機械設計基礎(chǔ)（第2版） 課件匯 林偉 ch6-13 齒輪傳動 -工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)與安裝

單元六齒輪傳動“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材機械設計基礎(chǔ)（第2版）“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材01互換性概念PARTONE6.1齒輪傳動的特點和分類1、齒輪傳動。齒輪是一個有齒的機械元件,齒輪傳動是利用一對齒輪的輪齒依次交替嚙合,實現(xiàn)機器中兩軸線間運動和動力的傳遞，以及運動形式和速度的改變。一、齒輪傳動的特點6.1齒輪傳動的特點和分類2、應用特點。齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的一種機械傳動之一，其具有如下優(yōu)點：（1）兩輪瞬時傳動比恒定不變，運動傳遞準確可靠；（2）適用的圓周速度范圍和功率范圍較大;（3）傳動效率較高，一般為0.94~0.99；（4）使用壽命長,結(jié)構(gòu)緊湊,維護簡單；（5）能實現(xiàn)平行相交交錯軸間的傳動。一、齒輪傳動的特點6.1齒輪傳動的特點和分類1、齒輪傳動是用來傳遞機器中兩軸線間的運動，根據(jù)兩線間的相對位置和輪向,齒輪傳動的主要類型和分類分別如圖6-2和圖6-3所示。二、齒輪傳動的分類2、應用特點。與其他傳動相比，齒輪傳動有如下缺點：（1）齒輪制造和安裝精度要求較高，成本較高；（2）不適用于軸間距離較大的傳動。一、齒輪傳動的特點6.1齒輪傳動的特點和分類二、齒輪傳動的分類2、根據(jù)工作條件不同,齒輪傳動可分為“開式齒輪傳動”和“閉式齒輪傳動”。3、根據(jù)齒輪廓曲線不同輪傳動可分為“漸開線輪傳動”、“擺線輪傳動”和“圓弧輪傳動”。6.1齒輪傳動的特點和分類三、齒輪傳動的基本要求從傳遞運動和動力兩方面考慮,齒輪傳動應滿足下列兩個基本要求。傳動準確平穩(wěn)承載能力強02漸開線齒廓PARTtwo6.2漸開線齒廓一、漸開線的形成及性質(zhì)漸開線齒輪的可用齒廓就是由同一基圓形成的兩條反向漸開線的某段組成的,如圖6-5所示。6.2漸開線齒廓一、漸開線的形成及性質(zhì)根據(jù)漸開線的形成，可知其具有如下性質(zhì)：1、發(fā)生線在基圓上滾過的長度,等于基圓上被滾過的弧長；2、漸開線上任一點的法線必與基圓相切,線段NK既是基圓的切線,同時也是漸開線在K點的法線和曲率半徑；3、漸開線上各點的壓力角不同,離基圓越遠，壓力角越大；4、漸開線的形狀取決于基圓的大小，基半徑越大,漸開線越平直。當基圓趨于無窮大時,漸開線就成為直線,這就是漸開線齒輪的齒廓；5、基圓內(nèi)無漸開線。6.2漸開線齒廓二、漸開線齒廓的嚙合特性1、四線合一性。對漸開線齒廓的齒輪傳動來說,嚙合線、過嚙合點的公法線、基圓的內(nèi)公切線和正壓力作用線四線合一。2、能保證瞬時傳動比恒定。漸開線齒輪的傳動比等于主從動輪基圓半徑之反比。由于基圓半徑ri和re是定值故漸開線齒輪的傳動比能保持恒定不變。6.2漸開線齒廓二、漸開線齒廓的嚙合特性3、中心距可分性。由于漸開線齒輪的傳動比只與基圓半徑有關(guān),而與中心距無關(guān),因此在安裝時若中心距略有變化也不會改變傳動比的大小,此特性稱為中心距可分性。4、嚙合角不變。嚙合線與兩節(jié)圓公切線所夾的銳角稱為嚙合角，它就是漸開線在節(jié)圓上的壓力角。顯然齒輪傳動時嚙合角不變,力作用線方向不變，因而傳動比較平穩(wěn)。03直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸PARTthree6.3直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸一、齒輪各部分名稱及代號圖6-7所示為漸開線直齒圓柱齒輪的一部分，各部分名稱及代號如下。6.3直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸二、直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)1、齒數(shù)z。齒輪圓周上的輪齒總數(shù)。2、模數(shù)m。齒輪的分度圓直徑d齒數(shù)z和輪齒的距之間的關(guān)系為。6.3直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸二、直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)4、齒頂高、齒根高和齒高。介于分度圓與齒頂圓之間的部分稱為齒頂,其徑向距離稱為齒頂高。介于分度圓與齒根圓之間的部分稱為齒根,其徑向距離稱為齒根高。齒頂圓與齒根圓間的徑向距離稱為齒高。5、齒寬。輪齒的軸向?qū)挾扔胋表示。6.3直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸三、標準直齒圓柱齒輪的主要幾何尺寸漸開線標準直齒圓柱齒輪外輪的主要幾何尺寸的計算公式見表6-2。四、公法線長度和分度圓弦齒厚齒輪在加工和檢驗中,常用測量公法線長度或分度圓弦齒厚來保證齒輪的精度。1、公法線長度。如圖6-9所示,卡尺在齒輪上跨若于齒數(shù)K所測得廓間的法向距離稱為公法線長度，用Wk表示。6.3直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸四、公法線長度和分度圓弦齒厚2、分度圓弦齒厚和分度圓弦齒高。如圖6-10所示,分度圓弦厚就是齒輪分度圓齒厚對應的弦長AB,記作S。弦齒厚AB的中點到齒頂圓的徑向距離稱為分度圓弦齒高，記作h,其值可查閱《機械設計手冊》。04表面結(jié)構(gòu)PARTfore6.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動圖6-12所示為漸開線直圓柱齒輪的合過程。一、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合過程6.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動一對齒輪連續(xù)順利地傳動，需要各對輪齒依次正確嚙合且互不干涉。如圖6-13所示。二、漸開線直齒圓柱齒輪正確曬合的條件由圖6-12可知，要使齒輪能連續(xù)傳動，至少要求一對輪齒在B1點退出合時，后一對輪齒已在B點進入嚙合,傳動便能連續(xù)進行,這時實際合線B2B1不小于齒輪的法向齒距KB2。因此,漸開線齒輪的連續(xù)傳動條件是：。三、漸開線直齒圓柱齒輪連續(xù)傳動的條件05漸開線直齒圓柱齒輪的切齒干涉和變位齒輪簡介PARTfive6.5漸開線直齒圓柱齒輪的切齒干涉和變位齒輪簡介齒輪輪齒的加工方法很多,如精密鑄造、模鍛、熱軋、冷沖和切削加工等,生產(chǎn)中常用的是切削法，切削加工就齒形形成的原理又可分為仿形法和展成法兩類。一、漸開線直齒柱齒輪的加工方法及原理6.5漸開線直齒圓柱齒輪的切齒干涉和變位齒輪簡介如圖6-16所示,這種現(xiàn)象稱為切齒干涉，又稱根切。根據(jù)理論推導和實踐證明,切齒干涉與被加工齒輪的齒數(shù)有著密切的關(guān)系,齒數(shù)越少，切齒干涉現(xiàn)象越嚴重。二、漸開線直齒圓柱齒輪的切齒干涉和最少齒數(shù)6.5漸開線直齒圓柱齒輪的切齒干涉和變位齒輪簡介變位齒輪是通過不改變齒輪的基本參數(shù)和切削運動，僅改變刀具與輪坯軸線間的相對距離進行加工得到的,如圖6-17所示。三、變位齒輪06齒輪失效形式與齒輪材料PARTsix6.6齒輪失效形式與齒輪材料一、齒輪的常見失效形式圖6-18所示為輪齒常見的失效形式。6.6齒輪失效形式與齒輪材料二、輪傳動的設計準則齒輪的失效形式很多,在一定條件下,必有一種為主要失效形式。在進行齒輪傳動的設計計算時,應分析具體的工作條件,判斷可能發(fā)生的主要失效形式,以確定相應的設計準則。三、齒輪材料及熱處理通過齒輪傳動的失效分析可知，選用齒輪材料及熱處理工藝時，應使輪齒表面硬度高而心部韌性好。這些要求可通過選擇合適的材料和熱處理方法達到。齒輪常用材料是鍛鋼，其次是鑄鋼、鑄鐵及非金屬材料。6.6齒輪失效形式與齒輪材料四、齒輪的許用應力1、許用接觸疲勞應力。2、許用彎曲疲勞應力。07標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算PARTseven6.7標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算一、受力分析為了計算齒輪、軸和軸承等零件的承載能力,需要對齒輪傳動進行受力分析。圖6-21所示為一對標準直齒圓柱齒輪正確安裝時輪齒受力分析。6.7標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算二、面接觸疲勞強度的簡化計算。1、齒面接觸疲勞強度的校核公式。2，齒面接觸疲勞強度的設計公式。6.7標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算三、齒根彎曲疲勞強度的簡化計算。1、齒根彎曲疲勞強度校核公式。2、彎曲疲勞強度的設計公式。6.7標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算四、齒輪傳動主要參數(shù)的選擇6.7標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算五、圓柱齒輪的精度等級選擇1、齒數(shù)z和模數(shù)m。通常在滿足輪齒彎曲疲勞強度的前提下,宜采用較多的齒數(shù)、較小的模數(shù)，這樣可以增大齒輪傳動的重合度,提高傳動的平穩(wěn)性。2、齒數(shù)比u。齒數(shù)比u為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，即。3、齒寬因數(shù)。增大齒寬因數(shù),可以減小傳動裝置的尺寸和質(zhì)量。但是齒寬因數(shù)過大，將會出現(xiàn)載荷沿齒向分布嚴重不均勻的現(xiàn)象，使齒輪承載能力下降。6.7標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算六、圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設計與工作圖齒輪的結(jié)構(gòu)形式一般根據(jù)齒頂圓直徑選定；結(jié)構(gòu)尺寸一般根據(jù)強度及工藝要求,由經(jīng)驗公式確定。圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式及尺寸見表6-7。圓柱齒輪工作圖示例見圖6-23。08斜齒圓柱齒輪傳動PARTeight6.8斜齒圓柱齒輪傳動一、斜齒圓柱齒輪傳動的特點1、斜齒圓柱齒輪的形成。6.8斜齒圓柱齒輪傳動一、斜齒圓柱齒輪傳動的特點2、斜齒圓柱齒輪傳動的特點。6.8斜齒圓柱齒輪傳動二、斜齒圓柱齒輪傳動1、斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸。圖6-27所示為斜齒圓柱輪沿分度圓柱面展開后的圖形。圖6-28所示為斜齒圓柱齒輪旋向。6.8斜齒圓柱齒輪傳動二、斜齒圓柱齒輪傳動2、斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件。斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等；兩齒輪在分度圓上的螺旋角的絕對值相等,外嚙合時旋向相反，內(nèi)嚙合時旋向相同。3、斜齒圓柱齒輪的當量齒輪。用仿形法切制斜齒輪輪齒時,刀具需根據(jù)斜齒輪的法面齒形選擇;斜齒輪輪齒的彎曲強度也與法面齒形有關(guān)。6.8斜齒圓柱齒輪傳動三、斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算1、受力分析圖。6-29所示為斜齒圓柱齒輪傳動主動輪上的受力分析。6.8斜齒圓柱齒輪傳動三、斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算2、斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算。(1)齒面接觸疲勞強度計算。校核公式為：。設計公式為：。(2)齒根彎曲疲勞強度計算。校核公式為：。設計公式為：。09直齒圓錐齒輪PARTnine6.9直齒圓錐齒輪一、圓錐齒輪傳動概述圓錐齒輪傳動用于傳遞兩相交軸之間的運動和動力，一對圓錐輪兩軸之間的交角可由傳動需要而決定，一般機械中常采用交角90度。6.9直齒圓錐齒輪二、直齒圓錐齒輪傳動的主要參數(shù)、幾何尺寸圓錐齒輪傳動相當于錐頂重合的一對圓錐作純滾動。作純滾動的圓錐稱為節(jié)圓錐。標準圓錐齒輪正確安裝時,節(jié)圓錐與分度圓錐重合,其母線長度R稱為錐距,如圖6-32所示。6.9直齒圓錐齒輪二、直齒圓錐齒輪傳動的主要參數(shù)、幾何尺寸主要參數(shù)。6.9直齒圓錐齒輪三、當量齒輪與當量齒數(shù)與圓錐齒輪大端背錐上齒形十分相近的標準圓柱齒輪稱為圓錐齒輪的當量齒輪,圓錐齒輪大端的模數(shù)、壓力角為其標準值,其齒數(shù)即為圓錐齒輪的當量齒數(shù)，用表示Zv。四、強度計算直齒圓錐齒輪的失效形式及強度計算的依據(jù)與直齒圓柱齒輪基本相同,可近似地按齒寬中點處的一對當量直齒圓柱齒輪傳動來考慮。10蝸桿傳動PARTten6.10蝸桿傳動蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成,用于傳遞空間交錯軸間的運動和動力。一、蝸桿傳動的類型及特點6.10蝸桿傳動1、模數(shù)m和壓力角a。2、蝸桿分度圓直徑d和蝸桿導程角y。3、蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2和傳動比i。4、蝸桿傳動幾何尺寸計算。二、蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸6.10蝸桿傳動蝸桿一般與軸制成一體，稱為桿軸，如圖6-37所示。三、蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)6.10蝸桿傳動1、蝸桿傳動的失效形式及設計準則。蝸桿傳動的失效主要是輪齒失效，而且由于蝸輪材料的強度往往較蝸桿材料強度低,所以失效大多發(fā)生在蝸輪輪齒上。2、蝸桿傳動的材料。根據(jù)蝸桿傳動的失效形式,對蝸桿傳動副材料組合的要求是:有良好的減摩性,導熱性和抗膠合性，有足夠的強度。四、蝸桿傳動的失效形式及所用材料6.10蝸桿傳動1、受力分析。五、蝸桿傳動的強度計算6.10蝸桿傳動2、強度計算。蝸桿傳動中，由于材料和結(jié)構(gòu)方面的因素，蝸桿螺旋部分的強度總是比蝸輪輪的強度要高，所以只需進行蝸輪輪齒的強度計算。蝸桿的強度可按軸的強度計算方法進行計算。五、蝸桿傳動的強度計算11輪系PARTeleven6.11輪系由一系列輪(包括蝸桿蝸輪)組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系。一、輪系概念6.11輪系輪系中,首末兩齒輪的轉(zhuǎn)速之比,稱為該輪系的傳動比。在計算輪系傳動比時,除應確定其數(shù)值大小外,還應考慮兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。二、定軸輪系傳動比計算圖6-45所示為一周轉(zhuǎn)輪系。三、周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算謝謝觀看單元七帶傳動和鏈傳動“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材機械設計基礎(chǔ)（第2版）“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材01帶傳動概述PARTONE7.1帶傳動概述1、帶傳動的組成。帶傳動通常是由主動輪1、從動輪2和張緊在兩輪上的環(huán)形帶3所組成,如圖7-1所示。一、帶傳動的組成、類型7.1帶傳動概述2、帶傳動的類型。(1)按傳動帶的截面形狀分為：平帶、V帶、多楔帶、圓帶、同步帶。(2)按傳動原理分為：摩擦帶傳動、嚙合帶傳動。(3)按用途分為：傳動帶、輸送帶。一、帶傳動的組成、類型帶滑動時不能保證固定不變的傳動比,其傳動的外廓尺寸較大；帶的壽命較短，傳動效率較低，需要張緊裝置。通常,帶傳動用于中小功率電動機與工作機械之間的動力傳遞。二、帶傳動的特點和應用7.1帶傳動概述V帶又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、汽車V帶等多種類型,其中普通V帶應用最廣。三、V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)02帶傳動的工作能力分析PARTtwo7.2帶傳動的工作能力分析一、帶傳動的受力分析為了保證帶傳動能正常工作,傳動帶必須以一定的初拉力張緊在帶輪上。7.2帶傳動的工作能力分析二、帶傳動的應力分析傳動時,帶中應力由三部分組成：緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應力、離心力產(chǎn)生的離心應力、彎曲應力。7.2帶傳動的工作能力分析三、帶傳動的彈性滑動和傳動比傳動帶是彈性體,受到拉力后會產(chǎn)生彈性伸長，伸長量隨拉力大小的變化而變化。如圖7-10所示,03普通V帶傳動的設計計算PARTthree7.3普通V帶傳動的設計計算一、帶傳動的失效形式和設計準則由帶傳動的工作情況分析可知,帶傳動的主要失效形式有帶與帶輪之間的磨損、打滑和帶的疲勞破壞(如脫層、撕裂或拉斷)等。因此，帶傳動的設計準則是:在傳遞規(guī)定功率時不打滑，同時具有足夠的疲勞強度和一定的使用壽命。二、單根普通V帶傳遞的許用功率為了保證帶傳動不出現(xiàn)打滑,利用有效拉力與緊邊拉力的關(guān)系,并以/代替,可得單根普通乙?guī)鬟f功率的公式:7.3普通V帶傳動的設計計算三、普通V帶傳動的設計步驟和方法確定計算功率Pc選擇V帶的型號確定V帶輪的基準直徑和驗算帶速中心距、帶長和包角初拉力帶傳動作用在兩輪軸上的壓力Fq帶輪結(jié)構(gòu)設計設計結(jié)果7.3普通V帶傳動的設計計算四、帶傳動的張緊、安裝與維護1、帶傳動的張緊。帶傳動不僅安裝時必須把帶張緊在帶輪上,而且當帶工作一段時間之后，因塑性變形而松馳時,使初拉力減小,傳動能力下降，這時必須要重新張緊。帶傳動常用的張緊方法分為調(diào)節(jié)中心距方式與張緊輪方式兩類。2，帶傳動的安裝與維護。（1）帶傳動的安裝。（2）帶傳動的維護。04鏈傳動概述PARTfore7.4鏈傳動概述一、鏈傳動的特點和應用鏈傳動是一種具有中間撓性件(鏈條)的嚙合傳動，它同時具有剛、柔的特點，是一種應用十分廣泛的機械傳動形式。與帶傳動相比,鏈傳動沒有彈性滑動和打滑,能保持準確的平均傳動比；需要的張緊力小,作用在軸上的壓力也小,可減少軸承的魔擦損失,結(jié)構(gòu)緊湊,能在溫度較高、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。7.4鏈傳動概述一、鏈傳動的特點和應用目前，鏈傳動廣泛應用于礦山機械、農(nóng)業(yè)機械、石油機械、機床及摩托車中。按用途的不同,鏈條可分為傳動鏈、起重鏈和曳引鏈。用于傳遞動力的傳動鏈又有齒形鏈(見圖7-14)和滾子鏈(見圖7-15)兩種。7.4鏈傳動概述二、滾子鏈的結(jié)構(gòu)標準及鏈輪1、滾子鏈的結(jié)構(gòu)及規(guī)格。滾子鏈是由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子所組成,如圖7-15所示也稱為套筒滾子鏈。滾子鏈可制成單排鏈(見圖7-15)和多排鏈，如雙排鏈(見圖7-16)或三排鏈等。7.4鏈傳動概述二、滾子鏈的結(jié)構(gòu)標準及鏈輪2.鏈輪鏈輪齒形應易于加工,不易脫鏈，能保證鏈條平穩(wěn)、順利地進入和退出合，并使鏈條受力均勻。05鏈傳動的運動分析、受力分析、布置及潤滑PARTfive7.5鏈傳動的運動分析、受力分析、布置及潤滑鏈條進入鏈輪后形成折線,因此鏈傳動相當于一對多邊形輪之間的傳動(見圖7-21)。一、鏈傳動的運動分析7.5鏈傳動的運動分析、受力分析、布置及潤滑安裝鏈傳動時，只需不大的張緊力,主要是使鏈的松邊的垂度不致過大，否則會產(chǎn)生顯著振動、跳齒和脫鏈。若不考慮傳動中的動載荷,作用在鏈上的力有：周力(即有效拉力)F、離心拉力Fc和懸垂拉力Fy。二、鏈傳動的受力分析1、鏈傳動的布置：對傳動的工作狀況和使用壽命有很大影響。2、鏈傳動的張緊：鏈傳動需適當張緊，以免垂度過大而引起嚙合不良。3、鏈傳動的潤滑：合宜的潤滑能顯著降低鏈條餃鏈的磨損，延長使用壽命。三、鏈傳動的布置、張緊和潤滑謝謝觀看單元八軸承“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材機械設計基礎(chǔ)（第2版）“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材01軸承的功能和類型PARTONE8.1軸承的功能和類型1、軸承的功用。軸承是機器中主要用來支撐軸和軸上回轉(zhuǎn)零件的部件。軸承能減少軸頸(軸與軸承配合部位稱為軸頸)與支撐間的摩擦和磨損，用來保證軸正常工作時所需的回轉(zhuǎn)精度一、帶傳動的組成、類型2、軸承的類型。根據(jù)工作時軸承中的摩擦性質(zhì),可把軸承分為滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承)和滾動摩擦軸承(簡稱滾動軸承)兩大類。滑動軸承按其摩擦狀態(tài)，分為液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承。02滾動軸承的組成、類型及特點PARTtwo8.2滾動軸承的組成、類型及特點1、滾動軸承的組成如圖8-1所示，滾動軸承通常由外1內(nèi)圈2滾動體3和保持架4組成。滾動體有多種形式，以適合不同類型滾動軸承的結(jié)構(gòu)要求。常見的滾動體形狀有球形圓柱形、圓錐形、鼓形、滾針形等多種,如圖8-2所示。8.2滾動軸承的組成、類型及特點2、滾動軸承的類型及特點(1)按滾動體形狀分類：球軸承、滾子軸承。(2)按承受載荷的方向(或軸承接觸角)分類：向心軸承、推力軸承、推力角接觸軸承。03滾動軸承的代號PARTthree8.3滾動軸承的代號一、前置、后置代號前置、后置代號是軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求等有改變時,在基本代號前、后添加的補充代號，其排列見表8-2。8.3滾動軸承的代號二、基本代號1、類型代號。類型代號用數(shù)字或字母表示，見表8-1。2、尺寸系列代號。尺寸系列代號包括直徑系列代號、寬度系列代號和高度系列代號。3、內(nèi)徑代號。內(nèi)徑代號表示軸承內(nèi)徑尺寸的大小,常用內(nèi)徑代號見表8-6。04滾動軸承的選擇和計算PARTfore8.4滾動軸承的選擇和計算一、滾動軸承的類型選擇各類滾動軸承有不同的特性，因此選擇滾動軸承類型時，必須根據(jù)軸承實際工作情況合理選擇，一般應考慮如下因素。1、載荷的大小、方向和性質(zhì)；2、軸承轉(zhuǎn)速；3、自動調(diào)心性能要求；4、軸承安裝尺寸要求；5、經(jīng)濟性；6、特殊要求。8.4滾動軸承的選擇和計算二、滾動軸承的失效形式1、疲勞點蝕。當接觸應力超過極限值時，表層下產(chǎn)生疲勞裂紋,并逐漸擴展到表面,從而使內(nèi)、外圈滾道及滾動體表面形成疲勞點蝕，使?jié)L動軸承喪失旋轉(zhuǎn)精度,產(chǎn)生噪聲、沖擊和振動。2、塑性變形。當滾動軸承轉(zhuǎn)速很低或僅做擺動時,過大的靜載荷或沖擊載荷會使軸承滾道和滾動體接觸處產(chǎn)生較大的局部應力超過材料的屈服極限時，將產(chǎn)生較大的塑性變形,若變形量超過一定范圍,軸承將不能正常工作。8.4滾動軸承的選擇和計算三、滾動軸承的壽命計算1、滾動軸承的設計準則。對于一般運轉(zhuǎn)的軸承，為防止勞點蝕發(fā)生，以疲勞強度計算為依據(jù),稱為軸承的壽命計算。對于不回轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速很低或間歌擺動的軸承，為防止塑性變形，以靜強度計算為依據(jù)稱為軸承的靜強度計算。2、壽命計算中的基本概念。（1）壽命；（2）基本額定壽命；（3）額定動載荷；（4）額定靜載荷；（5）當量動載荷。8.4滾動軸承的選擇和計算三、滾動軸承的壽命計算3、壽命計算考慮到機器振動和沖擊的影響,引入載荷因數(shù)(見表8-7)；考慮到工作溫度的影響,引人了溫度因數(shù)(見表8-8)。實用的壽命計算公式為：。8.4滾動軸承的選擇和計算三、滾動軸承的壽命計算4、當量動載荷的計算當量動載荷是一假想載荷,在該載荷作用下,軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相同。當量動載荷P的計算式為：。5、向心角接觸軸承實際軸向載荷的計算。(1)向心角接觸軸承的內(nèi)部軸向力；（2）向心角接觸軸承的實際軸向載荷。8.4滾動軸承的選擇和計算五、滾動軸承的靜強度計算靜強度計算的目的是防止軸承產(chǎn)生過大的塑性變形。對非低速轉(zhuǎn)動的軸承,若承受的載荷變化太大時，在按壽命計算并選擇軸承型號后，還應進行靜強度驗算額定靜載荷是軸承靜強度計算的依據(jù)。與當量動載荷相似,軸承在工作時，如果同時承受徑向載荷與軸向載荷,也應按當量靜載荷P。進行計算。05滾動軸承的組合設計PARTfive8.5滾動軸承的組合設計與軸上其他零件一樣,滾動軸承也必須軸向固定，尤其是受軸向力的滾動軸承,軸向固定更應可靠。其固定方式見表8-13和表8-14。1、單個滾動軸承內(nèi)、外圈的軸向固定軸系固定的目的是防止軸工作時發(fā)生軸向竄動,保證軸上零件有確定的工作位置。常用的固定方式有以下兩種：兩端單向固定；一端固定，一端游動支撐。2、軸系的固定8.5滾動軸承的組合設計滾動軸承的配合是指軸承內(nèi)圈與軸頸、軸承外圈與軸承座孔的配合。4、滾動軸承的配合滾動軸承組合結(jié)構(gòu)的調(diào)整包括軸承間隙的調(diào)整和軸系軸向位置的調(diào)整。3、滾動軸承組合結(jié)構(gòu)的調(diào)整8.5滾動軸承的組合設計為保證支撐部分的剛度,軸承座孔壁應有足夠的厚度，并設置加強肋以增強剛度。為保證支撐部分的同軸度，同一軸上兩端的軸承座孔必須保持同心。6、保證支撐部分的剛度和同軸度安裝和拆卸軸承的力應直接加在緊配合的套圈端面上,不能通過滾動體傳遞。5、滾動軸承的裝卸06滾動軸承的潤滑和密封PARTsix8.6滾動軸承的潤滑和密封1、滾動軸承的潤滑。軸承潤滑的主要目的是減小摩擦與磨損、緩蝕、吸振和散熱。一般采用脂潤滑或者油潤滑。潤滑脂黏性大、不易流失,便于密封和維護,且不需經(jīng)常添加；但轉(zhuǎn)速較高時,功率損失較大。2、滾動軸承的密封。密封的目的是為了防止外部的灰塵、水分及其他雜物進入軸承,并阻止軸承內(nèi)潤滑劑的流失。07滾動軸承簡介PARTseven8.7滾動軸承簡介一、向心滑動軸承1、結(jié)構(gòu)形式。這類軸承的結(jié)構(gòu)形式有整體式、剖分式、調(diào)心式和間隙可調(diào)式四種。8.7滾動軸承簡介一、向心滑動軸承2、軸瓦。軸瓦是軸承與軸頸直接接觸的零件，有整體式、剖分式和分塊式三種，如圖8-22所示。3、軸承襯。為了改善軸表面的摩擦性能,提高承載能力,對于重要軸承,常在軸瓦內(nèi)表面上澆鑄一層減磨材料,稱為軸承襯(簡稱軸襯)。8.7滾動軸承簡介二、推力滑動軸承推力滑動軸承又稱止推軸承,承受軸向載荷。推力滑動軸承的結(jié)構(gòu)如圖8-25所示。圖8-26為推力滑動軸承軸頸的幾種常見形式。8.7滾動軸承簡介三、軸承材料軸承材料是指與軸頸直接接觸的軸瓦或軸襯的材料。軸承材料應具有以下性能：1、足夠的強度,包括抗壓、抗沖擊抗疲勞等強度，以保證較大的承載能力。2、良好的減摩性耐磨性和磨合性,以提高軸承的效率及延長使用壽命。3、良好的導熱性、耐腐蝕性、工藝性以及價格低廉等。謝謝觀看單元九軸“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材機械設計基礎(chǔ)（第2版）“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材01軸概述PARTONE9.1軸概述1、按軸的承載情況進行分類：分為傳動軸、心軸、轉(zhuǎn)軸。2、按軸線幾何形狀的不同進行分類：分為直軸和曲軸。一、軸的分類軸工作時的應力都為重復性的交變應力，軸的失效形式多是疲勞破壞,因此軸的材料要求有一定的強度和韌性,且對應力集中的敏感性低。常用材料是碳素鋼、合金鋼和球墨鑄鐵。鋼軸毛還多為軋制圓鋼或鍛件。二、軸的材料02傳動軸的強度和剛度一一構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)問題PARTtwo9.2傳動軸的強度和剛度一一構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)問題一、扭轉(zhuǎn)的基本概念和轉(zhuǎn)矩T1、基本概念。傳動軸在傳遞轉(zhuǎn)矩T時，將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。在垂直于軸線平面(軸的橫截面)內(nèi)有內(nèi)力偶，即作用著扭矩。變形特點是：各橫截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。2、轉(zhuǎn)矩T的計算。對于傳動軸通常知道軸的轉(zhuǎn)速和傳遞的功率，在分析截面內(nèi)力時,往往要計算轉(zhuǎn)矩T,其計算公式為：。9.2傳動軸的強度和剛度一一構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)問題二、扭矩和扭矩圖1、傳動軸的扭矩。傳動軸在傳遞轉(zhuǎn)矩T時,橫截面上產(chǎn)生的內(nèi)力偶矩稱為扭矩，以M表示。2、扭矩圖。如右圖所示。9.2傳動軸的強度和剛度一一構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)問題三、傳動軸扭轉(zhuǎn)時截面上切應力與變形1、應力的分布規(guī)律。為了分析傳動軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的應力,如圖9-11所示,在圓軸的表面畫兩條圓周線和兩條與軸線平行的縱向線，然后在兩端施加轉(zhuǎn)矩T,使其產(chǎn)生微小變形。2、切應力的計算公式。由上面的分析可知,傳動軸扭轉(zhuǎn)后,在橫截面上半徑為p的A點處的切應力t的計算公式為：。9.2傳動軸的強度和剛度一一構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)問題四、傳動軸的強度和剛度校核1、強度校核。為了保證傳動軸在傳遞扭矩時不致因強度不足而破壞,軸內(nèi)的最大應力不得超過材料的許用切應力，即要求。2、剛度校核。軸扭轉(zhuǎn)時的剛度條件是最大單位扭轉(zhuǎn)角不超過許用扭轉(zhuǎn)角，即。9.2傳動軸的強度和剛度一一構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)問題五、軸最小直徑的估算轉(zhuǎn)軸在開始設計時,往往需先按傳遞的扭矩估算出受扭軸段的最小直徑,并以其作為基本參數(shù)，進行軸的結(jié)構(gòu)設計。03心軸的強度和剛度一一構(gòu)件的彎曲問題PARTthree9.3心軸的強度和剛度一一構(gòu)件的彎曲問題一、彎曲的基本概念1、彎曲變形。如圖9-13所示的機車車軸,在外力F的作用下,原來的直線變成曲線，這種變形稱為彎曲,如圖9-13b所示。9.3心軸的強度和剛度一一構(gòu)件的彎曲問題一、彎曲的基本概念2.軸支撐的簡化形式（1）筒支梁；（2）外伸梁；（3）懸臂梁。9.3心軸的強度和剛度一一構(gòu)件的彎曲問題一、彎曲的基本概念3、軸上載荷的簡化。作用在軸上的載荷一般可簡化為集中力F、集中力偶M和均布載荷q(單位為N/m)，如圖9-17所示。9.3心軸的強度和剛度一一構(gòu)件的彎曲問題二、彎曲時的內(nèi)力————剪力和彎矩1.彎曲時的內(nèi)力————剪力和彎矩。為了對心軸彎曲后的強度和剛度進行校核,需求出心軸在外力作用下,截面上的內(nèi)力。內(nèi)力的求法仍可用截面法。9.3心軸的強度和剛度一一構(gòu)件的彎曲問題二、彎曲時的內(nèi)力————剪力和彎矩2、彎矩圖。為了表達彎矩沿軸線的變化規(guī)律,通常以梁的左端為坐標原點,以梁的軸線為軸(取右向為正),縱坐標代表各截面上的彎矩而得到的圖形,稱為彎矩圖。三、彎曲正應力和彎曲強度校核純彎曲時圓截面軸上的正應力。如圖9-22(a)所示在圓軸的外表面上畫兩圓周線1-1和2-2,并在其間畫縱向線ab和cd。在軸的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)施一對大小相等、方向相反的力偶M,使梁發(fā)生純彎曲,如圖9-22(b)所示。9.3心軸的強度和剛度一一構(gòu)件的彎曲問題四、彎曲變形的剛度條件實際工作中的軸，除了要有足夠的強度外,還應有足夠的剛度。如剛度不足而引起過大的變形，也是不允許的。因此,還要研究軸在彎曲時的變形問題撓座轉(zhuǎn)角和剛度條件。三、彎曲正應力和彎曲強度校核純彎曲時圓截面軸上的正應力。如圖9-22(a)所示在圓軸的外表面上畫兩圓周線1-1和2-2,并在其間畫縱向線ab和cd。在軸的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)施一對大小相等、方向相反的力偶M,使梁發(fā)生純彎曲,如圖9-22(b)所示。04轉(zhuǎn)軸的強度一一構(gòu)件的彎扭組合問題PARTfore9.4轉(zhuǎn)軸的強度一一構(gòu)件的彎扭組合問題轉(zhuǎn)軸在機械傳動中應用十分廣泛。轉(zhuǎn)軸既承受扭矩又承受彎矩，是在彎扭組合變形狀態(tài)下工作的。轉(zhuǎn)軸截面上的應力狀態(tài)比單純扭轉(zhuǎn)或彎曲時截面上應力狀態(tài)要復雜得多。需根據(jù)應力狀態(tài)理論和有關(guān)的強度理論才能解決。對于一般鋼制的軸，由第三強度理論可知彎扭組合變形的強度條件為：05軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定PARTfive9.5軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定階梯軸上截面變化的部位稱為軸肩,它對軸上零件起定位作用。在圖9-28中,帶輪5齒輪3和滾動軸承2都是靠軸肩進行軸向定位的。整根軸由兩端軸承蓋在箱體中定位。一、軸和軸上零件的定位軸上零件的軸向固定是為了防止在工作中零件沿軸向竄動,常用的定位方法見表9-6。軸上零件周向固定是為了防止零件與軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。二、軸系的固定9.5軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定1、加工工藝性。2、裝配工藝性的要求三、軸的結(jié)構(gòu)工藝性1、盡量使軸徑變化過渡平緩，宜采用較大的過渡圓角以緩和應力集中。2、過盈配合處的應力集中會隨過盈量增大而增大。3、鍵槽端部與軸肩距離不宜過小，以避免損傷過渡角，減少多種應力集中源重合的機會。四、提高軸的疲勞強度謝謝觀看單元十連接“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材機械設計基礎(chǔ)（第2版）“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材01鍵連接和銷連接PARTONE10.1鍵連接和銷連接一、鍵連接在機械設備中鍵主要用于連接軸和軸上的零件(如齒輪皮帶輪等)以傳遞扭矩，也有的鍵具有導向作用。鍵在軸上的安裝如圖10-1所示。常用鍵有普通平鍵、半圓鍵和鉤頭楔鍵。10.1鍵連接和銷連接二、銷連接1、銷的功用、種類及標記。銷主要用于零件之間的定位，也可用于零件之間的連接,但只能傳遞不大的扭矩。銷分為圓柱銷、圓維銷和開口銷。普通圓柱銷,按直徑的公差不同分為A、B、C、D四種類型。2、銷連接的畫法。02螺紋連接PARTtwo10.2螺紋連接一、螺紋的類型、參數(shù)及應用螺紋連接是利用螺紋零件構(gòu)成的連接,這種連接結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、工作可靠。由專業(yè)工廠大量生產(chǎn)的標準螺紋連接件，購買方便，成本低廉,故得到廣泛應用。10.2螺紋連接二、螺紋連接螺紋連接的主要類型有：螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接、緊定螺釘連接。它們的主要類型、特點及應用見表10-3。10.2螺紋連接三、螺旋副的受力分析、效率和自鎖1、矩形螺紋的受力分析。螺旋副在力矩和軸向載荷作用下的相對運動,可看成作用在中徑的水平力推動滑塊(重物)沿螺紋運動,如圖10-24(a)所示。10.2螺紋連接三、螺旋副的受力分析、效率和自鎖2、非矩形螺紋的受力分析。非矩形螺紋是指牙側(cè)角B=0度的三角形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋。3、螺旋副的效率。螺旋副的效率是指有效功與輸入功之比。10.2螺紋連接四、螺紋連接的預緊和防松2、螺紋連接的防松。螺紋連接防松的根本問題在于防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。按工作原理有三種防松方式：摩擦防松、機械防松、破壞螺旋副的運動關(guān)系防松。五、螺栓連接的強度計算螺栓連接的強度是指連接螺栓中承受最大載荷的單個螺栓的強度。強度計算的內(nèi)容包括確定螺栓直徑、校核螺栓強度。10.2螺紋連接六、提高螺栓連接強度的措施1、降低螺栓總拉伸載荷。螺栓的最大應力一定時,應力值越小,螺栓越不容易發(fā)生疲勞破壞,可采取降低螺栓剛度或增加被連接件的剛度以減小應力值，同時采用這兩種措施時效果更明顯。2、改善螺紋牙間的載荷分布。10.2螺紋連接六、提高螺栓連接強度的措施3、避免或減小附加應力。4、工藝措施除上述方法外，在制造工藝上采取冷徽頭部和碾壓螺紋的螺栓,其疲勞強度比車制螺栓約高30%，氰化、氮化等表面硬化處理也能提高疲勞強度。03聯(lián)軸器、離合器和制動器PARTthree10.3聯(lián)軸器、離合器和制動器聯(lián)軸器和離合器是連接不同機構(gòu)中的兩根軸,使之一起回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種部件用聯(lián)軸器連接的兩根軸,只有機器停止運轉(zhuǎn)后，經(jīng)過拆卸才能分離;而用離合器連接的兩根軸在運轉(zhuǎn)過程中能隨時根據(jù)需要接合或分離。一、概述聯(lián)軸器所連接的兩軸,由于制造和安裝誤差、受載變形、溫度變化和機座下沉等原因,可能產(chǎn)生軸線的徑向、軸向、角向或綜合偏移,如圖10-37所示。因面,要求聯(lián)軸器在傳遞轉(zhuǎn)矩的同時,還應具有一定范圍的補償軸線偏移、緩沖吸振的能力。二、聯(lián)軸器10.3聯(lián)軸器、離合器和制動器離合器分為操縱離合器和自動離合器兩大類。1、操縱離合器操?？v離合器是通過各種操縱方式使之接合或分離的離合器，主要有嚙合式、摩擦式、電磁感應式三種。2、自動離合器。自動離合器利用離心力、彈力限定所傳遞數(shù)據(jù)的數(shù)值，自動控制離合;或利用特殊的楔效應,在正反轉(zhuǎn)時自動控制離合。自動離合器有安全離合器、離心離合器和超越離合器三種類型。三、離合器謝謝觀看單元十一常用機構(gòu)簡介“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材機械設計基礎(chǔ)（第2版）“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材01凸輪機構(gòu)PARTONE11.1凸輪機構(gòu)一、凸輪機構(gòu)的組成、類型及特點凸輪機構(gòu)的功用是將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動或往復移動轉(zhuǎn)換為從動件的連續(xù)或不連續(xù)的移動或擺動。它由凸輪、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成,如圖11-1所示。11.1凸輪機構(gòu)二、凸輪機構(gòu)的工作原理圖11-4(a)所示為一尖頂對心直動從動件盤狀凸輪機構(gòu)。11.1凸輪機構(gòu)三、凸輪機構(gòu)的應用實例圖11-5所示為刀架進給機構(gòu),它主要由三個盤狀凸輪帶扇形齒輪的滾子擺動從動件、齒條及三個刀架等組成。02螺旋機構(gòu)PARTtwo11.2螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu)由螺桿、螺母和機架組成(一般把螺桿和螺母之一作為機架),能將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動,并具有增力性能。螺旋機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動比大、承載能力強、傳遞運動準確、易實現(xiàn)自鎖等優(yōu)點,是機械設備和儀器儀表中廣泛應用的一種傳動機構(gòu)。一、螺旋機構(gòu)的組成、特點11.2螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu)可分為單螺旋機構(gòu)和雙螺旋機構(gòu)。二、螺旋機構(gòu)的工作原理03間歇運動機構(gòu)PARTthree11.3間歇性運動機構(gòu)一、棘輪機構(gòu)2、棘輪機構(gòu)的特點及應用。棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,運轉(zhuǎn)可靠,轉(zhuǎn)角大小調(diào)節(jié)方便；但是棘爪和棘輪開始接觸的瞬間會發(fā)生沖擊,傳動平穩(wěn)性較差。因此,棘輪機構(gòu)常用于低速、輕載、轉(zhuǎn)角小或轉(zhuǎn)角大小需要調(diào)節(jié)的場合，如機器的進給、送料機構(gòu)中和起重設備的停止器中。11.3間歇性運動機構(gòu)二、槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)也是一種間歇運動機構(gòu)，如圖11-18所示。11.3間歇性運動機構(gòu)三、不完全齒輪機構(gòu)1、不完全齒輪機構(gòu)的工作原理。不完全齒輪機構(gòu)是由漸開線齒輪機構(gòu)演變而來的一種間歇運動機構(gòu)。11.3間歇性運動機構(gòu)三、不完全齒輪機構(gòu)2、不完全齒輪機構(gòu)的特點及應用。與其他間歇運動機構(gòu)相比,不完全齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)更為簡單,工作更為可靠，且傳遞力大,從動輪傳動和停歇的次數(shù)、時間、轉(zhuǎn)角大小等的變化范圍均較大。缺點是工藝復雜,從動輪運動開始和結(jié)束的瞬時會造成較大沖擊,故多用于低速、輕載場合。如在多工位自動、半自動機械中用于工作臺的間歇轉(zhuǎn)位機構(gòu)，以及某些間歇進給機構(gòu)、記數(shù)機構(gòu)等。04其他新型傳動機構(gòu)PARTthree11.4其他新型傳動機構(gòu)一、滾動螺旋傳動1、滾珠絲杠的工作原理及分類。這種螺旋傳動稱為滾動螺旋傳動，又稱滾珠絲桿副。它是一種回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的新型理想傳動。（1）滾珠絲杠按用途分類,可分為：定位滾珠絲杠、傳動滾珠絲杠。（2）滾珠絲杠按滾珠的循環(huán)方式分類，可分為：內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠、外循環(huán)滾珠絲杠。11.4其他新型傳動機構(gòu)一、滾動螺旋傳動2、滾珠絲杠的特點。與滑動螺旋傳動相比較，滾珠絲杠的主要優(yōu)點如下：（1）傳動效率高。

（2）運動平穩(wěn)無爬行。（3）磨損小且壽命長。

（4）運動精度高。

（5）不具有自鎖性。滾珠絲杠的缺點如下：（1）結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高。（2）在需要防止逆轉(zhuǎn)的機構(gòu)中,須添加自鎖機構(gòu)（3）承能力不如滑動螺旋傳動大。11.4其他新型傳動機構(gòu)二、靜壓螺旋傳動如圖11-29所示，靜壓螺旋的螺桿仍為普通螺桿,但螺母每圈螺紋牙的兩個側(cè)面上都開3~4個油腔。通過一套附加的供油系統(tǒng)給油腔供油,靠壓力油的油壓來承受載荷,從而使得靜壓螺旋傳動機構(gòu)在工作時，將螺旋副之間的摩擦轉(zhuǎn)化為液體摩擦。11.4其他新型傳動機構(gòu)三、滾珠花鍵傳動目前,滑珠花鍵廣泛地用作床、鉆床組合機床等機床的主軸部件,各類測量儀器、自動繪圖儀的精密導向機構(gòu),壓力機、自動搬運機等機械的導向軸,各類變速裝置及刀架的精密分度軸及各類工業(yè)機器人的執(zhí)行機構(gòu)等11.4其他新型傳動機構(gòu)四、環(huán)無鍵聯(lián)軸傳動圖11-31所示為錐環(huán)(錐形夾緊環(huán))無鍵聯(lián)軸器。這種傳動定心性好、承載能力強、傳遞功率大、轉(zhuǎn)速高、使用壽命長,具有過載保護能力,能在受振動和沖擊載荷等惡劣條件下連續(xù)工作,安裝、使用和維護方便,作用于系統(tǒng)中的載荷小、噪聲低，在傳動精度較高的機電一體化產(chǎn)品中得到了廣泛應用。11.4其他新型傳動機構(gòu)五、擺線針輪行星傳動擺線針輪行星傳動在國防、冶金、礦山等部門得到廣泛的應用。11.4其他新型傳動機構(gòu)六、諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動由美國的C.wWusser發(fā)明,其工作原理不同于普通齒輪傳動。它是通過波發(fā)生器所產(chǎn)生的連續(xù)移動變形波使柔性齒輪產(chǎn)生彈性變形，從而產(chǎn)生齒間相對位移而達到傳動的目的。謝謝觀看單元十二機械創(chuàng)新“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材機械設計基礎(chǔ)（第2版）“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材01機械創(chuàng)新設計概述PARTONE12.1機械創(chuàng)新設計概述一、機械創(chuàng)新設計的概念機械創(chuàng)新設計是指充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力和智慧,利用人類已有的相關(guān)科學理論、方法和原理,進行新的構(gòu)思,設計出新穎、有創(chuàng)造性及實用性的機構(gòu)或機械產(chǎn)品(裝置)的一種實踐活動。二、機械創(chuàng)新設計的特點1、獨特性；2、實用性；3、多方案優(yōu)選。12.1機械創(chuàng)新設計概述三、機械創(chuàng)新設計中的新思維創(chuàng)新思維的形成過程大致可分為三個階段。1、儲存準備階段：明確要解決的問題,圍繞問題收集信息，并試圖使之概括化和系統(tǒng)化,使問題和信息在腦細胞及神經(jīng)網(wǎng)絡中留下印記。2.懸想加工階段：在圍繞問題進行積極思索時,大腦會不斷地對神經(jīng)網(wǎng)絡中的遞質(zhì)、突觸、受體進行能量積累,為產(chǎn)生新的信息而運作。3.頓悟階段：人腦有意無意地突然出現(xiàn)某些新的形象、新的思想,使一些長久未能解決的問題在突然之間得以解決。12.1機械創(chuàng)新設計概述四、常用創(chuàng)新技法1、智力激勵法(集思廣益法)。智力激勵法是一種典型的群體集智法。它是通過召開智力激勵會、書面集智或函詢集智來實施。2、提問追溯法。提問追溯法在思維方面具有邏輯推理的特點。它是通過對問題進行分析,加以推理以擴展思路,或把復雜問題進行分解,找出各種影響因素，再進行分析推理,從而尋求問題解答的一種創(chuàng)新技法。12.1機械創(chuàng)新設計概述四、常用創(chuàng)新技法3、聯(lián)想類推法。聯(lián)想類推法是通過啟發(fā)、類比、聯(lián)想、綜合等方法創(chuàng)造出新的想法以解決問題，主要有相似聯(lián)想法、抽象類比法、借用法、仿生法等。4、組合創(chuàng)新法。組合創(chuàng)新法就是利用事物間的內(nèi)在聯(lián)系,用已有的知識和成果進行新的組合而產(chǎn)生新的方案。02平面四桿機構(gòu)尺寸的確定PARTtwo12.2平面四桿機構(gòu)尺寸的確定1、給定連桿的兩個位置。2、給定連桿的三個位置。一、按給定的連桿位置確定四桿機構(gòu)12.2平面四桿機構(gòu)尺寸的確定給定行程速比系數(shù)K,就給定了四桿機構(gòu)急回的運動條件。在此條件下,先按K求出極位夾角,再按極限位置的幾何關(guān)系,結(jié)合給定的輔助條件,即可定出機構(gòu)的尺寸。二、按給定的行程速比系數(shù)確定四桿機構(gòu)03機構(gòu)的演化PARTthree12.3機構(gòu)的演化1、轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副(1)較鏈四桿機構(gòu)中一個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副。(2)較鏈四桿機構(gòu)中二個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副。12.3機構(gòu)的演化2、取不同構(gòu)件為機架當以較鏈四桿機構(gòu)中的曲柄搖桿機構(gòu)、含有一個移動副的曲柄滑塊機構(gòu)及含有兩個移動副的四桿機構(gòu)中的正弦機構(gòu)為基礎(chǔ)時,通過分別選取此三類機構(gòu)中的不同構(gòu)件為機架，則可獲得相應的各種派生的四桿機構(gòu),如表12-1所示。04機構(gòu)的組合和創(chuàng)新PARTfore12.4機構(gòu)的組合與創(chuàng)新一、串聯(lián)式機構(gòu)組合與創(chuàng)新1、串聯(lián)式機構(gòu)組合的原理與創(chuàng)新方法。串聯(lián)式機構(gòu)組合是指若干個單自由度的基本機構(gòu)順序連接，以前一個機構(gòu)的輸出構(gòu)件作為后一個機構(gòu)的輸人構(gòu)件的機構(gòu)組合方式。2、串聯(lián)式機構(gòu)組合的主要功能分析。(1)I型串聯(lián)式組合。在對基本機構(gòu)進行串聯(lián)組合時,需要了解每種基本機構(gòu)的性能特點，分析各種基本機構(gòu)在什么條件下適合作前置子機構(gòu)或后置子機構(gòu),這樣才能完成具體的組合。12.4機構(gòu)的組合與創(chuàng)新一、串聯(lián)式機構(gòu)組合與創(chuàng)新(2)II型串聯(lián)式組合。在II型串聯(lián)式組合機構(gòu)中,后置子機構(gòu)的輸人構(gòu)件，一般與前置子機構(gòu)中做平面復雜運動的連桿在某一點連接。若前置子機構(gòu)為周轉(zhuǎn)輪系,則后置子機構(gòu)的輸入構(gòu)件與前置子機構(gòu)中的行星輪連接。12.4機構(gòu)的組合與創(chuàng)新二、并聯(lián)式機構(gòu)組合與創(chuàng)新1、并聯(lián)式機構(gòu)組合的原理與創(chuàng)新方法。兩個或兩個以上基本機構(gòu)并列布置，稱為并聯(lián)式機構(gòu)組合。簡單型并聯(lián)式機構(gòu)組合,要求并聯(lián)的兩個子機構(gòu)類型、形狀和尺寸完全相同,并且對稱布置。復雜型并聯(lián)式機構(gòu)組合的兩并聯(lián)子機構(gòu),可以是不同類型的基本機構(gòu),也可以是同一類型但具有不同結(jié)構(gòu)尺寸的基本機構(gòu),還可以是經(jīng)過串聯(lián)組合的機構(gòu)。12.4機構(gòu)的組合與創(chuàng)新二、并聯(lián)式機構(gòu)組合與創(chuàng)新2、并聯(lián)式機構(gòu)組合的主要功能分析。（1）I型并聯(lián)式組合：其主要功能是對輸出構(gòu)件運動形式的補充、加強和改善。（2）II型并聯(lián)式組合：其主要功能是用于改善輸出構(gòu)件的運動狀態(tài)和運動軌跡，同時還可以改善機構(gòu)的受力狀態(tài),可以使機構(gòu)獲得自身的動平衡。（3）III型并聯(lián)式組合:其主要功能是實現(xiàn)兩個運動輸出，而這兩個運動又相互配合,完成較復雜的工藝動作。12.4機構(gòu)的組合與創(chuàng)新三、復合式機構(gòu)組合與創(chuàng)新一個具有兩個或兩個以