机械设计结构展示与分析
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实验1 机械设计结构展示与分析
1.1 实验目的
1) 了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结 构及失效形式；
2) 了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式； 3) 了解常用的润滑剂及密封装置； 4) 了解常用紧固联接件的类型。
1.2 实验器材
机械设计结构展示与分析实验室陈列的各
种装置和零部件：
(1)带传动
5.链的类型
传源自文库链
链 起重链
滚子链 齿形链
牵引链
6.滚子链 (1)滚子链的结构
链节的组成：
外链板2 销轴3 过盈配合
间隙配合 间隙配合
内链板1 过盈配合
套筒4 滚子5
多排链
(2)联接链节 链条的接头处的固定形式有：
用开口销固定， 多用于大节距链
弹簧卡片固定， 多用于小节距链
7.齿形链 齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而
多楔带传动兼有平带传动和Ｖ带传动的优点，柔 韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求 紧凑的场合。
同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无 滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带 轮直径可较小。
3. 带传动的特点 优点：
运转平稳、噪声小并有吸振、缓冲作用； 具有过载保护作用； 结构简单，制造，安装及维护均较方便。 缺点： 效率低（一般平带传动0.96；V带传动0.95）； 外形尺寸大，带的寿命较短； 不宜用于易燃易爆场合； 不能保证准确的传动比。
把原动机的运动参数、运动形式和动力参 数变换为工作机所需的运动参数、运动形式和 动力参数。
传动的分类
按其工作原理，传动可以分为机械传动、 流体传动（液压传动和气压传动）及电力传动 （交流电力及直流电力传动）。
常用的机械传动的类型：带传动，链传动， 齿轮传动，蜗轮蜗杆传动，螺旋传动 。
带传动
1.带传动的工作原理
3.链传动的特点
链传动结构紧凑； 作用在轴上的载荷小； 承载能力较大； 效率较高（一般可达96％97％）； 能保持准确的平均传动比等优点； 链传动对安装精度要求较高； 工作时有振动和冲击； 瞬时速度不均匀等现象。
4.链传动的应用
链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动 比不变但对瞬时传动比要求不严格，工作环境恶 劣（多油、多尘、高温）等场合。
利用轮齿间的相互啮合传递运动和动力。
2.齿轮传动的特点
齿轮传动具有传递速度和功率的范围广；传 动比稳定，传动效率高；工作可靠，使用寿命长； 结构紧凑等优点。适用于平行轴、相交轴和交错 轴之间的传动。是近代机器中应用最广泛的一种 传动机构。
3.齿轮传动的类型
外啮合直齿圆柱齿轮传动
两轴线平行
外啮合斜齿圆柱齿轮传动 外啮合人字齿圆柱齿轮传动
齿轮齿条传动
齿
内啮合圆柱齿轮传动
轮
传
直齿圆锥齿轮传动
动
斜齿圆锥齿轮传动
两轴线不平行 曲齿圆锥齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
圆柱蜗杆传动
（1）外啮合直齿圆柱齿轮传动
特点与应用： 结构简单，两齿轮转向相反。轮齿与轴线平
行，工作时无轴向力，重合度较小，传动平稳性 较差，承载能力较低，多用于速度较低的传动， 尤其适用于变速箱的换档齿轮 。
（4）齿轮齿条传动
特点与应用： 齿条相当于一个半径为无限大的齿轮，可以
变旋转运动为直线运动或相反 。
（5）内啮合圆柱齿轮传动
特点与应用： 两齿轮转向相同，重合度大，轴间距离小，
结构紧凑，效率较高，多用于轮系 。
（6）直齿圆锥齿轮传动
特点与应用： 两轴线相交，制造和安装简便，传动平稳性
较差，承载能力较低，用于速度较低（<5m/s），
(2)链传动
(3)齿轮传动
(4)蜗杆传动
(5)螺旋传动
(6)轴
(7)滑动轴承
(8)滚动轴承
(9)润滑剂
(10)密封
(11)联轴器
(12)离合器
(13)工艺性介绍 (14)联接
1.3 展示及分析
1.3.1 机械传动 1.3.2 轴系零部件 1.3.3 联 接
1.3.1 机械传动
传动装置在机械中的作用
（2）外啮合斜齿圆柱齿轮传动
特点与应用： 两齿轮转向相反。轮齿与轴线成一夹角，
工作时有轴向力，所需支承较复杂，重合度较 大，传动较平稳，承载能力较高，适用于速度 较高、载荷较大或要求结构较紧凑的场合 。
（3）外啮合人字齿圆柱齿轮传动
特点与应用： 两齿轮转向相反。可看成是一个由两个螺旋
角大小相等方向相反的斜齿轮所组成的齿轮，承 载能力高，轴向力能抵消，多用于重载传动 。
载荷小而稳定的传动 。
（7）交错轴斜齿轮传动
特点与应用： 两轴线交错，两齿轮点接触，传动效率低，
适用于载荷小、速度较低的传动 。
（8）圆柱蜗杆传动
特点与应用： 两轴线交错，一般成90°，传动比i较大，
11
14
19
27
32
顶宽b
6
10 13 17 22 32 38
高度h 4.0 6.0 8.0
11
14
19
25
楔角
40°
5.带传动的主要失效形式 平带和V型带传动的失效形式为打滑和疲劳破坏。
链传动
1.链传动的组成 链传动由主动链轮、从动链轮和绕在两轮
上的一条闭合链条所组成。
2.链传动的工作原理 靠链条与链轮齿之间的啮合来传递运动和动力。
4.V带传动
(1) V带的结构
(2) V带的类型
按照带的截面高度h与其节宽bp的比值不同，V带又分为：
Ｖ带
普通Ｖ带 窄Ｖ带 半宽Ｖ带
bp/h1.4 bp/h1.03~1.1
宽Ｖ带
(3) 普通V带的型号
普通V带截面尺寸（摘自GB11544-89）
（单位：mm）
型号
Y
Z
A
B
C
D
E
节宽bp 5.3
8.5
摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力， 便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和Ｖ带传动）。
啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便 拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。
2.带传动的类型
平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动 中心距较大的场合应用较多。
Ｖ带传动，在一般机械传动中应用最广的带传动 是，在同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能产生 更大的摩擦力。
成。工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动。
齿形链上设有导板，以防止链条工作时发 生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内 导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形 链的链轮结构简单。
8.链传动的主要失效形式 （1) 铰链磨损 （2) 疲劳破坏
（3) 铰链胶合 （4) 链被拉断
齿轮传动
1.齿轮传动的工作原理
1.1 实验目的
1) 了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结 构及失效形式；
2) 了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式； 3) 了解常用的润滑剂及密封装置； 4) 了解常用紧固联接件的类型。
1.2 实验器材
机械设计结构展示与分析实验室陈列的各
种装置和零部件：
(1)带传动
5.链的类型
传源自文库链
链 起重链
滚子链 齿形链
牵引链
6.滚子链 (1)滚子链的结构
链节的组成：
外链板2 销轴3 过盈配合
间隙配合 间隙配合
内链板1 过盈配合
套筒4 滚子5
多排链
(2)联接链节 链条的接头处的固定形式有：
用开口销固定， 多用于大节距链
弹簧卡片固定， 多用于小节距链
7.齿形链 齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而
多楔带传动兼有平带传动和Ｖ带传动的优点，柔 韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求 紧凑的场合。
同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无 滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带 轮直径可较小。
3. 带传动的特点 优点：
运转平稳、噪声小并有吸振、缓冲作用； 具有过载保护作用； 结构简单，制造，安装及维护均较方便。 缺点： 效率低（一般平带传动0.96；V带传动0.95）； 外形尺寸大，带的寿命较短； 不宜用于易燃易爆场合； 不能保证准确的传动比。
把原动机的运动参数、运动形式和动力参 数变换为工作机所需的运动参数、运动形式和 动力参数。
传动的分类
按其工作原理，传动可以分为机械传动、 流体传动（液压传动和气压传动）及电力传动 （交流电力及直流电力传动）。
常用的机械传动的类型：带传动，链传动， 齿轮传动，蜗轮蜗杆传动，螺旋传动 。
带传动
1.带传动的工作原理
3.链传动的特点
链传动结构紧凑； 作用在轴上的载荷小； 承载能力较大； 效率较高（一般可达96％97％）； 能保持准确的平均传动比等优点； 链传动对安装精度要求较高； 工作时有振动和冲击； 瞬时速度不均匀等现象。
4.链传动的应用
链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动 比不变但对瞬时传动比要求不严格，工作环境恶 劣（多油、多尘、高温）等场合。
利用轮齿间的相互啮合传递运动和动力。
2.齿轮传动的特点
齿轮传动具有传递速度和功率的范围广；传 动比稳定，传动效率高；工作可靠，使用寿命长； 结构紧凑等优点。适用于平行轴、相交轴和交错 轴之间的传动。是近代机器中应用最广泛的一种 传动机构。
3.齿轮传动的类型
外啮合直齿圆柱齿轮传动
两轴线平行
外啮合斜齿圆柱齿轮传动 外啮合人字齿圆柱齿轮传动
齿轮齿条传动
齿
内啮合圆柱齿轮传动
轮
传
直齿圆锥齿轮传动
动
斜齿圆锥齿轮传动
两轴线不平行 曲齿圆锥齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
圆柱蜗杆传动
（1）外啮合直齿圆柱齿轮传动
特点与应用： 结构简单，两齿轮转向相反。轮齿与轴线平
行，工作时无轴向力，重合度较小，传动平稳性 较差，承载能力较低，多用于速度较低的传动， 尤其适用于变速箱的换档齿轮 。
（4）齿轮齿条传动
特点与应用： 齿条相当于一个半径为无限大的齿轮，可以
变旋转运动为直线运动或相反 。
（5）内啮合圆柱齿轮传动
特点与应用： 两齿轮转向相同，重合度大，轴间距离小，
结构紧凑，效率较高，多用于轮系 。
（6）直齿圆锥齿轮传动
特点与应用： 两轴线相交，制造和安装简便，传动平稳性
较差，承载能力较低，用于速度较低（<5m/s），
(2)链传动
(3)齿轮传动
(4)蜗杆传动
(5)螺旋传动
(6)轴
(7)滑动轴承
(8)滚动轴承
(9)润滑剂
(10)密封
(11)联轴器
(12)离合器
(13)工艺性介绍 (14)联接
1.3 展示及分析
1.3.1 机械传动 1.3.2 轴系零部件 1.3.3 联 接
1.3.1 机械传动
传动装置在机械中的作用
（2）外啮合斜齿圆柱齿轮传动
特点与应用： 两齿轮转向相反。轮齿与轴线成一夹角，
工作时有轴向力，所需支承较复杂，重合度较 大，传动较平稳，承载能力较高，适用于速度 较高、载荷较大或要求结构较紧凑的场合 。
（3）外啮合人字齿圆柱齿轮传动
特点与应用： 两齿轮转向相反。可看成是一个由两个螺旋
角大小相等方向相反的斜齿轮所组成的齿轮，承 载能力高，轴向力能抵消，多用于重载传动 。
载荷小而稳定的传动 。
（7）交错轴斜齿轮传动
特点与应用： 两轴线交错，两齿轮点接触，传动效率低，
适用于载荷小、速度较低的传动 。
（8）圆柱蜗杆传动
特点与应用： 两轴线交错，一般成90°，传动比i较大，
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高度h 4.0 6.0 8.0
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楔角
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5.带传动的主要失效形式 平带和V型带传动的失效形式为打滑和疲劳破坏。
链传动
1.链传动的组成 链传动由主动链轮、从动链轮和绕在两轮
上的一条闭合链条所组成。
2.链传动的工作原理 靠链条与链轮齿之间的啮合来传递运动和动力。
4.V带传动
(1) V带的结构
(2) V带的类型
按照带的截面高度h与其节宽bp的比值不同，V带又分为：
Ｖ带
普通Ｖ带 窄Ｖ带 半宽Ｖ带
bp/h1.4 bp/h1.03~1.1
宽Ｖ带
(3) 普通V带的型号
普通V带截面尺寸（摘自GB11544-89）
（单位：mm）
型号
Y
Z
A
B
C
D
E
节宽bp 5.3
8.5
摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力， 便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和Ｖ带传动）。
啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便 拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。
2.带传动的类型
平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动 中心距较大的场合应用较多。
Ｖ带传动，在一般机械传动中应用最广的带传动 是，在同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能产生 更大的摩擦力。
成。工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动。
齿形链上设有导板，以防止链条工作时发 生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内 导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形 链的链轮结构简单。
8.链传动的主要失效形式 （1) 铰链磨损 （2) 疲劳破坏
（3) 铰链胶合 （4) 链被拉断
齿轮传动
1.齿轮传动的工作原理