第三课钳工基本知识

第三课第一部分

机械传动与常用机构传动部分的分类1.机械传动、液力传动、电力传动和磁力传动。其中机械传动最为常见机械传动可分为：a.摩擦传动依靠构件的接触面的摩擦力来传递动力和运动的，如：带传动b.啮合传动依靠构件间的相互啮合传递动力和运动的，如：齿轮传动、蜗杆传动、曲轴连杆机构、凸轮机构等。带传动带传动是由两个带轮（主动轮和从动轮）和一根紧绕在两轮上的传动带组成，靠带与带轮接触面之间的摩擦力来传递运动和动力的一种挠性摩擦传动。带传动传动带的分类按截面的形状分为平带、V形带（三角带）、圆形带、同步带等带传动特点优点：（１）具有良好的弹性，能起吸振缓冲作用，因而传动平稳，噪音小；（２）过载时，带与带轮会出现打滑，防止其它零件损坏；（３）结构简单，成本低，加工和维护方便；（４）、适用于两轴中心距较大的传动。缺点：（１）外廓尺寸较大，结构不够紧凑；（２）由于带的弹性滑动，不能保证准确的传动比；（４）带的寿命较短，一般2000～3000小时；（５）摩擦损失较大，传动效率较低，一般平带传动为0.94～0.98，Ｖ带传动为0.92～0.97V形带结构由包布、顶胶、抗拉体、底胶等部分组成，按抗拉体结构可分为绳芯Ｖ带和帘布芯Ｖ带两种。帘布芯Ｖ带，制造方便，抗拉强度好；绳芯Ｖ带柔韧性好，抗弯强度高，适用于转速较高，载荷不大和带轮直径较小的场合。V形带轮在一般机械传动中，应用最为广泛的是Ｖ带传动。Ｖ带的横截面呈等腰梯形，传动时，以两侧为工作面，但Ｖ带与轮槽槽底不接触。在同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，这是Ｖ带传动性能上的最大优点。V形带轮带轮由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成轮缘指带轮的外圈环形部分V形带两侧面的夹角为40°轮槽楔角应为32°、34°、36°、38°.轮毂指带轮的内圈环形部分轮辐指轮缘和轮毂间的相连部分，根据轮辐结构的不同分为辐板式、轮辐式和实心式带轮材料多采用灰铸铁，牌号一般选用HT150或HT200，也可选用钢或非金属材料（塑料、木材）。铸铁带轮允许的最大圆周速度为25m/s，速度更高时，可采用铸钢或钢板冲压而成。塑料带轮的重量轻，摩擦系数大，常用于机床中。带传动的失效形式打滑由于过载。带在带轮上打滑而不能正常转动带的疲劳破坏带在变应力条件下工作，当应力的循环次数达到一定值时，带将发生损坏，如脱层、撕裂和拉断带的张紧装置

定期调整带传动的中心距来张紧带。调整时，用调节螺钉改变电动机的位置，然后用螺栓固定电动机。主要适用于水平或近似水平布置的带传动。带的张紧装置通过机座绕固定轴转动使带张紧，适合垂直或近似垂直的传动。装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电机与摆架的自重实现自动张紧带的张紧装置通过调节压在皮带松边的张紧轮，达到张紧目的。V带传动用张紧轮装置时，张紧轮应安装在带松边内侧，尽量靠近大轮，防止因张紧造成小轮包角过小，而且也避免带的反向弯曲。V带传动的使用与维护

安装Ｖ带前应减小两轮中心距，然后再进行调紧，不得强行撬入。工作时，带轮轴线应相互平行，各带轮相对应的Ｖ型槽的对称平面应重合，误差不得超过20′。在同一平面内，以免传动时加速带的磨损或从轮槽中脱出。胶带不宜与酸、碱、矿物油等介质接触，也不宜在阳光下曝晒，以防带迅速老化变质，降低带的使用寿命。定期检查胶带。如有一根损坏应全部换新带，不能新旧带混合使用，否则会引起受力不均而加速新带的损坏。为了保证安全生产，带传动要安装防护罩。同步齿形带传动无滑动，能保证正确的传动比,且较高10初拉力较小，轴和轴承上所受的载荷小带的厚度小，单位长度的质量小，允许的线速度较高40m/s带的柔性好，所用带轮的直径可以较小。

链传动链传动的组成由主动轮、从动轮和绕在链轮上的链条组成。靠链条与链轮之间的啮合来传递两平行轴之间的运动和动力，属于具有啮合性质的强迫传动。链传动的特点能保证准确的平均传动比。作用在轴上的压力较小。能在高温、油污等恶劣环境工作。不能保证瞬时传动比恒定，有冲击和噪音。链传动的传动比i≤8，中心距a≤5~6m，传递功率P≤100KW，圆周速度v≤15m/s，传动效率闭式=0.95~0.98，开式0.9～0.93链条常用链条有滚子链、套筒链、齿形链滚子链由内链板，外链板，销轴，套筒和滚子组成。滚子链可做成多排，排数越多，传动能力越大。链轮链轮的齿形应保证链节能平稳而自由的进入和退出齿合，并便于加工小直径的链轮为实心中等直径的链轮为孔板式大直径的链轮为组合式，组合式链轮齿圈磨损后可更换链轮链轮应有足够的接触强度和耐磨性小齿轮的齿数多，所以要求的材质比大齿轮高材质为Q235、Q237、45、ZG310-570、HT200、重要的齿轮可使用合金钢如12Cr、40Cr、35CrMo链传动的失效形式链的疲劳破坏链条绞链的磨损链条多次冲击破断链条过载拉断铰链胶合链轮齿廓的磨损及塑性变形链传动张紧装置增大两轮的中心距用张紧装置张紧齿轮传动齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。齿轮传动齿轮传动圆柱齿轮传动用于平行轴间的传动，一般传动比单级可到8,最大20，两级可到45,最大60，三级可到200，最大300。传递功率可到10万千瓦,转速可到10万转／分，圆周速度可到300米/秒。单级效率为0.96～0.99。直齿轮传动适用于中、低速传动。斜齿轮传动运转平稳，适用于中、高速传动。人字齿轮传动适用于传递大功率和大转矩的传动。圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动的啮合形式有3种:外啮合齿轮传动，由两个外齿轮相啮合，两轮的转向相反；内啮合齿轮传动，由一个内齿轮和一个小的外齿轮相啮合，两轮的转向相同；齿轮齿条传动，可将齿轮的转动变为齿条的直线移动，或者相反。齿轮的工作条件

开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭。闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。齿轮传动基本要求是其瞬时角速度之比（传动比）必须保持相对的恒定传动平稳就是要求齿轮传动的瞬时传动比不变，否则当主动轮以等角速度回转时，从动轮的角速度为变量，因而产生惯性力，就产生了附加动载荷，从而引起冲击、振动和噪声。故齿轮传动要满足一定的规律，即齿廓啮合基本定律齿轮传动齿廓啮合基本定律：为保证齿轮传动的瞬时传动比恒定不变，则两轮不论在何处接触，过接触点所作两轮的公法线必须与两轮的连心线交于一定点。定点Ｃ称为节点，分别以Ｏ1、Ｏ2为圆心，过节点Ｃ所作的两个相切的圆称为节圆。N1N2称为啮合线，啮合线与两节圆公切线之间的夹角α′称为啮合角。根据齿廓啮合定律制出的齿廓曲线有渐开线、摆线和圆弧线三种。其中渐开线齿廓易于制造，便于安装，应用最为广泛。直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮1、齿数ZP*Z=周长=π*d2、模数mm=P/π3、分度圆压力角α标准值2004、齿顶高系数ha*、顶隙系数c*齿轮轮齿的失效形式轮齿折断有多种形式，在正常情况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断齿轮轮齿的失效形式在齿轮传动中，齿面随着工作条件的不同会出现不同的磨损形式。例如当啮合齿面间落入磨料性物质（如砂粒、铁屑等）时，齿面即被逐渐磨损而至报废。这种磨损称为磨粒磨损齿轮轮齿的失效形式点蚀是齿面疲劳损伤的现象之一。在润滑良好的闭式齿轮传动中，常见的齿面失效形式多为点蚀。所谓点蚀就是齿面材料变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象齿轮轮齿的失效形式对于高速重载的齿轮传动（如航空发动机减速器的主传动齿轮），齿面间的压力大，瞬间温度高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象，由于此时两齿面又在作相对滑动，相粘结的部位即被撕破，于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕，称为胶合齿轮材料常用材料为锻钢、铸钢、铸铁。齿面硬度HB＜350常用材料；45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB齿面硬度HB＞350，常用材料：45、40Cr、40CrNi齿面硬度高HRC＝48-55，接触强度高，耐磨性好。常用材料；20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo

蜗杆传动蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成蜗杆传动用以传递交错轴间的运动和动力交错角一般为90°一般蜗杆为主动件。蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。蜗杆传动特点

传动比大，结构紧凑。蜗杆头数用Z1表示（一般Z1=1~4），蜗轮齿数用Z2表示。从传动比公式I=Z2/Z1可以看出，当Z1=1，即蜗杆为单头，蜗杆须转Z2转蜗轮才转一转，因而可得到很大传动比，一般在动力传动中取传动比I=5-83；蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻。发热量大，齿面容易磨损，成本高。蜗杆传动特点传动平稳，无噪音。因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的具有自锁性。蜗杆的螺旋升角很小时，蜗杆只能带动蜗轮传动，而蜗轮不能带动蜗杆转动。蜗杆传动效率低，一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低。尤其是具有自锁性的蜗杆传动，其效率在0.5以下，一般效率只有0.7～0.9。功率在50到60之间。凸轮机构凸轮机构是通过凸轮与从动件间的接触来传递运动和动力，是一种常见的高副机构，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预定的复杂运动规律。凸轮机构的要求凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，当它运动时通过其上的曲线轮廓与从动件的高副相接触，使从动件获得预期的运动凸轮机构是由凸轮、从动件和机架这三个基本构件所组成的一个高副机构。凸轮的类型按凸轮的形状分类盘形凸轮：最基本的形式，结构简单，应用最为广泛移动凸轮：凸轮相对机架做直线运动圆柱凸轮：空间凸轮机构凸轮的类型按从动件的形状分类尖端从动件曲面从动件滚子从动件平底从动件尖端从动件尖端能以任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。但尖端处极易磨损，只适用于低速场合。曲面从动件也称为摆动从动件滚子从动件凸轮与从动件之间为滚动摩擦，因此摩擦磨损较小，可用于传递较大的动力。平底从动件从动件与凸轮之间易形成油膜，润滑状况好，受力平稳，传动效率高，常用于高速场合。但与之相配合的凸轮轮廓须全部外凸。凸轮结构的特点只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，是这种机构的最大优点结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计高副接触，易磨损，多用于传力不大的场合52曲轴连杆机构

2.活塞连杆组3.曲轴组1.概述

53概述将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力或通过外界动力将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动。

1、活塞连杆组2、曲轴组

一、曲轴连杆机构的功用二、组成54活塞连杆组活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖活塞环55连杆作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。连杆组件分解图连杆小头杆身连杆大头56要求：有足够的强度和刚度，质量要尽量小

(承受各种交变载荷，而连杆本身又是一个较长的杆件)材料：一般采用中碳钢或中碳合金钢、少数用球墨铸铁。小型发动机的连杆，用高强度铝合金制造。组成：连杆小头、杆身、大头57连杆大头的连接形式平切式斜切式58连杆轴瓦59曲轴1、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。2、工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。因此曲轴要有足够的刚度、强度，很好的润滑和耐磨性、较高的动平衡精度3.结构：60

前端轴连杆轴颈曲轴轴颈后端轴平衡重曲拐曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成曲柄4、材料：中碳钢、合金铸铁、球墨铸铁第二部分

液压传动的基本知识液压传动的基本知识1.液压传动的基本原理2.液压件的基本符号3.液压传动的常见故障及排除方法4.液压油的系列和选用液压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。一.液压原理及起源液压传动的优点传动平稳；质量轻体积小；承载能力大；容易实现无级调速；易于实现过载保护；容易实现复杂的动作；简化机构；便于实现自动化等。液压系统的缺点

液压元件制造精度要求高；实现定比传动困难；油液受温度的影响；不宜远距离输送动力；油液中混入空气易影响工作性能；发生故障不容易检查等。液压传动的基本的组成：动力元件：液压泵执行元件：液压缸、液压马达控制元件：方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、电液比例控制阀、逻辑阀辅助元件：蓄能器、滤油器、油箱二、常见液压元件液压系统的动力元件主要是各类液压泵，按其结构形式可分为：齿轮泵叶片泵柱塞泵螺杆泵按输出流量能否变化分为：定量泵和变量泵泵是液压系统的能源装置，其功能是供给系统压力油。动力元件：液压泵齿轮泵结构图符号实物泵的职能符号叶片泵结构图柱塞泵螺杆泵执行元件：液压缸符号实物液压缸是液压传动中的执行元件，功能是把液体压力能转变为机械能的能量转换装置分类：活塞式、柱塞式、回转式方向控制阀：单向阀和换向阀1.单向阀作用：控制油液向一个方向流动，不能反向流动控制元件符号普通型液控型2.换向阀

作用：借助于阀芯和阀体的不同相对位置来改变液流通路分类按阀芯在阀体的工作位置数及通路口数目可分为：二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通、多位多通。按操纵阀芯换位的方式：手动、机动、电动、液动、电液动按阀芯结构形式：滑阀、转阀换向阀的职能符号（以三位四通阀为例）符号实物结构原理图压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀、背压阀、压力继电器1.溢流阀作用：使液压系统的压力保持基本恒定，同时使系统中多余的压力油溢回油箱2.分类：直动式

先导式溢流阀的职能符号符号直动式实物先导式实物结构原理图减压阀作用：使液压系统中某部分需要获得比液压泵供油压力低些的稳定压力分类：先导式和直动式符号实物结构原理图单向节流阀流量控制阀：节流阀、调速阀

节流阀

作用：通过调节流量的大小进而起到调节速度的快慢

分类：普通节流阀和单向行程节流阀

节流阀职能符号符号P1P2调速阀作用：使负载油变化的液压系统中获得稳定的流量调速阀职能符号符号实物原理图辅助元件：滤油器、蓄能器、油箱

滤油器作用：清除过滤油液中的杂质符号照片职能符号蓄能器作用：储存和释放液压系统中液体的压力能蓄能器油箱作用：除了储存油液、供系统工作用外，还起到散热和分离油液中的杂质和空气三：液压传动的常见故障及

排除方法齿轮泵常见故障排除方法噪声及压力不稳定1.液压泵吸空1.吸油管路漏气2.吸油管过细过长3.吸油管应浸入油箱2/34.吸油管高小于0.5m5.滤油器阻塞6.油箱不透空气7.油的粘度太大2.泵体泵盖密封不严3.齿轮精度差输油量不足，压力升不高轴向间隙大（0.04——0.06）齿轮泵的常见故障排除方法

泵咬死1.油太脏2.溢流阀失灵泵过载3.联轴节不同心（同心度小于0.1）

装配后时紧时松1.盖面与轴不垂直2.螺钉孔位置不正3.齿轮有毛刺叶片泵常见故障排除方法吸不上油1.液压泵吸空2.叶片粘住、卡死3.电机反转输油量不足，压力升不高1.吸入空气2.滤油器阻塞3.个别叶片移动不灵活4.轴向间隙大5.溢流阀失灵噪声大1.泵吸空2.个别叶片卡住3.滤油器容量小4.困油修配流盘三角柱消除困油换向阀的常见故障原因换向阀不换向1.电磁铁线圈烧坏或电磁铁推力不足2.滑阀卡死或拉毛，弯曲变形3.有中间位置的弹簧力超过磁铁吸力或弹簧折断4.滑阀摩擦力太大，检查配合及密封阻力电液换向阀换向冲击1.两端单向阀密封不严2.两端节流阀调节失灵溢流阀的故障原因压力不稳定1.弹簧弯曲或太软2.锥阀与阀座接触不良3.滑阀变形或拉毛4.油液不洁，阻尼孔阻塞调整无效1.弹簧断裂或漏装2.滑阀卡住3.锥阀漏装4.阻尼孔阻塞5.进出油口装反溢流阀振动1.螺帽松动2.弹簧变形，不复原3.滑阀配合过紧液压油的系列和选用（一）液压油的分类与牌号划分：液压油的种类繁多,分类方法各异,长期以来,习惯以用途进行分类,也有根据油品类型、化学组分或可燃性分类的。这些分类方法只反映了油品的挣注,但缺乏系统性,也难以了解油品间的相互关系和发展。1982年ISO提出了《润滑剂、工业润滑油和有关产品---第四部分H组》分类,即ISO6743/4一1982,该系统分类较全面地反映了液压油间的相互关系及其发展。GB7631.2一87等效采用ⅠS06743/4的规定。液压油采用统一的命名方式,一般形式如下:类

品种数字

LHv22其中：L--类别(润滑剂及有关产品,GB7631.1)HV--品种(低温抗磨)22--牌号(粘度级,GB3141)液压油的粘度牌号由GB3141做出了规定,等效采用ISO的粘度分类法,以40'C运动粘度的中心值来划分牌号。（二）液压油的规格、性能及应用：在GB/T7631.2一87分类中的HH、HL、HM、HR、HⅤ、HG液压油均属矿油型液压油,这类油的品种多,使用量约占液压油总量的85%以上,汽车与工程机械液压系统常用的液压油也多属这类。

以下分别介绍其规格、性能及其应用。

l.HH液压油

按GB7631.2一87分类,HH液压油是一种不含任何添加剂的矿物油。这种油虽己列入分类之中,但在液压系统中己不使用。因为这种油安定性差、易起泡,在液压设备中使用寿命短。

2.HL液压油(也称通用型机床工业用润滑油)l)规格HL液压油是由精制深度较高的中性基础油,加抗氧和防锈添加剂制成的。HL液压油按40C运动粘度可分为15、22、32、46、68、100六个牌号。

2)用途

HL液压油主要用于对润滑油无特殊要求,环境温度在O’C以上的各类机床的轴承箱、齿轮箱、低压循环系统或类似机械设备循环系统的润滑。它的使用时间比机械油可延长一倍以上。该产品具有较好的橡胶密封适应性,其最高使用温度为80℃。

3)质量要求

(l)适宜的粘度和良好的粘温性能。要求油的粘度受温度变化的影响小,即温度变化不致影响液压系统的正常工作。

(2)具有良好的防锈性、抗氧化安定性。

(3)其有较理想的空气释放值、抗泡性、分水性和橡胶密封适应性。

4)使用注意事项(l)使用前要彻底清洗原液压油箱,清除剩油、废油及沉淀物等,避兔与其他油品混用。(2)本品不适用于工作条件苛刻,润滑要求高的专用机床。对油品质量要求较高的齿轮传动装置、液压系统及导轨,应选用中、重负荷齿轮油、抗磨液压油或HG液压油。(3)本油品代替机械油用于通用机床及其他类似机械设备的循环系统的润滑,经济效益显著,能延长换油周期,平均节约润滑油1/3-1/2。3.抗磨液压油(HM液压油)l)规格抗磨液压油(HM液压油)是从防锈、抗氧液压油基础上发展而来的,它有碱性高锌、碱性低锌、中性高锌型及无灰型等系列产品,它们均按40'C运动粘度分为22、32、46、68四个牌号。2)用途(l)抗磨液压油主要用于重负荷、中压、高压的叶片泵、柱塞泵和齿轮泵的液压系统J目YB一D25叶片泵、PF15柱塞泵、CBN一E306齿轮泵、YB一E80/40双联泵等液压系统。(2)用于中压、高压工程机械、引进设备和车辆的液压系统。如电脑数控机床、隧道掘进机、履带式起重机、液压反铲挖掘机和采煤机等的液压系统。(3)除适用于各种液压泵的中高压液压系统外,也可用于中等负荷工业齿轮(蜗轮、双曲线齿轮除外)的润滑。其应用的环境温度为一10℃-40℃。该产品与丁腈橡胶具有良好的适应性。3)质量要求(l)合适的粘度和良好的粘温性能,以保证液压元件在工作压力和工作温度发生变化的条件下得到良好润滑、冷却和密封。(2)良好的极压抗磨性,以保证油泵、液压马达、控制阀和油缸中的摩擦副在高压、高速苛刻条件下得到正常的润滑,减少磨损。(3)优良的抗氧化安定性、水解安定性和热稳定性,以抵抗空气、水分和高温、高压等因素的影响或作用,使其不易老化变质，延长使用寿命。(4)良好的抗泡性和空气释放值,以保证在运转中受到机械剧烈搅拌的条件下产生的泡沫能迅速消失;并能将混入油中的空气在较短时间内释放出来,以实现准确、灵敏、平稳地传递静压。(5)良好的抗乳化性,能与混入油中的水分迅速分离,以免形成乳化液,引起液压系统的金属材质锈蚀和降低使用性能。(6)良好的防锈性,以防止金属表面锈蚀。4)注意事项(l)要保持液压系统的清洁,及时清除油箱内的油泥和金属屑。(2)按换油参考指标进行换油,换油时应将设备各部件清洗干净,以免杂质等混入油中,影响使用效果。(3)储存和使用时,容器和加油工具必须清洁