第九章 連接及傳動

1、產品設計機械基礎李江哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎第三篇 機構與傳動設計p平面連桿機構及其設計（4學時）p凸輪機構及其設計（2學時）p齒輪機構及其設計（6學時）p連接與傳動（6學時）p轉動的機構（2學時）p往復運動的機構（2學時）p位移擴大及倍力機構（2學時）p間歇運動機構（2學時）p特定軌跡的機構（2學時）p其他典型機構與裝置（2學時）p新原理及機構的創(chuàng)意（2學時）2第九章 連接與傳動 哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎教學要求 能力目標能力目標 1、合理選擇連接方式的能力、合理選擇連接方式的能力 2、合理選擇傳動方式的能力、合理選擇傳動方式的能力哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎第九章第九章

2、 連接與傳動連接與傳動一、連接：一、連接：9.1 固定連接及其應用固定連接及其應用9.2 活動連接及其應用活動連接及其應用9.3 柔性連接及其應用柔性連接及其應用9.4 其他連接與夾緊方式其他連接與夾緊方式二、傳動：二、傳動：9.5齒輪傳動齒輪傳動9.6帶傳動帶傳動9.7鏈傳動鏈傳動 哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎第一節(jié) 連接6一、聯接的種類及適用條件一、聯接的種類及適用條件 1聯接的種類聯接的種類電腦主機、隨身聽、雙杠都由多個零件聯接而成，聯接聯接很重要。 聯接分可拆聯接和不可拆聯接兩類。 可拆聯接可拆聯接主要有螺紋聯接、鍵聯接、銷聯接、彈性卡聯接等。不可拆聯接不可拆聯接如拆卸則會造成零件

3、損壞，如鉚釘聯接、焊接、粘接等。 2常用聯接方式的特點與適用條件常用聯接方式的特點與適用條件 表表6-1 常用聯接方式的特點與適用條件常用聯接方式的特點與適用條件 哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.1 固定連接及其作用9.1.1 鉚接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.1 固定連接及其作用9.1.1 鉚接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.1.2 焊接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.1.2 焊接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.1.3 銷連接作用：固定零件之間的相對位置，并可傳遞不大的載荷。類型圓柱銷圓錐銷-經多次拆裝后，定位精度會降低；有1:50的錐度，可反復多次拆裝。拆裝方便用于盲

4、孔螺母鎖緊抗沖擊不易松動，能承受振動和變載荷,不鉸孔，可多次裝拆。帶槽圓柱銷哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.1.3 銷連接銷連接類型哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎13哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎四、彈性卡聯接四、彈性卡聯接 彈性嵌卡聯接彈性嵌卡聯接或稱彈性卡聯接彈性卡聯接 零件的某部分具有適當的彈性，可在變形中嵌入另一零件的相應部位，依靠回彈的力量在該處卡住，實現兩個零件的固定聯接。 彈性卡聯接結構簡單、易裝易拆，快速簡便，如今由于塑料注塑成型容易，具有足夠的彈性，所以在各種產品中應用愈益廣泛。例例9-1 用板片彈簧聯接桿形零件用板片彈簧聯接桿形零件 圖9-15 用板彈簧聯接桿形零件

5、1板片彈簧 2需要聯接和調整位置的桿形零件 3固定板 例例9-2 用壓痕嵌卡搭接薄管用壓痕嵌卡搭接薄管 圖6-16 用壓痕嵌卡搭接薄管1內管 2外管 哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎例例9-3 用彈性翼形爪卡接零件用彈性翼形爪卡接零件 圖6-17 用彈性翼形爪卡接零件 例例9-4 盒蓋的彈性卡盒蓋的彈性卡 圖6-18 盒蓋的兩種彈性嵌卡聯接 例例9-5 電源插座電源插座 圖6-19 電源插座的彈性卡聯接 粘接粘接與焊接焊接兩種不可拆聯接應用廣泛。它們結構簡單、工效高、成本低、便于現場施工；主要缺點是不易拆卸處置，質量的檢測控制方法不夠完善。 哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.1.4 鍵聯接作

6、用：用來實現軸和軸上零件的周向固定周向固定以傳遞扭矩，或實現零件的軸向固定或移動軸向固定或移動。類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。1. 平鍵聯接工作面特點：定心好、裝拆方便。種類普通平鍵導向平鍵間隙軸哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎2. 半圓鍵聯接優(yōu)點：定心好，裝配方便。缺點：對軸的削弱較大，只適用于輕載聯接。特別適用于錐形軸端的聯接。工作面哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎3. 楔鍵聯接和切向鍵聯接結構特點：鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂槽的底面也有1:100的斜度。缺點：定心精度不高。應用：只能應用于定心精度不高，載荷 平穩(wěn)和低速的聯接。安裝時用力打入工作面哈爾濱工程大學 產品設計機械

7、基礎5 花鍵聯接結構特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側為工作面。優(yōu)點：承載能力高、對軸的削弱程度小、定心好、 導向性好。類型：矩形花鍵、漸開線花鍵、三角形花鍵。制造容易最常用用于高強度聯接用于薄壁零件聯接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.1.5 螺紋聯接dL0L1LL1 -座端長度座端長度L0 -螺母端長度螺母端長度(1) 螺柱和螺栓聯接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎eaal1 1l1 1鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓dd9.1.5 螺紋聯接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎ae ee el1 1l1 1H HH HH H1 1H H1 1H H2 2H H2 2d(2) 螺釘連接哈爾濱工程大學 產品設計

8、機械基礎(3)差動螺紋連接 由兩個螺旋副組成的使活動的螺母與螺桿產生差動(即不一致)的螺旋傳動稱為差動螺旋傳動，其中兩個螺旋副的旋向可以相同，也可以不同。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎 六種螺紋 五種螺紋連接 六種螺紋連接防松方式249.1.5 螺紋聯接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.2 活動連接及其應用9.2.1 桿與固定支點的連接（1）桿與固定支點的活動連接，必須依賴于有一固定的活動銷 軸。缺點：只能在一個平面內轉動缺點：只能在一個平面內轉動哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎（2）活球連接優(yōu)點：轉動中心是一個優(yōu)點：轉動中心是一個“球球”，可以在一定空間范圍內轉動。，可以在一定空間范圍內

9、轉動。活球連接可以輔以其他零件，使桿在某一角度定位，是一種實用性很強的連接方式。注意：可以是活動的桿的凹面包絡固定球面，也可以是固定的凹面包絡桿端頭的球面哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.2 活動連接及其應用9.2.1 桿與固定支點的連接活球連接實例哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.2.2 滑動連接s=l sin l滑動連接是兩個零件之間可以相互滑動的連接方式。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.2.3 滑動軸承 當把兩個相互滑動的零件都變成一個環(huán)的時候，這種滑動關系就成了軸承與軸的關系。動壓過程演示靜壓軸承多楔滑動軸承止推滑動軸承哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.2.4 滾動軸承為了減

10、小摩擦，提高效率，滑動軸承會演變成滾動軸承。優(yōu)點：與滑動軸承相比，減小摩擦，提高效率。優(yōu)點：與滑動軸承相比，減小摩擦，提高效率。分類：向心球軸承、滾子軸承、平底推力軸承哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎（1）向心球軸承主要承受徑向載荷，結構相對簡單，摩擦力小，適于高速，有一定承受軸向載荷能力的場合。不適合重載。不適合重載。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎（2）滾子軸承 此類軸承承載耐力大，耐沖擊，剛度大不易產生畸形。要求安裝精度高。要求安裝精度高。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎（3）平底推力軸承 平底推力軸承 也可分為球軸承和滾子軸承，主要受單向軸向載荷，適用于轉速較低的場合。哈爾濱工程大學

11、產品設計機械基礎表9-1 滾動軸承的主要類型和特性軸承名稱、類型及代號結構簡圖承載方向極限轉速允許角偏差 主要特性和應用調心球軸承10000中2 3 主要承受徑向載荷，同時也能承受少量軸向載荷。因為外滾道表面是以軸承中點為中心的球面，故能調心。9.2.4 滾動軸承哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎調心滾子軸承20000C低0.5 2 比10000小能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有調性能。圓錐滾子軸承30000中2 能同時承受較大的徑向、軸向聯合載荷。因線性接觸，承載能力大，內外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。推力球軸承50000低不允許 只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合

12、。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉速不高之處。a)單向表9-1 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結構簡圖 承載方向極限轉速允許角偏差主要特性和應用哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎推力球軸承50000低不允許 只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉速不高之處。b)雙向深溝球軸承60000高816 能同時承受較大的徑向、軸向聯合載荷。因線性接觸，承載能力大，內外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。角接觸球軸承70000C

13、(=15 )70000AC(=25 )70000B(=40 )較高210 能同時承受較大的徑向、軸向聯合載荷。 大，承載能力越大，有三種規(guī)格。稱對使用。表9- 1 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結構簡圖 承載方向極限轉速允許角偏差主要特性和應用哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎表9-1 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結構簡圖 承載方向極限轉速允許角偏差主要特性和應用推力圓柱滾子軸承80000低不允許 能承受很大的單向軸向載荷。圓柱滾子軸承N0000較高24 能承受較大的徑向。因線性接觸，內外圈只允許有小的相對偏轉。除U結構外，還有內圈無擋邊(NU)、外圈單

14、擋邊(NF)、內圈單擋邊(NJ)等型式滾針軸承a) NA0000b) RNA0000低只能承受徑向載荷。承載能力大，徑向尺寸特小。一般無保持架，因而滾針間有摩擦，極限轉速低。不允許 a)b)哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.2.5 齒輪連接作者：潘存云教授 既傳遞運動又傳遞力，可靠，功率大，效率高，壽命長。1、平面?zhèn)鲃?、平面?zhèn)鲃又饼X傳動連接非圓齒輪傳動2、空間齒輪傳動、空間齒輪傳動哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.3 柔性連接及其應用9.3.1 彈簧連接定義：柔性連接是指在傳遞運動過程中兩零件相互的位置、角度等可以在一定范圍變化而不影響傳遞效果的一類連接形式。分類：1.彈簧連接2.其他彈簧

15、柔性連接最常見的是彈簧連接最常見的是彈簧連接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎1.1.彈簧連接彈簧連接 利用零件的彈性變形在機構中發(fā)揮作用的都可以稱為彈簧或彈簧零件。利用彈簧的彈性可以控制機件的運動，緩和沖擊和振動，存儲能量、測量力的大小等。按彈簧受按彈簧受力的情況力的情況拉簧拉簧壓簧壓簧扭簧扭簧按彈簧形按彈簧形狀狀螺旋彈簧螺旋彈簧渦卷彈簧渦卷彈簧板簧板簧扭簧扭簧哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎（1）螺旋彈簧 此類彈簧主要受軸向力，拉簧和壓簧主要用于零件的不同部位，一般是使其復位或得到一個張力。常見的彈簧秤就是點想的拉簧測力機構，火車輪上的減震裝置是壓簧機構。應用：彈簧稱、火車上的減震裝置哈爾濱

16、工程大學 產品設計機械基礎（2）渦卷彈簧渦卷彈簧是一卷盤成蚊香狀的彈簧鋼片和鋼絲，它主要承受切向力或轉動力?？梢源鎯δ芰炕蛲ㄟ^彈簧受力變形轉動的角度測量受力的大小。渦卷彈簧原理：承受切向力或轉動力，可存儲能量或彈簧受力變形轉動的角度測量受力大小哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎（3）板簧板簧也稱葉片彈簧，是由多塊彎曲的彈簧鋼板疊在一起構成的，比如汽車車廂與車輪之間的減震裝置，利用彎曲鋼板的彈性還可以起到防止載荷過載的作用。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎（4）扭簧在日常生活中應用較多。晾衣服用的夾子，利用扭簧的彈性作用。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎2.2.其他

17、彈簧柔性連接其他彈簧柔性連接彈簧的特性是可以彎曲具有伸縮性。利用這些特性可以傳遞較小的彎矩，例如清洗下水道的電動或手動清潔工具，完成清理下水道的功能。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.3.2 萬向軸連接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.3.3 其它柔性連接哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.4 其它連接方式聯軸器和離合器是機械裝置中常用的部件，它們主要用于聯接軸與軸，以傳遞運動與轉矩，也可用作安全裝置。大致有以下類型： 聯軸器用于將兩軸聯接在一起，機器運轉時兩軸不能分離，只有在機 器停車時才可將兩軸分離； 離合器在機器運轉過程中，可使兩軸隨時接合或分離的一種裝置。它 可用來操縱機器傳動的斷

18、續(xù)，以便進行變速或換向； 安全聯軸器與離合器機器工作時，若轉矩超過規(guī)定值，即可自行斷開 或打滑，以保證機器中的主要零件不因過載而損壞； 特殊功用的聯軸器與離合器用于某些特殊要求處，如：在一定的回轉 方向或達到一定轉速時，聯軸器或離合器即可自動接合或分離等；聯軸器和離合器種類繁多，在選用標準件或自行設計時應考慮：傳遞轉矩大小、轉速高低、扭轉剛度變化、體積大小、緩沖吸振能力等因素。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.4 其它連接方式9.4.1 聯軸器被聯接兩軸間的各種相對位移無補償能力，故對兩軸對中 性的要求高。當兩軸有相對位移時，會在結構內引起附加載荷。這類聯軸器的結構比較簡單。 剛性聯軸器 撓

19、性聯軸器 無彈性元件撓性聯軸器：聯軸器具有撓性，可補償兩軸的相對位移。 但因無彈性元件，故不能緩沖減振。 有彈性元件撓性聯軸器：因聯軸器中裝有彈性元件，不僅可以補償 兩軸間的相對位移，而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲蓄的能量越多，則聯軸器的減振能力越強。這類聯軸器的品種多，應用廣泛。對被聯接兩軸間的各種相對位移有補償能力，進一步分為：哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.4 其它連接方式9.4.1 聯軸器剛性聯軸器凸緣聯軸器套筒聯軸器夾殼聯軸器哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.4 其它連接方式9.4.1 聯軸器無彈性元件撓性聯軸器十字滑塊聯軸器滑塊聯軸器萬向聯軸器齒式聯軸器滾子鏈聯軸器哈

20、爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.4 其它連接方式9.4.1 聯軸器有彈性元件撓性聯軸器彈性套柱銷聯軸器彈性柱銷聯軸器梅花形彈性聯軸器輪胎聯軸器膜片聯軸器星形彈性聯軸器哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.4 其它連接方式一、離合器的分類作用：離合器用來聯接兩根軸，使之一起轉動并傳遞轉矩，在工作中主、從動部分可分離可接合。 按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式（多摩擦片）兩類； 按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動式兩類； 按操縱方式分有機械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器等； 可自動離合的離合器有超越離合器、離心離合器和安全離合器等，它們能 在特定條件下，自動地接合或分離。二、對離合器

21、的基本要求 分離、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動作準確可靠； 結構簡單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接合元件耐磨性好，使用壽命長，散熱條件好； 操縱方便省力，制造容易，調整維修方便。9.4.2 離合器哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎9.4 其它連接方式9.4.1 其他連接與夾緊方式帶正反螺紋桿的虎鉗帶杠桿式鉗口的虎鉗螺旋式鉗（精工鉗）管鉗哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎板材握緊器表面上有口或槽的零件抓取器磚瓦提爪哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎第九章第九章 連接與傳動連接與傳動一、連接：一、連接：9.1 固定連接及其應用固定連接及其應用9.2 活動連接及其應用活動連接及

22、其應用9.3 柔性連接及其應用柔性連接及其應用9.4 其他連接與夾緊方式其他連接與夾緊方式二、傳動：二、傳動：9.5齒輪傳動齒輪傳動9.6帶傳動帶傳動9.7鏈傳動鏈傳動 哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎第二節(jié) 傳動589.5 齒輪傳動一、齒輪傳動的主要特點： 傳動效率高可達99。在常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率為最高； 結構緊湊與帶傳動、鏈傳動相比，在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需 的空間一般較??； 與各類傳動相比，齒輪傳動工作可靠，壽命長； 傳動比穩(wěn)定無論是平均值還是瞬時值。這也是齒輪傳動獲得廣泛應用的 原因之一； 與帶傳動、鏈傳動相比，齒輪的制造及安裝精度要求高，價格較貴。齒輪傳動是機械

23、傳動中最重要的傳動之一，其應用范圍十分廣泛，型式多樣，傳遞功率從很小到很大（可高達數萬千瓦）。一、齒輪傳動概述哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎599.5 齒輪傳動二、齒輪的主要失效形式輪齒折斷齒面磨損齒面點蝕齒面膠合塑性變形齒輪傳動的失效主要是指輪齒的失效，其失效形式是多種多樣的。常見的失效形式有：由于齒輪其它部分（齒圈、輪輻、輪轂等）通常是經驗設計的，其尺寸對于強度和剛度而言均較富裕，實踐中也極少失效。哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎第二節(jié) 傳動609.6 帶傳動3帶傳動的組成：帶傳動的組成：主動輪主動輪1、從動輪、從動輪2、環(huán)形帶、環(huán)形帶3。工作原理：工作原理： 安裝時帶被張緊在帶輪上，產

24、生的初拉力使得帶與安裝時帶被張緊在帶輪上，產生的初拉力使得帶與帶輪之間產生壓力。主動輪轉動時，依靠摩擦力拖動帶輪之間產生壓力。主動輪轉動時，依靠摩擦力拖動從動輪一起同向回轉。從動輪一起同向回轉。1n2n12F0F0F0F0哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎61設計：潘存云設計：潘存云類型類型平皮帶平皮帶V 型帶型帶多楔帶多楔帶摩擦型摩擦型嚙合型嚙合型同步帶同步帶圓形帶圓形帶 -摩擦牽引力大 -摩擦牽引力大 - -牽引力小，用于儀器牽引力小，用于儀器應用：兩軸平行、且同向轉動的場合。稱為應用：兩軸平行、且同向轉動的場合。稱為開口傳動開口傳動。帶傳動的類型帶傳動的類型抗拉體哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎62設計：潘存云張緊輪張緊輪帶傳動的張緊方法：帶傳動的張緊方法：1.1.調整中心距調整中心距 2.2.采用張緊輪采用張緊輪3.3.自動張緊自動張緊自動張緊裝置自動張緊裝置 銷軸銷軸哈爾濱工程大學 產品設計機械基礎63帶傳動的優(yōu)點：帶傳動的優(yōu)點：1. 適用于中心距較大的傳動；適用于中心距較大的傳動；2. 帶具有良好的撓性，可緩和沖擊、吸收振動；帶具有良好的撓性，可緩和沖擊、吸收振動；3. 過載時帶與帶輪之間會出現打滑，避免了其它零過載時帶與帶輪之間會出現打滑，避免了其它零