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1、第二章机械基础知识第一节机械基础概述第二节常用传动机构第三节 常用传动件的应用第四节常用阁门的特点和应用第五节 常用计量器具的使用学习要点：1、机器、机构、构件、零件、高副与低副的概念。2、各类传动机构的分类、传动原理、特点和选择运用。3、键、销的各种类型及键、销连接的特点。4、轴的分类和轴上零件的定位方式。5、轴承、离合器、联轴器机制动器的工作原理、各自的应用特点及合理选用。6、常用阀门的结构特点及应用。7、常用阀门的安装于维护注意事项。8、常用计量器具的结构。9、常用计量器具的试验方法。10、量具的维护与保养。第一节机械基础概述一、机器和机构(-)机器机器是替代或减轻人类体力劳动执行机械运
2、动的装置，是用来变换或传递能量、物料与信息的具有确定相对运动的人为实体组合。机器的特征：(1 )机器都由许多构件组合而成。如 图2TT所示，由汽缸、活塞、连杆、曲轴和轴承等构件组合而成了单缸内燃机。(2 )各运动实体间具有确定相对运动。图 2TT所示的活塞2相对汽缸1的往复移动，曲轴4相对两端轴承5的连续转动。(3 )能实现能量的转换、代替或减轻人类的劳动，完成有用机械功。例如：发电机可以把机械能转换为电能；汽车可以改变物体的位置；切丝机能够改变烟叶叶片的形状;计算机、手机可以变换和传递信息等。1.汽缸2.活塞3.连杆4.曲轴5.轴承图2-1-1单缸内燃机（二）机构机构是用来传递运动和力的构件
3、系统。是用运动副将构件连接起来形成的。机构也是人为实体（构件）的组合，各运动实体之间也具有确定的相对运动，但与机器相比，不能做机械功，也不能实现能量转换。机器与机构的区别在于：机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换;机构的主要功用在于传递或转变运动的形式。例如：航空发动机、机床、轧钢机、纺织机和拖拉机等都是机器，而钟表、仪表、千斤顶、机床中的变速装置或分度装置等都是机构。通常的机器必包含一个或一个以上的机构。图 2TT所示的单缸内燃机，其中就有一个曲柄连杆机构（后面单独讲授），用来将气缸内活塞的往复盆动转 变 为 曲 柄（曲轴）的连续转动。机器和机构在结构和运动上没有实质性的区别，我们
4、通常将它们总称为机械，即机械是机器与机构的总称。（三）机器的组成机器通常由动力部分、传动部分、执行部分和控制部分等四部分组成。（1）动力部分是机器动力的来源。常用的有电动机、内燃机和空气压缩机等。（2）传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器中应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。（3）执行部分是直接完成机器工作任务的部分，处于传动装置末端，往往由多个执行件组成。例如卷烟机烟条切断的刀头，卷烟包装机的折角器、推烟器等。（4）控制部分包括自动检测和自动控制两部分，用来显示和反映机器的运行位置和状
5、态，控制机器的正常运行和工作。例如卷烟机械中的电气控制系统等。二、构件和零件（一）构件机器及机构是由许多具有确定的相对运动的人为实体组合而成，这里的人为实体就是构件，构件是机构中单元体。在机械中应用最多的是刚性构件即作为刚体看待的构件。一个构件，可以是不能拆开的单一整体，也可以是几个相互之间没有相对运动的物体组合而成的刚形体，如图2-1-1所示的曲柄4、连 杆 3 等。图 2-1-2是连杆构件的组成图，它由连杆体1、连杆盖3、L连 杆 体2.螺栓3.连杆盖4.螺母R 2-1-2内需机的建杆构件螺 栓 2 和螺母4 物体组合而成。构件按其运动状况，可分为固定构件和运动构件两种。固定构件又称机架，
6、是机构中相对固定的构件。运动构件又称可动构件，是机构中可相对于机架运动的构件。运动构件又分成主动件（原动件）和从动件两种。主动件是机构中作用有驱动力或力矩的构件，有时也将运动规律已知的构件称为主动件。形象地说，主动件就是带动其他可动构件运动的构件，从动件是机构中除了主动件以外的随着主动件的运动而运动的构件。（二）零件零件是构件的组成部分。机构运动时，属于同一构件中的零件，相互之间没有相对运动。构件可以是单一的零件，如单缸内燃机中的曲轴，既是构件也是零件；也可以是由若干零件连接而成的刚性结构，如连杆构件是由连杆体、连杆盖、螺栓和螺母等零件连接而成。构件与零件的区别在于构件是运动的单元，零件是加工
7、制造的单元。三、运动副运动副是两构件直接接触组成的可动连接。这种可动连接限制了两个相互接触的构件之间的某些相对运动，从而使两个构件之间具有确定的相对运动。根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副可分为低副和高副。（一）低副低副是指两构件以面接触的运动副。按两构件的相对运动形式，低副可分为转动副、移动副和螺旋副3种形式：（1）转动副：是指组成运动副的两构件只能绕某一轴线作相对转动的运动副。如图2 T-3所示的较链连接就是转动副的一种形式。较链连接的两构件只能绕Z轴自由转动，沿Y、y轴的往复移动则被限制了。图2-1-3转动副图2-1-4移动副图2-1-5螺旋副(2 )移动副：是指组成运动副的两构件
8、只能作相对直线移动的运动副，如图 2-1-4 o(3 )螺旋副：是指组成运动副的两构件只能作相对螺旋运动的运动副，如图 2-1-5 0低副是面接触的运动副其接触表面一般为平面或圆柱面，容易制造和维修，承受载荷时单位面积压力较低(故称低副)，因而低副的承载能力大。低副属滑动摩戴擦，摩擦损失大，因而效率较低；另外，低副不能传递较复杂的运动。(二)高副高副是指两构件以点或线接触的运动副。如 图2 T-6所示为几种常见的高副接触形式。其 中2T-6(a)是车轮与钢轨的接触，图2-1-6(b)是齿轮的啮合，都是属于线接触的高副。图2T-6(c)是凸轮与从动杆的接触，属于点接触的高副。高副是点火线接触的运
9、动副，载荷时单位面积压力较高(故称高副)，两构件接触处容易磨损，寿命短，制造和维修也较困难。高副的特点是能传递较复高副是点或线接触的运动副，承受载荷时单位面积压力较高(故称高副)，两构件接触处容易磨损，寿命短，制造和维修也较困难。高副的特点是能传递较复杂的运动。(a)图2-1-6高副第二节常用传动机构一、摩擦轮传动(-)摩擦轮传动的工作原理和传动比1 .摩擦轮传动工作原理摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力的一种机械传动。图2-2 T (a)所示为最简单的摩擦轮传动，由两个相互压紧的圆柱形摩擦轮组成。在正常传动时，主动轮依靠摩擦力的作用带动从动轮转动，并保证两轮面的接触处
10、有足够大的摩擦力，使主动轮产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。如果摩擦力矩小于阻力矩，两轮面接触处将产生打滑现象。图2-2-1两轴平行的摩擦轮传动2 .摩擦轮传动的传动比机构中瞬时输人速度与输出速度的比值称为机构的传动比。对于摩擦轮传动，其传动比就是主动轮转速与从动轮转速的比值，等于两摩擦轮直径的反比。传动比用符 号i表示，表达式为：.I-W-=D-2-n2 D式中，n ,-主动轮转速，r /m i n；n2-从动轮转速，r /m i n ；D-主动轮直径，m m ；D 2 从动轮直径，m m。(二)摩擦轮传动的特点摩擦轮传动具有下列特点：(1 )结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较
11、近的传动。(2 )传动时噪声小，并可在运转中变速、变向。(3)过载时，两轮接触处会产生打滑，因而可防止薄弱零件的损坏，起到安全保护作用。(4 )在两轮接触处有产生打滑的可能，所以不能保持准确的传动比。(5)传动效率较低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率传动的场合。(三)摩擦轮传动的类型和应用场合按两轮轴线相对位置摩擦轮传动可分为两轴平行和两轴相交两类。1.两轴平行的摩擦轮传动两轴平行的摩擦轮传动，有外接圆柱式摩擦轮传动，如 图2-2T(a)和内接圆柱式摩擦轮传动，图2-2-1(b)两种。前者两轴转动方向相反，后者两轴转动方向相同。图2-2-2两轴相交的摩擦轮传动2.两轴相交的摩擦轮传
12、动两轴相交的摩擦轮传动，其摩擦轮多为圆锥形，并有外接圆锥式，如 图2-2-2(a)和内接圆锥式，图2-2-2(b)两种。此外，还有圆柱圆盘式结构，如 图2-2-3所示。圆锥形摩擦轮安装时，应使两轮的锥顶重合，以保证两轮锥面上各接触点处的线速度相等。摩擦轮传动一般应用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动器、机械无级变速器及仪器的传动机构等场合。如 图2-2-3所示为滚子平盘式机械无级变速机构。当动力源带动轴I上的滚子1恒速回转时，若滚子沿平盘径向连续移动，则可以连续改变平盘2的实际工作直径，从而使n轴获得连 无级变速机构示意图续的不同转速，实现无级调速。二、带传动(-)带传动的工作原理和传动比带传动是
13、利用带作为中间挠性件，依靠带与带轮之间的摩擦力或啮合来传递运动和动力的传动，分摩擦传动和啮合传动两类。摩擦传动的带传动主要有平带传动、V带传动和圆带传动，如 图2-2-4 (a)、图2-2-4 (b)、图2-2-4 (c)等；啮合传动类 的 带 传 动 主 要 是 同 步 带 传 动，如图2-2-4(d )o其中最常用的带传动有V带传动、平带传动和同步带传动。1 .带传动的工作原理如 图2-2-4,把一根或儿根闭合成环形的带张紧在主动轮D 和从动轮D 2上,使带与两带轮之间的接触面产生正压力(或使同步带与两同步带轮上的齿相啮合)，当主动轴6带动主动轮D1回转时,依靠带与两带轮接触面之间的摩擦力
14、(或图2-2-4带传动齿 的 啮 合)使 从 动 轮 几 带 动 从 动 轴 回 转，实现两轴间运动和(或)动力的传递。2 .带传动的传动比带传动的传动比i就是主动带轮与从动带轮的角速度。之比，等于主动轮与从动 轮 的 转 也)之 比，与带轮工作直径刀成反比，用公式表示为：3 2处D,万(二)平带传动平带传动是由平带和带轮组成的摩擦传动，带的工作面与带轮的轮缘表面接触;平带传动的形式有开口带传动，如 图2-2-4(a )、交叉传动、半交叉传动和角度传动；为提高平带传动的承载能力，小带轮的包角a2 1 5 0,如 图2-2-4 (a )中的a”，；受小带轮的包角a和带传动外廓尺寸的限制，平带传动
15、的传动比i W 5 o平带有胶帆布带、编织带、锦纶复合平带等。平带传动结构最简单，平带绕曲性好，易于加工，在传动中心距较大场合应用较多。高速带传动通常也使用平带。(三)V带传动V带传动是由一条或数条V带 和V带轮组成的摩擦传动。1.V带的结构和类型V带是一种无接头的环形带，其横截面为等腰梯形。两侧面为其工作面，而底面不与带轮槽底接触。V带的结构分为帘布芯结构和线绳芯结构两种，如图2-2-5所示。两种结构均由顶胶层、抗拉体、底胶层和包布层组成。顶胶层和底胶层在V带与带轮接触工作时因弯曲而分别被伸张和压缩，这两层材质一般为橡胶材料。抗拉体是V带的主要承力层，两种结构分别使用胶帘布和胶（a）帘布芯结
16、构（b）线绳芯结构页胶层2.抗拉体3.底胶层4.包布层图2-2-5 V带的结构线绳；帘布芯结构的V带制造方便，抗拉强度高，价格低廉,应用广泛；线绳芯结构则比较柔软，抗弯曲疲劳性能较好，但拉伸强度低，适于载荷不大直径较小的带轮和转速较高的场合。包布层用胶帆布制成，对V带起保护作用。常用的V带主要类型有普通V带和窄V带两种，其中普通V带的应用更为广泛。普通V带已经标准化，按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E 7种型号。在相同的条件下，V带的截面积愈大，其传递的功率也愈大。V带的截面形状如图2-2-6所示。其中B为顶宽，即V带横截面中梯形轮廓的最大宽度；b为节宽，即当V带绕带轮弯曲时，长
17、度和宽度均保持不变的面层（中性层）的宽度；h为V带的高度，即V带梯形轮廓的高度。V带的高度h与其节宽b之比叫做带的相对高度h/b 对于普通V带，其相对高度约为0.7,窄V带的相对高度一般为0.9o它们的楔角a（V带两侧边的夹角）均为4 0。2.V带带轮的轮槽截面V带轮的轮槽截面形状如图2-2-6所示。其主要参数如下：基准宽度方bd：通常基准宽度和所配用V带的节面处于同一位置，也就是基准宽度等于节宽，bd=bp。基准直径d小轮槽基准宽处带轮的直径。带轮的基准直径不能太小，基准直径越小，传动时带在带轮上弯曲变形越严重，弯曲应力越大。因此，对各型号的普通V带带轮都规定有最小直径d m i n,见表2
18、-2-1表2-2-1普通V带传动带轮的基准宽度名和最小将准Fi径d g”普通V带型号YZABCDE带轮基准宽度6d5.38.51114192732带轮最小基准直径205075125200355500槽角。:轮槽横截面两侧边的夹角。由于V带与带轮接触时处于弯曲状态，顶胶层被拉长，横截面宽度变窄；底胶层被压缩，横截面宽度变宽。因此，处于弯曲状态的V带横截面内两侧边的夹角（楔角）a会变小。带轮直径越小，V带弯曲越严重，楔角。变化越大。为了保证变形后 的V带两侧工作面与轮槽工作面紧密贴合，轮槽的槽角应比V带的楔角a略小。对 于a =4 0 的V带传动，槽角中常取3 8、3 6 或3 4 。小带轮上V带
19、变形严重，少取小一些，大带轮则中取较大值。（四）同步带传动1 .同步带传动的特点同步带传动是一种啮合传动，依靠带内周的等距横向齿与带轮相应齿槽间的啮合来传递运动和动力，兼有带传动和齿轮传动的特点，如 图2-2-7所示。同步带传动时带与带轮无相对滑动，能保证准确的传动比。传动效率高（达0.9 8）,传 动 比 较 大（1 2 2 0 ）,允许带速 高（可 达5 0 m/s ）,但制造精度要求高，图2-2-7同步带传动安装时对中心距要求严格，价格较贵。2 .同步带传动的应用同步带传动主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如计算机、录音机、数控机床、汽车、卷烟机、卷烟包装机等。同步带规格已标准化
20、，同步带最基本的参数是节距。同步带轮的齿形一般采用渐开线，并用与齿轮加工相似的方法加工。为了防止同步带从带轮上脱落，带轮侧边应装挡圈。（五）平带传动和V 带传动的特点(1)结构简单，使用、维护方便，适于两轴中心距较大的传动场合。(2)传动平稳，噪声低。这是因为传动带(平带、V 带等)富有弹性，能缓冲、吸振。(3 )能实现自我安全保护。过载时，传动带在带轮上打滑，防止薄弱零件的损坏。(4 )不能保持准确的传动比，不适于要求传动准确的场合。因为平带、V 带传动属于摩擦传动类，在传动中存在伸长和缩短的弹性变形，引起带相对带轮的弹性滑动。(5 )外廓尺寸大，传动效率较低。(六)带传动的张紧装置带传动属
21、于摩擦传动，要保证带传动的正常运行，必须保证带与带轮间有足够的正压力，因此要对带传动进行张紧。并且由于带长期受到拉力的作用，会产生永久变形而伸长，带由张紧变为松弛，张紧力逐渐减小，导致传动能力降低，甚至无法传动，因此，还必须将带重新张紧。常用的张紧方法有两种：调整中心距法和使用张紧轮法。1 .调整中心距法张紧调整中心距的张紧装置有带的定期张紧和自动张紧两种。带的定期张紧装置一般利用调整螺钉来调整两带轮轴线间的距离。如 图2-2-8(a)所示，将装有带轮的电动机固定在滑座上，旋转调整螺钉使滑座沿滑槽移动，从而改变中心距，达到带预期的张紧程度，然后固定。这种张紧方式适用于水平传动或接近水平的传动。
22、图2-2-8(b)所示为适用于垂直或接近垂直传动的定期张紧方式。装有带轮的电动机安装在可以摆动的托架上，旋转调节螺母使托架绕固定轴摆动，达到调整中心距使带张紧的要求。如图 2-2-9所示为带的自动张紧装置，将装有带轮的电动机固定在浮动的摆架上，依靠电动机及摆架的自重，使带轮随同电动机绕固定轴摆动，自动保持张紧力。这种方式适于小功率传动。(b)垂直传动1.调 整 螺 钉 2.滑 槽 3.固定轴4.托 架 5.调节螺母图2-2-8带的定期张紧装置图2-2-9带的力自动张紧装2.使用张紧轮法张紧张紧轮是为改变带轮的包角或控制带的张紧力而压在带上的随动轮。当两带轮中心距不可调或难以调整时，可使用张紧轮
23、张紧装置。图2-2-10所示为平带传动时采用的张紧轮装置，它是利用平衡重锤使张紧轮张紧平带的。平带传动时，张紧轮应安放在平带松边的外侧，并要靠近小带轮处，这样可以增大小带轮L的包角，提高平带传动的传动能力。图2-2 T 1所示为V带传动时采用的张紧轮装置。V带传动中使用的张紧轮应安放 在V带松边的内侧。张紧轮放在带外侧，带在传动时受双向弯曲而影响使用寿命;张紧轮放在带的内侧时，传动时带只受单方向的弯曲，但会引起小带轮上包角的减小，影响带的传动能力，因此，应使张紧轮尽量靠近大带轮处，这样可使小带轮上的包角不致减小太多。1.张 紧 轮2.平衡重锤图2-2-1 0平带传动的张紧轮装置三、螺旋传动（-
24、）螺纹的形成和种类1.螺纹的形成（1）螺旋线螺旋线是某动点沿着圆柱或圆锥表面母线作等速直线运动，同时又绕其轴线等角速旋转时形成的轨迹（图2 2 12）。螺旋线按动点旋转的方向分为右旋和左旋两种。（2）螺纹螺纹是在圆柱或圆锥内（或外）表面上，沿螺旋线形成的具有规定形状的连续凸起（图图2-2-12圆柱螺旋线的形成2-2-13、2 2 14)o(a)圆柱外螺纹(b)圆锥外螺纹凸起(a)圆柱内螺纹(b)圆锥内螺纹图2-2-1 3 外螺纹图2-2-1 4 内螺纹2.螺纹的种类(1 )按螺纹形成的基体不同分：按螺纹形成的基体不同可以分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。圆柱螺纹是指在圆柱表面上所形成的螺纹，如 图2-2
25、T3(a)、图2-2T4(a)。圆锥螺纹是指在圆锥表面上形成的螺纹，如图2-2T3(h)、图2-2T4(b)。(2 )按螺旋线形成的表面不同分：按螺旋线形成的表面不同分为外螺纹和内螺纹。外螺纹是指在圆柱或圆锥外表面上成的螺纹(如图2-2 T 3)。内螺纹是指在圆柱或圆锥内表面L所形成的螺纹(如图 2-2-14)o(3 )按螺旋线的旋向不同分：按螺旋线的旋向不同分为右旋螺纹和左旋螺纹。右旋螺旋线形成的螺纹称右旋螺纹；左旋螺旋线形成的螺纹称左旋螺纹。螺纹的旋向可以用右手来判定。如 图2-2-15(a)所示，伸出右手，掌心朝外，四指并拢与轴向平行，若螺旋线方向与拇指的指向一致为右旋螺纹，如 图2-2
26、T5(a)、图2-2T5(c),相反则为左旋螺纹,如图 2-2-15(b)。(4 )按螺旋线的数目不同分：按螺旋线的数目不同分为单线螺纹和多线螺纹。单线螺纹是指只有一条螺旋线的螺纹，如 图2-2T5(a)。多线螺纹是指有两条或两条以上等距分布螺旋线的螺纹，如图 2-2-15(b)、图 2-2-15(b)、图 2-2T5(c)，其 中2-2T5(b)为双线螺纹、图2-2T5(c)为三线螺纹。(5 )按螺纹的牙型不同分：(a)(b)(c)图2-2-1 5 螺纹的旋向和线数螺纹的牙型是指通过轴线断面上的螺纹轮廓形状。根据牙型不同，螺纹可以分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等(图2-2-1
27、6)。（6）按螺纹的用途不同分：按螺纹的用途不同可以分为连接螺纹和传动螺纹。连接螺纹是指紧固或连接两个或两个以上零件的螺纹。连接螺纹的牙型多为三角形，而且多用单线螺纹，因为三角形螺纹的摩擦力大，强度高，自锁性能好。（a）三 角 形（b）矩 形（）梯 形（d）锯齿形图2-2-1 6螺纹的牙型传动螺纹是指用来传递运动和动力的螺纹。用于传动的螺纹主要有梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹。梯形螺纹螺纹牙型为等腰梯形，是传动螺纹的主要形式，广泛应用于传递动力或运动的螺旋机构中。梯形螺纹牙根强度高，螺旋副对中性好,加工工艺性好，但与矩形螺纹比较，效率略低。矩形螺纹螺纹牙型为正方形，传动效率高，但对中精度低，牙
28、根强度弱。矩形螺纹精确制造较为困难，磨损后间隙难以补偿或修复，主要用于传力机构。锯齿形螺纹综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点，广泛应用于单向受力的传动机构。（三）普通螺纹的主要参数普通螺纹的主要参数有：大径、小径、中径、螺距、导程、牙型角和螺纹升角7个。如 图 2-2-17所示为普通螺纹的基本牙型及各主要参数。D-内螺纹大径（公称直径）d-夕K纹大径2-内螺纹中径心-外螺纹中径5-内螺纹小径4-外螺纹小径P-螺距原始三角形高度图2-2-1 7普通螺纹基本牙型1.大 径（D ,d ）普通螺纹的大径是指沿外螺纹牙顶或内螺纹牙底形成圆柱的直径。内、外螺纹的大径分别用D、d表示，普通螺纹的
29、大径（D、d ）定为螺纹的公称直径。2.小 径（D l,d l ）普通螺纹的小径是指沿外螺致牙底或内螺纹牙顶形成圆柱的直径。内、外螺纹的小径分别用D i,d i,表示。3 .中 径（D 2,d 2,）普通螺纹的中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的素线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。内、外螺纹的中径分别用D 2,d 2表示。4 .螺 距（P ）螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离（图2 -2 -1 8 ），用P表z K o5.导 程（P h ）导程是指同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离（图2-2 -1 8 ）,用P h表示。单线螺纹的导程就等于螺距；多线螺纹的导
30、程等于螺旋线数与螺距的乘积。6 .牙 型 角（a ）牙型角是指螺纹牙型上两相邻牙侧间的夹角（图2 -2 T 9 ）,用a来表示。普通螺纹的牙型角a =6 0。牙型半角是牙型角的一半。7.螺 纹 升 角（）普通螺纹的螺纹升角是指在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面 的 夹 角（图2 -2 -2 0 ）,螺纹升角又称导程角，用中表示。（四）普通螺纹的基本代号同一公称直径的普通螺纹可以有多种螺距，其中螺距最大的为粗牙螺纹，其余的为细牙螺纹。粗牙螺纹只有一个螺距，不标螺距值。细牙螺纹的一个公称直径又对应着数个螺距，因此必须标出螺距。普通螺纹代号粗牙普通螺纹用字母M及公称直径表示，例如，M
31、2 4 表示公称直径为2 4 m m 的粗牙普通螺纹；细牙普通螺纹用字母M及公称直径乘以螺距表示，当螺纹为左旋时，在螺纹代号之后加“L H 例如，M 2 4 X 1.5 表示公称直径为2 4 m m、螺距为1.5 m m 的细牙普通螺纹;M 2 4 X1.5 L H 表示公称直径为2 4 m m、螺距为1.5 m m、旋向为左旋的细牙普通螺纹。（四）螺旋传动的特点螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和（或）动力的一种机械传动，可以方便地把主动件的回转运动转变为从动件的直线运动。螺旋传动具有结构简单，工作连续、平稳，承载能力大，传动精度高等优点，因此广泛应用于各种机械和仪器中。它的缺点是摩擦损失大，传
32、动效率较低；但滚珠螺旋传动的应用，已改善了此缺点。常用的螺旋传动有普通螺旋传动、差动螺旋传动和滚珠螺旋传动等。本书仅介绍普通螺旋传动和滚珠螺旋传动。（五）普通螺旋传动普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动。1 .普通螺旋传动的应用形式普通螺旋传动的应用形式主要有以下三种：（1 ）螺母固定不动螺杆回转并作直线运动：图2-2-2 1 所示为螺杆回转并作直线运动的台虎钳。螺 杆（右旋螺纹）1与活动钳口 2组成转动副，又与螺母4啮合组成螺旋副。螺母4与固定钳口3连接并固定于机座。螺杆按图示方向作回转运动时，螺杆连同活动钳口右移，实现对工件夹紧；反之则松开工件。（2 ）螺杆固定不动螺母回转
33、并作直线运动：图 2-2-2 2 所示为螺旋千斤顶，螺杆4固定于底座，转动手柄3使螺母2回转并作上下直线运动，从而通过托盘1举起或放下重物。1.螺杆2.活动钳口 3.固定钳口 4.螺母图2-2-2 1台虎钳1.托盘2.螺母3.手柄4.螺杆图2-2-2 2螺旋干斤顶（3）螺杆回转螺母作直线运动：图 2-2-23所示为机床工作台移动机构，螺杆（左旋螺纹）与机架3 组成转动副，螺 杆 1 又与螺母2 形成螺旋副，螺母2 与工作台4 固定连接。转动手轮使螺杆回转时，螺母带动工作台沿机架的导轨作往复直线运动。（4）螺母回转螺杆作直线运动:图 2-2-24所示为应力试验机观察镜螺旋调整装置螺杆1、杆 2、
34、螺母3 为1.观察镜2.螺杆3.螺母4机架图2-2-2 4观察镜螺旋调整装置图2-2-2 3机床工作台移动机构左旋螺旋副。当螺母按图示方向回转时，螺杆带动观察镜 1 向上移动；螺母反向回转时，螺杆连同观察镜向下移动。图 2 2 2 3 所示为机床工作台移动机构。2.螺旋副直线运动方向的判定普通螺旋传动中，从动件直线运动的方向与螺纹回转方向和螺纹旋向有关。具体判定方法如下：（1 ）首先判定螺纹旋向，右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手。（2）手握空拳，四指指向与螺杆（或螺母）回转方向相同，大拇指竖直。图2-2-25螺杆或螺母移动方向的判定（3）若 螺 杆（或螺母）回转，且自身移动，则大拇指指向即为螺杆
35、（或螺母）的移动方向（图 2-2-25）o（4）若 螺 杆（螺母）回转，而螺 母（螺杆）移动，为 螺 母（或螺杆）的移动方向则大拇指指向的相反方向即。如图2 2 2 6 所示为卧式车床的丝杠传动机构。丝杠为右旋螺杆，当丝杠图示方向回转时，开合螺母将带动床鞍左移。（六）滚珠螺旋传动在普通的螺旋传动中，由于螺杆与螺母的牙侧表面之间摩擦的性质是滑动摩擦，摩擦损失大，效率低二为了改善螺旋传动的性能，采用滚珠螺旋传动新技术，用滚动摩擦来替代滑 动 摩 擦（图 2-2-27）1.床鞍2.丝杠3.开合螺母图2-2-2 6卧式车床的丝杠传动一 11.滚珠循环装置2.滚珠3.螺杆4.螺母图2-2-2 7滚珠螺旋
36、传动滚珠螺旋传动由滚珠循环装置1、滚 珠 2、螺 杆 3 及螺母4 等组成。在螺杆和螺母的螺纹滚道中，装有一定数量的滚珠（钢球），当螺杆与螺母作相对螺旋运动时，滚珠在螺纹滚道内滚动，并通过滚珠循环装置的通道构成封闭循环，实现螺杆与螺母间的滚动摩擦。滚珠螺旋传动具有摩擦损失小、传动效率高、运动稳定、动作灵敏等优点；但结构复杂，外形尺寸大，制造技术要求高，成本较高。目前主要应用于精密传动的数 控 机 床（滚珠丝杠传动）以及自动控制装置、升降机构和精密测量仪器等。四、链传动（-）链传动的工作原理和传动比链传动是由链条和具有特殊齿形的链轮组成的传递运动和（或）动力的传动。是一种具有中间挠性件的啮合传动
37、。如 图2-2-28所示，当主动链轮3 回转，通过链条 2 使从动链轮1 回转，进而实现运动和动力的传递。假设图中主动链轮3 的齿数为21,从动链 轮 1 的齿数为22,主动链轮每转过一个齿，链条移动一个链节，从动链轮被链条带动转过一个齿。因此此链传动的传动比i可以表示为：1 .从动链轮2.链条3.主动链轮图2-2-28链传动（-）链传动的常用类型链传动的类型很多，按照其用途不同，链可分为传动链、输送链和曳引链三种。传动链主要用于一般机械中传递运动和动力，也可用于输送等场合，应用范围最广泛；输送链主要用于输送工件、物品和材料；曳引链主要用于传递力，牵引或悬挂物品。这里仅介绍传动链中最常用的滚子
38、链和齿形链。1 .滚子链(套筒滚子链)如图2-2-2 9所示，滚子链由内链板1、外链板2、销 轴3、套 筒4和滚子5组成。销轴与外链板、套筒与内链板分别采用过盈配合连接组成外链节、内链节，销轴与套筒之间采用间隙配合构成外、内链 节 的 钱 链 副(转 动 副)，当链条屈伸时,内、外链节之间就能相对转动。滚子装在套筒上，可以自由转动，当链条与链轮啮合时，滚子与链轮轮齿相对滚动，两者之间主要是滚动摩擦，从而减小了链条和链轮轮齿的磨损。链节是组成链条的基本结构单元。每个链节在链条的长度方向上含有一个节距。节距是两相邻链节钱链副理论中心间的距离。设计给定的节距称为公称节距，用p表示，它是链条的主要参数
39、之 一(图2-2-2 9 )o当需要承受较大载荷、传递较大功率时，可使用双排链或多排链。多排链实际上是多个单排链共用长销轴连接而成，其承载能力与排数成正比。1.内链板2.外链板3.销轴4.套筒5.滚子图2-2-2 9滚子链滚子链的连接用连接链节或过渡链节实现。当链条两端均为内链节时使用由外链板和销轴组成的可拆卸链节连接，用开口销或弹性锁片连接，如 图2-2-3 0 (a )、图2-2 -3 0 (h),连接后链条的链节数为偶数。当链条一端为内链节另一端为外链节时，应使用过渡链节连接，如 图2 -2 -3 0 (c ),连接后的链条的链节数为奇数。过渡链节的抗拉强度较低，应尽量少用。图2-2-3
40、 0滚子链的连接形式(C )过渡链节滚干链为标准件，其标记为：链号一排数一链节数 标准编号。示例：08A 188 GB/T 1243 1997含义：国家标准G B /T 1 2 4 3-1 9 9 7 ,链号为0 8 A (节距为1 2.7 0 m m ),单排链，链节数为8 8节。2 .齿形链齿形链又称无声链，根据导板导向形式分为内导式和外导式两种。与滚子链相比,齿形链传动平稳，传动速度高，承受冲击的性能好，噪声小，但结构复杂，装拆困难，质量较大，易磨损，成本较高。齿形链标记为：链号一链宽及导向形式一链节数标准编号。示例：C L 0 8 2 2.5 W -6 0 G B /T 1 0 8 5
41、 5 1 9 9 7含义：国家标准G B /T 1 0 8 5 5 1 9 9 7 ,链号为C L 0 8 (节距为1 2 .7 0 m m ),链 宽2 2.5 m m ，导向形式为外导式，链节数为6 0节。1.内导板2.外导板图2-2-3 1齿形链(三)链传动的应用特点链传动适于两轴平行、中心距较远、传递功率较大且平均传动比要求准确、不宜采用带传动或齿轮传动的场合。链传动的传动比一般i W 6 ,低速传动时i可达1 0 ；两轴中心距a W 6 m ,最大中心距可达1 5 m ；传动功率P W l O O k w ；链条速度v 5 m /s ,高速时可达2 0 4 0 m/s 。与同属挠性类
42、(具有中间挠性件的)传动的带传动相比，链传动具有下列特点:优点：(1 )能保证准确的平均传动比。(2 )传递功率大，且张紧力小，作用在轴和轴承上的力小。(3 )传动效率高，一般可达9 5%-9 8%。(4)能在低速、重载和高温条件下，以及尘土飞扬、淋水、淋油等不良环境中工作。(5 )可用于大中心距传动。(6)能用一根链条同时带动几根彼此平行的轴转动。缺点：(1 )工作过程中有噪声产生。(2 )由于链节的多边形运动，所以瞬时传动比是变化的，瞬时链速不是常数，传动中会产生动载荷和冲击，不宜用于要求精密传动的机械上。(3 )对安装和维护要求较高。(4)链条的钱链磨损后，链条节距变大，传动中链条易脱落
43、，需定期检查张紧。(5 )无自我过载保护。五、齿轮传动(-)齿轮传动的工作原理和传动比1.齿轮传动工作原理齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。如 图2-2-3 2所示。齿轮副的一对齿轮的齿依次交替地接触，从而实现一定规律的相对运动的过程和形态称为啮合。齿轮传动属啮合传动。当齿轮副工作时，主动轮的轮齿通过啮合点(两齿轮轮齿的接触点)处的法向作用力，依次推动从动轮的轮齿，从而使从动轮转动并带动从动轴回转，实现运动和动力传递。2.传动比齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角速度(或转速)的比值，也等于两齿轮齿数的反比，即：.0)I /7|Z2I-二二Ci)2 2 Z 式中3卜山一 主
44、动齿轮角速度、转速；3八n2 从动齿轮角速度、转速；Z,主动齿轮齿数；Z2从动齿轮齿数。图2-2-32齿轮传动齿轮副的传动比不宜过大，否则会使结构尺寸过大，不利于制造和安装。通常,圆柱齿轮副的传动比iW8，圆锥齿轮副的传动比i W5 o(二)齿轮传动的应用特点优点：(1)能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动准确可靠。(2 )传递的功率和速度范围大。传递的功率小至低于l w ,最高可达1 0 5 k w ；其传动时圆周速度可达3 0 0 m/s o(3 )传动效率高。一般传动效率可达9 4%-9 9%。(4 )结构紧凑，工作可靠，寿命长。设计正确、制造精良、润滑维护良好的齿轮传动，可使
45、用数年乃至数十年。缺点：(1)运转过程中产生振动、冲击和噪声。(2 )制造和安装精度要求高。(3 )齿轮的齿数为整数，不能实现无级变速。(4 )不适宜中心距较大的场合，中心距过大将导致齿轮传动机构结构庞大、笨重。(三)齿轮传动的基本要求齿轮传动应满足下列两个基本要求：其一，传动要平稳。在齿轮传动过程中，应保证瞬时传动比恒定不变，以保持传动的平稳性，避免或减小传动中的冲击、振动和噪声。其二，承载能力要大。要求齿轮的结构尺寸小、体积小、质量轻，而承受载荷的能力强，即强度高，耐磨性好，寿命长。(四)齿轮传动的常用类型齿轮的种类很多，齿轮传动可以按不同方法进行分类。(1 )按照两齿轮传动轴的相对位置，
46、分为平行轴齿轮传动(图2-2-3 3 )、相交轴齿轮传动(图2-2-3 4 )和交错轴齿轮传动(图2-2 -3 5 )3种。a a1 i 1(a)直齿轮传动(b)平行轴斜齿轮传动(c)“人”字齿轮传动图2-2-3 3平行轴齿轮传动(d)内啮合直齿轮传动(e)齿轮齿条传动 a)直齿锥齿轮传动图2-2-3 4相交轴齿轮传动(a)交错轴斜诜轮传动(b)准双曲面齿轮传动(c)蜗杆传动图2-2-3 5交错轴齿轮传动(2 )按照齿轮分度曲面的不同，分为圆柱齿轮传动和锥齿轮传动，圆柱齿轮传动如图2-2-3 3、图2-2-3 5 (a)；锥齿轮传动如图2-2-3 4、图2-2-3 5 (b )=(3 )根据齿
47、线形状不同，可分为直齿齿轮传动、斜齿齿轮传动和曲线齿齿轮传动。直齿齿轮传动如图2-2-3 3 (a )、图2-2-3 3 (d )、图2-2-3 3 (e )、图2-2-3 3 (a)；斜齿齿轮传动如 2-2-3 3 (b )、图 2-2-3 3 4(b )、图 2-2-3 5 (a)；曲线齿齿轮传动如图2-2-3 (c )、图2-2-3 3 5(b )。(4 )根据齿轮传动的工作条件不同，可分为闭式齿轮传动和开式齿轮传动。闭式齿轮传动的齿轮被封闭在箱体内，能保证良好的润滑。开式齿轮传动的齿轮裸露在外，易受粉尘及有害物质侵袭，不能保证良好的润滑。(5 )根据轮齿齿廓曲线不同，可分为渐开线齿轮传
48、动、摆线齿轮传动和圆弧齿轮传动等。最常用的是渐开线齿轮传动。(五)直齿圆柱齿轮的基本参数1 .直齿圆柱齿轮几何要素(如图2 2 3 6 )(1 )齿顶圆：齿顶圆是通过轮齿顶部的圆。齿顶圆直径用d a 表示。(2 )齿根圆：齿根圆是通过轮齿根部的圆。齿根圆直径用祷表示。(3)分度圆：分度圆是齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。分度圆是一个假想的圆，分度圆直径用d表示。(4 )齿宽：齿宽是齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度，齿宽用 b表示。(5 )端面齿距(齿距)：端面齿距(齿距)是指两个相邻且同侧的端面齿廓之间 图2-2-3 6直齿圆柱齿轮几何要素的分度圆弧长，称为端面齿距。端面齿距
49、可以简称为齿距，齿距用P 表示。(6 )端面齿厚(齿厚)：在圆柱齿轮的端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长称为端面齿厚，简称齿厚。齿厚用s 表示。(7 )端面齿槽宽(齿槽宽)：在端平面上，一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，称为端面齿槽宽，简称槽宽。槽宽用e 表示。(8 )齿顶高：齿顶高是指齿顶圆与分度圆之间的径向距离，齿顶高用h a 表示。(9 )齿根高：齿根高是指齿根圆与分度圆之间的径向距离，齿根高用方hf 表示。(1 0 )齿高：齿高是指齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，齿高用h 表示。2 .直齿圆柱齿轮的基本参数直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z、模数m、齿形角a。齿顶高系数ha
50、*和顶隙系数C*5个。(1 )齿数Z。一个齿轮的轮齿总数叫做齿数。齿轮模数一定，齿数越多，齿轮的几何尺寸越大，齿廓曲线越趋平直。(2 )模数m。齿距p除以圆周率n 所得到的商称为模数。即m=p/，单位为 mm。模数是齿轮几何尺寸计算中最基本的一个参数。模数m 的大小反映了齿距的大小，也就反映了轮齿的大小。模数越大，轮齿越大，齿轮所能承受的载荷就大;反之模数越小，轮齿越小，齿轮所能承受的载荷越小。具体比较如图2-2-3 7 所示。为了便于齿轮的设计与制造，模数已经标准化，见国标G B/T 1 3 5 7-1 9 8 7。(3 )齿形角a。齿形角是齿轮的又一个重要的基本参数。指在端平面上，过端面齿