机械基础教案

机械基础 河北建材职业技术学院 教 案 07 ~~ 08 学年 第 一 学期 教学系 信息机电系 教研室 机电教研室 授课教师 职 称 教研室主任签字 2007年 7 月 30 日 06级1、2课程名称 机械基础 授课专业 计算机控制 班级 班 必修课 职业技能基础课（?）；职业专项技能课（ ） 课程类型 拓展课 限选课（ ）；任选课（ ） 课程教学 考核方式 考试（）；考查（?） 48学时 总学时数 学时分配 课堂讲授48学时； 实训（验）课 学时；其他 学时 高等教育出版社 出版社及 教材名称 《机械基础》 作 者 刘跃南 2000.8 出版时间 本书是教育部高职高专规划教材，是参照工科非机类专业的《机械基础课程教学基 本要求》并吸收了“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革”研究成果而编 写的。 本书内容包括机械工程材料和金属热加工基础、机械传动、液压与气压传 动、机械加工工艺基础四部分。全书突出传动及加工这一主线，按照“以应用为目教材分析 的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用为重点”的原则，精选教学内容， 着重机械工程基本知识和基本原理的阐述，注重应用能力培养和工程素质教育，加 强了实际应用及工程实例的介绍。书中多采用简明易懂的插图，如立体图、结构示 意图等，并且各章均附有复习题，便于复习思考与练习。 出版社 出版时间 作 者参考书目及资料（含浏览的网站） 《机械基础》 徐英南 中国劳动出版社 2001.8 《机械制造基础》 吴安德 高等教育出版社 2003.7 《机械设计基础》 邓昭铭 高等教育出版社 2000.7 掌握基本理论、基本知识和基本方法是学习的基础和前提，而解决实际问题才是最学生创新终目的。相关联知识点一旦融合和渗透以后，对学生的综合分析问题能力提出了更精神和实高的要求。学生听教师讲清了基本概念、原理、公式，还不够，更重要的是要注意践能力培老师如何运用所学知识去分析问题、解决问题，从中提高灵活运用知识解决实际问 养方法 题的能力。 2 授课时间 第1周 第1次 授课方式 理论课 课 题 第一章 机械工程材料。第一节 金属材料的主要性能 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解机械工程材料的性能及用途 目 的 金属材料的主要性能 教学重点 机械工程材料的基本概念 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解机械工程材料的性能及用途。 第一节 金属材料的主要性能；2h 3 （附页） 第一章机械工程材料 用以制造各种机械零件的材料统称为机械工程材料。一般将其分为两大类：金 属材料和非金属材料。在目前机械工业生产中，普遍使用钢铁、铜、铝等金属材料； 此外，工程塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料的应用也日趋广泛，并展示出良好的发 展前景。 ?1-1 金属材料的主要性能 在生产实际中，不同的材料有不同的性能和用途。同一种金属材料通过不同的 热处理方法，也可以得到不同的性能。因此，在选择机械零件的材料时，熟悉材料 的性能是十分必要的。金属材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能和工艺 性能。一般机械零件常以力学性能作为设计和选材的依据。金属材料的力学性能是 指金属材料在外加载荷（外力）作用下表现出来的特性。载荷按其作用形式的不同， 分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。因此，金属材料表现出的抵抗外力能力的特 性也各不相同。通常所研究的力学性能主要是指强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲 劳强度等。 一、金属材料的静态力学性能 静态力学性能包括塑性、强度、硬度等性能指标。 （一）塑性、强度与静载荷拉伸试验 1 ．塑性 塑性是指材料在外力作用下产生塑性变形（不可恢复的变形）而不断裂的能力。 常用的塑性指标有伸长率占和断面收缩率沪。 2 ．强度 强度是指材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。抵抗塑性变形和断裂 的能力越大，则强度越高。根据受力状况的不同，材料的强度可分为抗拉、抗压、 抗弯、抗扭和抗剪强度等。一般以抗拉强度作为最基本的强度指标。 3 ．静载荷拉伸试验 金属材料的强度、塑性可以根据GB6 3 97 一86 的规定，通过材料拉伸试验来确定。拉伸试样可制成圆形试样和板形试样两种。在拉伸试验过程中飞通过自 动或绘图装置得到的表示试样所受载荷F 和伸长量?l 的关系曲线称为拉伸曲线；经计算，可得到表示试样所受应力σ和应变ε的关系曲线，称为应力一应变曲线。图1-1 中所示分别为低碳钢试样的拉伸曲线和应力一应变曲线。 （二）硬度 硬度是指金属材料抵抗更硬物体压人的能力，它是衡量材料软硬程度的指标， 它表征了材料抵抗表面局部弹性变形、塑性变形及破坏的能力。材料的硬度高，其 耐磨性就好。 根据测定硬度方法的不同，可用布氏硬度（HB ) ，洛氏硬度（HR ）和维氏硬度（Hv ）等多种硬度指标来表示材料的硬度，工业生产中常用布氏硬度和洛氏硬度。 硬度测试简便，造成表面损伤相对较小，可直接用于零件的表面硬度测定。 1 ．布氏硬度（HB ) 布氏硬度试验是用一定直径的钢球或硬质合金球，以相应的试验力压人试样表 面，经规定保持时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径。之后、将测得的 参数代人计算公式，即可得到布氏硬度的值。 布氏硬度试验测量压痕面积较大，受测量不均匀度影响较小。 4 （附页） 2 ．洛氏硬度（HR ) 洛氏硬度是在初始试验力及总试验力的先后作用下，将压头（金刚石圆锥体或 钢球）压人试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，由测量原残余压痕深度 增量计算硬度值以冬璐洛氏硬度用符号HR 表示，如：70HRA , HR 前面为硬度数值下HR 后面为使用的标尺类型。根据被测材料的硬度和厚度等条件的不同，可选用不 同的实验载荷和压头类型而得到15 种不同的洛氏硬度的标尺。每一种标尺用一个规 定的字母附在洛氏硬度符号后面加以注明一，最常用的是：HRA , HRB , HRC 三种。 洛氏硬度测试操作简便迅速，可直接从洛氏硬度试验计的刻度盘上读出硬度值，压 痕小，在批量的成品或半成品质量检验中广泛使用。但由于压痕过小，测量误差较 大，代表性、重复性差，分散度也大。 3 ．维氏硬度（HV ) 维氏硬度的测量原理基本与布氏硬度相同，不同的是所加载荷较小，压头是顶角为136 ’的正四棱锥金刚石压头，在被测材料的表面得到的是四方锥形压痕。 维氏硬度测量的精度高，测量范围广（最高可达1 300 Hv ) ，应用广泛，特别适用于工件的硬化层及薄片、小件成品。但由于操作复杂，不宜用于大批量检测； 由于压痕很小，致使所测硬度重复性差，分散度大。 二、金属材料的动态力学性能 动态力学性能包括冲击韧性和疲劳强度等性能指标。 1 ．冲击韧性 在冲击载荷作用下，金属材料抵抗破坏的能力称为冲击韧性，其值以冲击韧度 aK 来表征。。K 值越大，材料的韧性就越好，在受到冲击时越不容易断裂。 当用冲击试验方法测定冲击韧度时，。K 值就等于冲断试样单位截面积所消耗的冲 击吸收功的大小，数值可从冲击试验机的刻度盘上直接读出。 2 ．疲劳强度 疲劳强度是指材料经无数次的应力循环仍不断裂的最大应力，用以表征材料抵 抗疲劳断裂的能力。 三、金属材料的物理、化学及工艺性能 1 ．物理性能 金属材料的物理性能主要包括比重、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性 等。由于机器零件的用途不同，对金属材料的物理性能要求也有所不同。 2 ．化学性能 化学性能是指金属材料在常温或高温条件下抵抗外界介质对其化学侵蚀的能力。它主要包括耐酸性、耐碱性和抗氧化性等。 3 ．工艺性能 金属材料的工艺性能是指材料加工成形的难易程度。工艺性能往往是由物理性 能、化学性能和机械性能综合作用所决定的，不能简单用一个物理参数来表示。按 照加工工艺的不同，工艺性能可分为可铸性、可锻性、可焊性，切削加工性和热处 理性能等。 金属材料加工成为零件常用的四种基本加工方法是：铸造、锻压、焊接和切削 加工（通常前三种加工方法称为热加工，而切削加工称为冷加工）。在设计零件和选 择工艺方法时，都必须考虑金属材料的工艺性能，做到工艺合理，符合技术要求， 零件生产成本低廉。 5 授课时间 第1周 第2次 授课方式 理论课 课 题 第二节 常用金属材料 教 学 了解金属材料的主要性能和常用金属材料。 目 的 常用金属材料 教学重点 常用金属材料 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 了解金属材料的主要性能和常用金属材料。 第二节常用金属材料1h 6 （附页） ?1-2 常用金属材料 常用金属材料主要指碳钢（非合金钢）、合金钢、铸铁、有色金属（非铁金属 合金）等，它们具有优良的性能，是工业领域的主要材料，在国民经济中扮演着重 要角色。 一、常用钢材料的分类 国家标准几GB / TI 3304 一91 《 钢分类》 比较系统、详细的规定了钢的分类及表示方法。按照用途来分，钢材料可以分为结构钢、工具钢和特殊性能钢等。以下 分别加以简单介绍。 （一）结构钢 结构钢是品种最多、用途最广、使用量最大的一类钢。凡用于各种机器零件及 各种工程结构（屋架、桥梁、井架、车辆构架等）的钢都称为结构钢。 1.一般工程结构用钢 ( 1 ）碳素结构钢；( 2 ）优一质碳素结构钢；( 3 ）低合金结构钢 2. 渗碳用钢 3. 调质用钢 4. 弹簧钢 5. 滚动轴承钢 （二）工具钢 1. 刃具钢 2. 模具钢 3. 量具钢 （三）不锈钢、耐热钢及耐磨钢 1. 不锈钢 2. 耐热钢 3. 耐磨钢 二、铸铁 1 ．灰铸铁 2 ．球墨铸铁 3 ．蠕墨铸铁 4 ．可锻铸铁 5 ．合金铸铁 三、非铁金属及其合金 （一）铝及其合金 1. 变形铝合金 防锈铝；硬铝；超硬铝；锻铝 2 ．铸造铝合金 Al-Si 系、Al-Cu 系、Al-Mg 系及Al-Zn 系 （二）铜及其合金 工业用纯铜含铜量高于99 . 5 % ，通常呈紫红色，又称紫铜。纯铜具有优良的 导电、导热、耐蚀和焊接性能，又有一定的强度，广泛用于导电、导热和耐蚀器件。 工业上按含氧量及加工方法不同，将纯铜分为工业纯铜和无氧纯铜两大类。工业纯 铜牌号有Tl , TZ , T3 和T4 四种。序号越大，纯度越低。无氧铜含氧量低于0 . 003 ％、牌号有Tul , TuZ 等，主要用于电真空器件。 铜合金按加人元素可分为黄铜、青铜和白铜。在机械生产中常用的是黄铜和青 铜。 7 （附页） 1 ．黄铜 ( 1 ）普通黄铜；( 2 ）特殊黄铜 2 ．青铜 ( 1 ）锡青铜；( 2 ）无锡青铜 8 授课时间 第1周 第3次 授课方式 理论课 课 题 第三节 钢的热处理 教 学 掌握钢的热处理的几种方法 目 的 钢的热处理方法 教学重点 钢的热处理方法 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 掌握钢的热处理的几种方法 第三节 钢的热处理2h 9 （附页） ?1-3 钢的热处理 钢的热处理是将钢在固体状态下通过加热、保温和以不同的方式冷却，来改变 钢的内部组织结构，从而获得所需性能的工艺方法。 热处理是机器零件及工具制造过程中的重要工序，对发挥金属材料的潜力、改 善零件的使用性能、提高产品质量、延长使用寿命具有极其重要的意义。此外，热 处理还能改善毛坯的工艺性能，为后续工序作准备，以利于各种冷、热加工。 一、合金的晶体结构和铁碳合金状态图 （一）金属及合金的晶体结构 1 . 金属的结晶 液态金属冷却到凝固温度时，原子由无序状态转变为按一定的几何形状有序排 列。金属的这种由液体转变为晶体的现象称为结晶。在固态金属内部，由于结晶而形成许多大小不一、外形不规则的小晶体、称为晶粒。晶粒的大小对金属的力学性 能有很大的影响。一般地说，晶粒越细，其强度；硬度、冲击韧度就越高，塑性也 更好。 金属的结晶是在一定的温度下进行的，它的结晶过程可以用冷却曲线表示。图1 一3 所示为用实验方法得到的纯金属凝固时的冷却曲线。使液态纯金属缓慢冷却， 当温度降到TO 时便开始结晶。由于放出的结晶潜热恰好补偿了热的散失，故这时的 温度不再下降，在冷却曲线上表现为水平线段，它所对应的温度T 。便是纯金属的理论结晶温度。直至液态金属全部结晶成固态金属后，温度才继续下降。 2 ．金属的同素异构转变 各种晶体内部原子的排列规则可用X 射线分析等方法测定。为便于分析比较各 种晶体内部原子的排列规则，通常把描述原子在晶体中排列的空间格式称为晶格， 金属的晶格有各种不同的形式，最常见的晶格有三种，即体心立方晶格、面心立方 晶格和密排六方晶格，如图1 一4 所示。 3 ．合金的结构 组成合金的最基本的、独立的物质称为组元（简称元）o 组元一般指纯金属，但稳定化合物也可看成是一个组元。按组元的数目，合金可分为二元合金、三元合 金等。例如，黄铜是铜和锌组成的二元合金；硬铝是铝、铜和镁组成的三元合金。 ( 1 ）化合物 ( 2 ）固溶体 ( 3 ）机械混合物 （二）铁碳合金及其状态图 1 ．铁碳合金 ( 1 ）铁素体；( 2 ）奥氏体；( 3 ）渗碳体；( 4 ）珠光体；( 5 ）莱氏体 2 ．铁碳合金状态图 ( 1 ) Fe 一Fe3C 状态图中点、线的含义 ( 2 ）铁碳合金的分类 二、钢的热处理 钢的热处理就是把钢在固态下加热到一定的温度后保温一段时间，再以适当的 冷却速度进行冷却，从而改变钢的组织，以获得预期的性能的工艺方法。热处理由 加热、保温和冷却三个阶段构成。 （一）常规热处理 1 ．退火 将钢件加热到A3 （对亚共析钢）或Al （对过共析钢）线以上某一温度范围， 保温一段时间后，在炉中或埋人导热性较差的介质中，使其缓慢冷却的热处理方法 叫做退火。 10 （附页） 2 ．正火 正火是将钢加热到A3 或Acm 线以上某一温度范围，保温一段时间后，从炉中 取出在空气中冷却的热处理方法。 3 ．淬火 将钢加热到A3 或Al 线以上某一温度范围，保温一段时间，在水中或油中急剧 冷却的热处理方法叫做淬火。 4 ．淬火钢的回火 把淬火后的钢件重新加热到Al 线以下，保温一段时间，再以适当的冷却速度冷却到室温的热处理方法叫做回火。 （二）特殊热处理 1 ．表面热处理 仅对钢的表层进行热处理以改变其组织和性能的工艺，称为表面热处理。在实 际生产中，最常用的是表面淬火和回火。 钢的表面淬火是通过快速加热，使钢的表居奥氏体化，在心部组织尚未发生相 变时，立即予以淬火冷却，使表层获得硬而耐磨的马氏体组织，而心部仍保持原来 的塑性和韧性较好的退火、正火或调质状态组织。 2 ．化学热处理 把钢制零件放在化学介质中，加热到预定的温度，保温一定的时间，使该介质 元素渗人到工件的表面层中，从而改变表面层的成分、组织和性能，这种工艺过程称为化学热处理。 ( 1 ）钢的渗碳； 为了增加钢件表层的碳含量和获得一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加 热并保温，使碳原子渗人到钢件表层的化学热处理称为渗碳。 ( 2 ）钢的渗氮； 在一定温度下（一般在Al 温度下）使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工 艺称为渗氮（或称氮化）。 ( 3 ）碳氮共渗 就是同时向零件表面渗人碳和氮的化学热处理工艺，也称氰化。 11 授课时间 第2周 第1次 授课方式 理论课 课 题 第四节 非金属材料；第五节 机械工程材料的选用 教 学 掌握非金属材料并会选用机械工程材料。 目 的 非金属材料 教学重点 机械工程材料的选用 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 掌握非金属材料并会选用机械工程材料。 第四节 非金属材料；1h 第五节 机械工程材料的选用1h 12 （附页） ?1-4 非金属材料 非金属材料通常是指除金属材料以外的一切工程材料，主要指高分子材料、陶 瓷和复合材料等。其中高分子材料又分为塑料、橡胶、纤维和粘结剂等。陶瓷泛指 无机非金属材料；复合材料指两种或两种以上性能不同的材料组成的性能优异的非 金属材料。 一、高分子材料 高分子化合物是由大量低分子化合物聚合而成，因相对分子质量很大，故称之 为高分子化合物或高聚物。高分子化合物中，原子之间主要是以共键形式连接。高 分子物质分人工和天然两大类。天然高分子物质有蚕丝、羊毛、纤维素、天然橡胶 以及存在于生物组织中的淀粉、蛋白质等。工程上所指高分子物质主要指人工合成 的各种有机材料，以塑料、橡胶和纤维这三大合成材料为主。 （一）工程塑料 工程塑料是以合成树脂为主要成分的高分子材料。它具有质量轻、摩擦系数小、耐磨、吸震、耐腐蚀、绝缘、可以着色、易于加工成型等优点，因此得到广泛的应 用。 1 ．热固性塑料 2 ．热塑性塑料 （二）橡胶 橡胶也是一种高分子材料，有很高的弹性、优良的伸缩性能和很好的积储能量 能力，故成为常用的密封、抗震、减震和传动材料。橡胶还有良好的耐磨性、隔音 性和阻尼特性。未硫化橡胶还能与某些树脂混合改性，与其他材料如金属、纤维、 石棉和塑料等结合而成为兼有二者特点的复合材料。 （三）合成纤维 合成纤维是指以石油、天然气、煤及农副产品等作为原料，经过化学合成方法 而制得的化学纤维。按用途不同分为普通合成纤维和特种合成纤维两大类。 （四）粘接剂 粘接剂按固化形式可分为三类：? 溶剂型，是匕种全溶剂蒸发型，通过挥发或 吸收固化；? 反应型，由不可逆的化学反应引起固化；? 热熔型，通过加热熔融粘接，随后冷却固化。 二、陶瓷材料 陶瓷是指用各种粉状原料做成一定形状后，在高温窑炉中烧制而成的一种无机 非金属固体材料。传统意义上的陶瓷仅指陶器和瓷器两大类产品，后来发展到泛指 整个硅酸盐材料（包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等）o 而在近代材料领域中，“陶瓷”一词是对无机非金属材料的总称，除了指硅酸盐材料外，还包括由氧化物类、氮化物类、碳化物类、硼化物类、硅化物类、氟化物类等非硅酸盐材料制作的 特种陶瓷材料。 三、复合材料 复合材料是指为了达到某些特殊性能要求而将两种或两种以上物理、化学性质 不同的物质经人工组合而得到的多相固体材料。 1 ．玻璃钢 用玻璃纤维增强工程塑料得到的复合材料，俗称玻璃钢。玻璃钢按照其基体分 为热固性和热塑性两种。 2 ．碳纤维复合材料 碳纤维是由各种人造纤维或天然有机纤维，经过碳化或石墨化而制成。碳化后 得到的碳纤维强度高，被称为高强度碳纤维（型碳纤维）。 13 （附页） 3 ．金属纤维复合材料。 作增强纤维的金属主要是强度较高的高熔点金属钨、钥、不锈钢、钦、被等， 它们能被基体金属润湿，也能增强陶瓷。 4 ．晶须复合材料 ?1—5 机械工程材料的选用 材料是构成机械零件实体的物质，也是零件制造过程中进行加工处理的基本对象。 因此，材料的选择对零件的制造质量与制造工艺过程的经济性等具有极其重要的影 响。 一、选材的一般原则 选择机械零件的材料及其强化方法时，必须满足使用性能、工艺性能和经济性 三方面的要求。 （一）使用性能 零件的使用性能是指其在一定的工作条件下工作所必须具有的性能，主要包括 力学性能、物理性能和化学性能。 1． 零件受载情况 2． 零件工作情况 3． 零件质量与尺寸 （二)工艺性能 1. 毛坯制造工艺性要求 2 ．热处理工艺性要求 3 ．切削加工工艺性要求 （三）经济性 二、典型零件的选材举例 根据前述机械零件材料选择的基本原则，同时考虑到材料的强化对其性能的影 响，表l-3 列出了一些常用机械零件材料的选择示例。 14 （附页） 授课时间 第2周 第2次 授课方式 理论课 课 题 第二章 铸造、锻造、焊接。第一节 铸造；第二节 锻造； 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解铸造、锻造、焊接的工艺特点及应用场合 目 的 铸造、锻造、焊接的工艺特点及应用场合 教学重点 铸造、锻造、焊接的工艺特点及应用场合 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解铸造、锻造、焊接的工艺特点及应用场合 第一节 铸造1h 第二节 锻造1h 15 （附页） 第二章铸造、锻压与焊接 铸造、锻压和焊接是金属材料热加工的三种不同方法，是机械制造生产中不可 缺少的基本加工方法。它们除提供少量的零件成品外，主要是生产毛坯，供切削加 工使用。 ?2-1 铸造 将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得铸 件的方法称为铸造。一般铸件通常是毛坯，经过切削加工才能成为零件，但对要求 不高或精密铸造方法生产出来的铸件，也可以不经切削加工而直接使用。 一、铸造的特点及应用 铸造可分砂型铸造和特种铸造两类。砂型铸造是最基本的铸造方法，目前大部 分铸件都是由这种方法生产的。 二、砂型铸造 砂型铸造就是将熔化的金属浇人到砂型型腔中，经冷却、凝固后，获得铸件的 方法。当从砂型中取出铸件时，砂型便被破坏，故又称一次型铸造，俗称翻砂。 （一）砂型铸造工艺过程 砂型铸造是应用最广的铸造方法。图2 一1 所示为套筒的砂型铸造过程。其主要工序为：制作模样及型芯盒，配制型砂、芯砂，造型、造芯及合箱，熔化与浇注， 铸件的清理与检查等。模样及型芯箱的尺寸、形状应根据铸件而定。模样、铸件、 零件三者是不同的。在尺寸上，铸件等于零件尺寸再加上机械加工余量，模样等于 铸件尺寸加收缩量（液态金属凝固时的收缩）；在形状上，铸件与模样必须有拔模 斜度（便于起模）、铸造圆角（便于造型、避免崩砂）；当铸件上有孔时，模样上 有型芯头，以便型芯的定位与固定。 （二）造型的基本方法、特点和应用 造型有手工造型和机器造型两种。 1 ．手工造型 ( 1 ）整模造型；( 2 ）分模造型 2 ．机器造型 机器造型在于使紧砂和起模两个基本操作全部或部分地实现机械化，可大大提 高生产率和铸件质量，改善工人劳动条件，适用于大批量生产。 ( 1 ）紧砂方法；( 2 ）起模方法 三、铸造合金的铸造性能 （一）合金的流动性 （二）合金的收缩 （三）常用合金的铸造性能 四、常用特种铸造方法 1 ．金属型铸造 2 ．熔模铸造 3 ．压力铸造 4 ．离心铸造 ?2-2 锻造 一、金属的锻造性能 金属常用其塑性和变形抗力来综合衡量其锻造性能。塑性好，变形抗力小，金 属的锻造性能就好，反之则差。影响金属锻造性能的因素是金属的本质和加工条件。 16 （附页） 二、自由锻造 1 ．自由锻造的特点 自由锻是利用冲击力或压力使金属坯料在两个抵铁间产生塑性变形，从而获得 所需形状和尺寸的锻件。其工艺特点是，坯料变形时在水平方向作自由流动，故称 为自由锻。自由锻件的形状与尺寸主要依靠锻工的操作技术来保证，’所以对工人 的技术水平要求较高。 2 ．自由锻的工序 自由锻的工序可分为基本工序、辅助工序和修整工序三大类。基本工序是使金 属产生一定程度的塑性变形，以达到所需形状及尺寸的工艺过程，如墩粗、拔长、 冲孔、弯曲、扭转、切割等。生产中常用的是墩粗、拔长（延伸）和冲孔，它们分 别如图2-6 、图2-7 和2-8 所示。 3 ．自由锻件的结构设计 自由锻件结构设计的原则是：在满足使用性能的条件下，锻件形状应尽量简单、 易于锻造。如应避免圆锥面、台阶和加强筋等。 三、模型锻造 在模锻设备上，利用模具使坯料变形而获得比自由锻件质量更高的锻件的锻造 方法，称为模型锻造，简称模锻。按照使用设备的不同，模锻主要有锤上模锻、胎 膜锻造以及其他设备上的模锻等。 1 ．锤上模锻 2 ．胎膜锻造 四、板料冲压 1 ．分离工序 分离工序是使板料一部分与另一部分分离，主要有剪切、落料和冲孔。 2 ．变形工序 使板料一部分相对于另一部分发生位移而不破裂的工序，称为变形工序。包括 弯曲、拉深、翻边、压筋、胀形等。 五、其他压力加工方法 1 ．轧制 轧制是使金属坯料通过一对回转轧辊的空隙，使之受压产生塑性变形，从而获 得所需产品的加工方法，如图2-13 所示。 2 ．挤压 挤压是使金属坯料在挤压模内受压成形的加工方法如图2-14 所示。 17 （附页） 授课时间 第2周 第3次 授课方式 理论课 课 题 第三节 焊接；第四节 典型零件的毛坯选择 教 学 了解焊接和典型零件的毛坯选择。 目 的 焊接 教学重点 典型零件的毛坯选择 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 了解焊接和典型零件的毛坯选择。 第三节 焊接1h 第四节 典型零件的毛坯选择1h 18 （附页） ?2-3 焊接 焊接是现代工业生产和工程建设中连接金属构件的重要方法。它是通过加热或 加压（或两者并用），使被焊金属原子之间互相溶解与扩散，从而实现永久连接的 一种工艺方法。 焊接方法的种类很多，常用焊接过程的特点可以归纳为三大类，即：熔焊、压 焊和钎焊。 熔焊是将两个焊件局部加热到熔化状态，并加人填充金属，冷却凝固后即形成 牢固的接头。常用的熔焊有电弧焊、气焊、电渣焊等。 压焊是在焊接时，不论焊件加热与否，都需要施加一定的压力，使两结合面紧 密接触并产生一定的塑性变形，从而将两焊件焊合在一起。 件的钎料被熔化，填充到焊件的连接处，从而使焊件连接起来。常用的钎焊有烙铁焊、火焰焊等。 一、手弧焊 1 ．焊接过程 手弧焊是利用电弧产生的热量来熔化局部母材和焊条的一种手工操作的焊接方 法。它是熔焊中应用最广泛的一种焊接方法。其焊接过程如图2 一15 所示。 2 ．电焊条 电焊条由金属焊芯及包在它外面的药皮所组成 ( 1 ）焊芯；( 2 ）药皮；( 3 ）电焊条分类及牌号 3 ．焊接工艺参数 焊接工艺参数有焊条直径、焊接电流、焊接速度和电弧长度。为了获得质量优 良的焊接接头，必须选择合适的焊接工艺参数。 4 ．焊接接头型式与坡口 ( 1 ）焊接接头型式；( 2 ）坡口型式 5 ．焊缝的空间位置 焊接时，根据焊缝在空间所处的位置不同，可分为平焊、立焊、横焊和仰焊四 种，如图2-18 所示。其中以平焊工作位置最为合适，立焊、横焊次之，仰焊最差。 6 ．焊接缺陷及检验 熔化焊常见的焊接缺陷有：焊缝尺寸及形状不符合要求、咬边、焊瘤、未焊透、 夹渣、气孔和裂纹等，如图2-9 所示。 二、气焊与气割 气焊是利用气体火焰来熔化母材和填充金属的一种焊接方法，如图2 一20 所 示。 1 ．气焊设备 气焊所用的设备有氧气瓶、乙炔瓶、减压器、焊炬等，如图2 一21 所示。 2 ．气焊火焰 气焊火焰是由氧气与乙炔气体混合燃烧而形成的。根据氧气与乙炔的比例不同， 气体火焰可分为三种加图补23 所示。 ( 1 ）中性焰；( 2 ）碳化焰；( 3 ）氧化焰 3 ．气割 气割是利用氧一乙炔气体混合火焰将工件待割处预热到一定温度，然后施加高 压氧气流使金属燃烧并放出热量并吹除氧化渣，致使工件被完全割开（如图2 一24 所示）。 19 （附页） 三、其他常用的焊接方法简介 1 ．埋弧焊 埋弧焊是一种电弧焊。所谓埋弧焊，就是在焊接过程中电弧是在颗粒状的焊剂 层下燃烧。图2 一26 是埋弧焊过程。 2 ．气体保护焊 气体保护焊是利用具有一定性质的气流排除电弧周围的空气，从而达到保护金 属熔池的电弧焊方法。 ?2-4 典型零件的毛坯选择 一、毛坯制造方法及如何选择 任何零件都是由毛坯经过加工，从而获得各种符合形状、位置、尺寸精度和表 面质量要求的成品。机械加工中常用的毛坯有：铸件、锻件、型材、焊接件及冷冲 压件。 （一）各种毛坯制造方法特点简介 1 ．铸件 2 ．锻件 3 ．型材 4 ．焊接件 5 ．冷冲压件 （二）选择毛坯制造方法的原则 毛坯制造方法的选择，必须根据零件工作条件及性能的要求，形状的复杂程度， 尺寸大小，生产批量和制造成本等多方面因素综合考虑。 二、典型零件的毛坯选择 1 ．轴类零件 2 ．齿轮类零件 3 ．箱体类零件 20 （附页） 授课时间 第3周 第1次 授课方式 理论课 课 题 第三章 机械传动概述。第一节 基本概念；第二节 机械传动的特性与参数； 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解各种传动的工作原理和特点 目 的 机械传动基本概念 教学重点 机械传动的特性与参数 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解各种传动的工作原理和特点 第一节 基本概念；1h 第二节 机械传动的特性与参数1h （附页） 21 第三章机械传动概述 3-1 基本概念 一、零件、构件、部件 在机器中，由一个或几个零件所构成的刚性体，称为构件。显然，构件和 零件的区别就在于：构件是运动的单元，而零件是制造的单元。构件可能是由多个 零件刚性连接而成，也可能是一个单独零件。还应当指出，构件和通常所说的部件 （或组件）是有区别的。部件是指机器中由若干零件所组成的装配单元体，部件中 的各零件之间不一定具有刚性连接。把一台机器划分为若干个部件，其目的是有利 于设计、制造、运输、安装和维修。 二、机器、机构、机械 机器具有以下三个特征：第一个特征，是由多个构件组成；第二个特征，各构 件间具有确定的相对运动，能够实现预期的机械运动；第三个特征，能够完成有效 的机械功（如金属切削机床的切削加工）或进行能量转换（如内燃机把热能转换成 机械能）。具有机器前两个特征的多构件组合体，称为机构。机构能实现一定规律 的运动。 机器的种类繁多，其结构形式和用途各不相同。然而，一部完整的机器就其基 本组成来讲，一般都有下面三个部分： ( 1 ）动力机部分，它是驱动整个机器完成预定功能的动力源。各种机器广泛 使用的动力源有电动机（交流和直流）、内燃机等。通常一部机器只用一个原动机， 对于复杂的机器也可能有两个或几个原动机。每个原动机的运动和动力参数都是有 限的，而且也是确定的。 ( 2 ）执行部分，它是机器中直接完成工作任务的组成部分，如起重机的吊钩、 车床的刀架、磨床的砂轮、轧钢机的轧辊等。其运动形式依据机器的用途不同，可 能是直线运动，也可能是回转运动或间歇运动等，而且运动和动力参数也不尽相同。 ( 3 ）传动部分，它是机器中介于原动机和执行部分之间，用来完成运动形式、 运动和动力参数转换的组成部分。利用它可以减速、增速、调速（如机床变速箱丸 改变转矩以及改变运动形式等，从而满足执行部分的各种要求。 三、机械传动的组成与任务 由机器的组成可知，传动部分是机器的组成部分之二。常用的传动方式有机械 传动、电动传动、气动传动、液压传动，其中以机械传动应用最广。机械传动通常 是由各种机构（如连杆机构、凸轮机构、间歇运动梦构等）：传动装置（如带传动、 链传动、齿轮传动、起停和换向、制动及安全保护装置等）以及各种零件（如轴、 轴承、螺栓、弹簧及联轴器等）配合完成的。 ?3-2 机械传动的特性与参数 一、转速、速比及变速范围 当机械传动传递回转运动时（如一对齿轮传动），主动轮的转速n 与从动轮的l 转速n之比称为该传动的速比，用i表示。 2 二、功率与转矩 三、机械效率 机器工作时，由于摩擦阻力消耗一部分功率，使输人功率不能完全得到利用。 为了度量机器输人功率被利用的程度，必须引人机械效率的概念。 机械传动效率显示动力机驱动功率的有效利用程度，是反映机械传动装置性能 指标的重要参数之一。 22 （附页） 授课时间 第3周 第2次 授课方式 理论课 课 题 第三节 机械传动的类型；第四节 机构的运动简图及其自由度。 教 学 理解机械传动的类型和机构的运动简图及其自由度 目 的 机械传动的类型 教学重点 机构的运动简图及其自由度 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 理解机械传动的类型和机构的运动简图及其自由度 第二节 机械传动的类型；1h 第三节 第四节 机构的运动简图及其自由度。1h 23 （附页） ?3-3 机械传动的类型 机械传动类型通常按工作原理、速比能否改变与能量流动路线三种情况进行分 类。根据传动原理的不同，机械传动可分为摩擦传动、啮合传动和推压传动三类。 其中摩擦传动有摩擦轮传动、带传动、绳传动；啮合传动有齿轮传动、非圆齿轮传 动、行星齿轮传动、蜗杆传动、螺旋传动、链传动；推压传动有凸轮机构传动、槽 轮机构传动、棘轮机构传动、连杆机构传动。根据传动的速比能否改变，机械传动 可分为固定速比传动、可调速比传动和变速比传动。其中固定速比传动有带传动、 螺旋传动；可调速比传动有有级变速传动、无级变速传动；变速比传动有连杆机构 传动、非圆齿轮机构传动、凸轮机构传动、槽轮机构传动、棘轮机构传动。根据能 量流动路线，机械传动可分为单流传动与多流传动，多流传动又可分为分流、汇流 与混流传动，如图3-4 所示。 机械传动类型的选择直接影响整个机器的运动设计和工作性能参数，只有经 过多种方案的分析与比较，才能更合理地选用机械传动的类型。通常在选择机械传 动类型时必须考虑到工作机构的工况和负载特性；动力机的机械特性和调速性能； 机械传动系统的工作条件和设计要求；制造工艺性与经济性等等。 ?3-4 机构的运动简图及其自由度 机械传动离不开各种机构，而所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构称为平面机构，否则称为空间机构。工程中应用较多的是平面机构。实际机 构的外形和结构大都比较复杂，为了便于分析和研究，工程中常用简单的线条和符 号表示构件及运动副来绘制机构的运动简图。 一、运动副的分类及其表示方法 两个构件直接接触形成的可动连接称为运动副。只允许被连接的两构件在同一 平面或相互平行的平面内作相对运动的运动副称为平面运动副，平面机构中的运动 副都属平面运动副。例如图3 一1 所示的内燃机中，活塞和连杆、曲轴和汽缸体以 及曲轴和连杆之间是用销轴与圆孔构成的连接，这类运动副称为转动副；活塞和气 缸之间是用滑块与滑道构成的连接，这类运动副称为移动副；二齿轮间用齿廓构成 的连接称为齿轮副；凸轮和推杆（从动杆）之间的连接称为凸轮副。以上这些运动 副都是平面运动副一个作平面运动的自由构件有3 个独立运动的可能性-- 沿x 轴、y轴方向移动和绕垂直xoy平面的任意轴线的转动，即具有3 个自由度。当构件用运动副连接后，自由度也随之减少。，其独立运动便受到约两构件可以通过点、线 或面接触组成运动副。按照接触特性，平面运动副可分为低副和高副。 二、构件的分类及其表示方法 组成机构的构件按其运动性质可分为固定件（机架）、原动件和从动件。 三、平面机构运动简图 用构件和运动副的特定符号（见附表A ）绘制的，表示机构中各构件间相对运 动关系的简单图形，称为机构运动示意图。按一定比例绘制的机构示意图称为机构 运动简图。机构运动简图不仅可以用来简明地反映原机构的运动特性，而且还可以 用来对机构进行运动杯动力分析。 四、平面机构的自由度 两个以上的构件用平面运动副连接起来组成构件系统，如将其中某一构件固定 为机架，而且当另一构件（或少数几个构件）按给定的运动规律相对于机架独立运 动时，其余构件也都随之作确定的运动，这时构件系统则成为机构。为了使机构能产生确定的相对运动，有必要探讨机构的自由度和机构具有确定运动的条件。 24 （附页） 1 ．平面机构的自由度 设平面机构中活动构件数为机低副和高副数分别为p和p ，由于活动构件给机LH构带进3n个自由度，而运动副又约束掉（2p ＋p）个自由度，所以机构所具有的LH 自由度为 F=3n-2p- pLH 2 ．机构具有确定运动的条件： 为了使机构具有确定的运动，还须使给定的独立运动规律的数目等于机构的自 由度数。而给定的独立运动规律是通过原动件提供的，通常每个原动件只具有一个 自由度。所以机构具有确定运动的条件是： 1 ) F > O ； 2 ）原动件数等于机构的自由度数。 25 （附页） 授课时间 第3周 第3次 授课方式 理论课 课 题 第四章 常用机构。第一节 平面连杆机构；第二节 凸轮机构 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解各种传动机构的工作原理和特点 目 的 平面连杆机构 教学重点 凸轮机构 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解各种传动机构的工作原理和特点 第一节 平面连杆机构；1h 第二节 第二节 凸轮机构1h 26 （附页） 第四章常用机构 常用机构主要包括平面连杆机构、曲柄滑块机构、凸轮机构和间歇运动机构等。 ?4-1 平面连杆机构 平面连杆机构是由一些刚性杆件用铰链和滑道等连接而成的机构，在生产中用 来实现运动的变换和传递动力。因构件形状多呈杆状，并作平面运动，所以称为平 面连杆机构。平面连杆机构的特点是：能够进行多种运动形式的转换；构件一般由 铰链连接，连接处是面接触，因此单位面积上的压力较小，便于润滑，磨损小，使 用寿命较长；两构件接触处表面是圆柱面或平面，制造比较方便。所以在各种机械 设备和仪器、仪表中，平面连杆机构的应用十分普遍。在平面连杆机构中，铰链四 杆机构为最基本形式，其他形式的四杆机构可以看做是在铰链四杆结构基础上演化 而成的。 一、铰链四杆机构的基本类型 在平面连杆机构中，有一种由四个构件相互用铰链连接而成的机构，这种结构 称为铰链四杆机构，简称四杆机构。 1 ．曲柄摇杆机构 在四杆构件中，如果一个臂为曲柄，另一个为摇杆，则此机构称为曲柄摇杆机 构。 分析曲柄摇杆机构还须注意以下两个特点： （1）具有急回特性 （2）存在死点位置 2 ．双曲柄机构 在四杆机构中，如果两个臂均为曲柄，则此机构称为双曲柄机构。 3 ．双摇杆机构 在四杆机构中，如果两个臂均为摇杆，则此机构称为双摇杆机构。 二、铰链四杆机构类型的判别 以上我们讨论了三种木同形式的四杆机构。为什么有不同形式之分呢？这是因为 机构形式与各杆间的相对长度和机架的选取有关。在四杆机构中，当最短杆与最长 杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时，一般可以有以下三种情况： ? 取与最短杆相邻的任一杆为静件，并取最短杆为曲柄，则此机构为曲柄摇杆 机构。 ? 取最短杆为静件时，此机构为双曲柄机构。 ? 取最短杆对面的杆为静件时，此机构为双摇杆机构。 当四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取哪 一杆为静件，都只能构成双摇杆机构。 三、铰链四杆机构的演化 在生产实际中还广泛地采用其他形式的四杆机构。这些机构虽然种类繁多，具 体结构差异较大，但大多数都可以看做是由铰链四杆机构演化而成的。下面分析几 种常用的演化机构。 1 ．曲柄滑块机构 曲柄滑块机构是由曲柄、连杆、滑块及机架组成的另一种平面连杆机构，图4 一 15 为曲柄滑块机构简图。在曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，当曲柄作整周连续 转动时，可通过连杆带动滑块作往复直线运动；反之，若滑块为主动件，当滑块作 往复直线运动时，又可通过连杆带动曲柄作整周连续转动。具体的例子有：曲柄压 力机（见图4-16 ）是将曲柄转动变为滑块往复直线移动；内燃机（见图4-17 ）则 是将滑块（活塞）往复直线移动变为曲柄转动。 27 （附页） 2 ．导杆机构 导杆机构可以看成是改变曲柄滑块机构（图4-18a ）中的固定构件演化而来的。 演化后能在滑块中作相对移动的构件（图4-18b , c , d 中的构件封称为导杆。 ( 1 ）曲柄转动导杆机构 ( 2 ）面柄摆动导杆机构 ( 3 ）移动导杆机构 ( 4 ）摆动导杆滑块机构 ?4-2 凸轮机构 一、凸轮机构的应用和特点 凸轮机构是一种常用的高副机构，广泛用于各种机械传动和自动控制装置中。 二、凸轮机构的类型 凸轮机构的种类很多，一般分类如下； 1 ．按凸轮的形状分 按照凸轮形状不同可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。 2 ．按从动杆的端部型式分 按照从动杆不同的端部塾式可分为尖顶从动杆、滚子从动杆和平底从动杆。 三、凸轮轮廓曲线的绘制 1 ．尖顶从动杆盘形凸轮轮廓曲线的绘制 2 ．滚子从动杆盘形凸轮轮廓曲线的绘制 28 （附页） 授课时间 第4周 第1次 授课方式 理论课 课 题 第三节 螺旋机构；第四节 间歇机构。 教 学 了解螺旋机构和间歇机构的传动特点 目 的 螺旋机构 教学重点 间歇机构 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 了解螺旋机构和间歇机构的传动特点 第三节 螺旋机构；1h 第四节 第四节 间歇机构。1h 29 （附页） ?4-3 螺旋机构 一、螺旋机构的应用和特点 螺旋机构可以用来把回转运动变为直线移动图4 一30 所示的机床手摇进给机构是应用螺旋机构的一个实例，当摇动手轮使螺杆1 旋转时，螺母2 就带动滑板4 沿导轨面移动。 螺旋机构的主要优点是：结构简单，制造方便，能将较小的回转力矩转变成较 大的轴向力，能达到较高的传动精度，并且工作平稳，易于自在各种机械设备和仪 器中得到广泛的应用。 二、螺旋机构的螺纹及其运动形式 （一）螺纹 根据螺纹截面形状的不同，螺纹分为矩形、梯形、锯齿形和三角形等几种（见 图4-31 ）。其中，矩形螺纹难于精确制造，故应用较少；三角形螺纹主要用于联接； 而梯形及锯齿形螺纹则在滑动螺旋机构中得到广泛的应用。 根据螺旋线旋绕方向的不同，螺纹可分为右旋和左旋两种（见图4-32）。当螺 纹的轴线垂反之为左旋螺纹直于水平面时，正面的螺纹向右上方倾斜上升，则为右 旋螺纹（见图4-32a , c ) 一般机械中大多采用右旋螺纹。 根据螺旋线数目的不同，在图4-33 中，若直径为螺纹又可分为单线、双线、三 线和多线等几种，见图4-32 。在一般情况下，螺纹升角都较小，当螺杆（或螺母） 受到轴向力作用时，无论这个力有多大，螺母（或螺杆）也不会自行松退，这就是 螺纹的自锁作用。传动的情况下，能够实现精确可靠的轴向定位。 （二）螺旋机构的形式 1 ．单螺旋机构 单螺旋机构又称为普通螺旋机构，是由单一螺旋副组成的，它有以下四种形式： ( 1 ）螺母不动，螺杆转动并作直线运动。 ( 2 ）螺杆不动，螺母转动并作直线运动。 ( 3 ）螺杆原位转动，螺母作直线运动。 ( 4 ）螺母原位转动，螺杆直线运动。 2 ．双螺旋机构 ( 1 ）差动螺旋机构 ( 2 ）复式螺旋机构 三、滚珠螺旋机构 普通的螺旋机构，由于齿面之间存在相对滑动摩擦，所以传动效率低。为了提 高效率、减轻磨损，可采用以滚动摩擦代替滑动摩擦的滚珠螺旋机构。如图4-40 所 示，滚珠螺旋机构主要由螺母、丝杠、滚珠和滚珠循环装置组成。在丝杠和螺母的 螺纹滚道之间装入许多滚珠，以减小滚道间的摩擦。当丝杠与螺母之间产生相对转 动时，滚珠沿螺纹滚道滚动，并沿滚珠循环装置的通道返回，构成封闭循环。滚珠 螺旋机构由于以滚动摩擦代替了滑动摩擦，故摩擦阻力小，传动效率高，运动稳定， 动作灵敏。但其结构复杂，尺寸大，制造技术要求高。目前主要甫于数控机床和气 精密机床的进给机构、重型机械的升降机构、精密测量仪器以及各种自动控制装置 中。 ?4-4 间歇运动机构 当需要从动件产生周期性的运动和停顿时，可以应用间歇运动机构。它的种类 很多，常见的有以下两种。 一、棘轮机构 30 （附页） 棘轮机构的棘爪与棘轮的齿开始接触的瞬间会发生冲击，在工作过程中有噪声， 一般用于主动件速度不大、从动件行程需要改变的场合，如各种机床和自动机械的 进给机构、进料机构，以及自动计数器等。 二、槽轮机构 槽轮机构如图4-43a 所示，它由拨盘1 、槽轮2 与机架组成。当拨盘转动时，其上 的圆销A 进人槽轮相应的槽内，使槽轮转动。当拨盘转过沪角时，槽轮转过。角（见 图4-43b ) ，此时圆销A 开始离开槽轮。拨盘继续转动，槽轮上的凹弧孟（称为锁 止弧）与拨盘的凸弧汤相接触，此时槽轮不能转动。等到拨盘的圆销A 再次进犬槽轮的另一槽内时，槽轮又开始转动口这样就将主动件（拨盘）的连续转动，变为从 动件（槽轮）的周期性间歇转动。 从图4-43 可以看到，槽轮静止的时间比转动的时间长，若需静止的时间缩短些， 则可增加拨盘上圆销的数目。如图4-44 所示，拨盘上有两个圆锥，当拨盘旋转一周 时，槽轮转过Za 。槽轮机构的结构简单，常用于自动机床的换刀装置（图4-45 ）及电影放映机的卷片机构（图4-46 ）等。 31 （附页） 授课时间 第4周 第2次 授课方式 理论课 课 题 第五章 常用机械传动装置。第一节 带传动；第二节 链传动； 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解各种传动机构的工作原理和特点 目 的 带传动、链传动的基本概念 教学重点 带传动、链传动的基本概念 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解各种传动机构的工作原理和特点。 第一节 带传动；1h 第二节 链传动；1h 32 （附页） 第五章常用机械传动装置 机械传动装置的主要功用是将一根轴的旋转运动和动力传给另二根轴，并且可 以改变转速的大小和运动的方向。常用的机械传动装置有带传动、链传动、齿轮传 动和蜗杆传动等。 ?5-1 带传动 一、带传动的工作原理和速比 1 ．带传动的组成及工作原理淤． 带传动由主动轮七从动轮2 和张紧在两轮上的封闭环形带3 组成（图5-l ）。 由于带的张紧作用．，使带与带轮互相压紧，带与两轮的接触面就产生了正压力。 当主动轮（一般是小轮）回转时，借助于摩擦力的作用将带拖动，而带又拖动从动 轮回转，这样，就把主动轴的运动和动力传给了从动轴。所以带传动属于摩擦传动。 2 ．带传动的速比 对带传动（见图5 一幻而言，如果不考虑带的弹性变形，并假定在带轮上不发 生滑动，那么，主、从动轮的圆周速度是相等的。 二、带传动的类型 按照横截面形状的不同，带可分为平带、V 带、圆带、多楔带、同步带等多种 类型。 三、带传动的特点及应用 带传动的主要优点是： ? 适用于两轴中吸振，尤其v 带没有接头，传动平稳，噪声小心距较大的传动 ? 带具有良好的弹性，可以缓冲 ? 当机器过载时，带就会在轮卫打滑，能起到对机器的保护作用 ? 结构简单，制造与维护方便，成本低。 其主要缺点是： ? 外廓尺寸较大，不紧凑； ? 由于带的滑动装置。不能保证准确的传动比； ? 传动效率较低，带的寿命较短； ? 常需要张紧 四、普通V 带传动 1 . V 带的结构和型号 v 带是一种无接头的环形带，其横截面的结构如图5 一3 所示，一般由包布层（涂胶帆布卜伸张层（橡胶）、强力层（胶帘布或胶线绳）和压缩层（橡胶）所构 成，v 带的工作拉力主要由强力层承受。 2 ．带轮的结构和材料 带轮由轮缘、轮辐和轮毅三部分组成（见图5 一4 ）。带轮的轮辐部分有实心、辐板、孔板和椭圆轮辐4 种形式，图5 一4 所示的带轮为孔板式轮辐。 五、带传动的张紧装置 在带传动中，带由于长期受拉力作用，工作一段时间后会产生塑性伸长，造成 松弛，甚至不能工作。因一（此，带传动应设置张紧装置，以保持带在张紧状态下V 带传动常用的张紧装置有以下两种结构： ( 1 ）调距张紧装置 ( 2 ）张紧轮张紧 33 （附页） ?5-2 链传动 一、链传动及其速比 链传动由主、从动链轮和闭合的挠性环形链条组成（图5 一7 ) ，通过链与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力设某链传动。因此，链传动属于有中间挠性件的啮 合传动。 二、链传动的特点和应用 链传动既不同于挠性带的摩擦传动，又不同于齿轮的啮合传动。与带传动相比， 链传动不产生滑动，低速时可传递较大载荷，传动效率较高；能保证准确的平均传 动比；作用在轴及轴承上的载荷较小；在油污、温度较高等恶劣环境中仍能正常工 作；当工作条件相同时，传动结构比较紧凑。与齿轮传动相比，链传动的制造和安 装精度较低，但用于较大中心距传动时，其结构相对简单。 链传动的主要缺点是急速反向转动的性能较低：瞬时链速和瞬时速比不为常数，因此传动平稳性差，冲击和噪声较大；制造费用比带商高。 34 （附页） 授课时间 第4周 第3次 授课方式 理论课 课 题 第三节 齿轮传动；第四节 蜗杆传动 教 学 掌握齿轮传动和蜗杆传动的特点 目 的 齿轮传动和蜗杆传动的特点 教学重点 齿轮传动和蜗杆传动的特点 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 掌握齿轮传动和蜗杆传动的特点。 第四节 齿轮传动；1h 第五节 第四节 蜗杆传动1h 35 （附页） ?5-3 齿轮传动 一、概述 1 ．齿轮传动原理和速比 齿轮传动是一种啮合传动。如图5 一8 所示，当一对齿轮相互啮合而工作时，主动齿轮的轮齿（1 , 2 , 3 ．..）通过力F 的作用逐个地推动从动齿轮的轮齿（1 ' , 2 ' , 3 ‘„ ），使从动轮转动，从而将主动轴的动力和运动传递给从动轴。 2 ．齿轮传动的特点及应用： 齿轮传动是应用最广的一种传动形式咨‘和其他，一传动形式比较，它具有下 列优点：? 能保证传动速比恒定不变；? 适用的功率和速度范围广，传递的功率可达到105 kw ，圆周速度可达300m / s ；? 结构紧凑；? 效率高0 . 94 一0 . 99 ；? 工作可靠且寿命长。其主要缺点是：? 需要制造齿轮的专用设备和刀具，成本较高；? 制造及安装精度要求较高；精度’' 低时，传动的噪声和振动较大；? ；不宜用于轴间距离较大的传动。 3 ．齿轮传动的类型 齿轮传动的类型很多（见图5-9 ) ，按点两齿轮轴线的相对位置和齿向的类型 可分类。 4 ．齿轮的精度 在开式传动中悠齿轮是开式传动多用于低速国家标准对各类齿轮的精度作了规 定，精度等级由高到低依次为1-12 级。 二、渐开线齿轮 （一）渐开线齿廓曲线 齿轮传动应满足传动平稳和具有足够的承载能力这两个基本要求。为使传动平 稳，要求齿轮传动的速比（即两齿轮角速度的比值）必须恒定不变。否则，当主动 轮以等角速度回转时，从动轮角速度是变化的，因而合产生惯性力，引起冲击和振 动，甚至导致轮齿的损坏。实际上，大多数的机器都要求其齿轮传动能保证角速比 恒定不变这一条件。当然，就转过整个的周数而言，不论轮齿的齿廓形状如何，齿 轮传动的转速比是不变的，即与它们的齿数成反比。但若欲使其每一瞬间的速比（如 角速比）都保持恒定不变，则必须选用适当的齿廓曲线。 1 ．渐开线的形成及特性 2 ．渐开线齿廓的压力角 （二）渐开线齿轮的啮合特点 一对渐开线齿轮在啮合过程中有下列特点： ( 1 ）保证瞬时速比 ( 2 ）中心距的可分离性 ( 3 ）传递压力方向不变 三、直齿圆柱齿轮传动 1 ．直齿圆柱齿轮的主要参数 2 ．直齿圆柱齿轮各部分名称 3 ．标准直齿圆柱齿轮的正确啮合和连续传动条件 四、斜齿圆柱齿轮传动和锥齿轮传动的特点及应用 1 ．斜齿圆柱齿轮传动的特点及应用 2 ．锥齿轮传动的特点及应用 36 （附页） ?5-4 蜗杆传动 一、蜗杆传动原理及其速比计算 蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成（见图5-22 ) ，它们的轴线通常在空间交错成90 。角。常用的普通蜗杆是一个具有梯形螺纹的螺杆。其螺纹有左旋、右旋和单头、多 头之分。．常用蜗轮是在一个齿宽方向具有弧形轮缘的斜齿轮。一对相啮合的蜗杆 传动，其蜗杆、蜗轮轮齿的旋向相同，且螺旋角之和为90。 二、蜗杆传动的主要特点 蜗轮传动有如下几个特点： ( 1 ）速比大由式（5-4 ）和式（5-19 ）比较可见传动相同。但齿轮传动中的 主动齿轮齿数受最小齿数的限制，而蜗杆传动中的蜗杆头数可小到1 。因此，单级蜗杆传动所得到的速比要比齿轮传动大得多，而且它的结构很紧凑。 ( 2 ）传动平稳由于蜗杆的齿沿连续的；螺旋线分布，它与蜗轮齿的啮合是连 续的，传动平稳，并可得到精确的微小传动位移。 ( 3 ）有自锁作用由于蜗杆的螺纹升角较小，只有蜗杆能驱动蜗轮，蜗轮却不 能驱动蜗杆，所以它有反向自锁作用。在图5-23 所示的简易起重设备中，应用了蜗 杆传动的自锁特性。当加力于蜗杆使之转动时，重物就被提升；当蜗杆上停止加力 时，重物不因自重而下落。 ( 4 ）效率低蜗杆传动工作时，因蜗杆与蜗轮的齿面之间存在着剧烈的滑动摩擦，所以发热严重，效率较低。由于蜗杆传动存在这一缺点，故其传动的功率不宜 太大。 37 （附页） 授课时间 第5周 第1次 授课方式 理论课 课 题 第六章 常用机械零件。第一节连接及连接件； 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解各种机械零件的工作原理和特点。 目 的 连接及连接件 教学重点 连接及连接件 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解各种机械零件的工作原理和特点。 第一节 连接及连接件；2h 38 （附页） 第六章常用机械零件 机械传动的组成离不开机械零件，本章将介绍螺纹件、键、轴、轴承、联轴器、 离合器、制动器和弹簧等通用零部件的结构特点、工作原理，了解通用零部件的基 本选用方法。 ?6-1 联接及联接件 一、螺纹联接 螺纹联接是利用螺纹零件，将两个以上零件刚性联接起来。螺纹联接由于具有 结构简单、联接可靠、装拆方便和成本低廉等优点，所以应用极为广泛。 （一）螺纹联接的基本类型及用途 螺纹联接有四种基本类型：螺栓联接（受拉螺栓联接、受剪螺栓联接）、螺柱联接、螺钉联接以及紧定螺钉联接，其结构型式、特点及应用见表6-1 。 (二)螺纹联接件的主要类型． 螺纹联接件的品种及类型很多，而且多数已经标准化，设计时应尽量选用标准 联接件。 1．螺栓 2．双头螺柱 3．螺钉 4．紧定螺钉 5．螺母6．垫圈 二、键联接 键联接主要用来联接轴和轴上的传动零件，实现周向固定并传递转矩；有的键 也可以实现零件的轴向固定或轴向滑动。 根据装配时的松紧状态不同，键联接可分为松键联接和紧键联接两类。其中， 松键联接的特点是工作时靠键的两侧面传递转矩，装配时不需打紧，键的上表面与轮毅键槽底面之间留有间隙，因而定心良好、装拆方便。常用的松键联接有平键和 半圆键联接两种。紧键联接的特点是在键的上表面具有一定的斜度，装配时需将键 打人轴与轴上零件的键槽内联接成一个整体，从而传递转矩。紧键联接能够轴向固 定零件，并能承受单方向轴向力，楔键联接和切向键联接两种。 键是标准联接件，分为平键、半圆键、楔键等。 1. 平键 平键的工作面是两侧面（图6-3a)。 这种键联接定心性好，装拆方便 清旨承受冲击或变载荷，工作时靠键与键槽互相挤压与键的剪切传递转矩。平键按 用途分为普通平键、导向平键和滑键三种。 2 ．半圆键 半圆键联接如图6-7 所示。半圆键的两个侧面为两个相互平行的 半圆形，工作时靠两侧面传递转矩。半圆键的特点是键在轴槽中能绕槽底圆弧曲中心摆动，自动适应轮毅上键槽的斜度，装拆方便。但轴上的键槽较深，对轴的强度 削弱较大，故一般用于轻载，尤其适用于锥形轴端部的联接。 3 ．楔键根据楔键的结构不同，楔键联接分为普通楔键联接（图6-8a ）和钩头楔键联接（图6-8b ）两种。楔键的上表面有1 : 100 的斜度，两侧面互相平行，上下两面是工作面。装配时将键打人轴与轴上零件之间的键槽内，使工作面上二产 生很大的挤压力。工作时靠接触面间的摩擦力 来传递转矩，而键的两侧面为非工作面，与键槽留有间隙。 由于楔键在装配时被打人轴和轮毅之间的键槽内，所以造成轮毅与轴的偏心与偏斜。 另外，当受到冲击、变载荷作用时，容易造成联接的松动。因此，楔键联接通常用 于精度要求不高、转速较低的场合，如农业机械和建筑机械等。 此外，联接方式还有销钉联接、过盈配合、粘接及焊接等方法。 39 授课时间 第5周 第2次 授课方式 理论课 课 题 第二节 轴； 教 学 掌握轴的分类和结构 目 的 轴的分类和结构 教学重点 轴的结构设计 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 掌握轴的分类和结构。 第二节 轴；2h 40 （附页） ?6-2 轴 一、轴的功用与分类 轴是组成机器的重要零件，它的功用是支承传动零件（如齿轮、带轮等）并传 递运动和动力。图6-9 所示为轴在一减速装置中的应用。电动机通过带传动驱动减 速器中的轴2 旋转，轴2 又通过一对齿轮带动轴3 旋转，轴3 端部装有联轴器，通过它带动工作机械运转。由图可见，除减速器内装有两根轴外，电动机和工作机 械还分别装有轴1 和轴4 。 按照轴的不同用途和受力情况，常用的轴可分为转轴、心轴、传动轴三类： ( 1 ）转轴工作时既承受弯曲载荷又传递转矩的轴称为转轴。 ( 2 ）心轴工作时只承受弯曲载荷而不传递转矩的轴称为心轴。 ( 3 ）传动轴工作时只传递转矩而不承受弯曲载荷的轴称为传动轴。 按照轴的结构形状，轴又可分为直轴（图6-12 ）和曲轴（图6-13 ) ；光轴（图6-12a ）与阶梯轴（图6-12b ) ；实心轴和空心轴（图6-14 ) ；刚性轴和挠性轴（图，6-15 ）。其中阶梯轴在机械中应用最广。 二、轴的结构 图6-16 是一种常见的转轴部件结构图。轴的合理结构，除了根据受力情况设计 合理的尺寸以满足强度和刚度（抵抗弹性变形的能力）要求外，还必须满足两点要 求： 一是轴上零件与轴能实现可靠的定位和紧固； 二是便于加工制造、装拆和调整。 1 ．零件在轴上的定位和紧固 零件在轴上的轴向定位和紧固可采用轴肩、套筒）、螺母、零件在轴上的周向 定位和紧固可采用键联接、花键轴联接、销钉联接、过盈配合等方法。 2 ．轴的加工制造、装拆和调整，声一根形状简单的光轴，最易于加工制造。 但为了使零件在轴上装拆方便以及零件能在轴向定位，往往把轴做成阶瘫（见图6 一拓），并在轴肩及轴端倒角。 考虑加工方便，例如为了加工螺纹和磨削轴颈，轴上应留有退刀槽和砂轮越程 槽（见图6-18 ）。当轴上有多个键槽时，应尽可能安排在同一直线上，使加工键槽 时无需多次装夹换位。好但这种圆角还须小子装配零件的圆角或倒角，为了减少应力集中，轴肩过渡要缓和，零件方能靠紧轴肩（图6-16 中e 处） 41 授课时间 第5周 第3次 授课方式 理论课 课 题 第三节、轴承第四节 联轴器、离合器、制动器。 教 学 掌握轴承的分类及代号；了解联轴器、离合器、制动器的基本概念。 目 的 轴承的分类及代号 教学重点 联轴器、离合器、制动器的基本概念 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 掌握轴承的分类及代号；了解联轴器、离合器、制动器的基本概念。 第三节、轴承1.5h 第四节 联轴器、离合器、制动器。0.5h 42 （附页） ?6-3 轴承 轴承是支承轴的零件，有时也可以支承绕轴转动的零件。按照轴承工作表面的 摩擦性质，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。 一、滑动轴承 滑动轴承根据工作表面的摩擦状态分为两种：非液体摩擦和液体摩擦（6-19 ）。 1 ．液体摩擦滑动轴承 摩擦表面不能被润滑油完全隔开的轴承称为非液体摩擦滑动轴承（图6-19a ）。这 种轴承的摩擦系数较大，摩擦表面容易磨损，但轴承的结构简单，制造精度要求较 低，一般用于转速、载荷不大和精度要求不高的场合。 2 ．液体摩擦滑动轴承 摩擦表面完全被润滑油隔开的轴承称为液体摩擦滑动轴承（图6-19b ，6-21 ）。 由图6-19b 可知，液体摩擦滑动轴承在轴颈将滑动表面完全隔开。这是一种理想的润滑状态，它使滑动表面之间的摩擦和磨损降到很小的程度。为了获得液体摩 擦状态，常用如下两种方法： ( 1 ）动压法利用油的一定粘性和轴颈的高速旋转，把润滑油带进轴承的楔形 空间（见图6-21 ) ，形成一个压力油楔将两摩擦表面分开，这种滑动轴承称为液体 动压轴承。 ( 2 ）静压法由液压泵供给的压力油，经节流器（一种液压控制元件）后进人 轴承油腔，将两；摩擦表面分并（见图6-22 ) ，这种滑动轴承称为液体静压轴承。 二、滚动轴承 1 ．滚动轴承的结构 如图6-23 所示，滚动轴承由外圈、内圈、滚动体和保持架等组成，在内、外圈 上的凹槽形成滚动体圆周运动的滚道；保持架的作用是把滚动体均匀隔开，以避免 它们相互摩擦和聚集到一块；滚动体是滚动轴承的主体，它的大小、数量和形状与 轴承的承载能力密切相关。滚动体的形状如图6-24 所示。 2 ．滚动轴承的优缺点 3 ．滚动轴承的类型、特点及应用 4 ．滚动轴承的代号 5 ．滚动轴承的选用 三、轴承的润滑与密封 润滑的作用是减小摩擦与磨损、冷却散热、防锈蚀及减震等。显然这对保证机 械的正常运转、提高工作效率、延长机械的使用寿命有着很重大的意义。密封主要 是为了防止灰尘、水分等污物进入机械的运动部位和防止润滑油漏失。所以在设计 和使用机械时都要对润滑和密封问题！予以合理解决。 （一）润滑剂 （二）润滑方法与润滑装置 （三）密封装置 ?6-4 联轴器、离合器、制动器 一、联轴器 按照结构特点，联轴器可分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。 1 ．刚性联轴器 2 ．弹性联轴器 二、离合器 1. 嵌入式离合器 43 （附页） 2 ．摩擦式离合器 3 ．自动离合器 三、制动器 常用的制动器有片式制动器、带式制动器和块式制动器等结构形式，它们都是 利用零件接触表面所产生的摩擦力来实现制动的。 从原理上说，如果把摩擦离合器的从动部分固定起来，就构成了制动器。例如， 对于图6-37 所示的片式电磁摩擦离合器，若将外套1 固定，实际上就成为片式电 磁制动器。当线圈6 通电时，由于电磁力的作用，衔铁2 将摩擦片压紧，内套8 与其所联的转动轴即被制动。这种制动器结构紧凑，操纵方便，在机床传动系统中广 为应用。 44 （附页） 授课时间 第6周 第1次 授课方式 理论课 课 题 第七章 机械传动系统及其分析计算 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解各种机械传动系统的特点及简单设计。 目 的 机械传动系统的特点 教学重点 机械传动系统的计 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解各种机械传动系统的特点及简单设计。 第七章 机械传动系统及其分析计算2h 45 （附页） 第七章机械传动系统及其分析计算 ?7-1 机械传动系统的基本概念 一、系统、机械系统及机械传动系统 所谓系统是指具有特定功能的、相互间具有有机联系的若干个要素所组成的一 个独立整体。这里讲的要素可以是子系统，也可以是元素（即系统最小单元）。一 般认为，由两个或两个以上的要素组成的，具有一定结构和特定功能的整体都可看 作是一个系统。 二、传动原理图及传动系统图 1 ．传动链的类型 2 ．传动原理图 3 ．传动系统图 三、轮系及其分类 1 ．轮系的功用 通常在主动轴和从这种由一系列齿轮轮系是机械传动系统中典型的传动形式， 应用十分广泛。轮系的主要功用如下：? 获得大的传动速比。以获得很大的速比。 ? 作较远距离的传动。因为一对齿轮的速比木宜过大，但采用轮系可做得很大，不 仅浪费材料如两轴中心距较大时，用一对齿轮传动，势必将齿轮? 得到多种传动速比，而且传动机构庞大。若用一系列齿轮啮合传动，就可避免上述缺点。三星齿轮 换向机构。如汽车变速箱里的滑移齿轮变速系统。? 改变从动轴的转向。如车床上 ? 将两个独立的转动合成为一个转动，或将一个转动分解成为两个独立的转动。 2 ．轮系的分类 轮系的结构形式是多种多样的。按照轮系中各齿轮轴线在空间的相对位置是否 固定，轮系可分为两大类：( 1 ）定轴轮系系（或普通轮系）。( 2 ）周转轮系在传动时，若轮系中各齿轮的几何轴线均是固定的，则这种轮系称为定轴轮。 ?7-2 定轴轮系速比的计算 所谓轮系的速比，是指该轮系的主动轮（首轮）与从动轮（末轮）的转速之比。 轮系速比的计算，一般来说，除了要计算速比的大小以外，还要确定从动轮的转动 方向。 ?7-3 周转轮系速比的计算 如前所述，定轴轮系中各齿轮的运朴都是作简单的绕定轴回终而周丫转轮系至 少有一个齿轮的轴线是不固定的，绕着另一固定轴线回转，这个齿轮既作自转又作 公转，故周转轮系各齿轮间的运动关系就和定轴轮系不同，速比的弄清周转轮系的 组成和运动特点。 1 ．周转轮系的组成 2 ．周转轮系速比的计算 ?7-4 机械传动系统的分析计算 1 ．机械传动系统的分析方法 2 ．机械传动系统的运动计算 46 授课时间 第6周 第2次 授课方式 理论课 课 题 第八章 液压传动概述 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的工作原理、液压传动系统的教 学 目 的 组成及图形符号 液压传动的工作原理 教学重点 液压传动系统的组成及图形符号 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的工作原理、液压传动系统的组成 及图形符号 第八章 液压传动概述2h 47 （附页） 第八章 液压传动概述 ?8-1 液压传动的工作原理 分析液压千斤顶的工作过程可液压传动是依靠液体在密封容积变化中的压力能 实现运动和动力的传递。液压传动装置本质上是一种能量转换装置，它先将机械能 转换为便于输送的液压能，后又将液压能转换为机械能做功。 ?8-2 液压传动系统的组成及图形符号 从上述例子可以看出，液压传动系统由以下五个部分组成： ( 1 ）动力元件动力元件即液压泵，它将原动机输人的机械能转换为流体介质 的压力能，其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。执行元件执行元件 是指液压缸或液压马达，它是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在压力油的 推动下输出力和速度（或力矩和转速），以驱动工作部件。 ( 3 ）控制元件包括各种阀类，如上例中的溢流阀、节流阀、换向阀等。这类 元件的作用是用以控制液压系统中油液的压力、流量和流动方向，以保证执行元件 完成预期的工作。 ( 4 ）辅助元件包括油箱、油管、滤油器以及各种指示器和控制仪表等。它们 的作用是提供必要的条件，使系统得以正常工作和便于监测控制。 ( 5 ）工作介质工作介质即传动液体，通常称液压油（常用的有犯号、64 号液压油）。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力的传递。 ?8-3 液压传动的两个基本参数--压力、流量 一、压力 二、流量 三、压力损失及其与流量的关系 ?8-4 液压传动的优缺点及应用 一、液压传动的优缺点 液压传动与机械传动、电气传动方式相比较，有如下主要优点： ( 1 ）液压传动能方便地在较大范围内实现无级调速。 ( 2 ）在相同功率情况下，液压传动能量转换元件的体积较小，重量较轻。 ( 3 ）工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向和自动过载保护。 ( 4 ）机件在油中工作，润滑好，寿命长。 ( 5 ）操纵简单，便于采用电液联合控制以实现自动化。 ( 6 ）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化。 液压传动的主要缺点是： ( 1 ）由于泄漏不可避免，并且油有一定的可压缩性，因而无法保证严格的传 动速比。 ( 2 ）液压传动有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），故传动效率不 高，不宜作远距离传动。 ( 3 ）液压系统对油温的变化比较敏感，不宜在很高和很低的温度下工作。 ( 4 ）液压系统出现故障时，不易找出原因。 二、液压传动的应用 48 授课时间 第6周 第3次 授课方式 理论课 课 题 第九章 液压元件。第一节 液压泵、液压马达、液压缸 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的结构和工作原理。 目 的 液压泵、液压马达、液压缸的基本概念 教学重点 液压泵、液压马达、液压缸的工作原理 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的结构和工作原理。 第一节 液压泵、液压马达、液压缸2h 49 （附页） 第九章液压元件 ?9-1 液压泵、液压马达和液压缸 在液压系统中，液压泵、液压马达和液压缸都是能量转换装置，图9 一1 为用 液压图形符号表示的泵、马达和液压缸三者的作用与关系。液压泵的作用是将输人 的机械能转换为液压能输出，而液压马达及液压缸却相反，是将输人的液压能转换 为机械能输出。 液压马达和液压缸同属于执行机构。一若将压力油输人液压马达，可得到旋转 运动形式的机械能；若将压力油输入液压缸，可得到直线运动璐式的机械能。因此， 从能量转换的角度来看，液压马达和液压缸可以归纳为一个类型的机械，即所谓液 动机。 一、液压泵及液压马达 液压泵和液压马达在结构上没有很大差别，有些泵可直接作马达使用。与电传动 相比，液压泵相当于发电机，液压马达则相当于电动机。 （一）液压泵的基本原理及类型 （二）常用液压泵的结构原理及特点 1 ．柱塞泵 ( 1 ）轴向柱塞泵 ( 2 ）径向柱塞泵 2 ．叶片泵 ( 1 ）双作用式叶片泵 ( 2 ）单作用式叶片泵 3 ．齿轮泵 （三）液压泵的性能比较及应用 （四）液压马达 液压马达是将输人的液压能转换为旋转运动形式机械能输出的执行机构。按照结 构形式的不同，液压马达分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。按照转速的不同，液压马达可分为高速和低速两大类。一般认为额定转速高于500r / min 的属于高速 马达，额定转速低于500r / min 的属于低速马达。，按照排量可否调节，液压马达 可分为定量马达和变量马达两大类。变量马达又可分为单向变量马达和双向变量马 达。 二、液压缸 液压缸是将输人的液压能转换为直线（或摆动及复合运动）运动形式机械能输出 的执行机构。液压缸结构简单，工作可靠，与杠杆，连杆、齿轮齿条、棘轮棘爪、 凸轮等机构配合，能实现多种机械运动，故其应用比液压马达更为广泛。 （一）液压缸的类型及运动形式 液压缸的类型很多，可满足不同的运动要求。按结构形式可分为活塞式（有单杆 和双杆两种形式）、柱塞式、摆动式和组合式液压缸等类型。活塞缸和柱塞缸实现 往复直线运动，输出速度和推力；摆动缸实现往复摆动，输出角速度（转速）和转 矩；组合缸（如旋转动力液压缸）实现往复直线运动、旋转运动及直线和旋转运动 的复合运动。 按作用方式又可分为单作用式和双作用式，在单作用式液压缸中，压力油只进入 液压缸的一腔，使缸实现单方向运动，反方向运动则依靠外力（弹簧力、自重力或 外部载荷等）来实现。在双作用式液压缸中，压力油则交替供人液压缸的两腔，使 缸实现正反两个方向的运动。此外，按安装方式还可分为法兰型、底座型、耳环型 和球头型等。 50 （附页） （二）常用液压缸的结构原理件 1 . 双杆活塞式液压缸 2 ．单杆活塞式液压缸 3 ．柱塞式液压缸 4 ．组合式液压缸 51 授课时间 第7周 第1次 授课方式 理论课 课 题 第二节 液压控制阀 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的结构和工作原理。 目 的 液压控制阀的基本概念 教学重点 液压控制阀的工作原理 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的结构和工作原理。 第二节 液压控制阀2h 52 （附页） ?9-2 液压控制阀 液压控制阀（简称阀）是在液压系统中用来控制与调节油液的流动方向、压力 或流量的元件，借助于这些阀，可以满足工作机械对执行机构的各种控制要求，如 启动、停止、运动方向、速度、克服负载和动作顺序等。 一、液压阀的类型 液压阀的类型很多，通常按照阀的功用分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。 还可以按照其他多种方式进行分类（见表9-2 ）。阀是标准元件，它们的类型代号和技术规格详见有关手册。 二、方向阀 方向阀用于控制液压系统中油液的流动方向， 常用的有单向阀和换向阀两种类型 （一）单向阀 单向阀的作用是只许油液往一个方向流动，不可倒流。 通常，将直通式单向阀的进出油口制成连接螺纹，直接与油管接头连接，成为管 式单向阀。将直角式单向阀的进出油口开在同一平面内，成为板式单向阀。安装板 式元件时，可将阀对着底板用螺钉固定，底板与阀的油口之间用O 形密封圈密封，底板与油管接头可采用螺纹连接。单向阀中的弹簧仅用于使阀心在阀座上就位，刚度较小，故开启压力较小（0.04-0 .1 a ）。更换硬弹簧，使其开启压力达到0.2-0.6 MPa ，便可当背压阀使用。 根据系统的需要，有时要使被单向阀所闭锁的油路重新接通，；因此可把单向 阀做成闭锁油路能够控制的结构，这就是液控单向阀。图9-19 所示为液控单向阀的结构原理和符号。 （二）换向阀 1 ．换向阀的工作原理 2 ．换向阀的分类 3 ．换向阀的符号表示 4 ．三位换向阀的中位机能 5 ．几种常用的换向阀 ( 1 ）电磁换向阀 ( 2 ）液动换向阀 ( 3 ）电液换向阀 ( 4 ）机动换向阀 ( 5 ）手动换向阀 三、压力阀 压力阀用来控制液压系统中的压力，或利用系统中压力的变化来控制某些液压 元件的动作。常用的有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。 （一）溢流阀 溢流阀的主要功用是控制和调整液压系统的压力，以保证系统在一定压力或安 全压力下工作。 1 ．溢流阀的结构原理． 溢流阀按其结构原理分为直动型和先导型两种。 ( 1 ）直动型溢流阀 ( 2 ）先导型溢流阀 2 ．溢流阀的应用 53 （附页） （二）减压阀 减压阀可以用来减压、稳压，将较高的进口油压降为较低而稳定的出口油压。 减压阀的工作原理是依靠压力油通过缝隙（液阻）降压，使出口压力低于进口压力， 并保持出口压力为一定值。缝隙愈小，压力损失愈大，减压作用就愈强。 （三）顺序阀 顺序阀的功用是利用液压系统中的压力变化来控制油路的通断，从而实现某些 液压元件按一定的顺序动作。顺序阀亦有直动型和先导型两种结构。此外，根据所 控制油路的不同，顺序阀又可以分为内控式和外控式两种。 （四）压力继电器 压力继电器的功用是利用液压系统中的压力变化来控制电路的通断，从而将液 压信号转变为电气信号，以实碗系统的程序控制或安全控制。 四、流量阀 流量阀用于控制液压系统中液体的流量。常用的流量阀有节流阀、调速阀等。 流量阀是液压系统中的调速元件，其调速原理是依靠改变阀口的通流截面积来控制 液体的流量，以调节执行机构（液压缸或液压马达）的运动速度。 （一）节流阀 （二）调速阀 五、比例阀、二通插装阀和数字阀 比例阀、二通插装阀和数字阀都是近20 多年来出现的新型液压控制元件。 （一）比例阀 （二）二通插装阀（又称插装式锥阀或逻辑阀） （三）数字阀 54 授课时间 第7周 第2次 授课方式 理论课 课 题 第三节 液压附件 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的结构和工作原理。 目 的 液压附件的基本概念 教学重点 液压附件的工作原理 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的结构和工作原理。 第三节 液压附件2h 55 （附页） ?9-3 液压辅件 一、蓄能器 蓄能器是储存压力油的一种容器。它在系统中的主要作用是：可以在短时间内 供应大量压力油，补偿泄漏，以保持系统压力；消除压力脉动与缓和液压冲击等。 蓄能器有重锤式、弹簧式和充气式等多种类型，其中常用的是充气式中的活塞式和 气囊式两种。 二、滤油器 在液压系统中，保持油的清洁是十分重要的。油中的脏物会引起运动零件划伤、 磨损、甚至卡死，还会堵塞阀和管道小孔，影响系统的工作性能并造成故障。因此， 需用滤油器对油液进行过滤。 滤油器可以安装在液压泵的吸油管路或输出管路上，以及重要元件的前面。在 通常情况下，泵的吸油口装粗滤油器，泵的输出管路与重要元件之前装精滤油器。 常用的滤油器有网式网式滤油器也称滤网、线隙式、烧结式和纸心式等多种类型。 三、压力计和压力计开关 压力计用于测量和观察系统的压力，以便对压力进行控制和调整。 四、阀类连接板 在各种设备的液压传动系统中，板式连接的阀类元件应用较为普遍。采用板式 连接时，需要专门的连接板。常用的阀类连接板有油路板和集成块两种形式。 （一）油路板 目前应用较多的有两种结构的油路板：一种用两块平板，在其中一块上铣槽代 替各元件间的连接油管，然后将两个结合面磨光，用环氧树脂粘结并用螺钉拧紧。 这种结构的工艺性较好，但往往因粘接不可靠而使油路之间有害地串通起来，同时 检修也非常困难。另一种结构如图9 一53 所示，是在一个较厚的平板上钻很多深 孔，造成各元件间的必要通路。这种结构使用可靠，应用较为普遍几；但工艺性较 差。 （二）集成块 集成块连接月前应用相卢广泛。图9 一54 是用集成块连接的组装图形。这种 连接方式的特点是，采用通用化的集成回路块，在每一回路块上按某种基本回路加 工出压力油孔、回油孔、控制油孔和泄漏油孔等在回路块的侧面。把各块叠积起来， 就组成整个液压系统的集成油路。 五、油箱 油箱除了用来储油以外，还起到散热以及分离油中杂质和空气的作用。在机床 液压系统中，可以利用床身或底座内的空间作油箱。利用床身或底座作油箱时，结构比较紧凑，并容易回收机床漏油。但是当油温变化时容易引起机床的热变形，并 且液压泵装置的振动也要影响机床的工作性能。所以，精密机床多采用单独油箱。 单独油箱的液压泵粕电动机有两种安装方式：卧式（如图9-54 所示）和立式（如图9-55 所示）。卧式安装时，泵及油管接头露茬外面，安装维修比较方便；立式安 装时，泵及油管接头均在油箱内部，便于收集漏油，外形比较整齐，但维修不太方 便。 六、油管和管接头 （一）油管 液压传动中常用的油管有钢管、铜管、橡胶软管（用耐油橡胶制成，有高压和 低压之分）、尼龙管和塑料管等。 固定元件间的油管常用钢管和铜管，有相对运动的元件之间一般采用软管连接。在 回油路, 中可用尼龙管和塑料管。 （二）管接头 56 授课时间 第7周 第3次 授课方式 理论课 课 题 第十章 液压基本回路及液压系统。第一节 液压基本回路 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的基本回路。 目 的 液压基本回路 教学重点 液压基本回路 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的基本回路。 第一节 液压基本回路2h 57 （附页） 第十章 液压基本回路及液压系统 液压传声系统，不论它如何复杂，总是可以分解为一个个具有各种功用的基本 回路。熟悉并掌握这些基本回路的结构原理和性能，对于分析液压系统是非常必要 的。液压基本回路按其功用可分为方向控制、压力控制、速度控制、多缸工作等四 类回路。 一、方向控制回路 在液压系统中，工住机构的启动、停止或变换运动方向等，都是利用控制进入 元件液流的通、断及改变流动方向来实现的、实现这些功能的回路称为方向控制回 路。 二、压力控制回路 为了控制系统的压力，以适应执行机构对力的要求，可采用压力控制回路。常 用的压力控制回路有调压回路、卸荷回路、保压回路、增压回路和平衡回路等。 1 ．调压回路 调压回路的作用是使系统的压力与负载相适应，并保持稳定，或是为了安全而 限定系统的最高压力。 2 ．卸荷回路 在液压系统短时间停止工作期间，一般不关闭电动机。因频繁启闭对电动机和 泵的寿命有严重影响。但若让泵在溢流阀调定压力下回油，又造成很大的能量浪费， 使油温升高，系统性能下降。为此，应设置卸荷回路解决上述矛盾。所谓卸荷，即 泵的功率损耗接近于零的运转状态。使泵卸荷的方法很多，这里介绍两种简单的卸 荷回路。 3 ．保压回路 有些机床液压装置在工作过程中要求油路系统保持一定的压力，这时应当采用 保压回路。 4 ．增压回路 在某些机器的液压系统中花有时需要压力较高但流量不大的压力油路。增压回 路中液压泵在较低的压力下工作，可减少功率损失。 5 ．平衡回路 为了防止立式液压缸及其工作部件在悬空停止期间因自重而自行下滑，或在下 行运动中由于自重而造成失控超速的不稳定运动，可设置平衡回路。 三、速度控制回路 速度控制回路在液压系统中应用十分普遍，＿它包括各种形式的调速回路、增 速回路和速度换接回路等。 （一）调速回路 液压缸的有效面积A 改变较难，故合理的调速途径是改变流量叭用流量阀或用 变量泵）或改变排量V （用变量马达）。因此，调速回路有节流调速、容积调速和 容积节流联一合调速三种。对调速的要求是：调速范围大，调好后的速度稳定性好， 效率高。 1 ．节流调速回路 节流调速回路由定量泵、流量阀、溢流阀和执行机构等组成（如图10-7 所示）， 它利用改变流量阀阀口的通流截面积来控制流人（或流出）执行机构的流量，以调 节其运动速度。 ( 1 ）进油路节流调速回路 ( 2 ）回油路节流调速回路 ( 3 ）节流调速回路 58 （附页） 2 ．容积调速回路 用变量泵或变量马达实现调速的回路称为容积调速回路。 3 ．容积节流调速回路 用变量泵和流量阀相配合来进行调速的方法，称为容积节流调速。 （二）增速回路 增速回路又称快速运动回路，图10 一10 用限压式变量叶片泵和调速阀的调速 回路其功用在于使执行元件获得必要的高速，以提高系统的工作效率或充分利用能 源。席用的增速回路有：液压缸差动连接增速回路、双泵供油增速回路、变量泵供 油增速回路、蓄能器供油增速回路等。 （三）速度换接回路 能使执行元件依次实现几种速度转换的液压回路，称为速度换接回路。 1 ．快速与慢速的换接回路 2 ．两种慢速的换接回路 （四）数字式多速回路 四、多缸动作回路 在多缸液压系统中，各液压缸之间通常必须符合一定的要求，如：动作同步、按 一定的顺序动作及各缸动作互不干扰等。这时，可相应采用同步回路、顺序动作回 路及互不干扰回路。 （一）同步回路 1 ．用调速阀并联的同步回路 2 ．用液压缸串联的同步回路 （二）顺序动作回路 1 ．用行程开关和电磁换向阀联合控制的顺序动作回路 2 ．用压力继电器和电磁换向阀联合控制的顺序回路 （三）互不干扰回路 59 授课时间 第8周 第1次 授课方式 理论课 课 题 第二节 典型液压传动系统 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的基本回路。 目 的 典型液压传动系统 教学重点 典型液压传动系统 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解液压传动的基本回路。 第二节 典型液压传动系统2h 60 （附页） ?10-2 典型液压传动系统 液压系统是根据液压设备的工作要求，选择适当的基本液压回路构成的。其原 理一般用液压系统图表示。在液压系统图中，各个液压元件及它们之间的连接与控 制方式，均按规定的图形符号（或半结构式符号）画出。正确而迅速地阅读液压系 统图，对于分析液压系统与设计电气系统以及使用、检修、调整液压设备都有重要 的作用。 一、组合机床液压滑台的液压系统 （一）概述 阅读液压系统图的方法和步骤是：? 了解液压系统的任务、工作循环、应具备的特性和需要满足的要求；? 查阅系统图中所有的液压元件及其连接关系分析它们 的作用；? 分析油路，了解系统的工作原理及特点。 （二）YT4543 型动力滑台液压系统的工作原理 1 ．主要元件及其作用 2 ．系统的工作过程 （三）YT4543 型动力滑台液压系统的特点 由上述可知，该系统主要由下列基本回路组合而成：限压式变量泵和调速阀的 联合调速回路，差动联接增速回路，电液换向阀的换向回路，行程阀和电磁阀的速 度换接回路，串联调速阀的二次进给调速网路。 ( 1 ）由于采用限压式变量泵采用差动连接增速回路，快进转换为工作进给后 无溢流功率损失，系统效率较高；又因在泵的选择和能量利用方面更为经济合理。 ( 2 ）采用限压式变量泵、行程阀，位置控制准确可靠。调速阀和行程阀进行 速度换接，速度换接平稳；且采用机械控制的 ( 3 ）采用限压式变量泵和调速阀联合调速回路的平稳性，并获得较好的速度 负载特性。 ( 4 ）采用进油路串联调速阀二次进给调速回路，利用压力继电器发出电信号 进行自动控制且在回油路上设置背压阀，提高了滑台运动一书可使启动冲击和速度 转换冲击较小。 ( 5 ）在滑台的工作循环中采用止挡块停留，不仅提高了进给位置精度用范围， 更适用于铿阶梯孔、惚孔和惚端面等工序。 二、汽车起重机液压系统 （一）概述 图10-22 是Q2-8 型汽车起重机外形图。它由汽车、转台、支腿、吊臂变幅液 压缸、基本臂、吊臂伸缩液压缸和起升机构等组成。 （二）QZ-8 型汽车起重机液压系统的工作原理 Q2-8 型汽车起重机的液压系统如图10 一23 所示。该系统属于中高压系统，用一个轴向柱塞泵作动力源，由汽车发动机通过传动装置（取力箱）驱动工作。、 整个系统可分为支腿收放、转台回转、吊臂伸缩、吊臂变幅和吊重起升五个部分， 即由五个工作支路所组成。其中，前、后支腿收放支路的换向阀A , B 组成一个阀 组（双联多路阀，如图中阀1 ) ，其余四支路的换向阀C , D , E , F 组成另一阀 组（四联多路阀，如图中阀2 ）。各换向阀均为M 型中位机能三位四通手动阀，相互串联组合，可实现多缸卸荷。根据起重飞作的具体要求，操纵各阀不仅可以分别 控制各执行元件的运动方向，还可以通过控制阀心的位移量来实现节流调、其他液 压元件都装在可回转的上车部分。 （三）Q2 一8 型汽车起重机液压系统的主要特点 61 授课时间 第8周 第2次 授课方式 理论课 课 题 第十一章 气压传动。第一节 气压传动的组成、特点及应用 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解气压传动的组成、特点及应用。 目 的 气压传动的组成、特点 教学重点 气压传动的应用 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解气压传动的组成、特点及应用。 第一节 气压传动的组成、特点及应用2h 62 （附页） 第十一章 气压传动 气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量传递的一种传动方式。气压传动 及其控制技术（简称气动技术）目前在国内外工业生产中应用较多，发展较快。由 于气压传动也像液压传动一样，利用流体作为工作介质而传动，在工作原理、系统 组成、元件结构及图形符号等方面，三者之间瘫着不少相似之处，所以在学习本章 时，前面几章液压传动的一些基本知识，在此仍有很大的参考和借鉴作用。 ?11-1 气压传动的组成、特点及应用 一、气压传动系统的组成 图11-1 所示为用于气动剪切机的气压传动系统实例。气压传动与液压传动都是 利用流体作为工作介质，具有许多共同点，气压传动系统也由以下五个部分组成： ( 1 ）动力元件汽源装置）其主痴分是空气压缩机（图中元件1 ）。它将原动机（如电动机）供给的机械能转变为气体的压力能，为各类气动设备提供动力。用 气量较大的厂矿都专门建立压缩空气站，以管理向各用气点输送乒缩空气。’公 ( 2 ）执行元件包括各种气缸（图．中元件11 ）和气马达。它的功用是将气体 的压力能转变为机械能，输给工作部件。 ( 3 ）控制元件包括各种阀类。如各种压力阀（图中元件7 ）、方向阀（图中元件9 , 10 ）、流量阀、逻辑元件等，用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向 以及执行元件的工作程序，以便使执行元件完成预定的运动规律。 ( 4 ）辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及用于元件间连接等所需的装置。如各种冷却器、分水排水器、气罐、干燥器、过滤器、油雾器（图中元件2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 8 ）及消声器等，它们对保持气动系统可靠、稳定和持久地工作 起着十分重要的作用。 ( 5 ）工作介质工作介质即传动气体，为压缩空气。气压系统就是通过压缩空 气实现运动和动力的传递的。 二、气压传动的特点 优点： ( 1 ）气动动作迅速、反应快，调节控制方便，维护简单，不存在介质变质及 补充等问题。 ( 2 ）气体流动阻力小，能量损失小，易于实现集中供气和远距离输送。 ( 3 ）以空气为工作介质，不仅易于取得，而且用后可直接排人大气，处理方 便，也不污染环境。 ( 4 ）工作环境适应性好，无论在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等 恶劣环境中，还是在食品加工、轻工、纺织、印刷、精密检测等高净化、无污染场 合，都具有良好的适应性，且工作安全可靠，过载时能自动保护。 ( 5 ）气动元件结构简单，成本低，寿命长，易于标准化、系列化和通用化。 缺点： ( 1 ）由于空气具有较大的可压缩性，因而工作速度受外加负载影响大，运动 平稳性较差。 ( 2 ）因工作压力低（一般0.3-1 MPa ) ，不易获得较大的输出力或转矩。 ( 3 ）有较大的排气噪声。 三、气压传动的应用 气压传动在相当长的时间内仅被用来执行简单的机械动作，但近年来，气动技 术在自动化技术的应用和发展中起到了极其重要的作用，并得以广泛应用和迅速发 展。表11 一2 列举了气压传动在各工业领域中的应用。 63 授课时间 第8周 第3次 授课方式 理论课 课 题 第二节 气动元件；第三节 气动基本回路。 教 学 通过本章的学习，使学生初步了解气压传动的组成、特点及应用。 目 的 气动元件的基础知识 教学重点 气动基本回路 教学难点 讲授法 教学方法 教 具 课后分析 教学内容与过程（包括时间分配） 通过本章的学习，使学生初步了解气压传动的组成、特点及应用。 第二节 气动元件；1h 第三节 气动基本回路1h 64 （附页） ?11-2 气动元件 一、气动执行元件 在气压传动中，气缸和气马达都是将压缩空气的压力能转换为机械能的气动执 行元件。气缸用于实现往复直线运动，气马达用于实现回转运动或摆动。 （一）汽缸 1 ．气缸的分类 ( 1 ）按压缩空气的作用方向分有单作用气缸和双作用气缸。单作用气缸的特点是，压缩空气只能使活塞（或柱塞）往一个方向运动，反方向的运动则需借助外 力或重力。双作用气缸的特点是，压缩空气可使活塞向两个方向运动。 ( 2 ）按气缸的结构特征分有活塞式气缸、叶片式（摆动式）气缸、薄膜式气 缸及组合式气缸等。组合式气缸主要有伸缩式气缸、增压气缸、气液阻尼缸、滑动 单元、气夹钳、气液线性进给单元等。 ( 3 ）按气缸的功能分有普通气缸和特殊气缸。常用的特殊气缸如冲击气缸? 回 转气缸? 无油润滑气缸、数字（步进）气缸及伺服气缸等。 2 ．气缸举例 ( 1 ）气液阻尼缸 ( 2 ）冲击气缸 ( 3 ）回转气缸 ( 4 ）薄膜式气缸 ( 5 ）无油润滑气缸 （二）气马达 气马达用于实现旋转运动或摆动。其种类很多，这里只介绍叶片式气马达的工 作原理。 二、气动控制元件 （一）压力控制阀 （二）流量控制阀 （三）方向控制阀 ( 1 ）或门型梭阀；( 2 ）与门型梭阀 三、气源装置及辅助元件 气源装置的主体是空气压缩机（气源）由于大气中混有灰尘、水蒸气等杂质。 它是气压传动系统的动力元件。 1 ．空气压缩机 2 ．气动辅助元件 ( l ）冷却器；( 2 ）分水排水器；（ 3 ）过滤器；( 4 ）干燥器；( 5 ）气 罐；( 6 ）油雾器；( 7 ）消声器；( 8 ）转换器 ?11-3 气动基本回路及系统实例 一、压力控制回路 二、速度控制回路 1 ．单作用气缸的速度控制回路 2 ．双作用气缸的速度控制回路 三、气液联动回路 1 ．气液转换器的速度控制回路 2 ．气液阻尼缸的速度控制回路 65 （附页） 五、逻辑回路 气动逻辑回路是把气动回路按照逻辑关系组合而成的回路，如“与”、“或”、 “非”等基本逻辑回路。气动逻辑回路可以由各种逻辑元件及射流元件组成，也可 由方向控制阀组成。下面简要介绍气动系统常用的一些基本逻辑回路及其应用回路。 1 ．与门回路 2 ．或门回路 3 ．记忆回路 六、气动系统实例 （一）显像管转运机械手气压传动系统 ( 1 ）机械手完成的工作和动作程序 ( 2 ）气动系统工作原理 （二）铸造射芯机的气动系统 ( 1 ）射芯工位的动作程序 ( 2 ）射芯机气动原理 66