機械設計總復習

機械設計總復習三基：基本知識、基本理論、基本技能三線：力學線、工藝線、經(jīng)濟線第一篇總論1整理ppt第二節(jié)第一章緒論

通用零件包括：

齒輪、鏈傳動、帶傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動；軸、聯(lián)軸器、離合器；滾動軸承、滑動軸承；螺栓、鍵、花鍵、銷；鉚、焊、膠結(jié)構(gòu)件；彈簧、機架、箱體等。

通用零件是本課程的主要學習對象，而專用零件的設計方法應在有關(guān)專業(yè)課中學習。

2整理ppt第三節(jié)１本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務

本課程的主要內(nèi)容是：學習機械系統(tǒng)設計的基礎知識；學習一般尺寸和參數(shù)的通用零件設計方法。

機械設計結(jié)果的表現(xiàn)形式為：機械工程圖、說明書和計算機程序。

3整理ppt機器的組成1第二章機械設計總論機器的組成

一臺完整的機器的組成大致可包括：原動機部分傳動部分執(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4整理ppt機械零件的主要失效形式1機械零件的主要失效形式（一）整體斷裂

整體斷裂是指零件在載荷作用下，其危險截面的應力超過零件的強度極限而導致的斷裂，或在變應力作用下，危險截面發(fā)生的疲勞斷裂。

（二）過大的殘余變形

當作用于零件上的應力超過了材料的屈服極限，零件將產(chǎn)生殘余變形。5整理ppt機械零件的主要失效形式2

（三）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）。（四）破壞正常工作條件引起的失效

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。6整理ppt設計機械零件時應滿足的基本要求設計機械零件時應滿足的基本要求

避免在預定壽命期內(nèi)失效的要求

結(jié)構(gòu)工藝性要求

經(jīng)濟性要求

質(zhì)量小的要求

可靠性要求應保證零件有足夠的強度、剛度、壽命。設計的結(jié)構(gòu)應便于加工和裝配。

零件應有合理的生產(chǎn)加工和使用維護的成本。

質(zhì)量小則可節(jié)約材料，質(zhì)量小則靈活、輕便。應降低零件發(fā)生故障的可能性（概率）。

7整理ppt機械零件的計算準則1機械零件的設計準則

強度準則

剛度準則

壽命準則

振動穩(wěn)定性準則

可靠性準則：確保零件不發(fā)生斷裂破壞或過大的塑性變形，是最基本的設計準則。：確保零件不發(fā)生過大的彈性變形。：通常與零件的疲勞、磨損、腐蝕相關(guān)。

8整理ppt機械零件的設計方法機械零件的設計方法

理論設計

經(jīng)驗設計

模型實驗設計

機械零件的設計方法通常分為常規(guī)設計方法和現(xiàn)代設計方法兩大類。

常規(guī)設計方法：9整理ppt機械零件設計中的標準化1機械零件設計中的標準化

標準化的益處：

與設計有關(guān)的標準:

國際標準國家標準行業(yè)標準企業(yè)標準等如：ISOGBJB、HBQB

標準化有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕設計工作量，便于零部件的互換和組織專業(yè)化的大生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。

標準化就是要通過對零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、設計方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標準。

10整理ppt材料疲勞的兩種類別第三章零件的強度材料的疲勞特性一、交變應力的描述sm─平均應力；sa─應力幅smax─最大應力；smin─最小應力r─應力比（循環(huán)特性）描述規(guī)律性的交變應力可有5個參數(shù)，但其中只有兩個參數(shù)是獨立的。r=-1對稱循環(huán)應力r=0脈動循環(huán)應力r=1靜應力

11整理ppt疲勞曲線材料的疲勞特性

機械零件的疲勞大多發(fā)生在s－N曲線的CD段，可用下式描述：

D點以后的疲勞曲線呈一水平線，代表無限壽命區(qū)其方程為：

由于ND很大，所以在作疲勞試驗時，常規(guī)定一個循環(huán)次數(shù)N0(稱為循環(huán)基數(shù))，用N0及其相對應的疲勞極限σr來近似代表ND和σr∞，于是有：有限壽命區(qū)間內(nèi)循環(huán)次數(shù)N與疲勞極限srN的關(guān)系為：式中，sr、N0及m的值由材料試驗確定。二、

s－N疲勞曲線s－N疲勞曲線12整理ppt極限應力線圖材料的疲勞特性三、等壽命疲勞曲線（極限應力線圖）

機械零件材料的疲勞特性除用s－N曲線表示外，還可用等壽命曲線來描述。該曲線表達了不同應力比時疲勞極限的性。在工程應用中，常將等壽命曲線用直線來近似替代。用A'Ｇ'C折線表示零件材料的極限應力線圖是其中一種近似方法。A'Ｇ'直線的方程為：CＧ'直線的方程為：

yσ為試件受循環(huán)彎曲應力時的材料常數(shù)，其值由試驗及下式?jīng)Q定：對于碳鋼，yσ≈0.1~0.2，對于合金鋼，yσ≈0.2~0.3。

13整理ppt機械零件的疲勞強度計算1機械零件的疲勞強度計算一、零件的極限應力線圖

由于零件幾何形狀的變化、尺寸大小、加工質(zhì)量及強化因素等的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。

以彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)Ｋσ表示材料對稱循環(huán)彎曲疲勞極限σ-1與零件對稱循環(huán)彎曲疲勞極限σ-1e的比值，即

將零件材料的極限應力線圖中的直線A'D'G'按比例向下移，成為右圖所示的直線ADG，而極限應力曲線的CG

部分，由于是按照靜應力的要求來考慮的，故不須進行修正。這樣就得到了零件的極限應力線圖。

14整理ppt機械零件的疲勞強度計算2機械零件的疲勞強度計算二、單向穩(wěn)定變應力時的疲勞強度計算進行零件疲勞強度計算時，首先根據(jù)零件危險截面上的σmax及σmin確定平均應力σm與應力幅σa，然后，在極限應力線圖的坐標中標示出相應工作應力點M或N。機械零件可能發(fā)生的典型的應力變化規(guī)律有以下三種：應力比為常數(shù)：r=C

平均應力為常數(shù)σm=C

最小應力為常數(shù)σmin=C相應的疲勞極限應力應是極限應力曲線上的某一個點所代表的應力。計算安全系數(shù)及疲勞強度條件為：

15整理ppt16整理ppt

摩擦2第四章摩擦一、４種滑動摩擦狀態(tài)１.干摩擦是指表面間無任何潤滑劑或保護膜的純金屬接觸時的摩擦。２.邊界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的邊界膜開，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能時的摩擦。

17整理ppt摩擦3摩擦４．混合摩擦是指摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)。混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦時要小得多。３．流體摩擦是指摩擦表面被流體膜隔開，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力的摩擦。流體摩擦時的摩擦系數(shù)最小，且不會有磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦態(tài)。

邊界摩擦和混合摩擦在工程實際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱為不完全液體摩擦。

18整理ppt磨損1

在設計或使用機器時，應該力求縮短磨合期，延長穩(wěn)定磨損期，推遲劇烈磨損的到來。

一個零件的磨損過程大致可分為三個階段，即：磨合階段新的零件在開始使用時一般處于這一階段，磨損率較高。穩(wěn)定磨損階段屬于零件正常工作階段，磨損率穩(wěn)定且較低。劇烈磨損階段屬于零件即將報廢的階段，磨損率急劇升高。摩擦2磨損

19整理ppt磨損2磨粒磨損也簡稱磨損，是外部進入摩擦表面的游離硬顆粒或硬的輪廓峰尖所引起的磨損。粘附磨損

也稱膠合，當摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點處由于瞬時的溫升和壓力發(fā)生“冷焊”后，在相對運動時，材料從一個表面遷移到另一個表面，便形成粘附磨損。疲勞磨損

也稱點蝕，是由于摩擦表面材料微體積在交變的摩擦力作用下，反復變形所產(chǎn)生的材料疲勞所引起的磨損。磨損類型

腐蝕磨損當摩擦表面材料在環(huán)境的化學或電化學作用下引起腐蝕，在摩擦副相對運動時所產(chǎn)生的磨損即為腐蝕磨損。

20整理ppt潤滑劑、添加劑和潤滑方法

潤滑油

潤滑脂

固體潤滑劑

粘度的種類有：動力粘度、運動粘度、條件粘度等。潤滑脂的主要質(zhì)量指標是：錐入度，反映其稠度大小。

粘度是潤滑油的主要質(zhì)量指標；

潤滑劑

工程中常用運動粘度，單位是：St(斯)或cSt(厘斯)，

：動植物油、礦物油、合成油。：潤滑油+稠化劑：石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等。21整理ppt螺紋的類型與特點2一、普通螺紋的主要參數(shù)大徑d－即螺紋的公稱直徑。小徑d1－常用于聯(lián)接的強度計算。中徑d2－常用于聯(lián)接的幾何計算。螺距P－螺紋相鄰兩個牙型上對應點間的軸向距離。牙型角a－螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。升角y－螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。線數(shù)n－螺紋的螺旋線數(shù)目。導程S－螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離，S=nP。升角y的計算式為：

第二篇聯(lián)接第五章螺紋聯(lián)接22整理ppt聯(lián)接類型與標準件1二、螺紋聯(lián)接的基本類型

23整理ppt利用控制擰緊力矩的方法來控制預緊力的大小。通?？刹捎脺y力矩扳手或定力矩扳手，對于重要的螺栓聯(lián)接，也可以采用測定螺栓伸長的方法來控制預緊力。紋聯(lián)接的預緊三、螺紋聯(lián)接的預緊大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預先受到力的作用，這個預加作用力稱為預緊力。增強聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。注意：對于重要的聯(lián)接，應盡可能不采用直徑過小(＜M12)的螺栓。預緊力：預緊的目的：預緊力的控制：

預緊力和預緊力矩之間的關(guān)系：

24整理ppt螺紋聯(lián)接的防松四、螺紋聯(lián)接的防松

防松的根本問題在于防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。按工作原理的不同，防松方法分為摩擦防松、機械防松及其他的防松方法。

25整理ppt螺紋聯(lián)接的強度計算1五、螺紋聯(lián)接的強度計算

螺栓聯(lián)接強度計算的目的是根據(jù)強度條件確定螺栓直徑，而螺栓和螺母的螺紋牙及其他各部分尺寸均按標準選定。1、松螺栓聯(lián)接強度計算

聯(lián)接的失效形式：對于受拉螺栓，其失效形式主要是螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。對于受剪螺栓，其失效形式可能是螺栓桿被剪斷或螺栓桿和孔壁的貼合面被壓潰。

26整理ppt螺紋聯(lián)接的強度計算22．僅受預緊力的緊螺栓聯(lián)接強度條件：根據(jù)第四強度理論，螺栓在預緊狀態(tài)下的計算應力:

27整理ppt螺紋聯(lián)接的強度計算33．受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接螺栓預緊力F0后，在工作拉力F的作用下，螺栓的總拉力這時螺栓的總拉力為：

靜強度條件：式中F1為殘余預緊力，為保證聯(lián)接的緊密性，應使F1＞0，式中：為螺栓的相對剛度，其取值范圍為0~1。

28整理ppt螺紋聯(lián)接組的設計3

（1）對于鉸制孔用螺栓聯(lián)接每個螺栓所受工作剪力為：

（2）對于普通螺栓聯(lián)接按預緊后接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要求，有：式中：z為螺栓數(shù)目。1．受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接或六、螺栓組聯(lián)接的受力分析

Ks為防滑系數(shù)，設計中可取Ks=1.1~1.3。29整理ppt螺紋聯(lián)接組的設計42．受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接

采用普通螺栓，是靠聯(lián)接預緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩T。

采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩T。

30整理ppt螺紋聯(lián)接組的設計53．受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接

若作用在螺栓組上軸向總載荷FΣ作用線與螺栓軸線平行，并通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為：

通常，各個螺栓還承受預緊力F0的作用，當聯(lián)接要有保證的殘余預緊力為F1時，每個螺栓所承受的總載荷F2為。F2=F1+F

31整理ppt螺紋聯(lián)接組的設計64．受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接

作用在底板兩側(cè)的合力矩與傾覆力矩M平衡，即：由此可以求出最大工作載荷：

為防止結(jié)合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，要求：32整理ppt

國家標準規(guī)定了螺紋聯(lián)接件的性能等級。螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃?0級，螺母的性能等級分為7級。螺紋聯(lián)接件的材料與許用應力八、螺紋聯(lián)接件的材料與許用應力1、螺紋聯(lián)接件材料2、螺紋聯(lián)接件的許用應力螺紋聯(lián)接件的許用拉應力螺紋聯(lián)接件的許用剪應力和許用擠壓應力（被聯(lián)接件為鋼）（被聯(lián)接件為鑄鐵）

33整理ppt提高螺紋聯(lián)接強度的措施九、提高螺紋聯(lián)接強度的措施以螺栓聯(lián)接為例，螺栓聯(lián)接的強度主要取決于螺栓的強度，因此，提高螺栓的強度，將大大提高聯(lián)接系統(tǒng)的可靠性。影響螺栓強度的因素主要有以下幾個方面，或從以下幾個方面提高螺栓強度。改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象降低影響螺栓疲勞強度的應力幅減小應力集中的影響采用合理的制造工藝

34整理ppt帶傳動概述2一．帶傳動的類型

平帶傳動，結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的場合應用較多。在一般機械傳動中，應用最廣的帶傳動是Ｖ帶傳動，在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。

多楔帶傳動兼有平帶傳動和Ｖ帶傳動的優(yōu)點，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。

同步帶傳動是一種嚙合傳動，具有的優(yōu)點是：無滑動，能保證固定的傳動比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。第八章、帶傳動

第三篇傳動35整理ppt工作情況分析二、帶傳動的工作情況分析1、受力分析設帶的總長度不變F1＋F2＝2F0；帶傳動尚未工作時，傳動帶中的預緊力為F0。帶傳動工作時，一邊拉緊，一邊放松，記緊邊拉力為F1和松邊拉力為F2。尚未工作狀態(tài)

工作狀態(tài)

36整理ppt工作情況分析(力分析)帶傳動的最大有效拉力Fec有多大？由歐拉公式可知：歐拉公式給出的是帶傳動在極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說是給出了一個具體的帶傳動所能提供的最大有效拉力Fec。預緊力F0↑→最大有效拉力Fec↑包角α↑→最大有效拉力Fec↑摩擦系數(shù)f↑→最大有效拉力Fec

↑由歐拉公式確定，即：取繞在主動輪或從動輪上的傳動帶為研究對象，有：Fe＝F1－F2；

定義由負載所決定的傳動帶的有效拉力為Fe，則顯然有Fe＝Ff。37整理ppt工作情況分析(應力分析)為了不使帶所受到的彎曲應力過大，應限制帶輪的最小直徑。2、帶傳動的應力分析帶傳動的工作情況分析◆拉應力：緊邊拉應力σ1、松邊拉應力σ2；◆離心應力σc：帶沿輪緣圓周運動時的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應力；◆彎曲應力σb：帶繞在帶輪上時產(chǎn)生的彎曲應力。

σmax=？，發(fā)生在何處？應力的分布情況？38整理ppt/A39整理ppt工作情況分析(運動分析)3、帶傳動的運動分析

帶傳動中因帶的彈性變形變化所導致的帶與帶輪之間的相對運動，稱為彈性滑動?；蚱渲校阂虼?，傳動比為：

彈性滑動導致：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：帶傳動的工作情況分析

40整理pptV帶傳動的設計1Ｖ帶傳動的設計計算1．Ｖ帶傳動的設計準則帶傳動的主要失效形式是打滑和傳動帶的疲勞破壞。2．單根V帶的基本額定功率帶傳動的承載能力取決于傳動帶的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、長度，帶傳動的轉(zhuǎn)速、包角和載荷特性等因素。帶傳動的設計準則：在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實驗和分析確定的。實驗條件：傳動比i=1、包角α＝180°、特定長度、平穩(wěn)的工作載荷。

41整理pptV帶傳動的設計23．Ｖ帶傳動的設計設計內(nèi)容：確定帶的類型和截型、長度L、根數(shù)Z、傳動中心距a、帶輪基準直徑及其它結(jié)構(gòu)尺寸等。

由于單根Ｖ帶基本額定功率P0是在特定條件下經(jīng)實驗獲得的，因此，在針對某一具體條件進行帶傳動設計時，應根據(jù)這一具體的條件對所選定的Ｖ帶的基本額定功率P0進行修正，以滿足設計要求。

Ｖ帶傳動的設計計算42整理ppt43整理ppt傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點1第九章鏈傳動傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點傳動鏈是鏈傳動中的主要元件，傳動鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型?！魸L子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成?！魞?nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈聯(lián)接；◆滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。外鏈板內(nèi)鏈板套筒滾子銷軸滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比，但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過多。一、滾子鏈

44整理ppt傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點2鏈條的接頭處的固定形式有：傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點用開口銷固定，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。

45整理ppt鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料2滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈輪較常用的齒形是一種三圓弧一直線的齒形（如左圖所示）。圖中，齒廓上的a-a、a-b、c-d線段為三段圓弧，半徑依次為r1、r2和r3；b-c線段為直線段。二、鏈輪的結(jié)構(gòu)整體式鏈輪孔板式鏈輪組合式鏈輪

46整理ppt運動特性1鏈傳動的運動特性一、鏈傳動的速度分析在鏈傳動中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距p。鏈的平均速度為：鏈傳動的平均傳動比為：鏈條鉸鏈A點的前進分速度上下運動分速度

47整理ppt運動特性2二、鏈傳動的運動不均勻性由上述分析可知，鏈傳動中，鏈條的前進速度和上下抖動速度是周期性變化的，鏈輪的節(jié)距越大，齒數(shù)越少，鏈速的變化就越大。鏈傳動的運動特性當主動鏈輪勻速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪的角速度以及鏈傳動的瞬時傳動比都是周期性變化的，因此鏈傳動不宜用于對運動精度有較高要求的場合。鏈傳動的不均勻性的特征，是由于圍繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊形這一特點所造成的，故稱為鏈傳動的多邊形效應。因為從動鏈輪的角速度為：所以鏈傳動瞬時傳動比為：

48整理ppt運動特性3鏈傳動的運動特性三、鏈傳動的動載荷鏈傳動中的多邊形效應造成鏈條和鏈輪都是周期性的變速運動，從而引起動載荷。鏈輪的轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距越大、齒數(shù)越少，則傳動的動載荷就越大。鏈節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對速度，也將引起沖擊和動載荷。鏈節(jié)距越大，鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，則沖擊越強烈。鏈條前進的加速度引起的動載荷為：從動鏈輪的角加速度引起的動載荷為：當鏈節(jié)嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運動的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度ω作圓周運動的鏈輪輪齒，將以一定的相對速度突然相互嚙合，從而使鏈條和鏈輪受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加動載荷。

49整理ppt受力分析1鏈傳動的受力分析鏈傳動在安裝時，應使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是使松邊不致過松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產(chǎn)生振動、跳齒或脫鏈現(xiàn)象。鏈的緊邊拉力為：鏈的松邊拉力為：其中：Fe為有效圓周力：Fc為離心力引起的拉力：在上述各式中，P為傳遞的功率（kW)；v為鏈速(m/s)；q為單位長度鏈條的質(zhì)量(kg/m)。Ff為懸垂拉力，與鏈條松邊的垂度和傳動的布置方式有關(guān)。

50整理ppt設計計算1滾子鏈傳動的設計計算一、失效形式和額定功率鏈傳動的失效形式有鏈的疲勞破環(huán)、鏈條鉸鏈的磨損、鏈條鉸鏈的膠合以及鏈條的靜力拉斷。額定功率P0/kW小鏈輪轉(zhuǎn)速n1/(r/min)

51整理ppt設計計算2滾子鏈傳動的設計計算二、滾子鏈傳動的設計方法和步驟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)嚴重。小鏈輪齒數(shù)Z2過大─→易脫鏈或跳齒

。2．確定計算功率計算功率Pca是根據(jù)傳遞的額定功率P，并考慮工作情況來確定的。KA為鏈傳動的工作情況系數(shù)。3．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也要增大，振動沖擊和噪聲也越嚴重。設計一般盡量選取小節(jié)距的鏈。

52整理ppt齒輪傳動的失效形式及設計準則第十章齒輪傳動失效形式及設計準則一、齒輪的主要失效形式輪齒折斷齒面磨損齒面點蝕齒面膠合塑性變形二、齒輪的設計準則對一般工況下的齒輪傳動，其設計準則是：保證足夠的齒根彎曲疲勞強度，以免發(fā)生齒根折斷。保證足夠的齒面接觸疲勞強度，以免發(fā)生齒面點蝕。對高速重載齒輪傳動，除以上兩設計準則外，還應按齒面抗膠合能力的準則進行設計。由實踐得知：閉式軟齒面齒輪傳動，以保證齒面接觸疲勞強度為主。閉式硬齒面或開式齒輪傳動，以保證齒根彎曲疲勞強度為主。齒輪傳動的失效主要是指輪齒的失效，其失效形式是多種多樣的。常見的失效形式有：

53整理ppt齒輪的材料及其選擇原則齒輪的材料及其選擇原則一、對齒輪材料性能的要求齒輪的齒體應有較高的抗折斷能力，齒面應有較強的抗點蝕、抗磨損和較高的抗膠合能力，即要求：齒面硬、芯部韌。二、常用的齒輪材料鋼：許多鋼材經(jīng)適當?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚?，可以成為常用的齒輪材料；鑄鐵：常作為低速、輕載、不太重要的場合的齒輪材料；非金屬材料：適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場合。三、齒輪材料選用的基本原則齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強度、壽命、可靠性、經(jīng)濟性等；應考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝；鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應保持在30~50HBS或更多。

54整理ppt齒輪傳動的計算載荷齒輪傳動的計算載荷齒輪傳動強度計算中所用的載荷，通常取沿齒面接觸線單位長度上所受的載荷，即：

Fn為輪齒所受的公稱法向載荷。實際傳動中由于原動機、工作機性能的影響以及制造誤差的影響，載荷會有所增大，且沿接觸線分布不均勻。接觸線單位長度上的最大載荷為：K為載荷系數(shù)，其值為：K＝KA

Kv

Kα

Kβ式中：KA

─使用系數(shù)Kv

─動載系數(shù)Kα─齒間載荷分配系數(shù)Kβ─齒向載荷分布系數(shù)

55整理ppt直齒圓柱齒輪強度計算1標準直齒圓柱齒輪強度計算一、輪齒的受力分析以節(jié)點P處的嚙合力為分析對象，并不計嚙合輪齒間的摩擦力，可得：

56整理ppt直齒圓柱齒輪強度計算2標準直齒圓柱齒輪強度計算二、齒根彎曲疲勞強度計算引入齒寬系數(shù)后，可得設計公式：YFa為齒形系數(shù)，是僅與齒形有關(guān)而與模數(shù)m無關(guān)的系數(shù)，其值可根據(jù)齒數(shù)查表獲得。

57整理ppt直齒圓柱齒輪強度計算3標準直齒圓柱齒輪強度計算三、齒面接觸疲勞強度計算基本公式──赫茲應力計算公式。:在節(jié)點嚙合時，接觸應力較大，故以節(jié)點為接觸應力計算點。齒面接觸疲勞強度的校核式：

齒面接觸疲勞強度的設計式：上述式中：u─齒數(shù)比，u=z2/z1；ZE

─彈性影響系數(shù)；ZH─區(qū)域系數(shù)；

58整理ppt齒輪傳動的設計參數(shù)1一、齒輪傳動設計參數(shù)的選擇齒輪傳動設計參數(shù)、許用應力與精度選擇1．壓力角a的選擇2．齒數(shù)的選擇一般情況下，閉式齒輪傳動:z1=20~40開式齒輪傳動:z1=17~20z2=uz13．齒寬系數(shù)fd的選擇當d1已按接觸疲勞強度確定時，z1↑m↓重合度e↑→傳動平穩(wěn)抗彎曲疲勞強度降低齒高h↓→減小切削量、減小滑動率因此，在保證彎曲疲勞強度的前提下，齒數(shù)選得多一些好！fd

↑→齒寬b↑→

有利于提高強度，但fd過大將導致Kβ↑一般情況下取a=20°fd的選取可參考齒寬系數(shù)表

59整理ppt齒輪傳動的設計參數(shù)3齒輪傳動設計參數(shù)、許用應力與精度選擇四、齒輪傳動的強度計算說明接觸強度計算中，因兩對齒輪的σH1=σH2

，故按此強度準則設計齒輪傳動時，公式中應代[σH]1和[σH]2中較小者。用設計公式初步計算齒輪分度圓直徑d1(或模數(shù)mn)時，因載荷系數(shù)中的

KV、Kα、Kβ不能預先確定，故可先試選一載荷系數(shù)Kt。算出d1t(或mnt）

后，用d1t再查取KV、Kα、Kβ從而計算Kt

。若K與Kt接近，則不必修改原設計。否則，按下式修正原設計。彎曲強度計算中，因大、小齒輪的[σF]、YFa、YSa

值不同，故按此強度準則設計齒輪傳動時，公式中應代和中較小者。

60整理ppt標準斜齒圓柱齒輪強度計算標準斜齒圓柱齒輪強度計算1輪齒的受力分析由于Fa∝tanb，為了不使軸承承受的軸向力過大，螺旋角b不宜選得過大，常在b=8o～20o之間選擇。

61整理ppt錐齒輪傳動的強度計算2輪齒的受力分析直齒錐齒輪的輪齒受力分析模型如下圖，將總法向載荷集中作用于齒寬中點處的法面截面內(nèi)。Fn可分解為圓周力Ft，徑向力Fr和軸向力Fa三個分力。各分力計算公式：標準錐齒輪傳動的強度計算軸向力Fa的方向總是由錐齒輪的小端指向大端。

62整理ppt其齒面一般是在車床上用直線刀刃的車刀切制而成，車刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒面的齒廓形狀不同。阿基米德蝸桿漸開線蝸桿法向直廓蝸桿錐面包絡圓柱蝸桿蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動

第11章蝸桿傳動63整理ppt普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸1普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸一、模數(shù)m和壓力角a蝸桿與蝸輪嚙合時，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即ma1=mt2=m

aa1=at2二、蝸桿的分度圓直徑d1由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對加工而成的，為了限制滾刀的數(shù)目，國家標準對每一標準模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標準蝸桿分度圓直徑d1。直徑d1與模數(shù)m的比值(q=d1／m)稱為蝸桿的直徑系數(shù)。三、蝸桿的頭數(shù)z1較少的蝸桿頭數(shù)（如：單頭蝸桿）可以實現(xiàn)較大的傳動比，但傳動效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動效率越高，但蝸桿頭數(shù)過多時不易加工。通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。

64整理ppt普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸2普通蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸四、導程角g在m和d1為標準值時，z1↑→g↑五、傳動比i六、蝸輪齒數(shù)z2蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動比，即z2=iz1。z2不宜太?。ㄈ鐉2＜26)，否則將使傳動平穩(wěn)性變差。z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿的彎曲剛度。

七、中心距正確嚙合時，蝸輪蝸桿螺旋線方向相同，且g1＝b2

65整理ppt普通蝸桿傳動的承載能力計算1普通蝸桿傳動的承載能力計算一、蝸桿傳動的失效形式蝸桿傳動的主要問題是摩擦磨損嚴重，這是設計中要解決的主要問題。蝸輪磨損、系統(tǒng)過熱、蝸桿剛度不足是主要的失效形式。二、蝸桿傳動的常用材料三、蝸桿傳動的設計準則蝸桿的剛度計算──防止蝸桿剛度不足引起的失效。蝸輪的齒根彎曲疲勞強度計算蝸輪的齒面接觸疲勞強度計算──防止齒面過度磨損引起的失效。傳動系統(tǒng)的熱平衡計算──防止過熱引起的失效。為了減摩，通常蝸桿用鋼材，蝸輪用有色金屬（銅合金、鋁合金）。

66整理ppt普通蝸桿傳動的承載能力計算2普通蝸桿傳動的承載能力計算四、蝸桿傳動的受力分析蝸桿傳動的受力分析與斜齒圓柱齒輪的受力分析相同，輪齒在受到法向載荷Fn的情況下，可分解出徑向載荷Fr、周向載荷Ft、軸向載荷Fa。蝸桿傳動受力方向判斷五、蝸桿傳動強度計算

在不計摩擦力時，有以下關(guān)系：67整理ppt普通蝸桿傳動的效率潤滑與熱平衡1普通蝸桿傳動的效率、潤滑與熱平衡一、蝸桿傳動的效率

可用于系統(tǒng)熱平衡驗算，一般to≤70~80℃可用于結(jié)構(gòu)設計二、蝸桿傳動的熱平衡68整理ppt類型和代號1主要類型和代號一、滾動軸承的分類◆按滾動體的不同分類：球軸承、滾子軸承；◆按可承受的外載荷分類：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承；

第13章滾動軸承◆按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：在實際應用中，滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式有很多。作為標準的滾動軸承，在國家標準中分為13類，其中，最為常用的軸承大約有下列６類:深溝球軸承圓柱滾子軸承推力球軸承角接觸球軸承圓錐滾子軸承調(diào)心球軸承69整理ppt類型和代號3二、滾動軸承的代號滾動軸承的主要類型和代號前置代號基本代號后置代號

軸承的分

部件代號內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號保

持

架

及

其

材

料

代

號特

殊

軸

承

材

料

代

號公

差

等

級

代

號游

隙

代

號多

軸

承

配

置

代

號其

它

代

號五四三二一類

型

代

號尺寸系

列代號內(nèi)

徑

代

號寬

度

系

列

代

號直

徑

系

列

代

號滾動軸承代號構(gòu)成：代號用于表征滾動軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等，由GB/T272規(guī)定。

70整理ppt類型選擇2滾動軸承的類型選擇1．承受載荷情況2．尺寸的限制3．轉(zhuǎn)速的限制4．調(diào)心性要求方向：向心軸承用于受徑向力；推力軸承用于受軸向力；向心推力軸承用于承受徑向力和周向力聯(lián)合作用。大?。簼L子軸承或尺寸系列較大的軸承能承受較大載荷；球軸承或尺寸系列較小的軸承則反之。當對軸承的徑向尺寸有較的嚴格限制時，可選用滾針軸承。球軸承和輕系列的軸承能適應較高的轉(zhuǎn)速，滾子軸承和重系列的軸承則反之；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低。調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承均能滿足一定的調(diào)心要求。

71整理ppt滾動軸承尺寸的選擇3滾動軸承尺寸的選擇二、滾動軸承的壽命計算

基本額定壽命：具有90％可靠度時軸承的壽命，用L10表示。

基本額定動載荷：使軸承的基本額定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值，用字母C表示。

基本額定壽命計算式

一、滾動軸承的失效形式膠合斷裂磨損點蝕永久變形72整理ppt三、滾動軸承的當量動載荷在進行軸承壽命計算時，應把作用在軸承上的實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定軸承C值的載荷條件相一致當量動載荷（用字母P表示）。各類軸承的當量動載荷可按下式計算：為了計及實際載荷波動的影響，可對當量動載荷乘上一個載荷系數(shù)fp。滾動軸承尺寸的選擇四、向心推力軸承的軸向力計算由派生軸向力及外加軸向力的計算與分析，判斷被“放松”或被“壓緊”的軸承；Fa與Fd2同向取“+”Fa與Fd1同向取“+”即：確定被“放松”軸承的軸向力僅為其本身派生的軸向力；被“壓緊”軸承的軸向力則為除去本身派生的軸向力后其余各軸向力之合力。73整理ppt軸承裝置的設計1軸承裝置的設計軸承的裝置設計的內(nèi)容包括：軸承的定位和緊固、軸承的配置設計、軸承位置的調(diào)節(jié)、軸承的潤滑與密封、軸承的配合以及軸承的裝拆等問題。一、滾動軸承的定位和緊固

74整理ppt軸承裝置的設計3軸承裝置的設計三、軸系部件的位置調(diào)整

四、滾動軸承的潤滑與密封軸承常用的潤滑方式有油潤滑和脂潤滑兩類。五、滾動軸承的配合與裝拆滾動軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，外徑與外殼孔的配合采用基軸制。裝拆滾動軸承時，不能通過滾動體來傳力，以免使?jié)L道或滾動體造成損傷。由于軸承的配合較緊，裝拆時以使用專門的工具為宜