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1、关于第一章常用机械基础知识第1页，讲稿共130张，创作于星期二第一节 金属材料概述v金金属属材材料料是是指指金金属属经经过过冶冶炼炼和和各各种种加加工工以以后后形形成成的的材材料料，包包括括纯纯金金属属和和合合金金。在在工工业业上上，金金属属材材料料主主要要分分成成黑黑色色金金属属和和有色金属两大类。有色金属两大类。v黑黑色色金金属属材材料料是是以以铁铁为为基基础础形形成成的的合合金金，包包括括钢钢（碳碳素素钢钢、合合金金钢钢）、生生铁铁（铸铸造造生生铁铁、炼炼钢钢生生铁铁）及及铁铁合合金金（硅硅铁铁、锰铁）。锰铁）。v黑黑色色金金属属材材料料之之外外的的金金属属材材料料统统称称为为有有色色金
2、金属属，包包括括纯纯金属（铜、铝、锌等）、合金（黄铜、青铜等）。金属（铜、铝、锌等）、合金（黄铜、青铜等）。第2页，讲稿共130张，创作于星期二第一节 金属材料概述v一、金属材料的性能一、金属材料的性能v二、金属材料的热加工知识二、金属材料的热加工知识 v三、金属材料的冷加工知识三、金属材料的冷加工知识v四、金属材料的防腐蚀介绍四、金属材料的防腐蚀介绍 第3页，讲稿共130张，创作于星期二一、金属材料的性能一、金属材料的性能 v金属材料的性能，主要有物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能。金属材料的性能，主要有物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能。v物理性能是指密度、熔点、导热性、导电性、热
3、膨胀性和磁性等；物理性能是指密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等；v化学性能是指金属在化学作用下表现的性能，如耐腐蚀性和热化学性能是指金属在化学作用下表现的性能，如耐腐蚀性和热安定性等；安定性等；v机械性能是指机械零件抵抗外力的能力，如拉伸力、压缩力、机械性能是指机械零件抵抗外力的能力，如拉伸力、压缩力、剪切力等。剪切力等。v工艺性能是指金属材料对各种加工过程（冷加工、热加工、电加工等）工艺性能是指金属材料对各种加工过程（冷加工、热加工、电加工等）的接受能力和加工的难易程度。的接受能力和加工的难易程度。第4页，讲稿共130张，创作于星期二（一）金属材料的机械性能v食品机械零件在使用过程
4、中，受到不同形式外力的作用，这种食品机械零件在使用过程中，受到不同形式外力的作用，这种外力称为载荷（或称负荷、负载）。受外力后发生变形，将会外力称为载荷（或称负荷、负载）。受外力后发生变形，将会影响设备的使用。影响设备的使用。v机械零件承受的载荷，主要有静载荷、冲击载荷和交变载荷等。机械零件承受的载荷，主要有静载荷、冲击载荷和交变载荷等。v静载荷静载荷零件承受大小和方向不变或变动很慢的载荷。零件承受大小和方向不变或变动很慢的载荷。v冲击载荷冲击载荷突然增加的载荷。突然增加的载荷。v交变载荷交变载荷大小或方向作周期性变换的载荷。大小或方向作周期性变换的载荷。第5页，讲稿共130张，创作于星期二v
5、金属材料受载荷作用后的变形，可分为拉伸、压缩、剪切、金属材料受载荷作用后的变形，可分为拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等形式，如图所示。扭转和弯曲等形式，如图所示。v机械性能的基本指标，有强度、硬度、塑性、冲击韧性机械性能的基本指标，有强度、硬度、塑性、冲击韧性和疲劳强度等。和疲劳强度等。第6页，讲稿共130张，创作于星期二1.强度 v强度是指材料受外力作用下，抵抗变形和破坏的能力。强度是指材料受外力作用下，抵抗变形和破坏的能力。为了为了便于比较各种材料的强度，用单位面积上材料的抗力便于比较各种材料的强度，用单位面积上材料的抗力来表示，称为应力，可按下式计算：来表示，称为应力，可按下式计算：v =
6、/F（Pa）v式中式中强度（强度（Pa）v 外力（外力（N）v F横截面面积（横截面面积（m2）v金属材料的强度，主要通过拉伸试验方法测量。金属材料的强度，主要通过拉伸试验方法测量。第7页，讲稿共130张，创作于星期二2.硬度 v硬硬度度是是指指材材料料克克服服磨磨损损和和抵抵抗抗更更硬硬的的物物体体压压入入的的能能力力，表表示示金金属属材料的坚硬程度，是机械性能的重要指标之一。材料的坚硬程度，是机械性能的重要指标之一。v硬硬度度测测定定的的方方法法很很多多，最最常常用用的的有有布布氏氏硬硬度度法法（代代号号为为HB）、洛洛氏氏硬硬度度法法（常用代号为（常用代号为HR）和）和维氏硬度法维氏硬度
7、法（代号为（代号为HV）等。）等。v在在生生产产实实践践中中，布布氏氏硬硬度度法法（又又称称压压痕痕法法）是是测测量量压压痕痕的的面面积积，主主要适用于测量灰铸铁、有色金属等硬度不高的金属要适用于测量灰铸铁、有色金属等硬度不高的金属(HB450)。v洛洛氏氏硬硬度度不不是是测测量量压压痕痕的的面面积积，而而是是测测量量压压痕痕的的深深度度，压压痕痕越越深深，其硬度越低，主要用于测量从极软到极硬的金属或合金。其硬度越低，主要用于测量从极软到极硬的金属或合金。v维氏硬度法是测量压痕的平均值，主要用于测试较薄的材料。维氏硬度法是测量压痕的平均值，主要用于测试较薄的材料。第8页，讲稿共130张，创作于
8、星期二3.弹性v弹弹性性是是指指金金属属材材料料受受到到外外力力作作用用下下产产生生变变形形，当当外外力力消消除除后后，金金属属材材料料又又恢恢复复到到原原来来形形状状的性能。的性能。v在在机机械械设设计计中中主主要要通通过过金金属属材材料料的的弹弹性性模模数数（E）来来计计量量其其弹弹性性。此此外外，金金属属材材料料的的弹弹性性也也是是比比例例极极限限（）、弹弹性性极极限限（e）的的综综合反映。合反映。第9页，讲稿共130张，创作于星期二4.塑性v当当金金属属材材料料在在外外力力作作用用时时产产生生变变形形（未未引引起起破破坏坏），外外力力消消除除后后，仍仍能能保保留留变变形形的的性性能能，
9、称称为为金金属属材材料料的的塑塑性性。塑塑性性主主要要用用金金属属的的延延伸伸率率（）、断断面面收收缩缩率率（）来来表表示示。金金属属材材料料在在进进行行压压力力加加工工或或冷冷弯弯工工艺艺时时，塑塑性性是是一个重要因素。一个重要因素。第10页，讲稿共130张，创作于星期二5.韧性v韧性是指金属材料本身抵抗冲击负荷的能力。韧性是指金属材料本身抵抗冲击负荷的能力。它通常用冲击值（它通常用冲击值（k）来度量。金属材料的）来度量。金属材料的韧性也是反映金属强度的一个方面。韧性也是反映金属强度的一个方面。第11页，讲稿共130张，创作于星期二6.疲劳 v机械零件在承受工作载荷期间，虽未发生屈机械零件在
10、承受工作载荷期间，虽未发生屈服现象，工作载荷在设计的安全系数以内，服现象，工作载荷在设计的安全系数以内，但经过相当时间的使用也会发生断裂现象，但经过相当时间的使用也会发生断裂现象，即在交变载荷的长期作用下，材料发生破裂即在交变载荷的长期作用下，材料发生破裂的现象，称为疲劳。的现象，称为疲劳。第12页，讲稿共130张，创作于星期二（二）金属材料的工艺性能v工艺性能是指金属材料对各种加工过程（冷加工、热加工艺性能是指金属材料对各种加工过程（冷加工、热加工、电加工等）的接受能力和加工的难易程度。工、电加工等）的接受能力和加工的难易程度。v它包括金属材料的可铸性、可锻性、可焊性、切削加工和热它包括金属
11、材料的可铸性、可锻性、可焊性、切削加工和热处理等性能。处理等性能。v正因为金属材料具备这些工艺性能，人们才可以通过不同正因为金属材料具备这些工艺性能，人们才可以通过不同的加工方法把金属材料制造成所需要的零件、设备、工具的加工方法把金属材料制造成所需要的零件、设备、工具以及各种用品。以及各种用品。第13页，讲稿共130张，创作于星期二1.可铸性v将固体金属材料加热熔化成液体注入机件模型将固体金属材料加热熔化成液体注入机件模型（如砂型等），冷却后形成铸件的难易性能，（如砂型等），冷却后形成铸件的难易性能，称为金属材料的可铸性。金属材料的可铸性主称为金属材料的可铸性。金属材料的可铸性主要取决于金属材
12、料的流动性和收缩性。要取决于金属材料的流动性和收缩性。第14页，讲稿共130张，创作于星期二2.可锻性 v可锻性是指金属材料（或加温后的金属材料）可锻性是指金属材料（或加温后的金属材料）经锻造、轧制、冲压、辊压等压力加工改变其经锻造、轧制、冲压、辊压等压力加工改变其原来形状而不产生破裂的性能。金属材料的可原来形状而不产生破裂的性能。金属材料的可锻性主要取决于金属材料的塑性，但有些金属锻性主要取决于金属材料的塑性，但有些金属材料可以通过加温来提高其可锻性。材料可以通过加温来提高其可锻性。第15页，讲稿共130张，创作于星期二3.可焊性 v金属材料的可焊性主要体现金属材料能否焊金属材料的可焊性主要
13、体现金属材料能否焊接的性能。可焊性的好坏一般要由金属材料接的性能。可焊性的好坏一般要由金属材料的导热性与收缩性来确定，导热性高、收缩的导热性与收缩性来确定，导热性高、收缩性小的金属材料可焊性较好。性小的金属材料可焊性较好。第16页，讲稿共130张，创作于星期二4.切削加工性v切削加工性也称为可加工性，是指在一定条件下金属材切削加工性也称为可加工性，是指在一定条件下金属材料经过切削加工（车、磨、刨、铣、钻等）制成合格零料经过切削加工（车、磨、刨、铣、钻等）制成合格零件的难易程度。金属材料的切削加工难易程度与一定的件的难易程度。金属材料的切削加工难易程度与一定的切削条件有关，但就金属材料本身来说，
14、要看其材料的切削条件有关，但就金属材料本身来说，要看其材料的硬度、导热性、塑性、韧性及化学成分等诸方面的因素硬度、导热性、塑性、韧性及化学成分等诸方面的因素来考虑。来考虑。第17页，讲稿共130张，创作于星期二5.热处理性 v金属材料的热处理性能是指金属材料通过热金属材料的热处理性能是指金属材料通过热处理（退火、正火、淬火、回火等）方法改处理（退火、正火、淬火、回火等）方法改善自身性能的程度。通过热处理可以使金属善自身性能的程度。通过热处理可以使金属材料的性能得以改善，提高制件的使用效能材料的性能得以改善，提高制件的使用效能和寿命，同时也能使一些廉价的金属材料代和寿命，同时也能使一些廉价的金属
15、材料代替昂贵的金属材料。替昂贵的金属材料。第18页，讲稿共130张，创作于星期二二、金属材料的热加工知识二、金属材料的热加工知识v在在机机械械制制造造中中，对对金金属属材材料料采采用用加加热热使使其其发发生生塑塑性性变变形形，或或改改变变金金属属内内部部的的结结构构出出现现再再结结晶晶的的加加工工方方法法来来完完成成制制造造零零件件的的某某一一工工序序，这种方法就是金属材料的热加工。这种方法就是金属材料的热加工。v热热加加工工的的方方法法主主要要有有热热锻锻、热热轧轧、热热压压、热热挤挤压压、铸铸造造、锻锻造造和和热热处处理理（有有时时也也包包括括焊焊接）。接）。第19页，讲稿共130张，创作
16、于星期二v热锻、热轧、热压、热挤压是将金属材料加热到再结晶温热锻、热轧、热压、热挤压是将金属材料加热到再结晶温度以上进行的压力加工。度以上进行的压力加工。v锻造主要是利用金属材料的塑性，在加压设备（包括工锻造主要是利用金属材料的塑性，在加压设备（包括工模具）加压的作用下，使金属材料产生局部或全部塑性模具）加压的作用下，使金属材料产生局部或全部塑性变形，获得一定形状和尺寸的锻件的加工方法。变形，获得一定形状和尺寸的锻件的加工方法。v铸造是将熔融的金属材料浇入制好的铸型中，冷却凝固铸造是将熔融的金属材料浇入制好的铸型中，冷却凝固后获得一定形状、尺寸的铸件的成形方法。铸造方法包后获得一定形状、尺寸的
17、铸件的成形方法。铸造方法包括砂型铸造、泥型铸造、金属型铸造、离心铸造、壳型括砂型铸造、泥型铸造、金属型铸造、离心铸造、壳型铸造、精密铸造等。铸造、精密铸造等。第20页，讲稿共130张，创作于星期二三、金属材料的冷加工知识三、金属材料的冷加工知识 v对金属材料不经加热使其产生塑性变形或进对金属材料不经加热使其产生塑性变形或进行切削加工的加工方法称为冷加工。行切削加工的加工方法称为冷加工。v冷加工主要有冷轧、冷压、冷拉、冷挤压以冷加工主要有冷轧、冷压、冷拉、冷挤压以及切削加工的车削、刨削、磨削及钻削、铣及切削加工的车削、刨削、磨削及钻削、铣削等加工方法。削等加工方法。第21页，讲稿共130张，创作
18、于星期二四、金属材料的防腐蚀介绍四、金属材料的防腐蚀介绍 v（一）金属腐蚀的成因过程（一）金属腐蚀的成因过程 v（二）金属材料的防腐蚀方法（二）金属材料的防腐蚀方法 v（三）食品机械常用的防腐措施（三）食品机械常用的防腐措施 第22页，讲稿共130张，创作于星期二（一）金属腐蚀的成因过程 v金金属属腐腐蚀蚀主主要要是是金金属属表表面面与与腐腐蚀蚀性性介介质质发发生生化化学学反反应应或或电电化学反应而受到破坏的现象。化学反应而受到破坏的现象。v金金属属的的化化学学腐腐蚀蚀是是金金属属与与周周围围腐腐蚀蚀介介质质发发生生化化学学作作用用，腐腐蚀蚀介介质质中中氧氧化化剂剂的的还还原原和和金金属属的的
19、氧氧化化是是同同时时进进行行，从从而而形形成成了了腐腐蚀蚀产产物物使使金金属属本本身身发发生生了了腐腐蚀蚀。在在食食品品工工业业中中用用于于贮贮存存和和运运输输酸酸、碱碱、化化学学试试剂剂的的器器具具与与设设备以及烘炉等出现的腐蚀现象大都属于化学腐蚀。备以及烘炉等出现的腐蚀现象大都属于化学腐蚀。第23页，讲稿共130张，创作于星期二v食品加工机械与设备，由于经常与酸、碱、盐溶液以食品加工机械与设备，由于经常与酸、碱、盐溶液以及潮湿的空气相接触，金属的腐蚀大部分属于电化学及潮湿的空气相接触，金属的腐蚀大部分属于电化学腐蚀。它是一种电化学反应，其实质是多相氧化腐蚀。它是一种电化学反应，其实质是多相
20、氧化还原反应，与原电池反应原理极为相似。由于金属与腐蚀还原反应，与原电池反应原理极为相似。由于金属与腐蚀介质（尤其是液体）的接触形成了金属溶解的阴极和介质介质（尤其是液体）的接触形成了金属溶解的阴极和介质原子还原的阳极过程，出现在金属表面不同部位产生了电原子还原的阳极过程，出现在金属表面不同部位产生了电位差，致使金属在反应中不断地受到腐蚀。位差，致使金属在反应中不断地受到腐蚀。第24页，讲稿共130张，创作于星期二（二）金属材料的防腐蚀方法 v金金属属材材料料的的防防腐腐蚀蚀主主要要是是通通过过在在金金属属表表面面覆覆盖盖涂涂料料以以隔隔绝绝金金属属与与腐腐蚀蚀介介质质的的接接触触，避避免免发
21、发生生化化学学或或电电化化学学反反应应。但但对对某某些些零零部部件件也也可可以以采采取取电电镀镀或或进进行行发发蓝蓝、发发黑黑处处理理等等手手段段。如如对对一一些些贮贮罐罐、器器皿皿进进行行镀镀铬铬，对对螺螺母母、螺螺栓栓外外露露的的紧紧固固件件进进行行发发蓝蓝、发发黑黑处处理理后后，再再涂上防锈油。涂上防锈油。第25页，讲稿共130张，创作于星期二v金属材料采用覆盖涂料后，与介质接触的是涂料，这时要考金属材料采用覆盖涂料后，与介质接触的是涂料，这时要考虑到涂料的稳定性。虑到涂料的稳定性。v涂料的化学稳定性，一方面取决于其本身的结构和化学性能，涂料的化学稳定性，一方面取决于其本身的结构和化学性
22、能，另一方面与周围介质有极大的关系。另一方面与周围介质有极大的关系。第26页，讲稿共130张，创作于星期二（三）食品机械常用的防腐措施 v1.在在设设计计制制造造食食品品机机械械设设备备时时，选选用用的的金金属属材材料料要要尽尽量量考考虑虑耐耐蚀蚀性性，如如选选用用不不锈锈钢钢（1Cr18NiloTi）、铜铜、铝铝或或钛钛合合金金，同同时时又又要要考考虑虑选选用用金金属属的的经经济济性性。另另外外对对食食品品机机械械设设备备中中某某些些零零部部件件采采用用非非金金属属材材料料来来替替代代，既既降降低低设设备备成成本本，又又减减轻轻了了设设备备维维护护的的工工作作量量，并并延长了设备的使用寿命。
23、延长了设备的使用寿命。v2.目目前前常常用用的的对对机机械械设设备备某某些些零零部部件件采采用用覆覆盖盖保保护护性性涂涂层层，从从而而抑抑制制腐腐蚀介质对金属的腐蚀作用。保护性涂层分金属涂层和非金属涂层两种。蚀介质对金属的腐蚀作用。保护性涂层分金属涂层和非金属涂层两种。v覆覆盖盖金金属属涂涂层层的的方方法法主主要要有有电电镀镀、金金属属喷喷涂涂、热热镀镀、色色镀镀等等几几种种，将将耐耐蚀蚀金金属属覆覆盖盖于于金金属属零零部部件件表表面面。对对非非金金属属涂涂层层的的覆覆盖盖根根据据涂涂料料的的化化学学成成分分分分别别可可采采用用电电化化学学、化化学学膜膜、搪搪瓷瓷烧烧结结、直接涂覆等方法进行。
24、直接涂覆等方法进行。第27页，讲稿共130张，创作于星期二第二节 常用机械传动 v一、概述一、概述 v二、摩擦轮传动二、摩擦轮传动 v三、皮带传动三、皮带传动 v四、链传动四、链传动 v五、齿轮传动五、齿轮传动 v六、平面连杆机构六、平面连杆机构 v七、间歇运动机构七、间歇运动机构v八、凸轮机构八、凸轮机构v九、液压传动九、液压传动v十、气压传动十、气压传动v十一、联轴器离合器和制动器十一、联轴器离合器和制动器第28页，讲稿共130张，创作于星期二一、概述一、概述 v机器是机构各部分具有确定的相对运动并能做有用的机械功或转换机机器是机构各部分具有确定的相对运动并能做有用的机械功或转换机械能的人
25、为组合体。械能的人为组合体。v机器一般分为三类：机器一般分为三类：v将其他种类的能变为机械能的机器叫将其他种类的能变为机械能的机器叫原动机原动机，如蒸汽机（热能变为机，如蒸汽机（热能变为机械能）、电动机（电能变为机械能）等；械能）、电动机（电能变为机械能）等；v将机械能变换成其他种类的能的机器称为将机械能变换成其他种类的能的机器称为变换机变换机，如发电机（机械，如发电机（机械能变为电能）、空压机（机械能变为气体的位能）等；能变为电能）、空压机（机械能变为气体的位能）等；v利用机械能完成有用功的机器称为利用机械能完成有用功的机器称为工作机工作机，如各种机床、食品加工机器，如各种机床、食品加工机器
26、等。等。第29页，讲稿共130张，创作于星期二v在在机机械械设设备备中中各各组组分分间间具具有有一一定定的的相相对对运运动动，并并能能传传速速或或变变换运动的装置称为换运动的装置称为机构机构。如带传动机构、齿轮传动机构等。如带传动机构、齿轮传动机构等。v我我们们通通常常所所说说的的机机械械则则是是机机器器和和机机构构的的总总称称。如如食食品品机机械、纺织机械等。械、纺织机械等。v在在机机构构中中各各相相对对运运动动的的单单元元体体称称为为构构件件。如如在在齿齿轮轮传传动动机机构构中中，齿齿轮轮和和轴轴通通过过键键联联接接成成为为一一个个单单元元体体，当当齿齿轮轮转转动动时时，轴轴、键键都都随随
27、之之一一起起转转动动，它它们们构构成成了了一一个个运运动动的单元体。的单元体。第30页，讲稿共130张，创作于星期二v组成这些构件的每个单独加工的单元体（如齿轮、轴、组成这些构件的每个单独加工的单元体（如齿轮、轴、键等）称为键等）称为零件零件。零件分通用零件（如一般机械中的螺钉、。零件分通用零件（如一般机械中的螺钉、螺母等）和专用零件（如内燃机的活塞、蒸汽机的曲轴等）螺母等）和专用零件（如内燃机的活塞、蒸汽机的曲轴等）。v机器的工作是通过各构件的运动（或传动）来完成的，机器的工作是通过各构件的运动（或传动）来完成的，那么把两构件通过接触保持相对运动的活动连接，称为那么把两构件通过接触保持相对运
28、动的活动连接，称为运动副运动副（如齿轮之间通过轮齿间的啮合接触保持相对传（如齿轮之间通过轮齿间的啮合接触保持相对传动、两摩擦轮接触后的相对传动）。动、两摩擦轮接触后的相对传动）。第31页，讲稿共130张，创作于星期二v一般的机械设备是由一般的机械设备是由动力部分动力部分、传动部分传动部分、控制部分控制部分和和作功部作功部分分组成。其中有些机构主要是用来传递运动和动力的，这组成。其中有些机构主要是用来传递运动和动力的，这个机构称为传动装置。它的主要形式有个机构称为传动装置。它的主要形式有机械传动、液压传机械传动、液压传动、电力传动、气力传动动、电力传动、气力传动。而在这些传动形式中机械传动的。而
29、在这些传动形式中机械传动的使用最为普遍。使用最为普遍。v机械传动主要分成摩擦传动和啮合传动两大类。机械传动主要分成摩擦传动和啮合传动两大类。第32页，讲稿共130张，创作于星期二二、摩擦轮传动二、摩擦轮传动v摩擦轮传动主要是利用两轮（摩擦轮）的直接接触相互压紧。摩擦轮传动主要是利用两轮（摩擦轮）的直接接触相互压紧。依靠所产生的摩擦力，使两轮作相对运动。依靠所产生的摩擦力，使两轮作相对运动。v摩擦轮传动分摩擦轮传动分两轴平行两轴平行和和两轴相交叉两轴相交叉两种类型。按摩擦轮两种类型。按摩擦轮结构分结构分圆柱平摩擦轮圆柱平摩擦轮、圆柱槽摩擦轮圆柱槽摩擦轮及及圆锥摩擦轮圆锥摩擦轮三种。三种。v两轴平
30、行的摩擦轮传动分两轴平行的摩擦轮传动分内摩擦传动内摩擦传动和和外摩擦传动外摩擦传动的两的两种形式。种形式。第33页，讲稿共130张，创作于星期二v两轴平行的摩擦轮传动分内摩擦传动和外摩擦传动的两种形式。两轴平行的摩擦轮传动分内摩擦传动和外摩擦传动的两种形式。v如图如图a所示为外摩擦传动，两轴旋转方向相反。如图所示为外摩擦传动，两轴旋转方向相反。如图b为内摩擦传动，两轴为内摩擦传动，两轴旋转方向相同。旋转方向相同。第34页，讲稿共130张，创作于星期二v两轴交叉的摩擦轮传动分外圆锥摩擦传动和两轴交叉的摩擦轮传动分外圆锥摩擦传动和内圆锥摩擦传动两种形式。如图内圆锥摩擦传动两种形式。如图a是外圆锥摩
31、是外圆锥摩擦传动。图擦传动。图b是内圆锥摩擦传动。是内圆锥摩擦传动。第35页，讲稿共130张，创作于星期二v对两轴交叉的摩擦轮传动装置在安装时要注对两轴交叉的摩擦轮传动装置在安装时要注意两轴的锥顶要重合，否则锥面的各点线速意两轴的锥顶要重合，否则锥面的各点线速度就不相等了。度就不相等了。v摩擦轮传动的传动比计算：摩擦轮传动的传动比计算：v摩擦轮传动在食品机械中常用于压榨机、制摩擦轮传动在食品机械中常用于压榨机、制动器、离合器、过滤机上。动器、离合器、过滤机上。第36页，讲稿共130张，创作于星期二摩擦轮传动的主要优缺点是：v（1）构造简单、传动平稳、噪声小。）构造简单、传动平稳、噪声小。v（2
32、）能在一定范围内无级调速。）能在一定范围内无级调速。v（3）过载时，轮与轮间发生打滑，能防止主零件损坏。）过载时，轮与轮间发生打滑，能防止主零件损坏。v（4）效率较低。）效率较低。v（5）传递同样功率时，其重量和体积比其他传动要大）传递同样功率时，其重量和体积比其他传动要大一些。一些。v（6）不能保持准确的传动比。）不能保持准确的传动比。v（7）干摩擦时磨损快、寿命较短。）干摩擦时磨损快、寿命较短。第37页，讲稿共130张，创作于星期二三、皮带传动三、皮带传动 v皮带传动是由主动轮、从动轮和紧套在两轮皮带传动是由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的传动带组成的，如图所示。上的传动带组成的，如图所示。
33、第38页，讲稿共130张，创作于星期二v当传动带张紧在带轮上，主动轮旋转时，依靠传动带和带轮之间产生摩当传动带张紧在带轮上，主动轮旋转时，依靠传动带和带轮之间产生摩擦力，从而带动传动带运动，传动带同时也带动从动轮转动。擦力，从而带动传动带运动，传动带同时也带动从动轮转动。v皮带传动主要有皮带传动主要有平皮带传动平皮带传动、三角皮带传动三角皮带传动、圆皮带传动圆皮带传动和和同步齿形同步齿形带传动带传动。v平皮带传动主要用于两带轮轴相距较远的情况。平皮带传动主要用于两带轮轴相距较远的情况。v三角皮带传动一般用于两带轮轴平行，轴心线相距不大的情况下，它的三角皮带传动一般用于两带轮轴平行，轴心线相距不
34、大的情况下，它的主要特点是传动能力强。主要特点是传动能力强。v圆皮带只用于功率很小的场合，如缝纫机。圆皮带只用于功率很小的场合，如缝纫机。v同步齿形带传动，由于它综合了带传动和链传动的优点，所以传同步齿形带传动，由于它综合了带传动和链传动的优点，所以传动效率高，但制造较困难，安装精度要求高，主要用于机床、轧动效率高，但制造较困难，安装精度要求高，主要用于机床、轧钢机、电子计算机等机械中。钢机、电子计算机等机械中。第39页，讲稿共130张，创作于星期二（一）皮带传动的包角 v传动带与皮带轮所接触表面的弧长对应的传动带与皮带轮所接触表面的弧长对应的中心角，称为包角（上图中的中心角，称为包角（上图中
35、的）。当）。当越越大，传动带与带轮接触面越大，拉力越大。大，传动带与带轮接触面越大，拉力越大。越小，接触面越小，拉力越小。由于小带轮的越小，接触面越小，拉力越小。由于小带轮的包角总比大带轮的包角小，故设计时只需要考包角总比大带轮的包角小，故设计时只需要考虑小带轮的包角，一般常取虑小带轮的包角，一般常取120。v计算公式计算公式 v=180-（D1-D2）/L 60v遇到遇到120时则采用增加张紧轮的方法，以时则采用增加张紧轮的方法，以增大包角。如图所示增大包角。如图所示第40页，讲稿共130张，创作于星期二（二）皮带传动的传动比计算v多级皮带传动时，如图所示，其传动比可多级皮带传动时，如图所示
36、，其传动比可按下式计算：按下式计算：第41页，讲稿共130张，创作于星期二（三）皮带张紧力的调整方法v1.通过调整电机的位置来增大中心距，拉紧通过调整电机的位置来增大中心距，拉紧皮带，从而增大张紧力。皮带，从而增大张紧力。v2.当中心距无法调整时，一是截短皮带、更当中心距无法调整时，一是截短皮带、更换皮带扣或更换新皮带；二是采用张紧轮的换皮带扣或更换新皮带；二是采用张紧轮的办法。办法。v3.当皮带稍有伸长打滑时，可将皮带蜡涂抹当皮带稍有伸长打滑时，可将皮带蜡涂抹在皮带的工作面上，增加摩擦系数。在皮带的工作面上，增加摩擦系数。第42页，讲稿共130张，创作于星期二（四）皮带型号的选择v根据已确定
37、皮带传动的类型和皮带轮大小来合理选择皮带的型号。根据已确定皮带传动的类型和皮带轮大小来合理选择皮带的型号。平皮带一般可根据中心距来计算其长度，因为平皮带是用搭扣夹住平皮带一般可根据中心距来计算其长度，因为平皮带是用搭扣夹住联接，主要对其宽度及厚度按工厂生产的产品来选择，功率越大，联接，主要对其宽度及厚度按工厂生产的产品来选择，功率越大，其宽度与厚度均要增大。其宽度与厚度均要增大。v在三角皮带传动中，对三角皮带的型号选择要注意以下两点：在三角皮带传动中，对三角皮带的型号选择要注意以下两点：v（1）由于三角皮带是一个环形，不能切断，因此要根据不同的）由于三角皮带是一个环形，不能切断，因此要根据不同
38、的中心距和皮带轮的大小并按照三角带国家标准系列选择三角带的中心距和皮带轮的大小并按照三角带国家标准系列选择三角带的长度。长度。v（2）三角皮带的截面尺寸分成）三角皮带的截面尺寸分成O、A、B、C、D、E、F型等七种规型等七种规格型号，一般按传递功率大小来确定其型号，下表是三角皮带的截面尺格型号，一般按传递功率大小来确定其型号，下表是三角皮带的截面尺寸，是供参考的推荐型号。寸，是供参考的推荐型号。第43页，讲稿共130张，创作于星期二第44页，讲稿共130张，创作于星期二四、链传动四、链传动v链传动是在两个或多个链轮之间用链作为拉曳元件的一种啮合传动。它主要用于两轴链传动是在两个或多个链轮之间用
39、链作为拉曳元件的一种啮合传动。它主要用于两轴相距较远，要求传动功率较大，平均传动比保持不变的情况（如下图）。相距较远，要求传动功率较大，平均传动比保持不变的情况（如下图）。v链传动的主要优点是：（链传动的主要优点是：（1）没有滑动，能保持准确的传动比。（）没有滑动，能保持准确的传动比。（2）磨损较小，传动）磨损较小，传动效率高效率高98%。（。（3）能用于两轴相距较远的传动。（）能用于两轴相距较远的传动。（4）能在温度较高、湿度较）能在温度较高、湿度较大的环境中使用。大的环境中使用。v链传动的主要缺点是：（链传动的主要缺点是：（l）瞬时速度不均匀，不宜在急促反向传动中应用。）瞬时速度不均匀，不
40、宜在急促反向传动中应用。（2）只适用于平行轴间的传动。（）只适用于平行轴间的传动。（3）链的传动有噪声。（）链的传动有噪声。（4）制造成本较高。）制造成本较高。v链传动中使用的链条主要有链传动中使用的链条主要有套筒滚子链套筒滚子链和和齿形链齿形链两种，前者应用广泛。两种，前者应用广泛。第45页，讲稿共130张，创作于星期二（一）套筒滚子链的结构v套筒滚子链是由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子所构成（如套筒滚子链是由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子所构成（如图）。销轴与外链板、套筒与内链板分别用过盈配合固定，滚子图）。销轴与外链板、套筒与内链板分别用过盈配合固定，滚子与套筒、销轴与套筒为间隙配合
41、。当链节屈伸时，套筒可在销轴与套筒、销轴与套筒为间隙配合。当链节屈伸时，套筒可在销轴上自由转动。上自由转动。第46页，讲稿共130张，创作于星期二第47页，讲稿共130张，创作于星期二v如不用滚子，称为套筒链。套筒链主要用于受力较小，速度如不用滚子，称为套筒链。套筒链主要用于受力较小，速度较低的传动中。较低的传动中。v当链传动要承受较大负荷时，可以把单列链并联使用，用长当链传动要承受较大负荷时，可以把单列链并联使用，用长销轴联接，我们称为多列链。由于列数越多，各单列链受力销轴联接，我们称为多列链。由于列数越多，各单列链受力越不均匀，所以一般不超过越不均匀，所以一般不超过34列。列。v套筒滚子链
42、的型号较多，主要分公制与英制两种。公套筒滚子链的型号较多，主要分公制与英制两种。公制链条主要按两滚子之间的中心距（链节距）分类。制链条主要按两滚子之间的中心距（链节距）分类。有有15mm、20mm 等多种规格，最大链节距为等多种规格，最大链节距为50mm。英制链条的链节距有英制链条的链节距有1/2、5/8 等多种，最大的链节等多种，最大的链节距为距为2。第48页，讲稿共130张，创作于星期二（二）套筒滚子链的链轮v套套筒筒滚滚子子链链的的链链轮轮是是链链传传动动中中的的关关键键部部件件，设设计计、制制造造要要求求较较高高。根根据据GB1244规规定定套套筒筒滚滚子子链链链链轮轮的的齿齿形形如如
43、图图所所示示。其其中中联联接接链链轮轮上上链链的的销销轴轴中中心心所所构构成成的的圆圆称称为为分分度度圆圆，其其直直径径D为：为：v式中式中P链节距；链节距；v Z链轮齿数。链轮齿数。第49页，讲稿共130张，创作于星期二（三）链传动的传动比的计算 v在链传动过程中，当主动轮转过一个齿，链在链传动过程中，当主动轮转过一个齿，链条转过一个链节，并带动从动轮也转过一个条转过一个链节，并带动从动轮也转过一个齿。所以链传动比齿。所以链传动比i是主动轮齿数是主动轮齿数Z1与从动轮与从动轮齿数齿数Z2之比，或从动轮转速之比，或从动轮转速n2与主动轮转速与主动轮转速n1之比，即之比，即第50页，讲稿共130
44、张，创作于星期二五、齿轮传动五、齿轮传动v齿轮传动是目前机械中应用最广泛的一种机械传动。一般由一齿轮传动是目前机械中应用最广泛的一种机械传动。一般由一对或对或n对齿轮组成。一对齿轮分别装在主动、从动轴上，利用对齿轮组成。一对齿轮分别装在主动、从动轴上，利用两个齿轮（主动齿轮、从动齿轮）轮齿的相互啮合，传递运动两个齿轮（主动齿轮、从动齿轮）轮齿的相互啮合，传递运动和动力。和动力。v根据啮合方式，可分为外啮合齿轮传动，内啮合齿轮传动、齿根据啮合方式，可分为外啮合齿轮传动，内啮合齿轮传动、齿轮齿条传动。轮齿条传动。v根据齿轮轮齿形和两轴线的相对位置可分为以下几类：根据齿轮轮齿形和两轴线的相对位置可分
45、为以下几类：第51页，讲稿共130张，创作于星期二v齿轮传动的类型如图所示齿轮传动的类型如图所示 第52页，讲稿共130张，创作于星期二v齿轮传动主要具有以下优点：齿轮传动主要具有以下优点：v（1）工作可靠，且能保证恒定的传动比。）工作可靠，且能保证恒定的传动比。v（2）速度和传递功率高）速度和传递功率高98%，且范围广。，且范围广。v（3）体积小，结构紧凑，使用寿命长。）体积小，结构紧凑，使用寿命长。v齿轮传动不能用于两轴相距较远的传动，原因是齿轮传动不能用于两轴相距较远的传动，原因是制造精度、装配要求高，成本较贵，传动时噪音制造精度、装配要求高，成本较贵，传动时噪音大。大。第53页，讲稿共
46、130张，创作于星期二（一）直齿圆柱齿轮传动 v常用的直齿圆柱齿轮是渐开线直齿圆柱齿轮。下图是常用的直齿圆柱齿轮是渐开线直齿圆柱齿轮。下图是压力角压力角为为20的渐开线直齿圆柱齿轮。的渐开线直齿圆柱齿轮。v分度圆直径（分度圆直径（d）：齿轮上压力角是标准压力角（）：齿轮上压力角是标准压力角（20）的）的那个圆称为分度圆，其直径为那个圆称为分度圆，其直径为d。v齿厚齿厚s：轮齿两面齿廓在分度圆上的弧长。：轮齿两面齿廓在分度圆上的弧长。v齿顶高齿顶高h：介于分度圆与齿顶圆之间的部分。：介于分度圆与齿顶圆之间的部分。v齿根高齿根高h：介于分度圆与齿根圆之间的部分。：介于分度圆与齿根圆之间的部分。v全
47、齿高全齿高h：齿根圆与齿顶圆之间的距离。：齿根圆与齿顶圆之间的距离。h=h hv齿顶圆齿顶圆 D：齿轮的外圆：齿轮的外圆v齿根圆齿根圆Di：限制齿根的圆。：限制齿根的圆。v中心距中心距A：两齿轮啮合时，它们轴线间的距离。：两齿轮啮合时，它们轴线间的距离。第54页，讲稿共130张，创作于星期二（二）直齿圆锥齿轮传动 v圆锥齿轮与圆柱齿轮不同之处是轮齿分布圆锥齿轮与圆柱齿轮不同之处是轮齿分布在圆锥面上，所以也称伞齿轮。在圆锥面上，所以也称伞齿轮。v圆锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲齿三种，而直圆锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲齿三种，而直齿圆锥齿轮则较广泛地应用于两轴相交时的传动，齿圆锥齿轮则较广泛地应用
48、于两轴相交时的传动，在常用机械上，大多采用两轴互相垂直的齿轮传在常用机械上，大多采用两轴互相垂直的齿轮传动。动。v右图是直齿圆锥齿轮的剖视图。由于圆锥齿右图是直齿圆锥齿轮的剖视图。由于圆锥齿轮是分布在圆锥面上，所以大端轮齿的尺轮是分布在圆锥面上，所以大端轮齿的尺寸大，小端轮齿的尺寸小。我国规定以大寸大，小端轮齿的尺寸小。我国规定以大端轮齿为标准。在大端的分度圆上，模数端轮齿为标准。在大端的分度圆上，模数和压力角（和压力角（20）都应符合国家标难。）都应符合国家标难。v轴交角：两圆锥齿轮轴线的夹角。轴交角：两圆锥齿轮轴线的夹角。第55页，讲稿共130张，创作于星期二（三）蜗轮蜗杆传动 v蜗蜗轮轮
49、蜗蜗杆杆传传动动是是齿齿轮轮传传动动中中的的又又一一种种类类型型，主主要要适适用用于于两两轴轴线线互互相相垂垂直直又又不不相相交交，要要求求传传动动比比较较大大的的场场合合。在在轴轴交交角角等等于于90的的一一对对螺螺旋旋齿齿轮轮机机构构中中，当当小小轮轮的的螺螺旋旋角角很很大大，直直径径很很小小的的时时候候，在在它它的的分分度度圆圆柱柱面面上上将将出出现现一一条条（或或多多条条）完完整整的的螺螺旋旋线线。同同时时，大大轮轮的的螺螺旋旋角角很很小小，而而直直径径又又很很大大，它它是是一一个个普普通通的的螺螺旋旋齿齿轮轮，它它的的齿齿形形是是一一般般的的螺螺旋旋线线。这这样样，我我们们把把小小轮
50、轮称称为为蜗蜗杆杆，大大轮轮称称为为蜗蜗轮轮，这这种种传传动动就就是是蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆传传动动（如如图图所所示示）。蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆传传动动一一般般有有圆圆柱柱面面蜗蜗杆杆传传动动和和圆圆弧弧面面蜗蜗杆杆传传动两种。应用最广泛的是圆柱面蜗杆传动。动两种。应用最广泛的是圆柱面蜗杆传动。第56页，讲稿共130张，创作于星期二v蜗轮蜗杆传动的主要优缺点：蜗轮蜗杆传动的主要优缺点：v（1）传动比大，结构紧凑，传动平稳，噪音小。）传动比大，结构紧凑，传动平稳，噪音小。v（2）当蜗杆的螺旋开角小于摩擦角时，有反向自锁作用，即）当蜗杆的螺旋开角小于摩擦角时，有反向自锁作用，即停车时，蜗轮会发生自锁现象，故常