華中科技大學文華學院10制造機械設計復習稿

1、掌握載荷及應力的分類掌握載荷及應力的分類掌握常見的穩(wěn)定循環(huán)變應力的特性參數(shù)：掌握常見的穩(wěn)定循環(huán)變應力的特性參數(shù)：對稱循環(huán)對稱循環(huán)脈動循環(huán)脈動循環(huán)靜載荷、變載荷；靜應力、變應力靜載荷、變載荷；靜應力、變應力第二章第二章 機械設計中的約束分析機械設計中的約束分析mamax最大應力最大應力min最小應力最小應力2minmaxa應力幅應力幅2minmaxm平均應力平均應力maxminr循環(huán)特征循環(huán)特征11r變應力的循環(huán)特性變應力的循環(huán)特性:r-脈動循環(huán)變應力脈動循環(huán)變應力-對稱循環(huán)變應力對稱循環(huán)變應力 -1= 0 +1-靜應力靜應力靜應力是變應力的特例對稱循環(huán)變應力對稱循環(huán)變應力脈動循環(huán)變應力脈動循環(huán)

2、變應力靜應力靜應力失效形式和設計準則失效形式和設計準則失效形式類型、產(chǎn)生的原因；設計準則主要針對齒失效形式類型、產(chǎn)生的原因；設計準則主要針對齒面疲勞點蝕和輪齒疲勞折斷面疲勞點蝕和輪齒疲勞折斷齒輪材料、熱處理方法齒輪材料、熱處理方法直齒及斜齒圓柱齒輪的受力分析直齒及斜齒圓柱齒輪的受力分析輪齒螺旋線方向的判斷，各分力的對應關系及方向輪齒螺旋線方向的判斷，各分力的對應關系及方向的判斷，特別是斜齒輪的軸向力的判斷，特別是斜齒輪的軸向力圓柱齒輪傳動的強度條件圓柱齒輪傳動的強度條件齒面接觸疲勞強度條件針對齒面點蝕失效，齒面接觸疲勞強度條件針對齒面點蝕失效，齒根彎曲疲勞強度條件針對輪齒疲勞折斷齒根彎曲疲勞強

3、度條件針對輪齒疲勞折斷選用材料的基本要求，材料的配對，大、小齒輪選用材料的基本要求，材料的配對，大、小齒輪齒面硬度的選擇齒面硬度的選擇第三章第三章 齒輪傳動設計齒輪傳動設計許用應力許用應力許用應力與材料、齒面硬度、應力循環(huán)次數(shù)有關許用應力與材料、齒面硬度、應力循環(huán)次數(shù)有關強度條件中的設計參數(shù)強度條件中的設計參數(shù)設計步驟和方法設計步驟和方法設計計算和校核計算，數(shù)據(jù)處理（圓整或取標準值），設計計算和校核計算，數(shù)據(jù)處理（圓整或取標準值），合理選擇齒輪設計參數(shù)合理選擇齒輪設計參數(shù)z 、d、m、b、d、等的選擇及對齒輪傳動的影響等的選擇及對齒輪傳動的影響閉式傳動閉式傳動開式傳動開式傳動封閉在箱體內(nèi)，潤滑

4、條件好，適于重封閉在箱體內(nèi)，潤滑條件好，適于重要應用。要應用。外露，灰塵，潤滑較差，易磨損，外露，灰塵，潤滑較差，易磨損，適于低速傳動。適于低速傳動。按裝置型式分按裝置型式分硬齒面硬齒面軟齒面軟齒面齒面硬度大于齒面硬度大于HBS350齒面硬度小于齒面硬度小于HBS350齒輪傳動的失效形式及設計準則齒輪傳動的失效形式及設計準則 (一一) 失效形式失效形式 1、輪齒折斷輪齒折斷 2、齒面、齒面疲勞點蝕疲勞點蝕(1) 疲勞折斷疲勞折斷(2) 過載折斷過載折斷 點蝕點蝕是潤滑良好的是潤滑良好的閉式軟齒面?zhèn)鲃娱]式軟齒面?zhèn)鲃又兄凶畛Ｒ姷氖问阶畛Ｒ姷氖问?。開式齒輪傳動開式齒輪傳動中，齒面的點蝕還來不

5、及出現(xiàn)或擴展就被磨去，因此一中，齒面的點蝕還來不及出現(xiàn)或擴展就被磨去，因此一般般不會出現(xiàn)點蝕不會出現(xiàn)點蝕。 硬齒面齒輪硬齒面齒輪(硬度硬度350HBS)，其齒面接觸疲勞強度高，其齒面接觸疲勞強度高，一般不易出現(xiàn)點一般不易出現(xiàn)點蝕蝕，但由于齒面硬、脆，但由于齒面硬、脆，一旦出現(xiàn)點蝕一旦出現(xiàn)點蝕，它會不斷擴大，它會不斷擴大，形成破壞性點蝕形成破壞性點蝕。 3、齒面膠合、齒面膠合4、齒面磨損齒面磨損5、齒面塑性變形、齒面塑性變形limFFlimHH(二二) 設計準則設計準則 課本課本P36齒面間的接觸疲勞點蝕齒面間的接觸疲勞點蝕輪齒的彎曲疲勞折斷輪齒的彎曲疲勞折斷齒面接觸疲勞強度條件齒面接觸疲勞強度

6、條件HPH輪齒彎曲疲勞強度條件輪齒彎曲疲勞強度條件FPF失效形式失效形式設計準則設計準則具體工作條件下，如何運用上述準則具體工作條件下，如何運用上述準則閉式傳動閉式傳動軟齒面軟齒面 (硬度硬度 350HBS)按齒面按齒面接觸接觸疲勞強度條件疲勞強度條件設計設計按輪齒按輪齒彎曲彎曲疲勞強度條件疲勞強度條件校核校核硬齒面硬齒面(硬度硬度 350HBS)按輪齒按輪齒彎曲彎曲疲勞強度條件疲勞強度條件設計設計按齒面按齒面接觸接觸疲勞強度條件疲勞強度條件校核校核開式傳動開式傳動磨損輪齒折斷磨損輪齒折斷按輪齒按輪齒彎曲彎曲疲勞強度條件疲勞強度條件設計，適當增大模數(shù)，取標準值設計，適當增大模數(shù)，取標準值工作條

7、件工作條件設計準則設計準則齒根彎曲疲勞強度齒根彎曲疲勞強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度齒面接觸疲勞強度齒輪抵抗齒面疲勞點蝕的能力齒輪抵抗齒面疲勞點蝕的能力齒輪傳動設計時，按主要失效形式進行強度計算，確定主要齒輪傳動設計時，按主要失效形式進行強度計算，確定主要尺寸，然后按其它失效形式進行必要的校核。尺寸，然后按其它失效形式進行必要的校核。閉式軟齒面齒輪傳動閉式軟齒面齒輪傳動按接觸強度進行設計，按彎曲強度校核按接觸強度進行設計，按彎曲強度校核閉式硬齒面齒輪傳動閉式硬齒面齒輪傳動按彎曲強度進行設計，按接觸強度校核按彎曲強度進行設計，按接觸強度校核開式齒輪傳動開

8、式齒輪傳動 按彎曲強度設計。按彎曲強度設計。其失效形式為磨損，點蝕形成之前齒面已磨掉。HP211H12ZHuubdKTZZEmmZZuuKTdHEd32PH11Z12FPSaFa11FYYYbmd2KTmmFP3SaFad211YYZKT2mmmFP3SaFad211YYYZKT2m模數(shù)可適當增大模數(shù)可適當增大圓周力圓周力徑向力徑向力主動輪上主動輪上與轉(zhuǎn)向相反與轉(zhuǎn)向相反從動輪上從動輪上與轉(zhuǎn)向相同與轉(zhuǎn)向相同1 tF2tF和和指向各自的輪心指向各自的輪心1rF2rF主、從動輪上各對應力主、從動輪上各對應力大小相等、方向相反大小相等、方向相反由由HPHEHubduKTZZZ211) 1(2注意：注意

9、： d 越大，越大，接觸強度接觸強度 越大越大越小越小,注意：注意：m彎曲強度彎曲強度齒厚齒厚 s截面積截面積 F標準齒輪標準齒輪 YFa1 Ysa1YFa2 Ysa2故故F1 F2YFa1 Ysa1YFa2 Ysa2由由FPsaFaFYYYmbdKT112斜齒圓柱齒輪受斜齒圓柱齒輪受 力的方向力的方向 課本課本P74 習題習題3-2圓周力：圓周力：徑向力：徑向力：和和 指向各自的輪心指向各自的輪心1rF2rF同直齒輪同直齒輪軸向力：軸向力： 主動輪上主動輪上與轉(zhuǎn)向相反與轉(zhuǎn)向相反與轉(zhuǎn)向相同與轉(zhuǎn)向相同1 tF2tF從動輪上從動輪上左旋齒輪用左手法則左旋齒輪用左手法則右旋齒輪用右手法則右旋齒輪用右

10、手法則主動輪主動輪上上用左右手法則判定用左右手法則判定1aF彎曲四指為轉(zhuǎn)動方向、大指為彎曲四指為轉(zhuǎn)動方向、大指為方向方向1aF主、從動輪上各對應力大小相等、方向相反主、從動輪上各對應力大小相等、方向相反Fa 決定于齒輪的轉(zhuǎn)向和輪齒的旋向決定于齒輪的轉(zhuǎn)向和輪齒的旋向 斜齒輪正確嚙合條件：斜齒輪正確嚙合條件：且旋向相反且旋向相反212121 mm配對齒輪旋向相反配對齒輪旋向相反 Ft1Ft2Fr1Fr2Fa1Fa2Ft3Fr3Fa3Ft4Fr4Fa4同軸齒輪旋向同軸齒輪旋向相同相同 (非同級齒輪非同級齒輪) n1n2n3n4)(12211MPauubdKTZZZZHPHEH校核式：校核式：設計式：

11、設計式：尺寸相同時：尺寸相同時：斜齒輪承載能力大于直齒輪斜齒輪承載能力大于直齒輪斜齒輪尺寸小于直齒輪斜齒輪尺寸小于直齒輪外載和材料相同時：外載和材料相同時：)(12)(3121mmuuKTZZZZddHPEH由于由于比直齒輪小，且比直齒輪小，且vHKZ 、1Z斜齒輪的斜齒輪的 ZE ZH ZZ 直齒輪的直齒輪的 ZE ZHZ相同條件下，相同條件下，斜齒輪接觸應力比直齒輪小斜齒輪接觸應力比直齒輪小故：故：斜齒輪接觸強度比直齒輪大斜齒輪接觸強度比直齒輪大原因：原因： 重合度大，同時嚙合的齒數(shù)多重合度大，同時嚙合的齒數(shù)多 接觸線是傾斜的接觸線是傾斜的 當量齒輪直徑大，齒廓平直當量齒輪直徑大，齒廓平直

12、一對斜齒輪嚙合一對斜齒輪嚙合相當于它們的相當于它們的當量直齒輪嚙合當量直齒輪嚙合斜齒輪強度計算可轉(zhuǎn)化為當量直齒輪的強度計算斜齒輪強度計算可轉(zhuǎn)化為當量直齒輪的強度計算將斜齒輪的當量齒輪相應參數(shù)代入將斜齒輪的當量齒輪相應參數(shù)代入 輪齒彎曲疲勞強度條件輪齒彎曲疲勞強度條件直齒輪：直齒輪：YYYmbdKTsaFaF112引入螺旋角系數(shù)引入螺旋角系數(shù)Y設計式：設計式：)(cos232121mmYYZYYKTmFPsaFad校核式：校核式：)(211MPaYYYYmbdKTFPsaFaF斜齒輪的彎曲強度也按斜齒輪的彎曲強度也按進行進行在相同條件下，在相同條件下，斜齒輪彎曲應力斜齒輪彎曲應力比直齒輪小比直齒

13、輪小故：故：斜齒輪彎曲強度斜齒輪彎曲強度比直齒輪大比直齒輪大尺寸相同時：尺寸相同時：斜齒輪承載能力大于直齒輪斜齒輪承載能力大于直齒輪斜齒輪尺寸小于直齒輪斜齒輪尺寸小于直齒輪外載和材料相同時：外載和材料相同時：由于由于比直齒輪小，且比直齒輪小，且vsaFaKYY、1Y齒數(shù)齒數(shù) Z閉式軟齒面齒輪傳動閉式軟齒面齒輪傳動提高平穩(wěn)性提高平穩(wěn)性模數(shù)小模數(shù)小降低齒高減小滑動系數(shù)降低齒高減小滑動系數(shù)閉式硬齒面、開式、鑄鐵齒輪傳動閉式硬齒面、開式、鑄鐵齒輪傳動在保持在保持不變和滿足彎曲強度情況下不變和滿足彎曲強度情況下1d適當選多些適當選多些1z切削量小切削量小一般一般40201z增大模數(shù)提高彎曲強度增大模數(shù)提

14、高彎曲強度大、小齒輪的齒數(shù)互質(zhì)大、小齒輪的齒數(shù)互質(zhì)適當選少些適當選少些1z一般一般25171z單級閉式傳動，齒數(shù)比單級閉式傳動，齒數(shù)比u 5保證彎曲強度的基礎上盡量增加齒數(shù)保證彎曲強度的基礎上盡量增加齒數(shù)(閉式軟齒面閉式軟齒面)取較小齒數(shù)取較小齒數(shù)(閉式硬齒面閉式硬齒面或開式齒輪或開式齒輪)(5) 模數(shù)模數(shù)取標準值取標準值(6) 分度圓螺旋角分度圓螺旋角一般取一般取002510平穩(wěn)性平穩(wěn)性承載能力承載能力軸向力軸向力傳動效率傳動效率tgFFta11螺旋角越大則重合度變大螺旋角越大則重合度變大 蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇主要討論普通圓柱蝸桿傳動；主要討論普通圓柱蝸桿傳動

15、；材料、失效形式及設計準則材料、失效形式及設計準則為減小摩擦磨損，鋼蝸桿與青銅蝸輪配對；為減小摩擦磨損，鋼蝸桿與青銅蝸輪配對；失效主要發(fā)生在蝸輪上失效主要發(fā)生在蝸輪上蝸桿分度圓直徑為標準值，蝸桿、蝸輪螺旋角旋向蝸桿分度圓直徑為標準值，蝸桿、蝸輪螺旋角旋向相同，蝸桿導程角相同，蝸桿導程角蝸輪螺旋角蝸輪螺旋角；蝸桿頭數(shù)與傳動效率的關系；蝸桿頭數(shù)與傳動效率的關系；變位的目的：湊中心距、湊傳動比；僅對蝸輪變位。變位的目的：湊中心距、湊傳動比；僅對蝸輪變位。第四章第四章 蝸桿傳動設計蝸桿傳動設計 強度條件強度條件熱平衡計算熱平衡計算蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，容易產(chǎn)生膠合，故要蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，容

16、易產(chǎn)生膠合，故要控制熱平衡時的油溫；控制熱平衡時的油溫；在中間平面上蝸桿傳動類似于齒條齒輪傳動，故強在中間平面上蝸桿傳動類似于齒條齒輪傳動，故強度計算公式按斜齒輪推導；度計算公式按斜齒輪推導；一般不用校核齒根彎曲強度。一般不用校核齒根彎曲強度。油溫過高應采取相應措施。油溫過高應采取相應措施。受力分析受力分析各分力的對應關系及方向的判斷，與斜齒圓柱齒輪各分力的對應關系及方向的判斷，與斜齒圓柱齒輪的區(qū)別；蝸輪或蝸桿轉(zhuǎn)動方向的判斷。的區(qū)別；蝸輪或蝸桿轉(zhuǎn)動方向的判斷。1.模數(shù)模數(shù)m和壓力角和壓力角a2.蝸桿分度圓直徑蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)和蝸桿直徑系數(shù)q 課本課本P79表表4-1模數(shù)：模數(shù)：

17、(標準值標準值)mmmtx21壓力角壓力角 ：(標準值標準值)02120tx加工蝸輪要用與蝸桿同樣參數(shù)和直徑的蝸輪滾刀加工蝸輪要用與蝸桿同樣參數(shù)和直徑的蝸輪滾刀要減少滾刀數(shù)目、便于刀具標準化要減少滾刀數(shù)目、便于刀具標準化直徑系數(shù)直徑系數(shù)mdq1則將則將1d定為標準值定為標準值m有一定的搭有一定的搭并與并與配關系配關系正確嚙合條件：正確嚙合條件：蝸桿與蝸輪嚙合時，在中間平面上，蝸桿的軸向蝸桿與蝸輪嚙合時，在中間平面上，蝸桿的軸向模數(shù)、軸向壓力角分別與蝸輪的端面模數(shù)、端面壓力角相等。通常兩軸模數(shù)、軸向壓力角分別與蝸輪的端面模數(shù)、端面壓力角相等。通常兩軸線的交錯角為線的交錯角為90，導程角與蝸輪分度

18、圓螺旋角相等，且方向相同。，導程角與蝸輪分度圓螺旋角相等，且方向相同。 3. 蝸桿的頭數(shù)蝸桿的頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù)z2和傳動比和傳動比 i（課本課本P92）1221nzinz12dd傳動比傳動比 i加工困難加工困難1 實現(xiàn)大傳動比或要求自鎖實現(xiàn)大傳動比或要求自鎖蝸桿頭數(shù)蝸桿頭數(shù)1z1zz1 =2、3、4 要求效率要求效率避免根切避免根切避免蝸桿過長避免蝸桿過長引起剛度不足引起剛度不足蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù)2z100272 z 一般取一般取70292z11dmztg閉閉式式傳傳動動開式開式傳動傳動 失效形式失效形式(發(fā)生在發(fā)生在蝸輪蝸輪上上) 設計準則設計準則蝸桿傳動的失效形式和設計準則蝸桿傳動

19、的失效形式和設計準則 輪和輪和齒膠齒膠齒合齒合面面點點蝕蝕控制點蝕和膠合：控制點蝕和膠合：控制折斷控制折斷(Z2 80)：齒面接觸強度條件齒面接觸強度條件HPH輪齒彎曲強度條件輪齒彎曲強度條件FPF控制溫升（連續(xù)工作）：控制溫升（連續(xù)工作）：熱平衡計算熱平衡計算輪齒輪齒折斷折斷控制折斷：控制折斷：輪齒彎曲強度條件輪齒彎曲強度條件FPF注注 蝸桿主要是控制軸的變形：蝸桿軸的變形不超過許用值蝸桿主要是控制軸的變形：蝸桿軸的變形不超過許用值保證齒根疲勞強度保證齒根疲勞強度按齒面接觸疲勞強度設計按齒面接觸疲勞強度設計圓周力圓周力徑向力徑向力蝸桿上蝸桿上與轉(zhuǎn)向相反與轉(zhuǎn)向相反蝸輪上蝸輪上與轉(zhuǎn)向相同與轉(zhuǎn)向相

20、同1 tF2tF和和指向各自的輪心指向各自的輪心1rF2rF同同直直齒齒輪輪軸向力：軸向力： 左旋蝸桿用左手法則左旋蝸桿用左手法則右旋蝸桿用右手法則右旋蝸桿用右手法則蝸桿蝸桿上上用左右手法則判定用左右手法則判定1aF蝸桿傳動受力的方向蝸桿傳動受力的方向 課本課本P97 習題習題4-1 主動輪為主動輪為右旋右旋，握緊，握緊右手右手，四指彎曲方向表示主動輪的回轉(zhuǎn)，四指彎曲方向表示主動輪的回轉(zhuǎn)方向，拇指的指向即為作用在主動輪上軸向力的方向；（方向，拇指的指向即為作用在主動輪上軸向力的方向；（蝸輪蝸輪的轉(zhuǎn)向與拇指的指向相反的轉(zhuǎn)向與拇指的指向相反）若主動輪為左旋，用左手。）若主動輪為左旋，用左手。Fa1

21、Fa1若使中間軸受力最小，則軸向力方向相反若使中間軸受力最小，則軸向力方向相反例題例題2 一對斜齒輪和蝸輪、蝸桿傳動。一對斜齒輪和蝸輪、蝸桿傳動。Z1的轉(zhuǎn)向如圖示，轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向如圖示，轉(zhuǎn)向為左旋。為左旋。1）若使中間軸受力最小，畫出）若使中間軸受力最小，畫出蝸輪的轉(zhuǎn)向蝸輪的轉(zhuǎn)向和和蝸桿、蝸蝸桿、蝸輪旋向輪旋向。2）畫出）畫出Z2和和蝸桿傳動的受力圖蝸桿傳動的受力圖。Z1Z2Ft2Fr2Fa2Ft4Fa4Fr4Ft3Fa3Fa1 帶傳動的工作原理及特點帶傳動的工作原理及特點一般情況屬于摩擦傳動，結構簡單，中心距大，平穩(wěn)，吸一般情況屬于摩擦傳動，結構簡單，中心距大，平穩(wěn)，吸振，適合于振，適合于高速級

22、高速級（轉(zhuǎn)速高則轉(zhuǎn)矩小，有利于帶傳動）（轉(zhuǎn)速高則轉(zhuǎn)矩小，有利于帶傳動）帶傳動受力分析、應力分析帶傳動受力分析、應力分析F、Ff、F1、F2、F0之間的關系；之間的關系；三種應力，變化規(guī)律與帶傳動參數(shù)之關系三種應力，變化規(guī)律與帶傳動參數(shù)之關系彈性滑動彈性滑動產(chǎn)生的原因，不可避免，使傳動比不恒定，與打滑產(chǎn)生的原因，不可避免，使傳動比不恒定，與打滑有本質(zhì)區(qū)別有本質(zhì)區(qū)別失效形式及設計準則失效形式及設計準則打滑、疲勞破壞；在保證不打滑的前提下使帶具有打滑、疲勞破壞；在保證不打滑的前提下使帶具有足夠的疲勞壽命足夠的疲勞壽命第五章第五章 撓性傳動設計撓性傳動設計V帶傳動的設計步驟和方法帶傳動的設計步驟和方法

23、鏈傳動的工作原理及特點鏈傳動的工作原理及特點嚙合傳動，中心距大，瞬時速比周期性變化，振動，嚙合傳動，中心距大，瞬時速比周期性變化，振動，適合于適合于低速級低速級鏈傳動運動的不均勻性鏈傳動運動的不均勻性滾子鏈傳動參數(shù)選擇滾子鏈傳動參數(shù)選擇z 、p、Lp、a、排數(shù)等、排數(shù)等多邊形效應，設計參數(shù)（如多邊形效應，設計參數(shù)（如 p、z等）對運動的影響等）對運動的影響工作原理：工作原理： 安裝時帶被張緊在帶輪上，產(chǎn)生的安裝時帶被張緊在帶輪上，產(chǎn)生的初拉力初拉力F0使得帶與帶輪之使得帶與帶輪之間產(chǎn)生間產(chǎn)生壓力壓力。主動輪轉(zhuǎn)動時，依靠。主動輪轉(zhuǎn)動時，依靠摩擦力摩擦力托動從動輪一起托動從動輪一起同向同向回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)

24、。第五章第五章 撓性傳動設計撓性傳動設計( (一一) )、受力分析、受力分析安裝時，帶必須以一定的初拉力安裝時，帶必須以一定的初拉力F0張緊在帶輪上張緊在帶輪上Ffn2FfF1帶工作前：帶工作前：帶工作時：帶工作時：F0F0此時，帶只受此時，帶只受初拉力初拉力F0作用作用n1F2F2松邊松邊 退出主退出主動輪的一邊動輪的一邊緊邊緊邊 進入進入主動輪的一邊主動輪的一邊緊邊緊邊- 由由 F0 增加到增加到 F1；松邊松邊- 由由 F0 減小到減小到 F2 。Ff 帶輪作用于帶輪作用于帶的摩擦力帶的摩擦力F = Ff = F1 F2 F 有效拉力，即圓周力有效拉力，即圓周力 帶是彈性體，工作后可認為

25、其總長度不變，則：帶是彈性體，工作后可認為其總長度不變，則：緊邊拉伸增量緊邊拉伸增量 松邊拉伸減量松邊拉伸減量緊邊拉力增量緊邊拉力增量 松邊拉力減量松邊拉力減量 F 因此：因此：F1 F0 FF2 F0 FF0 (F1 F 2) / 2F1 F0 F/2F2 F0 F/2由由F = F1 F2，得：，得：帶所傳遞的功率為：帶所傳遞的功率為：P F v /1000 kWv 為帶速為帶速P 增大時，增大時， 所需的所需的F (即即Ff )加大。加大。帶橫截面的應力為三部分應力之和。帶橫截面的應力為三部分應力之和。最大應力發(fā)生在最大應力發(fā)生在 緊邊開始進入小帶輪處緊邊開始進入小帶輪處:11maxbc

26、由此可知，帶受變應力作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。由此可知，帶受變應力作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應力；由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應力；由離心力產(chǎn)生的拉應力；由離心力產(chǎn)生的拉應力；由彎曲產(chǎn)生的彎曲應力。由彎曲產(chǎn)生的彎曲應力。帶帶傳傳動動通通常常置置于于高高速速級級兩種滑動現(xiàn)象：兩種滑動現(xiàn)象：打打 滑滑 是帶傳動的一種失效形式，是帶傳動的一種失效形式，F(xiàn)Fflim ，過載過載，應避免應避免彈性滑動彈性滑動 正常工作時的微量滑動現(xiàn)象，不可避免正常工作時的微量滑動現(xiàn)象，不可避免彈性滑動是如何產(chǎn)生的？彈性滑動是如何產(chǎn)生的？因因 F1 F2故松緊邊單位長度上故松緊邊單位長度上的變形量

27、不等。的變形量不等。帶繞過主動輪時，由帶繞過主動輪時，由于拉力逐漸減小，所于拉力逐漸減小，所以帶逐漸收縮，使帶以帶逐漸收縮，使帶相對于主動輪的轉(zhuǎn)向相對于主動輪的轉(zhuǎn)向向后滑動。向后滑動。帶繞過從動輪時，由帶繞過從動輪時，由于拉力逐漸增大，所于拉力逐漸增大，所以帶逐漸伸長，使帶以帶逐漸伸長，使帶相對于從動輪的轉(zhuǎn)向相對于從動輪的轉(zhuǎn)向向前滑動。向前滑動。由此可見：由此可見：彈性滑動彈性滑動是由彈性變形和拉力是由彈性變形和拉力差引起的差引起的。滾子鏈應用較多，且為標準件。滾子鏈應用較多，且為標準件。 若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則需采用若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則需采用過渡鏈節(jié)過渡鏈節(jié)。在鏈條受拉時，。在鏈條受拉時，過渡

28、鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應過渡鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應避免采用避免采用。 鏈節(jié)數(shù)選偶數(shù)，則輪齒數(shù)選奇數(shù)，可使得磨損均勻。鏈節(jié)數(shù)選偶數(shù)，則輪齒數(shù)選奇數(shù)，可使得磨損均勻。( (二二) )、鏈傳動的運動特性、鏈傳動的運動特性假定：主動邊總處于水平位置，假定：主動邊總處于水平位置，鏈輪抽象成正多邊形，邊長為鏈輪抽象成正多邊形，邊長為 p 。z1，1，v 的變化的變化瞬時傳動比總在變化：瞬時傳動比總在變化：瞬時速比周期性變化，瞬時速比周期性變化，稱為稱為多邊形效應多邊形效應。平均傳動比恒定：平均傳動比恒定： 由于運動的不由于運動的不均勻性，鏈傳動均勻性，鏈傳動常用于速度較低常用于速度較

29、低的場合。的場合。鏈傳動水平布置時最好緊邊在上鏈傳動水平布置時最好緊邊在上松邊在下，以防止脫鏈松邊在下，以防止脫鏈。 軸的分類軸的分類按軸心線：按軸心線：直軸直軸、曲軸、曲軸按按 受受 載：載：心軸心軸( (彎距彎距) )、傳動軸、傳動軸( (轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩) )、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸( (彎、轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)) )軸的結構設計（階梯軸）軸的結構設計（階梯軸）目的：目的：合理確定各軸段的直徑和長度合理確定各軸段的直徑和長度影響結構的要素：影響結構的要素：軸上零件的定位和固定方法軸上零件的定位和固定方法定位和固定方法：定位和固定方法：軸肩、套筒、圓螺母、彈性擋圈、軸軸肩、套筒、圓螺母、彈性擋圈、軸端擋圈、錐面等；注意各

30、種固定件的特點和應用場合端擋圈、錐面等；注意各種固定件的特點和應用場合幾個具體問題：幾個具體問題：有配合處的軸徑取標準值；非定位軸肩有配合處的軸徑取標準值；非定位軸肩高度可取小些；軸承的定位軸肩高度應小于內(nèi)圈厚度；高度可取小些；軸承的定位軸肩高度應小于內(nèi)圈厚度；軸頭長度應小于輪轂寬度；鍵槽應處于同一加工方向軸頭長度應小于輪轂寬度；鍵槽應處于同一加工方向第六章第六章 軸和軸轂連接設計軸和軸轂連接設計軸的強度計算軸的強度計算應力的性質(zhì)：應力的性質(zhì)：彎曲應力是對稱循環(huán)變應力；剪應力不定彎曲應力是對稱循環(huán)變應力；剪應力不定計算方法：計算方法：防止疲勞斷裂防止疲勞斷裂轉(zhuǎn)軸的設計方法轉(zhuǎn)軸的設計方法按扭轉(zhuǎn)強

31、度初算軸端直徑按扭轉(zhuǎn)強度初算軸端直徑軸的結構設計軸的結構設計受力分析、受力分析、畫彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖畫彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖校核危險截面校核危險截面扭轉(zhuǎn)強度計算扭轉(zhuǎn)強度計算 針對傳動軸或初算轉(zhuǎn)軸的最小直徑針對傳動軸或初算轉(zhuǎn)軸的最小直徑彎扭合成強度計算彎扭合成強度計算 針對轉(zhuǎn)軸和心軸針對轉(zhuǎn)軸和心軸軸系的受力分析：軸系的受力分析：注意軸上零件各力的方向、不要忽略注意軸上零件各力的方向、不要忽略軸向力產(chǎn)生的彎矩、彎矩突變處當量彎矩的計算軸向力產(chǎn)生的彎矩、彎矩突變處當量彎矩的計算折合系數(shù)折合系數(shù)的意義：的意義：將剪應力折合成對稱循環(huán)變應力將剪應力折合成對稱循環(huán)變應力鍵連接的選擇與校核鍵連接的選擇與校核類型選擇，尺

32、寸選擇（平鍵的截面尺寸類型選擇，尺寸選擇（平鍵的截面尺寸bh按軸徑按軸徑d查標準）；查標準）；普通平鍵校核擠壓強度（靜連接），普通平鍵校核擠壓強度（靜連接），導鍵或滑鍵應防止磨損（動連接）；導鍵或滑鍵應防止磨損（動連接）；鍵的工作長度不一定等于鍵長，鍵的工作長度不一定等于鍵長，普通平鍵的鍵長應小于輪轂寬度普通平鍵的鍵長應小于輪轂寬度。 心軸心軸 只承受彎矩、不承受轉(zhuǎn)矩只承受彎矩、不承受轉(zhuǎn)矩 傳動軸傳動軸 只承受轉(zhuǎn)矩、不承受或承受很小彎矩只承受轉(zhuǎn)矩、不承受或承受很小彎矩 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 既受彎矩、又受轉(zhuǎn)矩既受彎矩、又受轉(zhuǎn)矩按受載按受載軸上零件軸向定位和固定方法軸上零件軸向定位和固定方法 課本課本p13

33、8表表6-2軸結構設計示例軸結構設計示例確定各零件位置確定各零件位置初估最小軸徑初估最小軸徑 dmin=28確定各段直徑確定各段直徑零件的軸向定位與固定零件的軸向定位與固定零件的周向固定零件的周向固定1.箱體兩端面與軸承蓋缺少調(diào)整墊片，無法調(diào)整軸箱體兩端面與軸承蓋缺少調(diào)整墊片，無法調(diào)整軸承間隙。承間隙。2.軸環(huán)高度軸環(huán)高度滾動軸承內(nèi)圈高度，便于軸承拆卸。滾動軸承內(nèi)圈高度，便于軸承拆卸。3.鍵太長，套筒無法裝入，鍵長短于該軸段長度鍵太長，套筒無法裝入，鍵長短于該軸段長度510mm。4.套筒對齒輪軸向定位不可靠，齒輪相配軸段長度套筒對齒輪軸向定位不可靠，齒輪相配軸段長度小于齒寬小于齒寬23mm。5

34、.套筒過高，套筒高度套筒過高，套筒高度 S2S1S2FAS2圓錐滾子軸承的簡圖如下（將內(nèi)圈與軸視為一體）：圓錐滾子軸承的簡圖如下（將內(nèi)圈與軸視為一體）：12軸向合力向右，軸有向右移動的趨勢，軸向合力向右，軸有向右移動的趨勢，但外圈被固定，但外圈被固定，使得使得221SSFSA使軸向力平衡，使軸向力平衡，右軸承被右軸承被壓緊壓緊，會產(chǎn)生反力，會產(chǎn)生反力S2，而左軸承被而左軸承被放松放松， F Fa1= =S S1（放松端）（放松端）Fr1Fr2合力合力 若若 S1 + FA S2S1S2FAS112軸向合力向左，軸有向左移動的趨勢，軸向合力向左，軸有向左移動的趨勢，211SSFSA S1 和和

35、S1 都是左軸承所受的力，故：都是左軸承所受的力，故：111SSFa使軸向力平衡：使軸向力平衡：故：故：左軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力左軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力S1，而右軸承被放松，而右軸承被放松，22SFa即：即：AaFSF2122SFa（壓緊端）（壓緊端）（放松端）（放松端）合力合力AFS 2根據(jù)根據(jù)排列方式排列方式判明派生軸向力判明派生軸向力 S 1、S2 的方向的方向；判明判明軸向合力指向軸向合力指向及軸可能移動的方向及軸可能移動的方向，“放松放松”端的軸向載荷等于端的軸向載荷等于自身的內(nèi)部軸向力，自身的內(nèi)部軸向力，“壓緊壓緊”端的軸向載荷等于端的軸向載荷等于除去除去自身派生軸向力后自身派生軸向力后其它其它軸向力的軸向力的代數(shù)和。代數(shù)和。分析哪端軸承被分析哪端軸承被“壓緊壓緊”，哪端軸承被哪