課件總-機(jī)械設(shè)計ch0緒論

機(jī)械設(shè)計（MechanicDesign）教材：邱宣懷(第四版)《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書（下冊）上課學(xué)時：48實驗學(xué)時：8主講：劉峰聯(lián)系電話：8398965

參考資料：機(jī)械設(shè)計濮良貴主編；(西北工大)

張策主編;（天津大學(xué)）彭文生（華中科大）周二5、6四教---4302時間地點周四1、2機(jī)自08-1、2、3、4班級四教---4102機(jī)械動力學(xué)機(jī)構(gòu)學(xué)機(jī)構(gòu)的運動分析與綜合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與綜合幾種常見的機(jī)構(gòu)機(jī)械的平衡機(jī)械速度波動調(diào)節(jié)機(jī)械系統(tǒng)的動力分析機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械原理課程研究的內(nèi)容緒論

（Introduction）機(jī)器或機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)、選材、強(qiáng)度計算、剛度計算、具體設(shè)計等都沒有研究？飛機(jī)艦船一、機(jī)器設(shè)計概論（一）研究對象汽車轎車發(fā)展：紅旗—→桑塔納、捷達(dá)、奧迪—→別克、本田、帕薩特

一臺完整的機(jī)器的組成大致可包括：原動機(jī)部分傳動部分執(zhí)行部分潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)控制系統(tǒng)傳感器傳感器傳感器機(jī)器的共同特征：組成： 由一系列人為的機(jī)件組合而成運動特性： 組成的各部分之間具有確定的運動功、能關(guān)系：能夠代替人的勞動完成有用功或者實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)具有完全確定的相對運動機(jī)構(gòu)的共同特征：組成： 由一系列人造的機(jī)件組成運動特性：組成的各部分之間具有確定的相對運動機(jī)構(gòu)：傳遞運動和動力的機(jī)件組合，如傳遞回轉(zhuǎn)運動、往復(fù)運動，實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律和復(fù)雜的運動軌跡。機(jī)器組成： 原動機(jī)部分 執(zhí)行部分傳動部分 操縱控制部分機(jī)械：機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱機(jī)器器械、裝置、設(shè)備儀器用來進(jìn)行信息傳遞和變換的機(jī)器。用來進(jìn)行物料傳遞和變換的機(jī)器。部件：為完成同一使命而協(xié)同工作的許多零件的組合。零件：組成機(jī)器的不可拆的基本單元（即制造的基本單元）。如：滾動軸承、聯(lián)軸器。零件、構(gòu)件、機(jī)構(gòu)、部件、機(jī)器的關(guān)系轎車組成：

任何機(jī)器都是由許多零件組合而成的。用途專用零部件：只在一定類型機(jī)器中使用的零件，如曲軸。通用零部件：各種機(jī)器中普遍使用的零部件，如齒輪、螺栓。標(biāo)準(zhǔn)件：制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，并由專門工廠生產(chǎn)的零部件。

如：滾動軸承、螺栓等。概論聯(lián)螺紋聯(lián)接接軸轂聯(lián)接帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動鏈傳動軸滑動軸承滾動軸承聯(lián)軸器和離合器通用零件（二）設(shè)計機(jī)器的基本原則與一般程序Ⅰ、設(shè)計機(jī)器應(yīng)滿足的基本要求1、使用要求實現(xiàn)預(yù)定功能，工作可靠。2、經(jīng)濟(jì)性要求三方面：生產(chǎn)成本低、使用消耗小、維護(hù)費用低。措施：1）設(shè)計中采用“三化”零部件；標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化2）應(yīng)用成熟的新技術(shù)、新材料。3）選用高效率設(shè)備，減少動力、燃料消耗。3、外觀造型要求顏色、造型4、環(huán)保要求噪音、廢氣、廢液。如：CNG汽車。CNG汽車Ⅱ、機(jī)械設(shè)計的一般程序機(jī)械設(shè)計是一個創(chuàng)新與借鑒相結(jié)合的過程，一般程序如下：

調(diào)查決策階段

研究設(shè)計階段

試制階段

投產(chǎn)銷售階段調(diào)查研究開發(fā)設(shè)計任務(wù)書試驗研究技術(shù)設(shè)計樣機(jī)試制樣機(jī)試驗技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價生產(chǎn)設(shè)計小批試制正常投產(chǎn)銷售服務(wù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價技術(shù)評價經(jīng)濟(jì)評價能用數(shù)量來衡量：動力不能用技術(shù)來衡量：外觀、操作性能技術(shù)評價經(jīng)濟(jì)評價---通常計算制造費用1)內(nèi)插式：類比設(shè)計、相似設(shè)計Ⅲ、設(shè)計方法2)外推式：外推部分未知領(lǐng)域3)創(chuàng)造式（開發(fā)性設(shè)計）Ⅰ、設(shè)計機(jī)械零件時應(yīng)滿足的基本要求1、避免在預(yù)期壽命內(nèi)失效的要求（強(qiáng)度、剛度、壽命）；2、結(jié)構(gòu)工藝性要求（便于加工、裝配）；3、經(jīng)濟(jì)性要求（材料、加工方法、精度等級）；4、質(zhì)量小的要求（節(jié)約材料、↓慣性力）；5、可靠性要求；二、機(jī)械零件設(shè)計概論Ⅱ、設(shè)計方法（理論設(shè)計、經(jīng)驗設(shè)計、模型設(shè)計）1、理論設(shè)計1）根據(jù)使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。2）根據(jù)機(jī)器的工作要求，計算作用在零件上的載荷。名義載荷（F、P、T）：力學(xué)公式計算出的載荷。但：由于載荷作用的不平穩(wěn)性、分布的不均勻性等因素，實際載荷大于名義載荷?！d荷系數(shù)K∴計算載荷(Fc、Pc、Tc)=載荷系數(shù)×名義載荷3）選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀?）根據(jù)零件工作能力準(zhǔn)則，確定零件的主要尺寸兩種計算方法：a）設(shè)計計算：直接求出危險截面尺寸A。b）校核計算：其他方法初步設(shè)計→驗算。5）畫零件圖。2、經(jīng)驗設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗關(guān)系式，用類比的方法所進(jìn)行的設(shè)計。如：箱體、傳動件個各結(jié)構(gòu)要素等3、模型實驗設(shè)計

把初步設(shè)計的零、部件或機(jī)器作成小模型或小尺寸樣機(jī)進(jìn)行實驗。如：飛機(jī)、橋梁的風(fēng)洞實驗。三、機(jī)械零件的工作能力和計算準(zhǔn)則Ⅰ、工作能力1、零件的工作能力零件完成一定功能并在預(yù)定使用期限內(nèi)不失效。2、失效零件喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計要求的性能。3、常見失效形式

破裂或塑性變形；彈性變形過大；表面磨損、膠合；打滑；聯(lián)接松動性。

整體斷裂是指零件在載荷作用下，其危險截面的應(yīng)力超過零件的強(qiáng)度極限而導(dǎo)致的斷裂，或在變應(yīng)力作用下，危險截面發(fā)生的疲勞斷裂。齒輪輪齒斷裂軸承內(nèi)圈斷裂整體斷裂過大的殘余變形

當(dāng)作用于零件上的應(yīng)力超過了材料的屈服極限，零件將產(chǎn)生殘余變形。齒輪齒面塑形變形軸承外圈塑性變形零件的表面破壞

零件的表面破壞主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞（點蝕）。齒面接觸疲勞軸瓦磨損破壞正常工作條件引起的失效

有些零件只有在一定的工作條件下才能正常的工作，如：

液體摩擦的滑動軸承，只有在存在完整的潤滑油膜時才能正常工作。帶傳動只有在傳遞的有效圓周力小于臨界摩擦力時才能正常工作。高速轉(zhuǎn)動的零件，只有在轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動件系統(tǒng)的固有頻率避開一個適當(dāng)?shù)拈g隔才能正常工作。零件在工作時會發(fā)生那一種失效，這與零件的工作環(huán)境、載荷性質(zhì)等很多因素有關(guān)。有統(tǒng)計結(jié)果表明，一般機(jī)械零件的失效主要是由于疲勞、磨損、腐蝕等因素引起。零件工作—→承受載荷—→載荷欲使零件失效零件據(jù)自身結(jié)構(gòu)、材料反抗失效—→反抗失效＞失效—→解決辦法：合理設(shè)計遵循設(shè)計準(zhǔn)則Ⅱ、設(shè)計準(zhǔn)則1、強(qiáng)度準(zhǔn)則強(qiáng)度：零件抵抗斷裂、塑變、疲勞破壞的能力。①

靜強(qiáng)度—靜應(yīng)力工作條件②

疲勞強(qiáng)度—在交變載荷的反復(fù)作用下疲勞斷裂的特征：過程：形成疲勞源擴(kuò)展疲勞斷裂斷裂截面特征光滑疲勞發(fā)展區(qū)粗糙脆性斷裂區(qū)疲勞曲線疲勞極限：在r下，經(jīng)過N次循環(huán)，不破壞的最大應(yīng)力值。有限壽命區(qū)：無限壽命區(qū)：則：疲勞曲線方程說明：1）N0

材料性質(zhì)不同，循環(huán)基數(shù)不同。2）指數(shù)m3)循環(huán)特性r③表面接觸強(qiáng)度

在承載前

點或線接觸受載后小面接觸

局部應(yīng)力大對于金屬材料：④準(zhǔn)則：?。┗虮砻嫫谀p（點蝕）零件受變應(yīng)力或ⅱ）S——安全系數(shù)，S＞1—→S↑：安全，浪費材料S↓：經(jīng)濟(jì)，不安全2、剛度準(zhǔn)則剛度：抵抗彈性變形的能力。機(jī)床主軸等彈性變形過大將影響加工精度。3、壽命準(zhǔn)則影響零件壽命的主要失效形式為磨損、疲勞和腐蝕。磨損：摩擦表面物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象。耐磨性：在磨損過程中，材料抵抗脫落的能力。據(jù)統(tǒng)計，有75%~80%的零件損壞都?xì)w于磨損。ⅰ

磨粒磨損：硬質(zhì)顆粒摩擦表面上硬的凸峰材料脫落磨損ⅱ

疲勞磨損ⅲ

粘著磨損接觸點高壓力和塑性變形臟污膜破壞粘著現(xiàn)象冷焊點輕微磨損涂抹劃傷撕脫咬死種類膠合過程ⅳ

腐蝕磨損化學(xué)反應(yīng)電化學(xué)反應(yīng)磨損實際使用壽命大于或等于預(yù)期壽命，L≥[L]。準(zhǔn)則：1)相對速度較低：p≤[p]2)相對速度較高：pv≤[pv]3)滑動速度高：v≤[v]4、溫升準(zhǔn)則Δt≤[Δt]Ⅲ、載荷和應(yīng)力分類1、載荷分類靜載荷：不隨時間變化或變化緩慢。動載荷：隨時間變化。2、應(yīng)力分類名義載荷與計算載荷。變應(yīng)力靜應(yīng)力：r=1σt脈動循環(huán)：r=0σt0對稱循環(huán)：r=-1σt0非對稱循環(huán)tσ0循環(huán)特征：靜應(yīng)力只能由靜載荷產(chǎn)生，變應(yīng)力可能由變載荷或靜載荷產(chǎn)生。aσ0tt0σa在變應(yīng)力下，零件的主要失效形式為：疲勞破壞2、靜態(tài)設(shè)計—→機(jī)械系統(tǒng)“動態(tài)設(shè)計”3、新設(shè)計方法：優(yōu)化設(shè)計可靠性設(shè)計逆向設(shè)計工業(yè)設(shè)計等。4、設(shè)計技術(shù)發(fā)展：人工—→計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）AutoCAD、SolidEdge、UG、SolidWorks、ProE等。5、機(jī)械產(chǎn)品本身的轉(zhuǎn)折：傳統(tǒng)機(jī)械—→機(jī)電一體化、智能化。四、機(jī)械設(shè)計新發(fā)展1、基礎(chǔ)理論：深化、擴(kuò)展——學(xué)科交叉與整合（摩擦學(xué)、彈性流體動力潤滑理論、斷裂力學(xué)）如機(jī)器結(jié)構(gòu)動力學(xué)計算蒸汽機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車電力機(jī)車高速列車磁浮列車2006年3月國務(wù)院批準(zhǔn)滬杭磁懸浮新型交通建設(shè)項目建議書時，預(yù)計工程總概算約350億元。2008年8月，浙江省政府公布了重大項目建設(shè)行動計劃（2008－2012年），滬杭磁懸浮交通項目（浙江段）建設(shè)起止年限為2010年－2014年，總投資220億元。滬杭磁懸浮新建線路總長調(diào)整為199公里，其中浙江段長103公里。磁懸浮示范線目前巨虧記者在網(wǎng)上看到，網(wǎng)友們還擔(dān)心磁懸浮維護(hù)、使用成本巨大，以及磁懸浮低頻磁場會顯著增大一些疾病的發(fā)生率，對沿線居民身體有較大影響。有報道說上海投資120億元建好的浦東機(jī)場到龍陽路段的31公里磁懸浮示范線，一直處于每年數(shù)億元的巨額虧損狀態(tài)。2007年上海試圖建磁懸浮的延長線，但因大批群眾擔(dān)心輻射和拆遷問題而反對，建延長線的事情后來一直處于“前期論證階段”。創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計

追求與前人、眾人不同的方案，打破常規(guī)慣例，提出新原理、新方案、新機(jī)構(gòu)、新材料，在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新?！靶∪宋铩备惆l(fā)明山東臨沭縣農(nóng)民孫成軍與父親及哥哥三人搞科技創(chuàng)新，獲5項專利武漢,發(fā)明人任文林121項專利,“發(fā)明大王”美譽。教育家陶行知先生在“創(chuàng)造宣言”中提出“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人”學(xué)習(xí)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)知識；本課程中“設(shè)計”的含義是指機(jī)械裝置的實體設(shè)計，涉及零件的應(yīng)力、強(qiáng)度的分析計算，材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計，考慮加工工藝性、標(biāo)準(zhǔn)化以及經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境保護(hù)等。五、本課程的主要特點學(xué)習(xí)一般尺寸和參數(shù)的通用零件設(shè)計方法。機(jī)械設(shè)計結(jié)果的表現(xiàn)形式為：機(jī)械工程圖、說明書和計算機(jī)程序。

本課程所涉及的先修課程有：工程材料：非金屬材料，金屬材料及熱處理。工程制圖：設(shè)計的圖形表達(dá)。機(jī)械制造基礎(chǔ)：冷加工工藝，熱加工工藝。公差配合與技術(shù)測量：解決精度設(shè)計問題。理論力學(xué)：解決力分析與動力計算。材料力學(xué)：解決強(qiáng)度分析問題。機(jī)械原理：解決機(jī)械的方案設(shè)計。本課程的幾個特點

涉及面廣關(guān)系多─因與諸多先修課關(guān)系密切。要求多─強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝、重量、安全、經(jīng)濟(jì)性。門類多─各類零件，各有特點，設(shè)計方法各異。公式多─計算多，有解析式、半解析式、經(jīng)驗的、半經(jīng)驗的及定義式。圖表多─結(jié)構(gòu)圖、分析圖、原理圖、示意圖、曲線圖、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗數(shù)表。

實踐性強(qiáng)─不僅讀懂書就行，要多聯(lián)系實際，要注重實踐性環(huán)節(jié)。

無重點─又都是重點，設(shè)計工作必須詳盡，細(xì)小的疏忽也會導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

設(shè)計問題無統(tǒng)一答案─更多地談?wù)撜l設(shè)計得更好，要注意發(fā)展求異思維—創(chuàng)新設(shè)計。注意處理好幾個關(guān)系

零件的設(shè)計與選用

──零件設(shè)計的兩個主要途徑。

設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計

──設(shè)計決非只是計算，同學(xué)更應(yīng)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計的學(xué)習(xí)。

性能要求與經(jīng)濟(jì)性

──永遠(yuǎn)是一對矛盾，應(yīng)學(xué)會合理地解決這一對矛盾。

經(jīng)驗設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計

──二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。

具體的設(shè)計方法與一般的設(shè)計能力

──前者是學(xué)習(xí)的形式，后者是學(xué)習(xí)的目的。六、本課程的安排及要求一、課程安排1、48學(xué)時（講課、習(xí)題討論課）2、平時作業(yè)3、實驗：8學(xué)時，由實驗室負(fù)責(zé)，單算學(xué)分。4、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計：3周，短學(xué)期進(jìn)行，單算學(xué)分。5、答疑：地點主樓306,時間隨時，最后安排集中答疑二、要求1、實驗、平時作業(yè)不能缺，否則沒成績。2、課堂紀(jì)律3、良好學(xué)風(fēng)4、學(xué)習(xí)方法一、設(shè)計概論總結(jié)認(rèn)識機(jī)器機(jī)器、零件設(shè)計的基本原則本課程的主要內(nèi)容及特點二、零件的失效整體斷裂過大的殘余變形零件的表面破壞破壞正常工作條件引起的失效三、機(jī)械零件的設(shè)計準(zhǔn)則y≤[y]θ≤[θ]1)相對速度較低：p≤[p]2)相對速度較高：

pv≤[pv]3）滑動速度v≤[v]第一章鍵聯(lián)接

（KeySplines）

本章重點1、平鍵：尺寸、強(qiáng)度校核2、花鍵：特點作業(yè)：P14四—2引言：機(jī)器是由許多零部件組成的，彼此之間需要聯(lián)接。構(gòu)件→機(jī)構(gòu)零件→構(gòu)件固定聯(lián)接(靜聯(lián)接)可動聯(lián)接—各類運動副機(jī)器：

鍵聯(lián)接彈性環(huán)聯(lián)接靜聯(lián)接可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接

螺紋聯(lián)接銷聯(lián)接過盈聯(lián)接動聯(lián)接鉚接、焊接、膠接靜聯(lián)接1.功用：鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞扭矩。有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導(dǎo)向。一、鍵聯(lián)接概述2.主要類型：平鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接dd切向鍵聯(lián)接二、平鍵1平鍵聯(lián)接分類普通平鍵導(dǎo)向平鍵滑鍵①普通平鍵A型指狀銑刀銑鍵槽圓盤銑刀銑鍵槽鍵槽的加工普通平鍵和鍵槽尺寸（GB1095-79、GB1096-79）bhbtd-tbt1d+t1dA型bhR=b/2C×45?或r1LB型LC型L標(biāo)記實例：圓頭普通平鍵(A型):鍵16×100GB1096-79

方頭普通平鍵(B型):鍵B16×100GB1096-79單圓頭普通平鍵(C型):鍵C16×100GB1096-79普通平鍵的主要尺寸工作原理：應(yīng)用：靜聯(lián)接靠兩側(cè)面的擠壓鍵本身的剪切②導(dǎo)向平鍵（導(dǎo)鍵）當(dāng)被聯(lián)接的轂類零件在工作過程中必須在軸上作軸向移動時（如變速箱中的滑移齒輪），則采用導(dǎo)向平鍵或滑鍵。導(dǎo)向平鍵是一種較長的平鍵，用螺釘固定在軸上的鍵槽中,為了便于拆卸，鍵上制有起鍵螺孔,以便擰入螺釘使鍵退出鍵槽。③滑鍵:固定在輪轂上輪轂帶動滑鍵在軸上的鍵槽中作軸向滑移。這樣只需在軸上銑出較長的鍵槽，而鍵可以做的較短。1)．鍵的尺寸選擇

b×h根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長度參考輪轂的長度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。

平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸b×h及鍵長L。2.尺寸確定

2)選擇原則：①根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求、工作條件來選擇鍵的類型；②根據(jù)軸徑從標(biāo)準(zhǔn)中選鍵的截面尺寸；③參考轂長選出鍵的長度；④校核鍵被剪斷3、平鍵聯(lián)接計算已知：轉(zhuǎn)矩T、軸徑d、材料，強(qiáng)度校核？失效形式：壓潰磨損剪斷主要失效形式1）擠壓強(qiáng)度產(chǎn)生壓潰的部位：輪轂與鍵接觸的轂的側(cè)面靜聯(lián)接：2）耐磨性計算動聯(lián)接：1）寬度b的配合較松鍵聯(lián)接：軸H9、轂D10較緊鍵聯(lián)接：軸、轂均為P9一般鍵聯(lián)接：軸N9、轂JS92）高度h的配合問題：假若校核強(qiáng)度不夠如何處理？4、標(biāo)準(zhǔn)鍵聯(lián)接的尺寸公差三、花鍵聯(lián)接特點：用于傳遞大的轉(zhuǎn)矩（重載）。按齒形不同1.矩形花鍵聯(lián)接漸開線花鍵聯(lián)接矩形花鍵聯(lián)接

內(nèi)徑定心定心方式外徑定心側(cè)面定心矩形花鍵聯(lián)接內(nèi)徑定心的優(yōu)點：

定心精度高；應(yīng)力集中小；承載能力較大。所以：內(nèi)徑定心廣泛應(yīng)用；外徑定心用于轂孔表面硬度較小的場合；側(cè)面定心用于載荷較重的場合。2.漸開線花鍵聯(lián)接定心方式：側(cè)面定心自動定心參數(shù)：分度圓直徑：d=mz模數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)，有16種壓力角：加工：與漸開線齒輪加工相同優(yōu)點：承載能力大，使用壽命長，定心精度高。徑向載荷大的動聯(lián)接應(yīng)用：3.花鍵與平鍵的比較優(yōu)點：1）齒對稱布置，使軸轂受力勻稱；2）齒軸一體，齒槽較淺，齒根應(yīng)力集中較??；3）齒數(shù)多，壓力分布較均勻；4）定心好5）導(dǎo)向性好。缺點：加工需專用設(shè)備和工具。4.花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核1）設(shè)計步驟：選聯(lián)接方式矩形、漸開線靜、動聯(lián)接查出標(biāo)準(zhǔn)尺寸（z、m）強(qiáng)度校核2）失效形式:齒面的壓潰、磨損齒根的剪斷、彎曲3）強(qiáng)度校核假設(shè)：均勻分布、壓力的合力作用在平均半徑

rm處、載荷不均勻系數(shù)k。靜聯(lián)接動聯(lián)接四、其它鍵聯(lián)接1.半圓鍵：靜聯(lián)接，靠側(cè)面工作。優(yōu)點：工藝性好，裝配方便缺點：軸上鍵槽較深應(yīng)用：載荷較輕的場合失效形式：擠壓、剪斷強(qiáng)度校核：2、斜鍵聯(lián)接鍵的一個工作面為斜面：斜度1:100

工作面：上下面，兩側(cè)面有間隙靠摩擦和互壓傳載：T和單向軸向力方便拆卸：鉤頭楔鍵1)、楔鍵工作面：上、下兩面靠互壓傳載，有一個面必須與軸線共面，雙向T需用雙鍵(120°)。2)、切向鍵：兩個單面斜楔構(gòu)成槽銷銷軸和開口銷開尾圓錐銷圓柱銷圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷1.銷聯(lián)接其他聯(lián)接

開尾圓錐銷在聯(lián)接時的防松效果好，適用于有沖擊、振動的場合的聯(lián)接。

圓柱銷靠過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次裝拆會降低定位精度和可靠性。

圓錐銷具有1:50的錐度，安裝方便，定位精度高。

端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的場合；

槽銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷打入銷孔后，由于材料的彈性使銷擠壓在銷孔中，不易松脫，因而能承受振動和變載荷。

銷軸用于兩零件的鉸接處，構(gòu)成鉸鏈聯(lián)接。銷軸通常用于開口銷鎖定，工作可靠，裝拆方便。聯(lián)接銷：用于聯(lián)接，可傳遞不大的載荷安全銷：安全裝置中的過載剪斷元件定位銷：確定相對位置根據(jù)用途不同可分為：特點：無應(yīng)力集中；定心好；承載能力強(qiáng)；加工困難?！胺菆A截面軸與轂孔組合”2、成形聯(lián)接FtFab)錐形的軸和轂孔T小結(jié)1、平鍵選型失效校核

壓潰、磨損、剪斷2、花鍵類型特點失效校核第二章螺紋聯(lián)接(Screwjoint)1.螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松；2.螺紋聯(lián)接的受力分析及強(qiáng)度計算；3.提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施。作業(yè):P32四-1,四-5本章重點1、類型普通螺栓聯(lián)接聯(lián)接型式螺栓鉸制孔螺栓聯(lián)接雙頭螺柱螺釘緊頂螺釘是否擰緊緊螺栓聯(lián)接受拉松螺栓聯(lián)接受剪一、螺紋聯(lián)接的簡介問題：1.螺栓和雙頭螺柱在使用上有何區(qū)別？2.螺栓和螺釘有何區(qū)別？螺母墊片2.螺栓聯(lián)接件的性能等級及材料1）螺栓、螺柱、螺釘——分十級3.64.64.85.65.86.88.89.810.9低碳鋼低碳鋼、中碳鋼中碳鋼、低合金鋼中碳鋼、低合金鋼、中合金12.9合金鋼2）螺母m≥0.8D,4568910120.5D≤m≤0.8D0405螺母材料：中碳鋼3、螺紋公差和精度內(nèi)螺紋的公差帶：GH兩種外螺紋的公差帶：efgh四種內(nèi)外螺紋的配合選用：G/h、H/g、H/h精度等級：4～8級精密中等粗糙4～6級7級7～8級旋合長度：L、N、S用于精密螺紋和要求配合變化小的場合一般用途用于對精度要求不高的場合L長的，穩(wěn)定性好且有足夠的聯(lián)接強(qiáng)度加工精度難于保證，螺紋累積誤差大。（一）、擰緊受載之前擰緊螺母預(yù)緊力F’預(yù)緊↑聯(lián)接剛度↑防松能力↑緊密性二、螺紋聯(lián)接的擰緊與防松1、擰緊力矩T=？螺母支承面間的摩擦阻力矩以螺母分析：T=T1+T2螺紋副間的摩擦力矩FtFtF’F’FtFtF’——螺紋副間有效圓周力（rf——支承面摩擦半徑）∴kt——擰緊力矩系數(shù)，一般取kt=0.22、控制T的方法T↑F↑拉斷、滑扣T↓不能滿足工作要求控制T的大小一般情況憑經(jīng)驗，擰緊即可。方法：定力矩扳手測力矩扳手沖擊扳手測量螺栓伸長量：σμ（大型螺栓聯(lián)接）

采用測力矩扳手或定力矩扳手控制預(yù)緊力，準(zhǔn)確性較差，也不適用與大型的螺栓聯(lián)接。為此，可以采用測量螺栓伸長量的方法來控制預(yù)緊力。測量螺栓伸長量3、嚴(yán)格控制預(yù)緊力時d≮M12~M16標(biāo)準(zhǔn)扳手長度L=15d，若擰緊力為F，則：

T=FL=15dF=0.2F’d→F’=75F若F=200N，則F’=15000N?！∮贛12，則易拉斷。一、螺紋聯(lián)接的簡介復(fù)習(xí)二、螺紋聯(lián)接的擰緊與防松1、類型2、螺栓聯(lián)接件的性能等級及材料3、螺紋公差和精度1、擰緊聯(lián)接的可靠性2、擰緊力矩3、控制擰緊力矩的方法4、防松（二）、防松1、螺紋聯(lián)接按自鎖條件設(shè)計：

ψ≤ρv。∴

靜載下不會自行松脫。2、松動原因沖擊、振動、變載荷下溫度變化較大時螺旋副摩擦力Ff減小或瞬時消失松動3、防松方法——防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。按防松原理不同，分為三類：a）摩擦防松b）機(jī)械防松C）破壞螺紋副防松對頂螺母a）摩擦防松自鎖螺母彈簧墊圈開口方向：斜向右下方彈性增壓尖端抵住開口銷與槽形螺母b）機(jī)械防松（直接鎖?。┱_不正確注意金屬絲穿入方向串聯(lián)金屬絲c）破壞螺紋副關(guān)系不可拆聯(lián)接膠接沖點焊住失效形式：靜載荷：塑性變形斷裂變載荷：疲勞斷裂失效部位：危險截面經(jīng)驗公式：三、單個螺栓的強(qiáng)度計算螺栓聯(lián)接受拉螺栓受剪螺栓松聯(lián)接：不擰緊，無預(yù)緊力F’，僅受工作載荷F緊聯(lián)接：需擰緊僅受預(yù)緊力F’同時受預(yù)緊力F’和工作載荷F受剪：受拉：剪斷壓潰松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算分類僅受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接承受工作剪力的螺栓聯(lián)接受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接受拉螺栓受剪螺栓設(shè)計步驟分析螺栓的失效形式確定設(shè)計準(zhǔn)則計算dc,查表d或Ｄ（一）受拉松螺栓聯(lián)接校核公式：設(shè)計公式：F（二）緊螺栓聯(lián)接1.

只受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接，傳遞橫向載荷FR失效形式：工作原理：(1)對螺栓來講，受F’作用，產(chǎn)生拉應(yīng)力（2）螺紋力矩T1產(chǎn)生的剪應(yīng)力（3）螺栓所受的當(dāng)量應(yīng)力F’?預(yù)緊力F’如何求？工作原理：預(yù)緊力產(chǎn)生摩擦力傳遞橫向載荷為可靠性系數(shù),取1.1-1.3求切應(yīng)力的大小對于M10～68的普通螺紋，取d2、dc、ψ為平均值，當(dāng)量應(yīng)力:系數(shù)將外載荷提高30%，以考慮螺紋力矩對螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的影響，這樣把拉扭的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)簡化為純拉伸來處理，大大簡化了計算手續(xù)，故又稱簡化計算法。使用于任何緊螺栓聯(lián)接。已知受力：預(yù)緊力F’、工作載荷F

螺栓受總拉力:2.

受預(yù)緊力和軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接?（1）擰緊后：聯(lián)接件被聯(lián)接件（2）受工作載荷F后螺栓受剩余預(yù)緊力為:（3）受工作載荷F后，力與變形的關(guān)系螺栓總拉力拉力增量伸長增量被聯(lián)接件所受壓力壓力減量縮短減量螺栓和被聯(lián)接件的變形協(xié)調(diào)條件：=即：螺栓的總的拉力等于預(yù)緊力+工作載荷的一部分螺栓的相對剛度系數(shù)討論：a.b.c.聯(lián)接不允許出現(xiàn)裂縫即F’’﹥0工作載荷F無變化時工作載荷F有變化時壓力容器的緊密聯(lián)接設(shè)計時：求：確定：計算：對于變動的工作載荷：螺栓的拉力變幅螺栓的疲勞強(qiáng)度應(yīng)力幅應(yīng)滿足：3.受剪螺栓聯(lián)接（鉸制孔螺栓聯(lián)接）失效形式：螺栓被剪斷螺桿或孔壁被壓潰1）受剪2）受擠壓四、螺栓組聯(lián)接受力分析受力分析的目的：分析結(jié)構(gòu)和受載求各螺栓所受的力確定受力最大的螺栓按單個螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計算1）螺栓組中所有螺栓的材料、直徑、長度、剛度、預(yù)緊力都相同；2）螺栓組的對稱中心與被聯(lián)接件接合面的形心重合；3）受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面；4）螺栓應(yīng)變未超出彈性范圍。假設(shè)1．受橫向載荷2．受轉(zhuǎn)矩3．受軸向載荷4．受傾覆力矩受力分析的類型：1.受軸向力FQ的螺栓組聯(lián)接每個螺栓的工作拉力：校核公式：每個螺栓的總拉力：設(shè)計公式：2.受橫向力FR的螺栓組聯(lián)接1）受拉螺栓聯(lián)接(普通螺栓聯(lián)接)螺栓只受預(yù)緊力，靠結(jié)合面間的摩擦力來傳遞載荷。缺點：預(yù)緊太大力2）受剪螺栓聯(lián)接（鉸制孔螺栓聯(lián)接）靠螺栓受剪或被聯(lián)接件相互擠壓時的變形來傳遞載荷。

由于板是彈性體，兩端螺栓所受剪力比中間螺栓大，所以沿載荷方向布置的螺栓數(shù)目不宜超過6個，以免受力嚴(yán)重不足。注意：3.受旋轉(zhuǎn)力矩T的螺栓組聯(lián)接已知在T的作用下，繞O-O有旋轉(zhuǎn)趨勢。1）受拉螺栓聯(lián)接(普通螺栓聯(lián)接)假設(shè)各螺栓聯(lián)接結(jié)合面的摩擦力相等并集中在螺栓中心處。2）受剪螺栓聯(lián)接（鉸制孔螺栓聯(lián)接）靜力條件：聯(lián)立求解：變形協(xié)調(diào)條件：底板視為剛體，ri↑—→剪切變形量↑—→Fsi↑FS1FS24.受翻轉(zhuǎn)力矩M的螺栓組聯(lián)接受拉螺栓預(yù)緊力F’(普通螺栓聯(lián)接)在M作用下，底板有繞通過螺栓組形心的軸線O-O翻轉(zhuǎn)的趨勢，則軸線左邊螺栓受到工作載荷F,右邊螺栓相當(dāng)于受了－F的作用，其預(yù)緊力減小。聯(lián)立求解：變形協(xié)調(diào)條件：各螺栓的拉伸變形量與其中心至翻轉(zhuǎn)軸線的距離成正比。

為保證聯(lián)接接合面在最大受壓處不被壓潰和最小受壓處不至于出現(xiàn)裂縫，接合面的壓力必須滿足：螺栓組受力解題關(guān)鍵首先：將外載荷向接合面型心簡化分析是四種簡單受力狀態(tài)的那一種確定各螺栓的受力用矢量疊加求載荷的大小，找出受力最大的螺栓設(shè)計例題1a=100mm,(1)試比較哪種螺栓布置方案合理？（2）確定連接螺栓直徑分析1）將載荷簡化2)確定各個螺栓所受的橫向載荷1、螺栓組連接受力分析1）將載荷簡化F合＝12000NT=4800000Nmm2)確定各個螺栓所受的橫向載荷F=3000NFTa＝8487N3）兩種方案比較Famax=10820NFbmax=15000N解FTb＝12000N2、按螺栓布置方案確定螺栓直徑1）采用鉸制孔dc=11.98mm校核擠壓強(qiáng)度2）采用普通螺栓聯(lián)接dc=38.84mm例2、圖示底板用8個螺栓與支架相連，受外力Q作用，Q作用于包含X軸并垂直于底板接縫面，試計算此螺栓組聯(lián)接。（θ=30°）解：

（一）受力分析HMHQHH=QcosθMH=H·300VMVQVV=QsinθMV=V·400H=4330N，V=2500N，M=MH-MV=299000N·mmQQVQV=QsinθQH=QcosθQH（二）工作條件分析1、保證結(jié)合面不滑移又：2、受力最大螺栓軸向載荷a、FV=V/z=2500/8=312.5N（每個螺栓受V作用相同）b、M作用，離形心越遠(yuǎn)受力越大c、最大工作載荷d、螺栓總拉力=5662.5N?。簁f=1.3μs=0.133、螺栓直徑：d1d4、其它條件a、左側(cè)不出現(xiàn)間隙：b、接合面右側(cè)不壓潰：

螺栓擰緊并承受軸向載荷H后，剩余預(yù)緊力在結(jié)合面產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力。翻轉(zhuǎn)力矩對擠壓應(yīng)力的影響選擇螺栓性能等級，計算許用應(yīng)力。螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計要點1、結(jié)合面幾何形狀力求簡單（矩、圓、三角），且螺栓組的對稱中心與結(jié)合面形心重合，結(jié)合面受力均勻。3、分布在同一圓周上的z應(yīng)取偶數(shù)（4、6、8），便于分度劃線。4、避免附加彎曲載荷：凸臺、沉孔、斜墊圈等。5、螺栓排列應(yīng)有合理間距、邊距、扳手空間。6、合理防松方法。2、螺栓組受力合理：螺栓布置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離對稱中心，鉸制孔螺栓組≯8個；同時承受軸向、橫向載荷時，可采用抗剪元件承受橫向力，↓d。五、提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施1、機(jī)理工作時，螺栓受拉，p↑螺母受壓，p↓兩者產(chǎn)生螺距差（一）、改善螺紋牙間受力分配第一圈：Δp最大，受力最大第8~10圈后幾乎不受力各圈受載不均∴采用加高螺母不能提高聯(lián)接強(qiáng)度。2、辦法采用受拉螺母（變形一致）

——

減小螺栓螺母螺距變化差（二）、減小附加彎曲應(yīng)力螺紋牙根彎曲應(yīng)力——————→斷裂螺紋孔不正、被聯(lián)件表面不平、發(fā)生變形等。引起附加彎曲應(yīng)力因素：措施：墊圈、凸臺、沉孔等。思考：采用凸臺、沉孔的目的？（三）、減輕應(yīng)力集中收尾：退刀槽；增大牙根處過渡圓角半徑。（四）、降低應(yīng)力幅σaσmax

一定時：σa↓—→疲勞強(qiáng)度↑當(dāng)F、F”不變時：↓c1

或↑c2。措施：

1）↑螺栓長度

2）↓光桿直徑

3）采用柔性螺栓1、降低螺栓剛度c1

1<

1‘措施：不宜采用剛度小的墊片。（五）、改善制造工藝1、加工方法：碾制較車制強(qiáng)度↑30%；2、表面處理：噴丸、氮化等。2、提高被聯(lián)件剛度c22>

2‘一）、螺旋傳動的類型和應(yīng)用傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋調(diào)整螺旋螺旋傳動按其螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，又可分為：滑動螺旋滾動螺旋靜壓螺旋

螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞動力。螺旋傳動按其用途不同，可分為以下三種類型:

螺旋機(jī)構(gòu)在機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、起重設(shè)備、鍛壓機(jī)械、測量儀器、工具、夾具、玩具及其他工業(yè)裝備中有著廣泛的應(yīng)用。

螺旋傳動常見的運動形式有：螺桿轉(zhuǎn)動螺母移動螺母固定螺桿轉(zhuǎn)動并移動。六、螺旋傳動簡介二）、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料1．滑動螺旋的結(jié)構(gòu)整體螺母組合螺母剖分螺母螺母結(jié)構(gòu):

滑動螺旋的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。

螺桿的材料要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。螺母的材料除了要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料相配合時摩擦系數(shù)小和耐磨。2．滑動螺旋的材料固定螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整楔塊三）、滑動螺旋傳動的設(shè)計計算主要失效形式:螺紋牙的磨損

設(shè)計準(zhǔn)則：按抗磨損確定直徑，選擇螺距；校核螺桿、螺母強(qiáng)度等。設(shè)計方法和步驟：1．耐磨性計算

滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力，其強(qiáng)度條件：2．螺桿的強(qiáng)度計算

對于受力比較大的螺桿，需根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險截面的計算應(yīng)力：3．螺母螺牙的強(qiáng)度計算螺牙上的平均壓力為：F/u4．螺桿的穩(wěn)定性計算

對于長徑比較大的受壓螺桿，需要校核壓桿的穩(wěn)定性，要求螺桿的工作壓力F要小于臨界載荷Fcr傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋精密螺桿或水平安裝其危險截面a–a

的剪切強(qiáng)度條件和彎曲強(qiáng)度條件分別為：小結(jié)1.擰緊：擰緊力矩T=T1+T22.防松：利用摩擦摩擦放松直接鎖住機(jī)械放松破壞螺紋副3.強(qiáng)度計算：受拉螺栓聯(lián)接松螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接只受預(yù)緊力（承受橫向力）預(yù)緊力和工作載荷（軸向力）受剪螺栓聯(lián)接預(yù)緊力和變載荷螺栓組受力：受軸向力FQ的螺栓組聯(lián)接受橫向力FR的螺栓組聯(lián)接受旋轉(zhuǎn)力矩T的螺栓組聯(lián)接受翻轉(zhuǎn)力矩M的螺栓組聯(lián)接復(fù)雜載荷情況：1）將載荷向聯(lián)接對稱中心簡化

2）按單一典型情況計算

3）用力的疊加原理求合力。一、螺紋聯(lián)接的簡介復(fù)習(xí)二、螺紋聯(lián)接的擰緊與防松1、類型2、螺栓聯(lián)接件的性能等級及材料3、螺紋公差和精度1、擰緊聯(lián)接的可靠性2、擰緊力矩3、控制擰緊力矩的方法4、防松一、螺紋聯(lián)接的簡介復(fù)習(xí)二、螺紋聯(lián)接的擰緊與防松三、單個螺栓的強(qiáng)度計算一、螺紋聯(lián)接的簡介復(fù)習(xí)二、螺紋聯(lián)接的擰緊與防松三、單個螺栓的強(qiáng)度計算四、螺栓組聯(lián)接受力分析1．受橫向載荷2．受轉(zhuǎn)矩3．受軸向載荷4．受傾覆力矩螺栓組聯(lián)接受力分析CH三、帶傳動（BeltDrive）1)帶傳動的應(yīng)用特點；2）帶在工作中各截面的受力問題；3）帶的彈性滑動和打滑；4）“V”帶的設(shè)計本章的重點習(xí)題思考題:P48二-3；二-4；二-5；二-8；二-11

三-1作業(yè)題:四-1定軸輪系問題提出距離較遠(yuǎn)的軸間傳動的需要解決方案：單對齒輪傳動→多級齒輪傳動（結(jié)構(gòu)，成本）→借助中間撓性件實現(xiàn)最普遍：帶傳動

鏈傳動

機(jī)械制造行業(yè)：機(jī)床應(yīng)用廣泛農(nóng)業(yè)：抽水泵日常生活：縫紉機(jī)帶速：一般5m/s～25m/s

最高80m/s功率：最高700KW一、概述1.應(yīng)用范圍

2.類型摩擦類嚙合類平帶V帶特殊截面多楔帶同步帶普通平帶片基平帶普通Ｖ帶窄Ｖ帶齒形Ｖ帶寬Ｖ帶圓形帶齒形Ｖ帶3、傳動形式開口傳動：兩軸平行，ω1、ω2同向。交叉?zhèn)鲃樱簝奢S平行，ω1、ω2反向。半交叉?zhèn)鲃樱簝奢S交錯，不能逆轉(zhuǎn)。4.工作原理組成：主動輪、從動輪、原理：帶與帶輪間的摩擦（嚙合）中間撓性件帶工作前：張緊力F0工作時：緊邊F0F1

松邊F0F2有效圓周力:5、帶的優(yōu)缺點優(yōu)點：缺點：①實現(xiàn)大的中心距②有良好撓性，緩和沖擊、吸振③過載打滑、保護(hù)作用④運動平穩(wěn)，無噪音⑤結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉③i不固定、有彈性滑動和打滑??④帶的壽命短⑤效率低（0.90～0.95）①外廓尺寸較大②需張緊裝置6、帶的結(jié)構(gòu)及參數(shù)平帶膠帆布平帶編織帶（麻、絲、錦綸）高速膠帶強(qiáng)力錦輪帶（錦綸繩）尺寸：層數(shù)、帶寬、最小帶輪直徑小大AYZEBCDV帶普通V帶：Y、Z、A、B、C、D、E窄V帶：SPZ、SPA、SPB、SPC

寬V帶窄V帶寬V帶V帶的結(jié)構(gòu)：包布承載層膠V帶的參數(shù)節(jié)線：保持原長度不變的任一條周線節(jié)面：基準(zhǔn)直徑D：與所配用V帶的節(jié)面寬度bp相對應(yīng)的帶輪直徑基準(zhǔn)長度Ld：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度楔角：一、概述應(yīng)用范圍類型傳動形式復(fù)習(xí)工作原理帶的優(yōu)缺點帶的結(jié)構(gòu)(標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)有哪些？)幾何尺寸普通V帶與窄V帶的差別相對高度：寬度：承載能力：提高1.5~2.5倍7、帶傳動的幾何尺寸－a，L，D1，D2，α1，i間關(guān)系1、帶傳動的力分析a、工作前：二、帶傳動基本理論：輪對帶摩擦力：帶對輪摩擦力緊邊：F0↑F1（下）松邊：F0↓F2（上）b.工作時由靜力平衡條件知：因為c.各力之間關(guān)系:（Ⅰ）取主動輪一端帶為分離體ΣFfF2F1O1ΣMO1=0ΣFf=F1-F2（Ⅱ）取主動輪為分離體ΣFfT1ΣMO1=0ΣFf=2T1/D1而：帶傳動的有效圓周力：（有效拉力）F=ΣFf=F1-F2∴·

·

·

·

·

·①即：帶傳動的有效圓周力等于帶與帶輪的摩擦力，即緊邊與松邊的拉力差。（Ⅲ）F1、F2、F與F0間的關(guān)系？變形協(xié)調(diào)條件：帶總長不變，緊邊拉力增量=松邊拉力減量。即：F1-F0=F0-F2F1+F2=2F0開始打滑時，ΣFf→maxF→Fmaxv<10m/s：離心力不計—撓性體歐拉公式

離心拉力Fc=qv2·

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·②(q-每米帶長的質(zhì)量，kg/m)取微段帶積分離心力所產(chǎn)生的拉力F=ΣFf=F1-F2·

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·

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·

·①

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·

·②由①、②式→對于V帶：μ→μv若v<10m/s：∵P∝F∴Pmax∝Fmax=f（F0、μ、α1）討論：F0↑、μ↑、α1↑Fmax↑Pmax↑d.壓軸力:2、帶傳動過程的應(yīng)力分析2、離心應(yīng)力q——單位帶長質(zhì)量ρ——帶密度3、彎曲應(yīng)力當(dāng)帶型號，材料一定時，當(dāng)i>1時，r1<r2σb1>σb2∴小帶輪直徑不能太小∴帶內(nèi)最大應(yīng)力：1、拉應(yīng)力σ1=F1/A（緊邊拉應(yīng)力）σ2=F2/A（松邊拉應(yīng)力）σ1>σ2結(jié)論：1、帶內(nèi)最大應(yīng)力發(fā)生在：緊邊開始繞上小帶輪處；3、σb占比例最大，D↓σb↑∴每種帶選擇D>Dmin。2、帶在變應(yīng)力狀態(tài)下工作防疲勞失效：

；3、帶傳動的運動分析

帶傳動在工作時，從緊邊到松邊，傳動帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。

帶傳動中因帶的彈性變形的變化所導(dǎo)致的帶與帶輪之間的相對運動，稱為彈性滑動。主動輪：帶沿bc繞入,帶的拉力由F1F2,帶沿帶輪的運動一面繞進(jìn)，一面向后收縮；從動輪：帶沿ef繞入,帶的拉力由F2F1,帶沿帶輪的運動一面繞進(jìn)，一面向前伸長。bcef彈性滑動引起的后果：1）v2＜v12）降低了傳動效率；3）引起帶的磨損；4）使帶溫度升高?；瑒踊С霈F(xiàn)打滑彈性滑動并不是在全部接觸弧上都發(fā)生？剛進(jìn)入靜弧（’’—靜角）—發(fā)生在帶進(jìn)入帶輪的一邊滑動?。ā瑒咏牵椥曰瑒訉?dǎo)致：從動輪的圓周速度v2＜主動輪的圓周速度v1，速度降低的程度可用滑動率ε來表示：傳動比或總結(jié)：1）由于拉力差引起的帶的彈性變形而產(chǎn)生的滑動現(xiàn)象——彈性滑動，打滑是過載造成的，∴打滑是可以避免的。2）打滑過程中：ε↑↑，v2↓↓，傳動失效。3）η↓↓，磨損↑↑，∴打滑必須避免。4）打滑首先發(fā)生在小帶輪上。（∵）區(qū)別：彈性滑動是帶傳動的固有特性，是不可避免的。打滑是一種失效形式，是可以避免的，而且必須避免。打滑與彈性滑動的區(qū)別？1、失效形式：打滑和疲勞破壞（脫層、疲勞斷裂）。2、設(shè)計準(zhǔn)則：在不打滑前提下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。3、單根V帶所能傳遞的功率：不打滑條件：最大有效圓周力為：不疲勞破壞：三、帶傳動的疲勞強(qiáng)度特定條件下：P0（α1=α2=180°，特定帶長，載荷平穩(wěn)）(見P191表11.8)修正如下：——i≠1時，功率增量(P193，表11.10)——包角系數(shù)()(P190，表11.7)——長度系數(shù)(非特定帶長)(P194，表11.12)1增大摩擦系數(shù)μ↑—→Fmax↑（∵ΣFf↑）與帶和帶輪材料、表面狀況、工作環(huán)境有關(guān)。1）材料配對2）采用V帶：當(dāng)量摩擦系數(shù)μv≈1.7μ。四、提高帶傳動的工作能力措施2適當(dāng)增大F0F0↑——正壓力↑——ΣFf↑——Fmax↑——Pmax↑但：F0↑↑內(nèi)應(yīng)力↑↑——帶疲勞壽命↓帶的磨損↑——壽命↓∴應(yīng)嚴(yán)格控制F0大小。F0↓↓——帶傳動的工作能力不能充分發(fā)揮，易打滑。為保證工作中初拉力不變，可設(shè)計張緊裝置。3增大包角αα↑→Fmax↑當(dāng)i>1時：α1<α2，打滑從小帶輪開始，∴限制α1不能太小。4盡量使傳動在靠近最佳速度下工作最佳的速度值：5采用新型帶傳動6采用高強(qiáng)度帶材料寬V帶一、概述復(fù)習(xí)二、帶傳動的力分析帶傳動中的力分析帶的應(yīng)力帶傳動中的運動分析三、帶傳動的疲勞強(qiáng)度四、提高帶傳動的工作能力措施1）定期張緊五、帶傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.張緊裝置2）自動張緊3）張緊輪張緊注意：張緊輪位置

結(jié)構(gòu)輪緣：與帶相連部分輪轂：安裝在軸上部分輪輻：聯(lián)接部分實心式：小直徑腹板式：中等直徑輪輻式：大直徑

結(jié)構(gòu)組成輪轂：安裝在軸上部分輪輻：聯(lián)接部分實心式：小直徑腹板式：中等直徑輪輻式：大直徑2.帶輪按輪輻結(jié)構(gòu)類型分：六、帶的綜合應(yīng)用(設(shè)計過程)（一）原始數(shù)據(jù)1、傳遞的功率2、轉(zhuǎn)速或傳動比3、傳動對外廓尺寸的要求4、傳動工作條件5、原動機(jī)類型等等（二）設(shè)計內(nèi)容1、確定帶的型號、根數(shù)、長度2、帶輪直徑及結(jié)構(gòu)尺寸3、中心距4、F0、壓軸力FQ（三）設(shè)計步驟和方法1、選型號由計算功率Pc小輪轉(zhuǎn)速n1查選型圖確定帶型號Pc=KA·PP——名義功率KA——工作情況系數(shù)普通V帶選型圖分別計算選優(yōu)若處于兩種型號交界處分別計算選優(yōu)2、確定帶輪直徑1）帶型號→DminD1>Dmin2）驗算帶速v↑—→Fc↑—→應(yīng)減小D1v↓，功率一定時—→F↑—→z↑—→帶輪寬度↑，軸承尺寸↑3）D2≈iD1或系列值由于選取標(biāo)準(zhǔn)的D，使i變化，應(yīng)保證傳動比相對誤差：3、確定a、Lda↑—→結(jié)構(gòu)尺寸↑，高速時帶顫動，α1不穩(wěn)定a↓—→結(jié)構(gòu)緊湊a↓↓—→α1↓——降低傳動能力帶長↓↓——帶繞轉(zhuǎn)次數(shù)↑——帶壽命↓∴經(jīng)驗公式：2(D1+D2)≥a≥0.55(D1+D2)+h計算過程：1）由經(jīng)驗公式初選a0；2）由式11.2—→L—→選標(biāo)準(zhǔn)值Ld；3）由式11.3—→a——變動范圍4、驗算包角α1、傳動比i一般：α1≥120°、i≯75、張緊力F0：

P190式11.216、帶的根數(shù)z[P0]——單根V帶的實際使用功率，使用條件與實驗條件不同。修正如下：——i≠1時，功率增量(P193，表11.10)——包角系數(shù)()(P190，表11.7)——長度系數(shù)(非特定帶長)(P194，表11.12)——圓整承載不均8、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（略）9、張緊裝置（略）7、計算壓軸力FQ小結(jié)1、帶傳動的類型、工作原理、特點及應(yīng)用；2、帶傳動的受力及運動情況、3、主要失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則4、V帶傳動設(shè)計計算方法，合理的選擇各種參數(shù)一、概述應(yīng)用范圍類型傳動形式復(fù)習(xí)工作原理帶的優(yōu)缺點帶的結(jié)構(gòu)(標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)有哪些？)幾何尺寸二、帶傳動的力分析帶傳動中的力分析帶的應(yīng)力失效形式靜載荷打滑變載荷疲勞破壞帶的傳遞功率CH四、鏈傳動（ChainDrives）

本章重點1、鏈傳動的運動特性；2、鏈傳動的主要參數(shù)及選擇；3、鏈傳動的額定功率曲線習(xí)題思考題P58二-2；二-3；二-7；二-8

三-1作業(yè)題四-41、組成及特點優(yōu)：①沒有彈性滑動和打滑，能保證準(zhǔn)確的平均傳動比；②需要的張緊力小，作用在軸上的力??；③工況相同時，結(jié)構(gòu)緊湊；④可使用惡劣環(huán)境中；⑤效率高0.98；⑥中心距可很大。組成：主、從鏈輪、鏈條—嚙合傳動特點一、鏈傳動的概述缺：①瞬時傳動比i≠常數(shù)；？？②工作平穩(wěn)性差，有一定沖擊和噪音；③只用于平行軸間的傳動；④不易在載荷變化很大或急促反向的傳動中應(yīng)用；⑤制造費用高。傳動鏈——

一般機(jī)械傳動，v≤20m/s傳動鏈起重鏈——

提升重物，v≤0.25m/s起重鏈曳引鏈——

移動重物，v=2~4m/s曳引鏈2、分類

外鏈板過盈

滾子鏈銷軸傳動鏈內(nèi)鏈板套筒滾子間隙套筒鏈(沒有滾子）齒形鏈起重鏈曳引鏈外鏈板內(nèi)鏈板套筒滾子銷軸滾子鏈和套筒鏈

結(jié)構(gòu)：自由滾動，減小摩擦，磨損內(nèi)鏈節(jié)外鏈節(jié)形成鉸鏈內(nèi)、外鏈板呈“8”字形：?

等強(qiáng)度，↓慣性力齒形鏈齒形鏈?zhǔn)且唤M鏈齒板鉸接而成。工作時鏈齒板與鏈輪輪齒相嚙合而傳遞運動。圓銷式軸瓦式滾柱式按鉸鏈結(jié)構(gòu)圓銷式軸瓦式滾柱式直邊直邊O60?

齒形鏈的特點：1）、工作平穩(wěn)、噪音較小、允許鏈速較高2）、承受沖擊載荷能力較好、輪齒受力較均勻3）、價格較貴、重量較大、安裝和維護(hù)的要求較高圓銷式軸瓦式滾柱式3、應(yīng)用Pmax=5000KWVmax=40m/simax=15amax=8m一般：P≤100KWV≤15m/si＜8應(yīng)用于定傳動比的傳動。1)P（節(jié)距）：滾子鏈上相鄰兩滾子中心間的距離。P,零件尺寸大，傳遞功率大鉸鏈承壓面：套筒和銷軸間的接觸面積外鏈板內(nèi)鏈板套筒滾子銷軸Pdz4、基本參數(shù)b2排數(shù)單排多排2)排距Pt：排數(shù)越多，越難使各排受力均勻，故一般不超過3或4排，最多6排。Pt用開口銷固定，多用于大節(jié)距鏈彈簧卡片固定，多用于小節(jié)距鏈

設(shè)計時，鏈節(jié)數(shù)以取為偶數(shù)為宜，這樣可避免使用過渡鏈節(jié)，因為過渡鏈節(jié)會使鏈的承載能力下降。3)鏈的長度LP：用鏈節(jié)數(shù)表示。偶數(shù)、奇數(shù)(鏈接頭)

接頭形式：連接鏈節(jié)：過渡鏈節(jié)：產(chǎn)生附加彎矩,承載↓,F’Q=0.8FQ∴避免采用奇數(shù)鏈節(jié)。偶數(shù)節(jié)：奇數(shù)節(jié)：彈簧卡片↓沖擊和振動開口銷、鏈的代號鏈條型號：08A/10A/…40A等，節(jié)距：鏈號數(shù)乘以08A節(jié)距是12.7mm,16A是25.4mm分A、B型

標(biāo)準(zhǔn)化滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化：P282表14.1GB1243.1—83×鏈號排數(shù)鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號例：08A—1×87GB2431—83A系列、節(jié)距p=12.7mm，單排，87節(jié)鏈輪是鏈傳動的主要零件，其齒形已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。鏈輪的基本參數(shù)：配用鏈條的節(jié)距p、滾子的最大外徑d1、排距pt、齒數(shù)z。確定鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸；選擇鏈輪的材料和熱處理方式；5、鏈輪鏈輪設(shè)計的主要內(nèi)容是：齒形要求1)鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入和退出嚙合“三圓弧一直線”2)良好的接觸3)易于加工、制造鏈輪齒形d180?Z端面齒形：三圓弧一直線r2bdcr3r1aa齒槽參數(shù)齒面圓弧半徑re齒溝圓弧

ri齒溝角滾子鏈鏈輪的參數(shù)pd1dreri360?Zdaαdf“齒形按3RGB1244-85規(guī)定制造”分度圓直徑：低速、輕載：中碳鋼中速、中載：中碳鋼淬火處理高速、重載：低碳鋼滲碳淬火中碳鋼表面淬火載荷平穩(wěn)、速度較低、齒數(shù)較多也可鑄鐵和非金屬材料材料接觸強(qiáng)度耐磨性要求：鏈輪結(jié)構(gòu)：輪輻式（輪轂處采用了脹緊聯(lián)結(jié)）整體式孔板式組合式整條鏈：撓性體單個鏈節(jié)：剛性體鏈條繞上鏈輪時，鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合，形成正多邊形一部分。鏈條與鏈輪分度圓在運動中交替呈現(xiàn)相割和相切。鏈傳動的運動不均勻性——多邊形效應(yīng)二、鏈傳動的運動特性設(shè)計：潘存云1、傳動比、鏈速、速度不均勻性已知：鏈節(jié)距P、齒數(shù)Z1、Z2、轉(zhuǎn)速n1、n2平均傳動比為常數(shù)假設(shè)緊邊在傳動時總是處于水平位置。鏈速：銷軸圓周速度在水平方向的分速度。主動輪：鏈條鉸鏈點的前進(jìn)分速度上下運動分速度鏈條鉸鏈點的前進(jìn)分速度上下運動分速度主動輪：鏈速作著周期性變化，忽快忽慢,因而給鏈傳動帶來了速度的不均勻性。鏈輪齒數(shù)越少，鏈速的不均勻性也越增加。垂直速度使鏈節(jié)作著忽上忽下的變化，給鏈傳動帶來了工作的不穩(wěn)定性和有規(guī)律的振動。從動鏈輪的角速度為：所以鏈傳動瞬時傳動比為：從動輪：只有當(dāng)兩鏈輪的齒數(shù)相等、緊邊的長度又恰為鏈節(jié)距的整數(shù)倍時，i和才能得到恒定值。2、鏈傳動動載荷鏈速和從動輪角速度周期性變化，從而產(chǎn)生附加的動載荷。1）鏈速鏈輪轉(zhuǎn)速越高、鏈節(jié)距愈大、鏈輪齒數(shù)愈少，動載荷將愈大。鏈速一定時，采用較多的鏈輪齒數(shù)和較小的鏈節(jié)距對降低動載荷是有利的。2)鏈產(chǎn)生橫向振動動載荷3）鏈節(jié)進(jìn)入鏈輪的瞬間，鏈節(jié)和輪齒以一定的相對速度相嚙合，從而產(chǎn)生附加的動載荷。

鏈節(jié)對輪齒的沖擊動能愈大，對傳動的破壞作用也愈大?！酁闇p少沖擊能量，應(yīng)采取較小的鏈節(jié)距，并限制鏈輪的極限速度。4）鏈張緊，減少慣性沖擊，減少動載荷。三、鏈傳動的受力分析不考慮傳動的動載荷，主要受三個力：1、主要受3個力：1）、工作拉力2）、離心拉力3）、垂度拉力按求懸索拉力的方法：水平傳動傾斜傳動垂直傳動2、鏈緊、松邊的拉力緊邊拉力：松邊拉力：3、作用在軸上的載荷平穩(wěn)載荷：中等沖擊載荷：嚴(yán)重沖擊：四、鏈傳動的主要參數(shù)選擇1、傳動比i，通常：α1≥120°，i=2~3.52、鏈輪齒數(shù)1）不宜過少z↓—↑運動不均勻性、↑動載荷—↑垂直分速度，↑功率消耗z↓，同時嚙合齒數(shù)↓，磨損↑z↓，鏈節(jié)間相對轉(zhuǎn)角↑，↑功率消耗∴限制zmin2）不宜過多z1↑→z2↑↑─→d+Δd↑→跳齒、脫鏈↑→壽命↓磨損由于：磨損后：p→p+Δp即：當(dāng)Δp相同時：z↑—Δd↑—

鏈節(jié)外移(爬齒)↑—

脫鏈可能性↑∴zmax=120問：自行車鏈傳動，磨損后脫鏈從哪輪開始？前輪：z多3、鏈速、鏈輪極限轉(zhuǎn)速v↑—

動載荷↑∴v＜12m/snopt—Pmax，nlim

—

右側(cè)豎線（圖14.17）。3）均勻磨損Lp為偶數(shù)→鏈輪齒數(shù)應(yīng)采用與Lp互質(zhì)的奇數(shù)。

4、鏈節(jié)距pp↑鏈傳動尺寸↑—

承載能力↑運動不均勻性↑、動載↑、振動噪音↑∴盡量采用小節(jié)距鏈條。重載、a小、i大：小節(jié)距、多排鏈；v小、a大、i?。捍蠊?jié)距、單排鏈；選擇方法：，由P0、n1查圖14.17定型號—p。一般10152040608010015020040060080010001500200040006000小鏈輪轉(zhuǎn)速n1(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率p0(kw)48A單排A系列滾子鏈的功率曲線

鏈號節(jié)距08A12.710A15.87512A19.0516A25.420A31.7524A38.128A44.4532A50.840A63.548A76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A過程：1）初選a0=（30~50）p；2）由式14.23→Lp（圓整為偶數(shù)）；3）由式14.24→a；5、中心距和鏈長v一定：a↓—Lp↓—

屈伸次數(shù)↑—

磨損↑d一定：a↓—α1↓—

同時嚙合齒數(shù)↓—

磨損↑a↑↑—

松邊上下顫動，傳動不平穩(wěn)。∴a=（30~50）pamax=80pa↓五、滾子鏈傳動的計算一、失效形式1、鏈條元件的疲勞破壞（∵交變應(yīng)力下工作）2、鉸鏈鉸鏈磨損→p↑—

脫鏈3、膠合：銷軸與套筒（高速或潤滑不良）4、沖擊破壞：起動、制動、反轉(zhuǎn)6、鏈輪輪齒磨損5、靜力拉斷：下，過載拉斷二、額定功率曲線針對各種失效形式——額定功率曲線（帳篷曲線）三、額定功率P0為避免上述失效形式——特定條件下，試驗曲線疲勞沖擊膠合①z1=19②Lp=100節(jié)③工作壽命15000小時④單列鏈，水平布置⑤載荷平穩(wěn)、推薦方式潤滑⑥鏈的相對伸長量不大于3%鏈條使用條件如不符，計算時將進(jìn)行修正。特定條件實際使用（修正）：若v＜0.6m/s,鏈的主要失效形式：過載拉斷靜強(qiáng)度校核3、滾子鏈傳動的設(shè)計方法和步驟1)．鏈輪齒數(shù)通常限制鏈傳動的傳動比i≤6，推薦的傳動比i＝2～3.5。

選擇小鏈輪齒數(shù)Z1─→計算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1。小鏈輪齒數(shù)Z1過少─→運動不平穩(wěn)嚴(yán)重。小鏈輪齒數(shù)Z1過大─→增大了傳動的尺寸和質(zhì)量。2)．鏈的節(jié)距鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但傳動的多邊形效應(yīng)也要增大，振動沖擊和噪聲也越嚴(yán)重。設(shè)計一般盡量選取小節(jié)距的鏈。

考慮到鏈傳動的實際工作條件與標(biāo)準(zhǔn)實驗條件的不同，引入修正系數(shù)，鏈所需傳遞的功率按下式確定：式中：Kz為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；KP為多排鏈系數(shù)；鏈條節(jié)距p可根據(jù)功率P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1由額定功率曲線選取。3)．鏈傳動的中心距和鏈節(jié)數(shù)鏈傳動的中心距過大或過小對傳動都會造成不利影響。設(shè)計時一般取中心距a=(30～50)p，最大取amax=80p。鏈條的長度以鏈節(jié)數(shù)Lp來表示，鏈節(jié)數(shù)為：計算出的Lp應(yīng)圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，鏈傳動的中心距為：4)．小鏈輪轂孔最大直徑根據(jù)小鏈輪的節(jié)距和齒數(shù)確定鏈輪轂孔的最大直徑dkmax，若dkmax小于安裝鏈輪處的軸徑，則應(yīng)重新選擇鏈傳動的參數(shù)。六、鏈傳動的張緊與布置（一）、合理布置1、兩輪回轉(zhuǎn)面應(yīng)在同一鉛垂面內(nèi)；3、緊邊在上。2、兩輪中心線最好水平，或與水平面≤45°夾角，盡量避免垂直布置；加張緊輪兩輪錯開（二）、張緊方法張緊目的：不決定工作能力，決定垂度大小。方法：調(diào)整中心距；加張緊輪：靠近主動鏈輪的松邊上。彈簧力

重力調(diào)整位置

調(diào)整位置

七、鏈傳動的潤滑1.鏈傳動的潤滑潤滑方式1.

人工給油；2.

油杯滴油；3.

油浴潤滑、飛濺給油；4.

用油泵強(qiáng)制潤滑和冷卻。環(huán)境溫度高或載荷大取潤滑油粘度高的，反之取低的。甩油環(huán)甩油環(huán)推薦的潤滑方式0.20.30.40.60.812345681020鏈速v(m/s)50.844.4538.131.7525.419.0515.87512.7鏈節(jié)距p(mm)Ι—人工定期潤滑ΙΠ—滴油潤滑ΠШ—油浴或