機械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)文檔

6/6一.壓力角和傳動角壓力角：從動桿(運動輸出件)受力作用點的力作用線與速度方位線所夾銳角。(不考慮摩擦)傳動角：壓力角的余角。即：越小，越大，機構(gòu)的傳力特性愈好。設(shè)計時規(guī)定最小傳動角≥40-50二.鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)有一個曲柄的條件：(1)最短桿條件連架桿和機架中必有一桿為最短桿。(2)長度和條件最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型：1.若機構(gòu)滿足長度和條件，則(1)以最短桿的鄰邊為機架時為曲柄搖桿機構(gòu)(2)以最短桿為機架時為雙曲柄機構(gòu)(3)以最短桿的對邊為機架時為雙搖桿機構(gòu)2.若機構(gòu)不滿足長度和條件則只能成為雙搖桿機構(gòu)三.大徑普通螺紋的大徑是指與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑。內(nèi)螺紋的大徑用代號D表示，外螺紋的大徑用代號d表示。螺紋的公稱直徑是指代表螺紋尺寸的直徑。普通螺紋的公稱直徑是大徑四．齒輪的失效形式它的失效形式主要有四種：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、和齒面膠合。

1．輪齒折斷

因為輪齒受力時齒根彎曲應(yīng)力最大，而且有應(yīng)力集中，因此，輪齒折斷一般發(fā)生在齒根部分。

若輪齒單側(cè)工作時，根部彎曲應(yīng)力一側(cè)為拉伸，另一側(cè)為壓縮，輪齒脫離嚙合后，彎曲應(yīng)力為零。因此，在載荷的多次重復(fù)作用下，彎曲應(yīng)力超過彎曲持久極限時，齒根部分將產(chǎn)生疲勞裂紋。裂紋的逐漸擴展，最終將引起斷齒，這種折斷稱為疲勞折斷。

輪齒因短時過載或沖擊過載而引起的突然折斷，稱為過載折斷。用淬火鋼或鑄鐵等脆性材料制成的齒輪，容易發(fā)生這種斷齒。

2．齒面磨損

齒面磨損主要是由于灰砂、硬屑粒等進入齒面間而引起的磨粒性磨損；其次是因齒面互相摩擦而產(chǎn)生的跑合性磨損。磨損后齒廓失去正確形狀（圖3－42），使運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生沖擊和噪聲。磨粒性磨損在開式傳動中是難以避免的。采用閉式傳動，提高齒面光潔度和保持良好的潤滑可以防止或減輕這種磨損。

3．齒面點蝕

輪齒工作時，其工作表面產(chǎn)生的接觸壓應(yīng)力由零增加到一最大值，即齒面接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的。在過高的接觸應(yīng)力的多次重復(fù)作用下，齒面表層就會產(chǎn)生細微的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴展使齒面的金屬微粒剝落下來而形成凹坑，即疲勞點蝕，繼續(xù)發(fā)展以致輪齒嚙合情況惡化而報廢。實踐表明，疲勞點蝕首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處（圖3－43）。齒面抗點蝕能力主要與齒面硬度有關(guān)，齒面硬度越高，抗點蝕能力也越強。

軟齒面（HBS≤350）的閉式齒輪傳動常因齒面點蝕而失效。在開式傳動中，由于齒面磨損較快，點蝕還來不及出現(xiàn)或擴展即被磨掉，所以一般看不到點蝕現(xiàn)象。

可以通過對齒面接觸疲勞強度的計算，以便采取措施以避免齒面的點蝕；也可以通過提高齒面硬度和光潔度，提高潤滑油粘度并加入添加劑、減小動載荷等措施提高齒面接觸強度。

4．齒面膠合

在高速重載傳動中，常因嚙合溫度升高而引起潤滑失效，致使兩齒面金屬直接接觸并相互粘聯(lián)。當(dāng)兩齒面相對運動時，較軟的齒面沿滑動方向被撕裂出現(xiàn)溝紋（圖3－44），這種現(xiàn)象稱為膠合。在低速重載傳動中，由于齒面間不易形成潤滑油膜也可能產(chǎn)生膠合破壞。

提高齒面硬度和光潔度能增強抗膠合能力。低速傳動采用粘度較大的潤滑油；高速傳動采用含抗膠合添加劑的潤滑油，對于抗膠合也很有效。五簡述帶傳動的彈性滑動與打滑的區(qū)別答：帶傳動機構(gòu)中，皮帶具有較大的彈性。在傳動機構(gòu)開始工作時，主動輪通過皮帶拉動被動輪轉(zhuǎn)動，這時皮帶處于拉緊的部位會被延伸一定的長度。這種延伸導(dǎo)致被動輪與主動輪之間的轉(zhuǎn)動有所滯后。就是帶傳動的彈性滑動。在實際傳動過程中，皮帶對于帶輪的表面會發(fā)生相對的滑動，使被動輪傳動面與主動輪的傳動面線速度有差異，這種滑動導(dǎo)致傳動比的不準(zhǔn)確，這就是常說的“打滑".答2：\t"bbb://zhidao.baiduaaa/_blank"帶傳動中彈性滑動是不可避免的，是由于帶的\t"bbb://zhidao.baiduaaa/_blank"彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量滑動。而打滑是帶與帶輪間發(fā)生顯著的相對滑動，也即整體打滑，打滑會加劇帶的磨損，降低從動帶輪的轉(zhuǎn)速，甚至是傳動失效，應(yīng)極力避免這種情況發(fā)生。相關(guān)知識點：帶傳動的彈性——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。由于帶的彈性變形而引起帶在輪面上滑動的現(xiàn)象，稱為彈性滑動。這種因材料的彈性變形而產(chǎn)生的滑動被稱為彈性滑動。帶傳動的打滑——當(dāng)需要傳遞的有效圓周力大于極限摩檫力時，帶與帶輪間將發(fā)生全面滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損并使從動輪轉(zhuǎn)速急劇降低，致使傳動失效。區(qū)別：彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。彈性滑動是帶傳動正常工作時，由緊邊和松邊的拉力差引起的帶與帶輪之間微小的相對滑動。因帶是彈性體，只要受到拉力，帶必然會發(fā)生變形，它是帶傳動的固有特性，因而彈性滑動是不可避免的。而打滑則是由于過載而引起的帶與小帶輪之間的全面滑動，這是一種帶傳動的主要失效形式，因而必須避免帶傳動的打滑。根切1.根切現(xiàn)象用范成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過理論嚙合線極限點N1時，被加工齒輪齒根附近的漸開線齒廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。避免根切的措施1、使被切齒輪的齒數(shù)多于不發(fā)生根切的最少齒數(shù)（國家標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)m=17,。某些情況下為減少齒數(shù)以獲得比較緊湊的結(jié)構(gòu)，在滿足輪齒彎曲強度條件下，允許有輕微根切時，m=14）；2、減小齒頂高系數(shù)ha*（講減小重合度）或加大壓力角α（需采用非標(biāo)準(zhǔn)刀具）；3、變位修正法。七．自鎖幾個補充概念：機械效率：輸入功與輸出功之比。自鎖：機構(gòu)無法運動的現(xiàn)象?？偡戳R：運動副中法向反力Fn與摩擦力Ff的合力，稱為運動副中的總反力。摩擦角：總反力與法向反力之間的夾角。其大小為：矩形螺母自鎖條件： 非矩形螺紋自鎖條件：若螺紋升角ψ小于當(dāng)量摩擦角ρ′，則螺旋具有自鎖特性，如不施加驅(qū)動力矩，無論軸向驅(qū)動力Fa多大，都不能使螺旋副相對運動?？紤]到極限情況，非矩形螺紋的自鎖條件可表示為ψ≤ρ′為了防止螺母在軸向力作用下自動松開，用于連接的緊固螺紋必須滿足自鎖條件。凸輪機構(gòu)失真、尖頂當(dāng)理論廓線外凸時(可分為三種情況)ρa=ρmin－rTρmin>rT時ρa>0,這時所得的凸輪實際輪廓為光滑的曲線2)ρmin=rT時ρa=0,實際輪廓線變尖，極易磨損，不能使用。此時又叫尖頂3)ρmin<rT時ρa<0,即實際曲線出現(xiàn)交叉會出現(xiàn)失真軸向定位的方法、周向定位的方法（1）軸上零件的軸向定位、固定和周向固定零件在軸上的軸向定位要準(zhǔn)確而可靠，以使其安裝位置確定，能承受軸向力而不產(chǎn)生軸向位移。軸肩由定位面和內(nèi)圓角組成，為了保證軸上零件定位可靠，軸肩處的圓角半徑r必須小于零件內(nèi)孔的圓角半徑R或倒角C，軸肩高度一般取h=（0.07～0.1)d,軸環(huán)寬度b≈1.4h。軸上零件的軸向定位方法用軸肩或軸環(huán)固定零件時，常需采用其他附件來防止零件向另一方向移動。如套筒、軸承端蓋、軸端擋圈、圓螺母、彈性擋圈、緊定螺釘。（2)為了傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，防止軸上零件與軸作相對轉(zhuǎn)動，軸上零件的周向固定必須可靠。軸上零件的周向定位方法轉(zhuǎn)矩較大時采用鍵連接、花鍵連接，也可采用過盈連接、型面連接。轉(zhuǎn)矩較小時采用銷連接、彈性環(huán)連接。聯(lián)軸器與離合器1.聯(lián)軸器與離合器相同點：在機械連接中，聯(lián)軸器和離合器都是用來連接兩軸，使兩軸一起轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的裝置。不同點：連軸器只能保持兩軸的接合。離合器可在機器的工作中隨時完成兩軸的接合和分離。2.聯(lián)軸器聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。3.剛性聯(lián)軸器（1）凸緣剛性聯(lián)軸器——沒有位移補償能力。結(jié)構(gòu)：半聯(lián)軸器通過鍵與軸相連，用螺栓將兩個半聯(lián)軸器的凸緣連接在一起。型式對中榫的凸緣聯(lián)軸器普通凸緣聯(lián)軸器—靠受剪螺栓對中。—靠榫頭對中。型式對中榫的凸緣聯(lián)軸器普通凸緣聯(lián)軸器—靠受剪螺栓對中?！块绢^對中。制造與安裝要求：半聯(lián)軸器的凸緣端面應(yīng)與軸線垂直，安裝時應(yīng)使兩軸精確對中。材料：一般用鑄鐵,當(dāng)重載或V≥30m/s時，用鑄鋼或鍛鋼。特點：結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、傳遞扭矩較大，但不能緩沖減振。應(yīng)用：用于載荷平穩(wěn)的兩軸連接。（2）套筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：用一個套筒通過鍵將兩軸連接在一起。用緊定螺釘來實現(xiàn)軸向固定。特點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、徑向尺寸小、成本低，但安裝或拆卸時須作軸向移動。應(yīng)用：用于載荷不大、平穩(wěn)且兩軸線能嚴(yán)格對中的場合。4.無彈性元件撓性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：兩個有內(nèi)齒的外殼，兩個有外齒的套筒，兩者齒數(shù)相同，套筒與軸用鍵連接，兩外殼用螺栓連接。兩端密封，空腔內(nèi)儲存潤滑油。功用：能補償軸不對中和偏斜。工作范圍：角偏移：正常齒：30'徑向偏移：y2.4~6.3mm優(yōu)點：傳遞扭矩大、能補償綜合位移。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、造價高。應(yīng)用：用于重型傳動。（2）滾子鏈聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：利用一條公用的雙排鏈條同時與兩個齒數(shù)相同的并列鏈輪嚙合來實現(xiàn)兩半鏈軸器的連接。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、質(zhì)量小、裝拆方便、維修容易、成本低廉，有一定的補償性能和緩沖性能。缺點：因鏈條的套筒與鏈輪之間存在間隙，不適于逆向傳動和啟動頻繁或立式軸傳動。同時受離心力的影響不適于高速傳動?；瑝K聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：兩個端面開有徑向凹槽的半聯(lián)軸器，兩端各具有凸榫的中間滑塊，且兩端榫頭互相垂直，嵌入凹槽中，構(gòu)成移動副。工作原理：當(dāng)兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動。優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易?；瑝K因偏心產(chǎn)生離心力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。適用范圍：30'，y0.