機械設計基礎（第3版）PPT完整全套教學課件

機械緒論.ppt模塊1螺紋連接與螺旋傳動.ppt模塊2帶傳動與鏈傳動.ppt模塊3齒輪傳動.ppt模塊4蝸桿傳動.ppt模塊5輪系.ppt模塊6軸系零部件.ppt模塊7軸承.ppt模塊8回轉體的平衡.ppt模塊9平面連桿機構.ppt模塊10凸輪機構.ppt模塊11步進運動機構.ppt全套PPT課件機械通常分為兩類：一類是可以使物體運動速度加快的，被稱為加速機械；另一類是使人們能夠對物體施加更大的力的機械，被稱為加力機械。一、機器、機構、機械、零件與構件1.機器與機構機器是人們根據(jù)使用要求而設計的一種執(zhí)行機械運動的裝置，它用來變換或傳遞能量、物料與信息，以代替或減輕人類的體力勞動和腦力勞動。機構是具有確定相對運動的構件的組合，是用來傳遞運動和動力的構件系統(tǒng)。汽油機的組成家用洗衣機2.機器的組成機器的組成通常包括動力部分、傳動部分、執(zhí)行部分和控制部分。3.零件與構件零件是機器及各種設備的基本組成單元。汽油機連桿體機構是由許多具有確定相對運動的構件組成的，構件是機構中的運動單元體。零件與構件的區(qū)別在于零件是制造單元，構件是運動單元。內燃機曲柄滑塊機構機械、機器、機構、構件、零件之間的關系如下：二、機械傳動的分類1.明確設計任務2.提出設計方案3.進行初步設計4.進行技術設計5.試制、鑒定6.提供設計方案三、機械設計的一般過程1.課程性質2.課程內容機械傳動、機械零件、常用機構、軸系零部件。3.課程任務(1)掌握機構的結構、運動特性和機械動力學的基本知識。(2)熟悉常用機構和通用機械零件的工作原理、特點和應用，掌握設計計算的基本知識。(3)掌握常見機構的運動規(guī)律及傳動設計的基本理論；掌握通用零部件的選用和基本設計方法。四、課程概述模塊一螺紋連接與螺旋傳動課題一螺紋連接課題二螺旋傳動帶有螺紋結構的螺栓1和螺母2形成螺紋副，起到緊固連接的作用，這種連接方法稱為螺紋連接。利用螺旋副來傳遞運動和動力的機械傳動方式稱為螺旋傳動。螺紋連接與螺旋傳動實例a)螺栓連接b)臺虎鉗裝配圖1—螺栓2、7—螺母3—固定鉗身4—活動鉗身5—手柄6—螺桿課題一螺紋連接凸緣聯(lián)軸器任務引入任務分析螺栓連接的可靠性(即強度)通常與螺栓的材料和尺寸有關。a）外螺紋b）內螺紋一、螺紋的種類按不同的分類方式可將螺紋分為不同的種類，具體見表。相關知識螺紋的種類螺紋的種類螺紋的種類二、普通螺紋的主要參數(shù)及應用1.普通螺紋的主要參數(shù)普通螺紋的主要參數(shù)及其代號、定義見下表。普通螺紋的主要參數(shù)及其代號、定義螺紋的基本參數(shù)2.普通螺紋的應用牙型為等邊三角形，牙型角為60°，螺紋副摩擦力大，自鎖性能好，螺紋牙根部較厚，牙根強度高，廣泛應用于各種緊固連接。三、螺紋代號與標記螺紋很多，其代號與標記見表。螺紋代號與標記螺紋代號與標記四、螺紋連接件1.螺紋連接利用螺紋連接件構成的可拆卸的固定連接稱為螺紋連接。2.螺紋連接件常用的螺紋連接件有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母和墊圈等。常用螺紋連接件結構、形狀及應用見下表。常用螺紋連接件的結構、形狀及應用常用螺紋連接件的結構、形狀及應用3.螺紋連接件的材料碳鋼、合金鋼、銅、聚氯乙烯(PVC)等。五、螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型有螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接和緊定螺釘連接等，見表。螺紋連接的基本類型、結構、特點及應用螺紋連接的基本類型、結構、特點及應用六、螺紋連接的預緊與防松1.螺紋連接的預緊目的：增加連接的可靠性和緊密性。2.螺紋連接的防松實質就是防止螺紋副的相對轉動。(1)防松的原因(2)螺紋連接的防松措施及方法防松措施及方法(見表)。螺紋連接的防松措施及方法螺紋連接的防松措施及方法七、螺栓連接的強度計算螺栓連接的計算主要是確定螺紋小徑d1，然后按照標準選定螺紋公稱直徑(大徑)d，以及螺母和墊圈等連接零件的尺寸。1.受拉螺栓連接(1)松螺栓連接強度計算松螺栓連接在工作時只承受軸向工作載荷F，其強度校核與設計計算公式分別為：起重滑輪的松螺栓連接只受預緊力的緊螺栓連接

(2)緊螺栓連接強度計算1)只受預緊力作用的緊螺栓連接。2)受預緊力和軸向工作載荷的螺栓連接。氣缸蓋螺栓連接螺栓與被連接件的受力與變形2.受剪螺栓連接受剪螺栓連接1、2--被連接件3--螺桿受壓面4—受剪面螺栓的剪切強度條件為：螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為：式中Fs

———單個鉸制孔用螺栓所受的橫向載荷，N；

do———鉸制孔用螺栓剪切面直徑，mm；———螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，mm；———螺栓許用剪應力，MPa；———螺栓或被連接件的許用擠壓應力，MPa。螺栓連接在靜載荷下的許用應力與安全系數(shù)見表。一般機械用螺栓連接在靜載荷下的許用應力與安全系數(shù)抗拉強度和屈服強度可查表。部分常用材料的力學性能MPa1.設計螺栓直徑(1)求螺栓所受預緊力任務實施(2)選擇螺栓材料，確定許用應力查上表，選Q235，(3)計算螺栓直徑2.校核螺栓連接強度(1)求每個螺栓所受橫向載荷(2)選擇螺栓材料，確定許用應力查上表，仍選Q235。(3)校核螺栓強度因此，鉸制孔用螺栓強度足夠。課題二螺旋傳動差動螺旋傳動的微調鏜刀1—螺桿2—鏜桿3—刀套4—鏜刀任務引入任務分析差動螺旋傳動的微調量與螺旋傳動的移動距離和移動方向有關。由螺桿和螺母組成的簡單螺旋副傳動又稱為普通螺旋傳動。相關知識一、普通螺旋傳動1.普通螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式螺旋傳動的應用形式2.直線移動方向的判定(1)右旋螺紋用右手，左旋螺紋用左手。手握空拳，四指的指向與螺桿(或螺母)回轉方向相同，大拇指豎直。(2)若螺桿(或螺母)回轉并移動，螺母(或螺桿)不動，則大拇指的指向即為螺桿(或螺母)的移動方向。(3)若螺桿(或螺母)回轉，螺母(或螺桿)移動，則大拇指指向的相反方向即為螺母(或螺桿)的移動方向。3.直線移動距離L的確定(普通螺旋傳動)螺旋傳動直線移動方向的判定4.直線移動速度v的確定(普通螺旋傳動)二、差動螺旋傳動差動螺旋傳動1—活動螺母2—螺桿3—機架4—導向槽普通螺旋傳動不能產(chǎn)生極小的位移，若希望主動件轉動較大的角度而從動件只做微量位移時，可采用差動螺旋傳動。設a

段和b段兩螺旋副的旋向均為右旋，活動螺母移動距離減小。如果機架上的螺母仍為右旋，活動螺母為左旋?；顒勇菽敢苿泳嚯x增大。1.確定差動螺旋傳動的移動距離LL=N(Ph1±Ph2)式中L———活動螺母的實際移動距離，mm；N———螺桿的回轉圈數(shù)，r；Ph1———機架上固定螺母的導程，mm；Ph2———活動螺母的導程，mm。注意：

當兩螺紋旋向相反時，公式中用“+”號；當兩螺紋旋向相同時，

公式中用“-”號。2.判定差動螺旋傳動的移動方向(1)先確定螺桿的移動方向。(2)再根據(jù)上述公式的計算結果判定。L>0時相同；L<0時相反。螺桿按圖示方向回轉1轉時鏜刀移動的距離：

L=N(Ph1-Ph2)=1×(1.5-1.25)=+0.25(mm)(右移)如果螺桿圓周按100等份刻線，螺桿每轉過1格，鏜刀的實際位移：L=0.25/100=0.0025(mm)由此可知，差動螺旋傳動可以方便地實現(xiàn)微量調節(jié)。任務實施滾動螺旋傳動滾動螺旋傳動有內、外兩種循環(huán)方式，主要由螺桿、螺母、滾珠和滾珠循環(huán)裝置組成，其結構特點見表。知識鏈接滾動螺旋傳動的結構特點課題一平帶傳動帶傳動a)平帶b)V帶c)圓帶d)同步帶帶傳動是由帶和帶輪組成，傳遞運動和(或)動力的。帶傳動分摩擦傳動和嚙合傳動兩類。電動機中的平帶傳動任務引入試計算從動輪直徑d2，驗算包角，并確定平帶的類型及帶長。任務分析本任務涉及平帶傳動的設計，應根據(jù)具體工作情況，分析計算平帶傳動主要參數(shù)中的大帶輪直徑、小帶輪包角、帶長等，從而確定平帶的類型。相關知識開口傳動一、平帶傳動的形式平帶傳動是由平帶和帶輪組成的摩擦傳動，帶的工作面與帶輪的輪緣表面接觸，通過作相對運動產(chǎn)生摩擦力，傳遞運動和(或)動力。交叉?zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃咏嵌葌鲃佣?、平帶的類型和接頭方式1.平帶的類型帆布芯平帶、編織平帶和錦綸片復合平帶。平帶的類型2.平帶的接頭方式及應用平帶的接頭方式a)皮革平帶的膠合b)帆布芯平帶的膠合c)用腸弦縫合d）狼牙扣接頭e)鐵絲鉤接頭f）強力扣接頭g）螺栓接頭三、平帶傳動的主要參數(shù)1.包角α包角α是指帶與帶輪接觸弧所對的圓心角，一般要求α≥150°。小帶輪上包角α1的計算方法如下：2.帶長L平帶的帶長是指帶的內周長度，其計算方法如下：

1.計算從動輪直徑2.計算小帶輪包角符合設計要求。3.計算帶長任務實施4.確定平帶的類型根據(jù)表，可選用帆布芯平帶或編織平帶。平帶的類型課題二V帶傳動V

帶傳動任務引入試設計某車床電動機與主軸箱動力連接的V

帶傳動。任務分析傳動比并不需要很精確，考慮選取帶傳動。V帶傳動較大功率，結構緊湊，傳動平穩(wěn)。合理選擇V帶傳動的幾何參數(shù)。V帶傳動是由一條或數(shù)條V帶和V帶輪組成的摩擦傳動。V帶安裝在相應的輪槽內，僅與輪槽的兩側面接觸，而不與輪槽底接觸。一、V帶1.V帶的幾何參數(shù)相關知識普通V帶的幾何參數(shù)(1)V帶的基準長度LdV帶的基準長度是V帶在規(guī)定的張緊力下，位于測量帶輪基準直徑上的周線長度。普通V帶的基準長度，見表。普通V帶的基準長度(Ld)和帶長的修正系數(shù)(KL)V帶的結構a)簾布芯結構b)線繩芯結構1—包布層2—頂膠層3—抗拉層4—底膠層2.V帶的結構3.V帶的類型普通V帶、窄V帶、寬V帶、半寬V帶等，楔角α均為40°。4.普通V帶的型號及截面尺寸普通V帶分Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。截面尺寸見表。普通V帶的截面尺寸5.V帶的標注標記為：A1400GB/T11544—2012二、V帶輪1.V帶輪的幾何名稱(1)V帶輪的基準寬度bdbd=bp。V帶輪的輪槽剖面尺寸(2)V帶輪的基準直徑dd(3)槽角φ槽角φ常取38°、36°、34°。2.V帶輪的結構

實體式V帶輪輻板式V帶輪孔板式V帶輪橢圓輪輻式V帶輪V帶輪的材料3.V帶輪的材料根據(jù)V帶輪的線速度或帶輪的直徑來選取，見表。4.V帶輪的輪槽及輪緣的截面尺寸V帶輪的主要參數(shù)mm三、帶傳動的特點帶傳動相對于齒輪傳動和鏈傳動具有以下特點：1.工作平穩(wěn)、噪聲低。2.結構簡單、容易制造、成本低廉、使用維護方便。3.帶傳動適用于兩軸中心距較大的場合。4.在過載時，打滑，防止薄弱零部件損壞。5.帶傳動的傳動效率較低。6.結構不夠緊湊7.V帶的傳動比i≤7，平帶的傳動比i≤5。平帶抗拉強度較大、價格便宜、效率較低、傳遞功率小，V帶傳遞功率大、傳動能力強、傳動平穩(wěn)。四、帶傳動作用力的分析1.離心拉力FcFc=qv2

式中Fc———離心拉力，N；q———V帶單位長度的質量，kg/m，可由下表查??；v———帶運行的速度，m/s。2.初拉力F0、緊邊拉力F1、松邊拉力F2

和有效拉力F

F=F1-F2=Ff

帶傳動所能傳遞的功率為：P=Fv

式中P———帶傳動的功率，W；

F———帶的有效拉力，N；

v———帶運行的速度，m/s。帶傳動的受力分析普通V帶的截面尺寸五、帶的彈性滑動和打滑1.帶的彈性滑動由于帶是彈性體，受力不同時其伸長量也不相等，導致帶傳動發(fā)生彈性滑動現(xiàn)象。2.帶的打滑當帶傳遞的圓周力超過帶與帶輪表面之間的極限摩擦力的總和時，帶與帶輪表面之間將發(fā)生顯著的相對滑動，稱為打滑。打滑可以避免，而彈性滑動不能避免。打滑總是在小帶輪上先開始。3.滑動率ε若考慮ε的影響，則帶傳動的傳動比為：彈性滑動是帶傳動不能保證準確傳動比的根本原因。六、V帶傳動設計1.V帶設計的已知條件傳動的用途和工作情況，傳遞的功率，主、從動輪的轉速，傳動對外廓尺寸的要求。2.設計方法及步驟(1)計算設計功率PdPd=KAP

式中Pd———設計功率，kW；

P———所需傳動的功率，kW；

KA———工作情況系數(shù)，按下表選取。工作情況系數(shù)KA(2)選擇帶的型號根據(jù)傳動的設計功率Pd

和小帶輪的轉速n1

選取。普通V帶的選型(3)確定帶輪的基準直徑dd1≥ddmin，dd2=idd1，取標準值。各種型號V帶輪基準直徑系列mm(4)驗算帶速一般取帶速v

為5~25m/s。(5)確定中心距a

和帶的基準長度Ld，中心距a0：計算帶的基準長度：然后按照下表選取接近的基準長度Ld。普通V帶的基準長度(Ld)和帶長的修正系數(shù)(KL)(6)驗算小帶輪包角小帶輪α1≥120°。(7)確定V帶的根數(shù)z單根V帶基本額定功率P1(載荷平衡、α1=α2=180°、特定長度)kW單根V帶基本額定功率P1(載荷平衡、α1=α2=180°、特定長度)kW

ΔP1———計入傳動比影響時，單根V帶所能傳遞功率的增量，kW；Kα———包角修正系數(shù)，見表小帶輪包角修正系數(shù)KαKL———

帶長修正系數(shù)，見表。普通V帶的基準長度(Ld)和帶長的修正系數(shù)(KL)(8)初拉力F0式中F0———初拉力，N；Pd———設計功率，kW；z———V帶根數(shù)；v———帶速，m/s；Kα———包角修正系數(shù)，見表。小帶輪包角修正系數(shù)Kαq———V帶單位長度質量，kg/m

，見表。普通V帶的截面尺寸(9)作用在軸上的載荷FQ式中F0———單根V帶的初拉力，N；

z———帶的根數(shù)；α1———主動輪的包角。帶傳動作用在帶輪軸上的載荷任務實施V帶傳動的設計步驟及結果見表。V帶傳動的設計步驟及結果V帶傳動的設計步驟及結果V帶傳動的設計步驟及結果一、普通V帶的正確使用1.

V帶在輪槽中的正確位置知識鏈接V帶在輪槽中的位置a)安裝正確b)、c)安裝不正確2.各帶輪軸線應相互平行，誤差不得超過20'

。V帶和V帶輪的安裝a)兩帶輪位置正確b)c)帶輪安裝位置允差3.V帶的張緊程度要適當，不宜過松或過緊。V帶的張緊程度二、帶傳動的張緊裝置常用的張緊方法有兩種，即調整中心距和使用張緊輪。1.調整中心距(1)帶的定期張緊裝置帶的定期張緊裝置a)水平傳動b)垂直傳動1—調整螺釘2—滑槽3—電動機4—固定軸5—托架6—調節(jié)螺母(2)帶的自動張緊裝置帶的自動張緊裝置1—擺架2—固定軸3—電動機2.使用張緊輪平帶傳動的張緊輪裝置1—張緊輪2—平衡重錘V帶傳動的張緊輪裝置課題三鏈傳動某機械裝置用的滾子鏈傳動任務引入設計某機械裝置用的滾子鏈傳動。任務分析鏈傳動由主動鏈輪1、從動鏈輪3和鏈條2組成，依靠鏈輪的輪齒與鏈條的鏈節(jié)之間的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動的組成1—主動鏈輪2—鏈條3—從動鏈輪鏈傳動能保持準確的平均傳動比，使用壽命長、傳動效率高、故障率低。一、鏈傳動的傳動比式中n1———主動鏈輪轉速，r/min；n2———從動鏈輪轉速，r/min；z1———主動鏈輪齒數(shù)；z2———從動鏈輪齒數(shù)。二、滾子鏈鏈輪1.鏈輪的基本參數(shù)(1)鏈輪的節(jié)距p、滾子外徑d1、排距pt

均與配用的鏈條相同。(2)z的范圍為9~150，優(yōu)先選用17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。相關知識(3)鏈輪的直徑尺寸及計算公式見表。鏈輪的直徑尺寸及計算公式2.鏈輪齒形、結構和材料(1)鏈輪齒形分為端面齒形和軸面齒形。(2)鏈輪結構鏈輪的結構形式a)實心式b)輻板式c)輪輻式d)齒圈式e)雙排輻板式(3)鏈輪材料滿足強度和耐磨性要求，見表。鏈輪常用材料及齒面硬度三、滾子鏈鏈條1.滾子鏈鏈條的結構鏈節(jié)一般可分為外鏈節(jié)、內鏈節(jié)和接頭鏈節(jié)。單排滾子鏈的鏈節(jié)a)外鏈節(jié)b)內鏈節(jié)c)連接鏈節(jié)d)過渡鏈節(jié)1—銷軸2—外鏈板3—內鏈板4—滾子5—套筒6—固定連接銷軸7—止鎖片(彈簧鎖片)8—可拆鏈板9—彎鏈板10—止鎖件(開口銷)11—可拆連接銷軸滾子鏈的結構a)單排鏈b)雙排鏈1—內鏈板2—外鏈板3—銷軸4—套筒5—滾子鏈條的鏈節(jié)數(shù)應盡量采用偶數(shù)。接頭鏈節(jié)常用的止鎖方式a)鋼絲鎖銷b)彈簧鎖片c)開口銷2.滾子鏈的主要參數(shù)(1)節(jié)距p兩相鄰鏈節(jié)鉸鏈副理論中心間的距離稱為鏈的節(jié)距。(2)整鏈鏈節(jié)數(shù)Lp(3)整鏈總長ll=Lpp(4)排距pt3.滾子鏈的型號(鏈號)、主要結構尺寸、抗拉載荷及標記(1)滾子鏈型號鏈的型號用鏈號數(shù)加系列代號

A、B、C表示。其中鏈號數(shù)表示節(jié)距p×16/25.4的值。滾子鏈的型號、主要結構尺寸和抗拉載荷（GB/T1243-2006）(2)滾子鏈的標記標記示例：1)鏈號為08A、單排、87節(jié)的滾子鏈標記為：08A—1—87GB/T1243—20062)鏈號為24A、雙排、60節(jié)的滾子鏈標記為：24A—2—60GB/T1243—2006四、鏈傳動的類型鏈條可分為傳動鏈、輸送鏈和曳引起重鏈三類，其用途見表。鏈傳動的類型及用途五、鏈傳動的應用特點1.能保證準確的平均傳動比。2.傳遞功率大。3.傳動效率較高，可達0.92~0.98。4.能在低速、重載和高溫條件下，不良環(huán)境中工作。5.能用一根鏈條同時帶動幾根彼此平行的軸轉動。6.瞬時傳動比是變化的，不宜用于精密的傳動機械上。7.安裝和維護要求較高。8.傳動中鏈條容易脫落。9.無過載保護作用。六、鏈傳動的失效形式鏈板疲勞破壞、鉸鏈的磨損、滾子和套筒的沖擊疲勞破壞、銷軸與套筒的膠合、鏈的過載拉斷。七、鏈傳動的應用場合、布置原則、張緊和潤滑1.鏈傳動的應用場合兩軸平行、中心距較遠、傳遞功率較大且平均傳動比要求準確。2.鏈傳動的合理布置原則(1)兩鏈輪同一垂直面內，兩輪軸線相互平行。(2)夾角?應小于45°，水平布置。(3)緊邊在上，松邊在下。

鏈傳動的布置3.鏈傳動的張緊(1)調整中心距張緊。同帶傳動類似。(2)用張緊輪(鏈輪或滾輪)張緊。4.鏈傳動的潤滑潤滑油可選用30號(5~25°C時)、40號(25~35°C時)、50號(35~45°C時)、60號(45~55°C時)或70號(55~65°C時)機械油。潤滑方式的選擇Ⅰ—用油壺或油刷人工定期加油Ⅱ—用油杯滴油潤滑Ⅲ—油浴或飛濺潤滑Ⅳ—壓力潤滑八、鏈傳動的設計1.選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2(1)z1

過少時，可以減小輪廓尺寸。(2)鏈輪的最大齒數(shù)zmax=120。(3)由于鏈條節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪齒的磨損均勻，鏈輪齒數(shù)一般取與鏈條節(jié)數(shù)互質的奇數(shù)。小鏈輪的齒數(shù)z1

可依據(jù)鏈條速度選取，見表。小鏈輪的齒數(shù)z12.選擇傳動比限制傳動比i≤7，推薦i=2~3.5。3.選擇鏈條的節(jié)距和排數(shù)在滿足承載能力的條件下，小節(jié)距單排鏈。在高速、大功率時，可選取小節(jié)距多排鏈。當中心距小，傳動比大時，小節(jié)距多排鏈。中心距大，傳動比小而速度不太高時，大節(jié)距單排鏈。鏈條的節(jié)距可根據(jù)傳遞功率P

按下式算出額定功率P0

后，從下圖中選擇。式中P———傳遞功率，kW；KA———工作情況系數(shù)，見表。Kz———小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見表；KL———鏈長系數(shù)，見表；Km———多排鏈排數(shù)系數(shù)，見表。A系列滾子鏈的額定功率曲線式中P———傳遞功率，kW；KA———工作情況系數(shù)，見表。工作情況系數(shù)KAKz———小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見表；KL———鏈長系數(shù)，見表；小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz

和鏈長系數(shù)KLKm———多排鏈排數(shù)系數(shù)，見表。多排鏈排數(shù)系數(shù)Km4.計算中心距和鏈條節(jié)數(shù)在設計時，一般取a0=(30~50)p，最大可取為amax=80p。鏈條長度可用鏈節(jié)數(shù)Lp

表示：鏈節(jié)數(shù)取偶數(shù)。鏈的計算中心距a為：鏈的實際中心距a'為：a'=a-ΔaΔa=(0.002~0.004)a。

5.計算鏈條作用在軸上的載荷FQ式中Flim———見滾子鏈的型號、主要結構尺寸和抗拉載荷（GB/T1243-2006）表；式中FQ———作用在軸上的載荷，N；

P———傳遞功率，kW；

v———鏈條的速度，m/s。6.低速鏈傳動的靜強度計算F1———鏈的緊邊工作拉力，N；KA———工作情況系數(shù)，見表；m———排數(shù)；S———安全系數(shù)，一般取S=4~7。工作情況系數(shù)KA任務實施設計結果見表。鏈傳動的設計結果鏈傳動的設計結果鏈傳動的設計結果齒形鏈齒形鏈由齒形鏈板、導板、套筒和銷軸等組成，知識鏈接齒形鏈a）—結構b）—圓銷式c）—軸瓦式d）—滾柱式齒形鏈傳動速度高，但裝拆較難，成本較高。傳動用齒形鏈的鏈號和節(jié)距齒形鏈標記為：SC08—22.5W—60GB/T10855—2003模塊三齒輪傳動課題一直齒圓柱齒輪傳動課題二斜齒圓柱齒輪傳動大眾6速DSG變速箱工作原理圖齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動，主要回轉運動。還可實現(xiàn)回轉運動與直線運動之間的轉換。課題一直齒圓柱齒輪傳動單級減速器任務引入任務1認識直齒圓柱齒輪計算該齒輪其他部分的幾何尺寸。任務分析利用一對直齒圓柱齒輪來傳遞運動。直齒圓柱齒輪相關知識漸開線的形成一、漸開線的形成及特點1.漸開線的形成不同基圓的漸開線a）基圓大b）基圓小2.漸開線的特點基圓越大漸開線越平直，基圓越小漸開線越彎曲?；鶊A內沒有漸開線。基圓上的壓力角等于零。分度圓的壓力角，其值為20°。漸開線齒廓上的壓力角二、直齒圓柱齒輪的參數(shù)和幾何尺寸的計算1.直齒圓柱齒輪的幾何要素直齒圓柱齒輪的幾何要素2.直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角α、齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*。模數(shù)是指相鄰兩輪齒同側齒廓間的齒距p

與圓周率π的比值(m=p/π)，以毫米為單位。標準模數(shù)系列見表。標準模數(shù)(m)系列(GB/T1357—2008)mm3.標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算采用標準模數(shù)m，

α=20o，

ha*=1，

c*=0.25，s等于e的漸開線直齒圓柱齒輪稱為標準直齒圓柱齒輪。標準直齒圓柱齒輪幾何要素的名稱、代號、定義和計算公式見表。標準直齒圓柱齒輪幾何要素的名稱、代號、定義和計算公式標準直齒圓柱齒輪幾何要素的名稱、代號、定義和計算公式三、齒輪傳動的類型齒輪傳動的類型齒輪傳動的類型四、直齒圓柱齒輪副的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件1.正確嚙合條件(1)兩齒輪的模數(shù)必須相等，m1=m2。(2)兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等，α1=α2。2.連續(xù)傳動條件一般齒輪傳動，

ε≥1.2。直齒圓柱齒輪，1<ε<2。五、直齒圓柱齒輪傳動的特點及基本要求1.直齒圓柱齒輪的傳動特點(1)瞬時傳動比的恒定。(2)傳遞功率和速度范圍大。(3)傳動效率高，0.94~0.99。(4)結構緊湊，工作可靠，使用壽命長。(5)可作變速滑移齒輪使用。(6)制造和安裝精度要求高。(7)不能實現(xiàn)無級變速。(8)不適宜中心距較大的場合。2.齒輪傳動的基本要求(1)傳動要平穩(wěn)瞬時傳動比恒定不變。(2)承載能力強齒輪尺寸小、體積小、質量小、承受載荷的能力強、強度高、耐磨性好。計算齒輪其他各部分尺寸：由式da(測)=m(z+2)得：任務實施查下表取m=8將m

代入有關各式，得：標準模數(shù)(m)系列(GB/T1357—2008)mm內嚙合齒輪傳動兩軸平行，回轉方向相同，內嚙合齒輪副傳動。齒頂曲面位于齒根曲面之內的齒輪稱為內齒輪。知識鏈接內嚙合齒輪副帶式輸送機任務引入任務2直齒圓柱齒輪的受力分析及強度計算應如何設計該直齒圓柱齒輪傳動才能滿足輸送機的使用要求?任務分析減速器選擇齒輪材料，設計齒輪傳動，預防齒輪的失效。相關知識輪齒常見失效形式及防止或延緩對策一、齒輪的失效形式及防范措施齒輪的失效主要是指輪齒的失效。發(fā)生損壞等情況。輪齒常見失效形式及防止或延緩對策續(xù)表二、齒輪強度的設計準則設計準則取決于齒輪可能出現(xiàn)的失效形式。軟齒面閉式齒輪傳動，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，然后校核齒根彎曲疲勞強度。硬齒面閉式齒輪傳動，先按齒根彎曲疲勞強度進行設計，然后校核齒面接觸疲勞強度。高速重載校核齒面膠合強度。開式齒輪傳動，按齒根彎曲疲勞強度進行設計，將模數(shù)適當增大。三、齒輪傳動受力分析直齒圓柱齒輪的受力分析d'1—節(jié)圓直徑α'—嚙合角小齒輪上的轉矩為：四、載荷計算名義載荷，實際載荷一般都大于名義載荷。計算載荷。Fnc=KFn

式中Fnc———計算載荷；K———載荷系數(shù)，其值見表。載荷系數(shù)K五、強度計算1.齒面接觸疲勞強度計算齒輪常用材料及其力學性能式中[σH]———齒輪材料的許用接觸應力，見表；齒輪常用材料及其力學性能u———大、小齒輪的齒數(shù)比，即u=z2/z1；Ψd———齒寬系數(shù)，Ψd=d/d1，見表。注：齒輪傳動是外嚙合，上式中取“+”號，內嚙合取“-”號。齒寬系數(shù)Ψd2.齒根彎曲疲勞強度計算式中YF———標準外齒輪齒形系數(shù)，可由表查得齒形系數(shù)YF

及當量齒數(shù)zv[σF]———齒輪材料的許用彎曲應力，見表。齒輪常用材料及其力學性能一般只對小齒輪進行強度校核或設計計算。1.選擇材料小齒輪45鋼，調質處理，

240HBW；大齒輪45鋼，正火處理，190HBW。2.選擇參數(shù)(1)齒數(shù)z1=24，z2=i12z1=3×24=72。(2)齒寬系數(shù)Ψd=1.0。(3)載荷系數(shù)由下表取K=1.4。任務實施載荷系數(shù)K(4)齒數(shù)比u=i12=3。3.確定許用應力大齒輪4.計算小齒輪的轉矩5.按齒面接觸疲勞強度計算6.按齒根彎曲疲勞強度計算7.確定模數(shù)m=3mm。8.計算齒輪的主要幾何尺寸課題二斜齒圓柱齒輪傳動任務引入任務1認識斜齒圓柱齒輪已知兩齒輪的齒數(shù)，法向模數(shù)，中心距，試求其螺旋角β。任務分析斜齒圓柱齒輪傳動是由一對斜齒輪組成，其軸線相互平行。傳動更平穩(wěn)，能夠承受一定的軸向力，傳遞較大動力。一、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)齒線為螺旋線的圓柱齒輪稱為斜齒圓柱齒輪，簡稱斜齒輪。相關知識斜齒圓柱齒輪1.螺旋角下圖中螺旋線展開所得的斜直線與軸線之間的夾角β稱為分度圓柱面上的螺旋角，簡稱螺旋角。一般取β=8°~20°。2.其他基本參數(shù)斜齒圓柱齒輪的分度圓柱及其展開圖αn=α刀

=20°斜齒輪的法面參數(shù)為標準值和當量齒數(shù)二、斜齒輪的幾何尺寸計算斜齒輪的主要幾何尺寸計算公式見表。標準斜齒圓柱齒輪幾何要素的名稱、代號、定義和計算公式標準斜齒圓柱齒輪幾何要素的名稱、代號、定義和計算公式三、斜齒輪用作平行軸傳動時的正確嚙合條件mn1=mn2。αn1=αn2。β1=-β2。四、斜齒圓柱齒輪的傳動特點1.傳動平穩(wěn)，承載能力高。2.傳動時產(chǎn)生軸向力。3.不能用作變速滑移齒輪。五、斜齒輪的旋向判別斜齒輪的旋向判別a)右旋b)左旋六、圓柱齒輪的當量齒數(shù)解得cosβ=0.9667，由此可求得β=14.83°。任務實施任務引入任務2斜齒圓柱齒輪的受力分析和強度計算輪齒受力是否合適、強度是否滿足要求。減速機及斜齒圓柱齒輪傳動任務分析對斜齒輪進行受力分析、強度計算，合理選擇齒輪材料，確定齒輪的各個參數(shù)。一、斜齒輪的受力分析相關知識斜齒輪嚙合傳動中主動小齒輪的受力情況式中T1———主動小齒輪傳遞的扭矩，N·mm；d———主動小齒輪的分度圓直徑，mm；αn———法面壓力角，αn=20°。二、標準斜齒圓柱齒輪的強度計算齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度計算公式為：1.選擇材料硬齒面齒輪傳動。小齒輪20Cr，滲碳淬火60HRC；大齒輪40Cr，表面淬火處理，52HRC。2.選擇參數(shù)(1)齒數(shù)z1=25，z2=i12z1=4.8×25=120。(2)齒寬系數(shù)查下表，取Ψd=0.8。任務實施齒寬系數(shù)Ψd(3)載荷系數(shù)K=1.6。(4)齒數(shù)比u=i12=4.8。(5)初選螺旋角β=15°。3.確定許用應力小齒輪[σH1]=1350MPa，[σF1]=645MPa。[σF1]=0.7×645MPa=452MPa。大齒輪[σH2]=1071MPa，[σF2]=503MPa

[σF2]=0.7×503MPa=352MPa。4.計算小齒輪上的扭矩5.按齒面接觸疲勞強度計算6.按齒根彎曲疲勞強度計算查下表，得齒形系數(shù)YF1=4.15，YF2=3.98。齒形系數(shù)YF

及當量齒數(shù)zv7.確定模數(shù)mn=2mm。8.計算齒輪幾何尺寸a=150mm。取b2=40mm，b1=44mm。一、錐齒輪傳動知識鏈接錐齒輪傳動a)直齒b)曲齒c)斜齒分度曲面為圓錐面的齒輪稱為錐齒輪。汽車后橋主減速器中的錐齒輪1.基本參數(shù)和幾何尺寸計算錐齒輪都是指大端的端面尺寸。錐齒輪傳動錐齒輪模數(shù)mm標準直齒錐齒輪各部分的幾何尺寸計算公式見表。標準直齒錐齒輪幾何尺寸計算公式2.錐齒輪的應用相交軸、交錯軸交角90°。3.直齒錐齒輪的正確嚙合條件(1)標準直齒錐齒輪副的軸交角∑=90°。(2)即m1=m2。(3)α1=α2。二、齒輪齒條傳動車床溜板箱傳動系統(tǒng)1.齒條一個平板或直桿，當其具有一系列等距離分布的齒時，就稱為齒條。直齒條和斜齒條。2.齒輪齒條傳動回轉運動轉變直線運動，或將直線運動轉變回轉運動。3.齒輪齒條傳動的嚙合條件(1)

m1=m2。(2)

α1=α2。模塊四蝸桿傳動課題一蝸桿傳動的設計課題二蝸桿傳動的維護蝸桿傳動用于傳遞交錯軸之間的運動和動力。90°的交錯角。蝸桿(主動件)帶動蝸輪(從動件)轉動，從而傳遞運動和動力。蝸桿為主動件，作減速傳動；蝸輪也可為主動件，作增速傳動。蝸桿傳動a)蝸輪蝸桿減速器b)蝸桿傳動的組成課題一蝸桿傳動的設計任務引入試設計一單級閉式蝸桿傳動減速機(參考上圖a)。任務分析利用蝸桿傳動來實現(xiàn)大傳動比。一、蝸桿傳動的類型及特點1.蝸桿傳動的類型相關知識蝸桿傳動的類型a)圓柱蝸桿傳動b)環(huán)面蝸桿傳動c)錐蝸桿傳動普通圓柱蝸桿的類型a)阿基米得蝸桿b)法向直廓蝸桿c)漸開線蝸桿2.蝸桿傳動的特點準確的傳動比，很大的傳動比；結構緊湊，具有自鎖性。效率低，不適用于大功率、長時間工作的場合。二、蝸桿傳動主要參數(shù)及幾何尺寸計算以中間平面為準。蝸桿以軸面(x)的參數(shù)為標準參數(shù)，蝸輪以端面(t)的參數(shù)為標準參數(shù)。蝸桿傳動的幾何參數(shù)1.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)(1)模數(shù)m

和壓力角α

及齒距p式中m、mx1、mt2———標準模數(shù)、蝸桿的軸向模數(shù)、蝸輪的端面模數(shù)，mm；α、αx1、αt2———規(guī)定壓力角、蝸桿的軸向壓力角、蝸輪的端面壓力角；px1、pt2———蝸桿的軸向齒距、蝸輪的端面齒距。(2)蝸桿分度圓直徑d1蝸桿分度圓直徑d1

規(guī)定為標準值，見表。蝸桿基本參數(shù)(∑=90°)蝸桿基本參數(shù)(∑=90°)

d1———蝸桿分度圓直徑，mm。(4)導程角γ導程角γ

是指圓柱蝸桿分度圓柱螺旋線上任一點的切線與端平面之間所夾的銳角。z1———蝸桿頭數(shù)。(5)蝸輪螺旋角β蝸輪輪齒和斜齒輪相似，齒的旋向與軸線之間的夾角稱為螺旋角，用β表示。兩者的螺旋方向必須相同。γ=β(6)傳動比i式中n1———蝸桿轉速，r/min；n2———蝸輪轉速，r/min；z1———蝸桿頭數(shù)；z2———蝸輪齒數(shù)。10、20、40、80為基本傳動比，應優(yōu)先采用。蝸桿頭數(shù)通常取z1=1、2、4、6，最多不超過10。蝸輪齒數(shù)z2=28~80。(7)中心距a式中d1、d2———蝸桿、蝸輪的分度圓直徑，mm；q———蝸桿直徑系數(shù)；z2———蝸輪齒數(shù)。2.蝸桿傳動的正確嚙合條件(1)

mx1=mt2=m。(2)

αx1=αt2=α=20°。(3)旋向一致，γ1=β2。3.圓柱蝸桿傳動幾何尺寸計算標準圓柱蝸桿傳動的基本幾何尺寸見表。標準圓柱蝸桿傳動的基本幾何尺寸標準圓柱蝸桿傳動的基本幾何尺寸三、蝸桿傳動回轉方向的判定蝸輪、蝸桿齒的旋向及蝸輪回轉方向的判定方法蝸輪、蝸桿齒的旋向及蝸輪回轉方向的判定方法四、蝸桿傳動的失效形式、設計準則及常用材料1.蝸桿傳動的失效形式主要失效形式為膠合、磨損和點蝕。多發(fā)生在蝸輪輪齒上。2.蝸桿傳動的設計準則閉式按齒面接觸疲勞強度設計，并校核齒根彎曲疲勞強度，進行熱平衡計算；開式只需按齒根彎曲疲勞強度設計。3.蝸桿傳動的常用材料減摩性良好的軟材料。蝸輪材料通常是指蝸輪齒冠部分的材料，見下表。蝸輪材料及工藝要求蝸桿材料分為碳鋼和合金鋼，見表。蝸桿材料及工藝要求五、蝸桿傳動精度等級的確定12個精度等級，第1級精度最高，第12級精度最低。蝸桿和配對的蝸輪精度等級相同。動力傳動6~9級。蝸桿傳動的精度等級及應用六、蝸桿傳動的承載能力計算1.蝸桿傳動的受力分析蝸桿傳動的受力分析將d2=mz2代入上式，可得設計公式為:式中σH———蝸輪齒面的接觸應力，MPa；

K

———載荷系數(shù)，按表選取；2.蝸輪齒面接觸疲勞強度計算蝸輪齒面接觸強度的校核公式為載荷系數(shù)KT2———蝸輪軸的轉矩，N·mm；

γ———蝸桿導程角，按表選??；蝸桿導程角γ

的推薦范圍[σH]———蝸輪齒面的許用接觸應力，MPa，按下兩表選取。蝸輪材料的許用接觸應力[σH]和許用彎曲應力[σF]MPa無錫青銅、黃銅及鑄鐵的許用接觸應力[σH]MPa3.蝸輪輪齒齒根彎曲疲勞強度計算將d2=mz2

代入上式可得設計公式為:式中σF———蝸輪齒根彎曲應力，MPa；

YFa———蝸輪的齒形系數(shù)，用當量齒數(shù)zv2=z2/cos3γ

按下表選??；蝸輪的齒形系數(shù)YFa[σF]———蝸輪材料的許用彎曲應力，MPa，按下表選取。蝸輪材料的許用接觸應力[σH]和許用彎曲應力[σF]MPa七、蝸桿傳動的效率

η=η1η2η3η1———蝸桿傳動的嚙合效率；η2———考慮攪油損耗的效率；η3———軸承效率；當蝸桿主動時:滑動速度vs———

蝸桿傳動的滑動速度，m/s；v1、v2———蝸桿、蝸輪的圓周速度，m/s。八、蝸桿、蝸輪的結構蝸桿一般與軸做成一體。蝸桿的整體結構蝸輪的典型結構蝸桿45鋼，表面淬火，大于45HRC。蝸輪錫青銅ZCuSn5Pb5Zn5，砂模鑄造。設計結果見表。任務實施蝸桿傳動的設計結果蝸桿傳動的設計結果蝸桿傳動的設計結果蝸桿傳動的設計結果課題二蝸桿傳動的維護任務引入通過熱平衡計算確定散熱面積A，并選擇潤滑油黏度和潤滑方式。任務分析蝸桿和蝸輪摩擦、磨損嚴重，發(fā)熱量大，選擇潤滑油黏度、潤滑和散熱方式，提高壽命。一、蝸桿傳動的潤滑1.蝸桿傳動潤滑油的選擇蝸桿傳動一般用黏度較大、油性好的潤滑油。相關知識蝸桿傳動潤滑油黏度值的選擇2.蝸桿傳動潤滑方式的選擇蝸桿傳動的潤滑方式選擇線圖Ⅰ—浸油潤滑區(qū)Ⅱ—噴油潤滑區(qū)蝸桿減速器的散熱方法a)b)蝸桿下置式c)蝸桿上置式二、蝸桿傳動的熱平衡計算蝸桿傳動中損耗的功率為:PS=1000P1(1-η)箱體外表面散出的熱量折合的相當功率為:PC=κA(t1-t2)熱平衡條件是:PC≥PS若t1

超過允許值，應采下列方法提高散熱能力。1.在箱體外表面加散熱片以增加散熱面積。2.在蝸桿的端部安裝，可取κ=18~35W/(m2·℃)。3.在油池中安裝蛇形管，用循環(huán)水冷卻。4.采用壓力噴油循環(huán)潤滑。任務實施蝸桿傳動的潤滑及熱平衡計算結果模塊五輪系課題一定軸輪系課題二周轉輪系輪系傳動簡圖1—蝸桿2—蝸輪3、4—直齒錐齒輪5、6—直齒圓柱齒輪由一系列相互嚙合的齒輪組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系。北京切諾基吉普車及變速器結構示意圖a)實物圖b)變速器結構示意圖任務引入該車能實現(xiàn)幾種車速?并計算各擋車速。課題一定軸輪系任務分析變速器，主要通過傳動系統(tǒng)的輪系結構和差速器來實現(xiàn)速度和方向的變化。相關知識一、輪系的分類輪系可分為定軸輪系和周轉輪系兩大類。輪系的分類二、定軸輪系的概念及分類定軸輪系分為平面定軸輪系和空間定軸輪系。定軸輪系的分類三、定軸輪系傳動比及任意從動輪轉速的計算輪系中首、末兩輪的轉速之比稱為輪系的傳動比。定軸輪系傳動比的計算包括計算輪系傳動比的大小和確定末輪的回轉方向。見表。定軸輪系傳動比、轉速的計算及回轉方向的判定四、定軸輪系末端帶有移動件的計算末端是螺旋傳動末端是齒輪齒條傳動末端是蝸桿傳動定軸輪系末端帶有移動件的計算五、含有滑移齒輪的定軸輪系的計算由滑移齒輪組成的變速機構[例5—6]如圖所示，已知z1=26，z2=54，z3=16，z4=22，z5=19，z6=36，z7=18，z8=33，z9=28，z10=39，z11=26，z12=37，z13=47，z14=82，z15=29，z16=91，z17=38，n1=1500r/min，試計算Ⅴ軸可輸出多少種轉速?輸出的最高轉速nmax和最低轉速nmin各為多少?六、輪系的應用1.可獲得很大的傳動比，結構緊湊。

i

可達100002.可作較遠距離傳動3.可實現(xiàn)變速要求4.可實現(xiàn)變向要求5.可合成或分解運動。差速器輪系的應用1.實現(xiàn)四擋轉速變速要求(1)高速擋(2)三擋(3)二擋任務實施(4)低速擋2.實現(xiàn)變向要求課題二周轉輪系任務引入求行星架的轉速nH。任務分析輪系中至少有一個齒輪的軸線不是固定的，稱為周轉輪系。周轉輪系1、3—中心輪2—行星輪構件H—行星架一、周轉輪系的組成及分類周轉輪系由中心輪、行星架(又稱系桿)和行星輪三種基本構件組成。周轉輪系：行星輪系、差動輪系。相關知識周轉輪系的組成周轉輪系的類型二、周轉輪系的傳動比計算周轉輪系的轉化輪系a）周轉輪系b）轉化輪系

周轉輪系傳動比的計算公式由以上分析可得周轉輪系傳動比的計算公式三、周轉輪系的應用特點周轉輪系可以用較少的齒輪和緊湊的結構得到很大的傳動比，質量較小，并具有傳動效率高、傳動平穩(wěn)、傳遞功率大、使用壽命長等優(yōu)點。在各類機械設備中應用廣泛，常用作大速比的減速器。任務實施用機構轉化法對輪系加一個轉速為(-nH)的附加轉動，由公式可得:模塊六軸系零部件課題一軸課題二鍵連接與銷連接課題三聯(lián)軸器與離合器齒輪減速器及其輸出軸a)減速器b)減速器輸出軸1—軸2、6—軸承3—齒輪4、8—鍵5—套筒7—聯(lián)軸器各種作回轉運動的傳動零件(如齒輪、帶輪等)都必須安裝在軸上才能傳遞運動和動力。軸及軸上起支撐或連接作用的軸承、聯(lián)軸器、鍵等統(tǒng)稱為軸系零部件。減速器傳動圖任務引入試確定從動齒輪軸的最小直徑，并對該軸進行強度校核。課題一軸任務分析軸在減速器中起到支承齒輪等工作零件，并傳遞運動和轉矩的作用。相關知識一、軸的類型和材料1.軸的類型(1)按照所受載荷的不同。1)心軸。只受彎矩而不受轉矩的軸稱為心軸。轉動心軸，如火車輪軸；固定心軸，如自行車的前輪軸。心軸a）火車輪軸b）自行車前輪軸2)轉軸。

既受彎矩又受轉矩的軸稱為轉軸。

光軸和階梯軸a）光軸b）階梯軸3)傳動軸。

只受轉矩而不受彎矩或所受彎矩很小的軸稱為傳動軸。汽車傳動軸(2)按照軸線的形狀不同，直軸、曲軸、撓性鋼絲軸。軸的類型a）直軸b）曲軸c）饒性鋼絲軸2.軸的材料(1)碳素鋼45鋼。輕載或不重要的軸，可選用Q235、Q275。(2)合金鋼耐磨性和韌性要求較高的軸，20Cr高速重載下工作的軸，38SiMnMo、40CrNi。(3)球墨鑄鐵外形較復雜的軸。軸的常用材料及其主要力學性能見表。二、軸的結構設計軸的結構設計包括確定軸的合理外形和結構尺寸。軸的結構應滿足軸上的零件要有確定的工作位置并且能牢固、可靠地相對固定;便于安裝、拆卸和調整;有良好的制造工藝性。1.軸的各部分名稱軸的各部分名稱2.零件在軸上的固定(1)軸上零件的軸向固定方法(2)軸上零件的周向固定方法鍵連接、銷連接過盈配合。軸上零件的軸向固定方法及應用軸上零件的軸向固定方法及應用3.軸的結構工藝性(1)形狀和結構簡單，兩端臺階處都應倒角。(2)相鄰軸段的直徑變化不應過大，并采用圓角過渡且圓角半徑不宜過小;軸肩或軸環(huán)處的過渡圓角半徑

r必須小于相配合零件的圓角半徑R

或倒角C，軸肩或軸環(huán)的高度h

必須大于C

或R。對定位軸肩一般取h=(1.5~2)C

或h=(1.5~2)R。對非定位軸肩一般取h=(1~2)mm或更小值。軸環(huán)或軸肩過渡圓角與相配合零件圓角（或倒角）的關系a）軸環(huán)b）軸肩(4)鍵槽在同一加工直線上，同一規(guī)格;軸上需磨削的部分，應有砂輪越程槽;螺紋有退刀槽。同一軸上所有圓角半徑、倒角尺寸、退刀槽寬度應盡可能統(tǒng)一。(5)過盈配合連接時，與零件相配合的軸段導向錐面。(3)用套筒、圓螺母、彈性擋圈等作軸向固定時，與零件配合的軸段長度比零件輪轂略短2~3mm。軸段長度與相配合零件輪轂寬帶的關系軸的結構工藝性三、軸的強度計算1.軸的各部分名稱只受轉矩，實心圓截面：2.轉軸的最小直徑估算在一般減速器中，高速輸入軸的直徑，d=(0.8~1.2)D;低速軸，d=(0.3~0.4)a。軸常用材料的[τ]及C值3.轉軸的強度校核1.選擇軸的材料及最小直徑45鋼并正火處理?？紤]到鍵槽對軸的削弱，取:d=40.4×1.05=42.4mm取d=45mm。任務實施2.校核軸的強度(1)作軸的空間受力圖(2)作鉛垂面受力圖(3)作鉛垂面彎矩圖(4)作水平面受力圖(5)作水平面彎矩圖(6)作合成彎矩圖(7)作扭矩圖(8)作當量彎矩圖(9)計算危險截面D

處的軸徑軸的強度校核軸的剛度計算軸彎曲變形，用撓度γ

和偏轉角θ

來度量;扭轉變形，用扭轉角φ

度量。剛度條件為φ≤[φ]。等直徑軸：知識鏈接軸的擾度、偏轉角和扭轉角課題二鍵連接與銷連接減速器輸出軸任務引入試確定鍵連接的類型和尺寸，并校核其強度。任務分析鍵連接、銷連接，可實現(xiàn)齒輪在軸上的周向固定，并傳遞運動和轉矩。平鍵連接廣泛應用。一、鍵連接的類型、特點及應用1.平鍵連接相關知識普通平鍵連接普通平鍵的形式a)圓頭b)方頭c)單圓頭導向平鍵連接和滑鍵連接a)導向平鍵連接b)滑鍵連接半圓鍵連接a）半圓鍵b）連接圓柱軸c）連接圓錐軸2.半圓鍵連接楔鍵連接3.楔鍵連接切向鍵連接4.切向鍵連接二、平鍵連接的選用及強度計算1.平鍵的選用及標記鍵的主要尺寸為其截面尺寸(鍵寬b×鍵高h)與長度L。平鍵標記為:鍵類型b×L普通平鍵和鍵槽的尺寸（摘自GB/T1095-2003和GB/T1096-2003）2.平鍵的強度計算普通平鍵連接的強度條件為:導向平鍵連接和滑鍵連接的強度條件為:平鍵連接的受力分析三、花鍵連接的類型、特點及應用1.花鍵連接的組成外花鍵和內花鍵2.花鍵的類型和特點(1)矩形花鍵加工容易，承載能力高，應力集中較小，應用廣泛。輕系列，多用于靜連接或輕載連接;中系列用于中等載荷的連接。(2)漸開線花鍵制造精度高、互換性好。壓力角為30°，適用于傳遞轉矩較大的場合。45°的，多用于輕載和直徑小的靜連接，特別適用于軸與薄壁零件的連接。四、銷連接的類型、特點及應用銷可分為連接銷、定位銷和安全銷等。安全聯(lián)軸器1—銷套2—安全銷銷連接a)圓柱銷b)圓錐銷c)大端帶螺紋的圓錐銷d)小端帶螺紋的圓錐銷五、銷連接的強度計算按其擠壓和剪切強度校核。安全銷的尺寸按過載時被剪斷的條件確定。任務實施1.選擇鍵的類型與尺寸選用普通平鍵(A型)。查表取:鍵的尺寸b=14mm，h=9mm，L=56mm。普通平鍵和鍵槽的尺寸(摘自GB/T1095—2003和GB/T1096—2003)mm2.強度校核由表查得[σp]=100MPa，工作長度l=L-b=56-14=42(mm)故選用普通平鍵:鍵14×56，該鍵強度滿足要求。課題三聯(lián)軸器與離合器任務引入選擇聯(lián)軸器的類型和型號。任務分析聯(lián)軸器用于輸出軸與輸入軸的連接，實現(xiàn)兩軸共同轉動，以傳遞動力和轉矩。離合器也可實現(xiàn)兩軸之間的連接。聯(lián)軸器只有在機器停車并經(jīng)拆卸后才能分離兩軸，而離合器可在機器工作過程中隨時分離或接合兩軸。一、聯(lián)軸器的常見類型及特點1.聯(lián)軸器的功能和類型聯(lián)軸器是連接兩軸(或軸與回轉件)并與軸一起回轉，以傳遞運動和動力的裝置。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。相關知識2.常用聯(lián)軸器(1)凸緣聯(lián)軸器(2)十字滑塊聯(lián)軸器(3)齒式聯(lián)軸器(4)萬向聯(lián)軸器(5)彈性套柱銷聯(lián)軸器(6)尼龍柱銷聯(lián)軸器(7)安全聯(lián)軸器二、離合器的常見類型及特點1.離合器的功能離合器是一種在機器運轉過程中，可使兩軸隨時接合或分離的裝置。操作啟動、停止、換向及變速。2.常用離合器(1)牙嵌式離合器牙嵌式離合器的齒形有梯形、鋸齒形和三角形。(2)摩擦式離合器(3)磁粉離合器磁粉離合器1—齒輪2—從動輪3—鐵粉混合物4—激磁線圈5—磁鐵輪心6—接觸環(huán)7—主動軸三、聯(lián)軸器、離合器的選擇1.類型的選擇載荷平穩(wěn)、兩軸能精確對中且軸的剛度較大時，可選用凸緣聯(lián)軸器;載荷不平穩(wěn)、兩軸對中困難、軸的剛度較小時，可選用撓性聯(lián)軸器;徑向偏移較大、轉速較低時可選用滑塊聯(lián)軸器;兩軸軸線有夾角時，萬向聯(lián)軸器。2.型號的選擇式中TC———計算轉矩，N·m;

T———名義轉矩，N·m;

K———工作情況系數(shù)，見表。工作情況系數(shù)

K任務實施1.選擇聯(lián)軸器的類型凸緣聯(lián)軸器。2.確定計算轉矩名義轉矩為:查表，取工作情況系數(shù)K=1.3凸緣聯(lián)軸器基本參數(shù)和主要尺寸(摘自GB/T5843—2003)3.選擇聯(lián)軸器的型號見表，選GY5型凸緣聯(lián)軸器。主動端選Y型軸孔，A型鍵槽;從動端選J1

型軸孔，A型鍵槽。4.聯(lián)軸器的標記模塊七軸承課題一滑動軸承課題二滾動軸承軸承是支撐軸頸的部件。軸承可分為徑向軸承和推力軸承兩類。滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承)和滾動摩擦軸承(簡稱滾動軸承)兩類。課題一滑動軸承設計滑動軸承，確定類型、材料、結構和潤滑方法。任務引入任務分析滑動軸承一般用于中速重載和低速重載的場合。主要考慮其尺寸大小、材料能否承受一定的載荷，潤滑。相關知識一、滑動軸承的類型1.徑向滑動軸承2.推力滑動軸承推力滑動軸承a)實心軸頸b)空心軸頸c)單環(huán)形推力軸頸d)多環(huán)形推力軸頸二、軸瓦的結構軸瓦a)整體式軸瓦b)剖分式軸瓦雙金屬軸瓦用銷釘固定軸瓦不正確的油溝會降低油膜的承載能力油溝(非承載軸瓦)三、軸承材料軸瓦(軸套)材料和軸承襯材料。1.對軸承材料的基本要求2.常用的軸承材料軸承合金又稱巴氏合金或白合金。一般只用作軸承襯的材料。錫基合金適用于高速軸承。(2)銅合金適用于中速重載和低速重載的軸承。(3)粉末冶金可儲存潤滑油。用于載荷平穩(wěn)、低速和加油不方便的場合。(4)非金屬材料塑料用于溫度不高、載荷不大的場合。尼龍軸承適用于速度不高或散熱條件較好的場合。橡膠軸承常用于離心水泵、水輪機等。3.滑動軸承材料的選用根據(jù)滑動軸承的載荷、軸頸的滑動速度來選用。(1)徑向滑動軸承的驗算1)壓強p

：2)

pv值的驗算公式：3)滑動速度v：(2)推力滑動軸承的驗算1)壓強p

2)pv

值的驗算公式:四、滑動軸承的潤滑1.潤滑油潤滑合成油和礦物油。(1)潤滑油的指標及常用潤滑油指標是黏度，常用單位為mm2/s。潤滑油的牌號是以40℃時油的運動黏度中心值來劃分的，牌號越大的潤滑油，黏度值越大，油越濃稠。(2)潤滑方式1)手工加油潤滑。2)滴油潤滑。油杯a)針閥式油杯b)油繩式油杯1—手柄2—調節(jié)螺母3—彈簧4—針筒5—針閥6—杯體7—油窗8—螺紋接口3)油環(huán)潤滑。油環(huán)潤滑4)飛濺潤滑。5)壓力循環(huán)潤滑。2.潤滑脂潤滑(1)潤滑脂的性能指標及常用潤滑脂1)針入度。即潤滑脂的稠度，將重力為1.5N

的標準圓錐體放入25℃的潤滑脂試樣中，經(jīng)5s后所沉入的深度稱為該潤滑脂的針入度，以0.1mm為單位。常用潤滑脂為0~4號。2)滴點。在規(guī)定條件下加熱，當開始滴下第一滴油時的溫度為滴點，滴點決定潤滑脂的最高使用溫度。(2)潤滑方式裝配時填入軸承內，或黃油杯。3.潤滑方式的選擇式中p———軸承壓強，MPa;

v———軸頸圓周速度，m/s。當

K≤2時用潤滑脂，K>2時用潤滑油。K

為2~15時用針閥油杯潤滑;K

為

15~30時采用油環(huán)、飛濺或壓力潤滑;K>30時采用壓力循環(huán)潤滑。黃油杯五、滑動軸承的安裝與維護1.滑動軸承裝配時的注意事項(1)滑動軸承安裝時要保證軸頸在軸承孔內轉動靈活、準確、平穩(wěn)。(2)注意油路暢通，油路與油槽順暢。(3)軸瓦與軸承座孔要修刮貼實，軸瓦剖分面要高出0.05~0.1mm。(4)修刮調試過程中，出現(xiàn)油污的機件修刮后都要進行清洗、涂油。(5)滑動軸承使用過程中要經(jīng)常檢查潤滑、發(fā)熱、振動問題。2.滑動軸承的故障現(xiàn)象及維護方法(1)軸承發(fā)熱。(2)軸發(fā)熱。(3)主摩擦面上油量少。(4)漏油。(5)軸向跳動。1.選擇軸承類型徑向剖分式滑動軸承。2.選取徑向滑動軸承的材料(1)壓強p

的驗算:(2)pv

值的驗算:(3)滑動速度v的驗算:查表，均大于驗算值，故選取材料為鑄造銅合金ZCuSn5Pb5Zn5。3.確定潤滑材料及方式潤滑油潤滑。查表，15號的L-AN任務實施課題二滾動軸承任務引入軸承標記，它們分別代表什么含義？任務1滾動軸承代號及選用原則任務分析滾動軸承的外圈與機器的孔進行配合，內圈與軸端配合，滾動體通過保持架在滾道內旋轉，起到了傳遞機械動力的作用。一、滾動軸承的結構相關知識二、滾動軸承的類型和特點常用滾動軸承的類型和特點見表。常用滾動軸承的類型和特點常用滾動軸承的類型和特點常用滾動軸承的類型和特點常用滾動軸承的類型和特點三、滾動軸承的代號深溝球軸承1.基本代號基本代號表示軸承的基本類型、結構和尺寸，一般由軸承類型代號、尺寸系列代號和內徑代號組成。（1）軸承類型代號（2）尺寸系列代號

尺寸系列代號由兩位數(shù)字組成，前一位數(shù)字為寬（高）度系列代號，后一位數(shù)字為直徑系列代號。1）寬（高）度系列代號。寬（高）度系列代號表示內、外徑相同而寬（高）度不同的軸承系列。對于向心軸承用寬帶系列代號，代號有8、0、1、2、3、4、5和6，寬度尺寸依次遞增；對于推力軸承用高度系列代號，代號有7、9、1和2，高度尺寸依次遞增。

以圓錐滾子軸承為例的寬度系列示意圖如圖所示。2）直徑系列代號直徑系列代號表示內徑相同而具有不同外徑的軸承系列。代號有7、8、9、0、1、2、3、4和5，其外徑尺寸按序由小到大排列。

以深溝球軸承為例的直徑系列代號示意圖如圖所示。

四、滾動軸承的選用原則1.載荷的類型徑向載荷，軸向載荷、聯(lián)合載荷。2.滾動軸承類型的基本選用原則考慮所受載荷的大小、方向和性質，軸承的轉速以及調心性能，具體見表。滾動軸承類型的基本選用原則滾動軸承類型的基本選用原則任務實施滾動軸承代號的識讀如下:任務引入30310軸承是否適用?任務2滾動軸承壽命計算及相關組合設計軸承組合形式任務分析滾動軸承，主要用來支撐軸的兩端及軸上的零件，確保軸的位置和旋轉精度。滾動軸承的選用主要考慮其承受的載荷情況。一、滾動軸承的受載情況和失效形式1.滾動軸承的主要失效形式及原因分析(1)點蝕滾道及滾動體的表面凹坑。原因是過載、配合過緊，位置不正、潤滑不良。(2)磨粒磨損磨損，引起內部松動。原因是內部有研磨物、潤滑不良。(3)黏著磨損黏著痕跡。原因速度太高、潤滑不良、不適當?shù)难b配，松動。相關知識(4)斷裂圈上裂紋或保持架開裂。原因是配合太緊，裝配面不均勻，軸承座變形，磨損。(5)塑性變形塑性變形凹坑。靜載荷或沖擊載荷過大。(6)其他銹蝕、電腐蝕、溫升。濕氣或酸液，潤滑劑太多。2.不同受載情況下的失效形式(1)一般轉速時，主要失效形式是疲勞點蝕。為防止，使用壽命計算。(2)轉速較低，塑性變形。應