中职-机械基础(机电专业)AR版 案例库-案例1-案例18(素材)

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中职-机械基础(机电专业)AR版 案例库-案例1-案例18(素材)

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零件使用处理
1.零件去除氧化皮。
2.零件加工表面上,不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。
3.去除毛刺飞边。
4.经调质处理,HRC50~55。
5.零件进行高频淬火,350~370℃回火,HRC40~45。
6.渗碳深度0.3mm。
7.进行高温时效处理。
8.未注形状公差应符合GB1184-80的要求。
9.未注长度尺寸允许偏差±0.5mm。
10.铸件公差带对称于毛坯铸件基本尺寸配置。
11.未注圆角半径R5。
12.未注倒角均为2×45°。
13.锐角倒钝。
14.各密封件装配前必须浸透油。
15.装配滚动轴承允许采用机油加热进行热装,油的温度不得超过100℃。
20.齿轮装配后,齿面的接触斑点和侧隙应符合GB10095和GB11365的规定。
21.装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶,但应防止进入系统中。
22.进入装配的零件及部件(包括外购件、外协件),均必须具有检验部门的合格证方能进行装配。
23.零件在装配前必须清理和清洗干净,不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。
24.装配前应对零、部件的主要配合尺寸,特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。
25.装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。
26.螺钉、螺栓和螺母紧固时,严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。
27.规定拧紧力矩要求的紧固件,必须采用力矩扳手,并按规定的拧紧力矩紧固。
28.同一零件用多件螺钉(螺栓)紧固时,各螺钉(螺栓)需交叉、对称、逐步、均匀拧紧。
29.圆锥销装配时应与孔应进行涂色检查,其接触率不应小于配合长度的60%,并应均匀分布。
30.平键与轴上键槽两侧面应均匀接触,其配合面不得有间隙。
31.花键装配同时接触的齿面数不少于2/3,接触率在键齿的长度和高度方向不得低于50%。
32.滑动配合的平键(或花键)装配后,相配件移动自如,不得有松紧不均现象。
33.粘接后应清除流出的多余粘接剂。
34.轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔不准有卡住现象。
35.轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔应接触良好,用涂色检查时,与轴承座在对称于中心线120°、与轴承盖在对称于中心线90°的范围内应均匀接触。在上述范围内用塞尺检查时,0.03mm的塞尺不得塞入外圈宽度的1/3。
36.轴承外圈装配后与定位端轴承盖端面应接触均匀。
37.滚动轴承装好后用手转动应灵活、平稳。
38.上下轴瓦的结合面要紧密贴和,用0.05mm塞尺检查不入。
39.用定位销固定轴瓦时,应在保证瓦口面和端面与相关轴承孔的开合面和端面包持平齐状态下钻铰、配销。销打入后不得松动。
40.球面轴承的轴承体与轴承座应均匀接触,用涂色法检查,其接触不应小于70%。
41.合金轴承衬表面成黄色时不准使用,在规定的接触角内不准有离核现象,在接触角外的离核面积不得大于非接触区总面积的10%。
42.齿轮(蜗轮)基准端面与轴肩(或定位套端面)应贴合,用0.05mm塞尺检查不入。并应保证齿轮基准端面与轴线的垂直度要求。
43.齿轮箱与盖的结合面应接触良好。
44.组装前严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物。保证密封件装入时不被擦伤。
45.铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷(如欠铸、机械损伤等)。
46.铸件应清理干净,不得有毛刺、飞边,非加工表明上的浇冒口应清理与铸件表面齐平。
47.铸件非加工表面上的铸字和标志应清晰可辨,位置和字体应符合图样要求。
48.铸件非加工表面的粗糙度,砂型铸造R,不大于50μm。
49.铸件应清除浇冒口、飞刺等。非加工表面上的浇冒口残留量要铲平、磨光,达到表面质量要求。
50.铸件上的型砂、芯砂和芯骨应清除干净。
51.铸件有倾斜的部位、其尺寸公差带应沿倾斜面对称配置。
52.铸件上的型砂、芯砂、芯骨、多肉、粘沙等应铲磨平整,清理干净。
53.对错型、凸台铸偏等应予以修正,达到圆滑过渡,一保证外观质量。
54.铸件非加工表面的皱褶,深度小于2mm,间距应大于100mm。
55.机器产品铸件的非加工表面均需喷丸处理或滚筒处理,达到清洁度Sa2 1/2级的要求。
56.铸件必须进行水韧处理。
57.铸件表面应平整,浇口、毛刺、粘砂等应清除干净。
58.铸件不允许存在有损于使用的冷隔、裂纹、孔洞等铸造缺陷。
59.所有需要进行涂装的钢铁制件表面在涂漆前,必须将铁锈、氧化皮、油脂、灰尘、泥土、盐和污物等除去。
60.除锈前,先用有机溶剂、碱液、乳化剂、蒸汽等除去钢铁制件表面的油脂、污垢。
61.经喷丸或手工除锈的待涂表面与涂底漆的时间间隔不得多于6h。
62.铆接件相互接触的表面,在连接前必须涂厚度为30~40μm防锈漆。搭接边缘应用油漆、腻子或粘接剂封闭。由于加工或焊接损坏的底漆,要重新涂装。
63.装配前所有的管子应去除管端飞边、毛刺并倒角。用压缩空气或其他方法清楚管子内壁附着的杂物和浮锈。
64.装配前,所有钢管(包括预制成型管路)都要进行脱脂、酸洗、中和、水洗及防锈处理。
65.装配时,对管夹、支座、法兰及接头等用螺纹连接固定的部位要拧紧,防止松动。
66.预制完成的管子焊接部位都要进行耐压试验。
67.配管接替或转运时,必须将管路分离口用胶布或塑料管堵封口,防止任何杂物进入,并拴标签。
68.补焊前必须将缺陷彻底清除,坡口面应修的平整圆滑,不得有尖角存在。
69.根据铸钢件缺陷情况,对补焊区缺陷可采用铲挖、磨削,炭弧气刨、气割或机械加工等方法清除。
70.补焊区及坡口周围20mm以内的粘砂、油、水、锈等脏物必须彻底清理。
71.在补焊的全过程中,铸钢件预热区的温度不得低于350°C。
72.在条件允许的情况下,尽可能在水平位置施焊。
73.补焊时,焊条不应做过大的横向摆动。
74.铸钢件表面堆焊接时,焊道间的重叠量不得小于焊道宽度的1/3。
75.每个钢锭的水口、冒口应有足够的切除量,一以保证锻件无缩孔和严重的偏折。
76.锻件应在有足够能力的锻压机上锻造成形,以保证锻件内部充分锻透。
77.锻件不允许有肉眼可见的裂纹、折叠和其他影响使用的外观缺陷。局部缺陷可以清除,但清理深度不得超过加工余量的75%,锻件非加工表面上的缺陷应清理干净并圆滑过渡。
78.锻件不允许存在白点、内部裂纹和残余缩孔。
81.精加工后的零件摆放时不得直接放在地面上,应采取必要的支撑、保护措施。加工面不允许有锈蛀和影响性能、寿命或外观的磕碰、划伤等缺陷。
82.滚压精加工的表面,滚压后不得有脱皮现象。
83.最终工序热处理后的零件,表面不应有氧化皮。经过精加工的配合面、齿面不应有退火
84.加工的螺纹表面不允许有黑皮、磕碰、乱扣和毛刺等缺陷。
85、发蓝、变色的现象。
技 术 要 求(冲压件)
1.锐边去毛刺,冲压切口粗糙度6.3.
2.冲件表面氧化处理:H.Y.或(表面镀锌钝彩.Zn8.DC.).
3.未注公差尺寸的极限偏差按GB/T 1804-92 m级.
技 术 要 求(铸件)
1.铸件不得有气孔、夹渣、裂纹等缺陷.
2.未注明铸造斜度为1~2.5%%d.
3.铸造公差按GB6414-86 CT6.
4.未注明铸造圆角为R1~R2.5.
5.未注公差尺寸的极限偏差按GB/T 1804-92 m级.
6.未注形位公差按GB/T1184-96 H级.
7.去毛刺,未注倒角0.5x45%%D.
技 术 要 求(锻件)
1.未注锻造圆角半径为R1~R2.
2.未注锻造斜度为1~1.5%%D,锻造公差为IT15级.
3.锻件组织应致密,不得有折叠、裂纹等缺陷,并去飞边.
4.去锐边毛刺,直角处倒钝.
5.未注公差尺寸的极限偏差按GB/T 1804-92 m级.
6.未注形位公差按GB/T1184-96 H级.
技 术 要 求(活塞件)
1.未注公差尺寸的极限偏差按GB/T 1804-92 m级.
2.未注形位公差按GB/T1184-96 H级.
3.去毛刺,未注倒角0.5x45%%D.
4.表面磷化处理.
技 术 要 求(橡胶件)
1.零件表面应光洁.(模具表面粗糙度应在Ra0.4以上)
且不允许有气泡.杂技级凸凹等缺陷.
2.合模缝不允许错位,合模飞边的凸起级厚度不得大于0.02mm.
3.邵氏A型硬度65%%P5.
4.去净飞边.
技 术 要 求(塑料件)
1.成形前材料应预热干燥.
2.成形后制件应光整不得有扭曲变形现象.
3.未注圆角为R0.5.
4.外表面应光滑,其粗糙度不大于Ra0.4.
且不得有划伤,刻痕等缺陷.
5.未注尺寸公差按GB/T 1804-92 m级.
技 术 要 求(弹簧件)
1.旋向:左旋.
2.总圈数:no=12
3.工作圈数:no=10
4.钢丝硬度:HRC42~48.
5.表面氧化处理:H.Y.(俗称发黑)
6.单端并紧磨平.
归纳一下,大约有以下方面的基本技术要求,以供参考(具体数值,具体条款由设计者根据实际情况定):
1.一般技术要求:
零件去除氧化皮。
零件加工表面上,不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。
去除毛刺飞边。
.......
归纳的很好,我在设计图纸时常用的还有这些,如在
第5,如果是整机安装后的技术要求还应该增加:整机的的性能指标,最后的喷漆要求。
第6,铸件方面的通常还要有:1、未注铸造圆角,未注拔模斜度,未注壁厚.2、时效处理。对于铸造机座还有有加工后涂防锈底漆
技术要求一般包括几个方面
1)图纸上的一些通用要求,如未注园角,未注公差等
2)零部件制造过程中的一些要求,例如,试验检验要求,探伤要求,封口要求清洁度要求等等。
3)部件装配的要求以及主要的装配数据
4)图中无法用图形符号表达出来的其它信息。
归纳一下,大约有以下方面的基本技术要求,以供参考(具体数值,具体条款由设计者根据实际情况定):
1.一般技术要求:
零件去除氧化皮。
零件加工表面上,不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。
去除毛刺飞边。
2.热处理要求:
经调质处理,HRC50~55。
零件进行高频淬火,350~370℃回火,HRC40~45。
渗碳深度0.3mm。
进行高温时效处理。
3.公差要求:
未注形状公差应符合GB1184-80的要求。
未注长度尺寸允许偏差±0.5mm。
铸件公差带对称于毛坯铸件基本尺寸配置。
4.零件棱角:
未注圆角半径R5。
未注倒角均为2×45°。
锐角倒钝。
5.装配要求:
各密封件装配前必须浸透油。
装配滚动轴承允许采用机油加热进行热装,油的温度不得超过100℃。
齿轮箱装配后应设计和工艺规定进行空载试验。试验时不应有冲击、噪声,温升和渗漏不得超过有关标准规定。
齿轮装配后,齿面的接触斑点和侧隙应符合GB10095和GB11365的规定。
装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶,但应防止进入系统中。
进入装配的零件及部件(包括外购件、外协件),均必须具有检验部门的合格证方能进行装配。
零件在装配前必须清理和清洗干净,不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。
装配前应对零、部件的主要配合尺寸,特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。
螺钉、螺栓和螺母紧固时,严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。
规定拧紧力矩要求的紧固件,必须采用力矩扳手,并按规定的拧紧力矩紧固。
同一零件用多件螺钉(螺栓)紧固时,各螺钉(螺栓)需交叉、对称、逐步、均匀拧紧。
圆锥销装配时应与孔应进行涂色检查,其接触率不应小于配合长度的60%,并应均匀分布。
平键与轴上键槽两侧面应均匀接触,其配合面不得有间隙。
花键装配同时接触的齿面数不少于2/3,接触率在键齿的长度和高度方向不得低于50%。
滑动配合的平键(或花键)装配后,相配件移动自如,不得有松紧不均现象。
粘接后应清除流出的多余粘接剂。
轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔不准有卡住现象。
轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔应接触良好,用涂色检查时,与轴承座在对称于中心线120°、与轴承盖在对称于中心线90°的范围内应均匀接触。在上述范围内用塞尺检查时,0.03mm的塞尺不得塞入外圈宽度的1/3。
轴承外圈装配后与定位端轴承盖端面应接触均匀。
滚动轴承装好后用手转动应灵活、平稳。
上下轴瓦的结合面要紧密贴和,用0.05mm塞尺检查不入。
用定位销固定轴瓦时,应在保证瓦口面和端面与相关轴承孔的开合面和端面包持平齐状态下钻铰、配销。销打入后不得松动。
球面轴承的轴承体与轴承座应均匀接触,用涂色法检查,其接触不应小于70%。
合金轴承衬表面成黄色时不准使用,在规定的接触角内不准有离核现象,在接触角外的离核面积不得大于非接触区总面积的10%。
齿轮(蜗轮)基准端面与轴肩(或定位套端面)应贴合,用0.05mm塞尺检查不入。并应保证齿轮基准端面与轴线的垂直度要求。
齿轮箱与盖的结合面应接触良好。
组装前严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物。保证密封件装入时不被擦伤。
6.铸件要求:
铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷(如欠铸、机械损伤等)。
铸件应清理干净,不得有毛刺、飞边,非加工表明上的浇冒口应清理与铸件表面齐平。
铸件非加工表面上的铸字和标志应清晰可辨,位置和字体应符合图样要求。
铸件非加工表面的粗糙度,砂型铸造R,不大于50μm。
铸件应清除浇冒口、飞刺等。非加工表面上的浇冒口残留量要铲平、磨光,达到表面质量要求。
铸件上的型砂、芯砂和芯骨应清除干净。
铸件有倾斜的部位、其尺寸公差带应沿倾斜面对称配置。
铸件上的型砂、芯砂、芯骨、多肉、粘沙等应铲磨平整,清理干净。
对错型、凸台铸偏等应予以修正,达到圆滑过渡,一保证外观质量。
铸件非加工表面的皱褶,深度小于2mm,间距应大于100mm。
机器产品铸件的非加工表面均需喷丸处理或滚筒处理,达到清洁度Sa2 1/2级的要求。
铸件必须进行水韧处理。
铸件表面应平整,浇口、毛刺、粘砂等应清除干净。
铸件不允许存在有损于使用的冷隔、裂纹、孔洞等铸造缺陷。
7.涂装要求:
所有需要进行涂装的钢铁制件表面在涂漆前,必须将铁锈、氧化皮、油脂、灰尘、泥土、盐和污物等除去。
除锈前,先用有机溶剂、碱液、乳化剂、蒸汽等除去钢铁制件表面的油脂、污垢。
经喷丸或手工除锈的待涂表面与涂底漆的时间间隔不得多于6h。
铆接件相互接触的表面,在连接前必须涂厚度为30~40μm防锈漆。搭接边缘应用油漆、腻子或粘接剂封闭。由于加工或焊接损坏的底漆,要重新涂装。
8.配管要求:
装配前所有的管子应去除管端飞边、毛刺并倒角。用压缩空气或其他方法清楚管子内壁附着的杂物和浮锈。
装配前,所有钢管(包括预制成型管路)都要进行脱脂、酸洗、中和、水洗及防锈处理。
装配时,对管夹、支座、法兰及接头等用螺纹连接固定的部位要拧紧,防止松动。
预制完成的管子焊接部位都要进行耐压试验。
配管接替或转运时,必须将管路分离口用胶布或塑料管堵封口,防止任何杂物进入,并拴标签。
9.补焊件要求:
补焊前必须将缺陷彻底清除,坡口面应修的平整圆滑,不得有尖角存在。
根据铸钢件缺陷情况,对补焊区缺陷可采用铲挖、磨削,炭弧气刨、气割或机械加工等方法清除。
补焊区及坡口周围20mm以内的粘砂、油、水、锈等脏物必须彻底清理。
在补焊的全过程中,铸钢件预热区的温度不得低于350°C。
在条件允许的情况下,尽可能在水平位置施焊。
补焊时,焊条不应做过大的横向摆动。
铸钢件表面堆焊接时,焊道间的重叠量不得小于焊道宽度的1/3。
10.锻件要求:
每个钢锭的水口、冒口应有足够的切除量,一以保证锻件无缩孔和严重的偏折。
锻件应在有足够能力的锻压机上锻造成形,以保证锻件内部充分锻透。
锻件不允许有肉眼可见的裂纹、折叠和其他影响使用的外观缺陷。局部缺陷可以清除,但清理深度不得超过加工余量的75%,锻件非加工表面上的缺陷应清理干净并圆滑过渡。
锻件不允许存在白点、内部裂纹和残余缩孔。
11.切削加工要求:
零件应按工序检查、验收,在前道工序检查合格后,方可转入下道工序。
加工后的零件不允许有毛刺。
精加工后的零件摆放时不得直接放在地面上,应采取必要的支撑、保护措施。加工面不允许有锈蛀和影响性能、寿命或外观的磕碰、划伤等缺陷。
滚压精加工的表面,滚压后不得有脱皮现象。
最终工序热处理后的零件,表面不应有氧化皮。经过精加工的配合面、齿面不应有退火、发蓝、变色的现象。
加工的螺纹表面不允许有黑皮、磕碰、乱扣和毛刺等缺陷。
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减速器的种类和构造
减速器的种类
1、减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类,两者的设计、制造和使用特点各不相同。20世纪70-80年代,世界上减速器技术有了很大的发展,且与新技术革命的发展紧密结合。其主要类型:齿轮减速器;蜗杆减速器;齿轮—蜗杆减速器;行星齿轮减速器。
2、一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。
1)圆柱齿轮减速器
单级、二级、二级以上二级。布置形式:展开式、分流式、同轴式。
2)圆锥齿轮减速器
用于输入轴和输出轴位置成相交的场合。
3)蜗杆减速器
主要用于传动比i>10的场合,传动比较大时结构紧凑。其缺点是效率低。目前广泛应用阿基米德蜗杆减速器。
4)齿轮—蜗杆减速器
若齿轮传动在高速级,则结构紧凑;
若蜗杆传动在高速级,则效率较高。
5)行星齿轮减速器
传动效率高,传动比范围广,传动功率12W~50000KW,体积和重量小。
3、常见减速器的种类
1)减速器的主要特点是具有反向自锁功能,可以有较大的减速比,输入轴和输出轴不在同一轴线上,也不在同一平面上。但是一般体积较大,传动效率不高,精度不高。
2)谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的,体积不大、精度很高,但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击,刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。
3)行星减速器其优点是结构比较紧凑,回程间隙小、精度较高,使用寿命很长,额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。减速器:简言之,一般机器的功率在设计并制造出来后,其额定功率就不在改变,这时,速度越大,则扭矩(或扭力)越小;速度越小,则扭力越大。
减速器的维护。
不同的润滑油禁止相互混合使用。油位螺塞、放油螺塞和通气器的位置由安装位置决定。它们的相关位置可参考减速机的安装位置图来确定。
一、油位的检查
切断电源,防止触电!等待减速机冷却!
移去油位螺塞检查油是否充满。
安装油位螺塞。
二、油的检查
切断电源,防电!等待减速机冷却!
打开放油螺塞,取油样。
检查油的粘度指数
——如果油明显浑浊,建议尽快更换。
对于带油位螺塞的减速机
——检查油位,是否合格
——安装油位螺塞
三、油的更换
冷却后油的粘度增大放油困难,减速机应在运行温度下换油。
切断电源,防止触电!等待减速机冷却下来无燃烧危险为止!
注意:换油时减速机仍应保持温热!
在放油螺塞下面放一个接油盘。
打开油位螺塞、通气器和放油螺塞。
将油全部排除。
装上放油螺塞。
注入同牌号的新油。
油量应与安装位置一致。
在油位螺塞处检查油位。
拧紧油位螺塞及通气器。
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联轴器和离合器、制动器
1 、联轴器和离合器主要用于将两轴连接成一体,用以传递转矩或运动。离合器能够在工作时接合和分离,联轴器则不能。
2、制动器就是刹车设备。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。
联轴器:用于联接两轴或轴和回转件,使其一同旋转,并传递转矩和运动。
离合器:通过各种方式(机械式、电磁、气压、液压),实现传动系统主、从动部分分离和结合的一种装置。
制动器:具有减速、停止(保持停止状态)、和支持(制动时能支持重物)传动系统的装置。
联轴器:用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
离合器: 离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内,用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中,驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力。离合器是机械传动中的常用部件,可将传动系统随时分离或接合。对其基本要求有:接合平稳,分离迅速而彻底;调节和修理方便;外廓尺寸小;质量小;耐磨性好和有足够的散热能力;操作方便省力,常用的分为牙嵌式与摩擦式两类。
制动器:制动器是具有使运动部件(或运动机械)减速、停止或保持停止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸,制动器通常装在设备的高速轴上,但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。
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机械设计创新
一、创新的作用体现在我们生活中的方方面面,大到人类文明进步、人类科学的发展、现代科学体系、技术和经济发展、综合国力,小到我们的日常生活,一个创新的点子往往能给我们带来太多的便利。世界各国之间在政治、经济、军事和科学技术方面的剧烈竞争。实质上是人才的竞争,而人才竞争的关键是人才创造力的竞争。然而,渗透人们生活点点滴滴的东西,总是与机械有千丝万缕的联系,因此,如何培养和提高大学生的创新能力,特别是对机械类学生来说,更应该把培养学生的创新思维和动手能力摆在重要位置。
对于一个工科生,还是学机械的我而言,机械其实不是简单意义上的机器与机构的总称,走在大街小巷,进入公司、教室,回到家里,随处可见大大小小的物件都跟机械有关,我不想以一个机械专业的学生来讲解机械,更通俗易懂的方法还是运用实例,运用大家司空见惯的东西来解说。前不久学校刚刚刮过“机械创新设计大赛”的强风,大家热情都很高,在创新这块儿,无论身处何种地位的人,都多多少少有些想法,但是好多人一看到“机械”这样一个名词,又开始畏缩了,小到一把剪刀,大到一架飞机,都是我们所说的机械产品,我们大可以认为,只要能够相互传递运动的部件都是机械的范畴,就如同语言没有国界一样,创新实际上也没有界限,只要有思想,它就有实现的可能。
为此,国内全国各高校的机械及自动化类专业相继开设了《机械创新设计》课程,有些高校还将其作为专业课的核心课程。作为一门核心专业课程,各高校都在对其教学内容、手段、方法、实验方法进行探讨。文献【1】研究了机械设计创新实验教学的管理模式和教学方法,文献【2】就开设机构创新设计实验的必要性及创新设计实验室的创建进行了讨论,清华大学、华中理工大学、中南大学是将机械创新研究作为主要研究方向,都很重视机械创新设计的发展[3]。但是,目前用的《机械创新设计》教材主要是围绕着新机构、新机器创造普遍规律及适用方法的应用基础理论来编写的,同时还注重应用基础理论与工程实际相联系。课程中的实例基本上停留在怎样进行机械机构运动原理分析,即就其实验的性质来说,这些实例严格说来是验证性实例,离真正意义上的创新设计性实例相差甚远。
国外很多国家在创新这块儿较国内有过之而无不及,许多著名的高等学校都非常重视学生创新设计能力的培养。设置有关创新方面的课程。建立创新实验室。德国大学工科专业的教学计划中创新实践活动的比例很高,学生除了要完成依附于课程学习的实践任务外,还要完成不依附于课程的6项难度与我国毕业设计相当甚至超过硕士论文的创新设计或创新实践教学任务。此外,学生还必须在工业企业中进行26周以上的实习,通过较长时间的经验积累来培养学生的工程实践能力和创新设计能力[4]。
三、 《机械创新设计》课程改革
然而要想获得理想的教学效果,必需改革传统的教学模式,摒弃满堂灌的教学方法,坚持启发式教学。通过实例分析和引导,课堂讨论,充分调动学生的积极性,培养学生的存疑和创新思维;同时为提高学生的创新能力,激发创新欲望,鼓励创新热情;开展各种机械设计实践活动,如机械创新设计竞赛,支持和指导学生课外科技创新活动。有条件的情况下,可以为学生提供一定场地和必要的实验条件。
就以上这点,我觉得我们武汉大学在《创新设计》这门课上就做了一番功夫,早在大二的时候,我就上过王晓进老师的《机械创新设计》公选课,老师着重跟我们讲目前国内国外的发明动向,举出很多很多让我们瞠目结舌的例子,启发我们的思想;之后到了大四,作为专业课,学院又开设了由胡基才老师主导的《机械创新设计》课程,胡老师是个很有心的人,他总能在我们日常生活中的小事中看出道理来,也是从他这里,我深刻体会到了“创新之源”的所在,胡老师举过一个关于楼梯的例子,告诉我们创新首先要做到合理,胡老师带到课堂上面的那些他从全国甚至全世界各地带回来的新奇玩意,更是让我们自惭形秽,那些东西原理简单,但就是没人想到。
资深专家为国内目前《创新设计》课程提出以下建议:以培养创新型人才为目标,改革并加强现有的机械创新课程模式,重点培养学生的创新思维;通过变验证性实例为设计性实例,以达到优化学生知识,培养学生的创新思维、动手能力;注重创新实例课程与工厂实际的联系,培养学生面向产品制造的思维理念,加强学生的创新意识构想以及动手能力,利用课余时间,开放实验室,按基础型、设计创新型和提高型三个层次进行规划教学体系,按必修和选修的不同要求提供给学生;努力加大机械设计及理论的各个方面建设,为机械创新设计实践提供有利的保障,对机械创新人才的培养具有十分重要的意义[5]。
四、 我对创新的理解
所谓的“创新”简单地理解不就是“创造新的东西嘛”,我将其分为两类:革新和改进。革新和改进都可以创造新型东西,都能给人们带来人们想要的某些效果。我想首先从“创新的起始点”谈起,上面我有提到从胡老师的课上,我深刻理解到了“创新之源”的所在,是的,创新其实并不神圣,它来源于生活,多数的创新是建立在解决目前处理问题存在的缺陷上面的。以前处于温饱的中国人民,在解决了温饱问题之后开始考虑怎样更好地解决衣食住行问题、更舒服地生活了,这就是创新的源泉。
为了更方面地洗衣服,洗衣机随之诞生,将以前的人工搓洗,直接装换为旋转式柔和的衣物间自身相互摩擦,接着又有不断的改进,于是市场上出现了各式各样的洗衣机;为了方便人们缝补衣服,缝纫机也就被发明出来了,并且不再墨守成规地用单线缝补,进而更高效更牢固的缝补衣物。还有不胜枚举的例子供我们参考,一个新的具有时代意义的机械产品被生产出来,首先肯定是突破常规的,而所谓的突破,其实质上探究新的工作原理,这样的突破才是飞跃性的突破为便于区别,我将其定义为“革新”。
在我看来,很多时候人们创新的想法往往被扼杀在摇篮里,由于专业知识和阅历的局限性,我们太容易否定自己的各种想法了,其实可能只要我们去深究,即使现在不能实现东西,谁能保证以后也没法实现呢,就如同50年代的人能预想到现在人手一台电脑的现象嘛。
然而,我又不得不承认,那种具有时代意义的机械产品的诞生,并不常见,我们司空见惯的还是在原有理论基础上面的改进,但是,真正的创新其实应该具有革新一样意义,其真正鼓励人们去做的其实是用不同的方法去更好地解决相同的问题,简单的换位思考有时候会得到意想不到的效果,所以,创新从思维做起、从点子做起,无论从你所掌握的知识能否实现,先要敢想。
五、 总结
不管你愿不愿意承认,我们的生活离不开机械,各种机械产品让我们的生活变得越来越便利,然而,实际生活中其实还存在这很多让人们不满的地方,需要我们去完善,去用非常规的方法解决,进而完成真正意义上的革新。本文纯属一篇综述性文章,很多观点都属一家之言,不够成熟之处在之后的学习过程中我会加以改进。
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论机械发展历史
机械是伴随人类社会的不断进步逐渐发展与完善的。从原始社会早期人类使用的简单工具,发展到较为复杂的机械,不断促进了制造业、运输业的快速发展,人类开始进入现代化的文明社会。接着当信息时代的来临,使机械进入智能化的阶段,人类的文化、经济、乃至政治等方面都有不同程度的进步。机械的发展,促进了社会的进步,推动了世界之轮。而研究该历史,可以以史为鉴,辨清现在,遥望未来。
  前言 机械是机器和机构的总称。各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动装置。至于机器则都是根据某种使用要求而设计的执行机械运动装置,可用来变换或传递能量、物料和信息。机械史发展过程,就是人类社会发展的过程,向前探索更尖端的科技。此次论文主要是通过收集资料,研究机械发展史,了解其发展历程。
  一、 机械发展的基本历程
从原始社会早期人类使用的诸如石斧、石刀等最简单的工具,到杠杆、辘轳、人力脚踏车、兽力汲水车等简单工具,发展到较复杂的水力驱动、风力驱动的水碾和风车等较为复杂的机械。18世纪英国的工业革命以后,以蒸汽机、内燃机、电动机作为动力源的机械促进了制造业、运输业的快速发展,人类开始进入现代化的文明社会。20世纪电子计算机的发明、自动控制技术、信息技术、传感技术的有机结合,使机械进入完全现代化的阶段。机器人、数控机床、高速运载工具、重型机械及其大量先进机械设备加速了人类社会的繁荣与进步,人类可以遨游太空、登陆月球,可以探索辽阔的大海深处,可以在地面以下居住和通行,所有这一切都离不开机械,机械的发展已进入智能化阶段。机械已经成为现代社会生产和服务的五大要素(人、资金、能量、材料、机械)之一。
  在人类历史的长河中,发生了几次决定人类命运的大革命。第一次革命发生在大约200万年前,人类学会使用了最简单的机械----石斧、石刀之类的天然工具,劳动造就了人;第二次革命发生在大约50万年前,人类发现并使用了火,食用熟食使人类更加聪明,而且延长人类的寿命;第三次革命发生在大约15000年前,人类开始了农耕和畜牧,并大量使用简单的机械,提高了生产率,促进了人类社会的快速发展;第四次革命发生在1750年到1850年之间,蒸汽机的发明导致了一场工业革命,在此期间,奠定了现代工业的基础;计算机的发明导致了一场现代工业革命,也就是第五次大革命。智能机械开始应用,计算机正在改变人类的传统生活方式和工作方式。
  二、世界各国的古代机械发展不平衡
由于古代交通不便,世界各国的文化交流很少,世界上几个独立文化区域的机械发展很不平衡,各自独立发展,差异很大。在公元14世纪之前,中国的机械工程发展位于世界之首,但古巴比伦和古埃及等国的发展也很早。公元前3500年,古巴比伦有了带轮子的车、钻孔用的弓形钻。公元前2686年,古埃及开始在农业生产中使用木犁和金属镰刀,公元前8世纪,古埃及出现了鼓风箱、活塞式唧筒。公元前600年---公元400年之间,古希腊出现了一些著名的哲学家和科学家,他们对古代机械的发展作出了杰出的贡献。希罗夫说明了杠杆、滑轮、轮与轴、螺纹等简单机械的负重理论、脚踏车床的出现也为现代车床奠定了基础。
  三。、中国机械发展史简介
除了众所周知的造纸术、印刷术、指南针、火药这四大发明之外,中国古代在机械工程领域的发明与创造也是非常辉煌的。由于古代中国长期处于封建社会状态,科学技术的发展比较缓慢。秦汉以前,对各种发明创造比较重视,在这期间的成果较多。据《周礼考工》记载:智者创物,巧者述之,守之世,谓之工,百工之事皆圣人之作也。但也有不同意见,老子说:民多利器,国家滋昏。人多技巧,奇物滋起。绝巧弃利,盗贼无有。自秦汉以后,除去对农业生产有利的发明创造之外,一般都受到轻视,甚至因发明创造而获罪。尽管如此,我国古代的科学技术仍然领先于世界,无愧一个伟大的文明古国。
  公元14世纪以前,我国的发明创造在数量、质量上以及发明时间上都是领先的,也曾是世界强国。但在14世纪以后,中国仍然处于封建社会之中,而以英国、法国为代表的西方国家开始发展自然科学,兴办大学,培养人才。到公元15世纪,西方的机械科学已超过中国。公元17世纪英国的工业革命后,中国的机械工业已远远落后于西方诸国,但我国古代劳动人民对世界科学技术的发展所作的贡献是我们引以为豪的。20世纪80年代以后,在我国实行了改革开放政策,及时调整了机械工业的发展策略,机械工业获得长足的进步,与世界发达国家的差距正在逐步缩小。很多领域以达到世界先进水平,我们相信日益强大的中国在以后的时间里还会对世界的发展做出更大的贡献
  四、外国机械发展史简介
  西方各国的古代机械工程发展一直缓慢,但是在公元14世纪以后,机械工程领域的发明创造逐步超过中国。从中世纪沉睡中醒来的欧洲,16世纪进入了文艺复兴时期,机械工程领域中的发明创造如雨后春笋,机械制造业空前发展。文艺复兴时期的代表人物、意大利的著名画家达 芬奇设计了变速器、纺织机、泵、飞机、车床、锉刀制作机、自动锯、螺纹加工机等大量机械,并画了印刷机、钟表、压缩机、起重机、卷扬机、货币印刷机等大量机械草图。一场大规模的工业革命在欧洲爆发,大批的发明家涌现出来,各种的专科学校、大学、工厂纷纷建立,机械代替了大量的手工业,生产迅速发展。
  1783年,英国的怀特和鲍尔设计并制造了纺织机,于1758年取得了改进后的纺织机专利。
  1769年,在英国格拉斯哥大学工作的瓦特经过十余年的努力和不断该进,在爱丁堡造出第一台蒸汽机。1780年,蒸汽机为工厂提供了强大的动力,成为动力之王。蒸汽机的成功经历了多人的努力。1680年,荷兰的物理学家惠更斯通过气压使活塞运动;英国人塞维利制造了利用蒸汽汲水的机械;英国人纽克曼完成了气压机的制造;最后才有瓦特发明出蒸汽机。
  1804年,英国人特莱维茨克发明并制造出第一台蒸汽机车,并由英国人史提芬森在1829年最后完善成功。蒸汽机车与铁路的普及,使交通运输发展很快,促进了西方工业生产的发展。铁路时代促进了西方的机械文明。1850年,英国的佛朗西斯设计并制造了固定叶片外置,转动叶轮安装在内侧的水轮机。水从叶轮外周流向内侧,弗朗西斯水轮机被广泛使用。1870年,美国的佩尔顿发明了冲击式水轮机。1920年,奥地利的卡普兰发明了螺旋桨式水轮机。1882年,瑞典科学家拉瓦尔研制出了冲击型汽轮机。1884年,意大利的帕茨森研制出了反击型汽轮机。1680年,荷兰物理学家惠更斯开始研究内燃机; 1838年,由巴尼制出第一台有点火装置的内燃机。1897年,德国迪塞尔发明了著名的迪塞尔内燃机,解决了汽车、轮船等许多机器的动力源问题,机械工业发展进入一个新阶段。1880年,21岁的迪塞尔以优异的成绩在慕尼黑工业大学毕业后,经过17年的坚持不懈的研究,终于在1897年研制成功了迪塞尔内燃机,为机械文明的发展作出了很大的贡献。
 电的发现给人类带来了光明,电动机的发明引起一场新的动力革命。1879年,美国的发明家爱迪生发明了电灯。英国的法拉第简述了发电机和电动机的原理。比利时的格拉姆制造出第一台实用的发电机,由蒸汽机驱动,主要用于照明和电镀。1873年,维也纳举行了世界博览会,在实验发电机时,由于操作失误,外部电流流向了发电机,发电机却突然转动起来,这一偶然的发现,触动了科学家的灵感,不久实用的电动机诞生了。1879年,德国西门子研制成功第一台电气机车。四年后,英国开设世界上第一条电气铁路。战争的爆发与持续,加速了枪炮的研制与生产。欧洲的战争、英美战争、美墨战争、第一次世界大战等,对兵器的配件要求导致了互换性的发明。1798年,埃利 惠特在建立工厂,生产枪支的时候发现手工生产枪支时,生产量极少。 为此埃利采用了新的方法,制作专用机床,并设计了可以按零件尺寸进行准确加工的特殊尺寸测量器——样规。当时这个方案是具有划时代意义的,并且远远超过了那个时代的技术水平。从这一特殊情况出发,美国采用了和英国不同的方式,研制并发展了铣床、转塔车床、拉床、磨床以及自动车床之类的机床。当人们都看到互换式生产方法在枪械生产中发挥的有效作用后,其后在生产其他机械时也逐渐地开始应用了这种方法。像自行车、缝纫机、打字机等生产都采用了这种互换式。
  良好的互换性必须有高精度的测量工具和加工机床来保证。因此,19世纪的机床和测量工具的发明与革新进展很快,同时,钢铁工业也获得很快发展,互换性的发明使机械工业进入大批量的生产阶段。
  互换式生产以及测量器和螺纹的设计制造促进了大批量生产方式的确立。为此,就需要优质的机床。1855年布朗 夏普公司制作了第一台万能铣床。。托马斯 布兰查得发明了仿形机床。随着机床制作迅速地发展,转塔机床也被发明了出来。之后,出现了自动机床。随着机械发展需要,出现了大型机床。1864年,美国制造了世界上第一台磨床。磨床使砂轮磨削刀具的作业实现了机械化。
1776年,美国宣布独立。但是,在十八世纪后半叶到十九世纪这段时间,美国战争连续不断,这促进了美国工业等等各方面的发展。一七六五年瓦特制作了新式的蒸汽机。随后,埃旺斯创立了自动面粉加工工厂,从此,世界工业进入了自动化时代。
西方各国的机械发明史主要集中在文艺复兴以后的工业革命期间,历史较短,但发展迅速,奠定了现代工业的基础。总结其发展快的原因之一就是对科学技术的重视,很多著名的大学就是在那一时期建立的。
  第二次世界大战以后,随着第一代电子计算机的诞生及其发展,促进了机械发展的智能化和自动化,机械工程和许多学科的有机结合,又促进了机械工业的高速发展。人类进入现代机械文明时代。
  五、世界机械工业展望
机械工业的发展在推动人类社会的发展、在提高人类物质文明和生活水平的同时,也对自然环境起了重大的破坏作用,全世界的人民都已认识到这一点。其破坏主要表现在机械文明中的空气污染、噪音污染、水污染以及机械文明中的人机问题和能源问题等。
  随着科学技术的深入发展,降低能耗、保护环境、高精度、高性能的各类机械产品将不断涌现,微型机械将会普及应用。21世纪的机械发展方向主要表现在(1)以太阳能和核能为代表的没有污染的动力机械将会出现,并投入使用。燃氢发动机驱动的汽车将会行驶在公路上。(2)载人航天技术更加成熟,人类乘坐宇宙飞船登陆火星、月球和其他星球,甚至可以实现太空旅行和其他星球居住。(3)高精度、高效率的自动机床、加工中心更加普及,CAD/CAPP/CAM系统更加完善,彻底实现无图纸加工。机械制造业将摆脱传统的设计、制作观念。(4)微型机械将会应用到医疗和军事领域,人工智能机械将会大量出现。(5)绿色机械(不污染环境的报废机械又称为绿色机械)将会取代传统机械,设计方法智能化,大量工程设计软件取代人工设计与计算过程。(6)民用生活机械进入家庭,兵器更加先进,非金属材料和复合材料在机器中的应用日益广泛。
  机械是人类生产和生活的基本要素之一,是人类物质文明最重要的组成部分。机械的发明是人类区别于其他动物的一项主要标志,人类自从用机械代替简单工具,便在动手方面得到很大的进步和发展,而经过三次工业革命的洗礼,机械的快速发展使人类达到前所未有的地步。 但是,科技的发展也有一定的社会和环境的负面影响,人类要理智合理的运用机械,优先考虑环境问题,坚持可持续发展,才能使我们智慧的结晶得到适当的运用。进入新世纪以来,世界机械工业进入了前所未有的高速发展阶段,对比其他行业,机械工业发展具有以下特征。
  一、经济规模化 全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组,扩张竞争实力的同时,各大企业业纷纷加强对其主干业务的投资与研发,不断提高系统成套能力和个性化,多样化市场适应能力。
  二、结构调整深化 发达国家加大了产业转移的力度,机械产品中附加值低的产品被安排到市场潜在需求发展中国家生产。为适应市场需求的变化,各大生产商纷纷采取专业化生产,“单品种,大批量”已成为很多500强企业生产方式的新特色。同时,以生产者为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的定制生产方式转变。服务的个性化成为竞争成败的重要因素。
  三、 随着信息技术革命,管理思想与方法的根本性变化,企业组织形式也发生了变化,这些变化发生在跨国公司,并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是:广泛利用别国的生产设施与技术力量。在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况,制造出最终产品,并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件的加工网络,自己负责产品的总装与营销。原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势。
  四、产品高技术化 以信息技术为代表的现代科学技术发展,对机械制造业提出了更高、更新要求的各国家和地区,特别是发达国家更重视发展机械制造业,充分体现了机械制造业作为高新技术产业化在推动整个社会技术进步和产业升级中不可替代的基础作用。高新技术的迅猛发展起到了推动、提升和改造的作用。信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果开始广泛应用于机械工业,其高新技术含量已成为市场竞争取胜的关键。
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运动介绍
自然界中物体位置发生变化的运动,叫做机械运动。平动、转动和振动,是机械运动的三种基本形式。实际上,许多物体都同时参与几种形式的运动。这可以从行驶在公路上的汽车观察到。
  一种是汽车上的货物和车厢的运动,叫做平动。货物无论放在车厢上层还是下层,车厢前面或者后面都和车厢一起沿汽车前进的方向上作平行移动。它们不仅通过的距离相等,而且运动快慢和方向也都相同,如在一秒钟内都向前平行移动10米的距离。这种形式的运动叫平动。木工刨木板时刨子的运动,钳工锉工件时锉刀的运动,把抽屉从桌子里拉出来的运动等,都属于平动。
  刨子、锉刀、抽屉的运动是沿直线进行的,这种平动是直线运动。有些物体的平动也可以沿曲线进行。当你把一只直立放在地面上的皮箱,直立地提到桌面上来,皮箱各部分的运动情况都相同,只是沿着曲线运动。
  另一种是汽车轮子的运动叫转动。除车轴外,轮子上各点都绕着车轴作圆周运动;汽车方向盘的运动,门、窗、钟表表针的运动等,都是转动。
  第三种是汽车发动机的汽缸里活塞的运动,叫振动。这类运动的特点是物体总是来回经过某一中心位置往复运动。钟摆的运动,秋千的运动,刨床上刨刀的运动等都是振动。
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链传动的失效形式
链传动的失效主要表现为链条的失效。链条的失效形式主要有:
1、链条疲劳破坏:
 链传动时,由于链条在松边和紧边所受的拉力不同,故链条工作在交变拉应力状态。经过一定的应力循环次数后,链条元件由于疲劳强度不足而破坏,链板将发生疲劳断裂,或套筒、滚子表面出现疲劳点蚀。在润滑良好的链传动时,疲劳强度决定链传动能力的主要因素.
2、链条铰链的魔损:链传动时,销轴与套筒的压力较大,彼此又产生相对转动,因而导致铰链摩损,使链的实际节距变长(内、外链节的实际节距、是指相邻两滚子间的中心距,它随使用中磨损情况不同而变化),如图所示。铰链磨损后,由于实际节距的增长主要出现在外链节,内链节的实际节距几乎不受磨损影响而保持不变,因而增加了各链节的实际节距的不均匀性,使传动更 不平稳。链的实际节距因磨损而伸长到一定程序时,链条与轮齿的啮合情况变坏,从而发生爬高和跳齿现象(你若骑过链磨损严重的旧自行车或许有这样的经验),磨损是润滑不良的开式链传动的主要失效形式。造成链传动寿命大大降低。
3、链条铰链的胶合:在高速重载时,销轴与套筒接触表面间难以形成润滑油膜,金属直接接触导致胶合。胶合限制了链传动的极限转速。
4、链条冲击破断:对于因张紧不好而有较大松边垂度的链传动,在反复起动、制动或反转时所产生的巨大冲击,将会使销轴、套筒、滚子等元件不到疲劳时就产生冲击破断。
5、链条的过载拉断:低速重载的链传动在过载时,因静强度不足而被拉断.
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棘轮机构与擒纵机构的区别
棘轮机构(ratchet and pawl),由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上,也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动,在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动,因此它的工作频率不能过高。
  棘轮轮齿通常用单向齿,棘爪铰接于摇杆上,当摇杆逆时针方向摆动时,驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动;当摇杆顺时针方向摆动时,棘爪在棘轮上滑过,棘轮停止转动。为了确保棘轮不反转,常在固定构件上加装止逆棘爪。摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和摆动油缸等实现,在传递很小动力时,也有用电磁铁直接驱动棘爪的。棘轮每次转过的角度称为动程。动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节,也可以在运转过程中加以调节。如果希望调节的精度高于一个棘齿所对应的角度,可应用多棘爪棘轮机构。
  擒纵机构是一种机械能量传递的开关装置,这个开关受“计时基准的控制,以一定的频率开关钟表的主传动链,是指示 停--动 相间并以一定的平均速度转动,从而指示准确的时间。擒纵机构的功能可以从两方面理解:擒,将主传动的运动锁定(擒住),此时,钟表的主传动链是锁定的;纵,就是以震荡系统的一部分势能,开启(放开)主传动链运动,同时从主传动链中取回一定的能量以维持震荡系统的工作。擒纵机构是现代机械钟表的核心,最初的擒纵机构诞生于15世纪,之后逐渐进化到现在的各种样子。目前,仍有数百种擒纵机构在现代钟表上使用。
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台虎钳的拆装
第1章 作业前的准备
1.1劳动保护与作业环境准备
能够对作业场地、起重机械进行安全技术检查 1、安全技术知识
2、简单起重机械的安全操作技术
1.2技术准备
能够阅读设备说明书及施工图样 1、通用机械传动知识 2、机械传动系统知识
1.3物料、工具准备
1、能够正确选用润滑油;
2、能够通过修前检查确定设备的修复件、更换件; 3、能够进行机修作业中辅助材料的准备; 4、机械摩擦、磨损知识; 5、润滑油知识;
6、设备修复件、更换件的确定方法; 7、辅助材料的种类及其应用方法;
第2章 台虎钳的概述
2.1认识台虎钳
台虎钳,又称虎钳。台虎钳是用来夹持工件的通用夹具。装置在工作台上,用以夹稳加工工件,为钳工车间必备工具。
1、按固定常用的有固定式和回转式两种;固定式钳体不可旋转。转盘式的钳体可旋转,使工件旋转到合适的工作位置。
2、按外形功能分:有带砧和不带砧两种。
2.2台虎钳的规格及作用
台虎钳为钳工必备工具,也是钳工的名称来源原因,因为钳工的大部分工作都是在台钳上完成的,比如锯,锉,錾,以及零件的装配和拆卸。安装在钳工台上,以钳口的宽度为标定规格。常见规格从75mm到
300mm。
台虎钳的用途:装置在工作台上,用以夹稳加工工件,为钳工车间必备工具。
结构:它的结构是由钳体、底座、导螺母、丝杠、钳口体等组成。
2.3台虎钳的使用注意事项
1、必须使固定钳身的钳口一部分处在钳台边缘外,保证夹持长条形工件时,工件不受钳台边缘的阻碍。
2、台虎钳一定牢固地固定在钳台上,三个压紧螺钉必须扳紧,使虎钳钳身在加工时没有松动现象,否则会损坏虎钳和影响加工。
3、在夹紧工件时只许用手的力量扳动手柄,绝不许用锤子或其他套筒扳动手柄,以免丝杠,螺母或钳身损坏。
4、不能在钳口上敲击工件,而应该在固定钳身的平台上,否则会损坏钳口。
第3章 台虎钳的拆卸与安装
1、研究装配件,掌握结构特征。
2、了解结构性质和装配盈隙,测出相对位置、标记及记录。
3、研究正确的拆卸方法。
4、准备好必要的工具、量具、吊具等。
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链传动的布置、张紧与润滑
一、链传动的布置
  链传动一般应布置在铅垂平面内,尽可能避免布置在水平或倾斜平面内
二.链传动的张紧
  链传动张紧的目的,主要是为了避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象;同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。
  当链传动的中心距可调整时,可通过调整中心距张紧;当中心距不可调时,可通过设置张紧轮张紧。
三.链传动的润滑
  链传动的润滑十分重要,对高速重载的链传动更重要。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。
滚子链的润滑方式和供油量
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传动参
正确布置
不正确布置
说明

i=2~3
a=(30
两轮轴线在同一水平面,紧边在上在下
-50)p
都可以,但在上好些
(与a较
佳场合)
i>2
两轮轴线不在同一水平面,松边应在下
a<30p
面,否则松边下垂量增大后,链条易与链轮
大a小
卡死
场合)
i<1.5
两轮轴线在同一水平面,松边应在下
a>60p
面,否则下垂量增大后,松边会与紧边相
(i小a大
碰,需经常调整中心距
场合)
两轮轴线在同一铅垂面内,下垂量增
大,会减小下链轮的有效啮合齿数,降低传
i、a为
动能力。为此应采用:
任意值
a)中心距可调;
垂直传
b)设张紧装置;
动场合)
C)上、下两轮偏置,使两轮的轴线不在同一
铅垂面内


转发到随笔

弹簧力张紧
砝码张紧
定期调整张紧

润滑方式
供油量
人工
用刷子或油壶定期在链条松边内、外链板间隙注
每班注油一次
润滑油
滴油
单排链,每分钟供油5~20滴,
装有简单外壳、用油杯滴油
润滑
速度高时取大值
链条浸入油面过深,搅油损失
油浴
采用不漏油的外壳,使涟条从油槽中通过
大,油易发热变质。一般浸油
供油
深度为612mm
采用不漏油的外壳,在涟轮侧边安装甩油盘,飞贱润滑。甩油盘圆
飞溅
周速度v>3m/s。当链条宽度大于125mm时,链轮两侧各装一个甩
甩油盘浸油深度为12~35mm
润滑
油盘。
压力
采用不漏油的外壳,油泵强制供油,喷油管口设在链条啮入处,循环每个喷油口供油量可根据涟节
供油
油可起冷却作用
距及链速大小查阅有关手册
注:开式传动和不易润滑的涟传动,可定期拆下用煤油清洗,干爆后,浸入70~80℃润滑油中,待铰涟间
隙中充满油后安装使用。中小学教育资源及组卷应用平台
台钻转速的调节
台式钻床简称台钻,是一种体积小巧,操作简便,通常安装在专用工作台上使用的小型孔加工机床。台式钻床钻孔直径一般在13毫米以下,一般不超过25毫米。其主轴变速一般通过改变三角带在塔型带轮上的位置来实现,主轴进给靠手动操作。
台式钻床主要作中小型零件钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹、刮平面等技工车间和机床修配车间使用,与国内外同类型机床比较,具有马力小、刚度高、精度高,刚性好,操作方便,易于维护的特点。把精密弹性夹头的振动精度调节到0.01mm以下,就可以对玻璃等材料1mm以下的精密钻孔加工。
台式钻床是一种小型钻床。是一台应用广泛的台钻。电动机通过五级变速带轮,使主轴可变五种转速,头架可在圆立柱上面上下移动,并可绕圆立柱中心转到任意位置进加工,调整到适当位置后用手柄锁紧。如头架要放低进,先把保险环调节到适当位置。用紧定镙钉把它锁紧,然后放松手柄,靠头架自重落到保险环境,再把手柄板紧。工作台可在圆立柱上下上下移动。并可绕立柱转动到任意位置。工作台座的锁紧手柄。当松开锁紧螺钉时,工作台在垂直平面还可左右倾斜45度,工作较小时,可放在工作台上钻孔,当工作较大时,可把工作台转开,直接放在钻床底面上钻孔。
这种台钻灵活性较大,转速高,生产效率高,使用方便,因而是零件加工,装配和修理工作中常用的设备之一。但是由于构造简单,变速部分直接用带轮变速,最转速较高,一般在400r/min 以上,所以有些特殊材料或工艺需用低速加工的不适用。
利用人工变换皮带调速(有级调速):这种方式最原始,在电机输出轴和钻头主轴上装有直径不等的塔轮对,通过变换皮带,可获得不同的传动比,从而达到调速的目的。变换速度时,必须先停机,打开皮带罩,用人工方法把皮带转到所需速度的相应塔轮对上,装上皮带防护罩,然后开机。这种调速方式不适合半自动钻床。
利用电磁调速电机调速(无级调速):这种调速在电磁调速控制器上旋转调速按钮即可实现调速
变频调速(无级调速):利用变频器调节馈电频率来调节电机的速度,这种调速一般情况下可在变频器操作面板上直接调节频率即可实现电机的调速
利用变极调速电机调速(有级调速):通过变换电机的极数实现有级调速,如把电机的极数由2极变为4极,则其同步转速可由3000r/min变为1500r/min,这种调速方式一般通过接触器控制,在钻床的控制面板上会有速度变换按钮,按一下按钮就可以了。
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V带传动
V带传动是靠V带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力进行动力传递的。与平带传动比较,V带传动的摩擦力大,因此可以传递较大功率。V带较平带结构紧凑,而且V带是无接头的传动带,所以传动较平稳,是带传动中应用最广的一种传动。普通V带是一种横断面为梯形的环形传动带,它适用于小中心距与大传动比的动力传递,广泛应用于纺织机械、机床以及一般的动力传动。[1]V带的速度:普通≤30(m/s),窄带≤40(m/s);功率<400kW,一般≤40kW;传动比≤6。复合V带速度:≤40(m/s);功率<150kW;传动比≤8。[2]传动的优点是:
(1)带是弹性体,能缓和载荷冲击,运行平稳无噪声。
(2)过载时将引起带在带轮上打滑,因而可起到保护整机的作用。
(3)制造和安装精度不像啮合传动那样严格,维护方便,无需润滑。
(4)可通过增加带的长度以适应中心距较大的工作条件。
传动的缺点是:(1)带与带轮的弹性滑动使传动比不准确,效率较低,寿命较短。(2)传递同样大的圆周力时,外廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大。 (3)不宜用于高温和易燃等场合。
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电下倾和机械下倾的区别
机械下倾是物理地向下倾斜天线。虽然采用这种技术也能使同频干扰降低,但由于采用物理下倾,其施工和维护十分麻烦,且其调整倾角的精度较低(步进精度为1°)。此外由于下倾角度是模拟计算软件的理论值,和理论最佳值有一定偏差。在网络调整中,必须先将基站系统停机,不能在调整天线中同时监测调整效果,不可能对网络实行精细调整。
电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位,改变垂直分量和水平分量的幅值大小,改变合成分量场强强度,从而使天线的垂直方向性图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小,保证在改变倾角后天线方向图变化不大,使主瓣方向覆盖距离缩短,同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。实践证明,电调天线下倾角度在1°-5°变化时,其天线方向图与机械天线的大致相同;当下倾角度在5°-10°变化时,其天线方向图较机械天线的稍有改善;当下倾角度在10°-15°变化时,其天线方向图较机械天线的变化较大;当机械天线下倾15°后,其天线方向图较机械天线的明显不同,这时天线方向图形状改变不大,主瓣方向覆盖距离明显缩短,整个天线方向图都在本基站扇区内,增加下倾角度,可以使扇区覆盖面积缩小,但不产生干扰,这样的方向图是我们需要的,因此采用电调天线能够降低呼损,减小干扰。
另外,电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整,实时监测调整的效果,调整倾角的步进精度也较高(为0.1°),因此可以对网络实现精细调整;电调天线的三阶互调指标为-150dBc,较机械天线相差30dBc,有利于消除邻频干扰和杂散干扰。
电调下倾与机械下倾的比较:
机械天线:机械调整下倾角度的移动天线
电调天线:电子调整下倾角度的移动天线
需要注意的是:
1. 天线的使用频率、增益和前后比等指标差别不大,都符合网络指标要求。
2. 机械天线和电调天线下倾角度在1°~5°变化时,其天线方向图的改变大致相同。
3. 在5°~10°变化时,其天线方向图的改变有一定的差别。
4. 在10°~15°变化时,其天线方向图的改变就有了很大的差别。
电调天线采用机械加电子方法下倾15°后,天线方向图形状改变不大,主瓣方向覆盖距离明显缩短,整个天线方向图都在本基站扇区内,增加下倾角度,可以使扇区覆盖面积缩小,但不会产生干扰,这样的方向图是我们需要的。而机械天线下倾15°后,天线方向图形状改变很大,从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形,虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短,但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内,在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号,造成干扰。造成这种情况的原因是:电调天线与地面垂直安装(可以选择0°~5°机械下倾),天线安装好以后,在调整天线下倾角度过程中,天线本身不动,是通过电信号调整天线振子的相位,改变水平分量和垂直分量的幅值大小,改变合成分量场强强度,使天线的覆盖距离改变,天线每个方向的场强强度同时增大或减小,从而保证在改变倾角后,天线方向图形状变化不大。而机械天线与地面垂直安装好以后,在调整天线下倾角度时,天线本身要动,需要通过调整天线背面支架的位置,改变天线的倾角,虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化,但天线垂直分量和水平分量的幅值不变,所以天线方向图严重变形。其优点是:在下倾角度很大时,天线主瓣方向覆盖距离明显缩短,天线方向图形状变化不大。采用电调天线能够降低呼损,减小干扰。另外在进行网络优化、管理和维护时,若需要调整天线下倾角度,使用电调天线整个系统不需要关机,这样就可利用移动通信专用测试设备,监测天线倾角调整,保证天线下倾角度为最佳值。电调天线调整倾角的步进度数为0.1°,而机械天线调整倾角的步进度数为1°,因此电调天线的精度高,效果好。电调天线安装好后,在调整天线倾角时,维护人员不必爬到天线安放处,可以在地面调整天线下倾角度,还可以对高山上、边远地区的基站天线实行远程监控调整。而调整机械天线下倾角度时,整个系统要关机,不能在调整天线倾角的同时进行监测,
机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值,同实际最佳下倾角度有一定的偏差。另外机械天线调整天线下倾角度非常麻烦,一般需要维护人员在夜间爬到天线安放处调整,而且有些天线安装后,再进行调整非常困难,如山顶、特殊楼房处。另外,一般电调天线的三阶互调指标为-150 dBc,机械天线的三阶互调指标为-120 dBc,相差30 dBc,而三阶互调指标对消除邻频干扰和杂散干扰非常重要,特别在基站站距小、载频多的高话务密度区,需要三阶互调指标达到-150 dBc左右,否则就会产生较大的干扰。
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带传动的张紧
由于传动带的材料不是完全的弹性体,因而带在工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛,使张紧力降低。为了保证带传动的能力,应定期检查张紧力的数值,发现不足时,必须重新张紧,才能正常工作。因此,带传动需要有重新张紧的装置。张紧装置分定期张紧和自动张紧两类。
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出版鞋
微育出版社
等敬高出版
高等藏
高器
等肩出版社
定期张紧
自动张紧

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高等
高出版社
高等
张紧轮
张紧轮
uns[
带的张紧程度经验测定法:
带长度为1m的皮带,以大拇
指能按下15mm为宜。
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如何从TRIZ理论浅析机械产品创新设计案例
TRIZ理论,即发明问题解决理论,是1946年由前苏联科学家阿奇舒勒团队从10多万个已注册专利中寻找规律,总结出来的理论。创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程,TRIZ理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。
1.创新思维方法与问题分析方法
2.技术系统进化法则
3.技术矛盾解决原理
4.创新问题标准解法
5.发明问题解决算法ARIZ
6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库
混合动力汽车为本世纪重大机械创新之一,混合动力汽车比传统汽车更环保,这也正是专家支持混合动力车的原因。
1. 创新思维方法与问题分析法。分析混合动力汽车,通过物-场分析法,发动机和燃料之间有一个“空气场”,而发动机的效率和燃料燃烧后排放的废气都影响着全球的大气污染度及气候变暖的情况,而核心问题就在于此,所以提高发动机效率和降低尾气排放就是解决根本矛盾所在。
2. 技术系统进化法则。针对技术系统进化演变规律,在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结提炼出八个基本进化法则。
(1)由技术系统的S曲线进化法则,现代汽车正处于成熟期(各种功能美观实用的现代型汽车)。
(2)由提高理想度法则,汽车发动机效率不够高就会消耗更多的燃料,而现阶段汽车主要还是运用汽油动力的内燃机,过多的尾气排放就会污染大气。故现在需要解决的就是提高发动机动力和寻找可以替代汽油的低排放清洁能源。
(3)由子系统不平衡进化法则,汽车的发明和使用给人类带来了极大的便利,但是人们不均衡地着重发展其中的某些功能(可以获得更高启动加速度和极限速度的跑车或为了运送货物的重型卡车),使其成为某种特定功能型汽车,而此时的汽车燃油及尾气排放被放在次要位置。
(4)由动态性和可控性进化法则,考虑到汽车的外形与行进时所受的空气阻力,现代汽车不断的优化外形,优化曲线使汽车既美观又能减小所受风阻,进而减少燃油。
(5)增加集成度再进行简化法则。
(6)由子系统协调性法则,发动机工作时候,内部各构件相互协调。
(7)由减少人工介入的法则,汽车的自动化。
(8) 向微观级和增加场应用的进化法则。
3.技术矛盾解决原理。不同的发明创造往往遵循共同的规律。TRIZ理论将这些共同的规律归纳成40个创新原理,针对具体的技术矛盾,可以基于这些创新原理、结合工程实际寻求具体的解决方案。
4. 创新问题标准解法。针对汽车发动机的物-场模型特征,分别对应有标准的模型处理,包括优化发动机结构提高效率,采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。
5. 发明问题解决算法ARIZ。
6. 基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库。基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源。混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池,将来应该还能使用氢燃料电池。这些都是应用已有专利基础上对发动机做出的优化。
TRIZ理论对产品创新设计有明确的指导性,可以避免高成本的盲目的试错,减少人力、物力、财力的投入。它总结分析了无数发明专利以增加工程人员的创造力和解决问题的能力,给创新性问题或者矛盾提供了更好的解决方案和创意。它是在技术的发展进化规律及整个产品发展过程的基础上进行创新的,可大大加快发明创造的进程,提高产品创新速度。
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销链接和键链接
第一节 键连接
安装在轴上的齿轮、带轮、链轮等传动条件,其轮毂与轴的连接,主要有键连接、花键连接、销链接等。 一·键连接
键连接主要用作轴上零件的周向固定并传递转矩;有的使轴上零件沿轴向移动时起导向作用。 按照结构特点和工作原理,键连接可分为平键连接、半圆键连接 和楔键连接等。常用的为平键连接。 1·平键连接
(2)薄型平键连接 薄型平键与普通平键比较,在键宽b相同时,键高h较小。因此,薄型平键连接对轴和轮毂的强度削弱也小,用于薄壁结构和特殊场合。
(3)导向平键连接 当轴上零件与轴构成移动副时,可采用导向平键连接(图5-3)。导向平键较普通平键长,为防止键体在轴中松动,用两个螺钉将其固定在轴上键槽中,键的中部设有键螺孔,以便拆卸。若轴上零件沿轴向移动距离较长,可采用图5-4所示的滑键连接。 2·平键连接的选用步骤如下:
平键连接的截面结构如图5-1所示,平键的下面与轴上键槽贴紧, (1)根据键连接的工作要求和使用特点,选择键连接的类型。 上面与轮毂键槽顶面留有间隙。两侧面为工作面,依靠键与键槽之间的挤压力传递转矩。平键连接加工容易、装拆方便、对中性良好,用于传动精度要求较高的场合。根据用途可将其分为如下三种;
(1)普通平键连接,普通平键的主要尺寸是键宽b、
(2)按照轴的公称直径d,从国家标准中选择平键的截面尺寸b×h.
(3)根据轮毂长度L1选择键长L,静连接取L=L1-(5-10)mm.键长L应符合标准长度系列。
键高h和键长L。端部有圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型) (4)校核平键连接的强度:键连接的主要失效形式较弱工作面的压溃三种形式。A型键定位好,应用广泛,C型键用于轴端,A、C型键的轴上键槽用立铣刀切制,端部的应力集中较大。B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出,轴上应力集中较小,但对于尺寸较大的键,要用紧定螺钉压紧,以防松动。
(静连接)或过度磨损(动连接),因此应按照挤压应力Qp进行条件性的强度计算,校核公式为
Qp=4T/dtl ≤[QP ]
式中 T-传递的转矩,N·mm;
d-轴的直径,mm; h-键高,mm;
l-键的工作长度,见图5-2中所示,mm;
[Qp]-键连接的许用挤压应力,,计算时应取连接中较弱材料的值,MPa.
如果强度不足,在结构允许时可以适当增加轮毂的长度和键长,或者间隔180°布置两个键。考虑载荷分布的不均匀性,双键连接按1.5个键进行强度校核。
第二节 螺纹连接
螺纹连接结构简单、拆装方便、类型多样,是机械和结构中应用
最广泛的紧固件连接。
一、螺纹连接
螺纹轴向截面内牙型两侧边的夹角)或牙侧角β(螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角)等。由图5-14可知,螺纹的升角与导程、螺距间的关系为tanλ=Ph/πd2=nP/πd2(5-2) 二、螺纹的类型、特点及应用。
按照牙型的不同,螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、米制锥螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等(图5-15)。除矩形螺纹以外,均以标准化。除多数管螺纹采用英制(以每英寸牙数表示螺距)外,均采用米制。
普通螺纹的牙型为等边三角形,α=60°,故又称为三角形螺纹。对于同一公称直径,按螺距的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹。粗牙螺纹常用于一般连接;细牙螺纹自锁性好,用于受冲击、振动和变载荷的链接。
管螺纹的牙型为等腰三角形,α=55°,适用于管子、管接头、旋塞、
在圆柱内、外表面上分别沿螺纹旋线切出特定形状的沟槽而形成内、阀门等螺纹连接件。非螺纹密封的管螺纹本身不具有密封性,若要求连外螺纹,共同组成螺旋副使用(图5-13)。沿一条螺旋线形成的为单线螺纹,其自锁性好,常用于连接;沿两条线或两条以上等距螺旋线行程的为多线螺纹,其效率高,常用于传动。
螺纹的主要参数有:大径d(公称直径),小径d1(强度计算直径),中径d2(确定螺纹几何参数和配合兴致的直径),线数n,螺距P,导程Ph(Ph=nP),螺纹升角λ,牙型角α
2、接后具有密封性,可压紧被连接件螺旋副外的密封面,也可在密封线间添加密封物;用螺纹密封的管螺纹在螺纹旋合后,利用本身的变形既可保证连接的密封性,不需要任何填料,如空调管道连接。
米制锥螺纹的牙型角α=60°,螺纹分布在锥度为1:16的圆锥管壁上,用于气体或液体管路系统依靠螺纹密封的连接螺纹(水和煤气管道用管螺纹除外)。
矩形螺纹的牙型为正方形,α=0°,其传动效率高,但牙根强度弱,螺旋副磨损后的间隙那以修复和补偿,使传动精度下降,因此逐渐被梯形螺纹所代替。
梯形螺纹的牙型为等腰梯形,α=30°,其传动效率略低于矩形螺纹,但牙根强度高,工艺性和对中性好,可补偿磨损后的间隙,是常用的传动螺纹。
锯齿形螺纹的牙型为不等腰梯形,工作面的牙侧角β1=3°,非工作面的牙侧角β2= 30°,兼有矩形螺纹传动效率高和和梯形螺纹牙根强度高的特点,用于单向受力的传动中。 三、螺纹连接的主要类型及应用
常用的是六角头螺栓,配以高m≈0.8d的六角螺母。螺栓分粗牙和细牙两种;螺栓部有部分螺纹和全螺纹两种。此外,还有用于工艺装夹设备的T形槽螺栓、用于将机器设备固定在地基上的地脚螺栓等类型。
铰制孔用螺栓连接:
螺栓穿过被连接件的绞制孔并与之过度配合,与螺母组合使用,适用于传递横向载荷或需要精度固定被连接件的相互位置的场合。
六角头铰制孔用螺栓的螺栓杆直径ds大于公称直径d,常配以高m≈(0.36~0.6)d的六角薄螺母。除六角螺母外,在螺栓连接中有时也采用方形、蝶形、环形、槽型等
双头螺柱连接:双头螺柱的一端旋入较厚被连接件的螺纹孔中并固
螺纹连接由连接件和被连接件组成,表5-3列出了螺纹连接的主要定,另一端穿过较薄被连接件的通孔,与螺母组合使用,适用于被连接类型、构造,螺纹连接和螺纹连接件的特点及应用,螺纹连接的主要尺件之一较厚且经常装拆的场合。 寸及关系等。
螺纹连接件分A、B、C三个精度等级。A级精度最高,用于重要连接;B级精度次之;C级精度多用于一般连接。
螺栓连接:螺栓穿过被连接件的通孔,与螺母组合使用,装拆方便,成本低,不受被连接件的材料限制。广泛用于传递轴向载荷且被连接件厚度不大,能从两边进行安装的场合。
双头螺柱的两端螺纹有等长和不等长两种:A型带退刀槽,B型制成腰杆,末端碾制。平垫圈可保护被连接件表面不被划伤,弹簧垫圈有65°~80°的左旋开口,用于摩擦防松。此外,还有斜垫圈、止动垫圈等品种。
3螺钉连接:螺钉穿过较薄被连接件的通孔,直接旋入较厚被连接件的螺纹孔中,不用螺母,结构紧凑,适用于被连接件之一较厚,受力不大,且不经常装拆的场合。
螺钉头部有六角、圆柱头、半圆头、沉头等形状;起子槽有一字槽、十字槽、内六角孔等形式。机器上常设吊环螺钉。螺栓也可作螺钉使用。 紧定螺钉连接:紧定螺钉旋入被连接件的螺纹孔中,并用尾部顶住另一连接件的表面或相应的凹坑中,固定他们的相对位置,还可以传递不大的力或转矩。
头部为一字槽的紧定螺钉最常用。尾部有多种形状,平端用于高硬度表面或经常拆卸处;圆柱段可压入轴上的凹坑;锥段用于低硬度表面或不经常拆卸处。
四、螺纹连接的拧紧与防松
⒈螺纹连接的拧紧及控制
螺纹连接在承受工作载荷之前,一般需要拧紧,这种连接称为紧连接;不需要拧紧的连接称为松连接。拧紧可提高连接的紧密性、紧固性和可靠性。
拧紧力矩T’用来克服螺旋副及螺母支撑面上的摩擦力矩。拧紧时螺栓所受拉力F’称为预紧力。实验表明,对M10~M48的粗牙螺纹来说,无润滑时,有近似公式4T’=0.2F’d
式中 T’——拧紧力矩,N·mm F’——预紧力,N
d——螺纹连接件的公称直径,mm
预紧力过大,螺纹牙可能被剪断或滑扣;预紧力过小,紧固件可能松脱,被连接件可能出现滑移或分离。因此,有必要再拧紧螺栓时控制拧紧力矩,从而控制预紧力。采用指针式测力距扳手或预置式定力距扳手。控制拧紧力矩的方法精度较高。目前控制预紧力的方法较多采用电动扳手,使用呆扳手可以在一定程度上控制拧紧力矩,而使用可以调整的活扳手难以控制拧紧力矩。
为了使被连接件均匀受压,互相贴合紧密、连接牢固,在装配时要根据螺栓实际分布情况,按一定的顺序分几次(常为2~3次)逐步拧紧,而拆卸的顺序与装备的顺序恰好相反。
对于铸锻焊件等粗糙表面,应加工成凸台、沉头座或采用球面垫圈;支撑面倾斜时应采用斜面垫圈。这样可使螺栓周线垂直于支撑面,避免避免承受偏心载荷。图中尺寸E 要保证扳手所活动的空间。
⒉ 螺纹连接的防松措施
连接螺纹常为单线,满足自锁条件。连接螺纹再拧紧后,一般不会松动。但是在变载荷、冲击、振动作用下,都会使预紧力减小,摩擦力
降低,导致螺旋副相对转动,使螺纹连接松动,必须采用放松措施。
常用的放松措施有三种:
(1)摩擦防松 使螺旋副中产生不随外力变化的正压力,以形成阻止螺旋副相对转动的摩擦力的方法。对顶螺母防松效果较好,金属锁紧螺母次之,弹簧垫圈效果较差。这种方法适用于机械外静止构件的连接,以及防松要求不严格的场合。
⑵ 锁住放松 利用各种止动件机械地限制螺旋副相对运动的方法。这种方法可靠,但装拆麻烦,适用于机械内部运动构建的连接,以及防松要求较高的场合。
⑶ 不可拆防松 在螺旋副拧紧后,采用端铆、冲点、焊接、胶接等措施,使螺纹连接不可拆。这种方法简单可靠,适用于装配后不再拆卸的连接。
第四节 联轴器和离合器
联轴器和离合器主要用于连接两轴,使其共同回转以传递运动和转矩。在机器工作时,联轴器只能保持两轴的接合状态,而离合器却可随时完成两轴的接合或分离。
联轴器所连接的两轴,由于制造和轴线的径向、轴向安装误差、受载变形和机座下沉等原因,可能产生轴线的径向、轴线或综合偏移。因此,要求联轴器在传递运动和转矩的同时,还应具有一定范围的补偿轴线偏移、缓冲吸振的能力。因此将联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。
刚性联轴器结构简单、制造容易、承载能力大、成本低,但没有补偿轴线偏移的能力,适用于载荷平稳、转速稳定、两轴对中良好的场合。 (1)凸缘联轴器(GY、GYD型)凸缘联轴器由两个带有凸缘的半联轴器分别用键与两轴连接,然后用螺栓将它们连接成一体,以实现两轴的连接。GY型由铰制孔用螺栓对中、装拆方便,传递转矩较大;GYD型采用普通螺栓连接,靠对中榫对中,制造成本低,但装拆时轴须作轴向移动。 (2)套筒联轴器(GT型)套筒联轴器利用公共套筒和键、销等连接两轴,径向尺寸小,转动惯量也小,可用于起动频繁和速度常变化的传动。 2 、无弹性元件的挠性联轴器
牙嵌合离合器的牙型有三角形、矩形、梯形等。牙磨损后能自动补偿,冲击小,应用广。牙数z一般取3~60.牙数多,离合容易但受载不均,故转矩大时牙数宜少;要求接合时间短时牙数宜多。
嵌合离合器结构简单,主、从动轴能同步回转,外形尺寸小,传递转矩大,在嵌合时有刚性冲击,适用于在停机或低速时接合。 (2)摩擦式离合器
摩擦式离合器利用摩擦副的摩擦力传递转矩。多片圆盘摩擦离合器,左半离合器固定在主动轴上,右离合器固定在从动轴上。外摩擦片组与内摩擦片组成类似花键的连接。借助操纵机构向左移锥形圆环,使压板压紧交替安放的内外摩擦片组成,则两轴接合;若向右移动滑环,则两轴分离。
这种多片式离合器分离性差、散热不好、各片受力不均、但径向尺寸小,传递转矩大。还有一种单片式离合器,分离彻底、散热良好,但径向尺寸大。
摩擦式离合器接合平稳,冲击与振动较小,有过载保护作用,但在离合过程中,主、从动轴不能同步回转,外形尺寸大,适用于在高速下结合,而主、从动轴同步要求低的场合。
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螺杆螺母副(参考<机械传动设计>)
1、本设计中螺杆螺母需要具有自锁的功能,这是使用螺杆螺母机构的最主要原因。
2、螺杆螺母的螺纹一般选用梯形螺纹,因其传动效率较高。
3、材料选择上,螺杆选用合金工具钢9Mn2V,此材料的耐磨性及尺寸稳定性均较好。螺母用钢或铸铁做外套,内部用离心铸造法浇注青铜,增加耐磨性。
选择GBT 5796.3-2005梯形螺纹标准
设计牙型
一、初选基本尺寸
螺纹耐磨性计算螺纹基本尺寸,校核工作压强可知其实际压强p(0.96 MPa
小于许用压强 (11 MPa),螺纹升角满足验算条件,可知初选螺纹参数满足条件。
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2PA
内媒纹
8
外蝶较
公称直径
螺距p
中径
大径D4
小径
Q
d
d2=D2
d
D1
12
3
10.5
12.5
8.59
30
D=d--2XH=d-P;
D,=d十2ae
d3=d-2h3 d-P-2asi
d2=D2=d-H1=d-0,5P。
ae
牙顶间隙;
D,一设计牙型上的内螺纹大径:
D2一设计牙型上的内螺纹中径:
D一设计牙型上的内螺纹小径:
d
设计牙型上的外螺纹大径(公称直径):
d2—设计牙型上的外螺纹中径;
d
设计牙型上的外螺纹小径:
H,一基本牙型牙高
H,—设计牙型上的内螺纹牙高:
h,一设计牙型上的外螺纹牙高;
P一螺距。
计算项目


计算公式和参数选择
备注
结果



螺杆
d2
mm
F一轴向载荷,N:
F

中径
d2=
Pp一许用压强,
d2
oPp
MPa,见表8.2-8
梯形螺纹:?=0.8
根据计算的d2在
200
0.8×
整体式螺母φ=1.2--2.5
标准中选择公称
1.2×11
直径d和螺距p
=3.11
可知,由此所得螺杆中径非常小,选择GBT5796.3-2005标准设计梯形螺纹,
初选得螺纹参数如下:
公称直径d
螺距p
中径d2=D2
大径D4
小径
ds
D1
12
3
10.5
12.5
8.5
9
30
螺母高
H
mm
H=od2
H=1.2×10.5

φ的值据螺母的形式选定
=12.6
整体式螺母φ=1.2--2.5
旋合圈
H
12.6
Z=-
=4.2

z=-≤10-12
P
3
螺纹的
h
mm
梯形螺纹(GB/T5796.1-2005)
h=0.5p=1.5
工作高
h=0.5p

工作压
MP
F
用于校核
p

a
p=πd2hz
=200/(π×10.5
×1.5×4.2)
=0.96中小学教育资源及组卷应用平台
机械创新设计案例
我们知道,目前,机械产品的国际竞争非常激烈,要保持和发展我国机械产品在机械市场中的份额,关键靠的就是创新。我们要摆脱现在在机械创新设计上的落后局面,就要我国机械人才的创新设计能力。
机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。要进行机械创新设计要有两个必要条件:一是充分获取适用的知识;二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾,所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决,这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中,因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外,人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的,因此设计系统必需符合创新设计思维规律。
案例一:新型内燃机的开发实例
一般圆柱凸轮机构是将凸轮的回转运动变为从动杆的往复运动,而此处利用反动作,即当活塞往复运动时,通过连杆端部的滑块在凸轮槽中滑动而推动凸轮转动,经输出轴输出转矩。活塞往复两次,凸轮旋转360°。系统中没有飞轮,控制回转运动平稳。
这种无曲轴式活塞发动机若将圆柱凸轮安装在发动机的中心部位,可在其周围设置多个气缸,制成多缸发动机。通过改变圆柱凸轮的凸轮轮廓形状可以改变输出轴的转速,达到减速增矩的目的。这种凸轮式无曲轴发动机已用于船舶、重型机械、建筑机械等行业。
旋转式发动机与传统的往复式发动机相比,在输出功率相同时,具有体积小、重量轻、噪声低、旋转速度范围大以及结构简单等优点,但在实用化生产的过程中还有许多问题需要解决。
随着生产科学技术的发展,必然会出现更多新型的内燃机和动力机械。人们总是在发现矛盾和解决矛盾的过程中不断取得进步。而在开发设计过程中敢于突破,善于运用类比、组合、替代等创新技法,认真进行科学分析,将会使人们得到更多创新的、进步的、高级的产品。
案例二:圆柱凸轮数控铣削装置的创新设计实例
圆柱凸轮作为一种机械传动控制部件,具有结构紧凑、工作可靠等突出优点,但其加工制作比较困难。东北大学东软集团生产的医用全身CT扫描机,有一对复杂的圆柱凸轮,过去一直采用手工加工,不仅制造精度低,而且劳动强度大,生产效率低,成本高。为此,负责机械加工的东北大学机械厂提出要研制一种精度较高、操作方便、成本较低的圆柱凸轮加工装置。圆柱凸轮数控铣削装置包括工作台直线运动坐标轴和工件回转运动坐标轴,在加工圆柱凸轮时,本装置根据数控加工程序控制工件作旋转进给运动和直线进给运动,通过普通立式铣床工作台的垂直运动进行切深调整,这样就可以实现一条凸轮曲线槽的连续自动化加工。
内燃机是从实现相同工作原理的不同机构入手创新尝试,数控机是利用反求新思维进行了创新改造,机械发展史中有无数的创新事例,并不可能一一例举,而是以上述典型实例举一反三、启迪思维,点燃学习者创新设计。
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