机械基础感想

中国石油大学（北京）

题目：机械基础参观后感想

姓名：张明明

学号：2010054229

班级：石工创新10-9班

一、

平面连杆机构

二、

凸轮机构

三、

齿轮机构

四、

齿轮传动

五、

蜗杆传动

六、

轮系

七、

带传动与链传动

八、

连接

九、

学习心得

在人类发展的历史长河中，工具的出现以及随后机器的出现，给人们的生活带来了翻天覆地的变化。特别是不断发展的各式机器，在代替或减轻人类劳动，提高劳动生产率、创造更多财富方面发挥着极为重要的作用。随着科学技术的发展，各类机器的发明及应用水平已经成为衡量一个国家科技进步的一个标志之一。机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。

课程的学习离不开实际现场的参观，任何一门工科的学习，如果离开了现场的实习和实际动手的操作，那么所学的知识将会是空洞的抽象的。机械设计这门课就是要求我们能在实际的生产和生活中，灵活的应用所学的知识，在现实生产生活中能过认识了解基本的元器件，掌握基本的技能，因此，此次的参观是很有必要的。

一、平面连杆机构 最简单地平面连杆机构是由四个构建组成地，称为平面四杆机构。它的应用非常广泛，而且是组成多杆机构的基础。

低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，平面连杆机构在各种机械和仪器中获得广泛应用。连杆机构的缺点是：低副中存在间隙，数目较多的低副会引起运动累积误差；而且它的设计比较复杂，不易精确地实现复杂地运动规律。

由若干个刚性构件通过低副(转动副、移动副)联接，且各构件上各点的运动平面均相互平行的机构，又称平面低副机构。低副具有压强小、磨损轻、易于加工和几何形状能保证本身封闭等优点，故平面连杆机构广泛用于各种机械和仪器中。与高副机构相比，它难以准确实现预期运动，设计计算复杂。

平面连杆机构中最常用的是四杆机构，它的构件数目最少，且能转换运动。多于四杆的平面连杆机构称多杆机构，它能实现一些复杂的运动，但杆多且稳定性差。 平面连杆机构的运动设计一般可归纳为以下三类基本问题：

1) 实现构件给定位置（亦称刚体导引），即要求连杆机构能引导某构件按规定顺序精确或近似地经过给定的若干位置。

2) 实现已知运动规律（亦称函数生成），即要求主、从动件满足已知的若干组对应位置关系，包括满足一定的急回特性要求，或者在主动件运动规律一定时，从动件能精确或近似地按给定规律运动。

3) 实现已知运动轨迹（亦称轨迹生成），即要求连杆机构中作平面运动的构件上某一点精确或近似地沿着给定的轨迹运动。

四杆机构有两种基本类型。①在满足曲柄存在的前提下，铰链四杆机构取不同的

构件作机架，可得到具有不同运动特性的铰链四杆机构：例如曲柄摇杆机构，双曲柄机构和由它们派生出来的平行四边形机构,曲柄滑块机构等。②在不满足曲柄存在的前提下,铰链四杆机构的运动链不论哪个杆固定,因无曲柄存在,必为双摇杆机构。

二、凸轮机构

凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。

图1：凸轮机构

凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。

其特点是：结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动，因此在机床、纺织机械、轻工机械、印刷机械、机电一体化装配中大量应用。 凸轮运动原理是：由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用弹簧或施加重力。具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，为确动凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。它与液压和气动的类似

机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。

三、齿轮机构

在回转体的表面上作出牙齿，工作时靠一个回转体表面的牙齿推着另一个回转体表面的牙齿来传递运动的机构称为齿轮机构。

齿轮的种类很多，按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，可将其分为平面齿轮机构和空间齿轮机构两大类。

（1）平面齿轮机构 两轮之间的相对运动为平面运动，它们的轴线互相平行。当两轮的角速比为常数时，这种齿轮为圆柱形，故称为圆柱齿轮。圆柱齿轮的齿排列在圆柱体的表面上。依照齿和轴线的相对位置，这种齿轮又可分为： 1）直齿圆柱齿轮——齿廓曲面的母线与齿轮的轴线平行。如果齿是排列在圆柱体的外表面上，称为外齿轮；若是排列在空心圆柱体的内表面上，则称为内齿轮。两个外齿轮互相啮合称为外啮合齿轮，其两轮反向回转。一个外齿轮和一个内齿轮互相啮合称为内啮合齿轮，其两轮同向回转。如果一个齿轮的齿是排列在一条平板上，则这个齿轮便称为齿条，它作直线移动；而另一齿轮为外齿轮。 2）斜齿圆柱齿轮——齿轮齿廓曲面的母线与齿轮的轴线倾斜一个角度，其齿向是以齿轮轴线为轴线的螺旋线方向。斜齿圆柱齿轮也可以分为外啮合、内啮合及齿条啮合三种。 3）人字齿轮——这种齿轮的齿向如人字形，它相当于两个全等但螺旋方向相反的斜齿圆柱齿轮拼接而成。

（2）空间齿轮机构 两轮之间的相对运动为空间运动，它们的轴线不平行。按照两轮轴线的位置，空间齿轮机构又可分为两类： 1）传递相交两轴转动的齿轮机构 这种齿轮的齿排列在圆锥体的表面上，故称为圆锥齿轮或伞齿轮。依照圆锥齿轮的齿的形状，它可分为直齿、斜齿和曲齿圆锥齿轮。 2）传递不平行不相交两轴转动的齿轮机构 这种齿轮机构最常见的有三种： a.交错轴斜齿轮副（旧称螺旋齿轮副）——就单一齿轮来看，为斜齿圆柱齿轮，但两个配对的斜齿轮组成的齿轮副，其两轴线不平行而交错在任意位置。 b.蜗杆蜗轮——这种齿轮机构的两轴垂直交错，小齿轮的齿数特别少，且其齿绕于轮面一周以上，成螺杆状。 c.准双曲面齿轮——就单一齿轮来看，其外形与曲齿圆锥齿轮相同，但准双曲面齿轮的两轴不相交而垂直交错。

四、齿轮传动

机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。

三、齿轮机构

在回转体的表面上作出牙齿，工作时靠一个回转体表面的牙齿推着另一个回转体表面的牙齿来传递运动的机构称为齿轮机构。

齿轮的种类很多，按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，可将其分为平面齿轮机构和空间齿轮机构两大类。

（1）平面齿轮机构 两轮之间的相对运动为平面运动，它们的轴线互相平行。当两轮的角速比为常数时，这种齿轮为圆柱形，故称为圆柱齿轮。圆柱齿轮的齿排列在圆柱体的表面上。依照齿和轴线的相对位置，这种齿轮又可分为： 1）直齿圆柱齿轮——齿廓曲面的母线与齿轮的轴线平行。如果齿是排列在圆柱体的外表面上，称为外齿轮；若是排列在空心圆柱体的内表面上，则称为内齿轮。两个外齿轮互相啮合称为外啮合齿轮，其两轮反向回转。一个外齿轮和一个内齿轮互相啮合称为内啮合齿轮，其两轮同向回转。如果一个齿轮的齿是排列在一条平板上，则这个齿轮便称为齿条，它作直线移动；而另一齿轮为外齿轮。 2）斜齿圆柱齿轮——齿轮齿廓曲面的母线与齿轮的轴线倾斜一个角度，其齿向是以齿轮轴线为轴线的螺旋线方向。斜齿圆柱齿轮也可以分为外啮合、内啮合及齿条啮合三种。 3）人字齿轮——这种齿轮的齿向如人字形，它相当于两个全等但螺旋方向相反的斜齿圆柱齿轮拼接而成。

（2）空间齿轮机构 两轮之间的相对运动为空间运动，它们的轴线不平行。按照两轮轴线的位置，空间齿轮机构又可分为两类： 1）传递相交两轴转动的齿轮机构 这种齿轮的齿排列在圆锥体的表面上，故称为圆锥齿轮或伞齿轮。依照圆锥齿轮的齿的形状，它可分为直齿、斜齿和曲齿圆锥齿轮。 2）传递不平行不相交两轴转动的齿轮机构 这种齿轮机构最常见的有三种： a.交错轴斜齿轮副（旧称螺旋齿轮副）——就单一齿轮来看，为斜齿圆柱齿轮，但两个配对的斜齿轮组成的齿轮副，其两轴线不平行而交错在任意位置。 b.蜗杆蜗轮——这种齿轮机构的两轴垂直交错，小齿轮的齿数特别少，且其齿绕于轮面一周以上，成螺杆状。 c.准双曲面齿轮——就单一齿轮来看，其外形与曲齿圆锥齿轮相同，但准双曲面齿轮的两轴不相交而垂直交错。

四、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。

图2：斜齿轮传动

齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。

根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：

直齿圆柱齿轮传动；

斜齿圆柱齿轮传动

人字齿轮传动；

锥齿轮传动；

交错轴斜齿轮传动。

五、蜗杆传动

蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90°。蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，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。蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿。

蜗杆传动特点：

1.传动比大，结构紧凑，体积小、重量轻。

2. 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，蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音小。

3. 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。

4. 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。

5. 发热量大，齿面容易磨损，成本高。

六、轮系

轮系由一系列轮子组成的传动系统。

这些轮子通常是齿轮，

也可以是摩擦轮等。按轮系中各齿轮的几何轴线是否固定可分为平面定轴轮系和周转轮系。

图3：空间定轴轮系

图4：平面定轴轮系

主要掌握传动比的计算：定轴轮系的传动比=所有从动轮齿数的连乘积／所有主动轮齿数的连乘积

七、带传动与链传动

带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。

图5：平面带传动

链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。 链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。 链传动的缺点主要有：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。

八、连接

螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。

根据螺旋线的绕行方向，可分为左旋螺纹和右旋螺纹，规定将螺纹直立时螺旋线向右上升为右旋螺纹，向左上升为左旋螺纹。

被联接件的孔中不切制螺纹，装拆方便。普通螺栓联接时螺栓与孔之间有间隙，由于加工简便，成本低，所以应用最广。铰制孔用螺栓联接，被联接件上孔用高精度铰刀加工而成，螺栓杆与孔之间一般采用过渡配合，主要用于需要螺栓承受横向载荷或需靠螺杆精确固定被联接件相对位置的场合。

螺纹联接的预紧目的：保持正常工作。如汽缸螺栓联接，有紧密性要求，防漏气，接触面积要大性，靠摩擦力工作时，增大刚性等。

九、学习心得

机械设计根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并机械设计将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。

随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。

在今后的生产生活中，一定要结合课上所学的知识，灵活的将这些知识有机的和工作生活结合。这是一门实用性很强的学科，对学生的各方面帮助都很大。

工程实习的目的就是让我们不要只沉浸在空洞的书本中，我们要跨出书本，接触现实的工程零件，工程问题；实习带给我们的是书本知识的具体化，书本知识的实际应用能够形象的展现在我们的面前。