最新機(jī)械設(shè)計(jì)課程的主要內(nèi)容

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程的主要內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)課程的主要內(nèi)容總論總論齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)軸及軸系零、部件軸及軸系零、部件蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器聯(lián)接聯(lián)接機(jī)械零部件的潤滑與密封機(jī)械零部件的潤滑與密封彈簧彈簧機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的組成機(jī)械系統(tǒng)的組成(1)(1) 動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng) 提供動(dòng)力、實(shí)施能量轉(zhuǎn)換提供動(dòng)力、實(shí)施能量轉(zhuǎn)換 如：水輪機(jī)如：水輪機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)機(jī)械能機(jī)械能水能水能( (自然界能源自然界能源) )電能電能( (二次能源二次能源) )(2)(2) 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) 將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力

2、和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置 功能：功能：減速減速 變速變速 傳遞動(dòng)力傳遞動(dòng)力 改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律 多驅(qū)動(dòng)多驅(qū)動(dòng)(3)(3) 執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng) 直接完成預(yù)定任務(wù)的裝置直接完成預(yù)定任務(wù)的裝置(4)(4) 操縱及控制系統(tǒng)操縱及控制系統(tǒng)使各部分協(xié)調(diào)動(dòng)作使各部分協(xié)調(diào)動(dòng)作(5)(5) 輔助裝置輔助裝置 如冷卻、潤滑、記數(shù)、照明如冷卻、潤滑、記數(shù)、照明機(jī)械能機(jī)械能性質(zhì)和任務(wù)性質(zhì)和任務(wù)1.1.性質(zhì)性質(zhì)2.2.任務(wù)任務(wù)3.3.機(jī)械零件設(shè)計(jì)的步驟機(jī)械零件設(shè)計(jì)的步驟機(jī)類各專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課機(jī)類各專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課樹立正確的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法樹立正確的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法具有初步設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置和簡單機(jī)械的能

3、力具有初步設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置和簡單機(jī)械的能力了解機(jī)械系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)過程了解機(jī)械系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)過程失效：零件失去正常工作的能力失效：零件失去正常工作的能力計(jì)算準(zhǔn)則：衡量零件工作能力的指標(biāo)計(jì)算準(zhǔn)則：衡量零件工作能力的指標(biāo)受力分析受力分析選擇材料選擇材料確定計(jì)算準(zhǔn)則確定計(jì)算準(zhǔn)則技術(shù)文檔技術(shù)文檔 理論計(jì)算理論計(jì)算( (參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)) )結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)約束條件式如約束條件式如強(qiáng)度準(zhǔn)則強(qiáng)度準(zhǔn)則 1. 1. 載荷載荷一、載荷和應(yīng)力一、載荷和應(yīng)力機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題機(jī)器正常工作時(shí)所受的實(shí)際載荷機(jī)器正常工作時(shí)所受的實(shí)際載荷 ( (一般難以確定一般難以確定) )名義載荷名義載荷：工作載

4、荷工作載荷：計(jì)算載荷計(jì)算載荷：kttckffc載荷系數(shù)載荷系數(shù)( (考慮各種附加載荷考慮各種附加載荷) )按原動(dòng)機(jī)功率求得按原動(dòng)機(jī)功率求得)(1055. 96nmmnpt( (理想狀態(tài)理想狀態(tài)) )功率功率 kwkw轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 r/minr/min2. 2. 應(yīng)力應(yīng)力靜應(yīng)力：靜應(yīng)力： 不隨時(shí)間而變的應(yīng)力不隨時(shí)間而變的應(yīng)力變應(yīng)力：變應(yīng)力： 隨時(shí)間而變的應(yīng)力隨時(shí)間而變的應(yīng)力穩(wěn)定循環(huán)穩(wěn)定循環(huán)：不穩(wěn)定循環(huán)不穩(wěn)定循環(huán)：隨機(jī)隨機(jī)：mat不隨時(shí)間變不隨時(shí)間變mat之一隨時(shí)間變之一隨時(shí)間變變化無規(guī)律變化無規(guī)律3. 3. 幾種穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力幾種穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力) )(1) (1) 變應(yīng)力參數(shù)變應(yīng)力參數(shù) ( ( 以正

5、應(yīng)力以正應(yīng)力為例、可將為例、可將替換替換(2) (2) 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力minmax0mminmaxa1r)(11對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力(3) (3) 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力0min2maxma0r)(00minmamax最大應(yīng)力最大應(yīng)力最小應(yīng)力最小應(yīng)力2minmaxa應(yīng)力幅應(yīng)力幅2minmaxm平均應(yīng)力平均應(yīng)力已知已知 2 2 個(gè)參個(gè)參數(shù)數(shù)可確定其余參數(shù)可確定其余參數(shù)maxminr循環(huán)特征循環(huán)特征11 ramaxminm非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力(4) (4) 靜應(yīng)力靜應(yīng)力0amminmax1r)(11二、靜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度條件二、靜

6、應(yīng)力作用下的強(qiáng)度條件1. 1. 危險(xiǎn)剖面的應(yīng)力危險(xiǎn)剖面的應(yīng)力lims正應(yīng)力：正應(yīng)力：lims剪應(yīng)力：剪應(yīng)力：極限應(yīng)力極限應(yīng)力)(bb脆性材料取強(qiáng)度極限脆性材料取強(qiáng)度極限)(ss塑性材料取屈服極限塑性材料取屈服極限2. 2. 危險(xiǎn)剖面的安全系數(shù)危險(xiǎn)剖面的安全系數(shù)limsslimss三、變應(yīng)力作用下的強(qiáng)度條件三、變應(yīng)力作用下的強(qiáng)度條件1.1. 靜、變應(yīng)力下的零件損壞和極限應(yīng)力靜、變應(yīng)力下的零件損壞和極限應(yīng)力(2) (2) 極限應(yīng)力極限應(yīng)力靜應(yīng)力極限應(yīng)力：靜應(yīng)力極限應(yīng)力： 與材料性能有關(guān)與材料性能有關(guān)變應(yīng)力疲勞極限：變應(yīng)力疲勞極限： 與材料有關(guān)外，還與與材料有關(guān)外，還與循環(huán)特征循環(huán)特征 r r 、應(yīng)

7、力循環(huán)次數(shù)、應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n n 、應(yīng)力集中、應(yīng)力集中、絕對(duì)尺寸、表面狀態(tài)有關(guān)絕對(duì)尺寸、表面狀態(tài)有關(guān)(1) (1) 零件損壞機(jī)理零件損壞機(jī)理靜應(yīng)力作用下：靜應(yīng)力作用下：危險(xiǎn)剖面塑性變形或斷裂危險(xiǎn)剖面塑性變形或斷裂變應(yīng)力作用下：變應(yīng)力作用下： 疲勞斷裂疲勞斷裂零件表面應(yīng)力超過極限值零件表面應(yīng)力超過極限值微裂紋微裂紋擴(kuò)展擴(kuò)展斷裂斷裂2. 不同循環(huán)次數(shù)不同循環(huán)次數(shù) n 時(shí)的疲勞極限時(shí)的疲勞極限(1) (1) 疲勞曲線疲勞曲線在循環(huán)特征為在循環(huán)特征為 r r 的變應(yīng)力作用下的變應(yīng)力作用下對(duì)一組試樣作疲勞試驗(yàn)對(duì)一組試樣作疲勞試驗(yàn)一個(gè)一個(gè)值值記錄下試樣破壞的記錄下試樣破壞的值值n(2) (2) 循環(huán)基數(shù)循

8、環(huán)基數(shù)0n當(dāng)當(dāng)值小到某一數(shù)值時(shí)，值小到某一數(shù)值時(shí)，“無數(shù)無數(shù)”次循環(huán)試樣都不會(huì)次循環(huán)試樣都不會(huì)疲勞破壞，則用疲勞破壞，則用0n替代替代“無數(shù)無數(shù)”次。次。如碳鋼如碳鋼7010n(3) (3) 材料疲勞極限材料疲勞極限r(nóng)與與對(duì)應(yīng)的值對(duì)應(yīng)的值0n曲線方程：曲線方程：cnnmrmrn0(4) (4) 不同不同 n n 的疲勞極限的疲勞極限當(dāng)當(dāng)0nn時(shí)時(shí)rmrnnn0當(dāng)當(dāng)0nn時(shí)時(shí)rrn3. 3. 不同應(yīng)力循環(huán)特征不同應(yīng)力循環(huán)特征 r r 時(shí)的疲勞極限時(shí)的疲勞極限材料的極限應(yīng)力材料的極限應(yīng)力簡圖簡圖零件的疲勞極限零件的疲勞極限madmark)()(1)()(1001ssr)()(1001ssrsr則則

9、結(jié)論：結(jié)論：對(duì)于塑性材料對(duì)于塑性材料對(duì)于脆性材料對(duì)于脆性材料madmark)()(1以上正應(yīng)力公式，用以上正應(yīng)力公式，用替代替代則對(duì)剪應(yīng)力同樣適用。則對(duì)剪應(yīng)力同樣適用。閉式傳動(dòng)閉式傳動(dòng)開式傳動(dòng)開式傳動(dòng)半開式傳動(dòng)半開式傳動(dòng)封閉在箱體內(nèi)，潤滑條件好封閉在箱體內(nèi)，潤滑條件好外露，潤滑較差，易磨損外露，潤滑較差，易磨損介于上兩者之間介于上兩者之間,有防護(hù)罩有防護(hù)罩齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：傳遞功率和轉(zhuǎn)速適用范圍廣；優(yōu)點(diǎn)：傳遞功率和轉(zhuǎn)速適用范圍廣； 具有穩(wěn)定的傳動(dòng)比；具有穩(wěn)定的傳動(dòng)比； 效率高、結(jié)構(gòu)緊湊。效率高、結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：制造成本較高；缺點(diǎn)：制造成本較高； 精度低時(shí)，噪聲和振動(dòng)較大；精度低

10、時(shí)，噪聲和振動(dòng)較大； 不宜用于軸間距離較大的傳動(dòng)。不宜用于軸間距離較大的傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、失效一、失效1、輪齒折斷、輪齒折斷疲勞折斷疲勞折斷過載折斷過載折斷全齒折斷全齒折斷常發(fā)生于齒寬較小的直齒輪常發(fā)生于齒寬較小的直齒輪局部折斷局部折斷常發(fā)生于齒寬較大的直齒輪，和斜齒輪常發(fā)生于齒寬較大的直齒輪，和斜齒輪措施：增大齒根圓角半徑、措施：增大齒根圓角半徑、 提高齒面精度、正變提高齒面精度、正變位、增大模數(shù)等位、增大模數(shù)等2、齒面疲勞點(diǎn)蝕、齒面疲勞點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕常發(fā)生于閉式軟齒面（點(diǎn)蝕常發(fā)生于閉式軟齒面（hbs350）傳動(dòng)中）傳動(dòng)中點(diǎn)蝕的形成與潤滑油的存在密切相關(guān)點(diǎn)蝕的形成與潤滑油的存在

11、密切相關(guān)點(diǎn)蝕常發(fā)生于偏向齒根的節(jié)線附近點(diǎn)蝕常發(fā)生于偏向齒根的節(jié)線附近開式傳動(dòng)中一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象開式傳動(dòng)中一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象措施：提高齒面硬度和齒面質(zhì)量等措施：提高齒面硬度和齒面質(zhì)量等3、齒面膠合、齒面膠合配對(duì)齒輪采用異種金屬時(shí)，其抗膠合能力比同種金屬強(qiáng)配對(duì)齒輪采用異種金屬時(shí)，其抗膠合能力比同種金屬強(qiáng)措施：采用異種金屬、降低齒高、提高齒面硬度等措施：采用異種金屬、降低齒高、提高齒面硬度等5、齒面塑性變形、齒面塑性變形措施：提高齒面硬度，采用油性好的潤滑油措施：提高齒面硬度，采用油性好的潤滑油4、齒面磨損、齒面磨損是開式傳動(dòng)的主要失效形式是開式傳動(dòng)的主要失效形式措施：改善潤滑和密封條件措施：

12、改善潤滑和密封條件二、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要針對(duì)疲勞折斷和齒面點(diǎn)蝕這兩種失效形式主要針對(duì)疲勞折斷和齒面點(diǎn)蝕這兩種失效形式齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒輪抵抗輪齒疲勞折斷的能力齒輪抵抗輪齒疲勞折斷的能力齒面接觸疲勞強(qiáng)度齒面接觸疲勞強(qiáng)度齒輪抵抗齒面疲勞點(diǎn)蝕的能力齒輪抵抗齒面疲勞點(diǎn)蝕的能力開式齒輪傳動(dòng)采用準(zhǔn)則二，但不校核齒面接觸強(qiáng)度開式齒輪傳動(dòng)采用準(zhǔn)則二，但不校核齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一：對(duì)于閉式軟齒面（對(duì)于閉式軟齒面（ hbs350）傳動(dòng)，）傳動(dòng)，主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕， 所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，度設(shè)計(jì)， 而校核齒

13、根彎曲疲勞強(qiáng)度。而校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二： 對(duì)于閉式硬齒面（對(duì)于閉式硬齒面（ hbs350）傳動(dòng)，）傳動(dòng)，主要失效形式是齒根彎曲疲勞折斷，主要失效形式是齒根彎曲疲勞折斷，所以按齒根彎所以按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，而校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。而校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷一、輪齒受力分析一、輪齒受力分析條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略齒面間的摩擦力條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略齒面間的摩擦力圓周力圓周力ndtft11/2000徑向力徑向力ntgfftr法向力法向力nfftncos/各力方向：各力方向： ft1與主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)

14、方向相反與主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)方向相反ft2與從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)方向相同與從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)方向相同fr1 、fr2分別指向各自齒輪的輪心分別指向各自齒輪的輪心各力關(guān)系：各力關(guān)系： fr1 =-fr2ft1 =- ft2fn1=-fn2二、計(jì)算載荷二、計(jì)算載荷fnck = ka kv kkfnc= k fn= k ft /cos 三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件：（校核式）（校核式）alfnh24222121211111eelfn討論：討論：令：令：d = b / d1 齒寬系數(shù)齒寬系數(shù) 軟齒面、對(duì)稱布置：軟齒面、對(duì)稱布置：d = 0.81.4 非對(duì)稱布置：非對(duì)稱布置：d = 0.61

15、.2懸臂布置、開式傳動(dòng)：懸臂布置、開式傳動(dòng)：d = 0.30.4直齒輪取小直齒輪取小斜齒輪取大斜齒輪取大硬齒面降低硬齒面降低50%hpdehuduktz311)1(112d 越大，越大，接觸強(qiáng)度接觸強(qiáng)度越小越小,越大越大mmuuktzddhpe31211112設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)式：b2 = d d1b1=b2b1b2四、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算四、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算ffp)(23211mmyyzyktmfpsafad)(211mpayyymbdktfpsafaf校核式：校核式：設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)式：2121sasafafayyyy21ff討論：討論：m彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度齒厚齒厚 s 截面積截面積 f222fp

16、safayy111fpsafayy五、五、 提高齒面接觸、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的主要措施提高齒面接觸、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的主要措施斜齒輪的特點(diǎn)斜齒輪的特點(diǎn) 輪齒呈螺旋形；嚙合時(shí)接觸線傾斜輪齒呈螺旋形；嚙合時(shí)接觸線傾斜計(jì)算計(jì)算一、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析一、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析圓周力圓周力11/2000dtft徑向力徑向力cos/ntrtgff軸向力軸向力tgffta法向力法向力coscos/ntnffn法面壓力角法面壓力角t端面壓力角端面壓力角螺旋角螺旋角各力關(guān)系：各力關(guān)系：21ttff21rrff21aaff21各力方向：各力方向： ft、fr與直齒輪相同與直齒輪相同fa 決定于齒輪的轉(zhuǎn)向

17、和輪齒的旋向決定于齒輪的轉(zhuǎn)向和輪齒的旋向 n2n1fr2fr1ft1ft2n1n2fa2fa1用用“主動(dòng)輪左、右手定則主動(dòng)輪左、右手定則”判斷判斷二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算斜齒輪的強(qiáng)度斜齒輪的強(qiáng)度當(dāng)量直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度當(dāng)量直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度相當(dāng)于相當(dāng)于當(dāng)量直齒圓柱齒輪：當(dāng)量直齒圓柱齒輪：模數(shù)模數(shù) = 斜齒輪法面模數(shù)斜齒輪法面模數(shù) mn 壓力角壓力角 = 斜齒輪法面壓力角斜齒輪法面壓力角n齒數(shù)齒數(shù) = 當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù) zv = z/cos3分度圓直徑分度圓直徑 dv = d/cos2法向力法向力 = 斜齒輪的法向力斜齒輪的法向力 fn引入齒寬系數(shù)引入齒寬系數(shù) d = b/

18、d1，得設(shè)計(jì)式：，得設(shè)計(jì)式：)(12)(3121mmuuktzzzzddhpeh)(12211mpauubdktzzzzhpheh校核式：校核式： 相同條相同條件下，斜齒輪件下，斜齒輪接觸應(yīng)力比直接觸應(yīng)力比直齒輪小齒輪小,故故斜斜齒輪接觸強(qiáng)度齒輪接觸強(qiáng)度比直齒輪大比直齒輪大原因：原因： 重合度大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)多重合度大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)多 接觸線是傾斜的接觸線是傾斜的 當(dāng)量齒輪直徑大，齒廓平直當(dāng)量齒輪直徑大，齒廓平直斜齒輪的彎曲強(qiáng)度也按斜齒輪的彎曲強(qiáng)度也按進(jìn)行進(jìn)行三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度計(jì)算三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度計(jì)算校核式：校核式：)(211mpayyyymbdktfpsafaf設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)

19、式：)(cos232121mmyyzyyktmfpsafad： yfs 應(yīng)按應(yīng)按 zv = z / cos3 查取查取 設(shè)計(jì)時(shí)代入設(shè)計(jì)時(shí)代入： 斜齒輪的強(qiáng)度等同于其當(dāng)量直齒輪的強(qiáng)度斜齒輪的強(qiáng)度等同于其當(dāng)量直齒輪的強(qiáng)度 條件相同時(shí)條件相同時(shí),斜齒輪的強(qiáng)度大于直齒輪斜齒輪的強(qiáng)度大于直齒輪(的影響的影響)一、直齒錐齒輪傳動(dòng)受力分析一、直齒錐齒輪傳動(dòng)受力分析作用于齒寬中點(diǎn)的法向力分解成三個(gè)分力：作用于齒寬中點(diǎn)的法向力分解成三個(gè)分力：圓周力圓周力111/2000mtdtf徑向力徑向力111costgfftr軸向力軸向力111sinstgffta直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算各力方向

20、：各力方向： ft、fr與圓柱齒輪相同與圓柱齒輪相同fa1 、 fa2 分別指向各自齒輪的大端分別指向各自齒輪的大端 各力關(guān)系：各力關(guān)系：21ttff21arff21raff校核式：校核式：設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)式：hprrehhudktzz3121)5 . 01 (85. 0432121)5 . 01 (85. 04)(uktzzdddhpeh同直齒輪同直齒輪fpsafarrfyyuzmkt2213211)5 . 01 (4校核式：校核式：3221211)5 . 01 (4safafpddyyuzktm設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)式：按當(dāng)量齒數(shù)查圖表按當(dāng)量齒數(shù)查圖表三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度計(jì)三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度計(jì)

21、算算二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算撓性傳動(dòng)撓性傳動(dòng) 通過環(huán)形曳引元件，在兩個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)通過環(huán)形曳引元件，在兩個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)輪之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)。主要包含輪之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)。主要包含帶帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和和繩傳動(dòng)繩傳動(dòng)按工作原理可分為：按工作原理可分為：摩擦型傳動(dòng)摩擦型傳動(dòng)靠曳引元件與傳動(dòng)輪表面間的摩擦力靠曳引元件與傳動(dòng)輪表面間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力靠特殊形狀的曳引元件與傳動(dòng)輪輪齒靠特殊形狀的曳引元件與傳動(dòng)輪輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力嚙合型傳動(dòng)嚙合型傳動(dòng)二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：1 1、帶具有彈性，能吸振，傳

22、動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小、帶具有彈性，能吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小2 2、過載時(shí)帶在帶輪上打滑，可保護(hù)其它零件，起安全保護(hù)作用、過載時(shí)帶在帶輪上打滑，可保護(hù)其它零件，起安全保護(hù)作用3 3、適用于中心距較大的場合、適用于中心距較大的場合4 4、結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，成本較低、結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，成本較低6 6、帶在帶輪上有相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比不恒定、帶在帶輪上有相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比不恒定7 7、傳動(dòng)效率低，帶的壽命較短、傳動(dòng)效率低，帶的壽命較短8 8、傳動(dòng)的外廓尺寸大、傳動(dòng)的外廓尺寸大9 9、需要張緊，支承帶輪的軸和軸承受力較大、需要張緊，支承帶輪的軸和軸承受力較大1010、不宜用于高溫、易燃等場合、不宜用于高溫、易燃

23、等場合三、帶傳動(dòng)的受力分析三、帶傳動(dòng)的受力分析帶未工作之前，以一定的初拉力張緊在帶輪上，設(shè)初拉力為帶未工作之前，以一定的初拉力張緊在帶輪上，設(shè)初拉力為0f帶工作時(shí)，兩邊拉力不再相等，緊邊拉力由帶工作時(shí)，兩邊拉力不再相等，緊邊拉力由 增加到增加到 ，松邊，松邊拉力由拉力由 減小到減小到0f1f2f0ffff0f0f1f2n1n2ff帶工作前：帶工作前：帶工作時(shí)：帶工作時(shí)： 由于帶是彈性體，且?guī)У目傞L不變，因此緊邊拉力增量應(yīng)由于帶是彈性體，且?guī)У目傞L不變，因此緊邊拉力增量應(yīng)等于松邊拉力減量，即：等于松邊拉力減量，即：2001ffff所以有：所以有：21021fff有效拉力有效拉力也即帶所能傳遞的圓

24、周力，等于接觸面間的摩也即帶所能傳遞的圓周力，等于接觸面間的摩擦力總和，為緊邊、松邊的拉力差擦力總和，為緊邊、松邊的拉力差fffff21201fff202fff設(shè)帶傳遞的功率為設(shè)帶傳遞的功率為p p，帶速為，帶速為v,v,則所需帶的有效拉力為：則所需帶的有效拉力為：vpf/10001000fvp 或或要讓帶能正常工作，必須使：要讓帶能正常工作，必須使：limfff 當(dāng)帶與帶輪間的摩擦力達(dá)到極限值時(shí)，緊邊拉力與松邊拉當(dāng)帶與帶輪間的摩擦力達(dá)到極限值時(shí)，緊邊拉力與松邊拉力可用歐拉公式表示：力可用歐拉公式表示：feff21ffffefeeff1111210lim11ffeeff112feff極限摩擦力

25、與下列因素有關(guān)：極限摩擦力與下列因素有關(guān)：1 1、初拉力、初拉力 。 越大，傳動(dòng)時(shí)的摩擦力也越大。越大，傳動(dòng)時(shí)的摩擦力也越大。0f0f2 2、包角、包角 . .包角越大，極限摩擦力也越大。包角越大，極限摩擦力也越大。3 3、摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù) 。 越大，越大， 就越大。就越大。fflimff思考題：思考題：如何提高帶的承載能力？如何提高帶的承載能力？f f0 0不能太大，否則帶的壓軸力不能太大，否則帶的壓軸力也大，帶的壽命降低；也大，帶的壽命降低；f f0 0不能太小，否則帶的傳動(dòng)能不能太小，否則帶的傳動(dòng)能力不能充分發(fā)揮，容易打滑。力不能充分發(fā)揮，容易打滑。四、傳動(dòng)帶的應(yīng)力分析四、傳動(dòng)帶的應(yīng)力

26、分析緊邊緊邊松邊松邊af /11af /22兩者相差越大，兩者相差越大，帶越易產(chǎn)生疲帶越易產(chǎn)生疲勞破壞！勞破壞！aqvafcc2 v v越大，帶往外越大，帶往外甩得越厲害，承載甩得越厲害，承載能力下降能力下降, ,所以：所以： v25m/sv25m/s112dbdey222dbdey11maxbc 帶在預(yù)期壽命內(nèi)不發(fā)帶在預(yù)期壽命內(nèi)不發(fā)生疲勞破壞的條件：生疲勞破壞的條件： max五、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與打滑五、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與打滑彈性滑動(dòng)彈性滑動(dòng) 帶是彈性體，受力后發(fā)生帶是彈性體，受力后發(fā)生彈性變形，由于緊邊和松邊拉彈性變形，由于緊邊和松邊拉力不等，導(dǎo)致帶在帶輪上有微力不等，導(dǎo)致帶在帶輪上有微小

27、的相對(duì)滑移現(xiàn)象。小的相對(duì)滑移現(xiàn)象。 后果后果從動(dòng)輪的圓周速度下降從動(dòng)輪的圓周速度下降功率損失、降低傳動(dòng)效率功率損失、降低傳動(dòng)效率增加帶的磨損增加帶的磨損滑動(dòng)率：由于彈性滑動(dòng)引起從動(dòng)輪的圓周速度的相對(duì)降低量滑動(dòng)率：由于彈性滑動(dòng)引起從動(dòng)輪的圓周速度的相對(duì)降低量%100121vvvsmndv/100060111smndv/100060222故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)為：故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)為：11221ddnni從動(dòng)輪的直徑和轉(zhuǎn)速分別為：從動(dòng)輪的直徑和轉(zhuǎn)速分別為：112idd21121ddnn12idd 2 2、打滑、打滑 當(dāng)帶傳遞的載荷增大，有效拉力也相應(yīng)增大，如果有效拉當(dāng)帶傳遞的載荷增大，有效拉力也相應(yīng)增

28、大，如果有效拉力達(dá)到或超過極限摩擦力時(shí)，相對(duì)滑動(dòng)將在整個(gè)接觸弧上發(fā)生力達(dá)到或超過極限摩擦力時(shí)，相對(duì)滑動(dòng)將在整個(gè)接觸弧上發(fā)生，導(dǎo)致帶傳動(dòng)失效的現(xiàn)象稱為，導(dǎo)致帶傳動(dòng)失效的現(xiàn)象稱為打滑打滑。帶傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，帶磨損相當(dāng)厲害，應(yīng)當(dāng)避免帶傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，帶磨損相當(dāng)厲害，應(yīng)當(dāng)避免什么是彈性滑動(dòng)？什么是彈性滑動(dòng)？什么是打滑？什么是打滑？ 它們有何區(qū)別？它們有何區(qū)別？limfff 六、帶傳動(dòng)的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則六、帶傳動(dòng)的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則1 1）打滑）打滑2 2）疲勞破壞）疲勞破壞1 1、主要失效形式、主要失效形式limfff max2 2、計(jì)算準(zhǔn)則、計(jì)算準(zhǔn)則既不打滑，由具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命既不

29、打滑，由具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命七、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)七、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)帶的型號(hào)、根數(shù)、長度等帶的型號(hào)、根數(shù)、長度等2 2、不打滑條件、不打滑條件 )1 (111maxfcbfeaeff1 1、疲勞強(qiáng)度條件、疲勞強(qiáng)度條件 11maxbc或 cbaf111 afcb111. 1. 概述概述撓性傳動(dòng)撓性傳動(dòng)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)套筒滾子鏈套筒滾子鏈與帶傳動(dòng)相比、鏈傳動(dòng)具有：與帶傳動(dòng)相比、鏈傳動(dòng)具有：(1) (1) 沒有滑動(dòng)，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確沒有滑動(dòng)，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確(2) (2) 張緊力小，故軸上受力小張緊力小，故軸上受力小(3) (3) 能在高溫、潮濕、油污等惡劣環(huán)境下工作能在高溫、潮濕、油污等惡劣環(huán)境下

30、工作(4) (4) 工作時(shí)有沖擊和噪音，不宜在高速中使用工作時(shí)有沖擊和噪音，不宜在高速中使用(5) (5) 價(jià)昂價(jià)昂鏈傳動(dòng)工作情況分析鏈傳動(dòng)工作情況分析)/(1000601000602211smpnzpnzv1221zznni鏈的平均速度鏈的平均速度平均傳動(dòng)比平均傳動(dòng)比2. 鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比3. 鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的不均勻性鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的不均勻性每一鏈節(jié)從進(jìn)入到脫離嚙合，鏈條前進(jìn)的瞬時(shí)速度每一鏈節(jié)從進(jìn)入到脫離嚙合，鏈條前進(jìn)的瞬時(shí)速度周期性由小大小周期性由小大小1z變化范圍變化范圍瞬時(shí)速度變化瞬時(shí)速度變化垂直分速度亦周期性變化，鏈條抖動(dòng)垂直分速度亦周期性變化，鏈條抖動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速越高鏈輪轉(zhuǎn)

31、速越高節(jié)距越大節(jié)距越大(齒數(shù)越少齒數(shù)越少)鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷越大鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷越大4. 鏈傳動(dòng)的失效及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則鏈傳動(dòng)的失效及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)類似與帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)類似，確定不發(fā)生失效的鏈條規(guī)格，確定不發(fā)生失效的鏈條規(guī)格(鏈號(hào)鏈號(hào))設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1n鏈額定功率鏈額定功率0p鏈號(hào)（節(jié)距）鏈號(hào)（節(jié)距）p失效形式：失效形式：(3) 多次沖擊破斷多次沖擊破斷(5) 過載拉斷過載拉斷 (4) 膠合膠合(2) 鏈的疲勞破壞鏈的疲勞破壞(1) 鉸鏈磨損鉸鏈磨損一、軸的功能及分類一、軸的功能及分類支撐回轉(zhuǎn)類零件，并使其有確定的工作位置，支撐回轉(zhuǎn)類零件，并使其有確定的工作位置，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。傳遞運(yùn)動(dòng)

32、和動(dòng)力。功能：功能：分類：分類：1 1、按載荷性質(zhì)、按載荷性質(zhì)心軸心軸傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸只承受彎矩不傳遞轉(zhuǎn)矩只承受彎矩不傳遞轉(zhuǎn)矩只傳遞轉(zhuǎn)矩不承受彎矩或彎矩很小只傳遞轉(zhuǎn)矩不承受彎矩或彎矩很小即承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩即承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩二、軸的失效形式二、軸的失效形式疲勞斷裂疲勞斷裂受彎矩或扭矩作用的軸其應(yīng)力多為變應(yīng)力，受彎矩或扭矩作用的軸其應(yīng)力多為變應(yīng)力，在變應(yīng)力的反復(fù)作用下軸易發(fā)生疲勞斷裂在變應(yīng)力的反復(fù)作用下軸易發(fā)生疲勞斷裂塑性變形塑性變形瞬時(shí)過載很大，應(yīng)力狀態(tài)接近靜應(yīng)力瞬時(shí)過載很大，應(yīng)力狀態(tài)接近靜應(yīng)力三、軸的設(shè)計(jì)步驟三、軸的設(shè)計(jì)步驟選擇材料選擇材料估算軸的估算軸的最小直徑最小直徑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)

33、計(jì)剛度強(qiáng)度驗(yàn)算剛度強(qiáng)度驗(yàn)算1 1、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 mmnpcnpdt33362 . 01055. 92 2、按經(jīng)驗(yàn)公式估算最小軸徑、按經(jīng)驗(yàn)公式估算最小軸徑對(duì)于一般減速裝置中的軸，和電機(jī)相連的高速軸最小直徑可對(duì)于一般減速裝置中的軸，和電機(jī)相連的高速軸最小直徑可用電機(jī)軸徑估算用電機(jī)軸徑估算: :各低速軸最小直徑可按同級(jí)齒輪中心距估算各低速軸最小直徑可按同級(jí)齒輪中心距估算: :d=d=（0.81.20.81.2）d dd=(0.30.4)ad=(0.30.4)a軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的目的: :1 1、合理定出軸各部分的幾何形狀和尺寸、合理定出軸各部分的幾何形狀和尺寸2

34、2、軸上零件要準(zhǔn)確定位和可靠的固定、軸上零件要準(zhǔn)確定位和可靠的固定3 3、提高軸的結(jié)構(gòu)工藝性、提高軸的結(jié)構(gòu)工藝性4 4、提高軸的強(qiáng)度和剛度、提高軸的強(qiáng)度和剛度一、軸上零件的軸向定位和固定的方法一、軸上零件的軸向定位和固定的方法二、軸上零件的周向定位和固定二、軸上零件的周向定位和固定三、軸的結(jié)構(gòu)工藝性三、軸的結(jié)構(gòu)工藝性1 1、為了裝拆的方便，軸及軸肩的端部應(yīng)加工出必要的倒角；、為了裝拆的方便，軸及軸肩的端部應(yīng)加工出必要的倒角；2 2、為了加工的方便，應(yīng)使同一軸上的圓角、倒角、鍵槽、為了加工的方便，應(yīng)使同一軸上的圓角、倒角、鍵槽、越程槽、退刀槽等尺寸一致；越程槽、退刀槽等尺寸一致；3 3、同一軸上，、同一軸上，鍵槽應(yīng)開在同一條母