机械的基础知识.ppt

第二章 机械的基础知识,第一节 机械传动第二节 常用机械的润滑第三节 常用机械的保养第四节 常用机械的维护,第一节 机械传动,机械传动,摩擦传动,啮合传动,摩擦轮传动皮带轮传动,螺旋传动链传动齿轮传动（含蜗轮蜗杆传动）,1 概述,1.1 机器 指机械中能做有用的机械功或转换机械能的人为组合种类：1.1.1 原动机：指能将其他种类的能变为机械能的机器；如蒸汽机、电动机等1.1.2 变换机：指将机械能变为其他种类的能的机器如发电机、空压机等1.1.3 工作机：利用机械能完成有用功的机器；如机床、食品加工机器等,1.2 机构 指在机械设备中各组分间具有一定的相对运动，并能传速或变换运动的装置称为机构如带传动机构，齿轮传动机构等 1.2.1 构件 在机构各相对运动的单元体称构件，如齿轮传动中，齿轮和轴通过键连接在一起组成一个构件 1.2.2 零件 组成构件的每个可独立加工的单元体为零件（分通用零件和专用零件）1.2.3 运动副 把两个构件通过接触保持相对运动的活动连接为运动副（如齿轮间通过啮合保持运动、两摩擦轮接触后的相对运动）,1.3 机械（设备）指机器和机构的总称 如纺织机械、食品机械等,2 摩擦轮传动,摩擦轮传动主要是利用两轮（摩擦轮）的直接接触相互压紧，依靠两摩擦轮之间所产生的摩擦力使两轮做相对运动,2.1 摩擦轮传动的分类,按轴相对位置分按轮的结构分按轮的相对位置分,两轴平行两轴相交叉（锥轮）,平摩擦槽摩擦锥摩擦,外摩擦内摩擦,外摩擦传动,内摩擦传动,摩 擦 传 动,两轴相叉的摩擦传动,外圆锥摩擦传动,内圆锥摩擦传动,2.2 特点优点：平稳、噪音小 在一定的范围内可实现无级调速 过载时能保护主零件缺点：效率低 不能保持恒定的传动比 干摩擦时磨损快，寿命短,2.3 获得正常动力的方法2.3.1 增大两轮之间的正压力2.3.2 增大摩擦系数 可采用弹簧或气压增加装置或在摩擦轮表面上衬上皮带、纤维材料、石棉等来解决2.4 应用 压榨机、制动器、过滤机、分级机,3 皮带传动,通过套在两轮之间的挠性零件实现传动的，带套在两轮之间并被拉紧，当主动轮转动时，由于带与轮之间的摩擦（啮合）作用，使得带的一边被拉紧，另一边被放松，这两个拉力同时也作用于被动轮，两边带的拉力差所形成的力矩差促使被动轮转动,传递载荷时,紧边,松边,静止时,初拉力,优点 简单，平稳，价低，过载时打滑可使传动中断保护其他传动件缺点 传动比不准确，不恒定，效率较低，不适宜作大功率传动；承载能力较差,3.1 带传动的组成和特点,主动轮,从动轮,环形带,当主动轮转动时，由于带与轮之间的摩擦作用，拖动从动轮一起转，传递一定的动力,带传动是一种应用很广的机械传动方式,小轮包角,中心距a,两带轮直径不相等时，两轮上的包角也不相等其中小带轮上的包角较小。当其它条件相同时小轮的包角越大，摩擦力也就越大则传递的转矩也越大,带轮的包角和中心距,3.2 带传动的类型,按照两轴的位置和转向分类：,开口传动，交叉传动，半交叉传动,可使两轮转向相反，但带磨损大,可使两轮转向相同，传动合理,可用于相互垂直的两轴间的传动,按照带的传动比分类,定比传动有级变速传动无级变速传动,按照带的形状分类,平带传动V带传动圆带传动多楔带传动同步齿形带传动,V带的类型与结构,普遍V带,窄V带,联组V带,宽V带,大楔角V带,齿形V带,V带的类型与结构,普遍V带,抗拉强度大的强力纤维层,帆布层,底胶,顶胶,传动功能要求带的材料具有：较强的抗拉强度；较易弯曲；有较大而且稳定的摩擦系数；具有较好的耐磨性,组合方法,普通V带是标准件，制成无接头的环形带，两侧面的夹角为40度。按照带的尺寸大小分为Y、Z、A、B、C、D、E共七种型号,皮带的种类,平皮带（用于二带轮轴相距较远的场合）三角皮带（用于二带轮轴相距较近的场合）圆皮带（用于功率较小的场合）同步齿形带（用于传动效率较高的场合，但那难加工）,结 论,3.3 皮带的受力分析,带传动在工作之前首先将带套在两个带轮上，并将带拉紧，拉紧后带的两边均受到相同的预紧力F0作用，由于带两边拉力相等，带的拉力对轮产生的合力矩为零,静止时,传递载荷时,紧边,松边,由于带与带轮接触面产生的摩擦力的作用，使得两侧的带上的拉力不再相等，带轮上面的带变松，而带轮下面的带变紧,紧边上的拉力由原来的F0增大到F1、松边上的拉力由原来的F0减小到F2,3.4 影响皮带工作拉力的因素和张力调整,3.4.1 初拉力F0,增大初拉力会提高承载能力，但是初拉力的增大会增大带的平均应力，降低带的疲劳强度，并加剧带的磨损，降低带的寿命,包角指皮带与两带轮接触弧长所对应的中心角 包角，带和带轮的接触面上的总摩擦力，传动能力。一般不应小于120，因而必需对带传动的传动比加以限制。一般i57 设计时应使小轮满足包角a 120，若遇到a 120，应采取相应的措施进行调整,3.4.2 包角,3.4.3 摩擦系数f,f，摩擦力，传动能力。但因V带外层的包布均用胶帆布，而带轮材料一般为铸铁或钢，因此摩擦系数f的变化范围较小，对F的影响不明显,3.5 增大小轮包角的结构措施,3.5.1 合理安排松边、紧边的位置,松边,松边,紧边,紧边,3.5.2 合理张紧,要求张紧力向内时的张紧轮位置,要求张紧力向外时的张紧轮位置,4 链传动,在两个或多个链轮之间用链作为拉拽元件的一种啮合传动。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场合,链 传 动,套筒滚子链,外链板,内链板,销轴,套筒,滚子,链传动的特点 4.1 优点 1.不打滑；2.磨损小效率高；3.能在高温、高湿下工作；4.能在两轴相距较远的场合工作；5.有恒定的传动比4.2 缺点 1.传动不平稳（若瞬时变速或急促反向传动时不能用）2.噪音大且成本高,5 齿轮传动,齿轮传动是目前机械中应用最为广泛的一种机械传动，一般由一对或几对齿轮组成，一对齿轮分别安装在主动、从动轴上，利用两齿轮啮合来传递动力和运动,5.1齿轮传动的特点和种类,5.1.1 特点,优点（1）能保证传动比恒定不变：（2）适用的载荷与速度范围很广，传递的功率可由很小到几万千瓦，圆周速度可达150ms（3）结构紧凑；（4）效率高，一般效率=0.940.99（5）工作可靠且寿命长 缺点（1）对制造及安装精度要求较高；（2）当两轴间距离较大时，采用齿轮传动较笨重,5.2 齿轮传动的种类,按照两轮轴的相对位置可以分为：,（1）圆柱齿轮传动,（2）锥齿轮传动,（3）交错轴斜齿轮传动,（4）蜗杆传动,按照齿轮传动的工作情况可以分为：,（1）开式齿轮传动,（2）闭式齿轮传动,按照齿轮的圆周速度可以分为：,（1）低速传动，圆周速度v3ms（2）中速传动，v=3一15ms（3）高速传动，v15ms,（1）圆柱齿轮传动,它用于平行轴间的传动,按照轮齿和轮轴之间的相对位置,圆柱齿轮,直齿圆柱齿轮,斜齿圆柱齿轮,人字齿轮,按照轮齿排列在圆柱体的外表面、内表面或平板上,圆柱齿轮,外啮合齿轮,内啮合齿轮,齿轮齿条,（2）锥齿轮传动,锥齿轮,它用于相交轴间的传动,直齿锥齿轮,斜齿锥齿轮,弧齿锥齿轮,（3）交错轴斜齿轮传动,用于空间既不平行又不相交的两交错轴间的传动（只能传递小功率）,（4）蜗轮蜗杆传动,用于交错轴间的传动,两轴交错角通常为90,6 平面连杆机构,应用最多的是四杆机构和曲柄连杆机构,连杆,摆杆,摆杆,机座,曲柄摇杆机构,曲柄,连杆,摇杆,双曲柄机构,曲柄,曲柄,双摇杆机构,曲柄滑块机构,摆动筛,挤压机示意图,七、间歇运动机构,在食品生产中，经常需要机械提供时停时动的间歇运动，如送料工序间的暂停、成品的输送包装等，要求把原来电机传来的连续运动转换为间歇运动，能完成这种运动的机构称为间歇运动机构 棘轮机构、槽轮机构、间歇齿轮机构、星形轮机构等都属于间歇运动机构，应用比较普遍的是棘轮机构和槽轮机构,止回棘爪,机构简单、运动速度易调、可单向、双向运动、但平稳性差，适用于低速、旋转角度不大的场合,7.1 棘轮机构,机架,棘轮,棘爪,摇杆,连杆,曲柄,7.2 槽轮机构,圆销进入径向槽,圆销脱出径向槽,槽轮2,曲柄1,槽轮的槽数根据需要设计，一般在48槽，槽轮每转动一次的角度为360/槽数,8 凸轮机构,凸轮机构的主要作用是把凸轮的连续运动、摆动或直线运动变为从动构件的连续的或间歇的直线往复移动或摆动，凸轮机构广泛一贯用于自动化和半自动化的机械中,盘状凸轮,圆柱凸轮,圆锥凸轮,移动凸轮,凸轮与从动杆接触形式,简单，可实现较复杂的运动，但健部磨损较快，用于受力较小的场合,磨损小，应用较广,磨损小，但凸轮不能有凹面,同步切割机构,电机,传动轮,刀座轴,圆片切刀,回转刀座,浮动滚子,固定凸轮,弹簧,9 其他运动,油压千斤顶结构示意图,液压传动和气压传动（果蔬榨汁机、油压千斤顶、汽车门等）,气动机械手示意图,齿条,齿轮,机械手,第二节 常用机械的润滑,1 润滑的意义,设备磨损是由摩擦阻力引起并与之成正比 摩擦阻力的大小取决于正压力和摩擦系数 摩擦系数取决于零部件的材料、硬度、表面光洁度、润滑状况等 已投入使用的设备来说，影响摩擦阻力的主要因素是润滑条件 机械润滑非常重要,润滑的意义减少配合部件间的磨损保证设备的精度和传动效率延长设备（或零部件寿命）,2 常用的润滑方法,2.1 集中润滑 指用同一供油泵对几个润滑部位供油的润滑。简单、易管理，但故障难以发现（如管堵、泄露），可靠性差2.2 连续润滑将润滑部位始终处在润滑油中，如齿轮箱2.3 分散润滑各部分（位）独立供油，可靠。但难操作2.4 间歇润滑定时进行添加润滑油，时间间隔按设备运行情况而定，适用于低速运行的轴承及摩擦副表面,3 润滑剂的选择,3.1 种类：润滑油、润滑脂3.2 常用润滑油（机油）的选择 以号数来表示黏度，号数越大，黏度越高，类型有：HJ10，20，30，40 选择原则 设备运行速度越高，润滑油黏度越小；对不等速运行、经常启动、停止、反转的机构应选10号或20号机油，夏天应采用30号机油；零部件的配合间隙大，表面粗糙的选用高黏度的机油，反之选低黏度的机油,3.2.3 润滑脂的选择原则 采用润滑脂，密封简单，且对载荷变化、速度变化适应性强类型：钙基润滑脂、钠基润滑脂、钴基润滑脂、锂基润滑脂，最常用的是钙基和钠基选择原则：主要考虑温度 工作温度低于110选钙基 工作温度高于110选钠基,第三节 常用机械的保养,1 摩擦副的保养1.1 经常保持摩擦副表面的整洁方法：用清洗剂（如酒精、汽油、柴油等）经常或定期清洗摩擦副（零部件浸入清洗剂中，用毛刷清洗）1.2 清洗润滑系统 主要是疏通油孔、管道，及时添加润滑油1.3 对某些摩擦部件进行间隙的调节1.4 密封环和压力调节2 对联接部件和紧固部件要经常性检查,第四节 常用机械的维护,1 维护前的准备工作1.1 了解掌握机械设备的工作性能，原理、工作条件1.2 了解设备的主要传动件，配合件的配合条件，各关键零件的主要要求（包括表面光洁度、工艺尺寸、配合位置及主要的润滑系统的情况）1.3 准备易损坏配合件及某些零件的备用品1.4 按设备的使用要求，制定大修、中修、小修和日常维护的规则,2 常见故障分析,2.1 机器不能启动2.1.1 现象：接电后不转动 2.1.2 原因：电路、电机、电源 机械本身的故障 一般发生在转动件上，因转动件松动后移位卡死，或个别零件损坏卡死或超载,2.2 机器启动后不能达到正常的转速原因：2.2.1 传动部件压力不够，引起打滑。如皮带轮、摩擦轮2.2.2 机器超负荷运行，时间长会引起电机烧毁2.2.3 机器润滑条件下降，阻力增大，转速下降2.2.4 若设备采用的是三相电机，如电机功率选择过大，即使有一相电源中断，电机仍能运转，但转速慢,2.3 机器运行噪音过大，并拌有杂音、振动原因：2.3.1 机器的紧固件松动，零部件联接出现松动2.3.2 润滑不良2.3.3 摩擦副配合不良，零部件损坏,3 常用机械的维护,3.1 设备使用的注意事项3.1.1 按设备的操作规程来操作3.1.2 注意使用过程中的安全（对高压、高温设备应做好防爆措施等）3.2 磨损零件的修理的更换,