第一篇：機械基礎鏈傳動教案(第四版)

第三章 鏈傳動（2課時）

教 學 目 標

1.掌握鏈傳動的組成及傳動比 2.了解鏈傳動的特點

3.掌握滾子鏈的結構、參數和標記 教學重點難點

滾子鏈的結構、參數和標記 【復習】1.普通螺旋傳動移動方向的判斷

2.普通螺旋傳動移動距離的計算公式

3.差動螺旋傳動的移動距離計算及方向判定

【導入】今天開始新的一章鏈傳動，對于鏈大家都不陌生，在我們所騎的自行車的兩個輪之間就是通過中間的鏈來傳動的，那么鏈傳動與前面學習的帶傳動有什么區別？鏈傳動又有什么特點呢？今天我們來討論這些問題。【新授】

一、鏈傳動及傳動比

1.鏈傳動的組成

鏈傳動由主動鏈輪、鏈條、從動鏈輪組成。

2.工作原理：通過鏈輪輪齒與鏈條的嚙合力來傳遞運動和動力。3.傳動比：主動鏈輪的轉速n1與從動鏈輪n2的轉速之比

表達式：

i12=n1n2=z2z1 式中

n1、n2表示主從動輪的轉速

z1、z2表示主從動輪的齒數

二、鏈傳動的應用特點

1.優點

（1）與帶傳動相比，鏈傳動能保持準確的平均傳動比。（2）傳動功率大。

（3）傳動效率高，一般可達0.95~0.98。（4）可用于兩軸中心距較大的情況。

（5）能在低速、重載和高溫條件下，以及塵土飛揚、淋水、淋油等不良環境中工作。（6）作用在軸和軸承上的力小。2.缺點

（1）由于鏈節的多邊形運動，所以瞬時傳動比是變化的，瞬時鏈速度不是常數，傳動中會產生動載荷和沖擊，因此不宜用于要求精密傳動的機械上。

（2）鏈條的鉸鏈磨損后，使鏈條節距變大，傳動中鏈條容易脫落。（3）工作時有噪聲。

（4）對安裝和維護要求較高。（5）無過載保護作用。

三、鏈傳動的類型

鏈傳動的類型很多，按用途不同可以分為：

傳動鏈：主要用于一般機械中傳遞運動和動力，也可用于輸送等場合。最常用的是滾子鏈和齒形鏈。

輸送鏈：用于輸送工件、物品和材料，可直接用于各種機械上，也可以組成連式輸送機作為一個單元出現。

起重鏈：主要用于傳動力，起牽引、懸掛物體的作用，兼作緩慢運動。

（一）滾子鏈（套筒滾子鏈）

1.滾子鏈的結構

滾子鏈由內鏈板、外鏈板、銷軸、套筒、滾子等組成，銷軸和外鏈板、套筒和內鏈板分別采用過盈配合固定；而銷軸與套筒、滾子與套筒之間則為間隙配合，保證鏈接屈伸時，內鏈板與外鏈板之間能相對轉動。2.滾子鏈的主要參數（1）節距

鏈條的相鄰兩銷軸中心線之間的距離稱為節距，依符號P表示。

節距是鏈的主要參數，鏈的節距越大，承載能力越強，但鏈傳動的結構尺寸也會相應增大，傳動的振動、沖擊和噪聲也越嚴重。因此，應用時盡可能選用小節距的鏈，高速、功率大時，可選用小節距的雙排鏈或多排鏈。

滾子鏈的承載能力和排數成正比，但排數越多，各排受力越不均勻，所以排數不能過多，常用雙排鏈或三排鏈，四排以上很少使用。（2）節數

滾子鏈的長度用節數來表示。為了使鏈條的兩端便于連接，鏈節數應盡量選取偶數，以便連接時正好使內鏈板和外聯板相接。鏈接頭處可用開口銷或彈簧夾鎖定。當鏈節數為奇數時，鏈接頭需采用過渡鏈節。3.滾子鏈的標記

滾子鏈是標準件，其標記為：鏈號-排數-鏈節數

標準編號 標記示例：

08A

88 GB/T 1243－1997

標準編號

鏈節數為88節 單排

鏈號為08A（節距為12.70 mm）

（二）齒形鏈簡介

齒形鏈又稱無聲鏈，也屬于傳動鏈中的一種形式。它由一組帶齒的內、外鏈板左右交錯排列，用鉸鏈連接而成。和滾子鏈相比，其傳動平穩性好、傳動速度快、噪聲較小、承受沖擊性能較好，但結構復雜、裝拆困難、質量較大、易磨損、成本較高。齒形鏈標記示例

CL08 －22.5 W －60 GB/T 10855－1997標準編號導向形式鏈節數為60節鏈號為CL08（節距為12.70 mm）【總結】1．鏈傳動的組成：主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條。

2．鏈傳動的應用特點。

3．鏈傳動的傳動比計算。

4．套筒滾子鏈的結構、標記及接頭形式。

5．齒形鏈的應用。作業 p41練習1—4 鏈寬

第二篇：鏈傳動機械基礎電子教案

機械基礎電子教案 7．2

鏈傳動

【課程名稱】

鏈傳動 【教材版本】

欒學鋼主編。機械基礎（多學時）。北京：高等教育出版社，2010 欒學鋼主編。機械基礎（少學時）。北京：高等教育出版社，2010 【教學目標與要求】

一．知識目標

1． 了解鏈傳動的組成、主要優缺點及傳動的類型。2． 了解鏈傳動的傳動比、安裝與維護。二．能力目標

1． 能比較鏈傳動和皮帶傳動的主要優缺點及應用場合。2． 能夠計算鏈傳動的傳動比、會進行鏈傳動的安裝與維護。

三、素質目標

1． 了解鏈傳動的特點及類型。2． 熟悉鏈傳動的安裝與維護。

四、教學要求

1． 能分析比較出兩種傳動的特點及應用場合。2． 熟悉鏈傳動的安裝與維護。3． 【教學重點】

鏈傳動的特點及應用。【難點分析】

鏈傳動能否得到準確傳動比？與帶傳動相比的優勢在哪里？傳動比還是不能得到瞬時準確。這部分內容比較難以理解。【教學方法】

教具與實物演示或課件演示，講授與學生動手課堂練習相結合。【學生分析】

學生對于瞬時傳動比的理解有困難，演示教具從宏觀上看不出瞬時的變化，需要畫圖加以說明，但超過教材的要求，只好要求承認教師的結論。【教學資源】

1． 機械基礎網絡課程。北京：高等教育出版社，2010。

2． 吳聯興主編。機械基礎練習冊。北京：高等教育出版社，2010。3． 實物、教具和課件。【教學安排】

2學時（90分鐘）【教學過程】 一．導入新課

復習帶傳動的內容，總結出帶傳動的優缺點。大家平時還能見到的另一種傳動――自行車上用的鏈傳動，能否比帶傳動在傳動比方面更準確一些呢？由此引出本次課的新內容。

二．講授新課

1． 鏈傳動 先演示實物或課件，使學生對鏈傳動有感性認識。相比之下，由于有齒的關系，鏈條傳動是齒的嚙合與分開，從宏觀上它應當是傳動比準確，但實際上只是傳動一周時的傳動比不變；而在兩齒之間的大部分區域，其傳動比是微小變化的，所以只能說明是平均傳動比準確。總結傳動的優點突出能在高溫，多塵等惡劣條件下工作，這是皮帶傳動所不可比擬的。主要缺點是沖擊、噪聲。

常用的鏈傳動有套筒滾子鏈和齒形鏈，前者應用較廣泛。2。鏈傳動的組成

鏈傳動由主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條組成。常用的鏈傳動有套筒滾子鏈和齒形鏈，前者應用較廣泛。按用途可分成起重鏈、牽引鏈和傳動鏈。

套筒滾子鏈的結構如圖7－17所示，由5個零件組成。

3．鏈傳動的特點

主要有平均傳動比準確，能在高溫、潮濕等條件下工作。但有噪音。

4．鏈傳動的傳動比

鏈傳動的傳動比等于為主動輪的轉速與從動輪的轉速之比，也等于從動輪的齒數與主動輪的齒數之比。5．鏈傳動的安裝與維護

見教材圖7－20、21、22

鏈傳動的安裝時，鏈條太松易掉鏈，會產生振動；太緊影響傳動。

鏈條為標準件，其標記為鏈號及節數，如自行車鏈條為10號，節距可查標準為15.87毫米。

三．小結

1．鏈傳動的優點是可得到準確的平均傳動比，可以惡劣的條件下工作。其缺點是有沖擊和噪聲。四．布置作業

【課后分析】

第三篇：機械基礎項目教學教案鏈傳動

鏈傳動

鏈傳動的應用廣泛，如自行車就采用鏈傳動。

學習目標

⑴了解鏈傳動的概念、工作原理。⑵掌握鏈傳動的優、缺點。⑶會計算鏈傳動的傳動比。學習建議

與帶傳動對比著學習。分析與探究

3.2.1鏈傳動的定義

鏈傳動由裝在平行軸上的主、從動鏈輪和繞在鏈輪上的環形鏈條所組成，以鏈條作中間撓性件，靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力的傳動方式。其中，應用最廣泛的是滾子鏈傳動。如圖

3.2.2鏈傳動的優、缺點。優點：

⑴沒有打滑現象，傳動比準確。⑵傳動效率較高。⑶傳遞的功率大

⑷對環境要求低，能在惡劣條件下工作。⑸軸間距離遠近均可。缺點：

⑴當速度較快時，容易產生擺動及噪聲，因此不適合高度運轉。⑵制造成本較高。3.2.3滾子鏈傳動 1.組成

滾子鏈的結構如圖。它由內鏈板

1、外鏈板

2、銷軸

3、套筒4和滾子5組成。內鏈板與套筒、外鏈板與銷軸間均為過盈配合，套筒與銷軸、滾子與套筒間均為間隙配合，內、外鏈板交錯聯接而構成鉸鏈。工作時，套筒上的滾子沿鏈輪齒廓滾動，可以減輕鏈和鏈輪輪齒的磨損。鏈條相鄰兩滾子軸線的距離稱為鏈節距，用p表示，它是鏈傳動的主要參數。

外鏈板內鏈板滾子

套筒銷軸

2.接頭形式

鏈節數常用偶數，接頭處用開口銷或彈簧卡固定。一般前者用于大節距，后者用于小節距。當采用奇數鏈節時，需采用過渡鏈節。過渡鏈節的鏈板為了兼作內外鏈板，形成彎鏈板，受力時產生附加彎曲應力，易于變形，導致鏈的承載能力大約降低20%。因此，鏈節數應盡量為偶數。

3.2.4鏈傳動的傳動比

z1n1pz2n2pv??60?100060?1000n1z2i12??nz21

式中 V為鏈條速度，Z1為主動輪齒數，Z2為從動輪齒數，n1為主動輪轉速，n2為從動輪轉速，p為鏈條節距

實例訓練：有一輛自行車，已知其前、后鏈輪的齒數分別為54、18，騎車者每分鐘蹬75轉，后輪輪胎直徑為0.6m，試求該自行車每小時可行多少㎞？

3.2.5鏈傳動的失效形式

在工作中，鏈傳動也會出現各種失效現象導致不能正常工作。其失效形式有以下幾種。1.鉸鏈的磨損 聯調工作時，銷軸與套筒相對轉動，因而引起鉸鏈磨損。磨損增大了銷軸與套筒的配合、間隙，使鏈節距和鏈長度變大，因而會產生跳齒或脫鏈現象。

2.鉸鏈的膠合

由于滾子鏈結構使鉸鏈潤滑狀況較差，隨著鏈輪轉速的提高，鉸鏈相對轉動速度加快，鏈節受到的沖擊能量也增大，使鉸鏈的摩擦表面產生膠合。

3.鏈條的疲勞破壞

由于鏈條一直處于變應力下工作，經過一定的循環次數后，鏈條將發生疲勞斷裂。另外，鏈條與輪齒嚙合過程中，滾子河和套筒會受到沖擊，當轉速較高時，就容易發生沖擊疲勞破壞。

除上述這些失效形式外，鏈輪輪齒的磨損和塑性變形等也會影響鏈傳動的正常工作。一般來說，鏈輪的使用壽命比鏈條要長得多。所以，鏈傳動的承載能力主用取決于鏈條。

3.2.6鏈傳動的張緊與維護 1.鏈傳動中如果松邊垂度過大，會引起嚙合不良及鏈條振動，所以鏈傳動張緊的目的在于調整垂度的大小。張緊的方法很多，最常見的是移動鏈輪來增大兩輪的中心距。如果中心距不可調，鏈條磨損變長后可從中去除此1-2個鏈節，也可以采用張緊輪張緊。

2.水平布置時，應使鏈傳動的緊邊在上、松邊在下。3.安裝兩個鏈輪時要盡量保證不歪斜、不錯位。

4.經常清洗鏈條和鏈輪，去除灰塵雜物，減輕磨粒磨損。5.良好的潤滑可以大大提高鏈傳動的壽命。6.為了安全，鏈傳動也要安裝保護罩。技能訓練：

1.觀察自行車中的鏈傳動并回答下列問題： ⑴鏈條的長度（鏈節數）是多少？ ⑵鏈條采用的是哪種接頭形式？ ⑶計算該鏈傳動的傳動比。2.根據自行車的使用情況對其鏈傳動進行必要的維護和保養。

3.裝滿貨物的人力三輪車在爬坡時經常推著車前進，從保護鏈傳動的角度分析這樣做的道理。

4.自行車可用帶傳動或齒輪傳動替代鏈傳動嗎？為什么？ 學習小結

1.鏈傳動的特點：沒有滑動現象，傳動比準確，傳動效率高；能在惡劣環境下工作壽命長；軸間距離遠近均可。

2.鏈傳動的缺點：不適合高速運轉且制造成本高。3.傳動比等于鏈輪齒數的反比。

4.鏈傳動的失效形式有：鉸鏈的磨損，鏈條的疲勞破壞及鉸鏈的膠合等。5.鏈傳動的張緊的目的在于調整垂度的大小；張緊的方法很多，最常見的是移動鏈輪來增大兩輪的中心距；如果中心距不可調時，也可以采用張緊輪張緊。

第四篇：機械基礎教案

機械基礎

第一篇

機構及機械零件基礎

通常一臺完整的機包括三個基本部分：（1）（2）（3）

第一章

第一節

一、低副

兩構件以面接觸組成的運動副稱為低副

1、若組成運動副的兩個構件只能作相對轉動，這種運動副稱為轉動副或回轉副

2、若組成運動副的兩個構件以面接觸，且沿某一固定直線或曲線（如圓弧）作相對移動，這種運動副稱為移動副。

第二節

平面機構具有確定運動的條件

一、平面機構的自由度

一個作平面運動的自由構件具有三個自由度。

活動構件的自由度總數減去運動副引入的約束總數就是該機構相對于固定件的自由度數，以F表示即

F=3n-2PL-PH

機構具有確定運動的條件是:機構的原動件數目必須等于機構的自由度。

第二章

平面連桿機構由若干剛性構件用低副聯接而成，也可稱為平面低副機構。

平面連桿機構的優點是：由于機構中名構件之間的運動副都是低副制造比較簡單，承載能力大；

平面連桿機構的缺點是：為實現復雜運動規律或運動軌跡設計的平面連桿機構一般比較繁瑣，且多數另能近似滿足設計要求；機構構件較多時，有較大的積累誤差。

第一節

平面四桿機構的分類及其應用

一、全轉動副的四桿機構（又稱鉸鏈四桿機構）

1、曲柄搖桿機構

2、雙曲柄機構

具有兩個曲柄的鉸鏈四桿機構稱為雙曲柄機構。

3、雙搖桿機構

兩連架桿均為搖桿的四桿機構稱為雙搖桿機構。

二、含有移動副的四桿機構

1、曲柄滑塊機構

當四桿機構中有一連架桿為曲柄，另一連架桿相對于機架往復移動而成為滑塊時，則這個四桿機構稱為曲柄滑塊機構。

2、導桿機構

四桿機構、其連架桿1為曲柄，連架桿3對滑塊2的運動起導向作用，稱為導桿。

第三章

凸輪機構的間歇運動機構

平面連桿機構 運動副及其分類 機構分析的基本知識 原動部分 工作部分 傳動部分

第一節

凸輪機構的應用和分類

凸輪機構按其運動形式，分為平面凸輪機構和空間凸輪機構兩種。

凸輪機構運動簡圖（a）平面凸輪機構(b)空間凸輪機構(c)移動凸輪機構 1凸輪 2從動件3機架

一、凸輪機構的應用及特點

凸輪是一個具有一定形狀的曲線輪廓或凹槽的構件。當凸輪運動時，通過其輪廓或凹槽與從動件接觸，使從動件實現預定的運動。止輪機構主要由凸輪、從動件和機架組成。凸輪與從動件之間可以通過彈簧力、重力或幾何形狀封閉等方法來保持接觸。從動件運動規律完全取決于凸輪輪廓的形狀。

二、凸輪機構的分類

1、按凸輪的形狀分類 ① ② ③ 盤形凸輪，也叫平板凸輪。移動凸輪 圓柱凸輪。

2、按從動件端部形狀分類 ① ② ③

第四章

帶傳動和鏈傳動

第一節

帶傳動概述

一、帶傳動的類型

1、按傳動原理分類 ① ② 摩擦式帶傳動 齒合式帶傳動 尖頂從動件 滾子從動件平底從動件

2、按傳動帶的截面形狀分類 ①平帶 ② V帶 ③ 圓形帶 ④ 多楔帶 ⑤ 同步帶

二、帶傳動的特點

1、由于帶具有彈性與撓性，可起到緩沖和減振的作用，運轉平穩，噪聲小

2、可用于遠距離（兩軸中心距離較大）的傳動。

3、結構簡單，便于維護。

4、由于它靠摩擦力進行傳動，當傳動負荷過載時，帶會在帶輪上進行打滑，故能起到過載保護作用。

5、帶傳動效率（與齒輪傳動相比）較低，平均效率一般為n=0.94~0.97。

6、帶靠摩擦傳動，摩擦容易起電。因此，不能用在有易燃、易爆危險品的場合，如某些化要車間。

7、對于傳動比要求比較嚴格的場合，不能采用帶傳動。

第二節

鏈傳動概述

一、鏈傳動的特點和類型

鏈傳動由裝在平行軸上的鏈輪和跨繞在兩用人才鏈輪上的環形鏈條所組成，以鏈條作中間撓性件，靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。

鏈傳動結構簡單，耐用、維護容易，適用于中心距較大的場合。與帶傳動相比，鏈傳動能保持穩定準確的平均傳動比；沒有彈性滑動和打滑需要的張緊力小；能在溫度較高、有油污等惡劣環境條件下工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動制造和安裝精度要求較低，成本低廉，能實現遠距離傳動；但瞬時速度不均勻，瞬時傳動比不恒定；傳動中有一定的沖擊和噪聲。

按照鏈條的結構不同，傳動力用的鏈條主要有滾子鏈和齒形鏈兩種，齒形鏈具有傳動平穩、噪聲小，承受沖擊性能好，工作可靠等優點，但結構復雜，重量較大，價格較高。

第四章

一、概述

齒輪傳動是機械傳動中應用最廣泛的傳動形式。其主要優點是：傳動準確可靠，效率高，壽命長，適應的載荷和速度范圍廣，能在空間任意兩軸間傳遞運動和動力等；主要缺點是制造和安裝要求精度較高，兩軸相距較遠刊機構龐大，不適宜用在距離傳動的場合。

二、齒輪傳動的類型

齒輪傳動

第一節

齒輪傳動概述

其分類方法主要有以下三種。

1、按兩齒輪輪軸的相對位置分類 ① 兩齒輪軸線平行圓柱齒輪傳動，平行的圓柱齒輪，雙可按照輪齒相對軸線的方向分為直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動和人字形齒輪傳動三種。圓柱齒輪按照嚙合情況又可分成外嚙合齒輪傳動內嚙合輪傳動及齒輪與齒條傳動等。② ③ ① 兩齒輪軸線相交的錐齒輪傳動。兩員線相交的錐齒輪傳動又有直齒錐齒輪傳動和曲齒錐齒輪傳動兩種。兩齒輪軸線相錯的齒輪傳動，兩軸線相錯的齒輪傳動又可分為交錯軸斜齒輪傳動和蝸桿蝸輪傳動。

開式齒輪傳動。開式齒輪傳動的齒輪外露齒輪上容易落上灰塵，不能保證良好的潤滑，容易產生磨損。這種類型的傳動多用于傳動齒輪較大的場合，如礦山設備、建筑設備等。② 閉式齒輪傳動。閉式齒輪傳動的齒輪全部安裝在封閉的剛性箱體內，安裝精確，潤滑良好，工業企業的設備多數采用該類型。按齒輪齒廓的曲線形狀可分可為漸開線齒輪傳動擺線齒輪傳動和圓弧齒輪傳動等；工程中常用漸開線齒輪傳動，其容易加工制造，費用低，廣泛應用在各類設備中。

第二節

漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分的名稱和基本尺寸

一、齒輪各部分的名稱

2、按齒輪的工作條件分類

3、按齒輪廓的曲線形狀分類

齒廓嚙合線

1、齒頂圓。過齒輪頂端的圓為齒頂圓，是齒輪上最大的圓（或直徑）。其半徑和直徑分別用ra和d a 表示。

2、齒根圓。過輪齒根部的圓為齒根圓，其半徑和直徑分別用rf和df 表示。

3、分度圓。在齒頂圓與齒根圓之間，取一個圓作為計算齒輪各部分尺寸的基準，稱為分度圓，其半徑和直徑分別用r和d 表示。分度圓上的齒厚s、齒槽寬e、齒距p、壓力角a等分別規定這些符號一律不加腳標。而其他圓上的參數必須指明是哪個圓上的參數，如基圓齒厚符號為sb、齒頂圓壓力角符號為aa等。

4、齒頂高。齒頂圓和分度圓之間沿半徑方向的高度稱為齒頂高，用ha 表示。

5、齒根高。齒根高和分度之間沿半徑方向的高度稱為齒根高，用hf表示。

6、全齒高。齒根圓和齒頂圓之間沿半徑方向的高度稱為全齒高，用H表示。

7、齒距。任一圓上，相鄰兩齒對應點間距離不齒距。分度圓上的齒距（簡稱齒距或周節）用P表示。

8、齒厚。在齒輪同一圓周上，一個輪齒左右兩齒廓間的距離（弧長）稱為齒厚。分度圓齒厚用S表示。

9、槽寬。分度圓上，一個齒槽兩側齒廓間的弧才稱為槽寬，用E表示。顯然

p=s+e

10、齒輪寬度。輪齒沿軸線方向的寬度稱為齒輪寬度，用B表示。

二、漸開線齒輪的主要參數

1、模數

工程上規定比值P/∏于整數或選擇簡單的有理數，并稱之為齒輪模數，以M表示，單位為㎜。所以可將上式寫成 d=mz

2、壓力角

我國規定分度圓上的壓力角a=200，稱為標準壓力角。

3、齒頂高系數和頂隙系數

齒頂高ha=ha*m

齒根高 hf=ha+c=(ha*+c*)m

第三節 漸開線齒輪的嚙合

一、漸開線齒輪連續傳動的條件

為了保證齒輪能夠連續傳動，就必須使前一對輪齒尚末脫離嚙合時，后一對輪齒已經進入嚙合。

第四節

一、概述

斜齒圓柱齒輪是逐漸進入和退出嚙合，同時嚙合的輪齒數較直齒圓柱齒輪為多，重合度較大。與直徑齒輪傳動相比，其傳動平穩，承載能力大，適合于高速及大切率傳動，斜齒輪的主要缺點是產生軸向力。

第五節

錐齒輪傳動的概念

一、概述

錐齒輪用來傳遞兩相交軸的運動和動力。其傳動可以看成是兩個錐頂共點的圓錐體相互作純滾動。

第六節

蝸桿傳動

當兩傳動軸既不平行，也不相交，而在空間垂直相錯且要求傳動比較大時，可以采用蝸桿傳動，如圖所示，本節討論常用的普通圓柱蝸桿蝸輪傳動。

斜齒圓柱齒輪傳動

一、特點

1、傳動比大，動力傳動中可取i=10~80，分度機構可達1000，故機構緊湊。

2、傳動平穩，噪音小

3、蝸桿蝸輪傳動可實現自鎖，常用于需要反向自鎖的設備中。蝸桿蝸輪傳動的主要缺點效率較低，發熱和磨損嚴重。為減少摩擦和磨損，提高傳動效率，蝸輪齒圈常需用貴重的青銅制造。

第五章

螺紋聯接與螺旋傳動

螺紋聯接和螺旋傳動都是利用具有螺紋的零件進行工作的，前者作為緊固聯接件，后者則作為傳動件。

第一節

螺紋的基本知識

一、螺紋的類型

螺紋有外螺紋和內螺紋之分，二者共同組成螺紋副用于聯接或傳動。螺紋有米（公）制和英制兩種，我國除部分管螺紋外都采用米制螺紋。常用的螺紋牙型有三角型、矩形、梯形和鋸齒形等。按螺旋繞行方向的不同，螺紋可分為右旋螺紋和左旋螺紋，通常用右旋螺紋。按螺旋線的數目，還可將螺紋分為單線（單頭）螺紋和多線螺紋，一般常用的是單線螺紋。

二、螺紋的主要參數

現以圓柱普通螺紋為例說明螺紋的主要幾何參數，1、大徑d與外螺紋牙頂或內螺紋牙底相重合的假想圓術體的直徑，是螺紋的最大直徑，在有關螺紋的標準中稱為公稱直徑。

2、小徑d1：與外螺紋牙底或內螺紋牙頂相重合的假想圓柱體的直徑，是螺紋的最小直徑，常選此直徑作為強度計算的依據。

3、中徑d2：在螺紋的軸向斷面內牙厚與牙槽寬相等處的假想圓柱的直徑。

4、螺距p：螺紋相鄰兩牙在中線上對應兩點間的軸向距離。

5、導程s：同一條螺旋線上兩牙間的軸向距離。導程s、螺距p及線數z之間的關系為s=zp。顯然對單線螺紋而言其螺距與導程相等。

6、螺紋升角^：按螺紋中徑所在的圓柱量得。由圖6-4可得

tan^=s/

7、牙型角a和牙側角B：在螺紋 的軸向斷面內，螺紋牙型相鄰兩側邊的夾角稱為牙型角。牙型側邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為牙側角，三角形和梯形螺紋具有對稱的牙側角，鋸齒型螺紋如圖所示。其牙側角是不對稱的。

三、常用螺紋的特點及應用

由于三角形螺紋副中的摩擦屬于楔面摩擦，自鎖性能好，即只要適當控制螺紋升角，即可得到良好的自鎖性，從而提高了連接的可靠性。三角形螺紋的牙根厚、強度高，但效率低，故多用于緊固聯接。

1、普通螺紋

普通螺紋即米制三角形螺紋，其牙型角為a=600 ,螺紋大徑d稱為螺紋的公稱直徑，以㎜為單位。

2、管螺紋

管螺紋是英制螺紋，公稱直徑為管子的內徑。可將管螺紋分為550非螺紋密封管螺紋和用螺紋密封的管螺紋。

第二節

一、螺紋聯接的基本類型

1、螺栓聯接

這種聯接是利用一端有頭、另一端有螺紋的螺栓穿過被聯接件的光孔，擰上螺母將被聯接件聯成一體。

2、雙頭螺柱聯接

螺紋聯接的基本類型和螺紋聯接件 雙頭螺柱的兩端加工成螺紋，聯接時一端擰緊在被聯接件之一的螺紋孔內，另一端穿過另一被聯接件的通孔，再旋上螺母。

3、螺釘聯接

螺釘的桿部一般全部為螺紋，其聯接的特點是不用螺母，用途與雙頭螺柱聯接相似，多用于不需經常拆卸的場合。

4、緊定螺釘聯接

將緊定螺釘旋入一零件的螺紋孔中，并以其末端頂住另一零件的表面或嵌入相應的凹坑中，以固定兩個零件的相對位置，并傳遞不大的力或轉矩。

5、地腳螺栓聯接

地腳螺栓的一端為鉤頭、另一端為螺紋，與螺母相聯，其作用是將設備固定在地基上。

第三節

螺紋聯接的預緊和防松

一、螺紋聯接的預緊

大多數情況下，在裝配螺栓時要預緊螺母。

二、防松

一般在靜載荷和溫度不高的情況下，擰緊螺母后，只靠螺紋之間的預緊力F產生的摩擦力是能自鎖的，不會自行松脫，但在沖擊、振動或變載荷作用下，螺紋之間的摩擦力可能減小或消失，聯接有可能松脫而發生事故，因此，這種螺紋聯接時，必須考慮防松問題。

第四節

螺旋傳動

在機械中，有時需要將轉動變為直線移動。螺旋傳動是實現這種轉變經常采用的一種傳動，分別為螺旋壓力機和螺旋千頂，工作部分的直線運動都是利用螺旋轉動來實現的，又如機床給機構中采用螺旋傳動實現刀具或工作臺的直線進給。

螺旋傳動是由螺桿、螺母和機架組成的螺旋機構來完成的，主要用于將回轉運動轉變為直線運動，同時傳遞運動和動力的場合。螺旋傳動一般采用梯形螺紋或鋸齒形螺紋。

第六章

軸承

軸承是用來支承軸及軸上零件、保持軸的旋轉精度和減少轉軸與支承之間的摩擦和磨損，軸承分兩大類：滾動軸承和滑動軸承。兩類軸承按所受載荷方向的不同，又可分為向心軸承和推力軸承兩種。

第一節

滑動軸承的類型與構造

滑動軸承按其工作表面的摩擦狀態有液體摩擦和非液體摩擦之分。摩擦表面完全被潤滑油隔開的軸承稱為液體摩滑動軸承。

摩擦表面不能被潤滑油完全隔開的軸承稱為非液體摩擦滑動軸承。

一、向心滑動軸承

滑動軸承一般是由軸瓦、殼體、連接零件及附屬的潤滑、密封等裝置組成。常用的非液體摩擦滑動軸承的類型與構造

1、整體式滑動軸承

典型的整體式向心滑動軸承，系由軸承座和軸瓦構成。

2、剖分式滑動軸承

剖分式向心滑動軸承，它由軸承座、軸承蓋、雙頭螺柱、螺母和對軸瓦等組成。

3、自動調心式滑動軸承。

二、推動滑動軸承

推力滑動軸承由軸承座

1、襯套

2、向心軸瓦3和環狀推力軸瓦4等組成。

第二節

滾動軸承的基本構造和類型

一、滾動軸承的基本構造

滾動軸承有多種結構型式，其基本構造由是外圈

1、內圈

2、滾動體3和保持架4組成。

二、常用滾動軸承的類型和應用

第一種分類法：按其承受載荷的作用方向，可分成三大類，即徑向接觸軸承、向心角接觸軸承和軸向接觸軸承。

1、徑向接觸軸承

這類軸承主要用于承受徑向載荷，可分為：深溝球軸承、圓柱滾軸承、調心球軸承等。

① 深溝球軸承

2、向心角接觸軸承

這類軸承能同時承受徑向與單向軸向載荷，可分為：角接觸球軸承、圓錐滾子軸承等。

3、軸承向接觸軸承

軸承只能承受軸向載荷。軸承兩個套圈的內孔直徑不同，直徑較小的套圈緊配在軸頸上，直徑較大的套圈安放在機座上，稱為座圈。

第2種分類法：按滾動體形狀可分為球軸承和滾子軸承兩大類。

① 球軸承。球狀滾動體與內、外圈滾道為點接觸，故承載能力、耐沖擊能力低，但極限轉速較高，價格便宜。

②

滾子軸承。滾動體與內、外圈滾道為線接觸，承載能力、耐沖擊能較高，但極限轉速低，價格較貴。

第二篇

液壓與氣傳動

液壓與氣傳動都是以有壓流體（壓力油或壓縮空氣）為工作介質，進行運動和動力傳遞的一種傳動方式。

第七章

液壓傳動基本知識

第一節

液壓傳動的基本概念

一、液壓傳動裝置的組成

一個完整的液壓傳動裝置是由四部分組成的。

1、動力元件。液壓泵，它給液壓系統提供壓力油，是將電動機輸出的機械能轉換為油液的液壓能的元件。

2、執行元件。液壓缸或液壓馬達，是將油液的液壓能轉換為驅動工作部件的機械能的元件。實現直線運動的執行元件叫做液壓缸；實現旋轉運動的執行無件叫做液壓馬達。

3、控制調節元件。各種控制閥、壓力控制閥、流量控制閥等，用以控制調節液壓系統油液的流動方向、壓力和流量，以滿足執行元件運動的要求。

4、輔助元件。輔助元件包括油箱、濾油器、蓄能器、熱交換器、壓力表、管件和密封裝置等。

二、液壓傳動的優缺點

1、液壓傳動的優點

與機械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動的優點如下：

① 從結構上看，與機械傳動相比傳遞同樣載荷，液壓傳動裝置體積小，重量輕，結構簡單，安裝方便，便于和其他傳動方式聯用，易實現較遠距離操縱和自動控制。

② 從工作性能上看，速度、轉矩、功率均可作無級調節，能迅速換向的變速，調速范圍寬，動作快速性好。

③ 從使用維護上看，元件的自潤滑性好，能實現系統的過載保護，使用壽命長；元件易實現系統化、標準化、通用化，便于設計、制造、維修和推廣使用。

2、液壓傳動的缺點

① 由于存在油液的漏損和阻力損失，因此系統的效率低。

② 液壓元件的加工的裝配精度要求較高，成本較高。

③ 系統受溫度的影響較大，故液壓傳動不宜在高溫和低溫的場合使用。

④ 系統的故障原因有時不是易查明。

第八章

液壓元件

第一節

液壓泵

液壓泵是將電動機（或其他原動機）輸入的機械能轉換為液體壓力能的能量轉換元件。在液壓系統中，液壓泵是動力元件，作為動力源，向液壓系統供給液壓油，是液壓系統的“心臟”是液壓系統重要的組成部分。

一、常用液壓泵的種類

液壓泵的種類多，按其結構不同可分為柱塞泵、葉片泵、齒輪泵及凸輪轉子泵等；按輸出的流量能否調節可分定量泵和變量泵。按額定壓億的高低又可分為低壓泵、中壓泵和高壓泵。

第二節

液壓缸和液壓馬達

液壓缸和液壓馬達的作用與液壓泵正好相反，它是將液壓能轉變為機械能的轉換元件，在液壓傳動系統中屬于執行元件。

一、液壓缸是液壓系統中應用最為廣泛的執行元件。按照液壓缸的結構形式，可分為活塞式、柱塞式和擺動液壓缸。按照液壓缸-的驅動方式，可分為單作用液壓缸和雙作用液壓缸兩大類。

第三節

液壓控制閥

液壓閥的種類很多，根據其工作特點和用途的不同可分為三大類：

1、方向控制閥，如單向閥、換向閥等。

2、壓力控制閥，如溢流閥、順序閥、減壓閥等。

3、流量控制閥，如節流閥，調速閥等。

一、方向閥

方向閥用來控制油液的定向、換向和閉鎖等，它包括單向閥和換向閥。

1、單向閥

單向閥的作用是使油液只能沿一個方向流動，因此亦稱逆止閥。

2、換向閥

換向閥的作用通過閥心的運動，變換油流方向或截斷油路來對油流進行方向控制。

二、壓力閥

壓力閥用來控制液壓系統中的壓力，以實現恒壓、限壓、減壓或穩壓，或利用系統中壓力的變化來控制某些液壓元件的動作，壓力閥是利用閥心所受的液壓作用力和彈簧力的平衡關系來進行工作的。

壓力閥按用途可分溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。

第九章

液壓基本回路及液壓系統

第一節

液壓基本回路

一、方向控制回路

在液壓系統中，起控制執行元件的起動、停止（包括鎖緊）及換向作用的回路，稱為方向控制回路。

1、換向回路

運動部件的換向，一般可采用各種換向閥來實現。

2、閉鎖回路

為了使執行元件在任意位置上停止后漂移或竄動，可采用閉鎖回路。

第十章

氣壓傳動

氣壓傳動系統是以壓縮空氣不工作介質實現動力傳遞和工程控制的系統，與機械、電氣、液壓傳動相比，由于氣壓傳動的工作介質的空氣，因此具有來源方便、不污染環境、節能、高效、動作迅速、維護簡單等優點，此外，氣動元件結構簡單、成本低、壽命長，使得氣壓傳動近年來發展迅速，在機械、輕工、航空、交通運輸等行業中得到廣泛應用。

第一節

氣壓傳動基本知識

一、氣壓傳動系統的組成

氣壓傳動系統由以下四部分組成。

1、氣源裝置。氣源裝置即壓縮空氣的發生裝置，其主體部分是空氣壓縮機（簡稱空壓機）。它將原動機（如電動機）供給的機械能轉換為空氣的壓力能并經凈化設備凈化，為各類氣動設備提供潔凈的壓縮空氣。

2、執行機構。執行機構是系統的能量輸出裝置，如氣缸和氣馬達，它們將氣體的壓力能轉換為機械能，并輸出到工作機構上去。

3、控制元件。控制元件是用來控制壓縮空氣的壓力、流量和流動方向，以便使執行機構完成運動規律的元件，如各種壓閥、流量閥、方向閥和邏輯元件等。

4、輔助元件。系統中除上述三類元件外，其余元件稱輔助元件，如過濾器、油霧器、消聲器、散熱器、傳感器、放大器及管件等。它們對保證系統可靠、穩定和持久地工作起著十分重要的作用。

第二節

氣壓傳動系統的元件及裝置

一、氣源裝置

1、空氣壓縮機

二、氣動執行元件

氣動執行元件中將壓縮空氣的壓力能轉化為機械能的能量轉換裝置，包括氣缸和氣馬達。氣缸用于實現直線往復運動，氣馬達用于實現旋轉運動。

三、氣動控制元件

氣動控制元件是指在氣動系統中，控制壓縮空氣的壓力、流量和方向等的各類控制閥。它包括壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥以及具有一定邏輯功能的氣動邏輯元件。

第五篇：- 機械基礎教案

機械基礎教案

一、教學目的與要求：

1.了解機器機構構件和零件等基本概念 2.了解本課程的內容性質和任務

1）了解工程力學的基本知識和相應簡單扼要的計算 2）了解機械機械工程材料的基礎知識； 3）了解常用的機構和機械傳動原理； 4）了解金屬零件的聯接和支承 5）了解液壓傳動的基本內容

二、教學方法與手段

方法：講授法、談話法、討論法、演示法、參觀法、調查法、練習法、實驗法、引導發現法、自學輔導法、案例教學法、情境教學法、實訓作業法等。

手段：常規或現代（多媒體投影、音像資料、各種教具、實物、案例素材文件等）。

三、教學重點、難點：

機器與機構、構件和零件概念，的區別和聯系

四、課時分配計劃：2課時布置作業：0-1，0-2 實施情況及課后教學效果分析

引

言

當人們拓展視野、深入到創造物質世界活動中時會發現，單純的數學、物理或化學，常常無法解決實際應用問題。不同的應用領域，需要將數、理、化知識適度綜合，高度概括，從而形成解決問題更為直接、更為有效的理論體系，這便產生了諸如機械工程、電氣工程、計算機工程、化學工程、建筑工程等門類眾多的應用工程科學。它們是創造人類社會多姿多彩物質世界的應用理論基礎。

一、本課程的研究對象

機械工程的研究對象是機械。

什么是機械?機械是機器與機構的總稱。1．機器

機器是用來變換或傳遞能量、物料和信息，能減輕或替代人類勞動的工具。

圖1一1所示的臺鉆是比較常見的典型機器。觀察其工作過程：電動機1轉動，驅動帶傳動，帶傳動又將運動和動力傳遞給變速箱2內的齒輪系，變速箱中的主軸與鉆頭3直接聯接，從而熔話動與動力傳涕給了鉆頭。最后完成對工件的切削加工。

圖O-2所示為牛頭刨床，它由電動機1通過帶傳動3和齒輪傳動裝置2實現減速，又通過暇動導桿機構9改變運動形式，使滑枕5帶動刨刀7作往復移動來實現刨削。

由上述兩例分析表明，機器通常由三大部分組成：原動裝置一傳動裝置一執行裝置。機械最常見的原動裝置是電動機。傳動裝置和執行裝置通常是由一些機構或傳動組成(如臺鉆的傳動裝置為帶傳動和變速箱，牛頭刨床的執行裝置為擺動導桿機構等)。2．機構

機構是具有確定相對運動的構件組合。圖0一3所示為實現滑枕運動的擺動導桿機構，它由若干構件(大齒輪6，滑塊1、3，導桿2，滑枕4)組合而成。從運動的角度看，構件是機器中運動的最小單元。3．機械零件

從制造的角度看，機器是由許多零件組成的。零件是不可拆的最小制造單元。

一個零件可能是一個構件(如圖O-3中的導桿)。但多數構件是由若干零件固定聯接而成的剛性組合。如圖。一4所示的齒輪構件，就是由軸、鍵和齒輪聯接而成。

4．運動副

構件與構件之間既保證相互接觸和制約，又保持確定的運動，這樣一種可動聯接稱為“運動副”。只允許被聯接的兩構件在同一平面或相互平行的平面內作相對運動的運動副稱為平面運動副。按照接觸特性，平面運動副可分為低副和高副。構件問的接觸形式為面接觸的運動副稱為低副。常見的平面低副有回轉副和移動副。圖0一5b所示為回轉副及其運動簡圖符號，回轉副有時也稱為鉸鏈(圖O一5c)；圖0一5a所示為移動副及其運動簡圖符號。構件間的接觸形式為點、線接觸的運動副稱為高副。如圖O-6所示，在凸輪機構和齒輪機 構中，構件1和構件2形成的運動副均為高副。

綜上所述，歸納要點如下：

1)構件與零件的區別在于：構件是機械運動的基本單元，零件是機械制造的基本單元；有時一個零件就是一個構件，但通常構件由多個零件剛性固接而成。2)機器與機構的區別在于：雖然機器和機構都具有確定的相對運動，且機器可以是一個機構或由若干構件與零件組成，但機器具有能代替或減輕人類勞動，完成功能轉換的特征，而機構則不具有此特征。

3)平面運動副可分為低副和高副：低副為面接觸；高副為點或線接觸。

二、本課程的主要內容

1．機械產生的步驟

實際應用的機械是怎樣產生的?它通常要經歷這樣一些步驟： 1)根據工作要求，用規定的機構運動簡圖符號勾畫出機器和機構的運動簡圖，并分析構件的運動速度和加速度等情況，通常稱之為機械的運動設計。

2)按類比法，確定所要設計零件的材料；對鐵碳合金材料，還要考慮其熱處理方式。這一步驟可稱之為機械的材料設計。

3)根據機器運動設計的簡圖，對各構件或零、部件進行受力分析，最終確定零件的受載情況，通常稱之為機械的工程力學分析。

4)根據零件的最大受載和零件可能產生的失效破壞形式，按設計準則確定零件的主要參數，這稱之為機械C零件)的強度設計。5)計算零件的全部幾何尺寸，按機械制圖標準規范和公差配合要求畫出零件工作圖，通常稱之為機械零件的結構設計。．

6)根據零件工作圖，進行加工制造的工藝設計。

7)用機床(或數控機床)對零件進行制造加工。8)裝配，試車。2．本課程的主要內容

1)工程力學基礎； 2)機械工程材料基礎；

3)常用機構與機械傳動；4)聯接與支承零部件； 5)液壓傳動。

思考題與習題

O-1 為什么機器中要用機構?機器與機構的根本區別是什么? 0-2辨別自行車、機械式手表、汽車、臺虎鉗等何為機器?何為機構?

第一篇 工程力學基礎

第一章靜力學概要

一、教學目標與要求

1．了解力的兩種效應和力的三要素

2．了解靜力學的基本力學規律，本書要求掌握靜力學的四個基本公理。3．了解受力圖的基本畫法 4．了解力矩和力偶的基本概念

二、學習重點和難點

1．學習重點 1）．了解力的兩種效應和力的三要素 2）．了解靜力學的基本力學規律，本書要求掌握靜力學的四個基本公理。2．學習難點 1）．了解受力圖的基本畫法 2）．了解力矩和力偶的基本概念

三、教學方法

講授法、演示法、案例分析法和相互討論法為主

四、講授課時 8課時

如圖1—1所示，在對工程實際對象(如汽車、船舶、機床、衛星等)進行力學分析時，首先要把它理想化，即合理抽象為力學模型，這樣才便于進行數學描述，得到數學模型。這一過程也簡稱為“建模”。然后進行計算，一般用計算機數值求解。隨后，對得出結果加以分析，特別要與實驗結果相比較，如誤差符合要求，則結束分析，如誤差大，往往要修改力學模型再分析。由此可見，力學模型直接決定計算結果的正確性，它是力學分析的基礎，十分重要。

靜力分析的常用模型為剛體。實際物體在受力作用時，其內部各質點間的相對距離總要發生一定的伸長或縮短，即變形。由于這種變形通常十分微小，在對某些問題的研究中可以忽略不計，因此引入“剛體”這一為分析方便而假設的力學模型。所以說，剛體是在力作用下不變形的物體。．

剛體靜力學是研究剛體在力系的作用下平衡規律的科學，簡稱為靜力學。

第一節靜力學基礎

一、靜力學基本概念 1．力

力是物體間的機械作用。這種作用有兩種效應：使物體產生運動狀態的變化和形狀變化，前者稱為運動效應，后者稱為變形效應。

物理學中學過，力有三要素：大小、方向、作用點，如圖1—1所示。因此可用有向線段OA表示，矢線始端O表示力的作用點，矢線方向表示力的方向，按一定比例尺所作線段OA的長度表示力的大小。計算時，力的單位采用我國的法定計量單位N；目前已不再使用的原工程單位制中，力的單位是kgf。N與kgf的換算關系是lkgf=9．807N 力對剛體只有運動效應(包括平動、轉動及其特例——平衡)。這樣，力的三要素可改述為大小、方向、作用線。這種作用在剛體上的力沿其作用線滑移的性質稱為力的可傳性，如圖1—2所示。如圖1—3a所示剛性環與圖1—3b所示柔性環均在二力作用下處于平衡，即F，=F。力F，沿作用線滑移前后，對剛性環的運動效應相同；但對柔性環的變形效應，則由呈橢圓形到僅有局部變形，二者差別很大。這說明力的可傳性只適用于剛體模型。

2．分布力與集中力在物理學中和工程簡化計算中，物體的受力一般認為力集中作用于一點，稱為集中力。實際上，任何物體間的作用力都分布在有限的面積上或體積內，應為分布力。集中力在實際中并不存在，它只是分布力的理想化模型。但由于分布力的分布規律比較復雜，因此計算時需簡化為集中力。

圖1—4a、b所示為靜置在路面上的車輪胎和水壩。輪胎是彈性的，其所受的力作用在以寬度為b表示的小面積內，當b同其它尺寸(如汽車輪距)相比較很小時，即可忽略不計，而用集中力FR代替，但在車輛動力學中，則要考慮彈性變形后的分布力，要用彈性力學來解決。水壩受到的靜水壓力分布在壩與水的接觸面上，為面分布力，作近似計算時，將壩體簡化為變截面梁的線分載荷，如圖1-4b中的虛線三角形所示，在分析壩體的平衡時，可用集中力的大小與作用位置代替分布力。3．理想約束

理想約束是對物體間接觸性質和連接方式的理想化處理。

物體的受力可分為兩類：約束力和主動力。約束施加于被約束物體的力稱為約束力或約束反力；除約束力以外的其它力稱為主動力或載荷，如物體的重力，結構承受的風力、水力，機械零件中的彈簧力、電磁力等。本課程中，主動力一般是給定的(實際工作中則往往需要自行確定)，對物體進行的受力分析只是分析約束力。

接觸面的物理性質分為絕對光滑(理想約束)和存在摩擦(一般為非理想約束)兩種。這里主要介紹理想約束。下面介紹幾種典型的約束模型。

(1)理想岡lI性約束這種約束也是剛體，它與被約束間為剛性接觸。常見的有： 1)光滑接觸面。當物體與固定約束(圖l一5a)或活動約束(圖1—5b)間的接觸面非常光 滑，其摩擦可忽略不計時，即可簡化為這類約束，其約束反力的方向為公法線挖的方向，稱為法向反力，記為FN。2)光滑圓柱鉸鏈。這種約束簡稱為柱鉸，包括固定柱鉸(圖1—6)和活動柱鉸(圖1—7)，實際是平面回轉副的兩種表現形式，常簡稱為固定鉸鏈和活動鉸鏈。這種光滑面約束，其約束體與被約束體的接觸點在兩維空間內是未知的，因此其約束反力可用一對正交力F。、F，表示．

(2)理想柔性約束 如圖1—8所示，柔性線繩受物體外力(如重力)作用，此時線繩約束力與外力方向相反，并一定沿著線繩方向。當忽略摩擦時，這種約束稱為理想柔性約束。工程中常遇到的鋼索、鏈條、傳動帶等物體均可近似認之為柔性約束。

二、靜力學公理

靜力學公理是人類經過長期經驗積累和實踐驗證總結出來的最基本的力學規律。它概括了力的一些基本性質。下面簡要介紹四個公理。1．兩力平衡公理

剛體受兩個力作用，處于平衡狀態的充分和必要條件是：兩力大小相等、方向相反，且作用在同一直線上(圖1—9a)，即 F1一F2 這個公理總結了作用于剛體上最簡單的力系(兩個力以上的一組力)平衡所必須滿足的條件。這個條件對剛體來說，既必要又充分。但對非剛體來說，這個條件是不充分的。例如對柔性約束，受兩個等值、反向的拉力作用時可以平衡，而受兩個等值、反向的壓力作用時就不能平衡。若剛體受兩個力作用處于平衡狀態，則這兩個力的方向必在兩力作用點的連線上，此剛體稱為二力體，如果剛體是桿件，也稱二力桿(圖1—9b)。． 2．加減平衡力系公理

在任意一個已知力系上，可隨意加上或減去一平衡力系，這不會改變原力系對 物體的作用效應。

這一公理對研究力系簡化問題十分重要。實際上，前述力的可傳性是這一公理的推理。如圖1—10所示，圖a為原力系，圖b在原力系上加了一個F。一Fz的平衡力系，設F=F。，顯然F與Fz也構成一平衡力系，可以減去，于是變為圖c情況，力在剛體上成功地實現了滑移。

3．平行四邊形公理

作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為一個力，其作用線通過該點，合力的大小和方向由以已知兩力為邊的平行四邊形的對角線表示，這稱為力的平行四邊形公理或稱平行四邊形法則。如圖1—11所示，作用在物體O點上的兩已知力F，、Fz的合力為F，力的合成法則可寫成矢量式

4．作用力與反作用力公理

即牛頓第三定律。兩個物體之間的作用力和反作用力，總是大小相等、方向相反、作用線相同，但分別作用在兩個物體上。例如車刀在工件上切削，車刀作用在工件上的切削力為F。，與此同時，工件必有一反作用力F；作用在車刀上，如圖1—12所示，此兩個力F。F總是等值、反向、共線的。必須注意，由于作用力與反作用力作用在兩個物體上，因此不能說成是一對半衡力。

三、受力圖

在求解力學問題時，必須根據已知條件和待求量，從與問題有關的許多物體中，選擇確了定一物體(或幾個物體的組合)作為研究對象，對它進行受力分析。為了清楚地表示所研究物體的．受力情況，需將研究對象從周圍的物體中分離出來(即解除約束)，單獨畫出。這種被分離出來的物體稱為分離體。畫有分離體及其全部主動力和約束反力的簡圖稱為受力圖。下面舉例說明受力圖的畫法。

例1-1用力拉動碾子以壓平路面，碾子受到一障礙物的阻礙，如圖1—13a所示，如不計接觸處的摩擦，試畫出碾子的受力圖。

解1)取碾子為研究對象，并畫出分離體圖。2)畫出主動力。有重力以和桿對碾子的拉力F。3)畫出約束反力。

碾子的受力圖如圖1—13b所示。

例1-2水平梁AB的A端為固定鉸鏈支座，B端為可動鉸鏈支座，梁中點C受主動力F。作用，如圖1—14所示。不計梁的自重，試畫出梁的受力圖。解1)取梁為研究對象，并畫出分離體圖。2)畫出主動力Fp。3)畫出約束反力。

例1—3 圖1-15a所示為一壓榨機機構的簡圖，ABC為杠桿，CD為連桿，D為滑塊。在杠桿的端部加一力Fp，不計各構件的自重和接觸處的摩擦，試分別畫出杠桿、連桿和滑塊的受力圖。

解 1)取連桿CD為研究對象。2)取杠桿ABC為研究對象。

3)取滑塊D為研究對象。

連桿CD、杠桿ABC、滑塊D的受力圖如圖1—15b所示。

例1-4如圖1—16所示為油壓夾具。液壓缸中的油壓力F。通過活塞桿AD、連桿AB使杠桿BOC壓緊工件。其中A和B為鉸接，0處為固定鉸鏈支承，C和E處為光滑接觸。不計各構件白重，試分別畫出活塞桿AD、連桿AB、滾輪R(連同銷釘A)、杠桿BOC以及它們組成的物系的受力圖。

解 1)取活塞桿AD為研究對象。2)取連桿為研究對象。

． 3)取滾輪R(連同銷釘A)為研究對象。

4)取杠桿BOC為研究對象。

5)取活塞桿、連桿、滾輪和杠桿組成的物系為研究對象。如圖1—16f所示。

第二節平面匯交力系

靜力學研究的主要問題是力系的合成與平衡。

根據由簡到繁、由特殊到一般的認識規律，我們先從比較簡單的平面匯交力系開始研究。

平面匯交力系是各力的作用線都在同一平面內，且匯交于同一點的力系。如圖1—17所示的起重機的吊鉤，即受一平面匯交力的作用。

研究平面匯交力系的合成與平衡將采用兩種方法：幾何法和解析法。

一、平面匯交力系合成的幾何法

根據力的可傳性原理，作用于剛體上的平面匯交力系中的各點可以分別沿它們的作用線移到匯交點上，并不影響其對剛體的作用效果，所以平面匯交力系與作用于同一點的平面力系(平面共點力系)對剛體的作用效果桂同。因此這里只需研究共點力系力合成的幾何法則。1．兩個共點力合成的力三角形法則

這一法則實際上是力的平行四邊形法則的另一種表達方式。設有F。和F。兩力作用于某剛體的A點，則其合力可用平行四邊形法則確定，如圖1—18a所示。此法稱為求兩個共點力合力的三角形法則其矢量式為 F=F1+F2 2．多個共點力合成的多邊形法則 如圖1-19a所示，由圖1—19b可以看出，虛線矢量可不必畫出，只要將力系各力首尾相接形成一個開口的多邊形ABCDE，最后將其封閉，由最先畫出的F，的始端A指向最后畫出的Fa以受力圖中不必畫出內力，只需畫出物系以外的物體對物系的作用力即可，這種力稱為外力。合力F的大小和方向。此法稱為多邊形法則，其矢量表達式為 F=F1+F2+F3+F4 上述方法可推廣到平面匯交力系有咒個力的情況，于是可得結論：平面匯交力系合成的結果是一個合力，合力作用線通過力系匯交點，合力大小由多邊形的封閉邊表示，即等于力系各力的矢量和。其矢量表達式為，二、平面匯交力系平衡的幾何條件

我們已經知道，平面匯交力系可以合成為一個合力，即平面匯交力系可用其合力來代替。因此若合力F等于零，則說明物體處于平衡；反之，若物體處于平衡，則其合力F一定等于零。可見平面匯交力系平衡的充分與必要條件是力系的合力等于零，即

在力系合成的幾何法中，平面匯交力系的合力是由力多邊形的封閉邊表示的，當力系平衡時，合力封閉邊變為一點，即力系中各力首尾相接構成一個自行封閉的力多邊形，如圖1—20所示。因此可得平衡力系平衡的充分與必要的幾何條件是：力系中各力構成的力多邊形自行封閉。．

用力多邊形封閉的條件求解平面匯交力系平衡問題的方法稱為幾何法。這種方法常用于求解三力匯交的平衡問題，這時三力構成一個自行封閉的力三角形。

例l一5如圖1—21a所示，例1-6如圖1-22a所示，