第一篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)螺紋傳動(dòng)教案6

模塊二 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

復(fù)習(xí)導(dǎo)入： 新課：

一、軸的各部分名稱

1.軸頸 與軸承配合的軸段。軸頸的直徑應(yīng)符合軸承的內(nèi)徑系列 2.軸頭 支撐傳動(dòng)零件的軸段。軸頭的直徑必須與相配合零件的輪轂內(nèi)徑一致，并符合軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列。

3.軸身 連接軸頸和軸頭的軸段。

4.軸肩和軸環(huán) 階梯軸上截面變化之處。

二、零件在軸上的固定

在考慮軸的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足三個(gè)方面的要求，即：安裝在軸上的零件，要牢固而可靠地相對(duì)固定；軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和盡量減少應(yīng)力集中：軸上的零件要便于安裝和拆卸。

1.軸上零件的軸向定位與固定

這種固定的作用和目的是為了保證零件在軸上有確定的軸向位置。防止零件作軸向移動(dòng)，并能承受翰向力。一般采用的方法是，利用軸肩、軸環(huán)、軸套、圓螺母和軸端擋圈也稱為壓板等零件，作為軸上零件的軸向固定用。

①軸肩或軸環(huán)固定

這是一種常用的軸向固定方法，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠和能夠承受較大軸向力等優(yōu)點(diǎn)。

②用軸端擋圈、軸套和圓螺母等固定

軸端擋圈只適用于軸端零件的固定，而且是受軸向力不大的部位。但它可以承受振動(dòng)和沖擊載荷

為了防止軸端擋圈和螺釘?shù)乃蓜?dòng)，應(yīng)采用帶有鎖緊裝置的固定形式，對(duì)于無軸肩的，可采用錐形軸端和軸端擋圈聯(lián)合使用來固定零件。

圓螺母固定零件：一般在無法采用軸套，或嫌軸套太長(zhǎng)而選用的，這種方法通常用在軸的中部或端部。用圓螺母的優(yōu)點(diǎn)是裝拆方便，固定可靠，能承受較大的軸向力。缺點(diǎn)是要在軸上切制螺紋，而且螺紋的大徑要比套裝零件的孔徑小，所以一般都切制細(xì)牙螺紋。為了防止圓螺母的松脫，常采用雙螺母或加止退墊圈來防松。

軸套(也稱套筒)用來作為軸向固定零件，一般用在兩個(gè)零件的間距較小的場(chǎng)合，主要是依靠位置己定的零件來固定。利用軸套定位，可以減少軸的直徑的變化，在軸上也不需要開槽、鉆孔或切制螺紋等，所以可使軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，避免削弱軸的強(qiáng)度。

③其它一些軸向固定形式

對(duì)受軸向力不大的或是為了防止零件偶然沿軸向竄動(dòng)的場(chǎng)合，可用圓錐銷固定、緊定螺釘固定和彈性擋圈固定等形式。

2.軸上零件的周向固定 這種固定的作用和目的，是為了保證零件傳遞扭矩和防止零件與軸產(chǎn)生相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用時(shí)，大多數(shù)是采用鍵或過盈配合等固定形式。

①用鍵作周向固定

采用鍵聯(lián)接作為軸上零件的周向固定應(yīng)用最廣，平鍵、半圓鍵、楔鍵和花鍵等都有應(yīng)用。

用平鍵作周向固定，制造簡(jiǎn)單、裝拆方便和對(duì)中性好，可用于較高精度、較高轉(zhuǎn)速及受沖擊或變載荷作用下的固定聯(lián)接。應(yīng)用平鍵聯(lián)接時(shí)，為了加工方便，對(duì)于在同一軸上軸徑相差不大軸段的鍵槽，應(yīng)盡可能采用同一規(guī)格的鍵槽尺寸，并且要安排在同一加工直線上。

②用過盈配合作周向固定

用過盈配合作周向固定常用于軸與輪轂之間的聯(lián)接，與孔之間產(chǎn)生壓力，工作時(shí)依靠此壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞扭矩這種聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)軸的削弱少，對(duì)中性好，但配合面的加工精度要求也較高。過盈配合的裝配，如過盈量不大，一般可用壓入法；當(dāng)過盈量較大時(shí)，常用溫差法裝配。為了裝配方便，軸與孔的接口處的倒角尺寸，均有一定的要求。

模塊三 軸的材料及其選擇

軸的材料選用原則，要根據(jù)使用條件來選擇，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，疲勞強(qiáng)度，剛度和耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小。

軸的材料一般多用中碳鋼，如35，45，50等優(yōu)質(zhì)中碳鋼，其中以45鋼應(yīng)用最廣，因?yàn)檫@類鋼材價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較好，采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒?調(diào)質(zhì)、正火、淬火)可以改善和提高機(jī)械性能，而且還有良好的切削性能。

軸的材料有時(shí)用合金鋼，如20Cr、40Cr等，用這類材料制成軸，具有承受載荷較大，強(qiáng)度較高，重量較輕及耐磨性較好等特點(diǎn)。

軸的材料還可以用球墨鑄鐵，它以吸振性、耐磨性和切削加工性能都很好，對(duì)應(yīng)力集中不敏感，強(qiáng)度也能滿足要求，可代替鋼制造外形復(fù)雜的曲軸和凸輪軸，但鑄件的品質(zhì)不易控制，可靠性較差。

第二篇：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》試題庫(kù)_V帶傳動(dòng)

第13章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

習(xí)題與參考答案

一、判斷題：

1．限制帶輪最小直徑的目的是限制帶的彎曲應(yīng)力。

A．正確 B.錯(cuò)誤

2．同規(guī)格的窄V帶的截面寬度小于普通V帶。

A．正確 B.錯(cuò)誤

3．帶傳動(dòng)接近水平布臵時(shí)，應(yīng)將松邊放在下邊。

A．正確 B.錯(cuò)誤

4．若設(shè)計(jì)合理，帶傳動(dòng)的打滑是可以避免的，但彈性滑動(dòng)卻無法避免。

A．正確 B.錯(cuò)誤

5．在相同的預(yù)緊力作用下，V帶的傳動(dòng)能力高于平帶的傳動(dòng)能力。

A．正確 B.錯(cuò)誤

6．帶傳動(dòng)中，實(shí)際有效拉力的數(shù)值取決于預(yù)緊力、包角和摩擦系數(shù)。

A．正確 B.錯(cuò)誤

7．帶傳動(dòng)的最大有效拉力與預(yù)緊力、包角和摩擦系數(shù)成正比。

A．正確 B.錯(cuò)誤

8．適當(dāng)增加帶長(zhǎng)，可以延長(zhǎng)帶的使用壽命。

A．正確 B.錯(cuò)誤

9．在鏈傳動(dòng)中，如果鏈條中有過渡鏈節(jié)，則極限拉伸載荷將降低。A．正確

B.錯(cuò)誤

10．鏈輪齒數(shù)越少，越容易發(fā)生跳齒和脫鏈。A．正確

B.錯(cuò)誤

11．在鏈傳動(dòng)中，鏈條的磨損伸長(zhǎng)量不應(yīng)超過1%。A．正確

B.錯(cuò)誤

12．為了使各排鏈?zhǔn)芰鶆颍虼随湹呐艛?shù)不宜過多。A．正確 B.錯(cuò)誤

13．齒形鏈上設(shè)有導(dǎo)扳，內(nèi)導(dǎo)板齒形鏈的導(dǎo)向性好。

二、選擇題：

1．選取V帶型號(hào)，主要取決于（）。

A.帶傳動(dòng)的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速 B.帶的線速度 C.帶的緊邊拉力

2．設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，考慮工作情況系數(shù)KA的目的是（）。A.傳動(dòng)帶受到交變應(yīng)力的作用 B.多根帶同時(shí)工作時(shí)的受力不均 C.工作負(fù)荷的波動(dòng)

3．V帶的楔角為40°，為使帶繞在帶輪上能與輪槽側(cè)面貼合更好，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使輪槽楔角（）。

A.小于40° B.等于40° C.大于 40°

4．在下列傳動(dòng)中，平均傳動(dòng)比和瞬時(shí)傳動(dòng)比均不穩(wěn)定的是（）。A．帶傳動(dòng) B.鏈傳動(dòng) C.齒輪傳動(dòng)

5．用張緊輪張緊V帶，最理想的是在靠近（）張緊。A.小帶輪松邊由外向內(nèi) B.小帶輪松邊由內(nèi)向外 C.大帶輪松邊由內(nèi)向外

6．帶在工作時(shí)受到交變應(yīng)力的作用，最大應(yīng)力發(fā)生在（）。A.帶進(jìn)入小帶輪處 B.帶離開小帶輪處 C.帶進(jìn)入大帶輪處

7．某帶傳動(dòng)中主動(dòng)輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為70 N〃m。已知主動(dòng)掄的直徑為200mm，初拉A．正確

B.錯(cuò)誤

力為800N，則緊邊拉力為（）。A.950 B.1150 C.1500

8．傳動(dòng)帶在工作時(shí)，要受到離心應(yīng)力的作用，離心應(yīng)力通常是（）。A.出現(xiàn)于繞在帶輪上的帶體 B.均勻地分布在整根帶各處 C.不均勻的分布在整根帶各處

9、帶傳動(dòng)不能保證精確的傳動(dòng)比，其原因（）。A、帶容易變形和磨損 B、帶在帶輪上打滑

C帶的彈性滑動(dòng) D、帶的材料不遵守胡克定律

10、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為（）。A 保證帶傳動(dòng)時(shí)，帶不被拉斷

B保證帶傳動(dòng)在不打滑的條件下，帶不磨損

C保證帶在不打滑的條件下，具有足夠的疲勞強(qiáng)度

11、普通V帶輪的槽楔角隨帶輪直徑的減少而（）。A、增大 B、減少 C、不變

12、V帶輪槽楔角φ與V帶楔角θ之間的關(guān)系（）。A、φ＝θ B、φ>θ C、φ<θ

13、設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)V帶根數(shù)過多，最有效的解決方法是（）。A、增大傳動(dòng)比 B、加大傳動(dòng)中心距 C、選用更達(dá)截面型號(hào)的V帶

14、帶傳動(dòng)中緊邊拉力為F1。松邊拉力為F2。則其傳遞的有效圓周力為（）。A、F1+F2 B、(F1-F2)/2 C、(F1+F2)/2 D、F1-F2

15、要求單根V帶所傳遞的功率不超過該單根V帶允許的功率P0，這樣，帶傳動(dòng)就不會(huì)發(fā)生（）失效。A、彈性滑動(dòng) B、疲勞斷裂

C、打滑和疲勞斷裂 D、打滑 E、彈性滑動(dòng)和疲勞斷裂

16、在普通V帶傳動(dòng)中，從動(dòng)輪的圓周速度低于主動(dòng)輪，則v2

17、設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，如小帶輪包角過小（<1200），最有效的解決方法是（）。A、增大中心距 B、減少中心距 C、減小帶輪直徑

18、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比與小帶輪的直徑一定時(shí)，若增大中心距，則小帶輪上的包角（）。

A、減少 B、增大 C、不變

19、帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)是由于（）。A、包角太小 B、初拉力F0太小

C、緊邊拉力與松邊拉力不等 D、傳動(dòng)過載 20．鏈傳動(dòng)人工潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑油應(yīng)加在（）。A.緊邊上 B.鏈條和鏈輪嚙合處

C.松邊內(nèi)、外鏈板間隙處

21．當(dāng)鏈傳動(dòng)的速度較高且傳遞的載荷也較大時(shí)，應(yīng)選取（）。A．大節(jié)距的單排鏈 B.小節(jié)距的單排鏈 C.兩者均可

22．滾子鏈傳動(dòng)時(shí)，滾子的作用是（）。A.緩和沖擊 B.減小套筒與輪齒間的磨損 C.提高鏈的極限拉伸載荷

23．鏈條磨損會(huì)導(dǎo)致的結(jié)果是（）。A.銷軸破壞 B.鏈板破壞 C.套筒破壞 D.影響鏈與鏈輪的嚙合

24．鏈傳動(dòng)大鏈輪齒數(shù)不宜過多的原因是（）。

A.為減小速度波動(dòng) B.避免傳動(dòng)比過大 C.避免磨損時(shí)過早脫鏈

25、鏈傳動(dòng)人工潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑油應(yīng)加在（）

A、緊邊上 B、鏈條和鏈輪嚙合處 C、松邊上

26、鏈傳動(dòng)中，p表示鏈條的節(jié)距，z表示鏈輪的齒數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，要減輕鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷，應(yīng)（）。

A、增大p和z B、增大p，減小z C、減小p和z D、增大z，減小p

27、鏈傳動(dòng)中，一般鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)為奇數(shù)，最好互為質(zhì)數(shù)，其原因是（）。

A、磨損均勻 B、抗沖擊能力大 C、減少磨損與膠合 D、瞬時(shí)傳動(dòng)比為定值

28、當(dāng)鏈傳動(dòng)的速度較高且傳遞的載荷也較大時(shí)，應(yīng)選取（）。

A、大節(jié)距的單排鏈 B、小節(jié)距的多排鏈 C、兩者均可

29、鏈傳動(dòng)中，限制鏈輪最小齒數(shù)的目的是為了（）。

A、減少傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和載荷 B、防止鏈節(jié)磨損后脫鏈

C、使小鏈輪輪齒受力均勻 D、防止?jié)櫥涣紩r(shí)加速磨損 30、鏈傳動(dòng)中作用在壓軸上的壓力要比帶傳動(dòng)小，這主要是由于（）。A 這種傳動(dòng)只用來傳遞小功率 B、鏈的質(zhì)量大，離心力也大 C、嚙合傳動(dòng)不需很大的初拉力 D、在傳遞相同功率時(shí)圓周力小

31、滾子鏈傳動(dòng)中，滾子的作用是()。

A、緩和沖擊 B、減少套筒與輪齒間的磨損 C、提高鏈的極限拉伸載荷 D、保證鏈條與輪齒間的良好嚙合

32、鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常采用偶數(shù)，這是為了使鏈傳動(dòng)（）。A、工作平穩(wěn) B、鏈條與鏈輪輪齒磨損均勻 C、提高傳動(dòng)效率 D、避免采用過渡鏈節(jié)

33、鏈條磨損會(huì)導(dǎo)致的結(jié)果是（）。

A、銷軸破壞 B、鏈條與鏈輪輪齒磨損均勻

C、套筒破壞 D、影響鏈與鏈輪的嚙合，導(dǎo)致脫鏈。

34、鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比等于常數(shù)的充要條件是（）。

A、大齒輪齒數(shù)Z2是小齒輪齒數(shù)Z1的整數(shù)倍 B、Z2=Z1 C、Z2=Z1，中心距是節(jié)距p的整數(shù)倍 D、Z2=Z1，a=40p

35、鏈傳動(dòng)大鏈輪齒數(shù)不宜過多的原因是（）。

A、為了減少速度波動(dòng) B、避免傳動(dòng)比過大 C、避免磨損時(shí)過早脫鏈

36、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)滾子鏈傳動(dòng)的許用功率曲線，必須根據(jù)（）來選擇鏈條的型號(hào)和潤(rùn)滑的方法。

A、鏈條的圓周力和傳遞功率 B、小鏈輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率 C、鏈條的圓周力和計(jì)算功率 D、鏈條的速度和計(jì)算功率

37、鏈傳動(dòng)張緊的目的是（）。

A、使鏈條產(chǎn)生初拉力，以使鏈傳動(dòng)能傳遞運(yùn)動(dòng)和功率

B、使鏈條與輪齒之間齒數(shù)摩擦力，以使鏈傳動(dòng)能傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和功率 C、避免鏈條垂度過大時(shí)齒數(shù)嚙合不良 D、避免打滑

38、鏈傳動(dòng)中心距過小的缺點(diǎn)是（）。

A、鏈條工作時(shí)易顫動(dòng)，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn) B、鏈條運(yùn)動(dòng)不均勻性和沖擊作用增強(qiáng) C、小鏈輪上的包角小，鏈條磨損快 D、鏈條鉸鏈易發(fā)生膠合三、填空題

1、帶傳動(dòng)中，傳動(dòng)帶所受的三種應(yīng)力是（）應(yīng)力，（）應(yīng)力和（）應(yīng)力。最大應(yīng)力等于（），它發(fā)生在（）處，若帶的許用應(yīng)力小于它，將導(dǎo)致帶的（）失效。

2、帶傳動(dòng)中，打滑是指（），多發(fā)生在（）輪上。即將打滑時(shí)緊邊拉力F1與松邊拉力F2的關(guān)系為（）。

3、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過大，若傳動(dòng)比過大，將使（），從而使帶的有效拉力值減小。

4、控制適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力是保證帶傳動(dòng)正常工作的重要條件，預(yù)緊力不足，則（）；預(yù)緊力過大則（）。

四、簡(jiǎn)答題

1.帶傳動(dòng)是如何工作的？有哪幾種類型？帶傳動(dòng)為什么要定期張緊？有哪些張緊方法？帶傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

2.帶傳動(dòng)的緊邊與松邊有何關(guān)系？

3.平皮帶與V形帶在條件相同時(shí)？哪個(gè)傳遞動(dòng)力大？為什么？

4.最大應(yīng)力包括哪幾部分？出現(xiàn)在何處？

5、何謂帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)？帶繞過主動(dòng)輪時(shí)，帶速是落后還是超前輪速？ 計(jì)算 帶許用功率時(shí)，為什么要對(duì)基本額定功率進(jìn)行修正？

7.對(duì)小帶輪的包角有何限制？可采取哪些措施可增大包角？

8.鏈傳動(dòng)有哪些特點(diǎn)？傳動(dòng)范圍如何？鏈傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

9.鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)是什么？為什么鏈條的節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)？而鏈輪齒數(shù)最好取奇數(shù)？

10.鏈傳動(dòng)的布臵原則如何？

參考答案

一、判斷題：

1、A

2、B

3、B

4、A

5、A

6、B

7、A

8、A

9、A

10、B

11、B

12、A

13、A

二、選擇題

1、A

2、C

3、A

4、A

5、C

6、A

7、B

8、B

9、C

10、C

11、B

12、C

13、C

14、D

15、C

16、A

17、A

18、B

19、C 20、C

21、B

22、B

23、D

24、C

25、C

26、D

27、A

28、B

29、A 30、C

31、B

32、D

33、D

34、C

35、C

36、B

37、C

38、C

三、填空題

1、拉應(yīng)力；離心拉應(yīng)力；彎曲應(yīng)力；σ1+σc+σb；帶的緊邊開始繞上小帶輪；疲勞

fa

2、帶預(yù)帶輪之間發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)；小；F1/F2=e3、小帶輪包角過小

4、運(yùn)動(dòng)是易跳動(dòng)和打滑；帶的磨損加劇、軸受力大。

四、簡(jiǎn)答題：

1.帶傳動(dòng)是如何工作的？有哪幾種類型？帶傳動(dòng)為什么要定期張緊？有哪些張緊方法？帶傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

答：帶以一定的預(yù)緊力緊套在兩個(gè)帶輪上，由于預(yù)緊力的作用，帶和帶輪的接觸面上就產(chǎn)生了正壓力。主動(dòng)輪和帶產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)使帶運(yùn)動(dòng)，帶和從動(dòng)輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦力，帶作用在從動(dòng)輪上的摩擦力帶動(dòng)從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)。

在帶傳動(dòng)中，常用的有平帶傳動(dòng)，V 帶傳動(dòng)，多嘁?guī)鲃?dòng)和同步帶傳動(dòng)等。各種材質(zhì)的 帶都不是完全的彈性體，在變應(yīng)力的作用下，經(jīng)過一定的時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，就會(huì)由于彈性變形而松弛，使傳動(dòng)能力降低。為了保證帶傳動(dòng)的能力，應(yīng)定期檢查，如果發(fā)現(xiàn)不足時(shí)，必須張緊，才能正常工作。

帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià) 低廉，以及緩沖共振，還可以對(duì)電機(jī)過載保護(hù)。

缺點(diǎn)：帶易磨損，壽命短，產(chǎn)生彈性打滑，不能保證精確的傳動(dòng)比。

2.帶傳動(dòng)的緊邊與松邊有何關(guān)系？

答：緊邊拉力和松邊拉力二者的臨界值的關(guān)系為：F1=F2*e^(f*α)3.平皮帶與V形帶在條件相同時(shí)？哪個(gè)傳遞動(dòng)力大？為什么？ 答：V帶大，當(dāng)量摩擦系數(shù)大。

4.最大應(yīng)力包括哪幾部分？出現(xiàn)在何處？

答：最大應(yīng)力包括拉應(yīng)力，彎曲應(yīng)力，離心應(yīng)力。帶中可能產(chǎn)生的瞬時(shí)最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊開始繞上小帶論處。

5、何謂帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)？帶繞過主動(dòng)輪時(shí)，帶速是落后還是超前輪速？ 答：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動(dòng)，稱為帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)，彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)的固有現(xiàn)象。落后。計(jì)算 帶許用功率時(shí)，為什么要對(duì)基本額定功率進(jìn)行修正？

答：考慮到傳動(dòng)比不等于1時(shí)，帶在大帶輪的彎曲應(yīng)力較小，固在壽命相同條件下，可增大傳遞的功率。

7.對(duì)小帶輪的包角有何限制？可采取哪些措施可增大包角？

答：帶輪的包角一般大于等于 120度，至少大于90度。要增大包角有兩種方法：1）增大中心距2）在帶的松邊外側(cè)加張緊輪。

8.鏈傳動(dòng)有哪些特點(diǎn)？傳動(dòng)范圍如何？鏈傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

答：鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)：鏈傳動(dòng)是屬于帶有中間繞性件的嚙合傳動(dòng)。與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，；又因鏈條不需要象帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較小；在同樣使用條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫及速度較低的情況下工作。與齒輪傳動(dòng)相比，連傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低。成本低廉；在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便的多。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：在兩根平行軸間只能用于同向回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的傳動(dòng)比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有躁聲；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用。

9.鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)是什么？為什么鏈條的節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)？而鏈輪齒數(shù)最好取奇數(shù)？

答：節(jié)距，鏈輪齒數(shù)，轉(zhuǎn)速，滾子外徑，內(nèi)鏈節(jié)，內(nèi)寬，排距

當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，接頭處可用開口銷或彈簧卡片來固定，一般前者用于大節(jié)距，后者用于小節(jié)距；當(dāng)節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，需采用過度連節(jié)。過度連節(jié)要受到附加彎矩的作用，所以在一般情況下最好不用奇數(shù)節(jié)。

10.鏈傳動(dòng)的布臵原則如何？

答：鏈傳動(dòng)一般應(yīng)布臵在鉛垂平面內(nèi)。如確有需要，則應(yīng)考慮加托板或張緊輪等裝臵，并且設(shè)計(jì)較緊的中心距。

第三篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱(6)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱

課程編碼： 學(xué)分：3

總學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí) 適用專業(yè)：非機(jī)械類

一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

本課程是一門介紹常用機(jī)構(gòu)和通用零件的基本知識(shí)和基本方法的技術(shù)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)和機(jī)械零部件方面的基本知識(shí)、基本理論和設(shè)計(jì)方法，使其在設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)技能方面得到基本訓(xùn)練。

二、先修課程

畫法幾何及機(jī)械制圖、材料力學(xué)、理論力學(xué)、工程材料和金工實(shí)習(xí)等。

三、教學(xué)基本要求

了解：課程的研究對(duì)象、內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)，機(jī)械零件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求與方法，螺紋聯(lián)接的類型和應(yīng)用，常用機(jī)構(gòu)的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，通用零件的材料、構(gòu)造、主要類型和特性、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和選用方法。

掌握：機(jī)械的組成和特性和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般原則，掌握平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算，簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法，常用機(jī)構(gòu)的受力分析、強(qiáng)度計(jì)算及參數(shù)選擇，掌握周期性速度波動(dòng)和非周期性速度波動(dòng)的原因及調(diào)節(jié)方法，通用零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算。

理解：機(jī)械專有名詞的概念。

四、教學(xué)內(nèi)容

（一）緒論

1學(xué)時(shí)

1.本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容 2.本課程在教學(xué)計(jì)劃中的地位 3.機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和過程

（二）平面連桿機(jī)構(gòu) 4學(xué)時(shí)

1.平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和自由度 2.平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型

3.平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

（三）凸輪機(jī)構(gòu)

4學(xué)時(shí)

1.凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 2.從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

3.按給定從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪制凸輪輪廓

（四）間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

2學(xué)時(shí)

1.槽輪機(jī)構(gòu) 2.棘輪機(jī)構(gòu)

3.不完全齒輪機(jī)構(gòu) 4.凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

（五）機(jī)械的調(diào)速和平衡

2學(xué)時(shí)

1.機(jī)械速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 2.機(jī)械的平衡

（六）機(jī)械零件設(shè)計(jì)和計(jì)算概論

2學(xué)時(shí) 1.機(jī)械零件的工作能力準(zhǔn)則 2.機(jī)械制造中常用材料及其選擇 3.許用應(yīng)力和安全系數(shù)

4.機(jī)械零件的工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化

（七）聯(lián)接 6學(xué)時(shí)

1.螺紋聯(lián)接 2.鍵聯(lián)接 3.鉚接 4.焊接

（八）帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 6學(xué)時(shí)

1.帶傳動(dòng)的特點(diǎn) 2.帶傳動(dòng)的主要形式 3.帶傳動(dòng)的受力分析 4.帶的耐久性

5.帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及傳動(dòng)比 6.普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

7.張緊力、張緊裝置和帶傳動(dòng)的維護(hù) 8.鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)

9.鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇 10.鏈傳動(dòng)的使用維護(hù)

（九）齒輪傳動(dòng) 71.齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用和分類 2.齒廓嚙合的基本定律 3.漸開線及漸開線齒輪

4.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的各部分名稱及其基本尺寸 5.一對(duì)漸開線齒輪的嚙合 6.輪齒切削加工方法的原理

7.根切、最少齒數(shù)及變位齒輪的概念 8.齒輪的材料

9.輪齒的實(shí)效形式及計(jì)算準(zhǔn)則

10.直齒圓柱齒輪輪齒表面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算11.直齒圓柱齒輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 12.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

13.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 14.錐齒輪傳動(dòng)

15.錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 16.齒輪的構(gòu)造

（十）蝸桿傳動(dòng)

1.概述

2.圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算 3.蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及效率 4.蝸桿、蝸輪的材料及結(jié)構(gòu) 5.蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 6.蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算

（十一）輪系、減速器和無級(jí)變速傳動(dòng) 41.定軸輪系

學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

學(xué)時(shí)

2.行星輪系的傳動(dòng)比 3.少齒差行星齒輪傳動(dòng) 4.減速器

5.各種機(jī)械傳動(dòng)的比較

（十二）軸

2學(xué)時(shí)

1.概述

2.軸的結(jié)構(gòu)和材料 3.軸的計(jì)算

（十三）軸承 6學(xué)時(shí)

1.概述

2.滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu) 3.滑動(dòng)軸承的材料 4.潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置

5.非全液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算 6.滾動(dòng)軸承的機(jī)構(gòu) 7.滾動(dòng)軸承的代號(hào)

8.滾動(dòng)軸承的主要類型及其選擇 9.滾動(dòng)軸承的失效形式及選擇計(jì)算 10.滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)

11.滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承的比較

（十四）聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器

五、教學(xué)參考書

[1] 盧玉明.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).第六版.北京：高等教育出版社，1998 [2] 楊可楨.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).第四版.北京：高等教育出版社，1999 [3] 孫桓.機(jī)械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2000 [4] 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2000

自學(xué)

第四篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教案

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教案

專業(yè) 環(huán)境工程

年級(jí) 2004 級(jí)

課程性質(zhì) 選 修

主講教師 薛 勇

第一章．

1．章節(jié)名稱：§1．緒論 1.1機(jī)器的組成及其特征；1.2機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求及程序

2．教學(xué)序次：第一講

3．教學(xué)內(nèi)容：機(jī)器的組成及其特征；機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求及程序。4．教學(xué)目標(biāo)：熟悉機(jī)器的基本概念及其主要組成；熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)的基本概念和要求。

5．本次課重點(diǎn)：機(jī)器的基本概念及其主要組成；機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求。6．本次課難點(diǎn)：機(jī)械與機(jī)構(gòu)概念的建立

7．教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——圖01—圖03）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（舉例：自行車、鐘表等構(gòu)件及組成；其零件形狀特征等。。）

8．教學(xué)基本要求：熟悉零件、構(gòu)件、機(jī)構(gòu)基本概念及其主要組成；了解機(jī)器的主要組成、熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)基本要求。

9．課后要求：

作業(yè)——思考題（A.什么是機(jī)器？B.機(jī)器的基本組成有哪些？C.機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求是什么？）

10． 參考資料

第二章．

1．章節(jié)名稱：§2．平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及自由度 2.1平面機(jī)構(gòu)的組成；2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度）

2．教學(xué)序次：第二、三講

3．教學(xué)內(nèi)容：平面機(jī)構(gòu)的組成；平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；平面機(jī)構(gòu)的自由度。4．教學(xué)目標(biāo)：熟悉運(yùn)動(dòng)副的基本概念；掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法；熟悉平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法。

5．本次課重點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法；平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法及注意的問題。

6．本次課難點(diǎn)：零件及構(gòu)件的簡(jiǎn)化；復(fù)合鉸鏈及虛約束的判定；三心定理 的推導(dǎo)及應(yīng)用等。

7．教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——圖1.1—圖1.24）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容）；例題（講解教材例題1.1—和1.7,例題1.8學(xué)生自學(xué)）

8．教學(xué)基本要求：熟悉運(yùn)動(dòng)副的基本概念，學(xué)會(huì)高副與低副的區(qū)別方法；掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法；熟悉平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法；了解三心定理的基本概念及在機(jī)構(gòu)分析中的應(yīng)用方法。

9．課后要求：

作業(yè)——思考題（A.何謂構(gòu)件？何謂機(jī)構(gòu)？?jī)烧叩膮^(qū)別是什么？B.何謂運(yùn)動(dòng)副？高副和低副是如何確定的？C.什么是平面機(jī)構(gòu)？平面機(jī)構(gòu)和空間和空間機(jī)構(gòu)是如何區(qū)別的？D.平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算時(shí)應(yīng)注意那些問題？E.復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束的定義是什么？舉例說明其判別方法）。

作業(yè)——計(jì)算題（教材P16~P19，3、4、6、7、10、12、14、16）10． 參考資料

第三章．

1.章節(jié)點(diǎn)名稱：§3．平面連桿機(jī)構(gòu) 3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和特性；3.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件；3.3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化；3.4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.教學(xué)序次：第五、六、七講。

3.教學(xué)內(nèi)容：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和特性；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

4.教學(xué)目標(biāo)：熟悉鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本概念和組成；熟悉常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；理解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件；了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化類型及其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；了解平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和步驟。

5.本次課重點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的概念及基本組成；曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性；雙曲柄和雙搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。

6.本次課難點(diǎn)：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。

7.教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——圖2.1—圖2.27）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法等）。

8.教學(xué)基本要求: 熟悉鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本概念和組成；熟悉雙曲柄和雙搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；理解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件；學(xué)會(huì)按給定的形成速度變化系數(shù)和按給定連桿位置設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)。

9.課后要求: 作業(yè)——思考題（A.什么是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)？其主要類型和運(yùn)動(dòng)特性有哪些？B.雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)及曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是如何區(qū)別的？其運(yùn)動(dòng)方式各有什么不同？C.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化類型有哪些？其運(yùn)動(dòng)方式各有什么特點(diǎn)？D.平面四桿機(jī)構(gòu)共有幾種設(shè)計(jì)方法？其各自的特點(diǎn)是什么？

作業(yè)——計(jì)算題

（教材P35~P37，2-

1、2-

2、2-

4、2-

6、2-

8、2-10）10．參考資料

第四章．

1．章節(jié)點(diǎn)名稱：§4.齒輪傳動(dòng) 4.1齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和類型；4.2齒輪實(shí)現(xiàn)定角速比傳動(dòng)的條件；4.3漸開線齒廓；4.4齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸；4.5漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合；4.6輪齒的失效和齒輪的材料；4.7標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算；4.8平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)；4.9圓錐齒輪機(jī)構(gòu)

2．教學(xué)序次：第八、九、十講

3．教學(xué)內(nèi)容：齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和類型；齒輪實(shí)現(xiàn)定角速比傳動(dòng)的條件；漸開線齒廓；齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸；漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合；輪齒的失效和齒輪的材料；標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算；平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)；圓錐齒輪機(jī)構(gòu)。

4．教學(xué)目標(biāo)：熟悉齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和適用范圍；理解齒廓實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比的條件；掌握漸開線齒廓的形成原理和運(yùn)動(dòng)特性；熟悉漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)；理解漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的正確嚙合條件。

5．本次課重點(diǎn)：齒輪嚙合基本定律；漸開線的形成和特性；漸開線齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸；漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合。

6．本次課難點(diǎn)：齒輪嚙合基本定律；漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合。

7．教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——圖4.1—圖4.25）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹齒輪嚙合基本定律、漸開線齒廓的形成和特性、漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合條件等）。

8． 教學(xué)基本要求：熟悉齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和適用范圍；理解齒廓實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比的條件；掌握漸開線齒廓的形成原理和運(yùn)動(dòng)特性；熟悉漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)；理解漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的正確嚙合條件；了解斜齒輪和圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的性能特點(diǎn)。

9．課后要求：

作業(yè)——思考題（A.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是什么？B.齒輪機(jī)構(gòu)主要有哪些類型？主要適用于那些場(chǎng)合？C.齒輪時(shí)如何實(shí)現(xiàn)定角速比傳動(dòng)的？其條件是什么？D.漸開線齒廓是如何形成的？其傳動(dòng)特性是什么？E.齒輪主要有哪些部分組成？其基本參數(shù)是如何表示的？F.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的的正確嚙合條件是什么？其標(biāo)準(zhǔn)中心距和重合度是如何計(jì)算的？G.漸開線齒輪的加工方法主要有哪些？分別是如何加工的？H.齒輪的失效方式主要有哪些？應(yīng)如何防止？I.制造齒輪的常用材料有哪些？J.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度使如何計(jì)算的？）

作業(yè)——計(jì)算題（教材P72~P73，4-

3、4-

4、4-

6、4-

8、4-

11、4-12）10． 參考資料

第五章．

1．章節(jié)點(diǎn)名稱：§5.輪系 5.1齒輪系的分類；5.2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算；5.3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算；5.4復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比

2．教學(xué)序次：第十一、十二講

3．教學(xué)內(nèi)容：齒輪系的分類；定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算；周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算；復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比

4．教學(xué)目標(biāo)：了解常用輪系的類型及工作特點(diǎn)；掌握輪系的主要組成及傳動(dòng)比的計(jì)算方法；理解周轉(zhuǎn)輪系的組成特點(diǎn)和傳動(dòng)比的計(jì)算方法；了解復(fù)合輪系的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)比的計(jì)算特點(diǎn)。

5．本次課重點(diǎn)：定軸輪系及其傳動(dòng)比；周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比；復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比。

6．本次課難點(diǎn)：周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比；復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比。

7．教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——圖5.1—圖5.15）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比；復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比。）；例題（講解教材例題5-

1、5-

3、5-4，例題5-2等學(xué)生自學(xué)）

8．教學(xué)基本要求：了解常用輪系的類型及工作特點(diǎn)；掌握輪系的主要組成及傳動(dòng)比的計(jì)算方法；理解周轉(zhuǎn)輪系的組成特點(diǎn)和傳動(dòng)比的計(jì)算方法。

9．課后要求：

作業(yè)——思考題（A.定軸輪系的主要組成有哪些？其傳動(dòng)比是如何計(jì)算的？B.周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？主要有哪些類型？C.行星輪系與定軸輪系比較，其傳動(dòng)比的計(jì)算特點(diǎn)是什么？D.復(fù)合輪系的結(jié)構(gòu)與計(jì)算特點(diǎn)是什么？）。

作業(yè)——計(jì)算題（教材P86~P89，5-

1、5-

3、5-

6、5-

7、5-

9、5-

10、5-

11、5-

12、5-

15、5-

16、5-19）。

第六章．

1.章節(jié)點(diǎn)名稱: §6.機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論 6.1機(jī)械零件設(shè)計(jì)概述；6.2機(jī)械零件的強(qiáng)度；6.3機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度；6.4機(jī)械零件的耐磨性；6.5機(jī)械零件常用材料及其選擇；6.6公差配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系；6.7機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化。

2.教學(xué)序次：第十四、十五、十六講

3.教學(xué)內(nèi)容：機(jī)械零件的強(qiáng)度；機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度；機(jī)械零件的耐磨性；機(jī)械零件常用材料及其選擇；公差配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系；機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化。

4.教學(xué)目標(biāo)：了解機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求和步驟；熟悉機(jī)械零件強(qiáng)度的計(jì)算方法；了解機(jī)械零件接觸強(qiáng)度的基本概念；熟悉機(jī)械制造常用材料的種類及其選擇方法；了解公差配合、表面粗糙度及優(yōu)先數(shù)系的基本概念；了解機(jī)械零件工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則。

5.本次課重點(diǎn)：機(jī)械零件的強(qiáng)度；機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度；機(jī)械制造常用材料的確定及選擇方法；公差配合；機(jī)械零件的工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化。

6.本次課難點(diǎn)：機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度；公差配合。

7.教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——圖9.1—圖9.12）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹機(jī)械零件的強(qiáng)度、性能、常用材料及公差配合等）；例題（講解教材例題9-

1、9-2，例題9-3學(xué)生自學(xué)）8.教學(xué)基本要求：了解機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求；熟悉機(jī)械零件強(qiáng)度的計(jì)算方法；了解機(jī)械零件接觸強(qiáng)度的基本概念；熟悉機(jī)械制造常用材料的種類及其選擇方法；了解公差配合、表面粗糙度及優(yōu)先數(shù)系的基本概念及機(jī)械零件工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則。

9.課后要求：

作業(yè)——思考題[A.簡(jiǎn)要說明機(jī)械零件失效的基本概念及類型；B.簡(jiǎn)述機(jī)械零件的設(shè)計(jì)步驟；C.說明名義載荷、計(jì)算載荷、計(jì)算應(yīng)力及許用應(yīng)力的基本概念；D.何謂接觸強(qiáng)度？零件抗壓強(qiáng)度與接觸強(qiáng)度的區(qū)別是什么？E.何謂機(jī)械零件的耐磨性？簡(jiǎn)述零件磨損的主要形式。F.機(jī)械零件常用材料（包括金屬與非金屬）主要有哪些？簡(jiǎn)述其選擇原則；G.簡(jiǎn)述公差配合的基本概念（包括公差、公差帶、配合、基準(zhǔn)制等）；H.說明機(jī)械零件工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則]。

作業(yè)——計(jì)算題[教材P128-P130，9-

2、9-

4、9-

5、9-

8、9-

11、9-

14、9-

15、9-16]。

第七章．

1.章節(jié)點(diǎn)名稱：§7.聯(lián)接 7.1螺紋參數(shù)；7.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖；7.3機(jī)械制造常用螺紋；7.4螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件；7.5螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松；7.6螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算；7.7螺栓的材料和許用應(yīng)力；7.8提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施；7.9螺旋傳動(dòng)；7.10鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接；7.11 銷聯(lián)接

2.教學(xué)序次：第十七、十八、十九講

3.教學(xué)內(nèi)容：螺紋參數(shù)；螺旋副的受力分析、效率和自鎖；機(jī)械制造常用螺紋；螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件；螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松；螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算；螺栓的材料和許用應(yīng)力；提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施；螺旋傳動(dòng)；鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接；銷聯(lián)接。

4.教學(xué)目標(biāo)：掌握螺旋副受力分析方法，理解其效率和自鎖的基本原理；熟悉螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋禁錮件的主要組成；了解螺紋聯(lián)接的常用預(yù)緊和防松方法；掌握螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的常用計(jì)算方法；熟悉螺栓所用材料的確定及許用應(yīng)力的計(jì)算方法；熟悉提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的常用措施；了解螺旋傳動(dòng)的基本原理、螺桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性的計(jì)算與校核的基本步驟；了解鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接的基本類型 和強(qiáng)度校核的方法。

5.本次課重點(diǎn)：螺旋副的受力分析、效率和自鎖的基本原理；螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件的主要組成；螺紋聯(lián)接的常用預(yù)緊和防松方法；螺栓聯(lián)接（緊螺栓、松螺栓）強(qiáng)度的計(jì)算方法；螺栓所用材料的選擇及許用應(yīng)力的計(jì)算方法；提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的常用措施；螺桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性的計(jì)算與校核；鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接的基本類型和強(qiáng)度校核。

6.本次課難點(diǎn)：螺旋副的受力分析、效率和自鎖的基本原理；螺栓聯(lián)接（緊螺栓、松螺栓）強(qiáng)度的計(jì)算方法。

7.教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——圖10.1—圖10.42）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授[著重介紹螺旋副的受力分析、效率和自鎖的基本原理；螺栓聯(lián)接（緊螺栓、松螺栓）強(qiáng)度的計(jì)算方法；螺栓所用材料的選擇及許用應(yīng)力的計(jì)算方法；螺桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性的計(jì)算與校核；鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接的基本類型和強(qiáng)度校核]。例題（講解教材例題10-

1、10-

2、10-4，例題10-3學(xué)生自學(xué)）

8.教學(xué)基本要求：掌握螺旋副受力分析方法，理解其效率和自鎖的基本原理；熟悉螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋禁固件的主要組成；掌握螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的常用計(jì)算方法；熟悉螺栓所用材料的確定及許用應(yīng)力的計(jì)算方法；理解螺桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性的計(jì)算與校核的基本步驟；了解鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接的基本類型和強(qiáng)度校核的方法。

9.課后要求：

作業(yè)——思考題[A.何謂聯(lián)接？常用聯(lián)接有哪些類型？B.螺紋參數(shù)有哪些？分別是如何表示的？C.矩形與非矩形螺紋的摩擦力矩是如何計(jì)算的？D.螺旋副效率是如何計(jì)算的？E.機(jī)械制造中的常用螺紋有哪些？其使用特點(diǎn)是什么？F.螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件基本組成有哪些？G.松螺栓聯(lián)接與緊螺栓聯(lián)接的受力有哪些差異？H.螺栓的常用材料有哪些？其許用應(yīng)力分別是如何確定的？I.提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施主要有哪些？J.螺旋傳動(dòng)主要有哪些類型？其耐磨性、強(qiáng)度、穩(wěn)定性是如何計(jì)算的？K.鍵聯(lián)接的主要類型有哪些？其強(qiáng)度校核是如何進(jìn)行的？L.銷聯(lián)接的主要類型和使用特點(diǎn)是什么？]。

作業(yè)——計(jì)算題[教材P157-P158，10-

1、10-

3、10-

4、10-

6、10-

10、10-15]。第八章

1.章節(jié)點(diǎn)名稱：§8.蝸桿傳動(dòng) 8.1蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型；8.2圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸；8.3蝸桿傳動(dòng)的實(shí)效形式、材料和結(jié)構(gòu)；8.4圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析；8.5圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算；8.6圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算。

2.教學(xué)序次：第二十、二十一、二十二講

3.教學(xué)內(nèi)容：蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型；圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸；蝸桿傳動(dòng)的實(shí)效形式、材料和結(jié)構(gòu)；圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析；圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算；圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算。

4.教學(xué)目標(biāo)：熟悉蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)；了解蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸的表示方法；理解蝸桿傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算方法；掌握蝸桿傳動(dòng)的效率及熱平衡計(jì)算方法。

6.本次課難點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算方法。

7.教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——教材圖12.1—圖12.11）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸；圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析；圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算；圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率等。）；例題（講解教材例題12-

1、12-

2、12-3）

8.教學(xué)基本要求：熟悉蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)；了解蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸的表示方法；理解蝸桿傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算方法；掌握蝸桿傳動(dòng)的效率及熱平衡計(jì)算方法。

9.課后要求：

作業(yè)——思考題[A.蝸桿傳動(dòng)有哪些類型？蝸桿傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是什么？B.圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)有哪些？其幾何尺寸是如何計(jì)算的？C.蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是什么？D.蝸桿與蝸輪的常用材料有哪些？圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度是如何計(jì)算的？E.蝸桿傳動(dòng)的效率如何計(jì)算？]。

作業(yè)——計(jì)算題[教材P192-P193，12-

2、12-

4、12-

6、12-8]。.第九章，1.章節(jié)點(diǎn)名稱：§9帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 9.1帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用；9.2帶傳動(dòng)的受力分析；9.3帶的應(yīng)力分析；9.4帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比；9.5普通V 帶傳動(dòng)的計(jì)算；9.6 V帶輪的結(jié)構(gòu)。

2.教學(xué)序次：第二十三、二十四講

3.教學(xué)內(nèi)容：帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用；帶傳動(dòng)的受力分析；帶的應(yīng)力分析；帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比；普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算；V帶輪的結(jié)構(gòu)。

4.教學(xué)目標(biāo)：熟悉帶傳動(dòng)的受力分析方法；理解帶的應(yīng)力分析方法；掌握帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與傳動(dòng)比的計(jì)算；掌握普通V帶的計(jì)算方法。

5.本次課重點(diǎn)：帶傳動(dòng)的受力分析方法；帶的應(yīng)力分析方法；帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與傳動(dòng)比的計(jì)算；普通V帶的計(jì)算方法。

6.本次課難點(diǎn)：帶的應(yīng)力分析方法；帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與傳動(dòng)比的計(jì)算。7.教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——教材圖13.1—圖13.18）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹帶傳動(dòng)的受力分析；帶的應(yīng)力分析；帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比；普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算等。）；例題（講解教材例題13-1；例題13-2學(xué)生自學(xué)）

8.教學(xué)基本要求：熟悉帶傳動(dòng)的受力分析方法；理解帶的應(yīng)力分析方法；掌握帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與傳動(dòng)比的計(jì)算；掌握普通V帶的計(jì)算方法。

9.課后要求：

作業(yè)——思考題[A.帶傳動(dòng)主要有哪些類型？主要應(yīng)用于那些場(chǎng)合？B.帶傳動(dòng)松邊和緊邊拉力有什么不同？C.帶傳動(dòng)最大應(yīng)力發(fā)生在何處？為什么？D.彈性滑動(dòng)是如何發(fā)生的？其傳動(dòng)比如何計(jì)算？E.簡(jiǎn)述普通V帶的類型和結(jié)構(gòu)；F.說明單根普通V帶許用功率的計(jì)算及普通V帶型號(hào)和根數(shù)的確定方法；G.簡(jiǎn)述V帶輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)]。

作業(yè)——計(jì)算題[教材P223-224，13-

1、13-

2、13-6]。

第十章

1.章節(jié)點(diǎn)名稱：§10.軸 10.1軸的功用和類型；10.2軸的材料；10.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；10.4軸的強(qiáng)度計(jì)算；10.5軸的剛度計(jì)算；10.6軸的臨界轉(zhuǎn)速的概念。

2.教學(xué)序次：第二十五、二十六講

3.教學(xué)內(nèi)容：軸的功用和類型；軸的材料；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；軸的強(qiáng)度計(jì)算；軸的剛度計(jì)算；軸的臨界轉(zhuǎn)速的概念。4.教學(xué)目標(biāo)：了解軸的主要功用和基本類型；熟悉軸的常用材料；了解軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；掌握軸的強(qiáng)度計(jì)算方法；熟悉軸的剛度計(jì)算方法；了解軸的臨界轉(zhuǎn)速的概念。

5.本次課重點(diǎn)：軸的功用和類型；軸的常用材料；軸的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。6.本次課難點(diǎn)：軸的強(qiáng)度計(jì)算；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

7.教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——教材圖14.1—圖14.19）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹軸的功用和類型；軸的材料；軸的強(qiáng)度和剛度計(jì)算等）；例題（講解教材例題14-

1、14-2）

8.教學(xué)基本要求：了解軸的主要功用和基本類型；熟悉軸的常用材料；掌握軸的強(qiáng)度計(jì)算方法；熟悉軸的剛度計(jì)算方法。

9.課后要求：

作業(yè)——思考題[A.軸在機(jī)器中的作用是什么？可分為那幾種類型？B.軸的常用材料有哪些？應(yīng)如何選擇？C.軸的制造安裝要求有哪些？軸上零件的定位是如何實(shí)現(xiàn)的? D.如何改善軸的收力狀況，減少應(yīng)力集中？E.軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度及彎扭合成強(qiáng)度如何計(jì)算？F.為什么要考慮軸的剛度？軸的剛度如何計(jì)算？G.為什么要限定軸的臨界轉(zhuǎn)速？軸速過大會(huì)造成何種后果？]。

作業(yè)——計(jì)算題[教材P235-236，14-

1、14-

3、14-

5、14-

7、8]。

第十一章

1.章節(jié)點(diǎn)名稱：§11.軸承 11.1滾動(dòng)軸承的基本類型和特點(diǎn)；11.2滾動(dòng)軸承的代號(hào)；11.3滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算；11.4滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封；11.5滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)。

2.教學(xué)序次：第二十七、二十八講

3.教學(xué)內(nèi)容：滾動(dòng)軸承的基本類型和特點(diǎn)；滾動(dòng)軸承的代號(hào)；滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算；滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封；滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)。

4.教學(xué)目標(biāo)：熟悉滾動(dòng)軸承的基本組成和使用特點(diǎn)；了解滾動(dòng)軸承的基本類型和結(jié)構(gòu)及受力特點(diǎn)；熟悉常用軸承代號(hào)的意義；掌握滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算方法；了解滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封方法；掌握滾動(dòng)軸等的常用組合設(shè)計(jì)方法。

5.本次課重點(diǎn)：滾動(dòng)軸承的基本類型和特性；滾動(dòng)軸承的代號(hào)及其意義；滾動(dòng)軸承的選擇和壽命計(jì)算方法；滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)方法。6.本次課難點(diǎn)：滾動(dòng)軸承的選擇和壽命計(jì)算方法；滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)方法。

7.教學(xué)方法和手段：多媒體（PPT圖像——教材圖16.1—圖16.18）；板書（章節(jié)，概念、術(shù)語的含義等）；口授（著重介紹滾動(dòng)軸承的基本類型；滾動(dòng)軸承的代號(hào)及其意義；滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算方法；滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)方法等）；例題（講解教材例題16-

1、16-

2、16-3；學(xué)生自學(xué)例題16-4）

8.教學(xué)基本要求：熟悉滾動(dòng)軸承的基本組成和使用特點(diǎn)；了解滾動(dòng)軸承的類型、結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)；熟悉常用軸承代號(hào)的意義；掌握滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算方法；了解滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封方法。

9.課后要求：

作業(yè)——思考題[A.滾動(dòng)軸承一般有那及部分組成？B.滾動(dòng)軸承的使用特點(diǎn)是什么？C.滾動(dòng)軸承主要有哪些類型？其主要特性有哪些? D.說明滾動(dòng)軸承后四位代號(hào)的意義。E.滾動(dòng)軸承主要有哪些失效形式？軸承壽命和當(dāng)量載荷是如何計(jì)算的？F.滾動(dòng)軸承的常用潤(rùn)滑和密封方式有哪些？G.滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮哪些因素？為什么？]。

作業(yè)——計(jì)算題[教材P267-268，16-

2、16-

5、16-7]。

第五篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教案.doc5

第1章

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)概論

1.機(jī)器、機(jī)構(gòu)及機(jī)械 機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。機(jī)器：一種能實(shí)現(xiàn)確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，又能做有用的機(jī)械功或完成能量、物料和信息轉(zhuǎn)換或傳遞的裝置。機(jī)構(gòu)：能傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力或改變運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)、運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械傳動(dòng)裝置

2．機(jī)器所具有的特征： 它們是人為的實(shí)物組合；它們各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；它們用來代替或減輕人類的勞動(dòng)去完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換能量。

3．機(jī)器的組成： 原動(dòng)機(jī)（動(dòng)力部分）、工作部分、傳動(dòng)部分和操縱控制部分。

4．機(jī)器的分類（按用途的不同）： 動(dòng)力機(jī)器：實(shí)現(xiàn)其他形式的能量與機(jī)械能之間的變換（如電動(dòng)機(jī)）。工作機(jī)器：做機(jī)械功或搬運(yùn)物體（如軋鋼機(jī)）。信息機(jī)器：作信息獲取或變換。5．機(jī)構(gòu)所具有的特征： 它們是人為的實(shí)物組合；它們各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 6．機(jī)器與機(jī)構(gòu)的關(guān)系：

機(jī)器是由一個(gè)或若干個(gè)機(jī)構(gòu)組成的。7．零件和部件

零件：機(jī)器中不可拆卸的制造單元。（如齒輪）

部件；將完成共同任務(wù)的一組協(xié)同工作的零件分別裝配和制造成的一個(gè)組合體。（如滾動(dòng)軸承）

常用機(jī)構(gòu)：各種機(jī)械中普遍使用的機(jī)構(gòu)。（如齒輪機(jī)構(gòu)）

通用零件：在各種機(jī)器中都普遍使用的機(jī)械零件。（如螺栓）

專用零件：只在某些特定類型的機(jī)器中使用的零件。（起重機(jī)的吊鉤）1．1．2本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)

1．內(nèi)容：以一般工況條件下的常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械零、部件為研究對(duì)象，以它們的工作原理、運(yùn)動(dòng)特征、結(jié)構(gòu)形式以及設(shè)計(jì)、選用和計(jì)算方法等為研究?jī)?nèi)容。2．性質(zhì)：重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。3．任務(wù)：

1．培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)造性思維方法，了解和貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和法規(guī)。

2．熟悉常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。

3．掌握通用零部件的選用和設(shè)計(jì)的基本方法，初步具有正確運(yùn)用各類標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)、CAD及網(wǎng)絡(luò)信息等工程技術(shù)資料，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力。4．適當(dāng)了解機(jī)械設(shè)計(jì)的革新和發(fā)展，擴(kuò)大學(xué)生的視野，使所學(xué)知識(shí)具有時(shí)代氣息。1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求及一般程序

機(jī)械設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器的某些特定功能要求而進(jìn)行的創(chuàng)造過程，它可以開發(fā)創(chuàng)造出新產(chǎn)品，或?qū)ΜF(xiàn)有機(jī)械局部進(jìn)行創(chuàng)新改革。概括地說，就是設(shè)計(jì)人員按照所設(shè)計(jì)的機(jī)械需要具備的功能，運(yùn)用設(shè)計(jì)理論、方法和技能，通過創(chuàng)造性思維和實(shí)踐活動(dòng)，把該機(jī)械的系統(tǒng)及其零部件的參數(shù)和具體結(jié)構(gòu)用圖紙和文字（實(shí)物或電子手段）等技術(shù)文件表達(dá)出來。1.2.1機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求

1.使用要求

2.可靠性和安全性要求3.經(jīng)濟(jì)性要求4.其他要求 1.2.2機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序

1.規(guī)劃和準(zhǔn)備階段2.方案設(shè)計(jì)階段3.技術(shù)設(shè)計(jì)階段4.試驗(yàn)分析階段 1.3 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本知識(shí)

1．失效：由于某些原因不能在既定的工作條件和使用期限內(nèi)正常工作；即喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)功能的現(xiàn)象。2．機(jī)械零件的主要失效形式：

斷裂：某一危險(xiǎn)截面的應(yīng)力超過零件的強(qiáng)度極限；斷裂分為疲勞斷裂和過載斷裂。表面失效：靜和動(dòng)的關(guān)系；表面失效主要有疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、壓潰、腐蝕；過量變形：過大的彈性變形和塑性變形。

破壞正常工作條件而引起的失效。1．3．2機(jī)械零件的工作能力計(jì)算準(zhǔn)則.工作能力：在不發(fā)生失效的形式下，零件所能安全工作的限度。

1、強(qiáng)度：零件抵抗整體斷裂、塑性變形和表面失效的能力。

ζ≤〔ζ〕 η≤〔η〕

ζ：

最大計(jì)算正應(yīng)力（MPa），η：

最大計(jì)算剪應(yīng)力（MPa）

〔ζ〕：許用正應(yīng)力：

（MPa），〔η〕：許用剪應(yīng)力（MPa）

2、剛度：零件受載后抵抗彈性變形的能力。

f≤〔f〕

f：零件工作時(shí)的廣義變形，包括撓度、偏轉(zhuǎn)角、扭轉(zhuǎn)角 〔f〕：零件工作時(shí)的廣義許用變形。

3、耐磨性：指做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件工作表面抵抗磨損的能力。1）磨損的過程

（1）磨合磨損階段（OA段）（2）穩(wěn)定磨損階段（AB段）（3）劇烈磨損階段（BC段）2）磨損的類型

磨粒磨損、粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損。3）耐磨性計(jì)算

p≤〔p〕

p：零件工作表面的壓強(qiáng)（MPa）〔p〕：零件工作表面的許用壓強(qiáng)（MPa）

pv≤〔pv〕

4、振動(dòng)穩(wěn)定性

1．3．3機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟

1、選擇材料

2、擬定計(jì)算簡(jiǎn)圖

3、工作能力計(jì)算

4、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

5、繪制工作圖并標(biāo)注必要的技術(shù)條件 1．3．4機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)化

1.可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，將精力用于關(guān)鍵的非標(biāo)準(zhǔn)零部件的設(shè)計(jì)上。2.可以組織專門化打規(guī)模生產(chǎn)，既保證質(zhì)量，又降低成本。3.可以減少備品的庫(kù)存量，具有互換性，從而簡(jiǎn)化機(jī)器的安裝和維修。1.4 機(jī)械零件的強(qiáng)度

1、載荷及其分類:（1）靜載荷：不隨時(shí)間變化，變化緩慢，變化幅度很小 動(dòng)載荷：隨時(shí)間作周期性或非周期性變化的載荷（2）名義載荷：根據(jù)名義功率和轉(zhuǎn)速計(jì)算的；

計(jì)算載荷：載荷系數(shù)與名義載荷的乘積；

2、應(yīng)力及其分類

（1）靜應(yīng)力：不隨時(shí)間變化的或變化緩慢的應(yīng)力；變應(yīng)力：隨時(shí)間顯著變化的應(yīng)力；

穩(wěn)定變應(yīng)力：周期、應(yīng)力幅度和平均應(yīng)力都不隨時(shí)間變化的變應(yīng)力。穩(wěn)定變應(yīng)力的主要參數(shù)：最大應(yīng)力、最小應(yīng)力、平均應(yīng)力、應(yīng)力幅和循環(huán)特性。

（2）名義應(yīng)力：用名義載荷計(jì)算出的應(yīng)力；

計(jì)算應(yīng)力：用計(jì)算載荷計(jì)算出的應(yīng)力； 1．4．2許用應(yīng)力 〔ζ〕=ζlim/S 1．4．3機(jī)械零件的靜強(qiáng)度 1．4．4機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 1.疲勞破壞過程

疲勞斷裂具有以下特征：

1）疲勞斷裂的最大應(yīng)力遠(yuǎn)低于靜應(yīng)力下材料的強(qiáng)度極限；2）不論脆性材料還是塑性材料，其疲勞斷口均表現(xiàn)為無明顯塑性變形的脆性突然斷裂；3）疲勞斷裂是損傷的累積； 2.疲勞極限和疲勞曲線 3.影響疲勞強(qiáng)度的因素

應(yīng)力集中、絕對(duì)尺寸和表面狀態(tài) 4.疲勞強(qiáng)度計(jì)算

1．4．5機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度。1．5 機(jī)械零件的材料和選用原則 1．5．1機(jī)械零件的材料

1、剛：碳素鋼、合金鋼

2、鑄鐵：

3、有色金屬合金：

4、其他材料：

1．5．2零件材料先用原則

1、使用要求

2、制造工藝要求

3、經(jīng)濟(jì)要求。

第3章

平面機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

機(jī)構(gòu)的功用：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力或改變運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)軌跡、實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)。

3．1．1構(gòu)件 構(gòu)件及其分類: 構(gòu)件：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的最小單元體

原動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中按外界給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)構(gòu)件 從動(dòng)件：隨原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng)構(gòu)件 機(jī)架：用來支撐活動(dòng)構(gòu)件的固定構(gòu)件

構(gòu)件的自由度：一個(gè)做平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件有三個(gè)自由度

即沿X、Y軸的移動(dòng)和繞點(diǎn)K的轉(zhuǎn)動(dòng)。3．1．2運(yùn)動(dòng)副及其分類

運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件直接接觸而又能允許彼此產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接。運(yùn)動(dòng)副的分類

低副：以面接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副

回轉(zhuǎn)副：兩構(gòu)件只能在同一平面內(nèi)工作相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)

回轉(zhuǎn)副：固定鉸鏈：有一個(gè)構(gòu)件是固定的活動(dòng)鉸鏈：兩個(gè)構(gòu)件均是活動(dòng)的。回轉(zhuǎn)副引入了兩個(gè)約束，保留了一個(gè)自由度（2）移動(dòng)副：兩構(gòu)件只能沿某一軸線作相對(duì)移動(dòng)

移動(dòng)副也引入了兩個(gè)約束，保留了一個(gè)自由度 高副：以點(diǎn)或線接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副 高副引入了一個(gè)約束，保留了兩個(gè)自由度 3．2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：把與實(shí)際機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無關(guān)系的因素拋開，僅用運(yùn)動(dòng)副規(guī)定的簡(jiǎn)單符號(hào)和代表構(gòu)件的簡(jiǎn)單線條，按一定比例定出各運(yùn)動(dòng)副的位置，畫出的表示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。3．2．1構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的表示方法 3．2．2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制 3．3平面機(jī)構(gòu)的自由度 3．3．1平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)相對(duì)于機(jī)架具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目

N：構(gòu)件數(shù)

n：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)

n=N-1 PL：低副

PH：高副

F：機(jī)構(gòu)的自由度 F =3 n —2 PL— PH

機(jī)構(gòu)的自由度取決于活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目以及構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。3．3．2機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 F=0 沒有運(yùn)動(dòng)的可能性而不是機(jī)構(gòu) F=3n-2P-P=3×2-2×3-0=0 F=1 且有一個(gè)原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)

F=3n-2P-P=3×3-2×4-0=1 F=2 有一個(gè)原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)無確定的運(yùn)動(dòng) F=2 有兩個(gè)原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)有確定的運(yùn)動(dòng) F=3n-2P-P=3×4-2×5-0=2 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，（1）F>0（2）F等于原動(dòng)件個(gè)數(shù)

自由度的計(jì)算的意義在于自由度數(shù)目就標(biāo)志著機(jī)構(gòu)需要的原動(dòng)件的數(shù)目，即輸入獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，當(dāng)F小于原動(dòng)件個(gè)數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)就會(huì)卡死或損壞，當(dāng)F大于原動(dòng)件個(gè)數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定狀態(tài)，只有當(dāng)F等于原動(dòng)件個(gè)數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)才完全確定。

3．3．3計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)

1、復(fù)合鉸鏈：兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處用回轉(zhuǎn)副相聯(lián)接；

處理：A處有K個(gè)構(gòu)件，則有（K-1）個(gè)回轉(zhuǎn)副

2、局部自由度：機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件的局部獨(dú)立運(yùn)動(dòng)并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。

處理：將局部自由度預(yù)先排除

3、虛約束：對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起實(shí)際約束效果的重復(fù)約束

處理：虛約束須除去不計(jì) 第二篇

常用機(jī)構(gòu) 第4章

平面連桿機(jī)構(gòu)

平面連桿機(jī)構(gòu)：所有構(gòu)件都用低副聯(lián)接構(gòu)成的平面機(jī)構(gòu)。

1．平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：

1）低副——面接觸——壓強(qiáng)小——磨損輕——圓柱面、平面——制造簡(jiǎn)單——加工精度高。2）易于實(shí)現(xiàn)基本運(yùn)動(dòng)形式之間的轉(zhuǎn)換。3）可使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)多種形式的運(yùn)動(dòng)。2．平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：

1）運(yùn)動(dòng)傳遞線路長(zhǎng)，低副磨損后間隙不易消除，運(yùn)動(dòng)累計(jì)誤差較大。2）不宜要求從動(dòng)件精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3．平面四桿機(jī)構(gòu)：具有4個(gè)構(gòu)件的連桿機(jī)構(gòu)。

4．2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型及應(yīng)用

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副都是回轉(zhuǎn)副 機(jī)架：固定不動(dòng)的桿。

連桿：不與機(jī)架直接相聯(lián)而作復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)的桿。連架桿：與機(jī)架直接相聯(lián)的桿。

曲柄：能夠繞各自的回轉(zhuǎn)副中心作整圓回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連架桿。整軸副：相鄰兩桿能作相對(duì)整周回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)副。搖桿：只能在小于360°范圍內(nèi)擺動(dòng)的連架桿。

根據(jù)兩個(gè)連架桿是否為曲柄可將其分為三種型式： 4．2．1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

兩連架桿：一個(gè)是曲柄，另一個(gè)是搖桿 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)←→往復(fù)擺動(dòng) 4．2．2雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩連架桿都是曲柄

兩曲柄不等長(zhǎng)：等速轉(zhuǎn)動(dòng)—→變速轉(zhuǎn)動(dòng) 4．2．3雙搖桿機(jī)構(gòu) 兩連架桿都是搖桿 擺動(dòng)—→擺動(dòng)

4．3鏈接四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件

1、曲柄存在條件

欲使AB桿—→曲柄

必須使BC桿與CD桿不能重合為一直線—→即B、C、D三點(diǎn)不能共線—→BCD始終保持為一個(gè)三角形。三角形存在的條件：兩邊之和大于第三邊。

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：

桿長(zhǎng)條件：最短桿和最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和不大于其他兩桿長(zhǎng)度之和。最短桿條件：最短桿是連架桿或機(jī)架。

2、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判定 1）在滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)

（1）最短桿為機(jī)架是雙曲柄機(jī)構(gòu)（2）最短桿的對(duì)桿為機(jī)架式雙搖桿機(jī)構(gòu)（3）最短桿的鄰桿為機(jī)架式曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

2)不滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，不論取哪一桿為機(jī)架，只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu) 4．4鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 4．3．1轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副

單移動(dòng)副機(jī)構(gòu)——對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)：

正弦機(jī)構(gòu)：正切機(jī)構(gòu)：雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)：雙滑塊機(jī)構(gòu)： 4．3．2擴(kuò)大的轉(zhuǎn)動(dòng)副——偏心輪機(jī)構(gòu) 4．3．3選取不同的構(gòu)件為機(jī)架

1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

2、對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（1）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)——取1為機(jī)架

轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（2）搖塊機(jī)構(gòu)——取2為機(jī)架（3）定塊機(jī)構(gòu)——取3為機(jī)架 4．5平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特征 4．5．1急回運(yùn)動(dòng)

1、極位夾角：搖桿在兩個(gè)極限位置，曲柄兩位置所夾的銳角 擺角：搖桿在兩個(gè)極限位置間的夾角

2、急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)

急回運(yùn)動(dòng)：曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿作變速擺動(dòng)。行程速比系數(shù)：K=V2/V1 θ越大，K也越大，急回特性越明顯。4．5．2傳力性能

1、壓力角和傳動(dòng)角

壓力角：該點(diǎn)力的方向與其作用點(diǎn)的速度方向所夾的銳角。壓力角越小，有效分力就越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。傳動(dòng)角：壓力角的余角，傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。

2、最小傳動(dòng)角的確定

最小傳動(dòng)角：一定出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩位置之一 4．5．3死點(diǎn)

在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，取搖桿為原動(dòng)件，在連桿與曲柄共線的兩位置將出現(xiàn)傳動(dòng)角γ=0°，無論力多大，都不能使曲柄傳動(dòng)。4．6平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：依據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)條件選定機(jī)構(gòu)的型式，確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸。解決問題

（1）實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

力的作用線通過回轉(zhuǎn)中心，（2）實(shí)現(xiàn)預(yù)定的軌跡

設(shè)計(jì)方法：圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法。

4．6．1圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)

1、按照給定連桿的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)

2、按照給定的行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 1）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)： 2）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

4．6．2解析法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)

首先建立方程式，然后依據(jù)已知參數(shù)對(duì)方程求解。4．6．3實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)

利用各種模型、模板、線圖等，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)湊出能近似滿足要求的機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。第6章

齒輪機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)原理：靠一對(duì)齒輪的輪齒相互嚙合來傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

6．1．1齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：傳遞的功率大、速度范圍廣、效率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊、能保證恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比。缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求高、成本高、不宜用于兩軸之間距離較大的傳動(dòng)。

6．1．2齒輪機(jī)構(gòu)的類型

按照一對(duì)齒輪軸線間的相互位置、齒向和嚙合情況，可以分為： 1．平面齒輪機(jī)構(gòu)（兩軸線平行）；

1）軸線平行：直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、人字齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)

2）兩齒輪嚙合情況：外嚙合齒輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪與齒條機(jī)構(gòu)

2．空間齒輪機(jī)構(gòu)（兩軸線不平行）；

1）相交軸圓錐齒輪機(jī)構(gòu)：直齒、斜齒

2）交錯(cuò)軸齒輪機(jī)構(gòu)：交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)、蝸桿機(jī)構(gòu) 3．按輪齒的齒廓曲線形狀：漸開線、擺線、圓弧齒輪。6．1．3對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的基本要求

1、傳動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)

2、強(qiáng)度高，承載能力強(qiáng) 6．2 齒廓嚙合基本定律 6．2．1一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比

傳動(dòng)比：主動(dòng)輪1與從動(dòng)輪2的角速度之比，即i12=ω1/ω2 6．2．2齒廓嚙合基本定律

齒廓嚙合基本定律：相互嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與其連心線O1O

2被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分成的兩段成反比 節(jié)圓：過節(jié)點(diǎn)所作的圓。中心距：兩齒輪節(jié)圓半徑之和。6．2．3共軛齒廓

凡滿足齒廓嚙合基本定律而相互嚙合的一對(duì)齒輪的齒廓。漸開線、擺線、圓弧線 6.3 漸開線齒廓

6．3．1漸開線的形成和特性

1、漸開線的形成

當(dāng)一直線l沿半徑是rb的圓周作純滾動(dòng)時(shí)，該直線上任一點(diǎn)K的軌跡AK稱為該圓的漸開線。半徑為rb的圓稱為基圓； 直線l則稱為漸開線的發(fā)生線；

漸開線齒輪的齒廓就是由在同一基圓上產(chǎn)生的兩條對(duì)稱的漸開線構(gòu)成。

2、漸開線齒廓的特性

1）發(fā)生線沿基圓滾過的線段長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧長(zhǎng)；

2）漸開線上各點(diǎn)的法線必與基圓相切，基圓的切線必為漸開線某點(diǎn)的法線； 3）漸開線上各點(diǎn)的壓力角的大小不同，離基圓越遠(yuǎn)，壓力角越大； 4）漸開線的形狀取決于基圓的大小 5）基圓以內(nèi)無漸開線

6．3．2漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)

1、漸開線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律，能夠?qū)崿F(xiàn)定傳動(dòng)比要求 兩基圓的內(nèi)公切線——法線——不發(fā)生變化——有固定的點(diǎn)——節(jié)點(diǎn)C

2、中心距具有可分性

一對(duì)漸開線齒輪制成后，其基圓便已確定．

中心距的可分性：中心距稍有變化，不改變其瞬時(shí)傳動(dòng)比的大小

3、傳遞壓力的方向不變 1）嚙合線是一直線

嚙合線：兩齒廓接觸點(diǎn)在固定平面的軌跡

直線N１N２——嚙合線——兩圓的內(nèi)公切線——法線為同一直線 N１、N２是理論上的兩個(gè)極限嚙合點(diǎn) 2）嚙合角與傳力方向不變

嚙合角：嚙合線N１N２與過節(jié)點(diǎn)的兩輪節(jié)圓公切線 tt 之間所夾的銳角 嚙合過程中——嚙合角將始終保持不變—— 壓力方向不變

四線合一：嚙合線、過嚙合點(diǎn)的公法線、基圓的內(nèi)公切線、法向壓力的作用線。6．4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的主要參數(shù)和基本尺寸計(jì)算 6．4．1齒輪各部分的名稱及代號(hào)

1、齒頂圓與齒根圓

齒頂圓：輪齒齒頂圓柱面所確定的圓。齒根圓：輪齒齒槽底部圓柱面所確定的圓。

2、齒厚、齒槽寬和齒距

齒厚：齒輪任意圓周dK 上一個(gè)輪齒的兩側(cè)齒廓間的弧長(zhǎng)。齒槽寬：齒輪任意圓周dK 上一個(gè)齒槽的弧長(zhǎng)。

齒距：在端平面上，任意圓周上相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的弧長(zhǎng)。在齒輪的同一圓周上，齒距等于齒厚與齒槽寬之和。

3、分度圓和基圓

分度圓：為了便于設(shè)計(jì)、制造和互換使用，在齒輪的頂圓與根圓之間取一度量齒輪尺寸的基準(zhǔn)圓，將此基準(zhǔn)圓上的pK/Π值規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值，壓力角αK也取為標(biāo)準(zhǔn)值，該圓則稱為分度圓。

4、齒頂高、齒根高、全齒高

齒頂高：齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。齒根高：齒根圓與分度圓之間的徑向距離。全齒高：齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離。齒寬與齒面

齒寬：齒輪輪齒軸向?qū)挾取?/p>

齒面：位于齒頂曲面和齒根曲面間的輪齒側(cè)表面。6．4．2齒輪的主要參數(shù)

1、模數(shù)

模數(shù)：分度圓齒距與Π的比值 分度圓直徑：d=mZ M越大，p也越大，承載能力越強(qiáng)。

m已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化

表6-1，優(yōu)先選用第一系列，括號(hào)內(nèi)的盡量不用。

2、壓力角

分度圓上齒廓的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值

漸開線的形狀由模數(shù)、壓力角和齒數(shù)決定，最基本的參數(shù)。

3、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)齒輪：模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上的齒厚等于齒槽寬的齒輪。6．4．3漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的基本尺寸計(jì)算

1、外齒輪的幾何尺寸計(jì)算（表6—2）

2、公法線長(zhǎng)度和分度圓弦齒厚（自學(xué)）6.5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng) 6．5．1一對(duì)齒輪的正確嚙合條件

當(dāng)前一對(duì)齒輪嚙合分離后，后續(xù)的齒對(duì)已接替進(jìn)入嚙合。相鄰兩齒同側(cè)齒廓沿法線的距離應(yīng)相等

兩輪的法向齒輪相等是一對(duì)齒輪相嚙合的正確條件

m1= m2= m

α1=α 2= α i12=Z2/ Z1

6．5．2一對(duì)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距

標(biāo)準(zhǔn)安裝：分度圓與節(jié)圓重合，保證無側(cè)隙安裝。分度圓和壓力角，單個(gè)齒輪所具有的參數(shù)。

節(jié)圓與嚙合角：對(duì)齒輪副而言，安裝以后才具有的參數(shù)，與安裝中心距有關(guān)。6．5．3一對(duì)齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件 輪1為主動(dòng)，輪2為從動(dòng)

嚙合的始點(diǎn)A：從動(dòng)輪的齒頂圓和嚙合線的交點(diǎn)A； 嚙合的終點(diǎn)E：主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)E AE是一對(duì)齒廓嚙合點(diǎn)的實(shí)際軌跡，即實(shí)際嚙合線段。連續(xù)傳動(dòng)的條件：AE≥pb

重合度：實(shí)際嚙合線與基圓齒距的比值。

重合度越大，參與嚙合的齒對(duì)數(shù)就越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，每對(duì)輪齒承受的載荷就越小。6．6漸開線齒廓的切齒原理 6．6．1仿形法

仿形法是利用與齒輪齒槽形狀相同的銑刀（盤形和指狀），通過普通銑床直接在輪坯上加工出漸開線齒形。

1、切削運(yùn)動(dòng)：銑刀繞自己的軸線oo回轉(zhuǎn)，同時(shí)，輪坯沿其軸線方向送進(jìn)，以便切出整個(gè)齒寬；

2、分度運(yùn)動(dòng)：銑完一個(gè)齒槽之后，輪坯退回原處，分度頭將它轉(zhuǎn)過360°/Z的角度，再銑第二個(gè)齒槽。特點(diǎn)：成本低，加工簡(jiǎn)便

精度低，生產(chǎn)效率低，適用于單件小批量生產(chǎn) 6．6．2范成法

范成法：利用一對(duì)齒輪相嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來切出漸開線齒形。

1、齒輪插刀：

1）范成運(yùn)動(dòng)：模仿一對(duì)齒輪做緩慢的定傳動(dòng)比回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 2）切削運(yùn)動(dòng)：插刀沿齒寬方向所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 3）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：插刀的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

2、齒條插刀

3、齒輪滾刀

6．7漸開線齒廓的根切現(xiàn)象，最少齒數(shù)和變位齒輪 6．7．1根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)

1、根切現(xiàn)象：用范成法加工齒數(shù)較少的標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線（或齒頂圓）超過嚙合極限點(diǎn)N1時(shí)，將會(huì)切去輪齒根部的一部分漸開線齒廓，這一現(xiàn)象成為輪齒的個(gè)別切。

問題：抗載能力降低，傳動(dòng)平穩(wěn)性變差

2、最少齒數(shù)：加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)不發(fā)生根切的齒數(shù)極限值 條件：Zmin≥17

6．7．2變位齒輪簡(jiǎn)介

1、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，互換性好

缺點(diǎn)：1）被切齒輪的齒數(shù)受限，否則出現(xiàn)根切 2）不適合實(shí)際中心距≠標(biāo)準(zhǔn)中心距

3）大小齒輪的承載能力不同

2、變位齒輪：通過改變刀具和齒坯相對(duì)位置后切制出來的齒輪.xm：變位量。由切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動(dòng)的距離 x：變位系數(shù)

變位后的齒輪，在分度圓上齒厚與齒槽寬不等 x>0正變位

正變位齒輪

x<0負(fù)變位

負(fù)變位齒輪 變位齒輪的特點(diǎn)：

變位齒輪的模數(shù)和壓力角不變，定傳動(dòng)比的性質(zhì)不變 2）齒厚、齒槽寬、齒頂圓、齒根圓、齒根高都發(fā)生變位 6．8平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)

端面：垂直于其軸線的平面

直齒輪漸開面的形成：發(fā)生平面S在基圓柱上作純滾動(dòng)，平面S上與母線平行的直線KK在空間形成的漸開面。直齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)：平穩(wěn)性較差，易產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊

6．8．1斜齒圓柱齒輪齒面的形成及特點(diǎn)

斜齒輪漸開面的形成：發(fā)生平面S在基圓柱上作純滾動(dòng)，平面S上與母線不平行的斜直線KK在空間的軌跡形成的漸開面。基圓柱螺旋角：KK與其圓柱母線所夾的銳角 特點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)噪聲小，適合高速承載傳動(dòng) 6．8．2斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和尺寸

1、基本參數(shù)：

1）螺旋角：分度圓柱面上的螺旋角

斜齒輪按輪齒傾斜方向：分為左旋、右旋 2）齒距與模數(shù) 3）壓力角：

4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù) 國(guó)標(biāo)規(guī)定：法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值

2、幾何尺寸計(jì)算

一對(duì)斜齒輪的嚙合從端面來看，相當(dāng)于一對(duì)直齒輪的嚙合； 斜齒輪的中心距與螺旋角β有關(guān)

6．8．3斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的正確嚙合條件與重合度

1、正確嚙合條件：mn1= mn2= m

α

2、重合度 直齒：ε 斜齒：ε=εt+ε端面重合度εt 軸向重合度εββ

n

1=α n2= α β1=-β2

特點(diǎn)：重合度增大，且隨齒寬b和輪齒的傾斜程度的增大而增大。

運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，承載能力高，產(chǎn)生軸向力。6．8．4斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)

以ρ為分度圓半徑，以斜齒輪的法向模數(shù)mn為模數(shù)，取壓力角α為標(biāo)準(zhǔn)壓力角作一假想的直齒圓柱齒輪，則其齒形與斜齒輪的法面齒形相近，此直齒輪稱斜齒輪的當(dāng)量齒輪。斜齒輪的最少不根切齒數(shù)：17cos3β 6．9圓錐齒輪機(jī)構(gòu)

圓錐齒輪用于傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

兩軸間的交角Σ=90°

圓錐齒輪的輪齒均布在一個(gè)截錐體上，由大端到小端逐漸變小。單個(gè)圓錐齒輪：基圓錐，分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐。相互嚙合的一對(duì)圓錐齒輪機(jī)構(gòu)有節(jié)圓錐

圓錐齒輪傳動(dòng)，一對(duì)錐頂重合的節(jié)圓錐在作純滾動(dòng)

理論齒廓應(yīng)是球面漸開線。

6．9．2直齒圓錐齒輪齒面的形成原理

一個(gè)圓心和基圓錐錐頂O相切的圓平面（發(fā)生面）S沿基圓錐作純滾動(dòng)時(shí)，S上任一條與基圓錐母線OA相切的徑向直線OK上的點(diǎn)K 在空間展出一條以錐距R為半徑的球面漸開線AK，該曲面能滿足定傳動(dòng)比要求。6．9．3直齒圓錐齒輪的背錐和當(dāng)量齒數(shù)

1、背錐

便于研究，取背錐代替圓錐

2、當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)

將背錐展開成平面，則成為兩個(gè)扇形齒輪，將它們補(bǔ)足為完整的圓錐齒輪，此圓錐齒輪稱為原齒輪的當(dāng)量齒輪，此齒輪的齒數(shù)稱為當(dāng)量定數(shù)。

（1）正確嚙合條件：大端模數(shù)和壓力角分別相等，且錐距也分別相等。（2）一對(duì)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比：（3）直齒圓錐齒輪不根切的最少齒數(shù)：

6．9．4直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

1、基本參數(shù)

大端模數(shù)，壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值；大端齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)分別為1和0.2

2、幾何尺寸計(jì)算

Σ=90°且節(jié)圓錐與分度圓錐重合。

不等頂隙收縮齒圓錐齒輪，齒頂圓錐、齒根圓錐、分度圓錐錐頂

等頂隙收縮齒圓錐齒輪，齒根圓錐和分度圓錐共錐頂，但齒頂圓錐并不與分度圓錐共錐頂。6．10蝸桿機(jī)構(gòu)

6．10．1蝸桿蝸輪的形成

蝸桿機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)兩交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)，通常兩軸交錯(cuò)角Σ=90°。蝸桿與蝸輪的形成：

在蝸桿傳動(dòng)中，常以蝸桿為原動(dòng)件作減速運(yùn)動(dòng)。

蝸桿輪齒的旋向有左旋和右旋之分，常用的是右旋蝸桿。6．10．2蝸桿機(jī)構(gòu)的類型

1、根據(jù)蝸桿的外形

圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)：制造簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛； 環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu)：潤(rùn)滑狀態(tài)好，效率較高； 錐蝸桿機(jī)構(gòu)：嚙合性能好，承載能力大，效率高。

2、圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)的分類 普通圓柱蝸桿

圓弧圓柱蝸桿

3、普通圓柱蝸桿

阿基米德蝸桿

漸開線蝸桿

延伸漸開線蝸桿和錐面包絡(luò)蝸桿。6．10．3圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)

中間平面：垂直于蝸輪軸線且通過蝸桿軸線的平面

在中間平面，蝸桿與蝸輪的嚙合等同于漸開線齒輪與齒條的嚙合 在蝸桿傳動(dòng)中，以中間平面上的基本參數(shù)和尺寸計(jì)算為基準(zhǔn)

1、模數(shù)和壓力角 正確嚙合條件

2、蝸桿分度圓直徑和蝸桿直徑系數(shù)

3、傳動(dòng)比i，蝸桿頭數(shù)z，蝸輪齒數(shù)

4、蝸桿分度圓柱上螺旋線的導(dǎo)程角入

5、中心距

6．10．5蝸桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

1、傳動(dòng)比大，零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)緊湊；

2、傳動(dòng)平穩(wěn)，嚙合的齒對(duì)數(shù)多，噪聲低；

3、具有自鎖性，蝸桿為原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)自鎖；

4、傳動(dòng)效率低，摩擦大；

5、制造成本高； 第三篇

聯(lián)接與螺旋傳動(dòng) 第8章

聯(lián)接

2.概述鍵、花鍵、銷聯(lián)接的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、選擇，及其強(qiáng)度計(jì)算。

聯(lián)接：動(dòng)聯(lián)接：鉸鏈

靜聯(lián)接：焊接

靜聯(lián)接

可拆聯(lián)接：不需損壞聯(lián)接中的任一零件；如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接等。

不可拆聯(lián)接：不損壞聯(lián)接中的謀一部分就不能拆開的聯(lián)接；如焊接、鉚接、膠接等。8．1 螺紋

8．1．1螺紋的類型和應(yīng)用

將一傾斜角為λ的直線繞在圓柱體上便形成一條螺旋線。

使一平面圖形（如三角形、矩形）沿著螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中此圖形始終通過圓柱體的軸線，于是便形成螺紋。按照平面圖形的形狀：

三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋 按照螺旋線的旋向： 左旋螺紋、右旋螺紋 按照螺旋線的數(shù)目：

單線螺紋、等距排列的多線螺紋 按照螺紋加工的位置 外螺紋、內(nèi)螺紋 按照螺紋的作用： 聯(lián)接螺紋、傳力螺紋 按照螺紋的母體形狀 圓柱螺紋、管螺紋 8．1．2螺紋的主要參數(shù)

1、大徑d：與外螺紋牙頂（內(nèi)螺紋牙底）相重合的假想圓柱面的直徑，即公稱直徑

2、小徑d1：與外螺紋牙底（內(nèi)螺紋牙頂）相重合的假想圓柱面的直徑，強(qiáng)度計(jì)算中用作危險(xiǎn)截面直徑的計(jì)算直徑。

3、中徑d2：外、內(nèi)螺紋的牙厚與牙間相等的圓柱直徑

4、螺距P：螺紋相鄰兩牙對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離

5、導(dǎo)程S：同一螺旋線上相鄰兩牙對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離

S= nP

n：螺紋線數(shù)

6、螺紋升角λ：在中徑圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。

7、牙型角α：螺紋軸向截面中，螺紋牙型兩側(cè)邊間的夾角； 牙側(cè)角β：螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線垂直平面的夾角 8．2 螺旋副的受力分析、自鎖和效率 8．2．1矩形螺紋 受力：滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)

上升

軸向力Q——外力

水平力F——驅(qū)動(dòng)力

滑塊沿斜面等速上升

F=Qtan（λ+ρ）

下降

F=Qtan（λ－ρ）

表明：

當(dāng)λ＞ρ，在力Q的作用下，滑塊有加速下滑的趨勢(shì)，為使滑塊等速下滑，必須施加一個(gè)向右（反方向）的水平力F。當(dāng)λ＜ρ時(shí)，F(xiàn)為負(fù)，為使滑塊勻速下滑，必須在滑塊上施加一個(gè)向左的水平力F，此時(shí)F是驅(qū)動(dòng)力 說明：Q無論多大，如不施加驅(qū)動(dòng)力F，滑塊不會(huì)下滑—→自鎖 8．2．2非矩形螺紋 自鎖條件：λ≤ρ’ 螺旋副的效率：

當(dāng)λ不變，β越大，效率越低。

矩形螺紋效率最高，其次鋸齒形螺紋、梯形螺紋，三角形螺紋效率最低。8．3機(jī)械制造常用螺紋

機(jī)械制造常用的三角形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋在我國(guó)均已標(biāo)準(zhǔn)化。

8．3．1三角形螺紋——用于聯(lián)接 1．三角形螺紋

1）普通螺紋——緊固

粗牙螺紋：螺距最大

細(xì)牙螺紋：其余螺距，2）管螺紋——有密封要求

非螺紋密封的管螺紋

螺紋密封的管螺紋

米制錐管紋

8．3．2梯形螺紋和鋸齒形螺紋 摩擦小、效率高——用于傳動(dòng)

梯形螺紋——對(duì)稱牙型——錐面貼緊——不易松動(dòng)——工藝性好——牙根強(qiáng)度高——對(duì)中性好 鋸齒形螺紋——外對(duì)稱——便于對(duì)中——只能用于單向受力 8．4 螺紋聯(lián)接的基本類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件 8．4．1螺紋聯(lián)接的基本類型

1、螺栓聯(lián)接

2、雙頭螺柱聯(lián)接

3、螺釘聯(lián)接

4、緊釘螺釘聯(lián)接 8．4．2標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件

1、螺栓

2、雙頭螺柱

3、螺釘

4、緊釘螺釘

5、螺母

6、墊圈 8．5螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松 8．5．1螺紋聯(lián)接的預(yù)緊

預(yù)緊力：聯(lián)接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到一個(gè)軸向力的作用。

目的：增強(qiáng)聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或相對(duì)滑動(dòng)，同時(shí)可提高聯(lián)接強(qiáng)度 預(yù)緊應(yīng)力的大小：80%ζs 方法：測(cè)力距扳手，定力矩扳手 8．5．2螺紋聯(lián)接的防松

一般情況下，可滿足自鎖、防松的目的是在沖擊、振動(dòng)、交變載荷、高溫等情況下出現(xiàn)松動(dòng)。防松的根本目的在于防止螺旋副相對(duì)運(yùn)動(dòng) 8．6螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

螺栓的主要失效形式：

螺栓桿被拉斷

螺栓桿被剪斷或螺栓桿和被聯(lián)接件外壁被壓潰 經(jīng)常拆卸時(shí)，因磨損而發(fā)生滑扣現(xiàn)象 螺紋牙的計(jì)算是根據(jù)等強(qiáng)度原則；

螺紋聯(lián)接的計(jì)算主要是根據(jù)螺栓的強(qiáng)度確定螺栓危險(xiǎn)截面的尺寸，即螺紋小徑d1，然后從標(biāo)準(zhǔn)中確定d及螺距P。8．6．1松螺栓聯(lián)接

裝配時(shí)，螺母不需要擰緊，在承受工作載荷前，螺栓不受力 8．6．2緊螺栓聯(lián)接

1、僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接

裝配時(shí)，螺母需要擰緊，螺栓處于拉伸和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)第四強(qiáng)度理論：

2、承受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接

用普通螺栓聯(lián)接承受橫向載荷時(shí)，由于預(yù)緊力的作用，將在接合面間產(chǎn)生摩擦力以抵抗工作載荷。即：摩擦力>工作載荷

可用各種剪載零件來承受橫向工作載荷，包括銷、剪載套、鍵等。用鉸制孔螺栓承受橫向載荷；

3、承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接

情況1：螺母與被聯(lián)接件接觸，但螺栓和被聯(lián)接件均未受力，二者都沒有發(fā)生變形 情況2：螺母擰緊，受預(yù)緊力作用； 螺栓受預(yù)緊力Q0——產(chǎn)生伸長(zhǎng)量δ被聯(lián)接件受Q0——產(chǎn)生壓縮量δ情況3：承受工作載荷后

螺栓受力由Q0 增加到Q，螺栓進(jìn)一步拉伸，則總拉伸量為δ被聯(lián)接件由Q0減小到Qr，壓縮量減少為δc0－Δδ 螺栓和被聯(lián)接件這種變形可用線圖表示： 對(duì)Qr 的要求：

8．7 螺栓聯(lián)接件的下料和許用應(yīng)力 材料：Q215、Q235、10、35、45鋼等； 許用應(yīng)力：表8—6 8．8提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施

螺栓的破壞——螺栓桿部分——疲勞斷裂——截面小，應(yīng)力集中處 8．8．1降低螺栓總拉力的變化范圍 總拉力在Q0——（Q0＋ΔQ）之間變化

則減小螺栓的剛度kb或增大被聯(lián)接件的剛度kc，可降低總拉力的變化范圍。采取：腰狀桿螺栓、空心螺栓

金屬墊片、O型密封元件 8．8．2改善螺紋牙上的載荷分布

螺栓受拉而螺距增大，螺母受壓而螺距變小，軸向載荷在旋合螺紋各圈間的分布不均勻。大部分載荷集中在前幾圈，八圈以后幾乎不承受載荷 加厚螺母不能提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度 采用懸置螺母

8．9鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接

8．9．1鍵連接的分類、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用

鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，用于實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有些鍵還能實(shí)現(xiàn)軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。鍵聯(lián)接：平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、鍥軸聯(lián)接，切向鍵聯(lián)接

1、平鍵聯(lián)接

鍵的兩側(cè)面為工作面，工作時(shí)靠鍵與鍵槽側(cè)面的相互擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、定心性好。平鍵分為：普通平鍵、導(dǎo)向平鍵

普通平鍵：靜聯(lián)接

A型（兩圓頭）B型（平頭）C型（單圓頭）A：鍵在鍵槽中固定良好，應(yīng)力集中大 B：應(yīng)力集中小，鍵的尺寸較大 C：用于軸端

導(dǎo)向平鍵：動(dòng)聯(lián)接，需固定，并沒有起鍵螺孔。

2、半圓鍵

b0＋Δc0 b0

δ

以兩側(cè)面為工作面

具有良好的定心性，繞其幾何中心擺動(dòng)，裝配方便 鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱大

3、鍥鍵聯(lián)接 工作面：上下表面

鍵的上表面和輪轂鍵槽的底部有1：100的斜度

工作時(shí)主要靠鍵的上表面與輪轂間的摩擦力來傳遞，能承受單向的軸向力。軸和輪轂軸線間會(huì)產(chǎn)生偏心和偏移

使用于定心要求不高，傳遞和載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合。

4、切向鍵聯(lián)接

切向鍵由一對(duì)斜度為1：100的鍥鍵組成 鍵的窄面為工作面

工作時(shí)，靠工作上的擠壓力和鍵與輪轂間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩 一個(gè)切向鍵：?jiǎn)蜗騻鬟f轉(zhuǎn)矩 兩個(gè)切向鍵：雙向傳遞轉(zhuǎn)矩 8．9．2平鍵聯(lián)接的選擇計(jì)算

1、平鍵尺寸的計(jì)算

鍵的截面尺寸：按軸的直徑d從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中選取

鍵的長(zhǎng)度：普通平鍵：鍵的長(zhǎng)度等于或略小于輪轂的長(zhǎng)度

導(dǎo)向平鍵：按輪轂長(zhǎng)度及滑動(dòng)距離而定 注：鍵長(zhǎng)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列

2、平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核

主要失效形式：工作面得壓潰，過載剪斷 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：工作面上的擠壓應(yīng)力

導(dǎo)向平鍵：失效形式：工作平面的過度磨損 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：工作面上的壓力

8．9．3花鍵聯(lián)接：軸和輪轂孔向均布的多個(gè)鍵齒構(gòu)成的聯(lián)接。工作面：齒的側(cè)面

特點(diǎn)：承載能力高，受力均勻，對(duì)軸和輪轂的強(qiáng)度削弱小，對(duì)中性和導(dǎo)向性好。適用：定心精度高，載荷大，經(jīng)常滑移的聯(lián)接 類型： 矩形花鍵：常用 漸開線花鍵：承載能力高 三角形花鍵：使用于薄壁零件 8．10銷聯(lián)接

用途：固定零件間的相對(duì)位置，傳遞不大的載荷，安全過載裝置 類型：

圓柱銷：過盈配合，多次裝拆合，其定位精度和可靠性下降 圓錐銷：1：50的錐度

安裝方便，定位精度高，可多次裝拆 端部帶有螺紋的圓錐銷：適用于盲孔或拆卸困難的場(chǎng)合。開尾圓錐銷：適用于有沖擊、振動(dòng)的場(chǎng)合。

開有縱向溝槽的圓錐銷：彈性變形、不易松脫、因而能承受振動(dòng)和變載荷。材料：35鋼、45鋼 第四篇

機(jī)械傳動(dòng) 第10章

齒輪傳動(dòng) 10．1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及類型 10．1．1特點(diǎn)：

效率高：最高達(dá)99.95% 結(jié)構(gòu)緊湊：在同樣的使用條件下，所需的空間尺寸小 工作可靠：齒與齒的嚙合傳動(dòng) 壽命長(zhǎng)：長(zhǎng)達(dá)一、二十年 傳動(dòng)比穩(wěn)定：i=Z2/ Z1

制造、安裝精度高，價(jià)格較貴，不適合傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。10．1．2類型

1、按照工作條件，閉式齒輪傳動(dòng)，開式齒輪傳動(dòng)

2、按照傳遞的速度：低速、高速

3、按照承載的大小：輕載、重載

4、按照齒輪的材料及熱處理工藝：軟齒面

硬齒面 10．1．3對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求

1、傳動(dòng)精確平穩(wěn)（第六章）

2、足夠的承載能力（本章重點(diǎn)講解）10．2齒輪的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 10．2．1齒輪的失效形式——主要指輪齒

1、輪齒折斷

彎曲疲勞折斷：齒根處的彎曲應(yīng)力最大，交變應(yīng)力、應(yīng)力集中；先裂紋、后折斷。過載折斷：輪齒在短時(shí)過載。

局部折斷：不準(zhǔn)確的安裝，制造，軸的變形。

增大齒根處圓角半徑，合理的熱處理，合理的選擇材料及采用變位齒輪。

2、齒面點(diǎn)蝕

長(zhǎng)期交應(yīng)變力——疲勞裂紋——擴(kuò)展——麻點(diǎn)狀小而淺的坑——點(diǎn)蝕

靠近節(jié)線處嚙合，相對(duì)滑動(dòng)速度低，油膜不易形成，點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處。閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式；

提高齒面的硬度，降低表面的粗糙度，增大綜合曲率半徑，增大潤(rùn)滑油的粘度。

3、齒面膠合

壓力大——溫度高——潤(rùn)滑油被擠出——兩齒面直接接觸，相互粘連——較軟的齒面形成溝紋——膠合 提高齒面的硬度，降低表面的粗糙度，合理選用材料，合理選用潤(rùn)滑油。

4、齒面磨損 雜質(zhì)的進(jìn)入

開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式

5、齒面塑性變形 過大的應(yīng)力作用 10．2．2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)——點(diǎn)蝕——按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)——驗(yàn)算輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)——輪齒折斷——按照齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)——驗(yàn)算齒面的接觸疲勞強(qiáng)度 開式齒輪傳動(dòng)——磨損和輪齒折斷——按照輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)——同時(shí)降低許用應(yīng)力 10．3齒輪的材料、熱處理及傳動(dòng)精度 10．3．1齒輪常用的材料

要求：較高的抗點(diǎn)蝕，抗磨損、抗膠合、抗塑性變形、抗折斷的能力 齒面要硬，齒芯要韌

常用的材料：碳素結(jié)構(gòu)鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼，鑄鋼，鑄塊、塑料、尼龍 10．3．2齒輪的熱處理

軟齒面（齒面硬度≤350HBS）

調(diào)質(zhì)和正火

硬齒面（齒面硬度＞350HBS）

表面淬火、表面滲碳淬火、滲氮淬火。

1、軟齒面齒輪的熱處理方法——調(diào)質(zhì)和正火

加熱后，空冷或油冷

慢慢降溫

小齒輪的齒面硬度>大齒輪的齒面硬度，壽命相近

2、硬齒面齒輪的熱處理方法——淬火 10．3．3齒輪傳動(dòng)的精度

齒輪公差分為：傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性、齒面上載荷分布的均勻性 齒厚極限偏差、等級(jí)

10．4直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的作用力及計(jì)算載荷 10．4．1直齒圓柱齒輪受力分析

受力分析——分度圓上嚙合——忽略摩擦力——集中力——作用在齒寬中點(diǎn)——沿嚙合線 法向力Fn分解為圓周力Ft和徑向力Fr 大小：

方向：

Ft：主動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向相反，從動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向相同 Fr：分別指向各自輪心 10．4．2計(jì)算載荷

載荷沿齒寬分布不均勻，附加動(dòng)載荷——引入載荷系數(shù)K 10．5直齒圓柱齒輪傳動(dòng)承載能力計(jì)算

10．5．1直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算

1、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

線接觸——受載后——彈性變形——面接觸 齒面接觸應(yīng)力——參照彈性力學(xué)中的赫茲公式

2、影響齒面接觸強(qiáng)度的參數(shù)和尺寸 1）系數(shù)335只適合鋼對(duì)鋼

如鋼對(duì)鑄鐵

335—→285 鑄鐵對(duì)鑄鐵

335—→250 2）從公式中分析得出：ζ設(shè)計(jì)時(shí)按較小值代入計(jì)算 3）降低ζH和增大〔ζH〕可提高齒面接觸疲勞強(qiáng)度； H1=ζH2

H1〕≠〔ζH2〕 但當(dāng)兩齒輪的材料及熱處理不同時(shí)，〔ζ

增大齒寬b或中心距a可降低ζH，b過大，造成載荷分布不均勻，因此提高a可行

結(jié)論：改變齒輪的幾何參數(shù)或提高齒面的硬度可提高齒面接觸疲勞強(qiáng)度； 10．5．2值齒圓柱齒輪傳動(dòng)的輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

1、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

假設(shè)：1）將齒輪視為懸壁梁；2）全部載荷僅由一對(duì)輪齒承擔(dān)3）集中力作用于齒頂 危險(xiǎn)截面的確定：

30°切線法：作與輪齒對(duì)稱中心線成30°夾角并與齒根過渡曲線相切的直線，認(rèn)為兩切點(diǎn)的連線是危險(xiǎn)截面的位置。法向力Fn分解為：

F1：使齒根產(chǎn)生彎曲應(yīng)力

F2：產(chǎn)生壓應(yīng)力，忽略

2、影響齒根彎曲強(qiáng)度的參數(shù)和尺寸

1）一般情況下，Z1≠Z2，YF1≠YF2，ζF1≠ζF2； 2）YF/〔ζF〕的比值不同

設(shè)計(jì)時(shí)代入較大值;3）提高輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的措施：提高m、b、Z1，但提高m 效果顯著 4）開式齒輪傳動(dòng)，（0.7---0.8）〔ζF〕 10．5．3齒輪的許用應(yīng)力 〔ζH〕=ζ

ζHlim /SH

〔ζF〕=ζFlim：圖Flim /SF

Hlim：圖10—6；

ζ10—7

長(zhǎng)期雙側(cè)工作，取0.7的系數(shù)。SH、SF：表10—5

10．6直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

1、齒數(shù)比u與齒數(shù)Z1

齒數(shù)比u其值恒大于1，而傳動(dòng)比i其值可大于1，也可小于1 當(dāng)i>1時(shí)

u=i 當(dāng)i<1

u=1/i 一般：u<8 降低小齒輪的嚙合次數(shù) 當(dāng) i≤4.5時(shí)，i允許有±2.5% 的誤差

I＞4.5時(shí)，i允許有±4% 的誤差 閉式——軟齒面——接觸疲勞強(qiáng)度——設(shè)計(jì)

a一定，降低m，增大Z1，增大重合度，提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減小齒頂圓直徑和毛坯直徑，降低成本。Z1=20——40 閉式——硬齒面——彎曲疲勞強(qiáng)度——設(shè)計(jì) Z1=17——20

2、模數(shù)

傳遞動(dòng)力的齒輪傳動(dòng)，模數(shù)m不宜過小；按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的m必須取標(biāo)準(zhǔn)值。經(jīng)驗(yàn)公式：閉式齒輪傳動(dòng)m≈(0.007—0.02)α

開式齒輪傳動(dòng)m≈0.02α 齒寬系數(shù)：

輪齒越寬，承載能力也越高，但齒寬過大，載荷分布不均勻，造成偏載。

閉式齒輪傳動(dòng)：ψa=0.3—0.6，常用ψa=0.4（0.35）

開式齒輪傳動(dòng)：ψa=0.1—0.3 10．7斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

10．7．1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析 忽略齒面間的摩擦力 大小：

方向：

10．7．2斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

作用力——法向平面內(nèi)——當(dāng)量直齒輪——用直齒輪的方法計(jì)算——重合度大，曲率半徑大——比直齒輪承載能力大 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件；

說明：1）鋼對(duì)鑄鐵：260；

鑄鐵對(duì)鑄鐵：228

2）a圓整為0或5

3）m的確定

4）β的確定

2、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 說明：YF按當(dāng)量齒數(shù)查表10-4 10．8直齒圓錐輪傳動(dòng)

10．8．1直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的受力分析

將輪齒上的分布力簡(jiǎn)化為作用于齒寬中點(diǎn)集中載荷。大小：

方向：

10．8．2直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

1、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

按齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪傳動(dòng)來計(jì)算；

說明：1）求出錐距R后，選擇Z1、Z2）確定大端模數(shù)

3）ψR(shí)=0.25—0.3 4）鋼對(duì)鑄鐵285，鑄鐵對(duì)鑄鐵250；

2、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

說明：1）YF按當(dāng)量齒數(shù)查表10-4按 2）mm與m的關(guān)系 10．9齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率 10．9．1齒輪的結(jié)構(gòu)

1、齒輪軸：將齒輪和軸做成一體

圓柱齒輪：齒根圓到鍵槽底部的距離e＜2m

圓錐齒輪：小端齒根圓到鍵槽底部的距離e＜1.6m

2、實(shí)心式齒輪：da≤160mm

3、腹板式齒輪：da=160——500mm

4、輪輻式齒輪da＞500mm

說明：齒輪與軸的聯(lián)接——平鍵

花鍵

10．9．2齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑

齒輪傳動(dòng)——相對(duì)滑動(dòng)——產(chǎn)生摩擦與磨損——效率下降——潤(rùn)滑；

潤(rùn)滑——減小磨損與發(fā)熱——防銹和降低噪聲——工作狀態(tài)及改變——預(yù)期壽命內(nèi)正常工作 方式：

開式齒輪傳動(dòng)通常用潤(rùn)滑油（脂）人工定期潤(rùn)滑 閉式齒輪傳動(dòng)按圓周速度v確定： v≤12m/s，油池潤(rùn)滑；

深度：圓柱齒輪，一個(gè)齒高，不應(yīng)小于10 mm

圓錐齒輪：浸入全齒寬 多級(jí)傳動(dòng)：帶油輪

底部距離：≦30——50 mm 2）v＞12m/s，噴油潤(rùn)滑 3）油的粘度的確定：表10-6 10．9．3齒輪傳動(dòng)的效率

功率損耗包括：嚙合中的摩擦損耗，攪油損耗，軸承中的摩擦損耗 10．10蝸桿傳動(dòng)

10．10．1蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析與受力分析

1、蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析

目的：確定蝸桿與蝸輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系及齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度 蝸桿主動(dòng)——利用左右手法則 四指——蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向

拇指——蝸桿有沿軸線方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 蝸輪——向相反的方向運(yùn)動(dòng) 相對(duì)滑動(dòng)速度：

Vs越大，容易形成油膜

齒面間的摩擦因數(shù)下降，提高效率，承載能大； Vs過大：易產(chǎn)生磨損和膠合

2、蝸桿傳動(dòng)的受力分析 大小：

方向：

10．10．2蝸桿傳動(dòng)的失效形式，材料和結(jié)構(gòu)

1、蝸桿傳動(dòng)的失效形式和常用材料

失效形式：齒面點(diǎn)蝕，齒面膠合，齒面磨損，輪齒折斷；

由于材料和結(jié)構(gòu)的不同，蝸桿螺旋齒部分的強(qiáng)度高于蝸輪輪齒的強(qiáng)度，因而失效總發(fā)生在蝸輪。閉式蝸桿傳動(dòng)——蝸輪輪齒——齒面膠合 開式蝸桿傳動(dòng)——蝸輪輪齒——磨損

對(duì)蝸桿，蝸輪材料的要求：足夠的強(qiáng)度，良好減摩耐磨性，抗膠合能力。蝸桿材料：碳素鋼、合金鋼

蝸輪材料：鑄造錫青銅，Vs=5——15 m/s 鑄造鋁鐵青銅，Vs＜8m/s 灰鑄鐵，Vs＜2m/s

2、蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)

蝸桿——蝸桿軸——蝸桿和軸形成一體

蝸輪：整體式：鑄鐵蝸輪或d＜100mm的青銅蝸輪

組合式：齒圈用青銅，輪芯用鑄鐵或鋼 10．10．3蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

失效——膠合、磨損——無完整計(jì)算方法 只對(duì)蝸輪齒面進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算；

10．10．4圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率：潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算

1、蝸桿傳動(dòng)的效率

功率損耗包括：輪齒嚙合的功率損耗、軸承摩擦損耗及濺油損耗。提高效率，可增大導(dǎo)程角λ，即采用多頭螺桿；

但λ過大，加工困難；且當(dāng)λ＞28°時(shí)，效率提高很小。當(dāng)λ≤ρ’自鎖，蝸桿傳動(dòng)的效率η＜50%

2、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑

摩擦、磨損、發(fā)熱易嚴(yán)重——潤(rùn)滑十分重要 油池潤(rùn)滑，蝸桿在下；一個(gè)齒高

蝸桿在上：蝸輪半徑的1/6——1/3

3、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算

效率低，發(fā)熱量大，結(jié)構(gòu)緊湊，箱體的散熱面積小； 不及時(shí)散熱——齒面膠合 轉(zhuǎn)化為熱量的摩擦損耗功率： 自冷，箱體表面散熱功率： 達(dá)到熱平衡：

超過溫度允許值，可采用如下措施

合理設(shè)計(jì)箱體機(jī)構(gòu)，加散熱片，增大散熱面積

提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，加裝風(fēng)扇，冷卻水管，循環(huán)油冷卻。第11章

輪系 11．1 輪系的類型

1．輪系：由一系列齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。

2．輪系的作用：獲得大的傳動(dòng)比，變速或換向傳動(dòng)。3．輪系的類型：

1）定軸輪系：輪系中所有齒輪的幾何軸線位置都是固定不動(dòng)。

2）周轉(zhuǎn)輪系：輪系中至少有一個(gè)齒輪的軸線是繞位置固定的另一齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。行星輪：軸線繞位置固定的齒輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。

行星架（轉(zhuǎn)臂或系桿）：支承行星輪的構(gòu)件。

中心輪（太陽輪）：軸線固定不動(dòng)的齒輪。11．2 定軸輪系及其傳動(dòng)比

1．一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比：主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的角速度或轉(zhuǎn)速之比。

2．輪系的傳動(dòng)比：該輪系首輪與末輪（或輸入軸與輸出軸）的角速度或轉(zhuǎn)速之比。iab=ωa/ωb=na/nb

3．在計(jì)算輪系的傳動(dòng)比時(shí)，不但要求出首、末兩輪速比的大小，而且需確定兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。當(dāng)首、末兩輪軸線平行，用“+”表示兩輪轉(zhuǎn)向相同，用“-”表示兩輪轉(zhuǎn)向相反；當(dāng)首、末兩輪軸線不平行，用箭頭標(biāo)注兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系。4．定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算：

惰輪：不影響傳動(dòng)比的大小，僅用于改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向或增大兩軸間距離的齒輪。5．首、末兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定：

1）輪系中所有齒輪的軸線平行，用（-1）m確定；2）首、末兩輪軸線平行，用箭頭確定后，用“+”或“-”表示； 3）首、末兩輪軸線不平行，用箭頭標(biāo)注兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系； 11．3 周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比 11．3．1周轉(zhuǎn)輪系的分類

1．按周轉(zhuǎn)輪系自由度分類： 行星輪系→自由度等于1 差動(dòng)輪系→自由度等于2 2．按中心輪數(shù)目分類

2K—H型：兩個(gè)中心輪，一個(gè)行星架。3K型：三個(gè)中心輪。

K—H—V型：一個(gè)中心輪，一個(gè)行星架，一個(gè)輸出構(gòu)件。11．3．2周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

周轉(zhuǎn)輪系→運(yùn)動(dòng)的軸線→反轉(zhuǎn)法→固定行星架 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式： 說明：

齒輪G、齒輪K、行星架H的軸線必須平行； nG、nK、nH為代數(shù)值，有正負(fù)之分；

周轉(zhuǎn)輪系中有空間齒輪時(shí)，等式右邊的正負(fù)號(hào)必須用畫箭頭的方法確定； 11．4 復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比

1．復(fù)合輪系：由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系，或由幾個(gè)單一周轉(zhuǎn)輪系組成的輪系。2．復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法：區(qū)分定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系，分別計(jì)算，聯(lián)立求解。3．區(qū)分定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的方法： 1）先找?guī)缀屋S線運(yùn)動(dòng)的行星輪；

2）支承行星輪的是行星架，行星架的類型很多；

3）中心輪：幾何軸線與行星架回轉(zhuǎn)軸線相重合，且直接與行星輪相嚙合的定軸齒輪。11．4 輪系的應(yīng)用

11．5．1實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)11．5．2獲得大傳動(dòng)比11．5．3實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)動(dòng)11．5．4實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解11．5．5實(shí)現(xiàn)換向運(yùn)動(dòng) 第12章

帶傳動(dòng)

1．闡述帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)、特性和應(yīng)用。

2．重點(diǎn)分析帶傳動(dòng)的受力、應(yīng)力和失效形式，據(jù)此確定出帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并介紹普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。12．1概述

1、帶傳動(dòng)得組成：主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪、傳動(dòng)帶組成

2、帶傳動(dòng)的工作原理：依靠帶與帶輪之間的摩擦力拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

3、帶傳動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合：兩軸平行且轉(zhuǎn)向相同的場(chǎng)合

4、帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：1）適合中心距較大的傳動(dòng)； 2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉； 3）帶具有良好的撓性，可緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)； 4）過載打滑，防止損壞其他零件；

5、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：1）同樣功率，傳動(dòng)的外廓尺寸大；2）彈性滑動(dòng)，傳動(dòng)比不能保證恒定； 3）帶的壽命較短； 4）有時(shí)需要張緊裝置；

6、帶傳動(dòng)的主要參數(shù)：v=5—25m/s i≤7 η=0.92—0.97 P=700kW

7、帶的類型：平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多鍥帶傳動(dòng)，同步帶傳動(dòng)。傳動(dòng)帶均制成無接頭的環(huán)行。

平帶：橫截面——扁平矩形；工作面——內(nèi)表面；結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，帶輪制造容易。V帶：橫截面——等腰梯形；工作面——兩側(cè)面；傳動(dòng)能力大，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。多鍥帶：平帶與V帶的共同優(yōu)點(diǎn)

8、帶傳動(dòng)的張緊：自動(dòng)張緊、定時(shí)張緊

9、帶傳動(dòng)中幾何參數(shù)之間的關(guān)系 1）包角：帶與帶輪接觸弧所對(duì)得圓心角。2）帶長(zhǎng)： 3）中心距： 12．2帶傳動(dòng)工作情況的分析 12．2．1帶傳動(dòng)的受力分析

帶傳動(dòng)要有一定的初拉力F0——產(chǎn)生正壓力——摩擦力Ff

帶工作時(shí)：繞上主動(dòng)輪的一邊被拉緊，拉力由F0 增加到F1 —→緊邊 繞上從動(dòng)輪的一邊被放松，拉力由F0 減小到F2 —→松邊 工作時(shí)帶的總長(zhǎng)不變，則

F1－F0= F0－F

2即 F0=（F1+F2）/2 圓周力（有效拉力）：兩邊拉力之差，即 Fe= F1－F2 帶傳遞的功率為: 分析：最大有效拉力及影響因素

以平帶為例，忽略傳動(dòng)帶做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心力的影響。分析：

1）初拉力F0：Fec與 F0成正比，F(xiàn)0越大，摩擦力越大，傳動(dòng)能力越強(qiáng)，帶的壽命短。2）包角α：α與Fec成正比，α越大，總摩擦力越大，傳動(dòng)能力越強(qiáng)。3）摩擦因數(shù)f：f與Fec成正比。V帶傳動(dòng)：

V帶傳動(dòng)的最大有效圓周力大于平帶傳動(dòng)。12．2．2帶的應(yīng)力分析

1、拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力、松邊拉應(yīng)力

2、離心力所產(chǎn)生的拉應(yīng)力 3:、彎曲應(yīng)力

分析：最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞上小帶輪處。

傳遞：帶的應(yīng)力——交變應(yīng)力——循環(huán)一定次數(shù)——疲勞破壞

12．2．3帶的彈性滑動(dòng)和打滑

由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。

彈性滑動(dòng)-----從動(dòng)輪的圓周速度v2 總是低于主動(dòng)輪的圓周速度v1，其降低值用滑動(dòng)率ε 表示： 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比：

由于ε 很小，一般不考慮：

打滑：工作時(shí)，當(dāng)帶傳動(dòng)需要的圓周力超過最大有效拉力Fec時(shí)，帶與帶輪間就會(huì)發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)。12．3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12．3．1概述 1.V帶的組成及作用。頂膠：承受彎曲時(shí)的拉伸。

抗拉體：用于承受拉力，由簾布或線繩組成。底膠：承受彎曲時(shí)的壓縮。包巾：耐磨的橡膠帆布，保護(hù)作用。

2、帶的各部分名稱和參數(shù)：

節(jié)面：當(dāng)V帶彎曲時(shí)，頂膠伸長(zhǎng)，底膠縮短，只有在兩者中間的的中性層長(zhǎng)度不變。節(jié)寬 ：帶的節(jié)面寬度。帶彎曲時(shí)，節(jié)寬保持不變。相對(duì)高度：V帶的高度h與節(jié)寬bd的比值。

帶輪的基準(zhǔn)直徑：與相配用V帶的節(jié)寬bd相對(duì)應(yīng)的直徑。

基準(zhǔn)長(zhǎng)度：在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度稱為基準(zhǔn)長(zhǎng)度。V帶的公稱長(zhǎng)度以基準(zhǔn)長(zhǎng)度bd表示。

普通V帶：楔角θ =40°，相對(duì)高度為0.7的V帶。V帶標(biāo)準(zhǔn)化，按截面尺寸的不同，分為Y.Z.A.B.C.D.E Y型帶承載能力最小，E型帶承載能力最大 12．3．2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及單根V帶的基本額定功率 1.帶傳動(dòng)的主要失效形式：打滑，疲勞破壞。

2.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。3.V帶的基本額定壽命：

在載荷平穩(wěn)，包角 =180°、持定長(zhǎng)度的條件下，單根V帶的基本額定功率值見表12—2 對(duì)P0值進(jìn)行修正，得單根V帶所能傳遞的許用功率。12．3．3普通V帶的型號(hào)和根數(shù)的確定。

1．計(jì)算功率： 2．帶的型號(hào)的確定： 3．帶的根數(shù)的確定： 12．3．4主要參數(shù)的選擇和計(jì)算。

1.選擇帶輪直徑，驗(yàn)算帶速： 2.選擇中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度、驗(yàn)算小輪的包角： 3.確定帶的初拉力： 4.計(jì)算壓軸力：

總結(jié) 設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)的原始數(shù)據(jù)：傳遞的功率P、帶輪的轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、傳動(dòng)位置要求、工作條件。設(shè)計(jì)內(nèi)容：帶的截型、長(zhǎng)度、根數(shù)、傳動(dòng)中心距、帶輪直徑、結(jié)構(gòu)尺寸。12．4 V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)帶輪的要求：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量均勻，高的表面精度，輪槽的尺寸和角度具有一定的精度。

帶輪的材料：鑄鐵； 鑄鋼，高速； 鑄鋁，塑料，小功率； 結(jié)構(gòu)：實(shí)心式 d：軸的直徑 孔板式、腹板式 輪幅式： 12．5 其他帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介 12．5．1高速帶傳動(dòng)。

要求：傳動(dòng)可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，壽命長(zhǎng)。12．5．2同步帶傳動(dòng)

優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比恒定，結(jié)構(gòu)緊湊，帶速高，傳動(dòng)比大，傳遞功率大，效率高。缺點(diǎn)：價(jià)格高 第14章

軸

1．介紹軸的功用、分類和軸的材料。

2．闡明軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸的強(qiáng)度和剛度計(jì)算方法。14．1 軸的功用和類型

1．軸的功用：用來支承旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2．軸的分類：

1）根據(jù)承載性質(zhì)的不同。

轉(zhuǎn)軸：既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩

傳動(dòng)軸：主要傳遞轉(zhuǎn)矩 心軸：只承受彎矩不傳遞轉(zhuǎn)矩 2）根據(jù)軸線的形狀不同 直軸：軸線為一直線。

曲軸：軸線為相互平行的直線。撓性鋼絲軸：軸線為一曲線。14．2 軸的材料 1．對(duì)軸的材料的要求：

具有足夠的速度、對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小以及良好的工藝性。2．軸的材料：

1）碳素鋼：35、45、50、Q235、Q275等 熱處理：正火，調(diào)質(zhì) 2）合金鋼：20Cr.20CrMnTi 力學(xué)性能好，價(jià)格高，有特殊要求。

3）球墨鑄鐵：成本低，吸振性好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小，強(qiáng)度較高。14．3 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸的直徑

1．原因：支點(diǎn)間的跨距未知→無法計(jì)算彎矩→無法計(jì)算當(dāng)量彎矩

2．軸的設(shè)計(jì)過程：初估軸的直徑→軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→確定軸的形狀和尺寸→按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 3．初估軸的直徑——最細(xì)處的直徑——只傳遞扭矩

圓截面的軸：

對(duì)于既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩的軸，可用上式，但需降低許用扭切應(yīng)力。得按轉(zhuǎn)矩初算的設(shè)計(jì)公式：

C：由軸的材料和承載情況確定的常數(shù) 14．4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——將軸設(shè)計(jì)為階梯形——確定各段的軸頸和長(zhǎng)度 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：

1．軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置（定位）

2．軸應(yīng)便于加工，軸上零件應(yīng)易于裝拆（制造安裝要求）3．各零件牢固而可靠地相對(duì)固定（固定）4．盡量減小應(yīng)力集中 14.4.1軸上零件的定位

軸肩：階梯軸上截面變化處，起軸向定位作用 定位：軸肩、套筒、相關(guān)的零件 14.4.2制造安裝要求

軸的直徑：從一端逐漸向中間增大—→可依次裝、拆軸上的零件 倒角：零件易于安裝—→軸端和各軸段的端部 砂輪越程槽：軸上磨削的軸段，裝滾動(dòng)軸承處 螺紋退刀槽：車制螺紋的軸段，裝圓螺母

要求：軸的形狀，尺寸應(yīng)力要求簡(jiǎn)單，便于軸的加工，盡量減少軸上零件的數(shù)目，減輕重量 軸上與滾動(dòng)軸承相配合的軸徑應(yīng)符合滾動(dòng)軸承的內(nèi)孔尺寸。14.4.3軸上零件的固定 軸向定位

軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈、圓錐面、緊定螺釘、彈性擋圈 說明：

1、采用套筒、螺母、軸端擋圈作軸向固定時(shí)，應(yīng)保證軸段的長(zhǎng)度小于零件輪轂的長(zhǎng)度2-3mm 為了保證軸上零件緊靠定位面，軸肩的圓角半徑r 必須小于相配零件的倒角C1 或圓角半徑R, 軸肩的高度h必須大于C1 或R。

2、周向固定

鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、過盈配合、緊定螺釘 注意：同一軸上多個(gè)鍵，應(yīng)加工在同一直線上。14.4.4減小應(yīng)力集中

零件截面發(fā)生突變處—→應(yīng)力集中

1、各段階梯的直徑變化均勻，避免截面尺寸的劇變。

2、截面變化處采用圓角過渡且半徑不應(yīng)過小。

3、改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

14．5 軸的強(qiáng)度計(jì)算（彎扭合成法）

繪制零件草圖—→軸承的位置、軸上載荷的性質(zhì)、大小、方向、作用點(diǎn)—→受力分析—→繪出彎矩圖、扭矩圖—→彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算。

對(duì)于一般鋼制的轉(zhuǎn)軸，按第三強(qiáng)度理論。求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量應(yīng)力：

彎曲應(yīng)力—→對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，扭切應(yīng)力—→脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，二者的循環(huán)特性不同，引入修正條件。按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸徑的一般步驟。

將外載荷分解到水平面和垂直面內(nèi)，分別求出水平面支反力和垂直面支反力。繪制垂直直面彎矩圖和水平面彎矩圖。繪出合成彎矩圖。繪制轉(zhuǎn)矩T圖。

彎扭合成，繪當(dāng)量彎矩圖。求出危險(xiǎn)截面的軸徑。

說明：

1、有鍵槽，軸徑增大4%。

2、d計(jì)計(jì)算的軸徑，d結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸徑

d計(jì)＞d結(jié)—→強(qiáng)度不夠、修改、重新計(jì)算

d計(jì)＜d結(jié)—→以結(jié)構(gòu)計(jì)算為準(zhǔn)。14．6 軸的剛度計(jì)算

剛度：撓度、偏轉(zhuǎn)度、扭轉(zhuǎn)角 14.6.1彎曲變形計(jì)算

1、等直徑的軸可按撓曲線近似微分方程式積分求解

2、對(duì)于階梯軸可按變形解法求解 14.6.2扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算

1、等直徑軸：材料力學(xué)中的扭轉(zhuǎn)變形公式求解

2、階梯軸：可用求和的公式求解

第15章

軸承

軸承的功用：支承軸及軸上零件，保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，減小軸與支承之間的摩擦和磨損，并承受載荷。

15．2 滾動(dòng)軸承的組成、類型及特點(diǎn)

滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)：摩擦阻力小，啟動(dòng)靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高、潤(rùn)滑和維修方便，標(biāo)準(zhǔn)件，價(jià)格低。15.2.1滾動(dòng)軸承的組成

內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架組成。

內(nèi)圈與軸頸配合，隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，采用基孔制，過盈配合。外圈與軸承孔配合，外圈一般不轉(zhuǎn)動(dòng)，采用基軸制，間隙配合 滾動(dòng)體：滾動(dòng)體沿著滾道滾動(dòng)；

球形，圓柱形，圓錐形，腰鼓形，滾針形。保持架：把滾動(dòng)體均勻分開。

材料：內(nèi)圈，外圈，滾動(dòng)體—→軸承鋼

保持架—→碳鋼 15.2.2滾動(dòng)軸承的類型及特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)特性

接觸角：滾動(dòng)體與外圈滾道接觸點(diǎn)的法線與軸承徑向平面之間的夾角。

接觸角α愈大，軸承承受軸向載荷的能力愈大。2）偏位角：軸承內(nèi)、外圈中心線的夾角。

2、滾動(dòng)軸承的分類：

1）按滾動(dòng)體的形狀：球軸承、滾子軸承

球軸承：點(diǎn)接觸、承載能力低，耐沖擊性高，摩擦阻力小，極限轉(zhuǎn)速高，價(jià)格低。滾子軸承：線接觸，承載能力高，耐沖擊，摩擦阻力大，價(jià)格高。2）按滾動(dòng)體的列數(shù)：?jiǎn)瘟?雙列 多列

3）按工作時(shí)能否自動(dòng)調(diào)心：調(diào)心軸承，非調(diào)心軸承 4）按所能承受載荷的方向或接觸角的不同：

向心軸承：徑向接觸軸承（α=0°），只能承受徑向載荷； 向心角接觸軸承（0°＜α≤45°），隨α的增大，軸向承載能力也增大

推力軸承：軸向接觸軸承（α=90°），只能承受軸向載荷； 推力角接觸軸承（45°＜α≤90°），隨α的減小，徑向承載能力增大

3、滾動(dòng)軸承的分類 表15-4 15．3 滾動(dòng)軸承的代號(hào)

滾動(dòng)軸承的代號(hào)是表示其結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級(jí)和技術(shù)性能等特征的產(chǎn)品代號(hào)，由字母和數(shù)字組成 滾動(dòng)軸承代號(hào)的構(gòu)成：基本代號(hào)、前置代號(hào)、后置代號(hào)

15.3.1基本代號(hào)：

基本代號(hào)表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸；

基本代號(hào)由軸承類型代號(hào)、尺寸系列代號(hào)、內(nèi)經(jīng)代號(hào)構(gòu)成 類型代號(hào)：用數(shù)字和字母表示.表15-6 尺寸系列代號(hào)：由軸承的寬（高）度系列代號(hào)和直徑系列代號(hào)組成

軸承的直徑系列代號(hào)是指結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)經(jīng)相同而外徑和寬度方面不同的系例； 用7，8，9，0，1，2，3，4表示 →增大

軸承的寬（高）度系列代號(hào)是指結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑和直徑系列相同的軸承，在寬（高）度方面不同的系列 用0，1，2，3，4，5，6表示 →增大 內(nèi)徑代號(hào)：表15-8 15.3.2前置代號(hào)和后置代號(hào)

前置代號(hào)：用字母表示成套軸承的分部件 后置代號(hào)：

1）同一類型軸承的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2）軸承的公差等級(jí) 3）軸承的徑向游隙

15．4 滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算 15.4.1滾動(dòng)軸承類型的選擇 選擇時(shí)主要考慮以下因素： 載荷條件：載荷大小、方向、性質(zhì) 大載荷 沖擊載荷 線接觸的滾子軸承 小載荷 中等載荷 點(diǎn)接觸的球軸承 純徑向載荷：深溝球軸承、圓柱滾子軸承 純軸向載荷：推力軸承 既受徑向載荷又受軸向載荷：

Fr大、Fa小：深溝球軸承、接觸角較小的角接觸球軸承、圓錐滾子軸承 Fr小、Fa小：接觸角較大的角接觸軸承 Fa很大：推力角接觸軸承 轉(zhuǎn)速條件：極限轉(zhuǎn)速 n↑ 球軸承 裝調(diào)性能 調(diào)心性能 經(jīng)濟(jì)型

15.4.2滾動(dòng)軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 失效形式：

點(diǎn)蝕 塑性變形 磨損 計(jì)算準(zhǔn)則：

①.10r/min＜n＜nlim 主要失效形式是點(diǎn)蝕，以疲勞強(qiáng)度計(jì)算為依據(jù)進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算

②.n＜ 10r/min 靜應(yīng)力作用，主要失效形式是塑性變形，以不發(fā)生塑性變形為準(zhǔn)則的靜強(qiáng)度計(jì)算 15.4.3滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷

壽命：軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體或滾道出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)速，或軸承在恒定轉(zhuǎn)速 下的總工作小時(shí)數(shù)。可靠度：同一條件下，一組同一型號(hào)的軸承所能達(dá)到或超過某一規(guī)定壽命的百分率。基本額定壽命：一批在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的同一型號(hào)軸承，其可靠度為90%時(shí)的壽命。

壽命的單位為總轉(zhuǎn)數(shù)，用L10表示

壽命的單位也可用工作小時(shí)數(shù)，用Lh表示

基本額定動(dòng)載荷：基本額定壽命為L(zhǎng)10=10 轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的最大載荷。

6用C表示

向心軸承 基本額定動(dòng)載荷→徑向載荷→徑向額定動(dòng)載荷Cr 推力軸承 基本額定動(dòng)載荷→軸向載荷→軸向額定動(dòng)載荷Ca 當(dāng)量動(dòng)載荷

軸承受徑向和軸向載荷的聯(lián)合作用，轉(zhuǎn)化為等效的當(dāng)量動(dòng)載荷P ⑴、對(duì)于只承受線徑向載荷的向心軸承 2)對(duì)于只承受純軸向載荷的推力軸承

3）對(duì)于同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷的深溝球軸承和角接觸軸承

3、滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算 實(shí)驗(yàn)—→壽命的計(jì)算式

4、向心角接觸軸承軸向載荷的計(jì)算 1）向心角接觸軸承的內(nèi)部軸向力

向心角接觸軸承（3類、7類）—→受徑向力—→產(chǎn)生內(nèi)部軸向力S S的方向：外圈的寬邊指向窄邊 S的大小：由表15-13確定

問題：如何考慮外載荷Ka 和S的共同作用 2）向心角接觸軸承的軸向載荷計(jì)算 安裝：兩個(gè)軸承成對(duì)使用對(duì)稱安裝 正裝：外圈窄邊相對(duì)（面對(duì)面）反裝：外圈窄邊相背（背對(duì)背）計(jì)算時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮S和Ka 的共同作用 計(jì)算向心角接觸軸承向載荷Fa 的步驟 1）確定S的方向和大小

2）根據(jù)S1+ S2+Ka 的指向，確定壓緊與放松的軸承 正裝：軸向合力指向的一端為緊端 反裝：軸向合力指向的一端為松端 3）確定軸承所收的總軸向力 松端——僅為其內(nèi)部軸向力，緊端——除去本力的內(nèi)部軸向力后其余各軸向力的代數(shù)和，15.4.4滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算

n＜10r/min 靜應(yīng)力作用，主要失效形式是塑性變形，以不發(fā)生塑性變形為準(zhǔn)則的靜強(qiáng)度計(jì)算 基本額定靜載荷：承受最大載荷滾動(dòng)體與滾道接觸中心處引起以下接觸應(yīng)力時(shí)的載荷，調(diào)心球軸承：4600MPa、其它球軸承：4200MPa、所有滾子軸承400MPa 向心軸承——徑向額定靜載荷 推力軸承——軸向額定載荷 當(dāng)量靜載荷 靜強(qiáng)度計(jì)算

15．5 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) 15．5．1軸承內(nèi)外圈的軸向固定方法 15．5．2軸承組的軸向固定

1、兩端固定

2、一端固定

一端游動(dòng) 15．5．3軸承組合的軸向調(diào)整

1、軸承間隙的調(diào)整

1）調(diào)整墊片2）調(diào)整環(huán)3）調(diào)節(jié)螺釘

2、軸承組合的軸向調(diào)整 15．5．4滾動(dòng)軸承的預(yù)緊

預(yù)緊：受載前，受到軸向壓緊力作用 目的：提高軸承的剛度和旋轉(zhuǎn)精度 方法:磨窄內(nèi)圈（用于反裝）

磨窄外圈（用于正裝）15．5．5滾動(dòng)軸承的配合與裝拆

1、滾動(dòng)軸承的配合

內(nèi)圈與軸頸—→采用基孔制—→過盈的過度配合 外圈與軸承座孔—→采用基軸制

2、滾動(dòng)軸承的裝拆 安裝、冷壓裝、熱裝法 拆卸

軸上定位軸肩的高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈高度 15．5．6滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑與密封 1.、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑劑：潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油 潤(rùn)滑劑的選擇：按dn值選擇

小：選用脂潤(rùn)滑

特點(diǎn)：易于密封、承載能力高

大：選用油潤(rùn)滑

特點(diǎn)：摩擦因數(shù)小，潤(rùn)滑可靠，有散熱和清洗的作用。方式：

油浴潤(rùn)滑：適用中、低速的軸承 飛濺潤(rùn)滑：閉式齒輪傳動(dòng)的主要潤(rùn)滑方式

噴油潤(rùn)滑：適用于轉(zhuǎn)速高、載荷大，要求潤(rùn)滑可靠的軸承 油霧潤(rùn)滑：適用于高速、高溫的軸承

2、密封

作用：避免潤(rùn)滑劑的流失，防止灰塵進(jìn)入 方式：接觸式、外接觸式

第16章

聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器 16．1 概述

聯(lián)軸器和離合器的作用：主要用來聯(lián)接軸與軸，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，有時(shí)也可用作安全裝置。

聯(lián)軸器和離合器的區(qū)別：聯(lián)軸器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使兩軸不能分離，只有在機(jī)器停止轉(zhuǎn)動(dòng)并將其拆開后，兩軸才能分離；離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時(shí)接合與分離。

制動(dòng)器的功用：使機(jī)器迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以用來減低或調(diào)整機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。聯(lián)軸器、離合器、制動(dòng)器已標(biāo)準(zhǔn)化 16．2 聯(lián)軸器

兩軸相對(duì)位置的偏移：軸向、徑向、偏角 聯(lián)軸器的分類：剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸器：

固定式剛性聯(lián)軸器：不能補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移 移動(dòng)式剛性聯(lián)軸器：能補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移

彈性聯(lián)軸器：利用彈性元件的變形來補(bǔ)償相對(duì)位移，還具有吸振和緩沖的能力。16．2．1固定式剛性聯(lián)軸器

套筒聯(lián)軸器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，被聯(lián)接的兩軸能嚴(yán)格地同步轉(zhuǎn)動(dòng)，有安全保護(hù)的作用；拆裝不方便。凸緣聯(lián)軸器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，對(duì)中精確可靠；不能吸振和緩沖，不能消除連軸之間的安裝誤差。16．2．2可移式剛性聯(lián)軸器

1、滑塊聯(lián)軸器：可補(bǔ)償安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸間的位移。

2、齒輪聯(lián)軸器：具有徑向、軸向和角度位移補(bǔ)償?shù)墓δ埽灰蒲a(bǔ)償能力強(qiáng)；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，制造成本高。

3、萬向聯(lián)軸器：允許兩軸間有較大的夾角。

16．2．3彈性聯(lián)軸器

1、彈性套柱銷聯(lián)軸器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，易于制造；壽命較短。

2、彈性柱銷聯(lián)軸器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，壽命長(zhǎng)，具有一定的吸振和緩沖的能力。

3、輪胎式聯(lián)軸器：具有良好的吸振和緩沖的能力，能有效地降低動(dòng)載荷。16．3 離合器

根據(jù)工作原理：嚙合式、摩擦式

要求：接合平移，分離迅速而徹底，操縱方便省力，工作可靠，調(diào)整維修方便，耐磨性和散熱性能好。牙嵌式離合器 摩擦式離合器 電磁粉末離合器 超越離合器

16．4 聯(lián)軸器和離合器的選用 聯(lián)軸器、離合器——標(biāo)準(zhǔn)化、系列化

根據(jù)機(jī)械的工作要求（同心條件、載荷、速度、安裝、維修、使用、外形等），選擇類型，再按直徑、轉(zhuǎn)速和計(jì)算轉(zhuǎn)矩選擇型號(hào)和尺寸，必要時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核。16．4．1類型選擇

低速、重載、要求對(duì)中的大剛性軸—→剛性聯(lián)軸器（如凸緣聯(lián)軸器）

低速、剛性小、有偏斜的軸—→可移式剛性聯(lián)軸器或彈性聯(lián)軸器（如滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器或彈性套柱銷聯(lián)軸器）高速、變載，啟動(dòng)頻繁的軸—→有緩沖及減振能力的彈性聯(lián)軸器

2、低速、重載、要求對(duì)中—→牙嵌式離合器

低速、剛性小、有偏移的軸—→摩擦式離合器 高速、變載、啟動(dòng)頻繁的軸，雙向傳動(dòng)—→摩擦離合器

高速、變載、啟動(dòng)頻繁的軸，單向傳動(dòng)—→超越離合器 16．4．2型號(hào)和尺寸選擇

根據(jù)軸的直徑、轉(zhuǎn)速、計(jì)算轉(zhuǎn)矩——確定型號(hào)和尺寸 計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tc=KT 16．5 制動(dòng)器16．5．1抱塊式制動(dòng)器16．5．2內(nèi)漲蹄式制動(dòng)器16．5．3帶式制動(dòng)器