机械基础培训课件

机械基础知识培训课件主要内容常用标准和材料通用机械零件常用设备的概述机电设备维修基础知识常用标准和材料•一、公差与配合•机械零件要制造得使零件之间可以互换。换句话说，一台机器或一个机械装置的任何一个零件都要制成一定的尺寸和形状，使其能够装在同类型的任何一台别的机器或机械装置上。为了使零件可以互换，每个零件的尺寸都要做得能和它的配合件装配良好。•极限：极限是为某一尺寸规定的最大和最小值。•公差：极限的上、下限之间的差称为公差。•配合：在机械制造中，许多零件之间都有着重要的密切的关系。有一些装配工作要用手工完成。•配合可分为间隙（动）配合、过盈（静）配合、过渡配合。•基准制：分基轴制配合和基孔制配合。常用和推荐使用的为基孔制配合。•孔和轴的极限偏差都有相对应的国家标准（GB1801-79)•各种加工方法所得到的加工精度不同。其中研磨加工所到的精度最高可达到IT01级，砂型铸造、气割加工精度最低（最高IT16级）。•过盈联接的工作原理与装配方法工作原理：利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷。装配方法：1）压入法—利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平，因而降低了联接的紧固性2）温差法——加热包容件，冷却被包容件。可避免擦伤联接表面，联接牢固。二、形状和位置公差•三、表面粗糙度表面粗糙度概念：表面粗糙度即常说的表面光洁度，是机加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。中国国家标准GB1031-83对表面粗糙度参数Rα、RZ和Ry分别规定了数值,分为两个系列，一般应优先选用第1系列。表中为轮廓算术平均偏差Rα的数值不同的加工手段和方法所产生的表面粗糙度不同，和精度等级的加工方式相同，研磨最高可达到0.012.砂模铸造最高只能达到12.5四、机械零件的常用材料1、黑色金属铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁铸钢——铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差碳钢与合金钢——应用最广泛2、有色金属a)铝合金——重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近b)铜合金——黄铜：Cu与Zn（锌）合金青铜：Cu与Sn（锡）的合金无锡青铜：Cu与AI.Si.Mn.Ni(铝、硅、锰、镍)的合金。•3、非金属材料•塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体•陶瓷——电热性好，硬度高•橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件4、常用碳钢的机械性能和新旧牌号的对照5、钢的热处理分为：退火处理、正火处理、淬火处理、回火处理、表面热处理6、机械零件材料选用的原则•1）、使用要求•2）、工艺要求•3）、经济性要求•通用机械零件一、螺纹1、螺纹的类型按牙型:三角形螺纹、管螺纹——联接螺纹矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹按位置：内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹外螺纹——在圆柱孔的外表面形成的螺纹三角形螺纹：粗牙螺纹——用于紧固件细牙螺纹——同样的公称直径下，螺距最小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等根据螺旋线绕行方向：左旋——如图右旋——常用根据螺旋线头数：单头螺纹（n=1）——用于联接双头螺纹（n=2）——如图多线螺纹（n≥2）——用于传动2、螺纹的主要参数1）外径（大径）d（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径，亦称公称直径2）内径（小径）d1(D1)——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径3）中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，d2≈0.5(d+d1)d2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhd2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhd2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhd2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lh7）螺旋升角ψ——中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角8）牙型角α——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角9）牙型斜角β——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角d2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhd2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhd2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lhd2dd1Pdd2d1L=nP(n=2)Lh•3、普通螺纹•普通螺纹分为粗牙和细牙两种•粗牙普通螺纹标记用字母“M”加”公称直径“标示，如M10，M12;•细牙普通螺纹标记用字母“M”加”公称直径×螺距“标示，如M10×1；•当螺纹为左旋时，在螺纹代号之后加“左”字，如M10左；•4、梯形螺纹•梯形螺纹用Tr“标示。•如：Tr40×7—7H内螺纹外螺纹Pd1d2d60°内螺纹外螺纹Pd1d2d60°内螺纹外螺纹Pd1d2d60°内螺纹外螺纹Pd1d2d60°30°Pd1d2d外螺纹内螺纹30°Pd1d2d外螺纹内螺纹30°Pd1d2d外螺纹内螺纹30°Pd1d2d外螺纹内螺纹梯形螺纹公称直径螺距中径公差•5、管螺纹•常用管螺纹有：用螺纹密封的管螺纹；非螺纹密封的管螺纹；600圆锥管螺纹；米制锥螺纹等。•6、300锯齿形螺纹•多用于单向受力的传力螺旋。7、螺栓、螺钉、螺柱的机械强度GB3098.1--82级数越高“抗拉强度”“硬度”和”屈服强度“等机械性能越高。8、螺栓防松措施•1）摩擦防松机械性能等级3.64.64.85..66.88.89.810.912.9双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等2）机械防松：开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等3）永久防松：端铆、冲点、点焊4）化学防松——粘合二、键联接键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摆动零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动成扭矩，而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。1、键联接的类型与构造主要类型：平键、半圆键、楔键、切向键1）平键分为普通平键、薄型平键、导向平键与滑键a.普通平键分为圆头、半圆头、方头，用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动工作面(b)(a)(c)(d)b.薄型平键;用于薄臂结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接.c.导向平键与滑键;用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接导向键——键不动，轮毂轴向移动滑键——键随轮毂移动2)半圆键特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接,只适宜轻载联接.d1:100工作面1:1003)、楔键联接适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接.三、销联接定位销——主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。联接销——主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不大的载荷安全销——主要用于安全保护装置中的过载剪断元件，右图销套安全销圆柱销——不能多于装拆（否则定位精度下降）圆锥销——1：50锥度，可自锁，定位精度较高，允许多于装拆，且便于拆卸特殊型式销——带螺纹锥销，开尾锥销（右图）弹性销，开口销，槽销和开口销等多种形式四、带传动1、带传动的工作原理及特点1）传动原理——以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力2）优点：a有过载保护作用b有缓冲吸振作用c运行平稳无噪音d适于远距离传动（amax=15m）e制造、安装精度要求不高•缺点：a、有弹性滑动使传动比i不恒定b、张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大c、结构尺寸较大、不紧凑d、打滑，使带寿命较短e、带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。•2、主要类型与应用•a.平型带传动——最简单，适合于中心距a较大的情况•b.V带传动——三角带•c.多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合•d.同步带传动——啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。3、带的张紧与维护1）带的张紧方法•定期张紧法及加张紧轮法•2）带的维护•①安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上）•②带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒•③不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀•④防护罩•⑤定期张紧•⑥安装时两轮槽应对准，处于同一平面•五、链传动1、链传动工作原理与特点•1）工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动•2）组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。•3）特点：•优点：①平均速比im准确，无滑动②结构紧凑，轴上压力Q小③传动效率高η=98%④承载能力高P=100KW⑤可传递远距离传动amax=8mm⑥成本低。•缺点：①瞬时传动比不恒定I②传动不平稳③传动时有噪音、冲击④对安装精度要求较高•4）应用：•适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：传动比≤8，P≤100KW，V≤12-15m/s，无声链最大线速度可达40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况）2、链传动的主要类型•按工作特性分：起重链，牵引链，传动链传动链接形式分：套筒链；滚子链；齿形链；成型链d2d1ph2b112345滚子链p齿形链3、链传动的张紧与润滑1）张紧：（方法不同于带）张紧不取决于工作能力，而会由垂度大小决定2）润滑与防护润滑：润滑方式按图选取，注意链速越高，润滑方式要求也越高。防护：封闭护罩——安全、环境清洁、防尘、减小噪音和润滑需要。•六、齿轮传动•1、齿轮传动的特点•优点：1）传动效率高2）传动比恒定3）结构紧凑4）工作可靠、寿命长•缺点：1）制造、安装精度要求较高2）不适于中心距a较大两轴间传动•3）使用维护费用较高4）精度低时、噪音、振动较大•2、齿轮传动的主要类型•按传动轴相对位置•平行轴齿轮传动，相交轴齿轮传动，交错轴齿轮传动按工作条件•开式——适于低速及不重要的场合•半开式——农业机械、建筑机械及简单机械设备—只有简单防护罩•闭式——润滑、密封良好，—汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中按齿形•渐开线——常用•摆线——计时仪器•圆弧——承载能力较强3、常用的齿轮材料钢、铸铁、非金属材料4、润滑方式•1）V12m/s——浸油润滑•2）V12m/s——喷油润滑•七、蜗杆传动•1、蜗杆传动的类型•圆柱蜗杆传动环面蜗杆锥蜗杆2、蜗杆传动的特点1）传动比大2）连续啮合，传动平稳3）具有自锁性4)效率较低•八、滑动轴承•1、滑动轴承类型•按承载：径向轴承（向心轴承）（受Fr）•止推轴承（推力轴承）（受Fa）•按润滑状态：流体润滑轴承、非流体润滑轴承、无润滑轴承•2、径向滑动轴承的主要类型•1）、整体式径向滑动轴承•如图，由轴承座、整体轴套、油孔等组成•特点：a、结构简单、成本低•b、轴套磨损后，间隙无法调整•c、装拆不便（只能从轴端装拆）•适于低速、轻载或间隙工作的机器。•2）、剖分式径向滑动轴承R(球)3）、自动调心式1234511-轴瓦；2-轴；3、5-螺母；4-轴承座4）、调隙式径向滑动轴承3、主要失效形式：磨损和胶合、疲劳破坏4、常用材料金属材料：1）铸铁2）轴承合金3）铜合金4）铝基合金5）多孔质金属材料（粉末冶金）非金属材料：塑料、橡胶5、轴瓦的形式与结构整体式轴瓦剖分式轴瓦•6、滑动轴承的润滑•润滑剂的选择•工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境•1）、润滑油•a.压力大、温度高、载荷冲击变动大——粘度大的润滑油•b.滑动速度大——粘度较低的润滑油•c.粗糙或未经跑合的表面——粘度较高的润滑油•2)润滑脂•3)固体润滑剂•九、滚动轴承•1、滚动轴承的构造•内圈、外圈、滚动体、保持架2、滚动轴承的主要类型与特点=00≤45°45°90°=90°(a)(b)(c)(d)向心轴承径向力向心角接触