機械結構和機械零

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1、 第二章 機械結構和機械零件2.1 機械的基本概念一、機械的定義與常用術語機 械 是 各 類 機 器 、 儀 器 、 設 備 的 通 稱 。 簡 單 的 機 械 只 有 少 數(shù) 零 件 組 成 ， 如 夾 鉗 、 手 電鉆 等 。 而 復 雜 的 機 械 則 由 許 多 零 部 件 組 成 ， 如 汽 車 、 拖 拉 機 、 機 床 等 。（ 1） 零 件 組 成 機 械 或 機 器 的 不 可 分 拆 的 單 個 制 件 。 它 是 機 械 制 造 過 程 中 的 基 本 單元 。（ 2） 部 件 由 若 干 個 零 件 裝 配 組 成 的 獨 立 體 。 它 是 機 械 的 一 部 分 。

2、 有 時 將 若 干 個 部件 組 成 并 具 有 獨 立 功 能 的 更 大 部 件 稱 為 總 成 。 （ 3） 機 構 各 組 成 部 分 間 具 有 一 定 的 相 對 運 動 的 裝 置 。 能 傳 遞 、 轉 換 運 動 或 實 現(xiàn) 某種 特 定 的 運 動 ， 如 鐘 表 的 齒 輪 機 構 、 車 床 的 走 刀 機 構 和 起 重 機 的 變 幅 機 構 等 。 (5) 儀 器 以 通 過 某 種 方 式 實 現(xiàn) 信 息 轉 變 和 形 成 一 種 信 息 流 為 主 要 目 的 的 技 術 系 統(tǒng) 。 如數(shù) 據(jù) 儀 、 測 量 儀 、 打 字 機 等 。 (6) 設 備 以

3、 通 過 某 種 方 式 實 現(xiàn) 物 料 轉 變 和 形 成 一 種 物 料 流 為 主 要 目 的 的 技 術 系 統(tǒng) 。 如機 床 、 紡 織 機 、 粉 碎 機 、 分 選 機 等 。 二、機械的分類機 械 的 種 類 繁 多 ， 按 其 功 能 和 用 途 大 致 劃 分 為 18大 類 ， 包 括 動 力 機 械 、 起 重 運 輸 機 械 、工 程 機 械 、 交 通 運 輸 機 械 、 農(nóng) 業(yè) 機 械 、 林 業(yè) 機 械 、 礦 山 機 械 、 冶 金 機 械 、 化 工 機械 、 輕 紡 機 械 、 各 類 加 工 機 床 、 通 用 機 械 和 生 活 用 機 械 等 等 。

4、 2.2 機械機構一、機構的定義1） 機 構 是 有 確 定 相 對 運 動 的 構 件 組 合 體 ；2） 機 構 是 機 械 系 統(tǒng) 的 組 成 單 元 。 二、機構的分類機 構 能 傳 遞 、 轉 換 運 動 或 實 現(xiàn) 某 種 特 定 的 運 動 。 常 用 的 機 構 有 ： 連 桿 機 構 、 凸 輪 機 構 、齒 輪 機 構 、 帶 傳 動 機 構 、 鏈 傳 動 機 構 、 螺 旋 機 構 、 步 進 機 構 等 。機 構 非 機 構 (一 )連 桿 機 構連 桿 是 聯(lián) 接 兩 個 及 兩 個 以 上 運 動 副 （ 轉 動 或 移 動 副 ） 的 構 件 。 用 運 動 副

5、 按 順 序 把 幾 個構 件 聯(lián) 接 起 來 則 組 成 連 桿 機 構 （ connecting rod gear） 。 其 作 用 是 傳 遞 動 力 和 完 成一 定 規(guī) 律 的 運 動 。 連 桿 機 構 可 分 為 平 面 連 桿 機 構 和 空 間 連 桿 機 構 。1、 平 面 連 桿 機 構平 面 連 桿 機 構 （ planar linkage） 是 由 若 干 個 互 相 作 平 面 運 動 的 剛 性 構 件 用 運 動 副 聯(lián) 接起 來 的 機 構 。 其 運 動 副 多 為 面 接 觸 的 低 副 ， 所 以 又 稱 平 面 低 副 機 構 。 最 常 用 的 平面

6、 連 桿 機 構 是 四 桿 機 構 ,如 圖 返 回 圖2.1-1 鉸鏈四桿機構的類型（ a） 曲 柄 搖 桿 機 構 ； （ b） 雙 曲 柄 機構 ； （ c） 雙 搖 桿 機 構 ； （ d） 曲 柄 滑塊 機 構 ； （ e） 雙 滑 塊 機 構 (二 ) 凸 輪 機 構凸 輪 機 構 （ cam mechanism） 是 由 凸 輪 的 回 轉 或 往 復 運 動 推 動 從 動 件 作 一 定 的 往 復 移動 或 擺 動 的 高 副 機 構 ， 如 表 2.1-1。 凸 輪 具 有 曲 線 輪 廊 或 凹 槽 ， 有 平 面 凸 輪 和 空 間凸 輪 等 。 從 動 件 （ 推

7、 桿 ） 與 凸 輪 作 點 接 觸 或 線 接 觸 ， 其 接 觸 端 的 形 狀 有 尖 頭 式 、滾 子 式 和 平 底 式 等 。 為 了 保 持 推 桿 與 凸 輪 始 終 相 接 觸 ， 可 采 用 彈 簧 或 依 靠 重 力 。不 同 類 型 的 凸 輪 與 推 桿 組 合 起 來 ， 即 可 得 到 各 種 類 型 的 凸 輪 機 構 ， 通 常 凸 輪 是 主動 件 ， 但 有 時 可 作 從 動 件 使 用 。 凸 輪 機 構 的 特 點 是 結 構 緊 湊 ， 運 動 可 靠 。 但 制 造 要 求 高 ， 易 磨 損 、 有 噪 聲 。 它 最 適 用于 從 動 件 作

8、 間 歇 運 動 的 場 合 。 如 在 內(nèi) 燃 機 中 的 應 用 。(三 ) 間 歇 運 動 機 構間 歇 運 動 機 構 （ intermittent motion mechanism） 是 將 主 動 件 的 連 續(xù) 運 動 變 成 從 動 件 有停 歇 的 周 期 性 運 動 的 機 構 。 它 可 以 分 為 單 向 運 動 和 往 復 （ 雙 向 ） 運 動 兩 類 。1、 單 向 間 歇 運 動 機 構 （ 1）棘輪機構（ ratchet and pawl） 它 可 將 連 續(xù) 轉 動 或 往 復 運 動 變 成 單 向 的 步 進 運動 。 主 要 由 棘 輪 和 棘 爪 等

9、 組 成 。 棘 輪 機 構 常 用 在 各 種 機 床 和 自 動 機 構 的 間 歇 進給 或 回 轉 工 作 臺 的 轉 位 上 。 （ 2） 槽 輪 機 構 （ geneva gear） 它 有 外 嚙 合 和 內(nèi) 嚙 合 兩 種 形 式 。 工 程 中 最 常 見 的 是 單 臂外 嚙 合 槽 輪 機 構 。 它 由 帶 圓 柱 銷 的 轉 臂 、 具 有 四 條 徑 向 槽 的 槽 輪 和 機 架 組 成 。 （ 3） 不 完 全 齒 輪 機 構 它 是 由 齒 輪 機 構 演 變 而 來 的 間 歇 機 構 。 主 動 輪 1只 在 一 段 圓 周上 有 4個 齒 ， 從 動 輪

10、 2共 有 16個 齒 間 ， 當 主 動 齒 輪 作 等 速 轉 動 時 ， 從 動 輪 轉 動 一 周可 有 4次 間 歇 運 動 ， 輪 2停 歇 期 間 ， 兩 輪 的 鎖 止 弧 起 定 位 作 用 。 不 完 全 齒 輪 機 構 多用 在 專 用 機 床 中 ， 如 專 用 靠 模 銑 床 。 第 三 節(jié) 機 械 傳 動 與 典 型 傳 動 方 式 機 械 傳 動 是 原 動 機 與 執(zhí) 行 機 構 之 間 傳 遞 運 動 與 動 力 的 子 機 械 系 統(tǒng) 。 常 見 的 機 械 傳 動 有帶 傳 動 、 鏈 傳 動 與 齒 輪 傳 動 。一 、 帶 傳 動 與 鏈 傳 動1 帶

11、 傳 動帶 傳 動 （ 圖 2.3-1） 由 主 動 帶 輪 2、 撓 性 帶 3、 從 動 帶 輪 4、 機 架 1和 張 緊 裝 置 5組 成 。 它 的 工 作 原 理 是 利 用 摩 擦 傳 動 。 即 ， 張 緊 裝 置 使 從 動 輪 的 軸 向 外 移 動 ， 從 而 使 帶 張 緊 ，帶 與 帶 輪 之 間 產(chǎn) 生 正 壓 力 ， 主 動 輪 通 過 摩 擦 驅 動 帶 運 動 （ 緊 邊 受 力 F1大 于 松 邊 受力 F2） ， 帶 又 靠 摩 擦 帶 動 從 動 輪 轉 動 。 帶 傳 動 的 傳 動 比 i24=n2/n4=d4/d2 帶 傳 動 的 特 點 ： 1）

12、 由 于 帶 是 彈 性 件 ， 在 運 動 過 程 中 它 的 受 力 變 形 特 性 使 它 傳 遞 運 動 不 穩(wěn) 定 ， 因 而帶 傳 動 的 傳 動 比 是 不 穩(wěn) 定 的 ； 2） 由 于 帶 有 彈 性 ， 使 它 具 有 吸 振 的 作 用 。 3） 有 過 載 打 滑 、 起 安 全 保 護 的 作 用 。 因 此 ， 帶 傳 動 一 般 用 于 高 速 級 傳 動 。 且 功 率 不 大 的 場 合 （ 一 般 75KW） ， 帶 的 工作 速 度 一 般 為 5 25m/s, 傳 動 比 i7(少 數(shù) 可 達 10)。 按 截 面 形 狀 ， 傳 送 帶 可 分 為 為

13、： 矩 形 截 面 的 平 型 帶 ， 梯 形 截 面 的 V帶 ， 圓 形 截 面 的圓 形 帶 和 具 有 楔 形 截 面 的 多 楔 帶 。 2 鏈 傳 動鏈 傳 動 由 主 、 從 動 鏈 輪 ， 鏈 和 機 架 組 成 。 鏈 傳 動 屬 于 一 種 輪 齒 嚙 合 傳 動 。 其 中 ， 鏈 作為 中 間 撓 性 件 在 主 、 從 動 輪 之 間 傳 遞 運 動 。 鏈 輪 輪 齒 不 能 保 證 鏈 條 的 速 度 是 恒 定值 。 因 此 鏈 傳 動 的 傳 動 比 不 是 恒 定 值 。 鏈 傳 動 的 平 均 傳 動 比 i12=n1/n2=Z2/Z1鏈 傳 動 的 特

14、點 :可 以 作 較 遠 距 離 傳 動 ， 傳 力 能 力 大 ， 機 械 效 率 較 高 ， 在 惡 劣 環(huán) 境 中 亦 能 正 常 工 作 ， 但有 振 動 、 噪 聲 較 大 。 通 常 用 做 低 速 級 傳 動 。二 、 齒 輪 傳 動1. 齒 輪 傳 動 的 特 點 和 類 型齒 輪 傳 動 是 應 用 最 廣 的 一 種 機 械 傳 動 。 其 主 要 優(yōu) 點 是 ： 1） 適 用 的 圓 周 速 度 和 功 率 范圍 廣 ； 2） 傳 動 比 準 確 ； 3） 機 械 效 率 高 ； 4） 工 作 可 靠 ； 5） 壽 命 長 ； 6） 可 實 現(xiàn)平 行 軸 、 相 交 軸

15、、 交 錯 軸 之 間 的 傳 動 ； 7） 結 構 緊 湊 。 其 主 要 缺 點 是 ： 1） 要 求 有較 高 的 制 造 和 安 裝 精 度 ， 成 本 較 高 ； 2） 不 適 宜 于 遠 距 離 兩 軸 之 間 的 傳 動 。按 照 工 作 條 件 的 不 同 ， 齒 輪 傳 動 可 分 為 閉 式 傳 動 和 開 式 傳 動 。 閉 式 傳 動 的 齒 輪 封 閉 在有 潤 滑 油 的 箱 體 內(nèi) ， 因 而 能 保 證 良 好 的 潤 滑 和 潔 凈 的 工 作 條 件 ， 閉 式 傳 動 多 用 于 重 要 場 合 。 開 式 傳 動 的 齒 輪 是 外 露 的 ， 不 能

16、保 證 良 好 的 潤 滑 和 防 止 灰 塵 等 的 侵 入 ，因 此 齒 輪 易 于 磨 損 ， 開 式 傳 動 多 用 于 低 速 級 和 不 重 要 的 場 合 。齒 輪 傳 動 的 類 型 很 多 ， 按 照 兩 齒 輪 軸 線 的 相 對 位 置 和 齒 向 的 不 同 ， 齒 輪 傳 動 可 分 類 如下 ： (a)外 嚙 合 齒 輪 傳 動 (b)內(nèi) 嚙 合 齒 轉 傳 動 (c)齒 輪 與 齒 條 傳 動 圓 柱 齒 輪 傳 動 斜 齒 輪 傳 動 人 字 齒 輪 傳 動 圓 柱 齒 輪 傳 動 圓 錐 齒 輪 傳 動直 齒 圓 錐 齒 輪 的 設 計 、 制 造 和 安 裝

17、 比 較 簡 便 、 應 用 最 廣 泛 ； 曲 齒 圓 錐 齒 輪 傳 動 平 穩(wěn) 、承 載 能 力 較 高 ， 常 用 于 汽 車 、 工 程 機 械 等 高 速 重 載 傳 動 上 。 螺 旋 齒 輪 傳 動 蝸 桿 蝸 輪 傳 動 蝸 桿 為 主 動 件 ， 蝸 輪 為 從 動 蝸 桿 蝸 輪 傳 動 亦 可 以 具 有 反 向 自 鎖的 功 能 。 傳 動 比 特 別 大 2.漸 開 線 齒 廓 、 分 度 圓 、 模 數(shù)為 了 便 于 齒 輪 各 部 分 尺 寸 的 計 算 ， 在 齒 輪 上 選 擇 一 個 圓 作 為 計 算 的 基 準 ， 稱 該 圓 為 齒輪 的 分 度 圓

18、 。 分 度 圓 的 直 徑 、 半 徑 、 齒 厚 、 齒 槽 寬 和 齒 距 分 別 用 d、 r、 s、 e和 p表 示 ， 則 p=s+e。設 齒 輪 的 齒 數(shù) 用 z表 示 ， 則 在 分 度 圓 上 ， d =pz， 于 是 得 分 度 圓 直 徑 d=pz/上 式 中 為 一 無 理 數(shù) ， 由 此 式 計 算 出 的 d若 也 為 無 理 數(shù) ， 這 將 給 齒 輪 的 設 計 、 制 造 和檢 驗 等 帶 來 很 大 不 便 。 所 以 ， 工 程 上 將 比 值 p/ 規(guī) 定 為 一 些 簡 單 的 數(shù) 值 ， 并 使 之標 準 化 。 這 個 比 值 稱 為 模 數(shù) ，

19、 用 m表 示 。 即 m=p/ 標 準 模 數(shù) 系 列 表 （ 摘 自 GB/T1357-87） mm第 一 系 列 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 1216 20 25 32 40 50第 二 系 列 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 79 (11) 14 18 22 28 36 45注 ： 選 用 模 數(shù) 時 ， 應 優(yōu) 先 選 用 第 一 系 列 ， 其 次 是 第 二 系 列 ， 括 號 內(nèi) 的 模 數(shù) 盡 可 能 不 用 。模 數(shù) 是 決 定 齒 輪 尺 寸 的 一 個 基 本 參 數(shù) ， 齒 數(shù) 相 同 的

20、 齒 輪 ， 模 數(shù) 大 則 齒 輪 尺 寸 也 大 。 齒 輪 傳 動 的 傳 動 比 :i12=n1/n2=Z2/Z1對 齒 輪 齒 條 傳 動 ,齒 輪 1的 轉 速 n1與 齒 條 2的 速 度 V2的 關 系 式 如 下 : V2=mz1 n1/2 第 四 節(jié) 常 用 零 件 及 應 用一 、 聯(lián) 接 與 聯(lián) 接 件在 機 械 中 ， 許 多 零 、 部 件 之 間 以 一 定 的 方 式 組 合 成 一 個 整 體 ， 這 就 需 要 使 用 各 種 聯(lián) 接 。聯(lián) 接 的 類 型 很 多 ， 常 用 的 聯(lián) 接 有 螺 紋 聯(lián) 接 、 鍵 聯(lián) 接 、 銷 聯(lián) 接 、 鉚 釘 聯(lián) 接

21、 、 焊 接 、 膠 接 、過 盈 配 合 聯(lián) 接 及 型 面 聯(lián) 接 等 。 其 中 以 螺 紋 聯(lián) 接 、 鍵 聯(lián) 接 、 焊 接 在 機 械 中 應 用 最 為廣 泛 。聯(lián) 接 可 分 為 可 折 聯(lián) 接 和 不 可 拆 聯(lián) 接 。 螺 紋 聯(lián) 接 、 鍵 聯(lián) 接 為 可 折 聯(lián) 接 ， 焊 接 為 不 可 拆 聯(lián)接 。 在 選 擇 聯(lián) 接 類 型 時 ， 多 以 使 用 要 求 及 經(jīng) 濟 要 求 為 依 據(jù) 。 一 般 地 說 ， 采 用 可 拆 聯(lián) 多 系 由結 構 、 安 裝 、 運 輸 、 維 修 上 的 原 因 。 不 可 拆 聯(lián) 接 的 制 造 成 本 通 常 較 可 拆

22、聯(lián) 接 低 廉 。 1. 螺 紋 聯(lián) 接螺 紋 聯(lián) 接 是 機 械 中 應 用 極 為 廣 泛 的 一 種 可 拆 聯(lián) 接 。 它 具 有 結 構 簡 單 、 裝 拆 方 便 、 聯(lián) 接可 靠 、 互 換 性 強 等 特 點 。 據(jù) 統(tǒng) 計 在 現(xiàn) 代 機 械 中 具 有 螺 紋 結 構 的 零 件 約 占 零 件 總 數(shù)的 一 半 以 上 。螺 紋 聯(lián) 接 的 基 本 類 型 和 螺 紋 聯(lián) 接 件(1).螺 紋 聯(lián) 接 的 基 本 類 型 螺 紋 聯(lián) 接 的 基 本 類 型 有 螺 栓 聯(lián) 接 （ 普 通 螺 栓 聯(lián) 接 、 鉸 制 孔 用 螺 栓 聯(lián) 接 ） 、 雙 頭 螺柱 聯(lián) 接 、

23、 螺 釘 聯(lián) 接 和 緊 定 螺 釘 聯(lián) 接 。 螺 栓 聯(lián) 接 ： 是 利 用 一 端 有 頭 ， 另 一 端 制 有 螺 紋 的 螺 栓 ， 穿 過 被 聯(lián) 接 件 的 通 孔 ， 旋 上 螺母 擰 緊 后 將 被 聯(lián) 接 件 聯(lián) 成 一 體 。 被 聯(lián) 接 件 上 不 必 切 制 螺 紋 ， 結 構 簡 單 ， 裝 拆 方 便 ，主 要 用 于 被 聯(lián) 接 件 不 太 厚 ， 并 有 足 夠 裝 拆 空 間 的 場 合 。雙 頭 螺 柱 聯(lián) 接 ： 是 利 用 兩 端 均 有 螺 紋 的 螺 柱 ， 將 其 一 端 擰 入 一 被 聯(lián) 接 的 螺 紋 孔 中 ， 另一 端 則 穿 過 另

24、 一 被 聯(lián) 接 件 的 通 孔 ， 旋 上 螺 母 ， 擰 緊 后 將 被 聯(lián) 接 件 聯(lián) 成 一 體 。 這 種聯(lián) 接 多 用 于 被 聯(lián) 接 件 之 一 太 厚 而 不 便 鉆 孔 ， 或 為 了 結 構 緊 湊 而 必 須 采 用 盲 孔 的 聯(lián) 接 。螺 釘 聯(lián) 接 ： 不 用 螺 母 ， 利 用 螺 釘 穿 過 一 被 聯(lián) 接 件 的 通 孔 ， 擰 入 另 一 被 聯(lián) 接 件 的 螺 紋 孔內(nèi) 而 實 現(xiàn) 聯(lián) 接 。軸 向 預 緊 力 Fp為 了 保 證 螺 證 螺 紋 聯(lián) 接 的 可 靠 性 或 被 聯(lián) 接 件 的 氣 密 性 ， 螺 紋 聯(lián) 接 一 般 需 要 預 緊 ， 即

25、 在安 裝 時 必 須 把 螺 母 或 螺 釘 擰 緊 ， 使 在 螺 桿 中 產(chǎn) 生 一 定 的 軸 向 預 緊 力 Fp。 預 緊 力 應 有 適 當 的 大 小 ， 預 緊 力 太 小 達 不 到 預 緊 的 目 的 ， 預 緊 力 太 大 又 易 使 螺 紋 聯(lián) 接 件 失 效 。預 緊 力 Fp和 擰 緊 力 矩 T的 大 小 有 關 ， 對 于 常 用 的 粗 牙 鋼 制 螺 紋 聯(lián) 接 可 近 似 按 下 式計 算 T0.2Fpd 式 中 d為 螺 紋 的 公 稱 直 徑 (mm)2. 鍵 聯(lián) 接安 裝 在 軸 上 的 零 件 （ 如 凸 輪 、 飛 輪 、 帶 輪 、 齒 輪

26、等 ） 都 是 以 它 們 的 輪 轂 部 分 與 軸 聯(lián) 接在 一 起 的 。 鍵 聯(lián) 接 主 要 用 來 實 現(xiàn) 軸 、 轂 之 間 的 周 向 固 定 以 傳 遞 扭 矩 。 鍵 可 分 類 平 鍵 、 半 圓 鍵 、 楔 鍵 及 花 鍵 等 幾 大 類 ， 且 大 都 是 標 準 件 。(1).平 鍵 聯(lián) 接平 鍵 的 兩 側 面 是 工 作 面 ， 上 表 面 與 輪 上 的 鍵 槽 底 部 之 間 留 有 空 隙 （ 圖 2.4-3a） ， 鍵 的上 、 下 表 面 為 非 工 作 面 ， 工 作 時 靠 鍵 與 鍵 槽 側 面 的 擠 壓 來 傳 遞 扭 矩 ， 故 定 心 性

27、較差 。 根 據(jù) 其 用 途 ， 平 鍵 又 可 分 為 普 通 平 鍵 、 導 向 平 鍵 和 滑 鍵 等 。(2).花 鍵 聯(lián) 接 將 具 有 均 布 的 多 個 凸 齒 的 軸 置 于 輪 轂 相 應 的 凹 槽 中 所 構 成 的 聯(lián) 接 稱 花 鍵 聯(lián) 系 （ 圖 2.4-3b） 。 鍵 齒 側 是 工 作 面 。 由 于 是 多 齒 傳 遞 載 荷 ， 故 花 鍵 聯(lián) 接 比 平 鍵 聯(lián) 接 的 承 載 能力 高 ， 定 心 性 和 導 向 性 好 ， 對 軸 的 削 弱 小 （ 齒 淺 應 力 集 中 小 ） ， 花 鍵 聯(lián) 接 一 般用 于 定 心 精 度 要 求 高 和 載

28、荷 較 大 的 地 方 。 但 花 鍵 加 工 需 用 專 門 的 設 備 和 工 具 ， 成本 較 高 。 二 、 軸 和 軸 承1 軸(1). 軸 的 功 能軸 是 機 械 中 的 重 要 零 件 ， 機 械 中 作 旋 轉 運 動 的 零 件 大 都 裝 在 其 上 。 它 有 以 下 兩 個 功 能 。a.支 承 回 轉 零 件 ， 如 齒 輪 、 帶 輪 等 ；b.傳 遞 運 動 和 動 力 。(2). 軸 的 分 類按 軸 的 作 用 和 所 承 受 的 載 荷 情 況 ， 可 將 軸 分 為 三 類 ： a.心 軸 這 種 軸 只 受 彎 矩 而 不 傳 遞 轉 矩 ， 稱 為

29、心 軸 。 心 軸 可 以 是 轉 動 的 ,也 可 以 是 固 定不 動 的 b.傳 動 軸 傳 動 軸 僅 傳 遞 運 動 和 動 力 ， 即 只 承 受 扭 矩 而 不 承 受 彎 矩 或 彎 矩 很 小 。c.轉 軸 轉 軸 既 支 承 回 轉 零 件 又 傳 遞 運 動 和 動 力 ， 即 同 時 承 受 彎 矩 和 扭 矩 。 轉 軸 是 機 構中 最 常 見 的 軸 。 軸 的 常 用 材 料 有 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 鋼 和 合 金 鋼 等 。 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 鋼 價 格 低 廉 ， 對 應 力 集 中 的 敏 感 性小 ， 并 有 良 好 的 熱 處 理 性 能 ， 故 應 用 很

30、 廣 。 一 般 機 械 的 軸 常 用 35、 40、 45和 50鋼 ，其 中 以 45鋼 應 用 最 廣 。 2.軸 承軸 承 是 用 來 支 承 軸 的 部 件 ， 有 時 也 用 來 支 承 軸 上 的 回 轉 件 。 在 機 械 中 應 用 極 為 廣 泛 。根 據(jù) 軸 承 工 作 表 面 的 摩 擦 性 質(zhì) 不 同 ， 可 分 為 滾 動 摩 擦 軸 承 （ 簡 稱 滾 動 軸 承 ） 和 滑 動 摩擦 軸 承 （ 簡 稱 滑 動 軸 承 ） 。按 其 所 能 承 受 載 荷 的 方 向 不 同 ， 又 可 分 為 向 心 軸 承 、 推 力 軸 承 和 向 心 推 力 軸 承

31、。 對 于滑 動 軸 承 ， 按 油 膜 壓 力 形 成 的 方 法 不 同 ， 可 分 為 動 壓 滑 動 軸 承 和 靜 壓 滑 動 軸 承 兩種 。滾 動 軸 承 磨 擦 阻 力 小 ， 效 率 高 ， 起 動 輕 快 且 潤 滑 簡 便 ， 一 般 不 需 自 行 設 計 制 造 ， 因 而在 各 種 機 械 中 得 到 廣 泛 應 用 。(1).滾 動 軸 承 參 見 2.4 5所 示 ， 滾 動 軸 承 由 外 圈 （ 環(huán) ） 1、 內(nèi) 圈 （ 環(huán) ） 2、 滾 動 體 3和 保持 架 4組 成 。 內(nèi) 外 圈 上 常 制 有 凹 槽 ， 稱 為 滾 道 。 保 持 架 的 作 用

32、 是 把 滾 動 體 均 勻 隔開 。 滾 動 體 是 滾 動 軸 承 的 主 體 ， 工 作 時 沿 滾 道 自 轉 并 公 轉 。 它 的 大 小 、 數(shù) 量 和 形狀 與 軸 承 的 承 載 能 力 密 切 相 關 。 各 種 滾 動 體 形 狀 如 圖 2.4 5所 示 。(2).滾 動 軸 承 的 代 號滾 動 軸 承 的 類 型 、 規(guī) 格 繁 多 ， 為 了 便 于 設 計 、 制 造 和 選 用 ， 國 家 標 準 對 軸 承 的 類 型 系列 、 尺 寸 、 結 構 特 點 、 精 度 等 級 等 用 規(guī) 定 的 代 號 （ 數(shù) 字 和 字 母 ） 表 示 。 通 常 在 軸

33、 承 的 端 面 打 印 其 代 號 。內(nèi) 徑 右 起 第 一 、 第 二 位 數(shù) 字 表 示 軸 承 內(nèi) 徑 ， 它 用 代 號 00（ 10） 、 01（ 12） 、 02（ 15） 、 03（ 17） 、 0499分 別 表 示 軸 承 內(nèi) 徑 ， 其 中 括 號 內(nèi) 為 該 代 號 所 表 示 的 內(nèi)徑 ； 當 軸 承 內(nèi) 徑 在 20495mm范 圍 內(nèi) 時 ， 其 內(nèi) 徑 值 為 其 代 號 的 數(shù) 值 乘 以 5。直 徑 系 列 右 起 第 三 位 數(shù) 字 表 示 軸 承 直 徑 系 列 。 同 一 內(nèi) 徑 的 軸 承 可 有 不 同 的 外 徑 和 寬度 。 直 徑 系 列 可

34、 分 為 特 輕 、 輕 窄 、 中 窄 、 重 窄 、 輕 寬 和 中 寬 六 個 系 列 。類 型 右 起 第 四 位 數(shù) 字 表 示 軸 承 的 類 型 。 如 果 第 四 位 前 面 沒 有 數(shù) 字 ， 則 第 四 位 數(shù) 字 為“ 0”時 ， “ 0”可 以 不 標 出 。 其 類 型 即 為 單 列 向 心 球 軸 承 。特 殊 結 構 右 起 第 五 、 六 位 數(shù) 字 表 示 軸 承 的 特 殊 結 構 形 式 ， 其 代 號 含 義 可 查 閱 滾 動 軸承 的 產(chǎn) 品 樣 本 。寬 度 系 列 右 起 第 七 位 數(shù) 表 示 軸 承 的 寬 度 系 列 。 它 表 示 相

35、同 的 內(nèi) 徑 和 外 徑 的 軸 承 的 不同 寬 度 ， 其 代 號 的 具 體 含 義 可 查 閱 滾 動 軸 承 產(chǎn) 品 樣 本 。精 度 等 級 代 號 中 字 母 表 示 軸 承 的 精 度 等 級 ， 目 前 我 國 生 產(chǎn) 的 軸 承 有 B、 C、 D、 E、 G五 個 精 度 等 級 。 其 中 B級 精 度 最 高 ， G級 最 低 。 G級 精 度 應 用 最 廣 ， 其 代 號 可 以不 標 出 。軸 承 代 號 舉 例 如 下 ： C 205表 示 ： 單 列 向 心 滾 動 軸 承 輕 窄 系 列 ， 內(nèi) 徑 25， C級 精 度 。7306 單 列 圓 錐 滾

36、子 軸 承 ,重 系 列 ， 內(nèi) 徑 30， G級 精 度 。(3). 滑 動 軸 承滑 動 軸 承 由 于 是 面 接 觸 ， 在 接 觸 面 之 間 有 油 膜 減 振 ， 所 以 具 有 承 載 能 力 大 、 抗 振 性 能好 、 工 作 平 穩(wěn) 、 噪 聲 小 等 特 點 。 若 采 用 液 體 磨 擦 滑 動 軸 承 時 ， 則 可 長 期 保 持 較 高 的 旋 轉 精 度 。 因 此 在 高 速 、 高 精 度 、 重 載 和 結 構 上 要 求 剖 分 等 場 合 ， 滑 動 軸 承 仍占 有 重 要 地 位 ， 是 滾 動 軸 承 所 不 能 完 全 替 代 的 。 另 外

37、 ， 由 于 它 結 構 簡 單 、 制 造 容易 、 成 本 低 ， 故 也 廣 泛 應 用 于 各 種 簡 單 機 械 中 。(4). 推 力 滑 動 軸 承推 力 滑 動 軸 承 用 來 承 受 軸 向 載 荷 ， 如 圖 2.4-7所 示 。 推 力 滑 動 軸 承 的 軸 頸 有 三 種 形 式 。實 心 推 力 軸 頸 、 環(huán) 形 軸 頸 和 多 環(huán) 形 軸 頸 。 三 、 彈 簧彈 簧 是 一 種 彈 性 元 件 ， 在 外 載 荷 作 用 下 ， 彈 簧 能 夠 產(chǎn) 生 彈 性 變 形 并 吸 收 能 量 ， 載 荷 除去 后 ， 它 又 能 立 即 恢 復 原 來 的 形 狀

38、 ， 同 時 釋 放 出 能 量 。 在 機 械 中 應 用 很 廣 ， 彈 簧主 要 功 用 有 ：a.控 制 機 構 的 運 動 和 構 件 位 置 : 利 用 彈 簧 的 彈 力 保 持 零 件 之 間 的 接 觸 ， 以 控 制 機 構 的 運動 ， 如 凸 輪 機 構 、 閥 門 、 離 合 器 中 的 控 制 彈 簧 。b.吸 振 和 緩 沖 : 彈 簧 以 變 形 能 的 形 式 吸 收 振 動 和 沖 擊 的 能 量 ， 如 車 輛 中 的 緩 沖 器 彈 簧 。c.儲 存 能 量 : 利 用 彈 簧 變 形 所 能 儲 存 的 能 量 做 功 ， 如 鐘 表 的 發(fā) 條 、

39、游 絲 （ 用 盤 簧 ） 的 彈簧 。d.測 量 載 荷 : 測 量 力 的 大 小 ， 如 彈 簧 秤 和 測 力 器 中 的 彈 簧 。彈 簧 的 基 本 類 型 如 表 2-2所 示 。 按 承 受 載 荷 的 形 式 ， 彈 簧 可 分 為 拉 伸 彈 簧 、 壓 縮 彈 簧 、扭 轉 彈 簧 和 彎 曲 彈 簧 四 種 。 按 彈 簧 的 形 狀 ， 可 分 為 螺 旋 彈 簧 、 碟 形 彈 簧 、 盤 形 彈簧 和 板 簧 等 。 彈 簧 常 用 的 材 料 有 ： 碳 素 彈 簧 鋼 、 低 錳 合 金 鋼 （ 如 65Mn） 、 硅 錳 彈 簧 鋼 （ 如60Si2Mn）

40、、 鉻 釩 鋼 （ 如 50CrVA） 等 。 第 五 節(jié) 典 型 機 械 傳 動 裝 置一 、 減 速 器將 具 有 減 速 功 能 的 輪 系 封 閉 在 剛 性 殼 體 內(nèi) 而 組 成 的 獨 立 部 件 稱 之 減 速 器 （ 亦 稱 減 速箱 ） 。 通 常 裝 置 在 機 械 的 原 動 機 和 工 作 機 之 間 ， 用 于 降 低 轉 速 、 增 大 轉 矩 。減 速 器 分 類 如 下 ：按 傳 動 原 理 可 分 為 普 通 減 速 器 和 行 星 減 速 器 兩 大 類 。按 齒 輪 傳 動 的 類 型 可 分 為 ： 圓 柱 齒 輪 減 速 器 、 圓 錐 齒 輪 減

41、速 器 、 蝸 桿 減 速 器 、 圓 錐 圓 柱 齒 輪 減 速 器 、 蝸 桿 圓 柱 齒 輪 減 速 器 等 。按 傳 動 的 級 數(shù) 可 分 為 單 級 、 雙 級 及 多 級 減 速 器 。減 速 器 的 結 構 特 點 ：減 速 器 主 要 由 齒 輪 （ 或 蝸 桿 、 蝸 輪 ） 、 軸 、 軸 承 和 箱 體 及 其 他 附 件 組 成 。 齒 輪 可 為 直齒 （ 傳 動 比 i 4） 、 斜 齒 或 人 字 齒 （ i 6） 。 箱 體 常 用 鑄 鐵 鑄 造 。 支 承 多 采 用 滾動 軸 承 ， 只 有 高 速 、 重 型 減 速 器 才 采 用 滑 動 軸 承 。

42、 為 了 避 免 減 速 器 外 廓 尺 寸 過 大 ，限 制 單 級 減 速 器 的 最 大 傳 動 比 i 10， 否 則 采 用 雙 級 減 速 器 。 減 速 器 的 潤 滑 ： 減 速 器 中 ， 齒 輪 （ 或 蝸 桿 、 蝸 輪 ） 和 軸 承 的 潤 滑 是 非 常 重 要 的 。 潤 滑 的 目 的 主 要是 為 了 減 少 摩 擦 和 磨 損 ， 提 高 傳 動 效 率 ， 通 過 潤 滑 油 帶 走 熱 量 。 當 齒 輪 的 圓 周 速 度 u12m/s減 速 器 中 的 齒 輪 一 般 采 用 侵 油 潤 滑 。 為 了 避 免 攪 油 及 飛濺 損 失 過 大 能

43、量 ， 齒 輪 的 侵 油 深 度 一 般 不 宜 超 過 全 齒 高 。 左 圖 為 減 速 器 原 理 圖 ,右 圖 為 變 速 器 原 理 圖減 速 器 與 變 速 器 二 、 行 星 齒 輪 傳 動 。 它 由 固 定 的 齒 輪 1、 行 星 齒 輪 2和 系 桿 H三 個 構 件 組 成 。 系 桿 輸 入運 動 ， 齒 輪 2在 隨 系 桿 繞 軸 線 O1轉 動 （ 稱 公 傳 ） 的 同 時 繞 與 系 桿 相 連 的 軸 線 O2轉 動（ 稱 自 轉 ） 。 即 齒 輪 2作 行 星 運 動 。 因 此 ， 本 傳 動 稱 為 行 星 齒 輪 傳 動 。 下 圖 中 小 齒 輪 標 號 錯 誤 ， 應 為 2