機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第五版復(fù)習(xí)提綱(楊可楨)2014

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第五版復(fù)習(xí)提綱（楊可楨）第一部分課程重點(diǎn)內(nèi)容第1 章平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析1) 構(gòu)件、零件、運(yùn)動(dòng)副的概念及其分類。兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接稱為運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件通過(guò)面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副，平面機(jī)構(gòu)中的低副有移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副。兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。2) 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的方法。3) 平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式。F=3n-2PL-PH，注意事項(xiàng)：（1）復(fù)合鉸鏈（圖1-13）（2）局部自由度是在有些機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所產(chǎn)生的不影響機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的局部運(yùn)動(dòng)的自由度。如凸輪小滾子焊為一體（3）虛約束是機(jī)構(gòu)中某些對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上不起約束作用的約束。應(yīng)將引入虛

2、約束的運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件除去不計(jì)( 1) 當(dāng)兩構(gòu)件在幾處接觸而構(gòu)成移動(dòng)副, 且各接觸處兩構(gòu)件相對(duì)移動(dòng)的方向彼此平行, 或者兩構(gòu)件在幾處配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副, 且轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合時(shí), 則應(yīng)視為一個(gè)低副( 其余低副處的約束可以認(rèn)為是虛約束)。( 2) 當(dāng)兩構(gòu)件在幾處接觸而構(gòu)成平面高副時(shí), 若各接觸點(diǎn)處的公法線重合, 應(yīng)視為一個(gè)高副; 若各接觸點(diǎn)處的公法線不相重合, 這時(shí)各接觸點(diǎn)處提供的約束已不再是同一約束。例如若兩構(gòu)件在兩處接觸而形成平面高副, 兩個(gè)接觸點(diǎn)處公法線方向并不彼此重合, 而是相交或平行, 則應(yīng)視為兩個(gè)平面高副或相當(dāng)于一個(gè)平面低副。( 3) 機(jī)構(gòu)中傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)條件：

3、原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度作業(yè)題：P19,題1-5、6、7、8、9、10、11、12、134) 速度瞬心的概念, 正確計(jì)算機(jī)構(gòu)的瞬心數(shù)；三心定理并能確定平面機(jī)構(gòu)各瞬心的位置；瞬心法對(duì)簡(jiǎn)單高、低副機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析。作業(yè)題：P19, 題1-17第2章 平面連桿機(jī)構(gòu)1) 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化機(jī)構(gòu)。(1) 3種基本類型：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)(2) 演化形式：（改變構(gòu)件的形狀與運(yùn)動(dòng)尺寸、擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)副和機(jī)構(gòu)的倒置）含一個(gè)移動(dòng)副：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、定塊機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)含兩個(gè)移動(dòng)副：雙滑塊機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)2)平面四桿機(jī)構(gòu)的特性:(1) 急回運(yùn)動(dòng)和行程速度變化系數(shù)。：極位夾

4、角, 是搖桿處于兩極限位置時(shí), 對(duì)應(yīng)的曲柄所夾的銳角。(2) 壓力角和傳動(dòng)角(P37 作業(yè)2-3)。壓力角: 從動(dòng)件受力點(diǎn)的受力方向和該點(diǎn)速度方向之間所夾的銳角。傳動(dòng)角: 壓力角的余角, 即= 90°- 。實(shí)際就是連桿與從動(dòng)件之間所夾的銳角。壓力角最大值：曲柄與機(jī)架共線兩處之一(3) 死點(diǎn)位置。傳動(dòng)角= 0°, 即壓力角= 90°, 曲柄為從動(dòng)件，曲柄和連桿共線處3)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件。桿長(zhǎng)條件：最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和其他兩桿長(zhǎng)度之和連架桿或機(jī)架之一為最短桿作業(yè)題：在圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知AD為機(jī)架試求:1)若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，求的

5、最大值；2)若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求的最小值；3) 若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求的數(shù)值解：(1)AB為曲柄，則AB為最短桿，由桿長(zhǎng)條件有：，由此得：，即：的最大值為15 mm；（2）若機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則機(jī)架為最短桿，即，并滿足桿長(zhǎng)條件，當(dāng)AB為最長(zhǎng)桿時(shí)（），有：ÞÞ當(dāng)AB不為最長(zhǎng)桿時(shí)（），有：ÞÞ，由此得，的最小值為45 mm（3）若機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，有以下兩種情形：（a）不滿足桿長(zhǎng)條件，(b) 滿足桿長(zhǎng)條件，且最短桿為連桿，即機(jī)架對(duì)邊為最短桿，但，連桿BC不可能為最短桿，桿長(zhǎng)條件滿足時(shí)，機(jī)構(gòu)不會(huì)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，因此，只需考慮第一種情形，具體分析如下：AB

6、為最短桿，有：Þ，當(dāng)AB為最長(zhǎng)桿時(shí)（），有：Þ由裝配條件當(dāng)AB不為最長(zhǎng)桿和最短桿時(shí)（），有：ÞÞ綜合分析得：若機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，或4)平面四桿機(jī)構(gòu)的作圖設(shè)計(jì)方法。1. 用作圖法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)作業(yè)題：2-6, 2-7, 2-82. 用解析法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)作業(yè)題：2-123. 用實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)第3章 凸輪機(jī)構(gòu)1) 凸輪機(jī)構(gòu)的類型、優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合。凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。2) 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些基本概念:作業(yè)題：3-2，3-5基圓: 以凸輪理論輪廓的最小向徑所作的圓。推程: 當(dāng)凸輪以等角速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 從動(dòng)件被

7、推到距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)的位置的過(guò)程稱為推程。從動(dòng)件上升的最大距離稱為從動(dòng)件的升程, 相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動(dòng)角?；爻? 從動(dòng)件由最遠(yuǎn)位置回到起始位置的過(guò)程稱為回程, 對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為回程運(yùn)動(dòng)角。休止: 從動(dòng)件處于靜止不動(dòng)的階段。從動(dòng)件在最遠(yuǎn)處?kù)o止不動(dòng), 對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為遠(yuǎn)休止角; 從動(dòng)件在最近處?kù)o止不動(dòng), 對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為近休止角。從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件做等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，造成強(qiáng)烈剛性沖擊；做等加速等減速和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)造成柔性沖擊；做正弦加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有沖擊。3) 反轉(zhuǎn)法原理, 學(xué)會(huì)根據(jù)這一原理用圖解法設(shè)計(jì)或分析盤形凸輪機(jī)構(gòu)。作業(yè)題：3-44) 滾子半徑與凸輪實(shí)際

8、輪廓之間的相互影響關(guān)系, 壓力角、基圓半徑之間的相互關(guān)系（加大基圓半徑rmin, 可減小壓力角a）, 掌握凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸確定的原則, 學(xué)會(huì)根據(jù)這些原則確定移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑、滾子半徑和偏置方向。第4章 齒輪機(jī)構(gòu)1) 齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及主要類型。兩軸平行的圓柱齒輪傳動(dòng)：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)( 外嚙合、內(nèi)嚙合)、齒輪與齒條傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、人字齒輪傳動(dòng)等; 兩軸相交的圓錐齒輪傳動(dòng)(直齒、曲齒) ; 兩軸交錯(cuò)的齒輪傳動(dòng), 如交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)。2) 齒廓實(shí)現(xiàn)定角速比傳動(dòng)的條件。不論齒廓在任何位置接觸, 過(guò)接觸點(diǎn)所作的齒廓公法線必須與連心線交于一定點(diǎn)。齒廓接觸點(diǎn)的公法線

9、與兩齒輪連心線的交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)C, 以兩齒輪的中心O1 , O2 為圓心, 過(guò)節(jié)點(diǎn)C的兩圓稱為節(jié)圓, 節(jié)圓半徑分別以r1, r2表示。兩節(jié)圓相切于節(jié)點(diǎn), 一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí), 它的兩節(jié)圓作純滾動(dòng), 其角速度比就等于兩節(jié)圓半徑的反比, 即i=1/2 =r2/r1。3) 漸開線的性質(zhì)。(1) 發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度BK 與基圓上被滾過(guò)的圓弧長(zhǎng)度AB 相等, 即BK = AB。(2) 漸開線上任意點(diǎn)K 的法線B K 必與基圓相切。點(diǎn)B 是切點(diǎn), 是漸開線的曲率中心, BK 是漸開線的曲率半徑。(3) 漸開線上各點(diǎn)的壓力角不等: cosaK =rb/rK 。漸開線在基圓上的壓力角為零, 離基圓越遠(yuǎn), 壓力角

10、越大。(4) 漸開線的形狀決定于基圓的大小?；鶊A大小不同, 漸開線形狀不同, 基圓越大, 漸開線越平直, 基圓無(wú)窮大時(shí), 漸開線變?yōu)橐恢本€。(5) 基圓以內(nèi)無(wú)漸開線。4) 漸開線齒廓的特點(diǎn)。(1) 漸開線齒廓滿足定角速比要求(2) 漸開線齒輪傳動(dòng)的可分性(3) 漸開線齒輪之間的正壓力方向不變性5) 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪及其嚙合傳動(dòng)。(1) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪：分度圓上齒厚與齒槽寬相等, 且齒頂高和齒根高為標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。其基本參數(shù)有齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角a、齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c*五個(gè)。只要這五個(gè)基本參數(shù)確定, 則直齒圓柱齒輪的其他幾何尺寸即可確定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:標(biāo)準(zhǔn)壓力角a= 20&

11、#176;、正常齒的齒頂高系數(shù)ha* = 1 .0、頂隙系數(shù)c* =0 .25 , 且規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列。分度圓直徑d=mz，s =e=p/2=m/2; db = dcos= mzcos齒頂高h(yuǎn)a= ha*m=da-d；齒根高h(yuǎn)f = (ha*+ c*)m= d-df;(2) 一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是: 兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等, 即m1 = m2 = m, a1 =a2 = a。(3) 標(biāo)準(zhǔn)中心距：a = r1 + r2 = m( z1 + z2 )/ 2。(4) 分度圓與節(jié)圓、壓力角與嚙合角:分度圓和壓力角是單個(gè)齒輪本身所固有的, 而節(jié)圓和嚙合角是兩個(gè)齒輪相互嚙合時(shí)

12、才出現(xiàn)的。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時(shí), 節(jié)圓與分度圓重合, 嚙合角與壓力角相等。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪按非標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時(shí), 實(shí)際中心距a是兩節(jié)圓半徑之和, 即a= r1+ r2 m(z1 + z2 )/ 2 ,此時(shí)的嚙合角與壓力角不等, 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪一般有a>a。acosa=acosa(5) 齒輪嚙合傳動(dòng)過(guò)程:一對(duì)直齒輪嚙合傳動(dòng)開始時(shí), 是主動(dòng)齒輪的齒根部與從動(dòng)齒輪的齒頂接觸, 當(dāng)兩輪繼續(xù)傳動(dòng)時(shí), 嚙合點(diǎn)在主動(dòng)齒輪齒廓上從齒根部向齒頂部逐漸移動(dòng), 在從動(dòng)齒輪上是從齒頂向齒根部逐漸移動(dòng), 嚙合傳動(dòng)終止時(shí), 是主動(dòng)齒輪的齒頂部與從動(dòng)齒輪齒根部接觸。從另一角度來(lái)考察其嚙合過(guò)程, 齒輪傳動(dòng)中嚙合點(diǎn)落在兩

13、基圓的內(nèi)公切線上, 這條線段稱理論嚙合線。實(shí)際嚙合起始點(diǎn)是從動(dòng)齒輪頂圓與理論嚙合線的交點(diǎn);實(shí)際嚙合的終止點(diǎn)是主動(dòng)齒輪頂圓與理論嚙合線的交點(diǎn);兩交點(diǎn)之間的線段就是實(shí)際嚙合線。(6) 重合度:嚙合弧與齒距之比稱為重合度, 用表示, 即= 嚙合弧/齒距。重合度越大, 表示同時(shí)嚙合的齒的對(duì)數(shù)越多。(7) 齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件:齒輪的傳動(dòng)是依靠?jī)奢嗇嘄X依次嚙合實(shí)現(xiàn)的。為保證兩齒輪連續(xù)傳動(dòng), 必須保證前一對(duì)齒尚未退出嚙合時(shí), 后一對(duì)齒已進(jìn)入嚙合, 即嚙合弧必須大于等于齒距。在實(shí)際考慮制造誤差后, 為保證漸開線齒輪連續(xù)以定角速比傳動(dòng), 嚙合弧必須大于齒距, 即重合度必須大于1 , 即> 1。對(duì)于漸開線標(biāo)

14、準(zhǔn)齒輪傳動(dòng), 其重合度都大于1 , 必能實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳動(dòng)。6) 漸開線齒輪的切齒原理、方法及根切現(xiàn)象。1. 成形法2. 范成法用范成法加工齒輪, 若刀具的齒頂線超出齒輪理論嚙合線的極限點(diǎn)時(shí), 齒輪根部的漸開線齒廓將被切去一部分, 這種現(xiàn)象稱為根切。對(duì)于ha* =1, a= 20°的正常齒制標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)zmin = 17; 7) 變位齒輪的特點(diǎn)及幾何尺寸計(jì)算。x 稱為變位系數(shù)。當(dāng)x > 0時(shí), 表示刀具遠(yuǎn)離輪坯中心向外移, 稱為正變位; 當(dāng)x < 0 時(shí), 表示刀具趨近于輪坯中心向里移, 稱為負(fù)變位;分度圓直徑d = mz 、基圓直徑db = dcosa，

15、s = m/ 2 + 2 xmtan, e = m/ 2 - 2 xmtan。ha = (ha* + x ) m, hf = ( ha* +c*- x)m8) 斜齒圓柱齒輪及其嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)?；緟?shù)共六個(gè), 與直齒輪相比多引入了一個(gè)螺旋角, 且有正、負(fù)之分, 表示分度圓柱上輪齒的旋向。越大, 則斜齒輪的特點(diǎn)越明顯, 如傳動(dòng)平穩(wěn)、重合度大、承載能力強(qiáng)等;若太大, 則會(huì)產(chǎn)生很大的軸向力, 因此設(shè)計(jì)中一般取= 8° 20°。斜齒輪的旋向可以這樣判斷: 把斜齒圓柱齒輪軸線垂直放置, 螺旋線左側(cè)高就是左旋, 右側(cè)高就是右旋。斜齒圓柱齒輪的模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)都有端面參

16、數(shù)和法面參數(shù)之分, 端面是指垂直于齒輪回轉(zhuǎn)軸線的平面; 法面是指垂直于輪齒方向的截面。其中法面參數(shù)mn ,an , han*, cn* 為標(biāo)準(zhǔn)值, 取值與直齒輪相同。因?yàn)閺亩嗣婵? 一對(duì)斜齒輪的嚙合情況完全相當(dāng)于一對(duì)直齒輪傳動(dòng), 因此將端面參數(shù)代入直齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式中, 即可計(jì)算出斜齒輪的其他尺寸參數(shù), 如分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑。斜齒輪幾何尺寸計(jì)算的關(guān)鍵是法面參數(shù)與端面參數(shù)之間的換算關(guān)系:模數(shù)mn = mt cos, 壓力角tann = tant cos, 齒距pn =pt cos, 且在計(jì)算齒高時(shí)要注意:齒頂高h(yuǎn)a = mn , 齒根高h(yuǎn)f = 1 .25 mn。過(guò)斜齒輪分

17、度圓柱上齒廓的任一點(diǎn)C作輪齒螺旋線的法向平面, 該法面與分度圓柱的交線為一橢圓。以橢圓在點(diǎn)C處的曲率半徑為分度圓半徑, 以斜齒輪法面模數(shù)mn 為模數(shù), 取標(biāo)準(zhǔn)壓力角n作一直齒圓柱齒輪, 這一假想的直齒圓柱齒輪稱為該斜齒輪的當(dāng)量齒輪。當(dāng)量齒輪的齒形與斜齒輪的法向齒形相同, 其齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)zv , zv =z/cos3一對(duì)斜齒輪嚙合傳動(dòng): (1) 一對(duì)斜齒輪正確嚙合條件:兩齒輪的法面模數(shù)和法面壓力角必須分別相等, 即mn1=mn2=m, n1=n2=, 且螺旋角大小相等、方向相反(外嚙合), 即一為左旋, 一為右旋, 1=-2。因兩斜齒輪的螺旋角大小相等, 故正確嚙合兩斜齒輪的端面模數(shù)和端面壓

18、力角也分別相等, 即mt1= mt2, t1=t2。(2) 一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的中心距a: a =(d1+d2) =mt (z1+z2) =2cosmn(z1+z2) (3) 斜齒輪傳動(dòng)的重合度: = t +btan/pt斜齒輪傳動(dòng)的重合度比端面齒廓完全相同的直齒輪大btan/ pt , 且隨著斜齒輪的齒寬b和螺旋角的增大而增大, 所以斜齒輪傳動(dòng)與直齒輪相比, 其傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)。斜齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn): 傳動(dòng)平穩(wěn)、重合度大、最少根切齒數(shù)更少。9) 直齒圓錐齒輪及其嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)。圓錐齒輪機(jī)構(gòu)是用來(lái)傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)。(1) 為計(jì)算和測(cè)量的方便, 取大端的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。其大端模數(shù)me 系列值與圓

19、柱齒輪不同, 有其標(biāo)準(zhǔn)GB1236890 ; 齒頂高系數(shù)ha* = 1, 但頂隙系數(shù)c* = 0 .2。(2) 在錐齒輪軸剖面上, 齒頂圓錐母線、齒根圓錐母線與分度圓錐母線之間的夾角分別稱為齒頂角a、齒根角f。等頂隙齒時(shí)a = f = arctanhf/Re; 不等頂隙時(shí)a=arctanha/Re, f=arctanhf/Re。分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐的母線與軸線之間的夾角分別稱為分度圓錐角、頂錐角a = + a 、根錐角f = - f 。(3) 分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐在大端的投影圓分別稱為該圓錐齒輪的分度圓、齒頂圓、齒根圓。錐齒輪分度圓直徑d= mez =2Resin, 齒頂圓直徑

20、da=d+2mecos, 齒根圓直徑df= d- 2.4mecos。一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)相當(dāng)于一對(duì)節(jié)圓錐作純滾動(dòng)。(1) 一對(duì)直齒圓錐齒輪正確嚙合條件:兩輪大端的模數(shù)和壓力角必須分別相等, 即me1=me2=m, 1= 2 = 。(2) 錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為i = 1/2=z2/z1=d2/d1=sin2/sin1當(dāng)軸交角 = 90°時(shí), 則有i =cot13. 錐齒輪的當(dāng)量齒輪將圓錐齒輪的背錐展開為平面扇形, 并以圓錐齒輪大端模數(shù)為模數(shù), 取標(biāo)準(zhǔn)壓力角, 作扇形齒輪并將缺口補(bǔ)足為完整的圓柱齒輪, 稱為該圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪。其齒廓形狀與該圓錐齒輪大端齒形相似, 其齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)zv ,

21、 即zv =z/cos直齒圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為zmin = zvmincos作業(yè)題：4-4,4-6,4-11第5章 輪系1) 輪系的定義, 分類及輪系的功用。(1) 定軸輪系。輪系中各個(gè)齒輪的回轉(zhuǎn)軸線的位置是固定的。(2) 周轉(zhuǎn)輪系。輪系中至少有一個(gè)齒輪的回轉(zhuǎn)軸線的位置是不固定的, 繞著其他構(gòu)件旋轉(zhuǎn), 則這種輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。周轉(zhuǎn)輪系中的主要構(gòu)件有:行星輪、行星架、中心輪又稱為太陽(yáng)輪。差動(dòng)輪系, 機(jī)構(gòu)自由度為2; 行星輪系, 機(jī)構(gòu)自由度為1。輪系功用：(1) 相距較遠(yuǎn)的兩軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。(2) 實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)。(3) 獲得較大的傳動(dòng)比。(4) 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解2) 定軸輪系

22、的傳動(dòng)比的計(jì)算。1. 傳動(dòng)比的數(shù)值計(jì)算2. 首末兩輪轉(zhuǎn)向的判斷當(dāng)首末兩輪的軸線相平行時(shí), 兩輪轉(zhuǎn)向的異同可用傳動(dòng)比的正負(fù)表示。兩輪轉(zhuǎn)向相同時(shí), 傳動(dòng)比為“+”;兩輪轉(zhuǎn)向相反時(shí), 傳動(dòng)比為“ - ”。但是如果首末兩輪的軸線不平行, 則只能計(jì)算傳動(dòng)比的大小, 首末兩輪的轉(zhuǎn)向用箭頭表示。通常兩輪的轉(zhuǎn)向用箭頭法判斷, 即假定首輪的轉(zhuǎn)向(或依題意給定的方向), 用箭頭在圖示上表示, 根據(jù)嚙合情況, 依次將每個(gè)輪子的轉(zhuǎn)向在圖示上標(biāo)注出來(lái), 最后可以得到末輪的轉(zhuǎn)向。一般畫箭頭時(shí)有以下原則:(1) 外嚙合齒輪:兩箭頭相對(duì)或相背。(2) 內(nèi)嚙合齒輪:兩箭頭同向。(3) 圓錐齒輪:兩箭頭同時(shí)指向節(jié)點(diǎn)或同時(shí)背離節(jié)點(diǎn)

23、。(4) 蝸桿傳動(dòng):左手或右手定則右旋蝸桿左手握, 左旋蝸桿右手握, 四指1, 拇指2。(5) 同軸齒輪:兩箭頭同向。 3) 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。轉(zhuǎn)化輪系4) 復(fù)合輪系的計(jì)算方法, 并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的復(fù)合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算。復(fù)合輪系是指該輪系中既有周轉(zhuǎn)輪系部分, 又有定軸輪系部分, 因此計(jì)算的關(guān)鍵是: 正確分解周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系, 分別列出計(jì)算方程式, 然后聯(lián)立解出所要求的傳動(dòng)比。作業(yè)題：5-1,5-2,5-3,5-10,5-16第6章 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1) 棘輪機(jī)構(gòu)的組成、工作原理、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。棘輪機(jī)構(gòu)主要由搖桿、棘爪、棘輪和機(jī)架等組成。2) 槽輪機(jī)構(gòu)的組成、工作原理、主要參數(shù)的計(jì)算。在一個(gè)

24、運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi), 槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tm 對(duì)撥盤的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t之比值稱為運(yùn)動(dòng)特性系數(shù), 即= tm/ t。對(duì)于撥盤上有K 個(gè)均勻分布圓銷、槽輪有z 個(gè)徑向槽的槽輪機(jī)構(gòu), 其運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)為3) 不完全齒輪機(jī)構(gòu)。4) 凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。作業(yè)題：6-2,6-3第7章 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)1) 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)的原因和類型。2) 非周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)方法調(diào)速器。3) 周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)方法, 飛輪調(diào)速的原理和飛輪設(shè)計(jì)的基本方法。作業(yè)題：7-2,7-5第8章 回轉(zhuǎn)件的平衡1) 回轉(zhuǎn)件平衡的目的。2) 回轉(zhuǎn)件的平衡條件及計(jì)算方法。靜平衡-單面平衡（D/b5，軸向尺寸較小）動(dòng)平衡-雙面平衡（D/b<5，軸

25、向尺寸大）3) 回轉(zhuǎn)件的平衡實(shí)驗(yàn)。作業(yè)題：8-5,8-8第9章 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論1) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求和設(shè)計(jì)步驟。計(jì)算量許用量。這種為防止失效而制定的判定條件, 稱為工作能力計(jì)算準(zhǔn)則. 計(jì)算機(jī)械零件的工作能力的最基本的準(zhǔn)則是計(jì)算量<許用量準(zhǔn)則2) 機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算中載荷、應(yīng)力的種類及相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則, 能正確地進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。1. 載荷名義載荷: 在理想的平穩(wěn)工作條件下, 作用在零件上的載荷稱為名義載荷。名義載荷是利用工程力學(xué)公式求得的載荷。計(jì)算載荷: 考慮各種附加載荷、比較接近實(shí)際的載荷。它是載荷系數(shù)( 或工作情況系數(shù)) 與名義載荷的乘積。2. 應(yīng)力名義應(yīng)力: 用材料力學(xué)公式按名

26、義載荷求得的應(yīng)力。計(jì)算應(yīng)力: 用材料力學(xué)公式按計(jì)算載荷求得的應(yīng)力。對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的循環(huán)特性r = - 1 , 特點(diǎn)是max = - min 。脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力的循環(huán)特性r = 0 , 特點(diǎn)是min = 0。靜應(yīng)力可看作是特殊的變應(yīng)力, r = 1 , 特點(diǎn)是max = min = m 。機(jī)械零件整體強(qiáng)度條件為零件危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力不大于零件材料的許用應(yīng)力 , 即< (1) 靜應(yīng)力下, 對(duì)于塑性材料制成的零件, 主要損壞形式為塑性變形, 按不發(fā)生塑性變形條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算, 其極限應(yīng)力lim 為零件材料的屈服極限S , 許用應(yīng)力為 = lim/S= S/S式中, S 為安全因數(shù)。零件發(fā)生塑變后

27、, 會(huì)影響零件的正常工作, 但不會(huì)引起重大事故, 所以安全因數(shù)取值可小一些, 一般取S = 1 .2 1 .5 ; 對(duì)于塑性較差或鑄鋼取S = 1 .5 2 .5 , 或按相關(guān)安全因數(shù)表選取。(2) 靜應(yīng)力下, 對(duì)于脆性材料制成的零件, 主要損壞形式為斷裂, 按不發(fā)生斷裂條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算, 極限應(yīng)力lim 為零件材料的強(qiáng)度極限B , 許用應(yīng)力為 = lim/S= B/S)零件的斷裂可能引起重大的損失甚至人生事故, 故安全因數(shù)S 取值較大, 一般取S = 34, 或按相關(guān)的安全因數(shù)表選取。(3) 變應(yīng)力下, 無(wú)論是塑性材料還是脆性材料, 主要損壞形式都是疲勞斷裂, 其極限應(yīng)力lim 為疲勞極限。

28、并引入有效應(yīng)力集中系數(shù)k、尺寸系數(shù)、表面狀態(tài)系數(shù), 以分別考慮截面突變、絕對(duì)尺寸和表面狀態(tài)等對(duì)極限應(yīng)力的影響。對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力( r = - 1) 的疲勞極限用-1 表示;脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力( r = 0)的疲勞極限用0 表示。無(wú)限壽命下零件的許用應(yīng)力分別為 =-1/kS =0/kS循環(huán)N 次的有限壽命下, 疲勞極限應(yīng)力用-1N , 0N表示, 其許用應(yīng)力分別為 = -1N/kS = 0N/kS安全因數(shù)S 可取S = 1 .3 2 .5 , 或按相關(guān)安全因數(shù)表選取。疲勞斷裂的特征: 疲勞斷裂的最大應(yīng)力遠(yuǎn)比靜應(yīng)力下材料的強(qiáng)度極限低, 甚至比屈服極限低; 疲勞裂口表現(xiàn)為無(wú)明顯塑性變形的突然脆性斷裂; 疲

29、勞斷裂是損傷的積累。疲勞斷裂是微裂紋擴(kuò)展到一定程度后, 發(fā)生的突然斷裂, 與循環(huán)次數(shù)N( 也稱為壽命) 密切相關(guān)。對(duì)應(yīng)于循環(huán)基數(shù)N0的應(yīng)力稱為材料的疲勞極限-1 ;對(duì)應(yīng)于任意循環(huán)次數(shù)N(< N0)的應(yīng)力稱為有限壽命為N的疲勞極限-1N 。它們之間的關(guān)系如下:3) 接觸強(qiáng)度及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。接觸應(yīng)力H按彈性力學(xué)的赫茲公式計(jì)算對(duì)于鋼或鐵可簡(jiǎn)化為4) 機(jī)械零件磨損的主要類型、耐磨性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。耐磨性條件:限制摩擦表面的壓強(qiáng);相對(duì)速度較高時(shí), 還應(yīng)限制單位時(shí)間內(nèi)單位接觸面積的發(fā)熱量, 用pv 值間接表示。pppvpv5) 機(jī)械制造常用材料及其選擇原則。機(jī)械設(shè)計(jì)中零件常用材料有黑色金屬、有色金屬和非金屬

30、, 其中以黑色金屬的鑄鐵、鋼和有色金屬中的銅合金最為常用。6) 零件尺寸公差與配合、表面粗糙度的概念和應(yīng)用, 了解優(yōu)先數(shù)系及優(yōu)先數(shù)。零件的尺寸不可能做得絕對(duì)精確, 但必須介于兩個(gè)允許的極限尺寸之間, 這兩個(gè)極限尺寸之差稱為公差。一般用零線表示基本尺寸的位置, 由代表上、下偏差的兩條直線所限定的區(qū)域稱為公差帶。國(guó)標(biāo)規(guī)定, 孔與軸的公差帶位置各有28個(gè), 用字母表示;公差等級(jí)20 個(gè), 用數(shù)字表示。同一基本尺寸的孔與軸的結(jié)合稱為配合。根據(jù)孔和軸的公差帶相對(duì)位置, 配合分為三大類: 間隙配合(孔大軸小)、過(guò)渡配合(可能是間隙、可能是過(guò)盈)、過(guò)盈配合(孔小軸大) 。配合制度有基孔制和基軸制兩種?；字?/p>

31、是指孔是基準(zhǔn)孔, 下偏差為零, 靠改變軸的公差帶實(shí)現(xiàn)不同配合特性。基軸制是指軸是基準(zhǔn)軸, 上偏差為零, 靠改變孔的公差帶實(shí)現(xiàn)不同配合特性。工程中主要采用基孔制。表面粗糙度是指零件微觀凹凸不平度。任何加工方法都會(huì)在零件表面留下刀痕, 使表面凹凸不平, 具有一定的粗糙度。評(píng)定粗糙度的參數(shù)之一是輪廓算術(shù)平均偏差值Ra 。偏差值Ra 越小, 表示凹凸不平度越小, 零件表面越光潔。常用的Ra 值為0.812.5。優(yōu)先數(shù)系是用來(lái)使量值(如直徑、轉(zhuǎn)速等)得到合理的分級(jí)。國(guó)標(biāo)規(guī)定的優(yōu)先數(shù)系有四種基本系列: R5系列(公比1 .6 )、R10系列(公比1 .25)、R20(公比1 .12) 、R40(公比1 .

32、06 )。系列中的任何一個(gè)數(shù)值均稱為優(yōu)先數(shù)。7) 機(jī)械零件工藝性的基本要求及標(biāo)準(zhǔn)化的概念。1. 機(jī)械零件的工藝性機(jī)械零件便于加工且加工成本低, 稱此零件具有良好的工藝性。在零件設(shè)計(jì)階段就必須注意零件的工藝性。有關(guān)工藝性的基本要求有: 毛坯選擇合理; 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理; 恰當(dāng)?shù)闹圃炀群捅砻娲植诙取?. 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化的含義:品種規(guī)格的系列化、零部件通用化、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。作業(yè)題：9-3第10章 連接1) 螺紋聯(lián)接的分類、螺紋各部分的名稱和結(jié)構(gòu)參數(shù)。1. 螺紋分類按照螺紋母體形狀, 螺紋分為圓柱螺紋和圓錐螺紋。按照軸剖面牙形, 螺紋分為三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋。三角螺紋多用于聯(lián)接, 梯形

33、、鋸齒形、矩形螺紋用于傳動(dòng)。按照螺旋線的旋向, 螺紋分為左旋螺紋和右旋螺紋。一般采用右旋螺紋, 特殊要求時(shí)才采用左旋螺紋。按照螺旋線的數(shù)目, 螺紋分為單線螺紋和多線螺紋。一般螺紋線數(shù)不超過(guò)4 條。2. 螺紋的幾何參數(shù)大徑d:螺紋的最大直徑, 對(duì)于普通螺紋也稱公稱直徑。小徑d1 :螺紋的最小直徑, 是強(qiáng)度計(jì)算的主要幾何參數(shù)。中徑d2 :假想圓柱的直徑, 該圓柱母線上牙型溝槽與凸起寬度相等。螺紋中徑是研究螺紋幾何尺寸的參考直徑。螺距P:在中徑線上, 相鄰兩牙對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的軸向距離。導(dǎo)程S: 在中徑線上, 同一條螺旋線相鄰兩牙對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的軸向距離。對(duì)于線數(shù)為n 的螺紋: S = nP ; 單線螺紋:

34、S = P。螺紋升角: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, 簡(jiǎn)稱角。 = arctanS/d2= arctannP/d2牙型角: 軸向剖面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。牙側(cè)角: 軸向剖面內(nèi)牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為牙側(cè)角。對(duì)于對(duì)稱牙型=/2。2) 螺旋副的受力分析、效率計(jì)算及自鎖條件。力學(xué)模型: 內(nèi)外螺紋旋合形成的螺旋副, 在驅(qū)動(dòng)力矩T 和軸向載荷Fa 作用下的相對(duì)運(yùn)動(dòng), 可簡(jiǎn)化為作用在中徑上的水平推力F 推動(dòng)滑塊沿中徑展開的斜面上的運(yùn)動(dòng)。斜面的傾角為(螺紋升角) , 摩擦因數(shù)為f , 摩擦角=arctanf, 螺紋的牙側(cè)角為, 當(dāng)量摩擦角為=arctanf/cos。

35、3) 螺紋聯(lián)接的四種基本類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合。4) 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松、常用防松方法及防松零件。防松的根本問(wèn)題是阻止螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。防松的基本原理有三種: 摩擦防松( 如彈簧墊圈、雙螺母防松、尼龍圈鎖緊螺母等) 、機(jī)械防松( 如槽形螺母與開口銷配合、帶翅墊片與圓螺母配合、止動(dòng)墊片等) 、破壞螺紋副防松( 沖點(diǎn)、黏合等)。P142, 表10-45) 單個(gè)螺栓的受力分析和強(qiáng)度校核計(jì)算。6) 提高螺栓聯(lián)接剛度的措施。(1) 降低載荷變化幅度。例如減小螺栓剛度、增大被聯(lián)接件剛度, 均可減小螺栓所受軸向工作載荷的變化范圍, 從而防止螺栓的疲勞損壞。(2) 使螺紋牙間載荷分布更趨均勻。例如采用懸置

36、螺母或環(huán)槽螺母。(3) 減小應(yīng)力集中。例如增大螺栓圓角、切制卸載槽等。(4) 避免或減小附加彎曲應(yīng)力。例如在鑄件或鍛件等表面上采用凸臺(tái)或沉頭座等結(jié)構(gòu)。此外, 采用冷鐓頭部和輾壓螺紋的螺栓比車制螺栓的疲勞強(qiáng)度提高30%。表面氰化、氮化處理也可提高疲勞強(qiáng)度。7) 簡(jiǎn)單螺旋的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法; 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì), 首先是根據(jù)耐磨性條件, 確定螺桿的直徑和螺母的厚度; 然后參照標(biāo)準(zhǔn)確定螺旋各主要參數(shù);最后對(duì)于受力較大的傳力螺旋應(yīng)校核螺桿的強(qiáng)度及螺紋牙的強(qiáng)度, 對(duì)于要求自鎖性的螺桿應(yīng)校核其自鎖性, 對(duì)于精密傳導(dǎo)螺旋應(yīng)校核螺桿的剛度, 對(duì)于長(zhǎng)徑比很大的螺桿, 應(yīng)校核其穩(wěn)定性。8) 平鍵的選用和強(qiáng)度計(jì)算方法。

37、平鍵、半圓鍵聯(lián)接：。工作面為兩側(cè)面；楔鍵聯(lián)接：工作面為上下兩面；切向鍵聯(lián)接：工作面為相平行的兩窄面。鍵聯(lián)接的選擇設(shè)計(jì)(1) 類型選擇。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求、工作條件選擇。(2) 尺寸選擇。根據(jù)軸的直徑d 選擇鍵的截面尺寸b×h, 根據(jù)輪轂寬度選擇鍵的公稱長(zhǎng)度L( L 輪轂寬度) , 并應(yīng)符合長(zhǎng)度系列。(3) 材料選擇。抗拉強(qiáng)度不小于600 MPa 的鋼, 一般選用45 號(hào)鋼。(4) 強(qiáng)度校核。根據(jù)主要失效形式, 選擇相應(yīng)的校核公式計(jì)算。9) 花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)?；ㄦI的工作面為齒的兩側(cè)面。銷是標(biāo)準(zhǔn)件。主要用于固定零件之間的相互位置, 并傳遞不大的載荷。按銷的功能分為定位銷、

38、聯(lián)接銷和安全銷。作業(yè)題：10-4,5,6,8,12,14第11章 齒輪傳動(dòng)1) 齒輪傳動(dòng)的主要失效形式、失效原因、失效部位、避免或減輕失效的措施。齒輪傳動(dòng)按照工作條件分兩種: 閉式傳動(dòng)和開式傳動(dòng)。輪齒的失效形式主要有：輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變形。在一般閉式齒輪傳動(dòng)中，齒輪的主要是齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕和輪齒彎曲疲勞折斷。齒根部分靠近節(jié)線處最易發(fā)生點(diǎn)蝕，故常取節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力為計(jì)算依據(jù)。一般僅有一對(duì)齒嚙合，即荷載由一對(duì)齒承擔(dān)。對(duì)于開式齒輪，主要的失效形式有：齒面磨損和齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度破壞。提高抗膠合能力的措施:提高齒面硬度、減小粗糙度值、采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油( 加極壓添

39、加劑) 、改善散熱條件等。提高抗齒面磨粒磨損的措施:減小粗糙度值、保持良好潤(rùn)滑。提高抗塑性變形能力的措施: 提高齒面硬度、提高潤(rùn)滑油黏度或加極壓添加劑等。常用的熱處理方法有:調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）、正火(?；? 、表面淬火、滲碳淬火、滲氮。2) 齒輪傳動(dòng)的受力分析;齒輪強(qiáng)度計(jì)算中要用計(jì)算載荷而非名義載荷的原因。力的方向判別說(shuō)明(1) 圓周力Ft。Ft1對(duì)主動(dòng)齒輪形成阻力矩, 與其運(yùn)動(dòng)方向相反; Ft2對(duì)從動(dòng)齒輪形成驅(qū)動(dòng)力矩, 與其運(yùn)動(dòng)方向相同。(2) 徑向力Fr。對(duì)于外齒輪, 沿著徑線指向轉(zhuǎn)動(dòng)中心; 對(duì)于內(nèi)齒輪, 沿著徑線背離轉(zhuǎn)動(dòng)中心。(3) 軸向力Fa。對(duì)于斜齒輪, 軸向力沿軸線方向, 箭頭

40、指向工作齒面。對(duì)于主動(dòng)斜齒輪, Fa1 也可用左(右) 手螺旋定則, 即根據(jù)主動(dòng)輪輪齒的旋向, 左旋伸左手, 右旋伸右手, 握住軸線, 四指指向主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向, 大拇指的指向即為主動(dòng)輪軸向力Fa1的方向, 從動(dòng)輪的Fa2與Fa1方向相反。對(duì)于圓錐齒輪, 軸向力沿著軸線, 箭頭指向大端。也即圓錐齒輪的軸向力總是使兩錐輪有分開的趨勢(shì)。首先根據(jù)齒輪傳遞的功率, 計(jì)算出主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)矩T1= 9.55×106P1/n1, 代入公式Ft1=2T1/d1 計(jì)算出齒輪上的圓周力分量, 然后再分別代入相應(yīng)公式計(jì)算徑向力Fr 、軸向力Fa 和法向力Fn 。3) 針對(duì)不同失效形式的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。4) 直齒圓

41、柱齒輪彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度計(jì)算方法, 各主要參數(shù)和系數(shù)的意義, 并能合理地選取。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒形系數(shù)YF僅決定于齒輪的齒數(shù), 與模數(shù)無(wú)關(guān), 且齒數(shù)越多, 齒形系數(shù)值越小。斜齒圓柱齒輪, 按當(dāng)量齒數(shù)zv = z/cos3選取。圓錐齒輪按當(dāng)量齒數(shù)zv =z/cos選取。5) 斜齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪受力分析。6) 齒輪結(jié)構(gòu): 齒輪軸式、實(shí)心式、腹板式、輪輻式、組合式7) 潤(rùn)滑方式：開式傳動(dòng): 人工潤(rùn)滑；閉式傳動(dòng): 浸油潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的功率損耗: 嚙合中的摩擦損耗;攪油的油阻損耗;軸承中的摩擦損耗作業(yè)題：11-4,7,10,14,15,16第12章 蝸桿傳動(dòng)1) 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型及主要失效

42、形式。蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的, 它用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力, 通常兩軸交錯(cuò)角為90°。傳動(dòng)中一般蝸桿是主動(dòng)件。(1) 阿基米德蝸桿。在包含軸線的截面內(nèi)為側(cè)邊呈直線的齒條, 而在垂直于蝸桿軸線的截面內(nèi)為阿基米德螺旋線。(2) 漸開線蝸桿。在垂直于蝸桿軸線的截面內(nèi)為漸開線, 在包含蝸桿軸線的截面內(nèi)為凸廓線。蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式有膠合、點(diǎn)蝕和磨損。這主要是因?yàn)槲仐U傳動(dòng)兩構(gòu)件間相對(duì)滑動(dòng)速度很大而引起的。2) 普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算。蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)有以下四組:(1) 模數(shù)m和壓力角;(2) 傳動(dòng)比i、蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2;(3) 蝸桿直徑系數(shù)q和導(dǎo)

43、程角;(4) 中心距a。其幾何尺寸計(jì)算的要點(diǎn)及注意的事項(xiàng)如下:(1) 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算都是在中間平面上進(jìn)行的。中間平面是通過(guò)蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面, 蝸桿傳動(dòng)在中間平面上相當(dāng)于齒輪齒條傳動(dòng)。(2) 蝸桿頭數(shù)推薦選取z1 =1 , 2, 4。頭數(shù)越多, 傳動(dòng)效率越高, 但蝸桿加工困難;頭數(shù)少, 傳動(dòng)比大, 但傳動(dòng)效率低;單頭蝸桿可以自鎖。(3) 需要特別注意的是蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比i = n1/n2 = z2/z1 d2/d1 , 中心距a = 0.5m(q+z2 ) 0 .5m(z1+z2)。(4) 蝸桿導(dǎo)程角。tan= z1px/d1=mz1/d1 =z1/q 。導(dǎo)程角越

44、大, 蝸桿傳動(dòng)的效率越高。(5) 蝸桿直徑系數(shù)q 的引入是為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目, 使蝸桿分度圓直徑標(biāo)準(zhǔn)化。m 一定時(shí), q 越大, 則蝸桿軸的剛度及強(qiáng)度相應(yīng)增大; z1 一定時(shí), q 越小, 則越大, 傳動(dòng)效率越高。(6) 蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)的齒面間滑動(dòng)速度vs = v1/cos( m/ s) , 是非常大的, 因此蝸桿傳動(dòng)效率較低, 磨損較大, 發(fā)熱多。(7) 蝸輪及蝸桿的齒頂高系數(shù)是1, 頂隙系數(shù)是0 .2 , 齒頂高和齒高的計(jì)算與圓柱齒輪的計(jì)算方法相同。(8) 蝸桿正確嚙合的條件。在中間平面上蝸桿軸向模數(shù)ma1和軸向壓力角a1分別等于蝸輪端面模數(shù)mt2和端面壓力角t2 , 且蝸桿導(dǎo)程角

45、應(yīng)等于蝸輪螺旋角, 兩者旋向相同, 即ma1= mt2=m, a1=t2, 且= (考慮的是最常見的兩軸交錯(cuò)角為90°的蝸桿傳動(dòng)) 。( 9) 蝸桿傳動(dòng)中蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷方法。右旋蝸桿左手握, 左旋蝸桿右手握, 四指1, 拇指2。3) 普通蝸桿蝸輪的常用材料、結(jié)構(gòu)形式及潤(rùn)滑方式。(1) 蝸桿材料-蝸桿軸。一般蝸桿用碳素鋼調(diào)制處理, 高速重載蝸桿用合金鋼, 并采用一定的熱處理方法;低速或人力傳動(dòng)中蝸桿可不熱處理, 或用鑄鐵。(2) 蝸輪材料-整體、組合式。青銅制造, 低速蝸輪也可以用球墨鑄鐵或灰鑄鐵, 也可以用尼龍或增強(qiáng)尼龍材料制成。潤(rùn)滑方式可以用油池浸油潤(rùn)滑或噴油潤(rùn)滑。4) 普通圓柱蝸

46、桿傳動(dòng)的受力分析、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及圓柱蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算。5) 蝸桿傳動(dòng)中的效率計(jì)算和熱平衡計(jì)算的意義和方法。作業(yè)題：12-2,3,4,6 第13章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)1) 帶、鏈傳動(dòng)的工作原理、特點(diǎn)及使用場(chǎng)合。帶傳動(dòng)的主要失效形式是帶的疲勞拉斷和打滑2) 普通V帶和滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格, 以及帶輪、鏈輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。同一轉(zhuǎn)速條件下，在Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)的普通V帶中，單根帶承載能力最大的是E型帶。運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，帶經(jīng)受變應(yīng)力，最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊與小輪的接觸處。最大應(yīng)力=緊邊與松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力+離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力+彎曲應(yīng)力。帶在帶輪上打滑和帶發(fā)生疲勞損壞是帶的主要失效形式。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證

47、帶不打滑及具有一定的疲勞壽命。中心距不能過(guò)小的原因：中心距過(guò)小，帶變短，帶上應(yīng)力變化次數(shù)增多，疲勞破壞加強(qiáng)。V帶兩側(cè)面的夾角小于40度，原因：V帶在帶輪上彎曲時(shí)，由于界面變形使其夾角變小。小輪直徑不能過(guò)小的原因:直徑過(guò)小，則帶的彎曲應(yīng)力變大，而導(dǎo)致帶的壽命減短。3) 帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)特性, 帶傳動(dòng)的受力分析, 普通V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 設(shè)計(jì)V 帶傳動(dòng)主要步驟: 確定帶傳動(dòng)的計(jì)算功率; 選擇V 帶的類型, 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑, 驗(yàn)算帶速; 確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度; 驗(yàn)算包角1 ; 計(jì)算帶的根數(shù)。(2) 參數(shù)選擇如下:1) 帶型是根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率從選型圖中

48、選取的。2) 小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1應(yīng)盡量選得大些, 這樣可減小彎曲應(yīng)力, 同時(shí)可在圓周速度較大、傳動(dòng)功率一定的情況下, 所需的圓周力較小, 從而使帶的根數(shù)減小;但d1選大時(shí), 帶傳動(dòng)的外廓尺寸也會(huì)隨之增大, 因此d1需根據(jù)實(shí)際情況選取, 且?guī)л喼睆絛1, d2需圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑。3) 當(dāng)傳遞的功率一定時(shí), 帶速小, 圓周力就大, 所需的帶的根數(shù)就多。增大帶速可降低圓周力, 減少帶的根數(shù), 所以通常將帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)上。但是, 若帶速過(guò)大, 單位時(shí)間內(nèi)帶繞過(guò)帶輪的次數(shù)就會(huì)增多, 帶的使用壽命勢(shì)必會(huì)縮短。同時(shí), 轉(zhuǎn)速高, 離心力就大, 大的離心力會(huì)降低帶和帶輪間的壓力, 從而降低帶的工作能力, 所

49、以必須把帶速限制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。4) 帶傳動(dòng)的中心距不宜過(guò)小, 否則帶在單位時(shí)間內(nèi)繞過(guò)帶輪的次數(shù)會(huì)增多, 使帶易于疲勞破壞; 另外, 中心距過(guò)小會(huì)使包角也小, 降低摩擦力和帶傳動(dòng)的工作能力。但若中心距過(guò)大, 帶會(huì)過(guò)長(zhǎng), 帶速高時(shí), 會(huì)引起帶的顫動(dòng)。5) 小帶輪的包角1不要過(guò)小。1過(guò)小, 會(huì)降低帶的工作能力, 一般應(yīng)使1 > 120°。增大中心距a, 降低傳動(dòng)比i或加張緊輪可增加小帶輪的包角。6) 單根V 帶的基本額定功率P0 是按包角= 180°、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)工作條件算出的, 在確定帶的根數(shù)z 時(shí), 考慮到包角、帶長(zhǎng)、傳動(dòng)比的不同, 需分別引入包角系數(shù)K、長(zhǎng)度

50、系數(shù)Kl以及功率增量P0 對(duì)公式進(jìn)行修正。另外, 為了使各根帶受力均勻, 根數(shù)不宜太多(通常z < 10 )。4) 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn), 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒及滾子組成。內(nèi)鏈板與套筒、外鏈板與銷軸為過(guò)盈配合。滾子與套筒、套筒與銷軸為間隙配合。滾子鏈的主要參數(shù)是節(jié)距p, 它表示在鏈拉直的情況下相鄰兩個(gè)滾子中心之間的距離。節(jié)距p 大, 則構(gòu)成鏈節(jié)的元件尺寸亦大, 因此傳遞的載荷也大。鏈板一般做成“8”字形, 以使它的各截面具有接近相等的抗拉強(qiáng)度, 同時(shí)也減輕鏈的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。為了使結(jié)構(gòu)緊湊, 當(dāng)傳遞載荷較大時(shí), 可采用多排鏈, 為了保證各排鏈?zhǔn)芰?/p>

51、均勻, 排數(shù)不易過(guò)多, 一般不超過(guò)4 排。鏈的長(zhǎng)度用節(jié)數(shù)表示, 為便于兩端連接, 且避免在鏈板上產(chǎn)生附加彎矩, 鏈節(jié)數(shù)一般取為偶數(shù)。5) 帶及鏈傳動(dòng)的布置、張緊及鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑方法。作業(yè)題：13-1,13-5,13-11第14章 軸1) 軸的功用和類型。根據(jù)承受載荷的不同, 軸可分為轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸和心軸三種。其中轉(zhuǎn)軸既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩, 如齒輪減速器中的軸; 傳動(dòng)軸只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩或彎矩很小, 如汽車的傳動(dòng)軸; 心軸只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩, 如自行車的前軸。按軸線的形狀軸還可分為: 直軸、曲軸和撓性鋼絲軸。本章只研究直軸, 直軸包括光軸和階梯軸。2) 軸的常用材料及其性能。軸的材料常采用碳

52、素鋼和合金鋼。35 號(hào)、45 號(hào)、50 號(hào)等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較高的綜合力學(xué)性能, 應(yīng)用較多, 其中45號(hào)鋼應(yīng)用最為廣泛。3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和方法。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是按照軸上零件的安裝、定位和固定之需要, 具體確定各個(gè)軸段的徑向和軸向的尺寸及形狀, 并應(yīng)使軸便于加工、具有好的受力狀況。4) 軸的兩種強(qiáng)度計(jì)算方法, 即按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算和按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算。5) 軸的剛度計(jì)算方法及軸的臨界轉(zhuǎn)速的概念。作業(yè)題：14-2,14-8,14-9第15章 滑動(dòng)軸承1) 摩擦狀態(tài)的類型, 滑動(dòng)軸承可能的工作狀態(tài)和特點(diǎn)。干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦最理想的情況是液體摩擦, 邊界摩擦和混合摩擦是為最低要

53、求, 應(yīng)當(dāng)避免的是干摩擦。2) 剖分式向心滑動(dòng)軸承和推力軸承的典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。3) 軸瓦常用材料、潤(rùn)滑劑的類型及性能指標(biāo)。軸承合金( 又稱巴氏合金或白合金)、青銅、其他材料4) 非液體摩擦滑動(dòng)軸承的失效形式及設(shè)計(jì)計(jì)算。 限制壓強(qiáng)p p , 限制壓強(qiáng)和軸頸線速度的乘積pv pv 5) 液體動(dòng)壓的形成機(jī)理、必備條件。形成動(dòng)壓油膜的必要條件有三個(gè): 兩工作表面必須形成楔形空間; 兩工作表面間必須連續(xù)充滿潤(rùn)滑油或其他黏性液體; 兩工作表面必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng), 且運(yùn)動(dòng)方向必須保證潤(rùn)滑油從大端流入, 小端流出。第16章 滾動(dòng)軸承1) 滾動(dòng)軸承的基本構(gòu)造及其特點(diǎn)。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈外圈滾動(dòng)體和保持架組成。2) 滾

54、動(dòng)軸承的類型及類型的選擇。徑向接觸軸承: 主要承受徑向載荷, 如深溝球軸承60000、圓柱滾子軸承N0000、滾針軸承NA0000; 某些徑向接觸軸承因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 還可承受較小的軸向載荷, 如深溝球軸承60000。角接觸向心軸承:既可承受徑向載荷, 又可承受軸向載荷, 但主要承受徑向載荷, 如角接觸球軸承70000、圓錐滾子軸承受30000。角接觸推力軸承:主要承受軸向載荷, 也可承受不大的徑向載荷, 如推力調(diào)心滾子軸承。軸向接觸軸承: 只能承受軸向載荷, 如推力球軸承50000、推力滾子軸承80000。3) 滾動(dòng)軸承基本代號(hào)和精度等級(jí)代號(hào)。(1) 基本代號(hào)是滾動(dòng)軸承代號(hào)的基礎(chǔ)。 從左起第一

55、位是類型代號(hào), 用數(shù)字或字母表示。 第二位和第三位的組合是尺寸系列, 反映了同一內(nèi)徑的軸承其寬度和外徑的不同系列。第二位是寬度系列( 針對(duì)向心軸承, 如0 表示窄, 1 表示正常, 2 表示寬, 3 表示特寬) 或高度系列(針對(duì)推力軸承, 如1 表示單列, 2 表示雙列) , 第三位是外徑系列( 如0 , 1 表示特輕, 2 表示輕, 3 表示中, 4 表示重)。 后兩位表示軸承的公稱內(nèi)徑。00 表示內(nèi)徑為10 mm, 01 表示內(nèi)徑12 mm,02 表示15 mm, 03 表示17 mm, 04 99 表示內(nèi)徑= 數(shù)字× 5 mm。(2) 前置代號(hào)和后置代號(hào)反映了軸承的結(jié)構(gòu)形狀、公

56、差、材料、技術(shù)要求等。如角接觸球軸承的后置代號(hào)就表示其接觸角的大小, 如70000B 中的B 表示接觸角= 40°。/px 表示公差等級(jí), 如/p6 表示公差等級(jí)為6 級(jí)。不標(biāo)注公差等級(jí)時(shí), 表示公差等級(jí)為最低級(jí), 即0 級(jí)。P277，表16-4.16-5，例16-14) 滾動(dòng)軸承的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。5) 滾動(dòng)軸承的壽命、基本額定壽命、基本額定動(dòng)載荷、當(dāng)量動(dòng)載荷等概念。6) 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算。或當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算 P=X Fr+Y Fa 角接觸向心軸承的軸向載荷Fa 的計(jì)算P281首先要搞清楚“正裝”和“反裝”的概念。兩軸承的外圈窄邊相對(duì)稱為“正裝”, 外圈的寬邊相對(duì)稱為“反裝”。若FA + F2> F1時(shí), 合力指向右端, 軸有向右竄動(dòng)的趨勢(shì), 軸承2 被放松, 其軸向力Fa2 = F2, 軸承1 被壓緊;其軸向力Fa1 = FA + F2。若FA + F2< F1時(shí), 合力指向左端, 軸有向左竄動(dòng)的趨勢(shì), 軸承1 被放松, Fa1 = F1;軸承2 被壓緊, Fa1 =F1-