機械設計基礎電子教案

第一講緒論

教學目標

（一）實力目標

1.解本課程的內容、性質和任務

2.駕馭學習本課程的方法

（二）學問目標

1.了解機器的組成及其特征

2.熟識機構、構件、零件、部件的概念及其區(qū)分

教學內容

1.機械設計基礎探討的對象

2.本課程的作用

3.機械設計的基本要求和一般過程

教學的重點及難點

（一）重點

本課程的探討對象、內容。

（二）難點

機構、構件、零件、部件的概念及其區(qū)分。

教學方法及手段

采納動畫演示，留意啟發(fā)引導式教學。

一、機器的組成及特性

（一）機器的組成及其特征

以內燃機為例

1、工作原理

內燃機是將燃氣燃燒時的熱能轉化為機械能的機器。

2、組成

內燃機由三部分組成：連桿機構、齒輪機構、凸輪機構。

3、機器的特性

（二）機構、構件、零件

1、機構

機構是用來傳遞運動和力，有一個構件為機架，用運動副連接起

來的構件系統(tǒng)。

一臺機器可以由一個機構，也可以由多個機構組成。

常用機構：連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構等。

構件是指機構的運動單元體。如鍵、齒輪、螺栓等。

構件可能是一個零件，也可能是由若干個零件組合的剛性體。如

內燃機連桿就是由連桿體、連桿蓋、螺母和螺栓等零件組成的構件，

因為組合成連桿的各零件之間沒有相對運動。

3、零件及其分類

機械零件是指機器的制造單元體。

機械零件又分通用零件和專用零件。通用零件是指各種機器普遍

用到的零件，如螺栓、螺母、鍵、銷等；專用零件是指某種機器才用

到的零件，如內燃機的曲軸、活塞等。

二、本課程的內容、性質和任務

1、本課程的性質

專業(yè)基礎課

2、本課程的探討對象

常用機構和通用零件

3、本課程的探討內容

4、本課程的任務

三、學習方法

小結：

1.機械設計基礎探討的對象

2.本課程的作用

3.機械設計的基本要求和一般過程

作業(yè)及思索：

1、何謂機器，何謂機構？它們有什么區(qū)分及聯(lián)系？

2、參照內燃機的機構分析，說明它是由哪些機構組成的。

第二講摩擦、磨損及潤滑概述

教學目標

（一）實力目標

1.會分析摩擦副類型，會選擇潤滑方式及潤滑劑類型

2.會選擇密封方式

（二）學問目標

1.駕馭摩擦副分類及基本性質、磨損過程及潤滑的類型及潤滑劑

類型

2.駕馭密封方式的選擇

教學內容

1.摩擦及磨損

2.潤滑

3.密封方法及裝置

教學的重點及難點

（一）重點

1.潤滑方式及潤滑劑類型的選擇。

2.密封方法的確定。

（二）難點

密封方法的確定。

教學方法及手段

應用工程實例講解，總結歸納式教學。

一、摩擦及磨損

摩擦：兩接觸的物體在接觸表面間相對運動或有相對運動趨勢時

產(chǎn)生阻礙其發(fā)生相對運動的現(xiàn)象叫摩擦

磨損：由于摩擦引起的摩擦能耗和導致表面材料的不斷損耗或轉

移，即形成磨損。使零件的表面形態(tài)及尺寸遭到緩慢而連續(xù)破壞f精

度、牢靠性（效率（直至破壞。

潤滑：削減摩擦、降低磨損的一種有效手段。

1、摩擦及其分類

干以燃圾界總排液體率推混合總捺

1干摩擦

2液體摩擦

3混合摩擦

2、磨損及其過程

1磨合磨損過程：

2穩(wěn)定磨損階段：

3急劇磨損階段：

3、磨損分類

1磨粒磨損

2粘著磨損

3疲憊磨損（點蝕）

4腐蝕磨損

二、潤滑

1、潤滑劑及主要性能

潤滑劑分液體、單固體、固體和氣體潤滑劑等。

常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂。

1潤滑油

潤滑油是目前運用最多的潤滑劑，主要有礦物油、合成油、動植

物油等，其中應用最廣的為礦物油。

(1)動力粘度n

(2)運動粘度v：

(3)條件粘度(相對粘度)：恩氏粘度。Et

2、潤滑脂

3、固體潤滑劑

常用滑劑有石墨、二硫化鉗、氮化硼、蠟、聚氟乙烯、酚醛樹脂、

金屬及金屬化合物等。

4、氣體潤滑劑

包括空氣、氫氣、氯氣、水蒸汽及液體金屬蒸汽。

5、潤滑劑的選擇

2、潤滑方法和潤滑裝置

A油潤滑裝置

B脂潤滑裝置

C固體潤滑裝置

D氣體潤滑裝置

3、密封方法及裝置

小結：

1.摩擦及磨損

2.潤滑

3.密封方法及裝置

作業(yè)及思索：

1、按摩擦副表面間的潤滑狀態(tài)，摩擦可分為那幾類？各有何特

點？

2、典型的磨損分哪三個階段？磨損按機理分哪幾種類型？

3、潤滑油和潤滑脂的主要性能指標有哪些？

第三講平面機構的運動簡圖

教學目標

（一）實力目標

能依據(jù)實物繪制機構運動簡圖

（二）學問目標

1.了解機構組成原理

2.理解自由度、運動副、約束的概念及三者的關系

教學內容

1.運動副及其分類

2.平面機構的運動簡圖

教學的重點及難點

（一）重點

平面機構的運動簡圖的繪制。

（二）難點

繪制簡圖時構件及運動副的精確表示。

教學方法及手段

多媒體教學，采納動畫演示、實例分析、啟發(fā)引導的教學方式。

一、機構的組成

1、運動副

運動副：兩構件干脆接觸并能保持肯定形式的相對運動的聯(lián)接稱

為運動副。

1、高副

2、低副兩構件通過面接觸組成的運動副稱為低副。平面低副可

分為轉動副和移動副。

2、自由度和運動副的約束

1、構件的自由度

平面內自由的構件，有3個自由度，而空間內自由的構件，有6

個自由度。

2、運動副的約束

3、運動鏈和機構

兩個以上的構件以運動副聯(lián)接而構成的系統(tǒng)稱為運動鏈。機構是

由主動件、從動件和機架三部分組成的。

二、平面機構的運動簡圖

1、構件的表示方法

1、構件

(1)參及形成兩個運動副的構件

QI---.___?

r、

A

2、轉動副構件組成轉動副時，其表示方法如圖。

3、移動副

兩構件組成移動副，其導路必需及相對移動方向一樣。

11I

22

21?

1

22

2

4、平面高副

小結：

1.運動副及其分類

2.平面機構的運動簡圖

作業(yè)及思索:

1、平面機構中若引入一個高副將帶入（）個約束，而引入一個

低副將帶入（）個約束。約束數(shù)及自由度數(shù)的關系是（）。

2、兩個做平面平行運動的構件之間為（）接觸的運動副稱為低

副；而為（）或（）接觸的運動副稱為高副。

第四講平面機構自由度

教學目標

（一）實力目標

嫻熟駕馭機構自由度計算，并能精確推斷機構運動是否確定

（二）學問目標

能精確識別出機構中存在的復合錢鏈、局部自由度和虛約束，并

做出正確處理

教學內容

平面機構的自由度的計算

教學的重點及難點

（一）重點

平面機構的自由度的計算。

（二）難點

機構中復合較鏈、局部自由度和虛約束的推斷。

教學方法及手段

多媒體教學，留意舉引典型實例進行分組探討、歸納總結。

1、平面機構的自由度

c，3

機構的自由度：機構中各構件相對于機架所具有的獨立運動的數(shù)

旦。

若某機構由N個構件組成，除去機架，機構中共有n=N-1個活

動件。構件在連接之前，全部活動件共有3n個自由度。而在聯(lián)接后,

構件的自由度由于運動副的約束而削減。設在機構中有PL個低副，

PH個高副，則該機構全部運動副的約束數(shù)目共有2PL+PH個。則機構

自由度

F=3n-2PL_PH

2、機構具有確定相對運動的條件

機構具有確定運動的條件:原動件數(shù)目W應等于機構的自由度F。

即

W=F=3n-2PL_PH

原動件數(shù)V自由度數(shù)，機構無確定運動

原動件數(shù)〉自由度數(shù)，機構在薄弱處損壞

3、計算機構自由度時應留意的事項

1、復合錢鏈

定義：若兩個以上的構件在同一處組成幾個轉動副，且各轉動副

軸線重合，則稱該處聯(lián)接為復合錢鏈。

計算自由度時，若復合較鏈由m個構件組成，則聯(lián)接處有(m—

1)個轉動副。

2、局部自由度

定義：機構中某些構件所具有的不影響其余構件運動的自由度，

稱為局部自由度。

計算機構自由度時，應將局部自由度除去不計。

$一

D

塔用f

,13

b)

a)

小結：

平面機構的自由度的計算

作業(yè)及思索：

1、一個平面運動鏈的原動件數(shù)目小于此運動鏈的自由度數(shù)時，則

此運動鏈（）。

A.具有確定的相對運動B.只能作有限的相對運動

C.運動不能確定D.不能運動

2、機構具有確定運動的條件是什么？

第五講平面四桿機構（一）

教學目標

（一）實力目標。

能精確推斷詳細實例屬于哪種平面四桿機構類型

（二）學問目標

熟識平面四桿機構的基本型式、應用及其演化

教學內容

1.平面連桿機構概述

2.平面連桿機構基本類型

3.平面連桿機構的演化

教學的重點及難點

（一）重點

平面四桿機構的基本型式、應用及其演化。

（二）難點

平面四桿機構類型的推斷。

教學方法及手段

多媒體教學，采納動畫展示平面連桿機構的運動特點，留意啟發(fā)

學生理論聯(lián)系實際。

一、概述

二、四桿機構的基本型式及演化

由四個構件用較鏈連接而成的機構稱為錢鏈四

桿機構。如圖所示，機構中固定不動的構件AD稱

為機架，及機架相連的構件AB和CD稱為連架桿。

假如連架桿能繞軸線作360°的回轉運動，稱為曲

柄；若只能在某一角度（小于360°）內搖擺，稱為

搖桿。及機架不相連接的構件BC稱為連桿。

錢鏈四桿機構可按有無曲柄、搖桿，分為以下三種基本型式。

1、曲柄搖桿機構

雷達天線俯仰角調整機構縫紉機踏板機構

2、雙曲柄機構

定義：錢鏈四桿機構中，若兩連架桿均為曲柄時，此機構稱為雙

曲柄機構。

慣性篩機車車輪聯(lián)動機構

3、雙搖桿機構

定義：錢鏈四桿機構中，若兩連架桿均為搖桿時，此機構稱為雙

搖桿機構。

碼頭起重機

三、平面四桿機構的演化

1、曲柄滑塊機構

2、導桿機構

3、搖塊機構和定塊機構

B

2

0、

(1)搖塊機構

(2)定塊機構

這種機構常用于沖床、剪床等機器中。

小結：

1.平面連桿機構概述

2.平面連桿機構基本類型

3.平面連桿機構的演化

作業(yè)及思索：

1、錢鏈四桿機構有那幾種基本型式？各有什么特點？

2、錢鏈四桿機構可以通過那幾種方式演化成其它型式的四桿機

構？試說明曲柄搖塊機構是如何演化而來的？

第六講平面四桿機構(二)

教學目標

（一）實力目標

理解平面四桿機構工作特性的工程應用。

（二）學問目標

理解平面四桿機構的幾個工作特性

教學內容

平面連桿機構幾個工作特性

教學的重點及難點

（一）重點

平面四桿機構的工作特性。

（二）難點

急回特性、死點位置。

教學方法及手段

利用動畫協(xié)助理解急回特性、死點位置概念，工程案例展示其應

用。

1、錢鏈四桿機構有曲柄的條件

在錢鏈四桿機構中，曲柄存在的條件為：

（1）曲柄為最短構件，又稱最短構件條件；

（2）最短構件及最長構件長度之和小于或等于其他兩構件長度之

和，又稱構件長度和條件。

2、壓力角和傳動角

3、急回特性

K=從動件空載行程平均速度="=CO=&=效=180+8

=從動件工作行程平均速要=i=C.Q/r,=三=a=180。一。

K的大小表示急回的程度。錢鏈四桿機構有無急回運動特性取決

于該機構有無極位夾角夕，6角越大，急回運動特性也越顯著。

死點

小結：

平面連桿機構幾個工作特性

作業(yè)及思索：

1、雙搖桿機構的四個構件長度應滿意什么條件？

2、曲柄存在的條件是什么？

3、什么是連桿機構的壓力角、傳動角？它們的大小對連桿機構的

工作有什么影響？偏置曲柄滑塊機構的最小傳動角Ymin發(fā)生在什么

位置？

4、錢鏈四桿機構中有可能存在死點位置的機構有哪些？它們存在

死點位置的條件是什么？試舉出一些克服死點位置的措施和利用死

點位置的實例。

第七講凸輪機構

教學目標

（一）實力目標

1.駕馭不同場合下凸輪機構從動件常用運動規(guī)律的應用

2.能夠繪制位移線圖

（二）學問目標

1.了解凸輪機構的組成、特點、分類及應用

2.駕馭從動件的常用運動規(guī)律；了解其沖擊特性及應用

教學內容

1.凸輪機構的組成、特點、分類及應用

2.從動件的常用運動規(guī)律及選擇

教學的重點及難點

（-*）重點

凸輪機構的從動件的常用運動規(guī)律。

（二）難點

立體凸輪機構運動的實現(xiàn)。

教學方法及手段

利用動畫演示機構運動，工程應用案例展示其應用場合。

一、概述

1、凸輪機構的應用

凸輪機構的組成：凸輪、從動件和機架一高副機構。凸輪是凸輪

機構的主動件。

2、凸輪機構的分類

1、按凸輪形態(tài)分

(1)盤形凸輪它是凸輪的最基本形式，是一個繞固定軸線轉動并

且具有變更半徑的盤形構件。如內燃機配氣凸輪機構。

(2)移動凸輪當盤形凸輪的回轉中心趨于無窮遠時，則成為移

動凸輪，當移動凸輪沿工作直線往復運動時，推動從動件作往復運動。

如靠模車削機構。

(3)圓柱凸輪

2、按從動件端部形態(tài)分

(1)尖頂從動件這種從動件結構簡潔，尖頂能及困難的凸輪輪廓

保持接觸，因而能實現(xiàn)預期的運動規(guī)律。但由于尖頂簡潔磨損，所以

只適用于載荷較小的低速凸輪機構。

(2)滾子從動件由于接觸處是滾動摩擦，不易磨損，因此是一種

最常用的從動件。

(3)平底從動件由于平底及凸輪面間簡潔形成楔形油膜，能削減

磨損，常用于高速重載的凸輪機構中。它的缺點是不能用于具有內凹

輪廓的凸輪機構。

二、常用的從動件運動規(guī)律

1、平面凸輪機構的基本尺寸和運動參數(shù)

2、常用的從動件運動規(guī)律

小結：

1.凸輪機構的組成、特點、分類及應用

2.從動件的常用運動規(guī)律及選擇

作業(yè)及思索：

1、凸輪機構的類型有哪些？在選擇凸輪機構類型時應考慮哪些因

素？

2、用反轉法設計盤形凸輪的廓線時，應留意哪些問題？移動從動

件盤形凸輪機構和搖擺從動件盤形凸輪機構的設計方法各有什么特

點？

3、何謂凸輪的偏距圓？

第八講其它常用機構簡介

教學目標

（一）實力目標

駕馭棘輪機構、槽輪機構、凸輪式間歇運動機構、不完全齒輪機

構在工程實際中的應用

（二）學問目標

1.駕馭棘輪機構、槽輪機構的工作原理、運動特點、功能和適用

場合

2.了解凸輪式間歇運動機構、不完全齒輪機構的工作原理、特點、

功能及適用場合

教學內容

1.棘輪機構

2.槽輪機構

3.不完全齒輪機構

教學的重點及難點

（一）重點

棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構的組成、工作原理及應用。

（二）難點

棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構的組成、工作原理及應用。

教學方法及手段

利用動畫演示棘輪機構和槽輪機構的工作原理和特點。

一、棘輪機構

1、棘輪機構的工作原理

棘輪機構主要由棘輪、主動棘爪、止回棘爪和機架組成。

棘輪機構的其它類型：

1.摩擦棘輪（無聲棘輪）

由于摩擦傳動會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，不適于從動件轉有要求精確的地

方。

2、雙向棘輪

2、棘輪轉角的調整

1、調整搖桿搖擺角度的大小，限制棘輪的轉角

2.用遮板調整棘輪轉角

3、棘輪機構的特點及應用

二、槽輪機構

1、槽輪機構的工作原理

組成：具有徑向槽的槽輪、具有圓銷的構件、機架

工作原理：構件1-連續(xù)轉動；構件2(槽輪)一時而轉動，時

而靜止。當構件1的圓銷A尚未進入槽輪的徑向槽時，槽輪的內凹

鎖住弧被構件1的外凸圓弧卡住，槽輪靜止不動。

當構件1的圓銷A起先進入槽輪徑向槽的位置，鎖住弧被松開，

圓銷驅使槽輪傳動。

當圓銷起先脫出徑向槽時，槽輪的另一內凹鎖住弧又被構件1的

外凸圓弧卡住，槽輪靜止不動。

j_

4個槽的槽輪機構：構件1轉一周，槽輪轉I周。

6個槽的槽輪機構：構件1轉一周，槽輪轉7周。

2、槽輪機構的類型、特點及應用

1、平面槽輪機構。

2、空間槽輪機構

3、槽輪槽數(shù)Z和撥盤圓柱銷數(shù)k的選擇

運動系數(shù)(T)：槽輪每次運動的時間tm對主動構件回轉一周的

時間t之比。

當z=3時，k可取1?5;當z=4或5時，k可取1?3;當z>6

時，k取1或2。

三、擔心全齒輪機構

1、擔心全齒輪機構

1、不完全齒輪機構的工作原理和類型

機架

從動輪主動輪

2、凸輪式間歇運動機構

小結：

1.棘輪機構

2.槽輪機構

3.不完全齒輪機構

作業(yè)及思索：

1、棘輪機構有幾種類型，它們分別有什么特點，適用于什么場合?

2、牛頭刨床工作臺橫向進給機構為什么要選用雙向式棘輪機構?

第九講螺紋聯(lián)接

教學目標

（一）實力目標

駕馭螺紋聯(lián)接的主要類型及應用場合

（二）學問目標

1.熟識螺紋的類型、主要參數(shù)、特點及應用

2.螺紋聯(lián)接的預緊和防松方法

教學內容

L螺紋聯(lián)接的基本學問

2.螺紋聯(lián)接的預緊和防松

教學的重點及難點

（一）重點

螺紋聯(lián)接的主要類型及應用場合。

（二）難點

各種螺紋連接的畫法、螺紋聯(lián)接的防松。

教學方法及手段

多媒體教學，結合機械制圖、聯(lián)系工程實際。

一、螺紋連接的基本學問

聯(lián)接：在機器中，將兩個或兩個以上的零件聯(lián)成一體的結構。

機械動連接：機器工作時，被聯(lián)接零件間有相對運動的聯(lián)接。

機械靜連接：機器工作時，被聯(lián)接零件間沒有相對運動的聯(lián)接。

機械靜連接又分為可拆聯(lián)接和不行拆聯(lián)接。

可拆聯(lián)接：不須毀壞聯(lián)接中的任何一個零件就可以拆開的聯(lián)接。

如鍵聯(lián)接、螺栓聯(lián)接等。

不行拆聯(lián)接：至少必需毀壞聯(lián)接中的某一部分才可以拆開的聯(lián)接。

如鉀釘連接、焊接等。

1、螺紋的類型

常用螺紋的類型主要有一般螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、

鋸齒形螺紋。前兩種主要用于聯(lián)接，后三種主要用于傳動。

2、螺紋的主要參數(shù)

3、常用螺紋的特點及應用

三角螺紋主要用于聯(lián)接；矩形、梯形和鋸齒形螺紋主要用于傳動。

用于聯(lián)接的三角螺紋又有一般螺紋、英制螺紋以及用于管路系統(tǒng)聯(lián)接

的圓柱螺紋，即管螺紋。在各種螺紋中，除矩形螺紋外，均已標準化。

4、螺紋聯(lián)接的主要類型

5、標準螺紋聯(lián)接件

二螺紋聯(lián)接的預緊和防松

1、螺紋聯(lián)接的預緊

預緊力：在螺栓承受工作載荷之前受到的力，以F。表示。

預緊的目的：為了提高聯(lián)接的牢靠性、緊密性和防松實力。

2、螺紋聯(lián)接的防松

1、摩擦防松：雙螺母、彈簧墊圈、尼龍墊圈、自鎖螺母等

2、機械防松：開槽螺母及開口銷，圓螺母及止動墊圈，彈簧墊片,

軸用帶翅墊片，止動墊片，串聯(lián)鋼絲等。

3、永久防松：端枷、沖點（破壞螺紋）、點焊

4、化學防松：粘合

小結：

1.螺紋聯(lián)接的基本學問

2.螺紋聯(lián)接的預緊和防松

作業(yè)及思索：

L簡述螺紋連接的主要類型、特點及應用

2.螺紋聯(lián)接的預緊和防松方法是什么？

第十講單個螺栓連接

教學目標

（一）實力目標

1.駕馭單個螺栓連接的強度計算

2.螺栓組連接的設計

（二）學問目標

2.駕馭單個螺栓連接的受力分析

3.螺栓組連接的受力分析和結構設計

教學內容

1.單個螺栓聯(lián)接的強度計算

2.螺栓組聯(lián)接的結構設計

教學的重點及難點

（一）重點

駕馭單個螺栓連接的強度計算。

（二）難點

螺栓組連接的受力分析和結構設計。

教學方法及手段

多媒體，舉工程實例。

一、單個螺栓連接的強度計算

1、受拉螺栓聯(lián)接

1、松螺栓連接

特點：只能用一般螺栓，有間隙，外載沿螺栓軸線，螺栓桿受P

拉伸作用。

螺栓工作載荷為：F=P

P——軸向外載

o=F/A=4F/nd14＜〔0〕

2、緊螺栓連接

(1)只受預緊力的緊螺栓連接

(2)受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接

(3)承受軸向靜載荷的緊螺栓連接

2、受剪螺栓連接

Op＜〔Op〕E

二螺栓組聯(lián)接的設計及受力分析

1、螺栓組的結構設計

2、螺栓組聯(lián)接的受力分析

1、受軸向載荷螺栓組聯(lián)接，如汽缸螺栓

特點：只能用一般螺栓，有間隙，外載/螺栓軸線，螺栓桿受P

拉伸作用。

單個螺栓工作載荷為：F=P/Z

P——軸向外載；Z——螺栓系數(shù)

2、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接

特點：一般螺栓，錢制孔用螺栓皆可用，外載，螺栓軸線、防滑

一般螺栓——受?！咐熳饔?/p>

校制孔螺栓——受橫向載荷剪切、擠壓作用。

3、受橫向扭矩螺栓組聯(lián)接

一般螺栓聯(lián)接取聯(lián)接板為受力對象，由靜平衡條件訂=0

則各個螺栓所需的預緊力為:

KT

Qp=S(N)

/(八+々+???+%)危Z〃

i=l

4、受傾覆（縱向）力矩螺栓組聯(lián)接

取板為受力對象：由靜平衡條件：o-o=0

設單個螺栓工作載荷為明

F]+F?L[+,,?F?L/=M（a）

同理由變形協(xié)調條件：

?=7='。叱=＞（這里小=卬

L】LjLmax

一代入（a）式得:

，ax（本題耳）=學”

i=l

小結：

1.單個螺栓聯(lián)接的強度計算

2.螺栓組聯(lián)接的結構設計

作業(yè)及思索：

1、單個螺栓連接的強度計算方法分幾類？

2、如何進行螺栓組連接的受力分析和結構設計?

第十一講螺栓組連接

教學目標

（一）實力目標

駕馭提高螺栓聯(lián)接強度的措施

（二）學問目標

L熟識螺紋連接件的材料和許用應力

2.了解提高螺紋聯(lián)接強度的常用措施和螺旋傳動的設計

教學內容

1.螺紋連接件的材料和許用應力

2.提高螺栓聯(lián)接強度的措施

3.滑動螺旋傳動簡介螺紋聯(lián)接的預緊和防松

教學的重點及難點

（一）重點

提高螺栓聯(lián)接強度的措施。

（二）難點

提高螺栓聯(lián)接強度的措施。

教學方法及手段

多媒體教學，結合工程實際分組探討。

一、螺紋連接件的材料和許用應力

1、螺紋連接件的材料

一般條件下，螺紋連接件的常用材料為低碳鋼和中碳鋼，如

Q215、Q235、15、35和45鋼，受沖擊、振動和變載荷作用的螺

紋連接件可采納合金鋼，如15Cr、40Cr、30CrMnSi和15CrVB

等；有腐蝕、防磁、導電、耐高溫等特別要求時采納lCrl3、2Cr!3、

CrNi2等。螺紋連接件的常用材料的力學性能見表7—7。

2、螺紋連接的許用應力

螺紋連接的許用應力見表7—8。

二、提高螺栓聯(lián)接強度的措施

1、改善螺紋牙間載荷分布不均狀況

a）懸置螺母——強度140%（母也受拉，及螺栓變形協(xié)調，使載

荷分布勻稱）

b）環(huán)槽螺母——強度t30%（螺母接近支承面處受拉）

c）內斜螺母——強度120%（接觸圈削減，載荷上移）

d）（b）（c）結合螺母——強度f40%

e）不同材料匹配——強度140%

2、降低螺栓應力幅（％）

3、減小應力集中

螺紋牙根、收尾、螺栓頭部及螺栓桿的過渡處等均可能產(chǎn)生應力

集中。

1）加大過渡處圓角

2）改用退刀槽f20?40%（螺紋收尾處）

3）卸載槽

4）卸載過渡結構。

4、采納合理的制造工藝

1）用擠壓法（滾壓法）制造螺栓，疲憊強度f30~40%

2）冷作硬化，表層有殘余應力（壓）、氟化、氮化、噴丸等?？?/p>

提高疲憊強度

3）熱處理后再進行滾壓螺紋，效果更佳，強度170?100%,此

法具有優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗功能。

4）限制單個螺距誤差和螺距累積誤差。

三、滑動螺旋傳動簡介

螺旋傳動是利用由螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的，

主要用于將回轉運動轉變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力的場合。

1、螺旋傳動的類型

1）傳力螺旋一一舉重器、千斤頂、加壓螺旋。特點：低速、間

歇工作，傳遞軸向力大、自鎖

2）傳導螺旋——機床進給匯杠一傳遞運動和動力，特點：速度

高、連續(xù)工作、精度高

3）調整螺旋——機床、儀器及測試裝置中的微調螺旋。其特點

是受力較小且不常常轉動

按摩擦副的性質分：

1）滑動螺旋：構造簡潔、傳動比大，承載實力高，加工便利、

傳動平穩(wěn)、工作牢靠、易于自鎖。

2）滾動螺旋傳動——摩擦性質為滾動摩擦。滾動螺旋傳動是在

具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母之間連續(xù)裝填若干滾動體（多用鋼

球），當傳動工作時，滾動體沿螺紋滾道滾動并形成循環(huán)。按循環(huán)方

式有：內循環(huán)、外循環(huán)，滾動螺旋兩種。

3）靜壓螺旋——液體摩擦，靠外部液壓系統(tǒng)提高壓力油，壓力油

進入螺桿及螺母螺紋間的油缸，促使螺桿、螺母、螺紋牙間產(chǎn)生壓力

油膜而分隔開。

螺旋傳動的結構及材料

1、螺母結構

(1)整體螺母

(2)組合螺母

(3)對開螺母

2、螺桿結構

3、材料

螺桿材料的選用原則：(D高精度傳動時多選碳素工具鋼。(2)

須要較高硬度，如50?56HRC時，可采納絡鎰合金鋼；當須要硬

度為35-45HRC時，采納65Mn鋼。(3)一般狀況下采納45、

50鋼。

小結：

1.螺紋連接件的材料和許用應力

2.提高螺栓聯(lián)接強度的措施

3.滑動螺旋傳動簡介螺紋聯(lián)接的預緊和防松

作業(yè)及思索：

1、螺栓組聯(lián)接受力分析中，聯(lián)接受什么載荷？采納什么螺栓時,

螺栓只受預緊力。？聯(lián)接受何種載荷時，螺栓同時受到預緊力。

和工作載荷F?

2、螺栓和被聯(lián)接件的剛度對螺栓的總拉力F。有何影響？采納什

么措施可以減小螺栓的剛度和提高被聯(lián)接件的剛性？

3、聯(lián)接螺紋都是自鎖的，為何螺紋聯(lián)接中大多數(shù)聯(lián)接仍采納防松

措施？說明各種防松方法的原理和常用結構。

第十二講帶傳動

教學目標

（一）實力目標

L駕馭帶傳動的受力、應力分析

2.能區(qū)分彈性滑動及打滑

（二）學問目標

1.了解帶傳動的類型及特點。

2.駕馭帶傳動的應力分布規(guī)律

教學內容

1.帶傳動的工作原理、類型、特點及應用

2.V帶和帶輪

3.帶傳動的工作狀況分析

教學的重點及難點

（一）重點

帶傳動工作原理、受力分析、帶的應力分布圖。

（二）難點

彈性滑動及打滑的區(qū)分。

教學方法及手段

利用動畫演示彈性滑動、應力分布，實物圖片展示帶傳動的應用

場合。

一、概述

1、帶傳動的類型

平帶V箱圓帶多楔帶

3^W?施統(tǒng)

O

2、帶傳動的特點和應用

3、帶傳動的形式

見表8—lo

二、V帶和V帶輪的結構

V帶有一般V帶、窄V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶、大楔角V帶、

寬V帶等。

一般V帶的結構和尺寸標準

包布層

2、一般V帶輪的結構

三、V帶傳動的工作實力分析

1、帶傳動的受力分析

打滑：在肯定的初拉力F。下，帶及帶輪面間的摩擦力之總和有一

極限值，當傳遞的圓周力超過該極限時，帶將沿帶輪表面全面滑動

2、帶傳動的應力分析

帶傳動工作時，帶中應力由三部分組成：

(1)拉應力3、巴

緊邊拉應力？=F"AMPa

松邊拉應力^=F2/AMPa

a]>a2

(2)彎曲應力與帶繞過帶輪時發(fā)生彎曲，從而引起彎曲應力外,

因此4只存在于帶及帶輪相接觸的部分。

(3)離心拉應力巴當帶在帶輪上沿弧面運動時，由于本身質量

將產(chǎn)生離心力，因而在帶全長引起離心拉力Fc,以及相應的離心拉

應力吸。

3、帶傳動的彈性滑動和傳動比

彈性滑動及打滑的區(qū)分：

彈性滑動是由于帶是撓性件，摩擦力引發(fā)的拉力差使帶產(chǎn)生彈性

變形不同而引起，是帶傳動所固有的，是不行避開的，是正常工作中

允許的。而打滑是過載引起的，是失效形式之一，是正常工作所不允

許的。是可以避開也是應當避開的。

彈性滑動的影響：影響傳動比i,使i不穩(wěn)定，常發(fā)熱、磨損。

打滑的影響：使帶猛烈磨損，轉速急劇下降，不能傳遞T,不能

正常工作。

小結：

1.帶傳動的工作原理、類型、特點及應用

2.V帶和帶輪

3.帶傳動的工作狀況分析

作業(yè)及思索：

1、帶傳動的主要類型有哪些？各有何特點?

2、什么是有效拉力？什么是初拉力？

3、小帶輪包角對帶傳動有何影響？

4、帶傳動的彈性滑動和打滑的區(qū)分？

第十三講V帶設計及帶的張緊

教學目標

（一）實力目標

駕馭V帶設計方法

（二）學問目標

1.V帶設計的參數(shù)確定、計算

2.了解帶的張緊及維護特點

教學內容

L一般V帶傳動的設計計算

2.帶傳動的張緊和維護

教學的重點及難點

（一）重點

V帶傳動的設計方法和留意事項。

（二）難點

V帶傳動的設計中參數(shù)的確定。

教學方法及手段

采納多媒體，結合實際。

一、V帶傳動的設計

1、帶傳動的失效形式和設計準則

帶傳動的失效形式：帶及帶輪之間的磨損、打滑和疲憊破壞。

帶傳動的設計準則：保證帶在工作時不打滑，同時具有肯定的疲

憊強度和壽命。

2、單根V帶傳遞的功率

實際工作條件下，單根v帶所傳遞的功率[P。],

[Po]=（Po+APo）及幾

APo=Kbni（1—1/Kj）

3、V帶傳動的設計步驟和方法

已知：P,口，/或i傳動布置要求（中心距a）工作條件

要求：確定帶的型號、根數(shù)、長度；帶輪的Dmin、結構、尺寸、

中心距(a、軸壓力Q等。

帶傳動設計的一般步驟

1.選定帶型

設計功率為=七〃

依據(jù)Pd和為由圖8.12選取帶的型號

I

耀

黑

1

(1250

f|000

m800

匚

)630

U-

酒500

燒

士

奔

逝250

160

125

，0°1.2523.155812.52031.55080125200

11.62.546.31016254063100160

計算功率P.(KW)

普通V帶選型圖

2.確定帶輪基準直徑4“、dJ2

d(ii>ddimin

"dlmin見表8.6o

%=《1(1-￡)=五應1(1一￡)

%

九宜取標準值，見表8.3。

3.驗算帶速

對一般V帶Vmax=5-25m/so

4.初定中心距Q帶基準長度。。

0.7(dili+de)<4—2(d4i+%2)

Ido=2ao++.2)+')

24aa

由表8.4選取近似的0

實際中心距

5.小帶輪包角

%=180°-乙2一乙1x57.3°

a

一般應使4>120°

6.確定V帶根數(shù)

Z=

Pi—a=180。時載荷平穩(wěn)時，特定帶長的單根V帶的基本額

定功率

凡一彎曲影響系數(shù)

幻一傳動比系數(shù)

勺一小帶輪包角系數(shù)，

7.單根V帶的預緊力

(25、尸

6=500x---1m

1儲)zv

8.帶作用在軸上的壓力

9.帶輪的結構設計

例題8.1設計某鼓風機用一般V帶傳動。已知：異步電機額定

功率P=10kW,轉速m=1450r/min,n2=400r/min,中心距

a約為1500mm,每天工作24h。

解：1.選定一般V帶型號

設計功率，"=心〃=1.3X10=13kW

依據(jù)pd和rii由圖8.12選取B型帶。

2.確定帶輪基準直徑九,dd2

4“>d"min，取d（ll=140mm

dd2=id（1-￡?）=—d（1一￡）,

dl〃2dl

取d42=500mm（標準值）

3.驗算帶速

Vmax=10-63mm在5?25m/s范圍內，合適。

4.初定中心距。帶基準長度

0.7（dcli+dll2'）<an<2（d〃+dd2）

取a0=1500mm,id0=2a?+-（ddl+dll2）+（@二3）=4026.9mm,

24a0

由表8.4選取近似的乙=4000mm。

實際中心距=1487mm

5.小帶輪包角

%=180。_=?X57.30=166.130>120°,合適o

a

6.確定V帶根數(shù)

Z==3.62

取Z=4根。

7.單根V帶的預取緊力

&+“=260.33N

FQ=500x

8.帶作用在軸上的壓力

=2067.4N

9.帶輪的結構設計

二、帶傳動的張緊和維護

1、帶傳動的張緊

1、調整中心距方式

(1)定期張緊

(2)自動張緊輪方式

2、張緊輪方式

2、帶的安裝及維護

小結：

1.一般V帶傳動的設計計算

2.帶傳動的張緊和維護

作業(yè)及思索：

1、帶傳動的失效形式和設計準則是什么?

2、如何對帶傳動進行張緊及維護？

第十四講鏈傳動

教學目標

（一）實力目標

駕馭滾子鏈傳動設計計算、熟識鏈傳動的運動特性（速度的不勻

稱性及動載荷）及應用

（二）學問目標

L了解鏈傳動的類型、特點和應用

2.鏈傳動的布置及潤滑

3駕馭滾子鏈傳動的失效形式

教學內容

L傳動鏈的結構及標準

2.鏈傳動的運動特性

3.滾子鏈傳動的設計計算

4.鏈傳動的布置、張緊及潤滑

教學的重點及難點

（一）重點

滾子鏈傳動的失效形式和設計計算。

（二）難點

滾子鏈傳動的設計計算中參數(shù)的確定。

教學方法及手段

多媒體演示，結合實例分析。

一、概述

鏈傳動的組成：主、從動鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤滑系統(tǒng)和張

緊裝置等。

工作原理：（至少）兩輪間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來傳遞動

力和運動。但非共軻曲線嚙合，靠三段圓?。ㄎ?，成員瓦）始終線嚙

合。其磨損、接觸應力沖擊均小，且易加工。

二、傳動鏈的結構及標準

1、滾子鏈的結構

滾子鏈由滾子、套筒、銷軸、外鏈板和內鏈板組成。

套筒及內鏈板、銷軸及外鏈板分別用過盈協(xié)作（壓配）；套筒及銷

軸、滾子及套筒均采納間隙協(xié)作。

參數(shù)：P一節(jié)距，b1一內鏈板間距，C一板厚，5—滾子直徑，d2

一銷軸直徑，Pt一排距

2、滾子鏈的標準

3、滾子鏈鏈輪

結構：1）整體式2）孔板式3）組合式

材料：

主要要求：1）足夠的強度；2）足夠的耐磨性；3）耐沖擊。

常用材料：一般碳素結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼、合金鋼。

三、鏈傳動的運動特性

v=v=z'Pn'=Z-Pn2

(m/s)

m60x100060x1000

平均傳動比int=i=-=-const

結論：鏈節(jié)在運動中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度變更。造成

鏈運動速度的不勻稱，不恒定作有規(guī)律的周期性波動。

瞬時傳動比

,W.d,cosy”

i,=-L=--------wconstan4

W2&cos/3

四、滾子鏈傳動的設計計算

1、鏈傳動的主要失效形式

2、滾子鏈的好用功率曲線

3、鏈傳動的設計計算

1、已知：P,載荷性質，工作條件，Q,n2n求Zi、Z2=>P,

列數(shù)，a,潤滑方式等。

五鏈傳動的布置、張緊及潤滑

1、鏈傳動的布置

2、鏈傳動的張緊

其目的不取決于工作實力，而會由垂度大小確定

方法：①移動輪系，以增大中心距a,如a不能調時；②也可用

張緊輪——留意張緊輪應在靠近主動輪的從動邊上。不帶齒者可用夾

布膠木制成。寬度比鏈輪約寬5mm,且直徑應盡量及小輪直徑相近。

3、鏈傳動的潤滑

潤滑有利于緩沖、減小摩擦、降低磨損，潤滑良好否對承載實力

及壽命大有影響。

I——人工定期；n——滴油潤滑；皿——油浴或飛濺潤滑；iv

壓力噴油潤滑

小結:

1.傳動鏈的結構及標準

2.鏈傳動的運動特性

3.滾子鏈傳動的設計計算

4.鏈傳動的布置、張緊及潤滑

思索題：

1、鏈傳動和帶傳動相比有哪些優(yōu)缺點？

2、影響鏈傳動速度不勻稱性的主要參數(shù)是什么？為什么?

3、鏈傳動的主要失效形式有哪些？

第十五講齒輪（一）

教學目標

（一）實力目標

1.會選擇齒輪的類型

2.能依據(jù)齒輪的參數(shù)計算其幾何尺寸

（二）學問目標

1.了解齒輪傳動的類型、特點及應用

2.理解漸開線的形成及特性

3.駕馭漸開線齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸的計算

教學內容

1.齒輪機構的特點及類型

2.漸開線齒輪的齒廓及傳動比

3.漸開線標準直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸的計算

教學的重點及難點

重點：漸開線齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸的計算。

難點：漸開線的形成及特性。

教學方法及手段

采納多媒體教學（加動畫演示），結合教具，提高學生的學習愛好。

一、齒輪傳動的特點及基本類型

1、齒輪傳動的特點

2、齒輪傳動的類型

齒輪傳動的類型許多，依據(jù)齒輪軸線間相互位置、齒向和嚙合狀

況，齒輪傳動可分為如下圖。

r內噴合

-直齒圓柱齒輪傳動-外嚙合

-火輪齒條

「平面齒輪傳動

-內嚙合

齒-斜齒圓柱齒輪傳動-外噥合

輪-齒輪齒條

傳L人字齒齒輪運動

動

「M

r傳遞相交運動-斜齒

L曲線齒

-空間齒輪傳動

「交錯軸斜齒輪傳動

L傳遞交錯軸運動-蝸桿渦輪

-準雙曲面齒輪

齒輪傳動最基本的要求是傳動平穩(wěn)、傳動比保持恒定不變，同時

要使傳動負載實力大，重量輕，結構尺寸合理。

二、漸開線齒輪的齒廓及傳動比

1、漸開線的形成

發(fā)生線

一漸開線

漸開線

<.

2、漸開線的性質

3、漸開線方程

4、漸開線齒廓的嚙合特點

32袍2(O

1(b)

1、四線合一

嚙合線、公法線、兩基圓的內公切線、正壓力的作用線——四線

合一。

2、漸開線齒廓嚙合具有可分性。

'12=_02c=處=常數(shù)

物0風C\Crhl

3、漸開線齒廓嚙合的嚙合角不變

4、齒面的滑動

三、漸開線標準直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸的計算

1、齒輪各部分的名稱和符號

o

齒頂圓：連接各輪齒齒頂?shù)膱A，其直徑用口表示。

齒槽：相鄰兩齒之間的空間。

齒根圓：過齒槽底部連成的圓，其直徑用，表示。

齒厚：隨意直徑dk的圓周上，輪齒兩側齒廓之間的弧長，用Sk

表示；

齒槽寬：齒槽兩側齒廓之間的弧長，用4表示；

齒距：相鄰兩齒同側齒廓之間的弧長，用隊表示。

明顯，Pk=sk+eko

在直徑為或的圓周長為「修，同時又等于以4,即

向k=PkZ或dk=Rkz

71

m=—P

71

2、標準直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸的計算

齒頂高%二碗

齒根高hf=ha+c=h^m+cm=(。；+c)m

全齒高h=%+hf=(2/z*+c)m

式中從一一齒頂高系數(shù)。正常齒，瓦=1；短齒，％="；

一頂隙系數(shù)。正常齒，c*=0.25；短齒c*=0.3。

小結：

1、齒輪傳動的類型、特點及應用。

2、漸開線的形成及特性。

3、漸開線齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸的計算。

作業(yè)及思索：

1、漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有哪幾個？哪些是有標準的,

其標準值為多少？為什么這些參數(shù)為基本參數(shù)？

2、一個漸開線齒輪隨意圓上的模數(shù)是否都一樣？通常我們說齒輪

的模數(shù)指的是什么？

3、齒距、法向齒距和基圓齒距是怎樣定義的？它們之間有什么關

系？

4、漸開線的形態(tài)取決于什么？若兩個漸開線齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分

別相等，但壓力角不同，它們齒廓漸開線形態(tài)是否相同？

5、試精確敘述分度圓和標準齒輪的定義。

第十六講齒輪（二）

教學目標

（一）實力目標

1.能推斷一對齒輪是否正確嚙合及傳動是否連續(xù)

2.熟識漸開線齒輪的切齒方法

（二）學問目標

1.理解直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件及連續(xù)傳動條件

2.駕馭直齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)

教學內容

1.漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

2.漸開線標準齒輪的切齒原理

3.漸開線齒廓的根切及標準外嚙合齒輪的最小齒數(shù)

4.變位齒輪傳動

教學的重點及難點

重點：直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件及連續(xù)傳動條件。

難點：實際嚙合線段、理論嚙合線段的繪制。

教學方法及手段

采納多媒體教學（加動畫演示），講授時聯(lián)系實際。

一、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

1、漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件

1）兩齒輪的模數(shù)必需相等

2）兩齒輪分度圓上的壓力角必需相等

即，

依據(jù)正確嚙合條件，傳動比可改寫成

,__^2_<2cosa_G_mz2/2_z2

a）2rblcosarrmzt/2zr

2、漸開線齒輪傳動的重合度

重合度：馬易及外的比值，用。表示

故連續(xù)傳動條件為

2=/Pb?l

3、漸開線齒輪的無側隙嚙合

1、外嚙合傳動

1)標準背裝

S；=電=1=《(能實現(xiàn)無側隙嚙合)

af=a

標準中心距：a=/'+0=八+.="'z；z?)

頂隙C=%-%=(〃:+C)〃L〃；/?2=C*〃7—?1標準值

阻=卷=1=也=2=包=常數(shù)

卬24r1A4Z,

2)非標準安裝

2、齒輪齒條嚙合

二、漸開線齒輪的加工方法

齒輪的切齒方法就其原理來說可概括為仿形法和展成法兩種。

1、仿形法

2、展成法

(1)齒輪插刀是一個齒廓為刀刃的外齒輪；

(2)齒條插刀是一個齒廓為刀刃的齒條

(3)齒輪滾刀像梯形螺紋的螺桿，軸向剖面齒廓為精確的直線齒

廓，滾刀轉動時相當于齒條在移動?？梢詫崿F(xiàn)連續(xù)加工，生產(chǎn)率高。

三、漸開線齒廓的根切及標準外嚙合齒輪的最小齒數(shù)

1、根切現(xiàn)象

2、最小齒數(shù)

四、變位齒輪傳動

1、變位齒輪

變位齒輪：在不變更被切齒輪齒數(shù)的狀況下，變更刀具及輪呸

的相對位置而達到不產(chǎn)生根切時切制的齒輪。

2、最小變位系數(shù)

當a=20°,ha=l時，xmin=(17-z)/17

X一變位系數(shù)，x>0正變位；x<0負變位；x=0零變位。

3、變位齒輪的幾何尺寸和傳動的類型

1、變位齒輪的幾何尺寸

變位齒輪的幾何尺寸計算見表107。

2、變位齒輪傳動的類型

(1)零傳動

若一對齒輪的變位系數(shù)之和為零(Xi+X2=0),稱零傳動。

(2)正傳動

若一對齒輪的變位系數(shù)之和大于零(X]+X2>0),稱正傳動。

Zi+z2V2Zmin

適用于實際中心距大于標準中心距的狀況，即a，>ao

(3)負傳動

若一對齒輪的變位系數(shù)之和小于零(X]+X2<0=,稱負傳動。

Zi+Z2>2zmjn

第十七講齒輪(四)

教學目標

（一）實力目標

1.能依據(jù)工作條件推斷齒輪傳動的失效形式及建立設計準則，并

進行設計計算

2.會選擇合適的齒輪材料

（二）學問目標

L熟識齒輪傳動的失效形式及建立設計準則

2.駕馭齒輪傳動的受力分析及強度計算

教學內容

1.齒輪傳動的失效形式及計算準則

2.齒輪材料及熱處理

3.直齒圓柱齒輪傳動的強度計算

4.漸開線標準斜齒圓柱齒輪傳動

教學的重點及難點

重點：齒輪傳動的強度計算。

難點：齒輪傳動的受力分析。

教學方法及手段

采納多媒體教學，結合實際，提高學生的學習愛好。

一、齒輪傳動的失效形式和設計準則

齒輪傳動：開式傳動、閉式傳動、半開式傳動

1、齒輪傳動的失效形式

1、輪齒折斷

1）疲憊折斷輪齒是受一脈沖交變應力，在輪齒根部的過渡圓角

處發(fā)生疲憊裂紋而發(fā)生折斷。

2）過載折斷短時過載或猛烈沖擊。

2、疲憊點蝕

3、膠合

避開措施：采納有添加劑的抗膠合潤滑油；提高齒面硬度和降低

粗糙度；

4、齒面磨粒磨損

5、齒面塑性變形

2、計算準則

1.開式齒輪傳動

主要失效形式齒面磨損，當磨損量過大，產(chǎn)生輪齒折斷。

設計準則：按齒根彎曲強度計算。

2.軟齒面閉式齒輪傳動

主要實效形式是齒面點蝕，點蝕又及齒面接觸強度有關。

設計準則：按齒面接觸強度計算，并驗算齒根彎曲強度。

3.硬齒面閉式齒輪或鑄鐵齒輪傳動

主要失效形式是輪齒折斷。

設計準則：按齒根彎曲強度計算，并驗算齒面接觸強度。

二、齒輪的常用材料及許用應力

1、齒輪材料的基本要求

材料要求：齒面硬，齒芯韌、良好的加工工藝性及熱處理性能。

2、齒輪的常用材料及熱處理

1、鍛鋼

是制造齒輪的主要材料，一般采納含碳量為0.1%—0.6%的碳素

鋼或合金鋼。按輪齒表面硬度要求又可分為：HBSW350和

HBS>350兩類。

2、鑄鋼

通常用于尺寸較大（一般d>400?600mm）、輪坯不宜鍛出的齒輪。

3、鑄鐵

一般用于尺寸較大而低速的齒輪，并多采納優(yōu)質鑄鐵（如灰鐵

HT300、球鐵QT450—5等）鑄造。

4、非金屬材料

常用的熱處理工藝有：調質、正火（軟齒面）；表面淬火、滲碳淬

火、滲氮（硬齒面）

3、許用應力

許用接觸力6】H按下式計算

許用彎曲應力口1可按下式計算

三、漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算

1、輪齒的受力分析

法向壓力：齒輪嚙合傳動時，若忽視輪齒間的摩擦，則輪齒間存

在著沿著法線方向的作用力，稱為法向壓力，用Fn表示，又稱名義

載荷。

2、計算載荷

3、齒根彎曲疲憊強度計算

輪齒的彎曲強度校核公式為

ba{m

將齒寬系數(shù)代入上式，得彎曲強度的設計公式為

(mm)

4、齒面接觸疲憊強度計算

四、平行軸斜齒圓柱齒輪傳動

1、齒廓曲面的形成及嚙合特點

2、斜齒圓柱齒輪傳動幾何尺寸的計算

3、斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件和重合度

4、當量齒數(shù)

3

zv=z/COSp

5、斜齒圓柱齒輪的強度計算

1、輪齒的受力分析

力的大小：

力的方向：

第十八講（齒輪五）

教學目標

（一）實力目標

能進行齒輪傳動設計計算

（二）學問目標

L熟識齒輪參數(shù)的確定

2.駕馭齒輪強度計算

教學內容

1.齒輪的設計計算2.錐齒輪教學的重點及難點

重點：齒輪設計計算。

難點：齒輪傳動的