、定 心性和导向性好等优点。 但加工需要专用设备和工 具，成本较高。
5.3轴承
轴承是机器中支承轴作回转运动的部件。 根据摩擦性质，轴承可分为滑动轴承和滚动 轴承。
2、根据轴线的形状不同分类
光轴 根据需要可制成空心轴 直轴 阶梯轴 按轴线形状分类曲轴：通过连杆可以把旋转运动变为直线运动 钢丝软轴：具有挠性，可以穿过 曲路传递运动或动力
二、轴的材料 由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴 的失 效多为疲劳损坏，因此轴的材料应具有足够 的疲劳强度、 较小的应力集中敏感性和良好的加 工性能等。
2．半圆键联接 半圆键联接，轴上键槽用尺寸与 半圆键相同的半圆键铣刀铣出，因 而键在槽中能绕其几何中心摆动以 适应毂上键槽的倾斜度。半圆键用 于静联接，其两侧面是工作面。其 优点是工艺性好，缺点是轴上的键 槽较深，对轴的强度影响较大，所 以一般多用于轻载情况的锥形轴端 联接
机械基础第五章蜗轮蜗杆传动
《机械基础》第五章蜗轮蜗杆传动练习卷一、选择题1、在圆柱蜗杆传动中，（）蜗杆应用最广泛。
A.阿基米德B.渐开线C.法向直廓2、蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮轴线在空间交错呈（）。
A.30°B.60°C.90°3、与齿轮传动相比，我杆传动具有（）优点。
A.传递功率大、效率高B.传动比大、平稳无噪声C.材料便宜、互换性好4、蜗轮蜗杆传动常用于（）。
A.减速传动B.增速传动C.等速传动5、传动比大且准确的传动是（）。
A.齿轮传动B.链传动C.蜗轮蜗杆传动6、国家标准规定，蜗杆以（）参数为标准参数，蜗轮以（）参数为标准参数。
A.端面B.轴向C.法面7、在中间平面内。
普通蜗轮蜗杆传动相当于（）的传动。
A.齿轮和齿条B.丝杠和螺母C.斜齿轮8、蜗杆的直径系数q等于（）A.m/d1B.d1mC.d1/m9、蜗轮蜗杆传动因为齿间发热量较大，所以（）常用减磨材料制造，以减少磨损。
A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆和蜗轮10、蜗杆传动中，为减少摩擦，（）宜采用青铜制造。
A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆和蜗轮二、判断题1、低速轻载时蜗杆材料常选用45钢调质，高速、重载时常选用铝合金。
（）2、互相啮合的蜗杆和蜗轮，其旋向相反。
（）3、在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆导程角越大，其自锁性越强。
（）4、蜗杆头数越少，蜗轮蜗杆传动的传动比就越大。
( )5、蜗轮蜗杆传动适用于传递功率大和工作时间长的场合。
（）三、填空题1.阿基米德蜗杆的轴向齿廓是，法面齿廓为。
2.蜗轮蜗杆传动由和组成，通常由（主动件）带动（从动件）转动，并传递运动和动力。
3.蜗轮蜗杆传动的主要特点有、、无噪声、冲击和振动小，能得到很大的。
4、当蜗杆的导程角r 时，蜗轮蜗杆传动可实现自锁。
5、蜗轮齿数可根据和来确定。
6、蜗轮回转法向的判定不仅取决于蜗杆的，还取决于蜗杆的。
7、蜗轮常采用组合结构，连接方式有连接、连接和连接。
8、蜗轮蜗杆传动的轮滑方式主要有和。
四、名词解释1、中间平面2、蜗杆3、蜗轮五、应用题1、判断下图所示蜗轮、蜗杆的回转方向或螺旋方向。
机械设计基础第五章
3.余弦加速度运动规律
从动件加速度按余弦规律变 化的运动规律。 在推程始末点处仍存在“软 冲”，因此只适用于中、低速。 但若从动件作无停歇的升— 降—升型连续运动，则加速度曲 线为光滑连续的余弦曲线，消除 了“软冲”，故可用于高速。
4、正弦加速度运动规律
从动件加速度按正 弦规律变化的运动规律。 运动特征：没有冲击， 故可用于高速。
3.按锁合方式分
（1）力锁合凸轮机构 依靠重力、弹簧力或其他外力来 保证锁合，如内燃机配气凸轮机构。
（2）形锁合凸轮机构 依靠凸轮和从动件几何形状来锁合。
4.按从动件相对机架的运动方式分
（1）移动从动件凸轮机构 按其从动件导路是否通过凸 轮回转中心分为对心移动从动件和偏置移动从动件凸轮 机构。 （2）摆动从动件凸轮机构
移动从动件
摆动从动件
二、常用的从动件运动规律
（一）平面凸轮机构的基本尺寸及运动参数
一对心直动尖顶从动件盘 形凸轮机构，凸轮上有一最小 向径，以最小向径r。为半径 所作的圆称凸轮基圆，r。称 基圆半径，凸轮以等角速度ω1 逆时针转动。凸轮机构运动过 程如下：
升—停—降—停
凸轮机构的运动过程
（二）常用的从动件运动规律
一、概述
（一）凸轮机构的应用 1. 组成
凸轮机构由凸轮1、从动件2、机 架3三个基本构件组成，是一种高副 机构。其中凸轮是一个具有曲线轮 廓或凹槽的构件，通常作连续等速 转动，从动件则在凸轮轮廓的控制 下按预定的运动规律作往复移动或 摆动。
2. 特点： 优点:只要正确地设计和制造出凸轮的轮廓曲线，就能实 现从动件所预期的复杂运动规律的运动；凸轮机构结构
（一）凸轮机构的压力角
压力角：不计摩擦时，凸轮对 从动件的作用力（法向力）与从 动件上受力点速度方向所夹的锐 角。 将从动件所受力F分解为两个 力：
机械基础第五章滑动轴承的习题册习题
第2单元练习题
一、填空题
5-14 滑动轴承轴瓦上油沟的作用是。
5-15 剖分式滑动轴承的轴瓦磨损后，可通过来调整轴颈与轴承之间的间隙。
5-16 剖分式滑动轴承的轴承盖与轴承座的剖分面常做成阶梯形，其目的是。
5-17 为了改善滑动轴承轴瓦表面的摩擦性质，可在其内表面浇注一层减摩材料，称为。
二、选择题
5-18 滑动轴承的适用场合是。
A 载荷变动
B 承受极大的冲击和振动载荷
C 要求结构简单
D 工作性质要求不高、转速较低
5-19 剖分式滑动轴承的性能特点是。
A 能自动调心
B 装拆方便，轴瓦与轴的间隙可以调整
C 结构简单，制造方便
D 装拆不方便，装拆时必须做轴向移动5-20 为了保证润滑油的引入并均匀分配到轴颈上，油槽应开设在。
A 承载区
B 非承载区
C 端部
D 轴颈与轴瓦的最小间隙处
三、判断题
5-21 对粗重的轴或具有中间轴颈的轴，选择向心滑动轴承中的整体
式滑动轴承。
（）
5-22 整体式轴瓦一般在轴套上开有油孔和油沟，以便润滑。
（）5-23 滑动轴承安装时要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳。
（）
答案
一、填空题
5-14润滑油均匀分布 5-15金属垫片或将剖面刮掉一层金属 5-16便于定位和防止工作时错动 5-17轴承衬
二、选择题
5-18 B、C、D 5-19 B 5-20 B
三、判断题（对的画∨，错的画X）
5-21 X 5-22 ∨ 5-23 ∨。
机械基础(第5单元)
a）机构结构图
b）机构运动简图
1—曲柄 2—连杆 3—摇杆 4—机架
第二节 平面四杆机构
• 1．铰链四杆机构的类型 • 在铰链四杆机构中，根据两连架杆的运动形式进行分类，可分为曲柄
摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式，如下图所示。
图5-14 铰链四杆机构的三种基本形式
第二节 平面四杆机构
第一节 平面机构的组成
• 如果构件中转动副的间距较大时，通常将构件制成杆状，而且杆状构 件应尽量制成直杆；如果要求构件与机械的其他部分在运动时不发生 干涉（如碰撞），可将构件制成特殊的形状。如下图所示是具有转动 副的不同形状和横截面的杆状构件。
第一节 平面机构的组成
• 对于绕定轴转动的构件，常将构件制成盘状。有时在盘状构件上安装 轴销，以便与其他构件组成另一转动副。如果两个转动副间距很小时 ，难以设置相距很近的轴销（或轴孔），可将另一转动副尺寸扩大而 制成偏心轮，如图a所示。如果构件承受较大载荷时，采用偏心轮结 构庞大，则可以采用曲轴结构，如图b所示。偏心轮和曲轴常用于回 转运动与直线运动相互变换的机构中。
图a 电风扇摇头机构运动简图 图b 鹤式起重机机构运动简图
第二节 平面四杆机构
• 2．铰链四杆机构的类型判定
• 在铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构中各构件长度之间的关 系。
• 1）如果铰链四杆机构中最长杆与最短杆长度之和，小于或等于其余 两杆长度之和（杆长和条件），则该机构可能存在曲柄，但还要看选 取哪一个杆件作为机架，才能确定是否存在曲柄。如果以最短杆作为 连架杆，以最短杆的相邻杆为机架，则该机构一定是曲柄摇杆机构， 而且最短杆为曲柄，如图a所示；如果以最短杆作为机架，则相邻两 杆均为曲柄，该机构一定是双曲柄机构，如图b所示；如果以最短杆 作连杆，最短杆的对面杆作为机架，则该机构为双摇杆机构，如图c 所示。
机械设计基础第五章凸轮机构学习教案
机械设计基础第五章凸轮机构学习教案教案内容：一、教学内容：本节课的教学内容选自机械设计基础第五章，主要涉及凸轮机构的相关知识。
教材的章节包括：凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
具体内容有：凸轮的形状、凸轮的运动规律、凸轮机构的压力角、基圆半径的计算、凸轮轮廓曲线的绘制等。
二、教学目标：1. 使学生了解凸轮机构的组成和分类，理解凸轮的工作原理。
2. 使学生掌握凸轮的运动规律，能够进行凸轮的设计和计算。
3. 培养学生的动手能力，学会绘制凸轮轮廓曲线。
三、教学难点与重点：重点：凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
难点：凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。
四、教具与学具准备：教具：黑板、粉笔、多媒体教学设备。
学具：教材、笔记本、尺子、圆规、橡皮擦。
五、教学过程：1. 实践情景引入：观察生活中常见的凸轮机构，如洗衣机脱水装置、汽车雨刷等，引导学生思考凸轮机构的作用和原理。
2. 知识讲解：讲解凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
3. 例题讲解：分析典型凸轮机构的设计案例，讲解凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。
4. 随堂练习：让学生动手绘制简单的凸轮轮廓曲线，巩固所学知识。
六、板书设计：凸轮机构1. 组成：凸轮、从动件、支撑件2. 分类：盘形凸轮、圆柱凸轮、球形凸轮3. 工作原理：凸轮的运动规律1. 线速度与角速度2. 加速度与减速度3. 压力角与基圆半径凸轮轮廓曲线的绘制七、作业设计：1. 题目：设计一个盘形凸轮，使其能够实现某个特定的动作。
答案：根据动作要求，计算凸轮的参数，绘制凸轮轮廓曲线。
2. 题目：计算一个给定参数的凸轮的运动规律。
答案：根据凸轮的参数，计算出线速度、角速度、加速度、减速度等运动规律。
八、课后反思及拓展延伸：本节课通过观察生活中的凸轮机构，让学生了解凸轮机构的作用和原理。
通过例题讲解和随堂练习，使学生掌握凸轮的设计方法和轮廓曲线的绘制。
在教学过程中，要注意引导学生思考，培养学生的动手能力。
机械基础第5章连接
P
D
1．在如图所示的压力容器使用了何种连接？该连接起 什么作用？ 2．除以上连接，在工程中还有哪些机械连接？
技能高考机械类专业考试大纲
1.识记内容
（1）螺纹主要类型、特点、应用。 （2）键、销连接分类、特点与应用。 （3）常用联轴器功用、类型、特点和应用。 （4）常用离合器功用、类型、特点和应用。
§5.1 键连接与销连接
2．平键的选择 平键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。 （1）类型选择 一般应考虑传递转矩大小，轴上零件沿轴向是否有移动 及移动距离大小，对中性要求和键在轴上的位置等因素，并 结合各种键的特点加以分析选择。 （2）尺寸的选择 普通平键的键宽b和键高h按键所在的轴径d查标准选定。 键的长度 L 可根据轮毂L1的长度确定，键长L=L1-（5～10） mm。导向平键应按轮毂的长度及滑动距离而定。键的长度还 须符合标准规定的长度系列。普通平键和键槽的尺寸见表。
§5.4 联轴器和离合器
联轴器和离合器通常用来连接两轴并在其间传递运动和 转矩，有时也可以作为一种安全装置用来防止被连接件承受 过大的载荷，起到过载保护的作用。用联轴器连接轴时只有 在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。而离合器连 接的两轴可在机器工作时方便地实现分离与接合。
§5.4 联轴器和离合器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§5.1 键连接与销连接
1．平键连接 （1）平键的工作原理 平键的两侧面是工作面。上表面与轮毂上的键槽底部之间留 有间隙。工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。 （2）平键的特点 平键连接的优点是结构简单，对中性好，装拆、维护方便； 缺点是不能承受轴向力。
§5.1 键连接与销连接
（3）平键的分类 平键分为普通平键、导向平键和滑键。普通平键分成A型（双 圆头）、B型（方头）、C型（单圆头）。其中A型平键应用最为广 泛，C型平键常用于轴端与毂类零件的连接。
机械基础_第五章
（a）弹簧垫圈 （b）尼龙垫圈紧锁螺 （c）对顶螺母
5.1.3 螺纹连接的预紧与防松
2. 螺纹连接的防松 （2）机械防松
常用的机械防松零件包括开槽螺母与开口销、止动垫片、串联钢丝。
（a）开槽螺母与开口销
（b）止动垫片
机械防松方式
（c）串联钢丝
➢ 开槽螺母与开口销：开槽螺母拧紧后，开口销从螺母的槽口与螺栓尾部的孔 中穿过，具有很好的防松效果。 ➢ 止动垫片：先将垫片内翅嵌入螺栓的槽内，待螺母拧紧后，再将垫片的外翅 翻入螺母的一个槽内，使螺母和螺栓无法相对转动。 ➢ 串联钢丝：螺钉紧固后，在螺钉头部小孔中串入金属丝，注意串孔方向为旋 紧方向，多用于没有螺母的螺钉连接。
（a）普通楔键连接
（b）钩头楔键连接
楔键连接
5.2.1 键连接的类型
2. 紧键连接 （2）切向键连接
如图（a）所示，切向键由一对斜度为1∶100的楔键沿斜面拼合而成，其 工作面为拼合后相互平行的两个窄面，单个切向键只能传递单向扭矩，如图 （b）所示。传递双向扭矩时，必须使用一对方向相反、在周向呈120°布置的 切向键，如图（c）所示。由于切向键连接对轴强度的削弱较大，故多用于直 径大于100 cm的轴，如飞轮、皮带轮轴等。
螺钉 连接
双头 螺柱 连接
螺柱一端旋入被连接件中，不 再拆下，适用于被连接件之一较 紧定
螺钉 厚、难以穿孔并经常拆装的场合， 连接 拆卸时只需拧下螺母
结构
特点及应用
不需要螺母，直接将螺 钉拧入被连接件体内的螺纹 孔中，结构简单，但不宜经 常装拆，适用于受力不大或 不经常拆卸的场合
利用螺钉末端顶住零件 表面或顶入对应的凹坑中以 固定两个零件的相对位置， 并传递一定大小的力和扭矩， 常用于固定、调节零件位置
机械设计基础.第五章_轮系机构
z2 zn 1 H n H z1 z n 1
各轮齿数已知，就可以确定1、n、H之间的关系； 如果其 中两个转速已知，就可以计算出第三个，进而可以计算周转轮系 的传动比。
1、i1H 是转化机构中齿轮1为主动轮、齿轮n为从动轮时的传动 n
比，其大小和方向可以根据定轴轮系的方法来判断； 2、表达式中 1、n、H的正负号问题。若基本构件的实际 转速方向相反，则 的正负号应该不同。
1 z 2 z 3 z 4 z 5 i15 5 z1 z 2' z 3' z 4
1 2 3 4 1 i15 2 3 4 5 5
大小：
i1 k
1 m 从 动 轮 齿 数 连 乘 积 ( 1) k 主动轮齿数连乘积
m： 外 啮 合 的 次 数
3 要在 先计 学算 会传 分动 析比 传大 动小 路之 线前 Ⅱ 1 2 Ⅲ
动力输出
4
传动路线 动力输入
Ⅰ
两级齿轮传动装置
例1
如图所示轮系，分析该轮系传动路线。
Ⅴ Ⅰ
z1
z7 z8
Ⅲ
z9
Ⅵ
n1 z2
Ⅱ
z5 Ⅳ z6
z3
z4
n9
解
该轮系传动路线为：
Ⅰ
n1
z1 z2
Ⅱ
z3 z4
Ⅲ
z5 z6
Ⅳ
z7 z8
z 2 z3 z5 1 z 2 z 3 z 4 z 5 i15 5 z1 z 2' z 3' z 4 z1 z 2 ' z 3'
？
转向？
平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）
例 1：
《机械设计基础》第5章 轮系
解：差动轮系：1—2—3（H）
i13
H
=
n1 n3
nH nH
=
-
z2 z1
•
z3 z2
=
-
z3 z1
设轮1的转向为正（即n1=10 ） ， 则轮3的转向为负（即n3= -10） 。故
n1 n3
10 nH = -90/30 =-3
10 nH
解得：nH = -5rpm（与轮1的转向相反） i1H = n1 / nH =10/-5= -2（轮1与行星架H的转向相反）
如图a：整个轮系加上 “-nH” ，周转轮
系部分
定轴轮系，但定
图a
轴轮系部分
周转轮系；
如图b：由于各个周转轮系有不同的nH， 无法加上一个公共角速度“-
nH1”或“-nH2”来将整个轮系转 化为定轴轮系。
图b
计算复合轮系传动比的正确方法是：（计算步骤） 1、首先分析轮系，正确区分各个基本轮系（即单一的定
而是绕其它齿轮的固定轴线回转；
2）再找行星架（1个） ：支承行星轮的构件（注：其形 状不一定是简单的杆件，有时是箱体或齿 轮，同一行星架上可能有几个行星轮）；
3）最后找太阳轮（1~2个）：与行星轮啮合且几何轴线是 固定的、并与行星架的轴线重合。
则：每个行星架 + 此行星架上的行星轮 +与行星轮啮合的太阳轮 = 1个周转轮系。
2、5的转向相同）
∴
i17=
z2 z1
•
z3 z 2
•
z4 z3
•
z5 z4
•
z6 z5
•
z7 z6
上例中的轮4，其齿数多少不影响传动比的大小，只
起改变转向的作用，在轮系中的这种齿轮称为惰轮（过桥
机械基础第五章蜗轮蜗杆传动
《机械基础》第五章蜗轮蜗杆传动练习卷一、选择题1、在圆柱蜗杆传动中，（）蜗杆应用最广泛。
A.阿基米德B.渐开线C.法向直廓2、蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮轴线在空间交错呈（）。
A.30°B.60°C.90°3、与齿轮传动相比，我杆传动具有（）优点。
A.传递功率大、效率高B.传动比大、平稳无噪声C.材料便宜、互换性好4、蜗轮蜗杆传动常用于（）。
A.减速传动B.增速传动C.等速传动5、传动比大且准确的传动是（）。
A.齿轮传动B.链传动C.蜗轮蜗杆传动6、国家标准规定，蜗杆以（）参数为标准参数，蜗轮以（）参数为标准参数。
A.端面B.轴向C.法面7、在中间平面内。
普通蜗轮蜗杆传动相当于（）的传动。
A.齿轮和齿条B.丝杠和螺母C.斜齿轮8、蜗杆的直径系数q等于（）A.m/d1B.d1mC.d1/m9、蜗轮蜗杆传动因为齿间发热量较大，所以（）常用减磨材料制造，以减少磨损。
A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆和蜗轮10、蜗杆传动中，为减少摩擦，（）宜采用青铜制造。
A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆和蜗轮二、判断题1、低速轻载时蜗杆材料常选用45钢调质，高速、重载时常选用铝合金。
（）2、互相啮合的蜗杆和蜗轮，其旋向相反。
（）3、在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆导程角越大，其自锁性越强。
（）4、蜗杆头数越少，蜗轮蜗杆传动的传动比就越大。
( )5、蜗轮蜗杆传动适用于传递功率大和工作时间长的场合。
（）三、填空题1.阿基米德蜗杆的轴向齿廓是，法面齿廓为。
2.蜗轮蜗杆传动由和组成，通常由（主动件）带动（从动件）转动，并传递运动和动力。
3.蜗轮蜗杆传动的主要特点有、、无噪声、冲击和振动小，能得到很大的。
4、当蜗杆的导程角r 时，蜗轮蜗杆传动可实现自锁。
5、蜗轮齿数可根据和来确定。
6、蜗轮回转法向的判定不仅取决于蜗杆的，还取决于蜗杆的。
7、蜗轮常采用组合结构，连接方式有连接、连接和连接。
8、蜗轮蜗杆传动的轮滑方式主要有和。
四、名词解释1、中间平面2、蜗杆3、蜗轮五、应用题1、判断下图所示蜗轮、蜗杆的回转方向或螺旋方向。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章 机械零件
§5.1 轴
轴是组成机器的重要零件之一，主要功用 是支撑回转零件及传递运动和动力。 一、轴的分类 根据承受载荷不同分类： 1）转轴 同时承受扭矩和弯曲载荷的作用， 例如齿轮减速器中的轴。
2）心轴
只需承受弯矩而不传递转距，例如铁路 车辆 的轴、自行车的前轴等。按轴旋转与否分 为转动心轴和固定心轴两种， 3）传动轴 只承受扭矩而不承受弯矩或承受弯矩较小 的轴。例如图所示的汽车传动轴。
轴的主要材料是碳钢和合金钢。 1、碳钢：价格低廉，对应力集中的敏感性较低，可 以利用热处理提高其耐磨性和抗疲劳强度。常用的有 35、40、45、50钢。 2、合金钢：对于要求强度较高、尺寸较小或有其它 特殊要求的轴，可以采用合金钢材料。耐磨性要求较 高的可以采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢；要求 较高的轴可以使用40Cr 3、对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用 球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工，易于得 到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性， 对应力集中的敏感性也较低。
二、保证轴 上零件的准确定位 1、轴向定位 1）轴肩与轴环定位 方便可靠、不需要附加零件， 能承受的轴向力大；。这种方法 广泛用于各种轴上零件的定位。 为了保证零件与定位面靠紧， 轴上过渡圆角半径应小于零件 圆角半径或倒角，一般定位高 度取为（0.07～0.1）d ，轴环 宽度b = 1.4h 。
5.2 键联接
一、键联接键 平键——普通平键；导向键与滑键。 普通平键： A型、B型、C型 2类：紧键联接 1）楔键联接；2）切向键联接 1．平键联接 其特点是：键的两侧面是工作面，靠键与键槽 的侧面挤压来传递扭矩；
平键联接具有结构简单、装拆方便、对中良 好优点。 采用B型平键时，轴上的键槽用盘铣刀铣出， 键槽两的应力集中较小。C型平键常用于轴 端的联接。 导向平键用于动联接，其特点是键较长， 键与轮毂的键槽采用间隙配合，故轮毂可 以沿键作轴向滑动
2、根据轴线的形状不同分类
光轴 根据需要可制成空心轴 直轴 阶梯轴 按轴线形状分类 旋转运动变为直线运动 曲轴：通过连杆可以把 可以穿过 钢丝软轴：具有挠性， 曲路传递运动或动力
二、轴的材料 由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴 的失 效多为疲劳损坏，因此轴的材料应具有足够 的疲劳强度、 较小的应力集中敏感性和良好的加 工性能等。
§5.3.1 滑动轴承概述
一、滑动轴承类型： 按承载：向心轴承（受Fr）；推力轴承（受Fa） 按润滑状态：流体润滑轴承；非流体润滑轴承；无润 轴承（不加润滑剂） 二、滑动轴承的特点 优点：1）承载能力高； 2）工作平稳可靠、噪声低； 3）径向尺寸小； 4）精度高； 5）流体润滑时，摩擦、磨损较小； 6）油膜有一定的吸振能力
1）非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大，磨损严重。
2 ）流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比 较大的情况下难于实现流体摩擦； 3 ）流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。 三、应用： 1）转速特高或特低；2）对回转精度要求特别高的轴； 3 ）承受特大载荷； 4 ）冲击、振动较大时； 5 ）特 殊工作条件下的轴承； 6 ）径向尺寸受限制或轴承 要做成剖分式的结构 例：机床、汽轮机、发电机、轧钢机、大型电机、 内燃机、铁路机车、仪表、天文望远镜等。
三、花键联接
由轴和轮毂孔周向均布的 多个键齿构成的联接称为 花键联接。在工作时，靠 侧面的挤压传递扭矩。与 普通平键相比具有承载力 高、轴和毂受力均匀、定 心性和导向性好等优点。 但加工需要专用设备和工 具，成本较高。
5.3轴承
轴承是机器中支承轴作回转运动的部件。 根据摩擦性质，轴承可分为滑动轴承和滚动 轴承。
2．半圆键联接 半圆键联接，轴上键槽用尺寸与 半圆键相同的半圆键铣刀铣出，因 而键在槽中能绕其几何中心摆动以 适应毂上键槽的倾斜度。半圆键用 于静联接，其两侧面是工作面。其 优点是工艺性好，缺点是轴上的键 槽较深，对轴的强度影响较大，所 以一般多用于轻载情况的锥形轴端 联接
3．楔键联接
楔键联接的特点是：键的上下两面是 工作面，键的上表面和轮毂键槽底部各有1： 100的斜度。工作时，主要靠键、轴和毂之 间的摩擦力传递转矩，其缺点：是楔紧后， 轴和轮毂的配合产生偏心和倾斜。因此主 要用于定心精度要求不高和低速的场合。
三、轴的结构工艺性 轴的形状应简单、便于加工。一根轴上的圆角应 尽可能取相同的半径，退刀槽取相同的宽度，倒角 尺寸相同；一根轴上各键槽应开在同一母线上，以 减少换刀次数和调整次数。 需要磨削的轴段，应该留有砂轮越程槽，需要切 制螺纹的轴段，应留有退刀槽 ，为了便于装配，轴 端应加工出倒角。 四、减小应力集中 轴上的应力集中会严重削弱轴的疲劳强度，所以 应该在轴剖面发生突变的地方制成适当的过渡圆角 ； 相邻两轴段直径差不宜过大等措施。此外改善轴的 表面质量降低表面粗糙度可以提高轴的疲劳强度
2）套筒定位 可以简化轴的结构，减小应 力集中结构简单、定位可靠。 多用于轴上零件间距离较小的 场合。但由于套筒与轴之间存在 间隙，所以在高速情况下不宜使用。 3）弹性挡圈定位 结构紧凑、简单、装拆方便， 但受力较小，且轴上切槽会引起 应力集中，常用于轴承的定位。
4）轴端挡圈 工作可靠，能够承受较大的轴向力，应用广泛。
2、周向定位 轴上零件的周向定位方法主要有键（平键、半圆键、 楔键等）、花键、型面、过盈等等 1）平键联接 制造简单、装拆方便。用于传递转矩较大，对 中性要求一般的场合，应用最为广泛。
2）花键联接 承载能力高，定心好、导向性好，但制造较困难， 成本较高。 适用于传递转矩较大，对中性要求较高或零件在 轴上移动时要求导向性良好的场合。 3）过盈配合 结构简单、定心好、承载能力高和在振动下能可 靠的工作。但装配困难，且对配合尺寸的精度要求 较高 4）销联接 用于固定不太重要、受力不大，但同时需要周向 或轴向固定的零件。