建筑設(shè)備自考資料《建筑設(shè)備：機械基礎(chǔ)及建筑機械》

1、建筑設(shè)備：機械基礎(chǔ)及建筑機械知識要點歸納第一章 機械基礎(chǔ)知識 §11金屬材料的機械性能工業(yè)上使用的金屬材料主要是合金材料。所謂合金是指由兩種或兩種以上的元素（其中至少有一種是金屬）所組成的具有金屬特性的物質(zhì)。金屬材料的機械性能通常又稱為力學(xué)性能。它的主要指標是強度、塑性、韌性、硬度和疲勞強度等。以上指標既是選用材料的重要依據(jù)，又是控制、檢驗材質(zhì)的重要參數(shù)。一、強度是指材料在外力作用下抵抗破壞或變形的能力。材料的強度越大，其抵抗外力的能力就越大。材料的強度可分為抗拉，抗壓，抗彎曲，抗扭和抗剪切等強度。二、塑性是指材料受力時變形而不破壞，當力除去后，變形仍然保持的能力。三、硬度是材料抵抗

2、其他更硬的物體壓入其表面的能力。它是衡量材料軟硬程度的指標。一般來說，材料的硬度值越大，材料的強度就越大，且其耐磨性就越好。測定金屬材料硬度的方法一般有布氏硬度和洛氏硬度試驗。四、韌性是材料抵抗沖擊破壞的能力。常用材料受沖擊破壞時所吸收的功來表示。五、疲勞強度在規(guī)律性變化應(yīng)力長期作用下，材料抵抗破壞的能力。一般材料的疲勞強度與材料的抗拉強度成正比的關(guān)系。§12常用金屬材料建筑機械中常用的金屬材料有鑄鐵、鋼、銅及鋁等，其中鋼的應(yīng)用最為主要。一、鋼是指含碳量少于211并含有少量其他元素的鐵碳合金。一般鋼中含碳量增多，鋼的硬度、強度會增大，但塑性、韌性會降低。工業(yè)上應(yīng)用的碳鋼的含碳量一般不

3、超過14，這是因為含碳量超過此值后，鋼表現(xiàn)出很大的硬脆性，并且鍛造、切削等工藝性能也很差，失去了生產(chǎn)和使用的價值。為了改善鋼的某些性能，在鋼的冶煉過程中摻入了合金元素。這種摻有合金元素的鋼稱為合金鋼，沒有摻入合金元素的鋼為碳素鋼。1合金鋼：由于合金元素的存在，合金鋼的性能比碳鋼好，它的主要特點是有好的滲透性和較高的綜合力學(xué)性能。使用合金鋼時要進行熱處理，以便充分發(fā)揮其潛在能力。合金鋼常用于制造受載荷較大的重要零件。合金鋼按用途可分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼三類。合金結(jié)構(gòu)鋼的編號是在鋼號前用兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分數(shù)，緊接著是合金元素的化學(xué)符號，其后的數(shù)字表示該元素平均含量的百分數(shù)

4、，當合金元素的含量少于15時，牌號中只表明元素符號而不標其含量。若合金鋼是高級優(yōu)質(zhì)鋼則在牌號的最后加有“A”。如12CrNi3A表示此鋼的平均含碳量為012，含Cr量少于15，含Ni量為3的高級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼按照用途分為普通低合金結(jié)構(gòu)鋼和機械制造結(jié)構(gòu)鋼。普通低合金結(jié)構(gòu)鋼又稱低合金高強度鋼，它是一種低碳結(jié)構(gòu)用鋼，合金元素含量較少，但強度卻比同等含碳量的碳素結(jié)構(gòu)鋼要高得多，并有良好的焊接性和耐腐蝕性。用它來做機械零件和結(jié)構(gòu)，在相同受載條件下可使結(jié)構(gòu)的重量減輕2030。2普通碳素結(jié)構(gòu)鋼該類鋼對化學(xué)成分要求不甚嚴格，碳、錳含量可在較大范圍內(nèi)變動，有害雜質(zhì)磷、硫的允許含量相對較高，但必須保證

5、其力學(xué)性能。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法是用屈服極限“屈”字漢語拼音首位字母Q、屈服極限數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D）、脫氧方法（鎮(zhèn)靜鋼z、特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ、半鎮(zhèn)靜鋼b、沸騰鋼F）等四部分按順序組成。例如：Q235一AF，即表示此鋼屈服極限為235MPa，質(zhì)量等級為A的沸騰鋼。若為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其符號“z”和“TZ”可省略。碳素結(jié)構(gòu)鋼按屈服極限值的大小分為五個牌號，即Q195、Q215、Q235、Q25S和Q275。隨著牌號的增大，鋼中含碳量由小到大，抗拉強度逐漸提高。塑性和韌性則隨著牌號的增大而降低。碳素結(jié)構(gòu)鋼的質(zhì)量等級，取決于鋼中有害元素硫（S）和磷（P）含量。硫、磷含量越低，鋼

6、的質(zhì)量就越好，其焊接性能和低溫抗沖擊性能都得到提高。隨質(zhì)量等級從A往D方向遞增，鋼中含硫和磷量逐漸減少。二、鑄鐵：一般把含碳量大于211的鐵碳合金稱為鐵。由于鐵多用鑄造方法制成機械零件，故又稱為鑄鐵。與鋼相比較鑄鐵含雜質(zhì)多，機械性能差，性脆。但鑄鐵的鑄造性好，消振性好，且其抗壓強度遠高于其抗拉強度，價格低廉。所以一般用來鑄造成機床的床身來承受壓力。根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式不同，鑄鐵可分為灰口鑄鐵和球墨鑄鐵。1灰口鑄鐵斷口呈灰色，其中碳以片狀石墨存在。灰口鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛?；铱阼T鐵的代號為HT，后面的數(shù)字表示其最低抗拉強度極限。2.球墨鑄鐵是通過向一定成分的

7、鐵水中加入球化劑（鎂或鎂合金），使鑄鐵中石墨呈球狀。球狀石墨與片狀石墨相比，它具有最小的表面積，使石墨割裂基體組織和應(yīng)力集中的現(xiàn)象大為減輕，因此球墨鑄鐵的強度、塑性和韌性都較高，常用來替代鋼制造曲軸、齒輪連桿、缸體等較重要的零件。球墨鑄鐵的代號為QT，后面的兩組數(shù)字分別表示其最低抗拉強度極限和最低延伸率。三、有色金屬除鐵碳合金以外的金屬以及這些金屬的合金統(tǒng)稱為有色金屬，如鋁、銅、錫、鉛、鋅等。由于有色金屬具有某些特殊性質(zhì)，所以成為現(xiàn)代各行各業(yè)不可缺少的材料之一。1純銅（紫銅）它具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和塑性，但強度低，不易制造機械零件；主要用于各種導(dǎo)電材料。2黃銅以銅和鋅為主組成的合金統(tǒng)稱黃銅

8、。其強度、硬度和塑性隨含鋅量增加而升高，當含鋅量為3032時，塑性達到最大值，含鋅量為45時強度最高。在普通的銅鋅合金中再加入其他元素可組合成特殊黃銅，如錫黃銅、鉛黃銅等。黃銅一般用于制造耐蝕和耐磨零件。3青銅是人類歷史上應(yīng)用最早的合金。青銅有錫青銅和無錫青銅之分。錫青銅在耐腐蝕耐磨及強度等方面具有很好的性能，是一種很重要的減摩材料。主要用于制造摩擦零件和耐蝕零件，如蝸輪、軸瓦、閥門等。4鋁及鋁合金純鋁是銀白色金屬，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能僅次于銅，塑性好，但是其強度和硬度低。工業(yè)上很少直接用純鋁做機械零件，而應(yīng)用它的合金。當在純鋁中加入Si，Cu，Mg，Mn等合金元素后，就組成了鋁合金。鋁合金保留了密

9、度小的特點，但強度和硬度卻大為提高，是目前輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要材料，廣泛地應(yīng)用于航空工業(yè)上。§13鋼的熱處理簡介鋼的熱處理意義：合理地運用熱處理使零件便于加工，可提高零件的工作能力，延長零件的使用壽命，還能降低成本，節(jié)約鋼材。一、普通熱處理：普通熱處理工藝主要有退火、正火、淬火和回火。1.退火將鋼加熱（約700900），保溫一定時間，然后緩慢冷卻（一般是隨爐冷卻）的熱處理過程，稱為退火。退火的目的是：調(diào)整硬度以利于切削加工；細化晶粒，改善組織，以提高力學(xué)性能或為最終熱處理作準備；消除內(nèi)應(yīng)力，防止零件變形或開裂，并穩(wěn)定其尺寸。2.正火將鋼加熱（約700900），保溫一定時間，然后在空氣中冷卻

10、的熱處理工藝稱為正火。正火是退火的一種特殊形式。與退火相比，正火的冷卻速度較快，所以鋼的組織更細，強度和硬度都有所提高。此外，正火操作簡便，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高，比較經(jīng)濟。所以正火工藝應(yīng)用廣泛。3.淬火是將鋼加熱（約700C900），保溫一定時間，然后在水中或油中急速冷卻的熱處理工藝。淬火的目的是為了提高鋼的硬度和耐磨性；有的零件的淬火，是使鋼的強度和韌性得到良好的配合，以適應(yīng)不同工作條件的需要。鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力稱為淬透性。淬硬層越厚，淬透性越好。鋼在淬火的同時其內(nèi)應(yīng)力和脆性會增加，易變形和開裂。4.回火把淬火后的工件重新加熱（低于淬火溫度），保溫一定時間，然后在空氣或油中冷卻

11、的熱處理工藝，稱回火。回火的目的是為了穩(wěn)定鋼在淬火后的組織，消除因淬火冷卻過快而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力并穩(wěn)定其尺寸，調(diào)整強度、硬度，提高塑性，使工件獲得較好的綜合機械性能。故回火總是淬火后必需的熱處理工藝。淬火鋼回火后的性能，與回火的加熱溫度有關(guān)，硬度和強度隨回火溫度的升高而降低。根據(jù)加熱溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。（1）低溫回火（加熱溫度通常為150250）可減小工件的淬火應(yīng)力、降低脆性并保持高硬度。用于要求硬度高、耐磨性好的零件，如刀具、模具等。（2）中溫回火（加熱溫度為350C500）可顯著減小淬火應(yīng)力，提高彈性。常用于各種彈簧和某些模具。（3）高溫回火（加熱溫度為5006

12、50）可消除淬火應(yīng)力，使零件獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。通常把“淬火加高溫回火”稱為調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)廣泛用于處理各種重要的中碳鋼零件，尤其是承受動載荷的零件，如各種軸、齒輪等。二、表面熱處理表面熱處理包括表面淬火和化學(xué)處理等。1.表面淬火是將鋼件表面迅速加熱至淬火溫度，而心部溫度仍然較低的情況下用水噴射在鋼件表面，使之急冷的過程稱為表面淬火。表面淬火能使零件表面具有高硬度和耐磨性，心部保持有足夠的強度和韌性。它常用于動載荷和摩擦條件下工作的零件，如齒輪，曲軸，銷軸等。表面淬火后要進行低溫回火來消除內(nèi)應(yīng)力。按表面加熱方法不同，表面淬火可分為感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火和接觸電阻加熱表面淬火等。由于感

13、應(yīng)加熱速度快，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，易實現(xiàn)機械化和自動化，所以感應(yīng)加熱表面淬火應(yīng)用廣泛。2.鋼的化學(xué)熱處理是將鋼件置于某種化學(xué)介質(zhì)中和保溫，使介質(zhì)中的一種或幾種元素滲入零件的表層，以改變表層的化學(xué)成分和組織，從而使零件獲得所需的性能。常見的化學(xué)熱處理有滲碳（用于低碳鋼）、滲氮、滲鋁和慘鉻等。§14公差與配合及表面粗糙度一、互換性：一批規(guī)格相同的零件中，任意取出一件，不經(jīng)過任何修配或輔助加工，就能立即裝到機器上去，并能完全符合規(guī)定的使用性能和技術(shù)要求，這種性質(zhì)叫做互換性。二、公差：了保證零件具有互換性，就必須把零件的制造誤差控制在一定范圍內(nèi)，這個尺寸允許的最大誤差范圍就稱為公差。三、

14、（教材略讀項，不予列舉。）四、極限尺寸：許尺寸變化的兩個界限值。大的一個稱為最大極限尺寸，用Dmax(孔)，dmax(軸)表示；小的一個稱為最小極限尺寸，用Dmin(孔)，dmin(軸)表示。五、極限偏差是上、下偏差的統(tǒng)稱。六、公差帶圖：由于公差、極限偏差與基本尺寸的數(shù)值相差甚大，所以往往以簡潔的公差帶圖來表示上述關(guān)系，它是零線與公差帶所組成。1.是在公差帶圖中確定偏差的一條基準直線，它由基本尺寸確定。正偏差位于零線的上方，負偏差位于零線的下方。2.差帶是在公差帶圖中，由上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域。七、標準公差系列與基本偏差系列1標準公差是用以確定公差帶大小的標準值，以IT表示。2基

15、本偏差是用以確定公差帶位置的標準值。八、配合是指基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。按照相結(jié)合的孔和軸的松緊程度可把配合分為如下三種：1.間隙配合：軸裝在孔內(nèi)存在間隙(包括最小間隙等于零)的配合。在公差帶圖上表現(xiàn)為孔的公差帶在軸的公差帶的上方。2過盈配合：軸安裝在孔內(nèi)存在過盈(包括最小過盈等于零)的配合。在公差帶圖上表現(xiàn)為軸的公差帶在孔的公差帶的上方。3過渡配合指裝在孔中軸的尺寸可能比孔的尺寸大，也可能比孔的尺寸小的一種配合。在公差帶圖中過渡配合表現(xiàn)為孔的公差帶與軸的公差帶有一部分是重疊的。4配合公差配合公差是間隙或過盈允許的變動量，用Tf表示。5.基準制新國標對配合規(guī)定有基孔制

16、和基軸制作為配合的基準制。（1）基孔制基孔制是指基本偏差為一定的孔公差（基本偏差等級為H，EI=O）與不同基本偏差的軸公差帶相結(jié)合，形成不同松緊程度的各種配合的一種制度。（2）基軸制基軸制是指基本偏差為一定的軸公差帶（基本偏差為h，es=O）分別與不同基本偏差的孔公差帶相結(jié)合.形成不同松緊程度的各種配合的一種制度。九、公差與配合的代號1.公差帶代號：公差帶代號是由基本尺寸，基本偏差等級和標準公差等級組成。分別是孔和軸的公差帶代號在圖紙上的標注，代號中的“”為直徑的符號，接著就是基本尺寸，基本偏差和標準公差等級。2.配合代號：是由孔、軸公差帶代號按分數(shù)形式組成。分子為孔公差帶代號，分母為軸公差帶

17、代號，十、公差與配合的選用：公差與配合的選用是機械設(shè)計和制造中很重要的問題。它的選擇恰當與否將直接影響到機械產(chǎn)品的使用性能、質(zhì)量和制造成本。十一、基準制的選擇：因為加工一定精度的孔比加工同樣精度的軸困難，所以一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用基孔制。十二、表面粗糙度表面粗糙度（原表面光潔度）是指被加工零件表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。它使本應(yīng)光滑的表面顯得粗糙不平，并對零件的使用性能和壽命影響很大。表面粗糙的零件易磨損，易受腐蝕，疲勞強度也低。表面粗糙度數(shù)值的大小，也影響到零件加工的費用的高低。所以應(yīng)在滿足使用要求的前提下，盡可能選用較大的粗糙度值。表面粗糙度一般用表面輪廓算術(shù)平均偏差

18、R。在加工表面標注，用表示，××Ra數(shù)值（或稱為粗糙度數(shù)值），其值越大，表示粗糙度越大，這與舊標準中的表面光潔度正好相反。第二章 常用機構(gòu) §21機械的組成一、機械機械是能把能量（如熱能、電能等）轉(zhuǎn)換成機械能，并利用機械能完成某些工作的裝置。一般一部完整的機械總是由原動機部分、傳動裝置部分和工作裝置部分組成。當然，此外還有操縱、控制裝置及機架等。一般機械又是機器和機構(gòu)的總稱。1.原動機是能把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成機械能的機器。如電動機、內(nèi)燃機等，它為機械提供機械能。2.傳動裝置主要是起傳遞動力和運動的作用，如一般機械中的三角皮帶傳動、齒輪傳動等，它們把原動機的高速傳

19、動轉(zhuǎn)化為工作裝置所要求的運動。3.工作裝置是直接完成工作的部件，如卷揚機的卷筒、起重機的起重鉤、混凝土攪拌機的滾筒等。二、機器是人們用來進行生產(chǎn)勞動的工具，它具有如下三條基本特征：1.機器是由許多構(gòu)件所組成；2.各構(gòu)件之間有相對確定的運動；3.機器能利用機械能來完成有效的功或?qū)崿F(xiàn)不同形式能量之間的轉(zhuǎn)化。機器的作用體現(xiàn)在它的第三條基本特征上。三、機構(gòu)是具有機器的前兩條基本特征的組合體。機構(gòu)的作用是傳遞運動和實現(xiàn)不同形式的運動的轉(zhuǎn)化，這就是它與機器的不同之處。四、機械零件及部件：機械零件是組成構(gòu)件的元件，又稱零件。而構(gòu)件是運動的單元，零件是制造單元。部件是為了完成同一工作任務(wù)而協(xié)調(diào)工作的若干個機械

20、零件的組合體。如滾動軸承、離合器、聯(lián)軸器等。§22運動副及機構(gòu)運動簡圖一、運動副機構(gòu)是由若干構(gòu)件組合而成的。每個構(gòu)件都以一定的方式與其他構(gòu)件柱互聯(lián)接，這類聯(lián)接不同于鉚接和焊接等剛性聯(lián)接。它能使相互聯(lián)接的兩構(gòu)件之間存在著一定危式的相對運動。這種使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運動的聯(lián)接就稱為運動副。在運動副中，兩構(gòu)件的聯(lián)接可能是面與面接觸，線與線接觸，或點與點接觸；按兩構(gòu)件的接觸形式可把運動副分為低副和高副。1.低副：兩構(gòu)件之間為面與面的接觸稱為低副。低副一般有轉(zhuǎn)動副、移動副等。2.高副：兩構(gòu)件之間為線與線或點與點的接觸為高副。如齒輪副、凸輪等。二、機構(gòu)運動簡圖：用以分析機構(gòu)的組成情

21、況、運動規(guī)律和受力特點等問題的示意圖就是機構(gòu)運動簡圖。§23平面四連桿機構(gòu)平面四連桿機構(gòu)是在同一平面上的四個桿件彼此用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接起來組成的機構(gòu)。優(yōu)點：由于兩桿件的聯(lián)接是低副，所以接觸是面接觸，單位面積所受的壓力較小，且便于潤滑，磨損也相應(yīng)減小，因而可承受較大的荷載。并且加工簡單，易于實現(xiàn)轉(zhuǎn)動等基本運動形式及其轉(zhuǎn)換，連桿上各點的軌跡形狀多樣可滿足各種不同軌跡的要求。一、平面四連桿機構(gòu)的基本形式平面四連桿機構(gòu)，四個桿件中有一個上面畫有斜剖線的桿件是相對地面不動的，我們把它稱為靜件或機架；與靜件相聯(lián)的桿件，若能繞靜件作整周轉(zhuǎn)動的桿件被稱為曲柄，不能繞靜件作整周轉(zhuǎn)動的桿件則被稱為搖桿或擺桿；

22、而與靜件相對的桿件被稱為連桿。根據(jù)平面四連桿機構(gòu)中是否存在曲柄，有一個曲柄或兩個曲柄，可把它分為下面三種基本形式。1曲柄搖桿機構(gòu)2雙曲柄機構(gòu)：平面四連桿機構(gòu)中若有兩個曲柄存在，這樣的機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)。這種機構(gòu)一般可將主動件的勻速整周轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成從動件的非勻速或勻速整周轉(zhuǎn)動。雙曲柄機構(gòu)中，若兩曲柄的長度相等，且連桿與靜件的長度也相等，則此機構(gòu)為平行四邊形機構(gòu)。其運動特點是兩曲柄的角速度始終保持相等，連桿在運動過程中始終作平行移動。若改變平行四邊形機構(gòu)，使其兩個曲柄轉(zhuǎn)動方向相反，這時的機構(gòu)稱為反向雙曲柄機構(gòu)。3雙搖桿機構(gòu)：在平面四連桿機構(gòu)中，若與靜件相聯(lián)的兩桿件均為搖桿，則此機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。二

23、、平面四連桿機構(gòu)的幾個基本問題1平面四連桿機構(gòu)的三種基本型式的區(qū)分方法 平面四連桿機構(gòu)的三種基本型式的組成規(guī)律為： 如果平面四連桿機構(gòu)中最長桿長加最短桿長之和小于或等于其余兩桿長度之和時，具有下列三種情況。(1)以最短桿件相鄰的任一桿件為靜件時，機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)；(2)以最短桿件為靜件時，機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)；(3)以最短桿件相對的桿件為靜件時，機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。2.如果平面四連桿機構(gòu)中最長桿長與最短桿長之和大于其余兩桿長度之和，則不論以哪一桿為靜件，機構(gòu)都是雙搖桿機構(gòu)。以擺動慢的行程作為工作行程，以擺動快的行程作為空回行程，這就是曲柄搖桿機構(gòu)的急回特性。3死點位置：曲柄搖桿機構(gòu)，若以搖桿為主動

24、件而曲柄為從動件，當搖桿擺到極限位置C1D和C2D時，連桿BC與曲柄AB重疊共線和拉直共線，這時連桿作用于從動曲柄的力通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心A，此力對A點不產(chǎn)生力矩，因此不能使曲柄轉(zhuǎn)動。機構(gòu)的這種位置稱為死點位置。§24曲柄滑塊機構(gòu)及其演化機構(gòu)一、曲柄滑塊機構(gòu)可把曲柄的圓周轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)直線移動，或把滑塊的往復(fù)直線移動轉(zhuǎn)化為曲柄的圓周轉(zhuǎn)動。在內(nèi)燃機、壓氣機、沖床等機械中常采用這種機構(gòu)。§25凸輪機構(gòu)和棘輪機構(gòu)一、凸輪機構(gòu)主要由凸輪、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成，可將凸輪的轉(zhuǎn)動或移動轉(zhuǎn)變成從動件的預(yù)期的運動。凸輪機構(gòu)的優(yōu)點是：只須設(shè)計適當?shù)耐馆嗇喞?，便可使從動件得到預(yù)期的運

25、動規(guī)律，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計方便，因此在各種自動機中廣泛應(yīng)用。凸輪的缺點是：凸輪與從動件間為點或線接觸，易于磨損，因此多用于傳力不大的控制機構(gòu)中。二、棘輪機構(gòu)：棘輪機構(gòu)一般由搖桿，棘爪，棘輪，止動爪和機架等構(gòu)件組成，棘輪機構(gòu)常用在各種機床和自動的進給機構(gòu)以及某些千斤頂上；此外，在卷揚機、提升機及運輸設(shè)備中還常作停止器或制動器用。第三章 帶傳動及鏈傳動§31帶傳動的基本理論一、帶傳動的工作原理及類型 帶傳動是由主動帶輪、從動帶輪和緊套在兩輪上的傳動帶所組成，由于傳動帶張緊在帶輪上，當主動輪轉(zhuǎn)動時，主動輪與傳動帶之間的摩擦力就驅(qū)使帶運動，而傳動帶與從動輪之間的摩擦力又帶動從動輪轉(zhuǎn)動。

26、因此，帶傳動是一種摩擦傳動。二、帶傳動的特點和應(yīng)用 帶傳動的主要優(yōu)點是：（1）適用于中心距較大的兩軸間的傳動；（2）當過載時，帶與帶輪間會出現(xiàn)打滑，從而可防止機器中其他零件損壞，起過載保護作用；（3）帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝精度要求低，成本低；（4）帶是彈性體，所以能緩和沖擊和吸收振動。帶傳動的主要不足是：（1）由于帶與帶輪之間存在彈性滑動，所以不能保證有準確的傳比；（2）傳動的外廓尺寸較大；（3）帶的壽命較短；（4）傳動效率低；（5）由于帶與帶輪間有較大壓力，所以帶輪對軸產(chǎn)生較大的軸壓力。打滑：但在一定條件下，這個摩擦力有一極限值。因此帶傳遞的功率也有一相應(yīng)的極限值。當帶傳遞的功率超過此極

27、限時，帶與帶輪就產(chǎn)生相對滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑，打滑使傳動失效。但打滑可保護其他機械零件免受損壞，起過載保護作用。三、分析影響最大有效拉力（圓周力）的因素：1.預(yù)拉力F0越大，帶與帶輪間的壓力越大，產(chǎn)生的摩擦力也就越大，最大有效拉力就越大，帶不易打滑。2.包角越大，帶與帶輪間的接觸弧就越長，因而產(chǎn)生的摩擦力就越大，傳動能力就越高。3.摩擦系數(shù)f增大，有效拉力也隨之增大。四、帶傳動的彈性滑動和傳動比這種由于帶的彈性伸縮而引起的帶與帶輪間的相對滑動，稱為帶的彈性滑動。這是帶傳動正常工作時固有的特性，是無法避免的。彈性滑動隨著有效拉力的增大而增大，因此使帶傳動不能保證準確的傳動比，并引起帶的磨損和使

28、傳動的效率降低。§32滾子鏈傳動鏈傳動是一種應(yīng)用較廣的機械傳動。它由裝在平行軸上的主、從動鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈條所組成，它以鏈條作為中間撓性元件，靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合傳遞動力和運動，因此，它是嚙合傳動。1 滾子鏈傳動的優(yōu)缺點：與帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，能保證準確的平均傳動比，傳動效率較高，可達O.98；鏈不需要像帶那樣張緊在帶輪上，所以作用在軸上的壓力較?。唤Y(jié)構(gòu)緊湊；可在高溫低速、有油污的場合工作。鏈傳動的主要缺點是：瞬時鏈速和瞬時傳動比不恒定，因此傳動的平穩(wěn)性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。2內(nèi)鏈板與套筒，外鏈板與銷軸為過盈配合，滾子與套筒間是間隙配合，套筒與

29、銷軸為間隙配合。 滾子鏈的標記為：鏈號-排數(shù)×整鏈鏈節(jié)數(shù)國標號；鏈輪齒數(shù)不能太少，一般規(guī)定最少齒數(shù)=9；也不能過多，一般最多齒數(shù)=120。通常傳動中，為了避免鏈輪與偶數(shù)節(jié)的鏈產(chǎn)生不均勻的磨損，小鏈輪齒數(shù)可取17、19或21等奇數(shù)齒。從上式可見，若傳動比過大，則小輪同時參加嚙合的齒數(shù)就少，將因接觸應(yīng)力過大而加速鏈的磨損。一般傳動比i3.鏈節(jié)距p鏈節(jié)距p是決定鏈的工作能力，鏈及鏈輪尺寸的主要參數(shù)。正確地定出戶是進行鏈傳動設(shè)計時所要解決的主要問題。在一定條件下，戶值越大，鏈的承載能力就越高，但傳動的尺寸就增大，且傳動中的速度波動、沖擊、振動和噪聲也隨之增加。所以，在設(shè)計鏈傳動時，應(yīng)在保證承

30、載能力的條件下，盡量選用較小的節(jié)距。4.鏈輪的極限轉(zhuǎn)速：為了控制鏈傳動的動載荷與噪聲，必須對鏈的速度加以限制，一般要求v12ms15ms。根據(jù)極限鏈速，也就可以求得相應(yīng)小鏈輪的極限轉(zhuǎn)速n1（rmin）。第四章 齒輪傳動§41齒輪傳動的類型和特點齒輪的要求是：一要運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，即要求齒輪在傳動過程中，任何瞬時的傳動比都不變，以減少噪聲、沖擊和振動；二是要有足夠的承載能力，即要求齒輪強度高、耐磨損，不易折斷，有足夠的壽命。一、齒輪傳動的類型按照兩齒輪軸的相對位置和齒向，齒輪傳動可分類如下：1.平面齒輪傳動：是指兩齒輪軸彼此平行的齒輪傳動。按齒向又可分為：直齒圓柱齒輪傳動（其中包括外嚙合、內(nèi)嚙

31、合及齒輪與齒條的嚙合傳動、斜齒圓柱齒輪傳動及人字齒圓柱齒輪傳動2.空間齒輪傳動：是指兩個齒輪的軸線彼此不平行的齒輪傳動。有齒輪軸線相交的直齒圓錐齒輪和曲齒圓錐齒輪傳動；以及齒輪軸交錯的齒輪傳動。按照齒廓曲線分類，還有漸開線齒輪、擺線齒輪、圓弧齒輪、擺線針輪等。此外按照工作條件，齒輪傳動還可分為閉式齒輪傳動和開式齒輪傳動。閉式傳動的齒輪封閉在剛性齒輪箱體內(nèi)，潤滑和工作條件良好。重要的齒輪傳動都采用閉式傳動。而所謂的開式傳動的齒輪是外露的，不能保證良好潤滑，且易落入灰塵、雜質(zhì)，故齒面易磨損，只宜用于低速傳動。二、齒輪傳動的特點與其他機械傳動相比，齒輪傳動的主要優(yōu)點是： 1.能保證恒定的傳動比，因此

32、傳動平穩(wěn)，這是齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用的主要原因之一； 2.傳遞功率和圓周速度范圍廣，功率可以從很小到幾十萬千瓦，圓周速度可由很低到300ms； 3.傳動效率高，一對齒輪的傳動效率可達98%99.5； 4.工作可靠，使用壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊。齒輪傳動的主要缺點是：1.制造和安裝的精度要求比較高，而且需要專門的加工、測量設(shè)備，成本較高； 2.不宜用于軸間距離較大的傳動。§4-2漸開線齒廓及其特性1、基圓里面沒有漸開線2、漸開線齒廓可以保證傳動比為恒定值3、中心距可分性：兩輪的中心距稍有改變，也不會影響兩輪的傳動比。4、齒廓間的正壓力方向不變。§43標準直齒圓柱齒輪的基本尺寸及其嚙合傳

33、動條件一、齒輪各部分名稱及其尺寸關(guān)系在齒輪整個圓周上輪齒的總數(shù)稱為齒輪的齒數(shù)用z表示。其余各部尺寸為：1.齒頂圓：齒輪各齒頂所確定的圓稱為齒頂圓，其直徑為da。2.齒根圓：齒輪各齒槽底部尺寸所確定的圓稱為齒根圓，其直徑用df表示。3.分度圓：分度圓是設(shè)計齒輪的基準圓。在分度圓上，齒厚、齒槽寬和齒距分別用s，e和戶表示，且齒厚等于齒槽寬即s=e。在分度圓上齒距與的比值被規(guī)定為標準值，并使該圓上的壓力角也為標準值。分度圓的直徑為： d=z4.模數(shù)：為了便于設(shè)計、制造和互換，國家標準將的比值規(guī)定為標準值，并稱之為模數(shù)，以mm為單位，用代號“m”表示，即：m=可得齒輪分度圓直徑、齒距與模數(shù)間的關(guān)系為：

34、 d=mz 二、漸開線圓柱齒輪的正確嚙合條件：齒輪傳動是靠兩齒輪的齒輪依次嚙合來實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動的，因此必須是兩齒輪的全部齒輪都能依次嚙合，保證前一對齒輪分離前，后一對齒輪不中斷地接替轉(zhuǎn)動，這種要求稱之為正確嚙合。只有兩齒輪的法向齒距相等，才能保證兩齒輪的相鄰齒廓正確嚙合。三、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件：為了使一對齒輪能連續(xù)嚙合傳動，就要求前一對嚙合的輪齒尚未脫離嚙合時，后一對齒輪已經(jīng)進入嚙合或剛好進入嚙合。對于標準漸開線齒輪傳動，重合度恒大于1，不必進行驗算。漸開線齒輪的加工和最少齒數(shù).1.漸開線的加工方法：如鑄造法、沖壓法、熱軋法、切削法等。其中最常用的為切肖法。切削法的工藝是多種多樣的，但就其

35、原理可分為仿形法和范成法兩種。（1）仿形法仿形法是用與齒輪的齒槽形狀相同的銑刀在銑床上加工齒輪輪齒的方法，這種方法多用于修配和小批生產(chǎn)中。（2）范成法范成法是利用齒輪的嚙合原理來切削輪齒的。這種加工方法相當于一對齒輪的嚙合，或齒輪與齒條的嚙合。加工精度和效率都較高，是目前輪齒加工的主要方法。2.根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)（1）漸開線齒廓的根切 用范成法加工齒輪時，如果齒輪的齒數(shù)太少，則刀具的齒頂會將被切齒輪的齒根漸開線切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。輪齒根切后，彎曲強度將大大減弱，重合度也將下降，使傳動質(zhì)量變差，因此應(yīng)避免發(fā)生相切。（2）不發(fā)生根切的最少齒數(shù) 為了避免發(fā)生根切現(xiàn)象，標準齒輪的齒數(shù)應(yīng)有一個

36、最少的限度度，這個齒數(shù)稱為最少齒數(shù)，用Zmin表示。通過理論推導(dǎo)可得，對于標準漸開線齒輪：=20?及ha=1時，Zmin=17，=20?及ha=0.8時，Zmin=14一對齒輪傳動，要使小齒輪的齒數(shù)小于Zmin。而又不發(fā)生根切，就必須采用變位齒輪。§44齒輪失效與齒輪材料一、輪齒的失效齒輪在傳遞動力時，載荷作用在輪齒上，使輪齒產(chǎn)生折斷和齒面損壞現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為輪齒的失效。常見的輪齒失效形式有五種：輪齒的折斷，齒面的疲勞點蝕，齒面的膠合，齒面磨損和齒面塑性變形。1.輪齒的折斷有過載折斷和疲勞折斷兩種，在載荷的多次重復(fù)作用下，輪齒危險截面的彎曲應(yīng)力超過彎曲疲勞應(yīng)力時，齒根危險截面處就會

37、產(chǎn)生疲勞裂紋。隨著裂紋的不斷擴展，最終導(dǎo)致輪齒折斷，這種現(xiàn)象稱為疲勞折斷。輪齒因短時突然嚴重過載而引起的折斷，則稱為過載折斷。這種輪齒折斷是開式齒輪傳動的主要失效形式之一。增大齒根圓角半徑，采用較大的模數(shù)，提高精度等級，對齒根進行強化處理，選用韌性較好的材料，使齒根危險截面的彎曲應(yīng)力不超過輪齒的抗彎強度，都有利于提高輪齒的抗折斷能力。2.齒面疲勞點蝕是閉式齒輪傳動中軟齒面（軟齒面即齒面的布氏硬度小于或等于350）上最常見的一種失效形式。齒輪工作時，齒面接觸應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力。當它超過輪齒材料的接觸疲勞極限應(yīng)力時，在載荷的多次重復(fù)作用后，齒面表層就會產(chǎn)生細微的疲勞裂紋。隨著裂紋的蔓延、擴展而致使

38、齒面上的小塊金屬剝落，因而齒面出現(xiàn)凹坑，這種失效稱為疲勞點蝕。疲勞點蝕首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處。點蝕形成后，破壞了齒輪的正常工作，傳遞載荷能力降低，齒輪傳動時會產(chǎn)生噪聲和振動，使嚙合情況惡化而失效。在開式齒輪傳動中，由于齒面磨損較快，一般不出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象。防止點蝕的有效措施是：適當?shù)靥岣啐X面硬度、降低齒面粗糙度和增大潤滑油的粘度；合理地選擇齒輪的參數(shù)，使齒面接觸應(yīng)力不超過齒面接觸疲勞強度。3.齒面膠合:在高速重載的齒輪傳動中，由于嚙合區(qū)溫度很高，使?jié)櫥偷恼扯冉档?，致使兩齒面金屬直接接觸并在瞬時相互粘連。在傳動過程中當兩齒面相互滑動時，其中較軟齒面上的金屬沿滑動方向被撕下，而形成溝紋痕跡，這

39、種現(xiàn)象稱為膠合。防止齒面膠合的辦法是：選用粘性大或有添加劑的抗膠合潤滑油；選用抗膠合性能好的材料；提高齒面硬度和減小表面粗糙度等。4.齒面磨損:輪齒在嚙合過程中，兩齒面間會產(chǎn)生一定的相對滑動，所以輪齒在受力時，兩齒面間就產(chǎn)生滑動摩擦，使齒面產(chǎn)生磨損。減少齒面磨損的措施：采用閉式齒輪傳動，提高齒面硬度，減少齒面粗糙度和保持良好的潤滑條件，都可以減輕齒面磨損。5.齒面塑性變形:齒輪傳動在承受重載時，齒面在高壓和很大摩擦力作用下，如果齒面的硬度較低，齒面金屬層將發(fā)生塑性移動，使齒面失去正確的齒形。這種失效形式稱為齒面塑性變形。齒面塑性變形常發(fā)生在嚴重過載和啟動頻繁的傳動中。減小齒面塑性變形的措施：適

40、當提高齒面硬度和潤滑油粘度，盡量避免頻繁啟動和過載，都可防止或減輕齒面塑性變形。從以上五種常見的失效形式可見，除了輪齒折斷是齒體失效（可視為一懸臂梁折斷）外，其余的四種失效均是齒面失效，都是由于兩齒面接觸應(yīng)力引起的齒面損壞。二、齒輪的材料：齒輪材料的性能必須滿足齒面硬度大而齒芯韌性好。1.鍛鋼是制造齒輪的主要材料，因為它具有較高的強度和韌性。一般可分為軟齒面及硬齒面（1）一般應(yīng)用可選軟齒面（HB350），熱處理后切齒。為了便于切齒，切齒刀具不致迅速磨損變鈍，這種齒輪是將齒輪毛坯經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理后再進行切齒。（2）重要應(yīng)用可選硬齒面（HB>350），切齒后進行表面硬化處理，熱處理方法為表面

41、淬火、滲碳、氮化等。處理后的齒面硬度較高而芯部韌性好，故承載能力大且耐磨性又好。2.鑄鋼的強度較高而耐磨性較好，但由于鑄造時內(nèi)應(yīng)力較大，故應(yīng)經(jīng)過正火或退火處理。鑄鋼常用于尺寸較大而不宜鍛造的齒輪。3.鑄鐵性質(zhì)較脆，抗沖擊及耐磨性較差，但易于鑄造和切削加工。因此鑄鐵常用于低速、中載、無沖擊及無振動的開式齒輪傳動中。球墨鑄鐵的機械性能及抗沖擊性遠比灰鑄鐵高，故獲得越來越多的應(yīng)用。§45、6、7：斜齒圓柱齒輪傳動和直齒圓錐齒輪傳動等（略讀內(nèi)容）§48蝸桿傳動一、蝸桿傳動的特點和應(yīng)用蝸桿蝸輪傳動是在螺旋傳動與齒輪傳動的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它由蝸桿和蝸輪組成，其中蝸桿常為主動件。1.蝸

42、桿傳動的主要優(yōu)點是：（1）可實現(xiàn)大傳動比傳動在動力傳動中，單級傳動比i=780；在分度機構(gòu)或手動機構(gòu)中，傳動比可達300。由于用較少的零件可實現(xiàn)大傳動比傳動，所以與齒輪傳動相比，蝸桿傳動緊湊。（2）傳動平穩(wěn)由于蝸桿為螺旋齒，它與蝸輪齒的嚙合傳動相當于螺旋傳動，同時嚙合的齒對較多，所以傳動平穩(wěn)、噪聲低。（3）有自鎖作用當蝸桿螺旋升角小于齒面嚙合的當量摩擦角時，無論在蝸輪上加多大的力都不能使蝸桿轉(zhuǎn)動，這種現(xiàn)象稱為自鎖。這一性質(zhì)在起重設(shè)備中可以起到安全作用，因而得到廣泛使用。2.蝸桿傳動的主要缺點是：由于嚙合齒面間滑動速度大，所以摩擦損失大，機械效率低。當工作條件不良時，相對滑動甚至?xí)?dǎo)致齒面嚴重磨

43、損；為了減少嚙合齒面的摩擦，要求蝸輪的材料有較好的減摩性和耐磨性。因此，通常選用較貴重的金屬制作蝸輪，使成本提高。§49輪系輪系：多對齒輪組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系。定軸輪系：在傳動中，輪系中每個齒輪的幾何軸線是固定的稱為定軸輪系。周轉(zhuǎn)輪系：傳動時，輪系中至少有一個齒輪的軸線繞另一個固定軸線回轉(zhuǎn)，這種輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。傳動比：輪系中首末兩輪的轉(zhuǎn)速之比稱為傳動比。一、斜齒圓柱齒輪齒面的形成及其嚙合特點1、斜齒圓柱齒輪傳動的特點：與直齒圓柱齒輪傳動相比，斜齒圓柱齒輪傳動有以下特點：（1）傳動平穩(wěn)，一對斜齒圓柱齒輪嚙合時，由于輪齒與齒輪軸線不平行，所以兩輪齒齒廓曲面沿著與軸線傾斜的直線接觸，在

44、嚙合傳動過程中，齒面接觸線由短變長，再由長變短，直至脫離接觸。因此，輪齒受的載荷是逐漸由小到大再由大到小，致使傳動比較平穩(wěn)，沖擊、振動、噪聲也較小，提高了傳動的平穩(wěn)性。（2）承載力高，在斜齒輪傳動中，由于輪齒的傾斜，當輪齒的一端進入嚙合時，另一端尚未進入嚙合，當輪齒的一端脫離嚙合時，另一端仍在繼續(xù)嚙合。如以端尺寸及寬度相同的斜齒輪傳動與直齒輪傳動相比，斜齒輪同時參加嚙合的輪齒對數(shù)比直齒輪多，因此斜齒輪傳動的重合度比直齒輪的重合度大，這樣既可以使傳動平穩(wěn)，又可以提高齒輪的承載能力。第五章 軸系零部件§51軸由軸、軸承、聯(lián)軸器和離合器及軸上的轉(zhuǎn)動零件組合起來的系統(tǒng)，常稱為軸系零部件。軸系

45、零部件是機器的重要組成部分。一、軸的分類和應(yīng)用1.按軸的承載情況分類：按軸的受載情況可把軸分為心軸、傳動軸和轉(zhuǎn)軸三類。（1）心軸只承受彎矩作用的軸稱為心軸。這類軸只起支承轉(zhuǎn)動零件的作用，不傳遞扭矩。心軸可以是轉(zhuǎn)動的，如火車車軸；也可以是不轉(zhuǎn)動的心軸，如的滑輪軸。（2）傳動軸既傳遞運動和動力，又支承回轉(zhuǎn)零件，故只承受扭矩和自重引起的彎矩的軸。如的汽車傳動軸。（3）轉(zhuǎn)軸既受彎矩又受扭矩作用的軸稱為轉(zhuǎn)軸。如齒輪減速器的齒輪軸I、和都是轉(zhuǎn)軸。2.按軸線形狀分類：按軸線形狀可把軸分為直軸和曲軸。直軸又有光軸和階梯軸之分。光軸是指全軸各處直徑均相同的軸；而階梯軸的各段直徑不相同，以便于軸上零件的裝拆、定位

46、和緊固，應(yīng)用廣泛。此外，還有鋼絲軟軸。二、軸的設(shè)計（1）軸的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)考慮的問題為了便于軸上零件的裝拆，軸端應(yīng)有45度倒角，軸上零件裝拆時所經(jīng)過各段軸徑都要小于零件的孔徑。階梯軸上相鄰軸徑的變化不宜過大，定位軸肩的軸環(huán)的高度要適當。為了減少階梯軸階梯處過渡圓角處的應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強度，圓角半徑r應(yīng)盡可能大。但為了保證軸上零件能緊靠軸肩定位面，其圓角半徑r必須小于零件孔的倒角f。（2）零件在軸上的軸向固定零件在軸上的軸向固定是為了保證零件有確定的工作位置，防止零件沿軸向移動并承受軸向力。常見的軸向固定有軸肩：套簡、軸端擋圈及軸用彈性擋圈；軸向載荷較大時用螺母定位，整個軸系的定位則唱靠軸承

47、實現(xiàn)。§52軸承根據(jù)軸承承受載荷的方向可把軸承分為承受徑向載荷的向心軸承和承受軸向載荷的推力軸承，以及同時承受軸向和徑向的向心推力軸承。根據(jù)軸承工作的摩擦性質(zhì)，軸承又可分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。1、滑動軸承滑動軸承包含零件少，工作面為面接觸并一般有潤滑油膜。所以，它具有承載能力大、抗沖擊、低噪聲、工作平穩(wěn)、回轉(zhuǎn)精度高、高速性能好等獨特的優(yōu)點。主要缺點是啟動摩擦阻力大，維護較復(fù)雜。主要用于轉(zhuǎn)速較高，承受沖擊和振動載荷的場合。根據(jù)工作表面間的摩擦狀態(tài)，滑動軸承分為液體摩擦軸承和混合摩擦軸承。液體摩擦軸承工作時，軸頸與軸承的工作面表面完全被一層潤滑油膜隔開，從而消除了金屬表面之間的摩擦

48、和磨損，摩擦系數(shù)很小。而混合摩擦滑動軸承工作時，摩擦表面之間潤滑油膜較薄，金屬表面的微觀凸起仍有直接接觸，形成液體摩擦與固體摩擦并存的混合摩擦，不能消除金屬磨損。2、軸承材料的選擇：軸承材料應(yīng)滿足下列要求：1）良好的減摩性和耐磨性；2）良好的抗膠合性，以避免“抱軸”和燒瓦現(xiàn)象；3）足夠的強度；4）良好的順應(yīng)性和嵌藏性，順應(yīng)性是指軸承材料適應(yīng)對中誤差和其他幾何形狀誤差的能力。嵌藏性是指軸承材料嵌藏塵粒、金屬屑，防止刮傷和磨損的能力；5）良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性；6）良好的潤滑和工藝性等。滾動軸承的類型選擇：其選擇原則如下：（1）軸承所承受的載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。1）當承受

49、較大載荷時，應(yīng)選用線接觸的各類滾子軸承。而點接觸的球軸承只適用于輕載或中等載荷情況；2）載荷作用方向為純徑向時，通常選用單列向心球軸承和各類徑向接觸軸承；當承受純軸向載荷時，通常選用推力軸承；當承受的軸向載荷比徑向載荷大時，可選用向心推力軸承，或者采用向心和推力兩種不同類型軸承的組合，分別承擔徑向和軸向載荷。3）載荷平穩(wěn)時，宜選用球軸承；沖擊載荷時，宜選用滾子軸承或螺旋滾子軸承。（2）軸承的轉(zhuǎn)速各類軸承都有其適用的轉(zhuǎn)速范圍，一般應(yīng)使選用的軸承的工作轉(zhuǎn)速不超過其極限轉(zhuǎn)速。各種軸承的極限轉(zhuǎn)速可參閱有關(guān)手冊。根據(jù)軸承轉(zhuǎn)速選擇軸承類型時，可參考以下幾點：1）球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速和回轉(zhuǎn)精度高，高速

50、時應(yīng)優(yōu)先選用球軸承；2）推力軸承的極限轉(zhuǎn)速都較低，當工作轉(zhuǎn)速高時，若軸向載荷不是很大時，可采用向心推力球軸承來承受純軸向載荷；3）高速時，宜選用超輕、特輕及輕系列軸承，以減小離心慣性力，重系列軸承只適用于低速重載的場合。、（3）調(diào)心性能要求當軸的支承跨距大，軸的彎曲變形大，或兩軸承座孔的同心度誤差大時，要求軸承有較好的調(diào)心性能，這時宜用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承，且應(yīng)成對使用。各類滾子軸承對軸線的偏斜很敏感，在軸的剛度和軸承座孔的支承剛度較低的情況下，應(yīng)盡量避免使用。（4）經(jīng)濟性同等規(guī)格同樣精度等級的各種軸承，球軸承較滾子軸承價廉，調(diào)心滾子軸承最貴。同型號的G、E、D、C級軸承，它們的價格比約為

51、1：1.8：2.7：7。§53聯(lián)軸器和離合器1、聯(lián)軸器與離合器的不同之處是：用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸，在工作過程中，兩軸不能分開，只有在軸停止運轉(zhuǎn)時才能將聯(lián)接拆開，使兩軸分離。離合器則可根據(jù)工作需要，在軸運轉(zhuǎn)時隨時使兩軸脫開或接合，通常用作操縱機械傳動系統(tǒng)的啟動、停止、換向及變速。此外，特殊的聯(lián)軸器和離合器，還可以起到保護和自動控制的作用。一、聯(lián)軸器按照被聯(lián)接兩軸的相對位置可把聯(lián)軸器分為固定式和可移式兩類。固定式聯(lián)軸器用于軸必須嚴格對中，并在工作時不發(fā)生相對位移的場合；而可移式聯(lián)軸器則用于兩軸的軸線有偏斜或在工作中有相對位移的場合。1.固定式聯(lián)軸器：固定式聯(lián)軸器的式樣很多，常見的有套筒聯(lián)軸

52、器、凸緣聯(lián)軸器等。2.可移式聯(lián)軸器：分為剛性和彈性兩種，其中彈性可移式聯(lián)軸器具有吸振和緩沖的能力。二、離合器：離合器的作用是根據(jù)需要接合或分離兩軸，接通或斷開傳動，以實現(xiàn)機械的啟動、停止、換向、變速以及起過載保護作用等。離合器根據(jù)接合元件的傳力方式不同，可分為牙嵌式和摩擦式兩種。第六章 液壓傳動§61液壓傳動的基本概念液壓傳動是以油液為中間介質(zhì)，借助于液體的壓力能來傳遞動力的一種傳動方式液壓傳動裝置實質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。它將機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，隨后又將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能而做功。并且液壓傳動系統(tǒng)具有如下工作特征：1）液壓傳動是在密封容器內(nèi)進行的； 2）力的傳遞是通過液體的壓力

53、來實現(xiàn)的；3）運動的傳遞是按液體容積變化相等原理進行的； 4）工作壓力取決于外部載荷的大小1.液壓傳動的工作原理：液壓傳動是基于流體力學(xué)的帕斯卡原理，即在一個裝滿液體的密封容積內(nèi)，如果不計液體的自重，那么容積內(nèi)各點的壓強大小相等。2.液壓系統(tǒng)的組成一個完整的液壓傳動由以下幾個部分組成： 1）動力裝置，即液壓泵。其作用是將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，為液壓系統(tǒng)提供壓力油，是液壓系統(tǒng)的動力元件。2）執(zhí)行裝置。其作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能。它包括液壓油缸和液壓馬達。其作用是在壓力油液的推動下，完成有效的功。3）控制裝置，它包括各類液壓閥。如換向閥、壓力閥、流量閥等。用以改變液流的方向

54、，調(diào)節(jié)液體的壓力或流量。4）輔助裝置，包括油箱、油管、濾油器、冷卻器、蓄能器和壓力表等。其作用是在液壓傳動中協(xié)助和完善能量傳遞，保證系統(tǒng)正常工作。它對液壓系統(tǒng)的工作效率、工作壽命的影響甚大，應(yīng)予以重視。二、液壓傳動的優(yōu)缺點與機械傳動和電氣傳動相比，液壓傳動具有以下主要優(yōu)點和缺點：1.液壓傳動的主要優(yōu)點：（1）能實現(xiàn)較大范圍的無級調(diào)速，使傳動機構(gòu)簡化。（2）傳動裝置的體積小、重量輕，從而慣性小、啟動及換向也迅速。（3）采用油液作為工作介質(zhì)，所以零件運動平穩(wěn)、潤滑好、壽命長。（4）操作簡便省力，易于實現(xiàn)自動化。（5）自鎖性好，易于實現(xiàn)過載保護。（6）液壓元件大多數(shù)是標準化、系列化、通用化產(chǎn)品，便于

55、設(shè)計和推廣應(yīng)用。2.液壓傳動的缺點：（1）液壓系統(tǒng)的性能受溫度變化的影響。（2）因為液壓系統(tǒng)不能避免泄漏，所以液壓傳動不能得到定比傳動。（3）液壓傳動系統(tǒng)中由于存在著機械摩擦、液體壓力和油液泄漏損失，因此，傳動效率較低，不宜遠距離傳動。（4）出了故障不易查找原因，并且空氣滲入液壓系統(tǒng)會引起系統(tǒng)工作不良，如產(chǎn)生噪聲、振動、爬行等。（5）零件的制造精度要求高，因而液壓元件的成本高。三、液壓傳動的基本參數(shù)：壓力、油液的流量和平均流速、功和功率。四、液壓油的粘度及選擇液壓油是作為傳遞動力的液體，同時對液壓元件又起潤滑作用。液壓油的幾種性質(zhì)，在工作油的選擇、保管和使用中必須要給予充分重視。下面主要對液壓

56、油的重要特性指標粘度及其選擇作一簡介。1.液壓油的粘度當液體受外力作用而發(fā)生相對運動時，其內(nèi)部各個液流層之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力或切向力的性質(zhì)稱為液體的粘性。表示粘性大小程度的物理量稱為粘度。液壓油的粘度會隨著溫度的升高而顯著降低。粘度的變化會直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能和泄漏量。因此，油液的粘度隨著溫度的變化應(yīng)越小越好。2.液壓油的選擇液壓油應(yīng)具有適當?shù)恼扯?、良好的耐溫特性、抗氧化性、抗燃燒、無腐蝕作用、無毒，不易腐化并有一定的消泡能力。普通的機械油、柴油、汽輪機油和變壓器油等均可作為一般液壓油用。在選擇液壓油時一般可作如下考慮：（1）當液壓系統(tǒng)工作環(huán)境溫度高時，宜選用粘度較高的油；反之溫度較低時，宜

57、選用粘度較低的油液。（2）當液壓系統(tǒng)工作壓力高時，宜選用高粘度的油液；反之，則宜選擇粘度較小的油液。（3）當液壓系統(tǒng)中運動部件速度較高時，油液的流速也高，此時宜選擇粘度較低的油液；反之，宜選擇粘度較高的油液。五、液壓傳動中若干問題1.液壓沖擊：液壓沖擊在液壓傳動系統(tǒng)中由于某種原因引起油液的壓力在某一瞬間突然急劇上升，形成一個油壓的峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。減緩液壓沖擊的措施有：在產(chǎn)生沖擊源處設(shè)置蓄能器，以吸收能量；在適當?shù)奈恢醚b設(shè)溢流閥，限制壓力升高；采用緩沖裝置，減緩液壓油缸換向速度和換向閥啟閉油路的速度等。2.氣穴：在液壓系統(tǒng)中，若油液流速突然增快，或供油不足，油液壓力便會迅速下降，當壓

58、力降到空氣分離壓力以下，原來溶于油液中的空氣就游離出來，形成氣泡。當壓力繼續(xù)降低到當時溫度下液體的飽和蒸氣壓力時，油液就開始沸騰，形成氣泡。這些氣泡混雜予油液中，使原來充滿在導(dǎo)管或元件中的油液成為不連續(xù)狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為氣穴。氣穴除了使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生噪音、振動外，由于氣泡占據(jù)一定空間，破壞了液體的連續(xù)性，降低了吸油管的通過能力，而影響油泵的流量，在壓油管中，就會造成流量和油壓的波動。油泵零件承受沖擊載荷，也會降低油泵的工作壽命。防止氣穴的方法有：合理確定油泵管徑，控制油流速度；減小節(jié)流處的壓力降；前后壓力比一般為P1p23.壓力損失和流量損失在液壓系統(tǒng)中由于油液流動，所以其內(nèi)部各質(zhì)點以及液體與固體壁面之間存在著摩擦、碰撞，會造成能量損耗，表現(xiàn)為壓力的降低，叫做壓力損失，用p表示。在正常情況下，從液