科技創(chuàng)新訓(xùn)練(機(jī)械部分)1課件

1、1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作訓(xùn)練（選修課）2第一章 機(jī)械零件3一、聯(lián)接與聯(lián)接的分類1、聯(lián)接的概念：在機(jī)器和儀器中，許多零部件需要采用一定的聯(lián)接方式合成一體，以保證機(jī)械或儀器的組成部分具有確定的相對(duì)位置。 42、聯(lián)接的分類：可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接53、聯(lián)接應(yīng)滿足的要求 v保證足夠的強(qiáng)度強(qiáng)度；v保證被聯(lián)接零件具有一定的位置精度位置精度；v在震動(dòng)和沖擊的條件下，保證聯(lián)接可靠可靠；v保證聯(lián)接結(jié)構(gòu)有良好的工藝性工藝性。 6二、螺紋連接71、螺紋的基本知識(shí)v螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆聯(lián)接，在機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。v螺紋的種類（按牙型）有三角形、矩形、梯形、鋸齒形及管螺紋和錐螺紋幾種。v用于聯(lián)

2、接的主要是三角螺紋、錐螺紋和管螺紋；矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋用于傳動(dòng)。82、螺紋聯(lián)接的主要類型v螺栓聯(lián)接v雙頭螺柱聯(lián)接v螺釘聯(lián)接v緊定螺釘聯(lián)接92.1 2.1 螺螺 栓栓 聯(lián)聯(lián) 接接 螺栓聯(lián)接常用的聯(lián)接件有：螺栓聯(lián)接常用的聯(lián)接件有：螺栓螺栓、螺母螺母、墊圈墊圈。它用于被聯(lián)接件都不太厚，它用于被聯(lián)接件都不太厚，能加工成通孔，且要求聯(lián)接力能加工成通孔，且要求聯(lián)接力較大的情況。較大的情況。102.2 雙頭螺柱聯(lián)接v雙頭螺柱聯(lián)接主要用于被雙頭螺柱聯(lián)接主要用于被連接零件之一連接零件之一太厚太厚或由于或由于結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)上的原因不能用螺栓上的原因不能用螺栓聯(lián)接的場(chǎng)合。它由聯(lián)接的場(chǎng)合。它由雙頭螺雙頭螺柱柱、

3、螺母螺母和和墊圈墊圈組成。組成。112.3 螺釘聯(lián)接v螺釘聯(lián)接一般用于螺釘聯(lián)接一般用于受力受力不不大而又不需經(jīng)常大而又不需經(jīng)常拆裝拆裝的地的地方。這種聯(lián)接不用螺母，方。這種聯(lián)接不用螺母，而是將螺釘直接擰入一個(gè)而是將螺釘直接擰入一個(gè)帶螺孔的被聯(lián)接零件中來(lái)帶螺孔的被聯(lián)接零件中來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接的。實(shí)現(xiàn)聯(lián)接的。123、螺紋聯(lián)接件種類v六角頭螺栓六角頭螺栓 vA型雙頭螺栓 vI型六角螺母型六角螺母 v六角開(kāi)槽螺母 13v內(nèi)六角圓柱頭螺釘內(nèi)六角圓柱頭螺釘 v開(kāi)槽圓柱頭螺釘 v開(kāi)槽沉頭螺釘開(kāi)槽沉頭螺釘 v開(kāi)槽錐端緊定螺釘 14v平墊圈 v彈簧墊圈 v圓螺母用止退墊圈 v圓螺母 154、螺紋聯(lián)接的防松方法v摩擦防松

4、方法：對(duì)頂螺母，彈簧墊圈及自鎖螺母等；v機(jī)械防松方法：開(kāi)口銷與六角開(kāi)槽螺母、止動(dòng)墊圈及串聯(lián)鋼絲等；v鉚沖防松：螺母擰緊后把螺栓未端伸出部分鉚死，或在螺栓未端與螺母的旋合處利用沖點(diǎn)防松。 16三、鍵連接17鍵聯(lián)接軸軸鍵鍵皮帶輪皮帶輪181、鍵的主要類型 1.1 普通平鍵 1.2 半圓鍵1.3 （鉤頭）楔鍵 鍵鍵聯(lián)聯(lián)接接192、 鍵聯(lián)接特點(diǎn)鍵聯(lián)接特點(diǎn)2.1 普通平鍵聯(lián)接特點(diǎn)普通平鍵聯(lián)接特點(diǎn)定心性好、裝拆方便 鍵鍵聯(lián)聯(lián)接接202.2 半圓鍵聯(lián)接特點(diǎn)半圓鍵聯(lián)接特點(diǎn) 定心性好、裝拆方便；鍵槽對(duì)軸的消弱較大，只適用于輕載聯(lián)接。鍵鍵聯(lián)聯(lián)接接212.3 鉤頭楔鍵聯(lián)接特點(diǎn)鉤頭楔鍵聯(lián)接特點(diǎn) 適用于定心精度不高，載

5、荷平穩(wěn)和低速聯(lián)接。 鍵鍵聯(lián)聯(lián)接接22四、銷連接231、銷聯(lián)接的主要類型 v1.1 圓柱銷v1.2 圓錐銷v1.3 開(kāi)口銷 242、圓柱銷的特點(diǎn)v2.1 圓柱銷利用微小過(guò)盈固定在鉸制孔中，可以承受不大的載荷；v 2.2 圓柱銷多次拆裝會(huì)降低定位精度和可靠性；v 2.3 圓柱銷主要用于定位，也用于聯(lián)接銷和安全銷。 253、圓錐銷的特點(diǎn)v3.1 圓錐銷具有：的錐度，小端直徑為標(biāo)準(zhǔn)值；v3.2 圓錐銷在受橫向力時(shí)可以自鎖，安裝方便，定位精度高，多次拆裝不影響定位精度等；v3.3 圓錐銷主要用于定位，也可用作聯(lián)接銷。264、開(kāi)口銷的特點(diǎn)v4.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、裝拆方便；v4.2主要用于聯(lián)接時(shí)的防松，

6、不能用于定位；v4.3常與槽形螺母合用，鎖定螺紋聯(lián)接件。 27五、墊圈v1、墊圈分類：平墊圈和彈簧墊圈。v2、墊圈功用：平墊圈起著增大被連接零件接觸表面面積，降低單位面積壓力和保護(hù)被連接零件表面不被損壞的作用；彈簧墊圈還能起著阻止螺母回松、防震的作用。28六、卡簧v1、卡簧的功用：是一種斷開(kāi)的環(huán)形鋼絲，它能略為撐大或縮小并恢復(fù)原狀，用于固定軸向力很小的軸上零件或孔內(nèi)零件如軸承等，簡(jiǎn)單方便。v2、卡簧類型：它分為軸用和孔用兩種。形狀有C型、E型和U型。29卡簧30卡簧31七、彈簧v1、彈簧分類：v1.1 按所承受的載荷性質(zhì)分：拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等四種。v1.2 按彈簧形狀分：

7、螺旋彈簧、碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、盤(pán)簧等。32332、彈簧功用v控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)；v吸收振動(dòng)和沖擊能量； v存儲(chǔ)和釋放能量； v測(cè)量力的大小。34八、軸351、軸的功用v軸是組成機(jī)器的主要零件之一；v軸是支承旋轉(zhuǎn)零件(如齒輪、蝸輪、帶輪等)，使其具有確定的工作位置；v軸的主要功用是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 362、軸的分類按軸線形狀不同分為：v直軸v曲軸v撓性軸373、直軸的分類 1. 按承受載荷不同分為：v轉(zhuǎn)軸：工作時(shí)既承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩的軸；v心軸：工作時(shí)只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸；v傳動(dòng)軸 ：工作時(shí)只受或主要傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩或彎矩很小的軸 。 2、按外形不同分為：光軸和階梯軸。384、軸的

8、應(yīng)用394.1 轉(zhuǎn)軸的應(yīng)用 減速器 減速器軸404.2 心軸的應(yīng)用414.3 傳動(dòng)軸的應(yīng)用 聯(lián)接變速箱與后橋之間的軸42五、階梯軸的組成43六、軸上零件固定方法v軸上零件的軸向定位；v軸上零件的周向定位。446.1 軸上零件的軸向定位方法v軸肩或軸環(huán)定位；v套筒定位：v錐面定位；v圓螺母與止動(dòng)墊圈定位；v雙圓螺母定位；v彈性擋圈定位；v軸段擋圈定位；v緊定螺釘定位。456.2 軸上零件的周向定位方法v鍵聯(lián)接定位；v銷聯(lián)接定位；v緊定螺釘定位；v過(guò)盈配合定位；v緊定套定位。46七、軸的設(shè)計(jì)要求47軸的設(shè)計(jì)要求v軸的結(jié)構(gòu)和形狀應(yīng)便于裝配和維修；v階梯軸的直徑應(yīng)該是中間大，兩端小，便于軸上的零件拆裝

9、；v軸端、軸頸與軸肩的過(guò)渡部分應(yīng)該有倒角或者過(guò)渡圓角；v軸上需要切制螺紋或者進(jìn)行磨削時(shí)，應(yīng)該有螺紋退刀槽或者砂輪越程槽；v當(dāng)軸上有兩個(gè)以上的鍵槽時(shí)，鍵槽寬度盡可能相同，并且在同一母線上，以利于加工；v從強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面來(lái)保證軸具有足夠的工作能力和可靠性。48八、軸承49軸承1、軸承的功用：軸承的功用是支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度；減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損。 2、軸承的分類：滑動(dòng)摩擦軸承和滾動(dòng)摩擦軸承。3、滑動(dòng)摩擦軸承和滾動(dòng)摩擦軸承特點(diǎn)與應(yīng)用：504、滾動(dòng)軸承的類型4.1 按所承受載荷和方向，分為以承受徑向載荷為主的向心軸承向心軸承和以承受軸向載荷的推力推力軸承軸承兩類。

10、4.2 按滾動(dòng)體形狀不同分為球軸承球軸承和滾子軸承滾子軸承。515、滾動(dòng)軸承組成v一般由內(nèi)圈內(nèi)圈、外圈外圈、滾動(dòng)體滾動(dòng)體和保持架保持架組成。內(nèi)圈裝在軸頸上，外圈裝在機(jī)座或零件的軸承孔內(nèi)。多數(shù)情況下，外圈不轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)外圈之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體沿著滾道滾動(dòng)。保持架使?jié)L動(dòng)體均勻分布在滾道上，并減少滾動(dòng)體之間的碰撞和磨損。52外外 圈圈滾動(dòng)體滾動(dòng)體內(nèi)內(nèi) 圈圈保持架保持架5354555657結(jié)構(gòu)演示圖58滾動(dòng)軸承（向心軸承）59推力球軸承606、滾動(dòng)軸承的基本代號(hào)軸承型號(hào)為5110606 表示內(nèi)徑： d 06 5 30mm11 表示直徑系列和寬度系列5 表示類型：“ 6”深溝球軸承；“

11、 3”圓錐滾子軸承； “5”推力球軸承617、軸承的選擇（設(shè)計(jì)要求）v壽命v載荷v旋轉(zhuǎn)速度v旋轉(zhuǎn)精度v噪聲摩擦v工作溫度v潤(rùn)滑v維護(hù)628、常用滾動(dòng)軸承的類型v調(diào)心球軸承v圓錐滾子軸承v雙列深溝球軸承v推力球軸承v深溝球軸承v角接觸球軸承v推力圓柱滾子軸承63第二章 機(jī) 械 傳 動(dòng)64一、齒 輪 傳 動(dòng)651、齒輪傳動(dòng)的分類v平面齒輪傳動(dòng)；v空間齒輪傳動(dòng)。662、齒輪傳動(dòng)的類型v外嚙合齒輪傳動(dòng)；v內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)；v齒輪-齒條傳動(dòng)。673、齒輪的結(jié)構(gòu)輪齒輪轂幅板輪緣鍵槽軸孔684、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)v傳遞功率的范圍和圓周速度的范圍大；v傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)；v傳動(dòng)比準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，工作可靠；v制造

12、精度要求高，制造費(fèi)用大，v精度低時(shí)震動(dòng)和噪聲大，v不適宜兩軸間距離較大的傳動(dòng)。695、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)705.1 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)v平穩(wěn)性差，容易產(chǎn)生噪音和沖擊；v重合度小，不適合用于高速和重載的傳動(dòng)；v 制造簡(jiǎn)單。716、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)726.1 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)v平穩(wěn)性好，產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)??；v重合度大，載荷大，適用于中、高速傳動(dòng)；v齒輪會(huì)產(chǎn)生軸向推力，是有害分力，將增大傳動(dòng)裝置中的摩擦損失 。737、人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)748、內(nèi)嚙合傳動(dòng)759、直齒條傳動(dòng)7610、斜齒條傳動(dòng)7711、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)7812、曲齒圓錐齒輪傳動(dòng)7913、螺旋斜齒輪傳動(dòng)8014、弧面蝸桿傳動(dòng)8115

13、、圓柱蝸桿傳動(dòng)8216、錐蝸桿傳動(dòng)83二、齒 輪 系84輪系的類型v1、定軸輪系：所有齒輪幾何軸線的位置都是固定的輪系，稱為定軸輪系。v2、周轉(zhuǎn)輪系：若輪系中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線不固定，而繞其它齒輪的固定幾何軸線回轉(zhuǎn)，則稱為周轉(zhuǎn)輪系。v3、復(fù)合輪系：周轉(zhuǎn)輪系與定軸輪系相組合或若干個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系相組合而成的復(fù)雜輪系。85*輪系的功能（特點(diǎn)）v1.能獲得較大的傳動(dòng)比。v2.實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)兩軸之間的傳動(dòng)。v3.能實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)。v4.能實(shí)現(xiàn)變速與換向傳動(dòng)。v5.能用作運(yùn)動(dòng)的合成與分解。v6.承載能力高，傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊。v7.體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)精度高。86定軸輪系87周轉(zhuǎn)輪系（行星輪

14、系）88復(fù)合輪系89差 速 器90第三章平 面 連 桿 機(jī) 構(gòu)91一、平面連桿機(jī)構(gòu)的組成92二、平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)v能滿足不同類型、不同規(guī)律運(yùn)動(dòng)要求和動(dòng)力要求；v是低副聯(lián)接，故壓強(qiáng)小、耐磨、壽命長(zhǎng)；v接觸面為平面或圓柱面，容易制造，并能獲得較高的制造精度；v在聯(lián)接處存在一定間隙，因而會(huì)降低運(yùn)動(dòng)精度；v構(gòu)件數(shù)增多時(shí)，設(shè)計(jì)較困難。 933.1 3.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3.2 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)3.3雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)反平行四邊形機(jī)構(gòu)三、平面連桿機(jī)構(gòu)的類型94在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架桿分別為曲柄和搖桿時(shí)，則稱桿分別為

15、曲柄和搖桿時(shí)，則稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 曲柄（紅色）作360周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，搖桿(蘭色)作往復(fù)擺動(dòng)，主動(dòng)件可以為曲柄，也可以為搖桿。3.1 3.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)95雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu) 96縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu) 97在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架桿均為曲柄時(shí)，則稱連架桿均為曲柄時(shí)，則稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。為雙曲柄機(jī)構(gòu)。 構(gòu)件構(gòu)件1和和3都能作都能作360 周周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)曲柄作等速轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)曲柄作變速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)曲柄作變速轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)。3.2雙曲柄機(jī)構(gòu)98慣 性 篩 99平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)平行四邊形機(jī)構(gòu)是雙曲柄機(jī)構(gòu)是雙曲柄機(jī)構(gòu)的一個(gè)特例。構(gòu)的一個(gè)特

16、例。組成四邊形對(duì)組成四邊形對(duì)邊的構(gòu)件長(zhǎng)度邊的構(gòu)件長(zhǎng)度分別相等。曲分別相等。曲柄柄1和和3的回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)方向相同，角方向相同，角速度時(shí)時(shí)相等速度時(shí)時(shí)相等。100攝影平臺(tái)升降機(jī)構(gòu) 101反平行四邊形機(jī)構(gòu)組成四邊形的組成四邊形的對(duì)邊構(gòu)件長(zhǎng)度對(duì)邊構(gòu)件長(zhǎng)度分別相等。曲分別相等。曲柄柄1和和3回轉(zhuǎn)方回轉(zhuǎn)方向相反，主動(dòng)向相反，主動(dòng)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)曲柄變速?gòu)膭?dòng)曲柄變速轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。102車(chē)門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu) 1033.3 雙搖桿機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架桿均為搖桿時(shí)，兩連架桿均為搖桿時(shí)，則稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。則稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 構(gòu)件構(gòu)件1和和3都作往復(fù)擺動(dòng)，都作往復(fù)擺動(dòng)，一般主動(dòng)搖桿作等速擺一般主動(dòng)搖桿作等速擺動(dòng)，從動(dòng)搖桿作變速擺動(dòng)，從動(dòng)搖桿作變速擺動(dòng)動(dòng)104造型機(jī)