机械基础教案职高

章节授课课班

TOPIC1平面机构运动副与运动筒图讲授时1中专0101

名称形式级

教学

掌握常用的运动副类型

目的

教学

低副与高副

重*点

学

占

难,

外

辅助课

业

作

手段

课后

体会

一、运动副

使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的联接,称为运动副。

根据运动副中两构接触形式不同,运动副可分为低副与高副。

1、低副:低副就是指两构件之间作面接触的运动副。按两构件的相对运动情况，可分为：

（1）转动副:两构件在接触处只允许作相对转动。由滑块与导槽组成的运动副。

（2）移动副:两构件在接触处只允许作相对移动。由滑块与导槽组成的运动副。

3）螺旋副:两构件在接触处只允许作一定关系的转动与移动的复合运动。丝杠与螺母组成的

运动副。

（a）转动副（b）移动副（c）螺旋副

图6—1

2、高副:高副就是两构件之间作点或线接触的运动副。

二、自由度

—个作空间运动的构件具有六个独立的运动，即沿X、Y、Z轴的移动与绕X、Y、Z轴的

转动，构件的这种独立的运动称为构件的自由度。

一个作平面运动的自由构件，可以产生三个独立运动，即沿X、Y、Z轴的移动及绕A点（极

点）的转动，所以具有三个自由度。

当两个作平面运动的构件组成运动副之后，由于受到约束,相应的自由度也随之减少。转动副

约束了沿X、Y轴向移动的自由度,保留了一个转动的自由度。移动副约束了沿一轴方向的移动

与在平面内两个转动自由度，保留了沿另一轴方向移动的自由度。高副则只约束了沿接触处公法线

方向移动的自由度，保留了绕接触处的转动与沿接触处共切线方向移动的两个自由度。

所以在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度。

每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。

三、平面机构的运动简图

绘制平面机构运动简图的目的

绘制平面机构运动简图的目的在于:撇开与机构运动无关的外部形态，把握机构运动性质的内

在联系，揭示机构的运动规律与特性。

机构的相对运动只与运动副的数目、类型、相对位置及某些尺寸有关，而与构件的横截面尺寸、

组成构件的零件数目、运动副的具体结构无关•

用线条表示构件，用简单符号表示运动副的类型，按一定比例确定运动副的相对位置及与运动

有关的尺寸，这种简明表示机构各构件运动关系的图形称机构运动简图。

只表示机构的结构及运动情况，不严格按比例绘制的简图称为机构示意图。

章节较链四杆机构讲授曹班

TOPIC221中专0101

名称

教学

掌握钱链四杆机构的基本类型。掌握平面四杆机构曲柄存在的条件。

目的

教学

掌握较链四杆机构的基本类型。掌握平面四杆机构曲柄存在的条件。

重*点

学

点

难掌握平面四杆机构曲柄存在的条件。

辅助课外

手段作业

洲后

传

会

一

四杆机构的组成

钱链四杆机构就是由转动副联结起来封闭系统。

其中被固定的杆4被称为机架C

不直接与机架相连的杆2称之为连杆7^?

与机架相连的杆1与杆3称之为连架户V

凡就是能作整周回转的连架杆称之为曲柄，只能在小于360。•/\

的范围内作往复摆动的连架杆称之为摇杆。人心）7）?M

二.链四杆机构的类型

钱链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式不同，可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构与双摇

杆机构三种基本形式。

1）曲柄摇杆机构

若钱链四杆机构中的两个连架杆，一个就是曲柄而另一个就是摇杆，则该机构称为曲柄摇杆机构。

用来调整雷达天线俯仰角度的曲柄摇杆机构。

汽车前窗的刮雨器。当主动曲柄AB回转时，从动摇杆作往复摆动，利用摇杆的延长部分实现

刮雨动作。

2）双曲柄机构

如果较链四杆机构中的两个连架杆都能作360°整周回转，则这种机构称为双曲柄机构。

在双曲柄机构中，若两个曲柄的长度相等，机架与连架杆的长度相等(，这种双曲柄机构称为平

行双曲柄机构。

蒸汽机车轮联动机构，就是平行双曲柄机构的应用实例。平行双曲柄机构在双曲柄与机架共

线时,可能由于某些偶然因素的影响而使两个曲柄反向回转。机车车轮8

联动机构采用三个曲柄的目的就就是为了防止其反转。Xc

3)双摇杆机构/|

钱链四杆机构的两个连架杆都在小于360°的角度内作摆动，/I

这种机构称为双摇杆机构。/I

三、曲柄存在的条件/I

由上述以知，在钱链四杆机构中，能作整周回转的连架杆称为曲柄。/_____I

而曲柄就是否存在。则取决于机构中各杆的长度关系，即要使连架杆能切

作整周转动而成为曲柄，各杆长度必须满足一定的条件,这就就是所谓的曲柄存在的条件。

可将钱链四杆机构曲柄存在的条件概括为：

1.连架杆与机架中必有一个就是最短杆；

2.最短杆与最长杆长度之与必小于或等于其余两杆长度之与。

上述两条件必须同时满足，否则机构中无曲柄存在。根据曲柄条件，还可作如下推论：

(1)若钱链四杆机构中最短杆与最长杆长度之与必小于或等于其余两杆长度之与，则可能有以下

几种情况：

a.以最短杆的相邻杆作机架时，为曲柄摇杆机构；

b.以最短杆为机架时，为双曲柄机构；

c.以最短杆的相对杆为机架时，为双摇杆机构。

(2)若钱链四杆机构中最短杆与最长杆长度之与大于其余两杆长度之与,则不论以哪一杆为机

架，均为双摇杆机构。

四、钱链四杆机构的演化

1.曲柄滑块机构

在曲柄摇杆机构中，如果以一个移动副代替摇杆与机架间的转动副，则形成的机构称为曲柄滑

块机构。

它能把回转运动转换为往复直线运动，或作相反的转变。

图6—14

2.导杆机构

章节

TOPS较链四杆机构的工作特性嚣讲授北班

名

称1W中专0101

教学

掌握钱链四杆机构的工作特性

目的

教学

掌握钱链四杆机构的工作特性

重点

学

re难

点急回特性、死点

辅助课外

业

作

手段

课后

体会

一、急回特性与行程速比系数

曲柄摇杯机构中,当曲柄AB沿顺时针方向以等角速度⑦转过。1时，摇杆CD自

左极限位置C1D摆至右极位置C2D,设所需时间为tl,C点的明朗瞪为VI;而当曲柄

AB再继续转过62时，摇杆CD自C2D摆回至C1D,设所需的时间为t2,C点的平均速

度为V2。由于巾1>62,所以tl>t2,V2>VL由此说明:曲柄AB虽作等速转动，而

摇杆CD空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回

特性。

摇杆CD的两个极限位置间的夹角中称为

摇秆的最大摆角,主动曲柄在摇杆处于两个极

限位置时所夹的锐角0称为极位夹角。

在某些机械中（如牛头刨床、插床或惯性筛

等）,常利用机械的急回特性来缩短空回行程的

时间，以提高生产率。

行程速比系数K:从动件空回行程平均速

度V2与从动件工作行程平均速度VI的比值。

K值的大小反映了机构的急回特性,K值愈大,

回程速度愈快。

K=V2/VI

=(C2C1/⑵/(ClC2/tl)

=(180°十9)/(180°—0)

由上式可知,K与0有关，当0=0时,K=l,说明该机构无急回特性;当0>0时,K>

1,则机构具有急回特性。

二、死点

以摇杆作为主动件的曲柄摇杆机构。在从动曲

柄与连杆共线的两个位置时，出现了机构的传动角

Y=0,压力角a=90°的情况。此时连杆对从动曲

柄的作用力恰好通过其回转中心不能推动曲柄转

动,机构的这种位置称为死点。机构在死点位置时

由于偶然外力的影响，也可能使曲柄转向不定。

死点对于转动机构就是不利的，常利用惯性来通过

死点，也可采用机构错排的方法避开死点。

但死点也有可利用的一面，当工件被夹紧后,BCD成一直线，机构处于死点位置，即

使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱。

章节授课课1场中专0101

Topic1凸轮机构的应用与分类形式讲授时

名称

教学

了解凸轮机构的应用与分类

目的

教学

凸轮机构的功用，

重点

教学

凸轮机构的功用

难点

辅助

模型、挂图

手段

课后

体会

、凸轮机构的组成与应用

1、组成

凸轮机构就是由凸轮、从动件与机架三个部分所组成。

2、运动规律

凸轮机构可以将主动件凸轮的等速连续转动变换为从动件的往复直线运动

或绕某定点的摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律。

3、特点

优点就是:只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运

动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠。

缺点就是:凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨损。

因此,凸轮机构多用于传力不大的控制机构与调节机构

二、凸轮机构的分类

1、按凸轮的形状分

⑴盘形凸轮

也叫平板凸轮。这种凸轮就是一个径向尺寸变化的盘形构件,当凸轮1绕固定轴转

动时,可使从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动

(2)移动凸轮

当盘形凸轮的径向尺寸变得无穷大时，其转轴也将在无穷远处，这时凸轮将作直

线移动。通常称这种凸轮为移动凸轮。

(3)圆柱凸轮

凸轮为一圆柱体,它可以瞧成就是由移动凸轮卷曲而成的。曲线轮廓可以开在

圆柱体的端面也可以在圆柱面上开出曲线凹槽。

2、按从动件的形式分

⑴尖顶从动件

结构最简单,而且尖顶能与较复杂形状的凸轮轮廓相接触，从而能实现较复杂的

运动,但因尖顶极易磨损,故只适用于轻载、低速的凸轮机构与仪表中。

(2)滚子从动件

在从动件的一端装有一个可自由转动的滚子。由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩

擦,故磨损较小,改善了工作条件。因此,可用来传递较大的动力,应用也最广泛。

(3)平底从动件

从动件一端做成平底(即平面)，在凸轮轮廓与从动件底面之间易于形成油膜,故

润滑条件较好、磨损小。当不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终与平底垂直，传力

性能较好，传动效率较高,所以常用于高速凸轮机构中。但由于从动件为一平底,故不

适用于带有内凹轮廓的凸轮机构。

早.-A-,下-4+-授课课班

Topic2从动件的常用运动规律讲授2中专0101

名称形式时级

教学

了解从动件的常用运动规律

目的

教学

常用运动规律特点与应用

重点

次

学

占

难

小运动曲线的绘制

辅助课外

手段作业

课后

体会

一、基本概念

1、基圆：以凸轮轮廓最小半径r.所作的圆

2、推程:从动件经过轮廓AB段，从动件被推到最高位置

3、推程角:角5°,这个行程称为,82称为

4、回程:经过轮廓CD段,从动件由最高位置回到最低位置；

5、回程角:角82

6、远停程角:角3

7、近停程角:角63

二、凸轮与从动件的关系

凸轮的轮廓机构取决于从动件的运动规律，从动件的运动规律取决于工作要求。

三、从动件的运动规律

1.等速运动规律

当凸轮作等角速度旋转时，从动件上升或下降的速度为一常数,这种运动规律称

为等速运动规律。

(1)位移曲线(S—6曲线)

若从动件在整个升程中的总位移为h,凸轮上对应的升程角为6°,那么由运动学

可知,在等速运动中,从动件的位移S与时间t的关系为：

S=v,t

凸轮转角3与时间t的关系为：

6=3•t

则从动件的位移S与凸轮转角6之间的关系为:

co

v与3都就是常数,所以位移与转角成正比关系。因此,从动件作等速运动的位移

曲线就是一条向上的斜直线。

从动件在回程时的位移曲线则与下图相反，就是一条向下的斜直线。

(2)等速运动凸轮机构的工作特点

由于从动件在推程与回程中的速度不变,加速度为零,故运动平稳;但在运动开始

与终止时;从动件的速度从零突然增大到v或由v突然减为零,此时,理论上的加速度

为无穷大,从动件将产生很大的惯性力，使凸轮机构受到很大冲击,这种冲击称刚性冲

击。随着凸轮的不断转动,从动件对凸轮机构将产生连续的周期性冲击，引起强烈振动,

对凸轮机构的工作十分不利。因此,这种凸轮机构一般只适用于低速转动与从动件质

量不大的场合。

2.等加速、等减速运动规律

当凸轮作等角速度旋转时，从动件在升程(或回程)的前半程作等加速运动，后半

程作等减速运动。这种运动规律称为等加速等减速运动规律。

(1)位移曲线(S—6曲线)

由运动学可知，当物体作初速度为零的等加速度直线运动时，物体的位移方程：

12

s=—at

2

在凸轮机构中，凸轮按等角速度3旋转，凸

轮转角6与时间t之间的关系为

t=6/3

则从动件的位移S与凸轮转角5之间的关系

为：

式中a与3都就是常数,所以位移s与转角5

成二次函数的关系,所以,从动件作等加速等减速运动的位移曲线就是抛物线。因此,

从动件在推程与回程中的位移曲线就是由两段曲率方向相反的抛物线连成。

(2)等加速等减速运动凸轮机构的工作特点

从动件按等加速等减速规律运动时，速度由零逐渐增至最大,而后又逐步减小趋近

零，这样就避免了刚性冲击，改善了凸轮机构的工作平稳性。因此,这种凸轮机构适合在

中、低速条件下工作。

章节盘形凸轮轮廓曲线的设计震讲授工

TOPIC32"中专0101

名称级

教学根据工作要求已经选定从动件的运动规律，并已知凸轮的转向与基圆半径,就可以进行轮

目的廓曲线的设计

教学

反转法

重点

教学

反转法

难点

外

辅助课

业

作

手段

翔后

密

会

一

一、作图原理

反转法:在整个机构上加上一个反转的角速度，机构中的各件的相对运动不变，凸轮

不动，从动件一方面绕圆心作-3,另一方面在自己的导路中按预定的规律运动。

尖顶的轨迹就就是凸轮的轮廓。

二、作图

1、尖顶对心移动从动件盘形凸轮

(1)、选取适当比例尺作位移线图与基圆

(2)、作位移线图与基圆取分点保持等分角度一致

(3)、沿导路方向量取各点的位移量

(4)、光滑连接各点，形成轮廓曲线

对心稔动从劫件席形凸轮轮廓的

2、滚子移动从动件盘形凸轮

(1)、同前

(2)、在已画出的理论轮廓曲线上选一系列点为圆心，以滚子半径为半径作若干

个滚子圆，此圆族的内包络线即为所求的凸轮轮廓曲线。它就是实际与滚子

接触的凸轮轮廓,所以称为凸轮的实际轮廓。

班

课

早P授课

级

螺纹概述讲授时2中专0101

名称TOPIC1形式

教学

了解螺纹的应用与分类、代号

目的

教学

了解螺纹的应用与分类、代号

重点

熏

学

难

点了解螺纹分类、代号

辅助课外

模型

手段作业

后

会

螺纹联接:利用螺纹零件将两个或两个以上的零件相对固定起来的联接。

利用螺纹零件将回转运动变为直线运动,从而传递运动或动力的装置,称为螺旋传动。

一、螺纹的形成

二、螺纹的

1、线;cI

在圆柱

单线螺

也可沿B

纹与三线螺

单线螺

<。>w双奴*坟<c>

传动。

2、按螺旋线绕行方向

按螺旋线绕行方向的不同，又有右旋螺纹与左旋螺纹之分。

通常采用右旋螺纹，左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。

3、位置分

螺纹有外螺纹与内螺纹之分。在圆柱体外表面上形成的螺纹,称为外螺纹,在圆孔的表面上形

成的螺纹,称为内螺纹。

普通螺纹又有粗牙与细牙两种。公称直径相同时,细牙螺纹的螺距小,升角小，自锁性好,螺杆

强度较高，适用于受冲击、振动与变载荷的联接以及薄壁零件的联接。细牙螺纹比粗牙螺纹的耐

磨性差,不宜经常拆卸,故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。

三、螺纹的主要参数

螺纹的主要参数：

(1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。对外螺纹就是牙顶圆柱直径(d),对内螺纹就是牙底圆

柱直径(D)。标准规定大径为螺纹的公称直径。

(2)小径(小、D.)一一螺纹的最小直径。对外螺纹就是牙底圆柱直径(d),对内螺纹就是牙顶圆

柱直径(0)。

(3)中径(d?、1)2)一一处于大径与小径之间的一个假想圆柱直径，该圆柱的母线位于牙型上凸

起(牙)与沟槽(牙间)宽度相等处•此假想圆柱称为中径圆柱。

(4)螺距(P)一—在中径线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

(5)导程(S)——同一螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。对单线螺

纹,S=P;对于线数为n的多线螺纹,S=np。

(6)牙形角(a)一—在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。

(7)升角(人)一一在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。

四、螺纹代号与标记

1.普通螺纹

螺纹的标记由螺纹代号、螺纹公差代号与螺纹旋合长度代号组成。

例M24X1、5左一5g6g—L

其中M24——代表公称直径为24mm的螺纹

1.5一一表示螺纹的螺距为1、5mm

左一一代表螺纹为左旋螺纹

5g-----螺纹中径公差代号

6g一—螺纹顶径公差代号

L——代表螺纹旋合长度

注:(1)粗牙普通螺纹不标螺距

(2)中径与顶径公差代号相同只须标一个。

(3)右旋螺纹旋向不标

(4)中等旋合长度时可不标代号。短旋合长度时标S,长旋合长度时标L,特殊时也可标

出旋合长度数值，

2.管螺纹

非螺纹密封用的管螺纹由螺纹特征代号(G)、尺寸代号与公差等级代号(A、B)组成。

例:G11/2A表示公称直径为11/2英寸公差等级为A级外螺纹。

Gl1/2表示公称直径为11/2英寸的内螺纹

注:(1)内螺纹不标公差等级代号。

(2)左旋螺纹可附加代号LH。例Gl1/2—LH。

(3)管螺纹的公称直径指管子的内径。

授课课班

章节TOPIC2螺纹联接的基本类型与螺

形式讲授时2级中专0101

名称纹联接件

教学

了解螺纹联接的基本类型

目的

教学

螺纹联接的基本类型

重点

教学

难点螺纹联接的基本类型

辅助模型溜

手段

后

会

一、螺纹联接件

螺纹联接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈、防松零件等，它们

多为标准件，其结构、尺寸在国家标准中都有规定。它们的公称尺寸均为螺纹大径d,

设计时应根据标准选用。

1.螺栓(bolt)

螺栓的一部分为制有螺纹的螺杆,另一部分为螺栓头。螺栓头部形状很多,如六角

头、方头、圆柱头与T形头等，应用最多的就是六角头。

2.双头螺栓(doubleendstud)

3.螺钉(screw)

4.紧定螺钉(setscrew)

5.螺母(nut)

6.垫片(washer)

二、螺纹联接的基本类型

螺纹联接的基本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。

1.螺栓联接

螺栓联接就是将螺栓穿过被联接件的孔,然后拧紧螺母，将被联接件联接起来。螺

栓联接分为普通螺栓联接与配合螺栓联接。前者螺栓杆与孔壁之间留有间隙,后者螺

栓杆与孔壁之间没有间隙，常采用基孔制过渡配合。

螺栓联接无须在被联接件上切制螺纹孔,所以结构简单，装拆方便，应用广泛。这种

联接通用于被联接件不太厚并能从被联接件两边进行装配的场合。

2.双头螺柱联接

双头螺柱联接就是将双头螺柱的一端旋紧在被联接件之一的螺纹孔中，另一端则

穿过其余被联接件的通孔,然后拧紧螺母，将被联接件联接起来。这种联接通用于被联

接件之一太厚，不能采用螺栓联接或希望联接结构较紧凑，且需经常装拆的场合。

3.螺钉联接

螺钉联接就是将螺钉穿过一被联接件的通孔,然后旋入另一被联接件的螺纹孔中。这种联接

不用螺母,有光整的外露表面。它适用于被联接件之一太厚且不经常装拆的场合。

4.紧定螺钉联接

紧定螺钉联接就是将紧定螺钉旋入被联接件之一的螺纹孔中，并以其末端顶住另

一被联接件的表面或顶入相应的凹坑中，以固定两个零件的相互位置。这种联接多用

于轴与轴上零件的联接，并可传递不大的载荷。

课

章节授课班

螺纹传动类型与应用讲授时1+1中专0101

名称TOPIC4形式级

教学了解螺纹传动特点与应用。能熟练运用左、右手法则判上所运动方向。

目的掌握螺纹传动移动距离的计算。

教学

能熟练运用左、右手法则判断运动方向。

重点

教学能熟练运用左、右手法则判断运动方向。

难点掌握螺纹传动移动距离的计算。

外

辅助课

业

模型作

手段

洲后

传会

一一

一、概述

螺纹传动就是用内、外螺纹组成的螺旋副来传递运动与动力的传动装置。螺旋传

动主要用来把主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动。

螺纹传动特点:结构简单，传动连续、平稳、承载能力大、传动精度高。但在传动

中磨损较大效率低。

大程板

二、普通螺旋传动

1.普通螺旋传动:指由螺杆与螺母组成的简单______

螺旋副。闻

裳.

2.运动方向的判定

螺杆、螺母的运动方向可根据左右手螺旋法则来判定:

左旋螺杆（螺母）伸左手，右旋螺杆（螺母）伸右手。半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）

的旋转方向，大母指的指向，即为螺杆（螺母）的移动方向。

若当螺杆（螺母）原地旋转,螺母（螺杆）移动时，螺母（螺杆）移

动方向与大拇指指向相反。

3.移动距离

L=n,S（mm/min）

三、其它螺旋传动

1.差动螺旋传动

差动螺旋传动就是指活动螺母与螺杆产生差动的螺旋传动机

构。差动螺旋传动机构可以产生极小的位移，而其螺纹的导程并不

需要很小,加工比较容易.所以差动螺旋机构常用于测微器,计算

机,分度机，以及许多精密切削机床仪器与工具中。

2.滚动螺旋传动

为了提高螺旋传动的效率，螺纹面之间采用滚动摩擦代替滑

动摩擦,这种技术就就是滚动螺旋传动。

滚珠螺旋传动,传动效率高，传动时运动平稳,动作灵敏。但结构复杂,制造技术要

求高,外形尺寸较大，成本高。目前主要应用在精密传动的数控机床上，以及自动控制

装置、升降机构与精密测量仪器中。

章节

带传动概述震讲授1班

名

称TOPIC1

1级中专°101

教学1、熟悉带传动的特点及类型。

目的2、掌握三角带的构造、标准。

教学

带传动的特点、

重点

班

学

难

点带传动的特点、

辅助课外

手段作业

课后

体会

带传动就是由主动轮,从动轮与传动带所组成,靠带与带轮间的摩擦力来传递运动与动力。

一、带传动的特点与类型

1.带传动的特点

与其它传动形式相比较,带传动具有以下特

点•

（1）由于传动带具有良好的弹性，所以能缓

与冲击、吸收振动，传动平稳,无噪声。但因带传

动存在滑动现象，所以不能保证恒定的传动比。

（2）传动带与带轮就是通过摩擦力传递运动

与动力的。因此过载时，传动带在轮缘上会打滑,

从而可以避免其它零件的损坏，起到安全保护的作用。但传动效率较低，带的使用寿命短;轴、轴

承承受的压力较大。

(3)适宜用在两轴中心距较大的场合，但外廓尺寸较大。

⑷结构简单,制造、安装、维护方便，成本低。但不适用于高温、有易燃易爆物质的场合。

2.带传动的类型

带传动可分为平型带传动、三角带传动、圆形带传动与同步带传动等。

(1)平型带传动

(a)平型带传动(b)三角带传动(c)圆形带传动(d)同步带传动

平型带(flatbelt)的横截面为矩形，已标准化。常用的有橡胶帆布带、皮革带、棉布带与化

纤带等。

平型带传动主要用于两带轮轴线平行的传动，其中有开口式传动(openbeltdrive)与交叉

式传动(crossedbeltdrive)等。开口式传动，两带轮转向相同，应用较多；交叉式传动,两带轮

转向相反，传动带容易磨损。

(2)三角带传动

三角带(V—belt)的横截面为梯形，已标准化。三角带传动就是把三角带紧套在带轮上的梯形

槽内，使三角带的两侧面与带轮槽的两侧面压紧,从而产生摩擦力来传递运动与动力。

在相同条件下三角带传动比平型带传动的摩擦力大，由于楔形摩擦原理,三角带的传动能力

为平带的3倍。故三角带传动能传递较大的载荷,获得了广泛的应用。

(3)圆形带传动

圆形带常用皮革制成,也有圆绳带与圆锦纶带等,它们的横截面均为圆形。圆形带传动只适用

于低速、轻载的机械，如缝纫机、真空吸尘器、磁带盘的传动机构等。

(4)同步带传动

同步带(synchronusbolt)传动就是靠带内测的齿与带轮的齿相啮合来传递运动与动力的。

由于钢丝绳受载荷作用时变形极小,又就是啮合传动,所以同步带传动的传动比较准确。

二、三角胶带的构造与标准

1.三角胶带的构造

三角胶带都制成无接头的环形。

它由包布层、伸张层、强力层与压缩层四个部分组成。包布层多由胶帆布制成，它就是三角

带的保护层。伸张层与压缩层主要由橡胶组成，当胶带在带轮上弯曲时可分别伸张与压缩。强力

层由几层棉帘布或一层线绳制成，用来承受基本的拉力。

2.三角胶带的标准

三角胶带就是标准件，由专业工厂生产。按截面尺寸的大小,三角胶带分为0、A、B、C、D、

E、F七种型号。线绳结构的三角胶带目前只生产0、A、B、C四种型号。

三角带的内周长度称公称长度。三角带中性层的长度称节线长度。

例如“B2400”表示三角带型号为B型，内周长2400mm。

章节授课课班

TOPIC2带传动的工作原理讲授时2中专0101

名称形式级

教学1、了解带传动的受力分析方法,熟悉带传动的应力分布勺规律。

目的2、理解弹性滑动、打滑的概念及区别。

教学1、了解带传动的受力分析方法，熟悉带传动的应力分布规律。

重点2、理解弹性滑动、打滑的概念及区别。

常

学

难

点理解弹性滑动、打滑的概念及区别。

外

辅助课

业

作

手段

课后

体会

一、带传动的受力分析

1、静止时

带预紧套在带轮上,带轮两边的张紧力相等,为初拉力(%)。

2、带负载传动时

带与带轮接触面间有摩擦力，带绕上主动轮的一边被拉紧(紧边)，拉力由F。增大到另一边

(松边)拉力由F。降至Fz。

有效拉力：紧边与松边拉力的差值(F「F2)为带传动中起传递转矩作用的拉力。又称有效圆周

力F,。

Ft=F|-F2-SFr

实际上有效圆周力等于带与带轮之间的摩擦力总与XR«

假定带工作时总长度不变，则FLF°=FO-FZ

所以F,+F2=2FO

则紧边拉力Fi=Fo+Ft/2X

松边拉力F2=FO-F,/2J

3、临界状态时

在预紧力F。一定时，传递的有效拉力F,等于极限摩擦力F.时。带将打滑。

带能传递的最大圆周力为Fg=H(lT/eW)

二、带传动的应力分析

传动带工作时产生三种应力：

1、拉应力

工作时由紧边拉力自与松边拉力阵引起的应力。

oi=Fi/A(MPa)

。2=FZ/A(MPa)

2、弯曲应力

传动带弯曲时产生的应力。

3、离心拉应力

传动带绕带轮作圆周运动时带上每一质点都不可避免地受离心力作用而产生离心拉应力

各截面处应力就是不相等的,传动带紧边绕入小带轮处应力最大

O,„ax=。1+obi+。c(MPa)

三、滑动分析

1、弹性滑动

传动带具有一定的弹性,受到拉力后要产生弹性伸长,拉力大伸长量也大。传动带工作时，紧

边拉力R比松边拉力也大,所以紧边比松边的弹性变形量大。

当传动带绕入主动带轮时,轮上的A点与带上的B点重合，线速度相等。随着主动带轮的转动，

带上B点的拉力由F,减少到F”带的伸长量也相应地减少。这样轮上的A点到了A,点时,带上的B

点才到Bi点,，Bi点滞后于Ai点。由此可见,传动带随主动带轮运动的过程中，由向后的微小滑动，

使带的线速v落后于主动轮的线速度％。传动带绕入从动轮时,带上的C点与轮上的D点重合。

传动带就是由松边过渡到紧边的,所以带所受的拉力&增大到F,,带的变形量也逐渐增加。带上的

C点已到C点时,轮上的D点才到D)点,以点滞后于G点。

可见传动带在从动轮表面有向前的微小滑动，使传动带的速度V大于从动轮的线速度V2,

由传动带的弹性变形而引起的滑动称为弹性滑动。弹性滑动在带传动中就是不可避免的。因

此带传动不能保证有准确的传动比。

2、打滑

当传动所需要的圆周力大于极限摩擦力时，传动带将在带轮轮缘上产生显著的相对滑动，这

种现象称为打滑。打滑时，传动带的速度迅速下降,使传动失效。带传动正常工作时就是不允许打

滑的。

章节授课课班

TOPIC3三角带传动设计讲授时2中专0101

名称形式级

教学

知道带传动的失效形式及设计准则,，会设计三角带传动。

目的

教学

重点

教学

熟悉三角带传动的设计步骤

难点

外

辅助课

业

作

手段

课后

体会

一、带传动的失效形式与设计准则

带传动的主要失效形式:打滑，疲劳破坏。

带传动设计准则：既要保证传动带具有足够的传动能力，不打滑；又要保证传动带具有足够

的疲劳强度,达到预期使用寿命。

二、三角带传动设计的原始数据与主要内容

1、三角带传动的原始数据一般为：

(1)传递的功率P(KW)；

(2)大、小带轮的转速m、m(r/min)或传动比；

(3)传动对外廓尺寸的要求；

(4)传动的用途与工作条件。

2、三角带传动主要内容：

(1)确定三角带的型号,根数与长度；

（2）选定传动的中心距；

（3）带轮基准直径及结构尺寸；

（4）计算初拉力与带对轴的压力。

三、三角带传动的设计步骤

1、确定计算功率Pc

计算功率Pc就是根据所传递的名义功率P及三角带传动的工作情况确定的.

Pc=KAP

表9—2工作情况系数KA

原动机

I11

工作机天工作时P

10〜10〜>

W10>16W10

161616

载荷液体搅拌机、离心式水泵、离心式压缩机、

1、01、11、21、11、21、3

平稳轻型输送机、鼓风机与通风机（W7、5KW）

带式输送机、鼓风机（＞7、5KW）、发电机、

载荷

旋转式水泵、机床、剪床、振动筛、压力1、11、21、31、21、31、4

变动小

机

螺旋式输送机、斗式提升机、往复式水泵、

载荷变

压缩机、锻锤、粉碎机、锯木机、纺织机、1、21、31、41、41、51、6

动较大

饲料压粒机、与木工机械

载荷变碎矿机（旋转式、颗式）、球磨机、棒磨机、

1、31、41、51、51、61、8

动很大起重机、挖掘机、脱粒滚筒、橡胶辐压机

表9-3三角带轮最小直径

型号0ABcDEF

dmin71(63)100(90)140(125)200315500800

1、选择三角带型号

根据计算功率Pc与小带轮转速m,由图9-8选取三角带的型号。（若Pc、V的交点落在交线

附近,可同时用两种型号作为两个方案计算,然后比较,选取。）

1000

BOO

600

500

400

300

250

200

100

0.812345678910203040608010020030(1400600800

Pc<kWJ

图9-8三角带型号选择线

3、确定大、小带轮的直径di,dz

(1)初选小带轮的直径

当三角带的型号确定后，小带轮直径愈小,结构愈紧凑，三角带的弯曲应力。b1则愈大，三角

带寿命降低,@愈小，圆周速度愈小，单根三角带传递的功率Po也愈小，故对最小直径加以限

制，小皿见表9-3o

表9-4三角带轮直径系列(mm)

型号0ABCDEF

用优用可用优用可用优用可用优用可用优用可用优用可用优用可

先以先以先以先以先以先以先以

选选选选选选选选选选选选选选

63679095140125200212355375500530710750

7175100106160132224236400425560600800900

带

TIJ

809011211818015025026545047563067010001250

10011212513220017028030050056071090011201500

轮125140140150250224315355630630800112014001800

1601501602243152804003758007101000140016002240

直2001801802804003005004501000750125015002000

2242003005003556305601120900160018002500

径250250355630375800600140010602000190()

31545080045010007101600125025002240

系4005601000560125075020001500

50071060016009001800

6307101120

夕IJ

7501400

900

(2)校核带的速度V

带速:V=Jidm/60X1000(m/s)

V愈小,单根三角带传递功率Po的能力愈小，传递功率P时,所需带的根数愈多。但V过高，使

离心力过大，带与带轮间的正压力降低，从而使摩擦力减小。故带速在5m/s〜25m/s较合适，否则

要调整带轮的直径，以调整带速。

(3)计算大带轮的直径

d2=(ni/哀)di=idi(mm)

计算后得小值按表9-4圆整。

4、确定带传动的中心距a与带的基准长度L

1)初定中心距a。,

中心距过小，结构紧凑,单位时间绕带轮次数增加,应力循环次数增加，寿命下降，小带轮包角

a।也会减小，降低传动能力、中心距过大,速度大时,会产生颤动,传动尺寸也增大、

一般取值：0、7(4+d2)Wa°W2(di+d2)

若设计时未提中心距要求,可估算:团=(1〜1、5)d2

(2)初算带的基准长度L„

Lo=2a(»+n(di-i-d2)/2+(d^-dj)2/4&o(min)

根据L,与三角带型号，由表9-1选取相应的L.。

(3)确定实际中心距a

近似计算：a=ao+(LP-L))/2(mm)

考虑调整,补偿的需要,中心距的变化范围：

ami„=a-0、015Ld(mm)

a»lax=a+0、03Ld(mm)

(4)校核小带轮包角a।

小带轮包角近似计算：

a,=180°-(d2-di)X57、3°/a2120°

由上式可见，5与i有关，i愈大,d2-di的差值愈大，则a1愈小、故三角带的传动比一般取i〈7,

必要时可达10。一般i=2〜5。也可用增大中心距a的方法增大a।。

5、确定三角带根数Z

Z=Pc/(Po+APo)K«K1