1、国家高职教育轮机工程技术专业教学资源库建设组 机工业务子项目组2013年10月,机工业务,模块二 轮机工程基础,知识目标,1了解技术制图及机械制图国家标准；2熟悉典型零件的表达方法；掌握一般装配图的画法；3认识常用机构及机械传动的工作原理、运动特性和应用；4了解金属材料的性能指标和金属热处理工艺； 5了解常用热工仪表及量具的种类、用途和特点。,能力目标,1能查阅并应用技术制图及机械制图国家标准； 2能表达典型零件（轴与孔、螺纹等），识读一般装配图；3能简单分析机构运动及故障；4能判断主要零部件制造材料；5能正确使用常用热工仪表与量具。,1严谨细实的工作态度；2良好的职业道德意识；3创新意识和创
2、新精神； 4优良的学风和团队协作精神。,情感目标,任务引入,从制造的角度看，机器是由许多机械零件组成的，零件图、装配图以及其他一些机械生产中常用的图样是指导生产和进行技术交流的重要技术资料和主要依据，作为值班机工，必须了解机械制图的基础知识，看懂机械图样。同时还应了解常用机构的工作原理、运动特性，以及各种机械传动的特点和应用。 而轮机工程各种机械零件的材料合理选用，则关系到轮机设备运行的安全性、经济性和高效性。作为值班机工，必须了解轮机主要零部件常用材料及其基本知识。同时值班机工还必须学会用热工仪表来测量各种热工参数（如温度、压力、流量等），用量具来测量零件，检验零件的尺寸和形状。从而准确及时
3、反映热力设备及系统的运行工况、检验零件提供可靠的操作依据。,模块二 轮机工程基础,模块二 轮机工程基础,任务三 认识常用机构与机械传动原理,任务一 认识机械图样,任务二 读识典型零件和一般装配图,任务四 认识轮机主要零部件常用材料,任务五 操作轮机常用热工仪表与量具,任务三 认识常用机构与机械传动原理,从制造的角度看，机器是由许多机械零件组成的。根据机器功能、结构要求，某些零件需固联成没有相对运动的刚性组合，成为机器中独立运动的单元，通常称为构件；从运动的角度看，机器是由若干构件组成的。两个或两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的构件组合，称为机构；机器与机构一样，由若干构件组成，各个构件
4、之间具有确定的相对运动，但还能代替或减轻人类劳动或转换机构能量；从结构和运动的角度看，机器与机构之间并无区别，通常通称为机械。在机器中，利用机械方式传递动力和运动的传动称为机械传动，在机械工程中应用非常广泛。作为值班机工，必须了解常用机构的工作原理、运动特性，以及各种机械传动的特点和应用。,任务引入,(一) 、认识平面连杆机构,（二）、认识凸轮机构,（三） 认识棘轮机构,（一）、认识摩擦轮传动,（二）、认识带传动,（三）、认识链传动,（四）、认识齿轮传动,（五）、认识蜗杆传动,一 常用机构,二 机械传动,任务三 认识常用机构与机械传动原理,一些刚性构件通过低副(回转副和移动副)联接，而且所有构
5、件只能在同一平面或相互平行的平面上运动的机构。,平面机构：,杆：,机构中的构件可以简化为杆状。,平面连杆机构中结构最简单、应用最广的是平面四杆机构。,全部用转动副相连的平面四杆机构称为铰链四杆机构。它是平面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而成的。,（一）、认识平面连杆机构,1、平面铰链四杆机构的组成,AD-机架（固定不动）,AB、CD-连架杆（与机架相连的杆件）,BC-连杆（机架相对的杆件、不与机架相连）,摇杆只能在小于3600范围内往复作摆动的连架杆。,曲柄能作整周旋转的连架杆。,2、平面铰链四杆机构按曲柄存在数目，分三种基本形式,1）曲柄摇杆机构2）双曲柄
6、机构3）双摇杆机构,A,B,C,D,（一）、认识平面连杆机构,1、平面铰链四杆机构的组成,平面铰链四杆机构按曲柄存在数目，分三种基本形式,1）曲柄摇杆机构2）双曲柄机构3）双摇杆机构,A,B,C,D,（一）、认识平面连杆机构,2、平面铰链四杆机构的三种基本形式,3、平面铰链四杆机构的应用与运动特点,1）曲柄摇杆机构,在铰链四杆机构中，一个连架杆作为曲柄，另一个连架杆作为摇杆。,曲柄摇杆机构主动件可以是曲柄，也可以是摇杆。,当曲柄为主动件时，可将曲柄的连续转动转变为摆杆的往复摆动。,牛头刨床的进给机构中包含主动件为曲柄的曲柄摇杆机构。,运动特点：,能够将原动件的等速转动变为从动杆的不等速（变速）
7、摇动；从动件具有急回特性。,1、平面铰链四杆机构的组成,2、平面铰链四杆机构的三种基本形式,当摇杆为原动件时，可将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动。,缝纫机的踏板机构属于以摇杆为原动件的曲柄摇杆机构。,运动特点：,出现死点位置,1）曲柄摇杆机构,在铰链四杆机构中，一个连架杆作为曲柄，另一个连架杆作为摇杆。,曲柄摇杆机构主动件可以是曲柄，也可以是摇杆。,3、平面铰链四杆机构的应用与运动特点,1、平面铰链四杆机构的组成,2、平面铰链四杆机构的三种基本形式,在铰链四杆机构中，两个连架杆都作为曲柄。,运动特点：,两曲柄长度不等时，可将原动曲柄的等速转动转换成从动曲柄的变速转动，此为普通双曲柄机构。,
8、在双曲柄机构中，若相对两杆平行相等，称为平行双曲柄机构。这种机构的特点是其两曲柄能以相同的角速度同时转动，而连杆作平动运动。,机车车轮的联动机构为平行双曲柄机构。,2）双曲柄机构,3、平面铰链四杆机构的应用与运动特点,1、平面铰链四杆机构的组成,2、平面铰链四杆机构的三种基本形式,在铰链四杆机构中，两个连架杆都作为摇杆。,3）双摇杆机构,3、平面铰链四杆机构的应用与运动特点,1、平面铰链四杆机构的组成,2、平面铰链四杆机构的三种基本形式,在铰链四杆机构中，两个连架杆都作为摇杆。,汽车前轮转向机构是双摇杆机构,3）双摇杆机构,港口起重机的变辐机构是双摇杆机构,汽车前轮转向机构.swf,3、平面铰
9、链四杆机构的应用与运动特点,1、平面铰链四杆机构的组成,2、平面铰链四杆机构的三种基本形式,一、凸轮机构的组成与运动特点,三个构件：,凸轮、从动件、机架,凸轮机构可以将凸轮的连续转动转换成从动件的连续或间歇的往复运动。,（二）、认识凸轮机构,1）只要正确地设计凸轮的轮廓曲线，就可使从动件实现往复的运动规律，结构简单、紧凑；2）凸轮与从动件为点或线接触，易磨损，一般仅用于传动功率不大的场合；3）从动件的工作行程较短； 4）凸轮的轮廓曲线设计和加工比较困难。,1）内燃机配气系统,2）燃油喷射系统,回油孔式高压油泵,3）自动机床的进刀机构,4）自动送料机,回油阀式高压油泵,常用于机械的控制系统,二、
10、凸轮机构的应用,三、凸轮机构的分类,1、按凸轮形状分,1）盘形凸轮,2）移动凸轮,3）圆柱凸轮,2、按从动件的形状分类,1）尖顶从动件,从动件结构简单，但尖顶易于磨损（接触应力很高），只适用于传力不大的低速场合。,2）滚子从动件,滚子与凸轮间为滚动摩擦，不易磨损，可以实现较大动力的传递，应用最为广泛。,3）平底从动件,从动件与凸轮间的作用力方向不变，受力平稳。在高速情况下，凸轮与平底间易形成油膜而减小摩擦与磨损。其缺点是：不能与具有内凹轮廓的凸轮配对使用。,当主动件作连续运动时，从动件作周期性的运动和停顿，这类机构称为间歇机构。它在各种自动化机械中得到广泛的应用，用来满足送进、制动、转位、分度
11、、超越等工作要求,常用的有两类： 1）主动件往复摆动，从动件间歇运动，如棘轮机构。 2）主动件连续运动，从动件间歇运动，如槽轮机构。,（三）、 认识棘轮机构,一、组成与运动特点,棘轮机构的主要构件：,棘轮、棘爪、机架,（三）、 认识棘轮机构,主动件连续往复摆动，从动件作单向间歇运动。,轮齿式棘轮机构结构简单，运动可靠，易于制造，棘轮转角容易调节。其缺点是在运动开始和终止时都会产生冲击，棘爪在棘轮齿面上滑行还要引起噪声和齿尖磨损，所以常用于低速、轻载、和转角不大的间歇运动的控制中。,二、应用,当曲柄1转动时，经连杆2带动摇杆4作往复摆动；摇杆4上装有变向棘轮机构的棘爪，棘轮3与丝杠5固连，棘爪带
12、动棘轮作单方向间歇转动，从而使螺母6（工作台）作间歇进给运动。,实现牛头刨床工作台横向进给的机构中，包括连杆机构、棘轮机构、螺旋传动机构。,（三）、认识棘轮机构,一、组成与运动特点,（一）、认识摩擦轮传动,（二）、认识带传动,（三）、认识链传动,（四）、认识齿轮传动,（五）、认识蜗杆传动,二 机械传动,任务三 认识常用机构与机械传动原理,一、摩擦轮传动的工作原理,(一)、认识摩擦轮传动,N为两摩擦轮接触面间的法向压力,f为轮面的摩擦系数,F为带动从动轮所需的工作圆周力,为保证传动正常，必须：,N,f,F,否则，主动轮就带不动动轮回转，而导致打滑。,摩擦轮传动是利用主动轮与从动轮在直接接触处所产
13、生的摩擦力来传递转矩和运动。,二、摩擦轮传动的类型,传动比基本固定的有：,圆柱平摩擦圆柱槽摩擦圆锥摩擦,用于两平行轴之间的传动,用于两交叉轴之间的传动,传动比可变的有：,滚轮圆盘摩擦,通过改变圆柱在圆盘上的位置，可实现无级变速,三、摩擦轮传动的特点和应用,无轮齿，制造简单；无啮合冲击，运转平稳，噪声小；过载时发生打滑；可防止重要零件的损坏，实现过载保护；可实现无级调速；传动效率低，轴承上受力（载荷）较大，不宜传递大功率。传动比不准确；磨损较快。,直接接触的摩擦轮传动原理被应用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动器、机械无级变速器以及仪器的传动机构等场合。,（一）、认识摩擦轮传动,（二）、认识带传动,
14、（三）、认识链传动,（四）、认识齿轮传动,（五）、认识蜗杆传动,二 机械传动,任务三 认识常用机构与机械传动原理,传动带紧套在两带轮，使传动带和带轮在接触面间产生正压力，当主动带轮旋转时，在传动带与带轮接触面间便产生摩擦力，并依靠摩擦力带动从动带轮旋转。,主动带轮,传动带,从动带轮,一、带传动的工作原理,（二）、认识带传动,二、带传动的类型,按传动原理分为：,摩擦型带传动，按传动带的截面形状为：,2）啮合型带传动,1）摩擦型带传动；,平带,圆带,V带,多楔带,与其它的传动相比，这种传动具有以下优点： 1）中心距较大，适宜远距离传动； 2）过载时将引起带在带轮上打滑，因而可以防止其它零件的损坏；
15、（过载卸荷） 3）制造和安装精度不像啮合传动那样严格，结构简单、价格低廉； 4）能起到缓冲和吸收振动，传动平稳，噪音小。5）维护方便，不需要润滑等。,它也有一些缺点：1）不能保持准确的传动比，传动效率较低； 2）不易用于高温、水淋、易燃等工作场合。 3）带的寿命较短。4）张紧力会产生较大的压轴力，使轴和轴承受力较大，传动效率较低。,二、带传动的特点和应用,带传动带传动常用于中小功率的传动,（一）、认识摩擦轮传动,（二）、认识带传动,（三）、认识链传动,（四）、认识齿轮传动,（五）、认识蜗杆传动,二 机械传动,任务三 认识常用机构与机械传动原理,一、链传动的工作原理,传动原理：依靠链节和链轮的啮
16、合来传递运动和动力。,链条,主动轮,从动轮,（三）、认识链传动,最常用滚子链,1 、滚子链由内链板1和外链板2 、销轴3、套筒4 、滚子5组成。内链板与套筒间、外链板与销轴间均为过盈配合，套筒与销轴、套筒与滚子间则为间隙配合。相邻两销轴轴线间的距离称为节距，用p表示，它是链的主要参数。节距p越大，链的各元件的尺寸也越大，承载能力也越高。2 、在链传动中，若链条的铰链发生磨损，将使链节距伸长，容易引起脱链，失去工作能力。链传动中链轮的损坏主要是由于轮齿的磨损，因此链轮轮齿应具有足够的强度和耐磨性。,链组成.swf,二、链传动的类型,瞬时速度不均匀，高速运动时不如带传动平稳冲击和噪音大因铰链磨损，
17、链节距伸长，易引起脱链，失去工作能力制造和安装精度高过载时不能起安全保护作用,没有弹性滑动，平均传动比准确压轴力较小，摩擦损失小，传动效率高结构较紧凑，传递圆周力大能在高温、有水或油等较恶劣环境下工作,三、链传动的特点与应用,链传动主要适用于不宜采用带传动和齿轮传动，而两轴平行，且中心距较大，功率较大，而又要求平均传动比准确的场合。,（一）、认识摩擦轮传动,（二）、认识带传动,（三）、认识链传动,（四）、认识齿轮传动,（五）、认识蜗杆传动,二 机械传动,任务三 认识常用机构与机械传动原理,一、齿轮传动的类型,（四）、认识齿轮传动,二、齿轮传动的特点,优点： 1、传递动力大、效率高； 2、寿命长
18、，工作平稳，可靠性高； 3、能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。 缺点： 1、制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； 2、不宜作远距离传动 。 3、低精度齿轮传动的振动噪声较大。,齿轮机构是依靠轮齿直接接触构成高副来传递两轴之间的运动和动力的。,（四）、认识齿轮传动,三、齿轮失效形式,（四）、认识齿轮传动,（一）、认识摩擦轮传动,（二）、认识带传动,（三）、认识链传动,（四）、认识齿轮传动,（五）、认识蜗杆传动,二 机械传动,任务三 认识常用机构与机械传动原理,一、蜗杆传动的类型,蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成,用于空间交错轴之间的传动，两轴交错角为90。,（五）、认识蜗杆传动,传动
19、中一般蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。,应用最广的一种蜗杆是阿基米德蜗杆,l）机械效率较低，一般效率0.70.8，具有自锁性的蜗杆传动的效率0.5。2）齿面的螺旋线方向有很大的滑动速度，易引起发热和磨损，常用贵重的耐磨材料（如青铜合金）作蜗轮，而且还要有良好的润滑和散热条件。3）不能任意互换啮合,仅是模数相同、压力角相同的蜗杆与蜗轮是不能任意互换啮合的。,优点,l）传动比大，结构紧凑。一般传动比可达：i12=1080，在一些手动或分度机构中，i12可大于300。2）蜗杆齿是连续的螺旋形齿，传动平稳，噪声小。 最大传动功率：500kw 最大线速度：50m/s3）当蜗杆导程角很小时，传动具有自锁性，即
20、只能由蜗杆带动蜗轮，而蜗轮不能带动蜗杆。,二、蜗杆传动的特点和应用,缺点,常用于起重或其他需要自锁的场合,应用,三、蜗杆传动的失效形式,蜗杆传动中，蜗轮齿的受力情况与失效形式与齿轮一样，有点蚀，磨损，胶合，折断。而且由于蜗杆传动啮合面间的相对滑动速度较大，工件齿面间的磨损也大，发热大，所以增加了胶合和磨损失效的可能性。在闭式传动中如果不能及时散热，往往因胶合而影响蜗杆的承载能力。在开式传动中或润滑不良的闭式传动中，蜗轮轮齿的磨损显得突出。,（五）、认识蜗杆传动,小结,思考与讨论,正确读懂齿轮泵装配图？,认识机械制图国家标准的一般规定,熟悉正投影法相关知识,能够正确读组合体的三视图,能够用制图方法表达常见机件,能够用制图方法表达典型零件,能够正确读懂零件图,能够正确读懂装配图,小结,思考与讨论,各种传动的优缺点？,认识并熟悉平面连杆机构,认识并熟悉凸轮机构与棘轮机构,任务三 认识常用机构与机械传动原理,学习模块二 轮机工程基础,认识摩擦轮传动的形式与特点,认识带传动的形式与特点,认识链传动的形式与特点,认识齿轮传动的形式与特点,认识蜗杆传动的形式与特点,(一) 、认识平面连杆机构,（二）、认识凸轮机构,（三） 认识凸轮机构与棘轮机构,（一）、认识摩擦轮传动,一 常用机构,二 机械传动,任务三 认识常用机构与机械传动原理,
