總復(fù)習(xí)二華理機(jī)械考研

總復(fù)習(xí)（二）第6、7、8、9章第6章軸轂聯(lián)接

聯(lián)接的意義：為了便于機(jī)器的使用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、裝配、運(yùn)輸、維修，同時(shí)也是為了提高生產(chǎn)效率，機(jī)器中有相當(dāng)多的零件需要彼此聯(lián)接。靜聯(lián)接：被聯(lián)接件間相互固定、不能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接；動(dòng)聯(lián)接：聯(lián)接后仍能按一定運(yùn)動(dòng)形式作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如導(dǎo)向平鍵和導(dǎo)向花鍵聯(lián)接、鉸鏈等都是動(dòng)聯(lián)接。通常所謂的聯(lián)接主要是指靜聯(lián)接，本篇所討論的聯(lián)接正是這樣一類的靜聯(lián)接。可拆聯(lián)接：是指聯(lián)接拆開時(shí)，不破壞聯(lián)接中的零件，重新安裝，即可繼續(xù)使用的聯(lián)接；不可拆聯(lián)接：是指聯(lián)接拆開時(shí)，要破壞聯(lián)接中的零件，不能繼續(xù)使用的聯(lián)接。摩擦聯(lián)接：靠聯(lián)接中配合面間的摩擦來傳遞載荷，如過盈聯(lián)接；非摩擦聯(lián)接：通過聯(lián)接中零件的相互嵌合來傳遞載荷，如平鍵聯(lián)接。此外，還有成形聯(lián)接、夾緊聯(lián)接設(shè)計(jì)聯(lián)接時(shí)，應(yīng)考慮：強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性、緊密性、剛度和定心等。等強(qiáng)度設(shè)計(jì)：聯(lián)接的強(qiáng)度要力求與被聯(lián)接件的強(qiáng)度相等，力求聯(lián)接對(duì)各種可能的失效具有相等的抗力；聯(lián)接的強(qiáng)度：由聯(lián)接中最薄弱環(huán)節(jié)的強(qiáng)度決定。軸轂聯(lián)接的方式：鍵和花鍵，此外還有銷聯(lián)接、成形聯(lián)接等。鍵和花鍵：主要用于軸與安裝在軸上的回轉(zhuǎn)零件（齒輪、帶輪等）的輪轂之間的周向固定和傳遞轉(zhuǎn)矩，也可實(shí)現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力。銷聯(lián)接：既可用作軸轂聯(lián)接，也常用來固定零件間的相互位置，還可用作安全裝置。成形聯(lián)接：是軸轂聯(lián)接的其它形式，實(shí)際中應(yīng)用較少。軸轂聯(lián)接6.1鍵聯(lián)接

鍵是標(biāo)準(zhǔn)零件，分平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵四種平鍵聯(lián)接：普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵、

鍵的橫截面為矩形，它的兩個(gè)側(cè)面與輪轂上的鍵槽有配合關(guān)系，為其工作表面，工作時(shí)靠鍵與鍵槽之間的擠壓來傳遞扭矩。普通平鍵聯(lián)接為靜聯(lián)接，即軸上零件不沿軸向移動(dòng)的聯(lián)接。普通平鍵按其端部形狀不同分為圓頭（A型）、方頭（B型）、和半圓頭（C型）三種；圓頭鍵應(yīng)用最多，與其相配的鍵槽是用指狀銑刀加工的，鍵在鍵槽中軸向固定較好，但鍵的頭部側(cè)面與輪轂上的鍵槽并不接觸，鍵的圓頭部分不能充分利用，鍵槽端部應(yīng)力集中較大。方頭鍵與其相配的鍵槽是用盤狀銑刀加工的，避免了圓頭鍵的缺點(diǎn)，但鍵在鍵槽中固定不好，尺寸稍大的鍵一般需用緊定螺栓固定；半圓頭鍵只適用于軸端處。普通平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于在裝配時(shí)鍵的頂面與輪轂鍵槽之間留有間隙，因此不影響輪轂與軸的對(duì)中，對(duì)中性較好，因而應(yīng)用廣泛。但其只能實(shí)現(xiàn)周向固定以傳遞扭矩，不能傳遞軸向力和進(jìn)行軸向固定。當(dāng)輪轂在工作過程中需在軸上移動(dòng)時(shí)可采用導(dǎo)向平鍵或滑鍵。導(dǎo)向平鍵長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需用螺釘固定在軸上的鍵槽中，鍵上制有起鍵螺孔，可擰入螺釘將鍵拆出鍵槽。輪轂可沿鍵作軸向移動(dòng)。當(dāng)輪轂需沿軸向移動(dòng)的距離較大時(shí)，可選用滑鍵，如采用導(dǎo)向平鍵，則所需鍵的長(zhǎng)度過大，鍵的制造困難。而滑鍵是固定在輪轂上的，鍵與軸上零件一起沿鍵槽軸向移動(dòng)。由鍵槽控制輪轂的移動(dòng)距離，鍵的尺寸較小。半圓鍵聯(lián)接半圓鍵用于靜聯(lián)接，工作時(shí)靠其側(cè)面來傳遞扭矩；鍵和鍵槽均做成半圓形，軸上鍵槽用半徑與鍵相同的盤狀銑刀銑出，鍵能在槽中擺動(dòng)，以適應(yīng)轂上鍵槽底面的斜度；優(yōu)點(diǎn)：易于加工，裝配方便，尤其適用于錐形軸與輪轂的聯(lián)接。缺點(diǎn)：是軸上鍵槽較深，對(duì)軸的削弱較大，所以半圓鍵一般用于輕載聯(lián)接。楔鍵聯(lián)接

楔鍵只能用于靜聯(lián)接，分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵，普通楔鍵又分為圓頭（A型）、平頭（B型）和單圓頭（C型）三種型式；楔鍵的上表面和輪轂鍵槽的底面都有1:100的斜度，裝配后，分別與輪轂和軸上鍵槽的底面貼合，鍵楔緊在軸和輪轂的鍵槽里。工作時(shí)靠鍵的楔緊作用來傳遞扭矩；楔鍵還能承受單方向的軸向力，因而在對(duì)軸上零件起周向固定的同時(shí)，還可對(duì)輪轂起單向的軸向固定作用。楔鍵聯(lián)接的缺點(diǎn)：鍵在楔緊后，軸和輪轂的配合產(chǎn)生偏心，影響了輪轂與軸的對(duì)中性；楔鍵：一般用于轉(zhuǎn)速不高、載荷輕、定心精度要求不高的場(chǎng)合。切向鍵聯(lián)接切向鍵：由一對(duì)1:100的楔鍵沿斜面拼合而成，拼合后兩鍵的斜面互相貼合，上下表面是工作面，為互相平行的兩個(gè)平面。兩鍵分別從輪轂兩端打入，使之楔緊，裝配后，必須使其中一個(gè)工作表面處于包含軸心線的平面內(nèi)；雖然在楔緊后，軸、轂之間的摩擦力能傳遞一部分轉(zhuǎn)矩，但不是起主要作用。切向鍵也能傳遞單向軸向力，對(duì)軸上零件起單向軸向固定作用。用一個(gè)切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，如要轉(zhuǎn)向，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩，須用兩個(gè)切向鍵。切向鍵能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，但鍵槽對(duì)軸的削弱較大，同時(shí)切向鍵也會(huì)使軸上零件與軸的配合偏心，因而切向鍵常用于直徑大于100mm，定心精度要求不高的場(chǎng)合。平鍵的選擇與強(qiáng)度計(jì)算

類型選擇：根據(jù)使用要求、工作狀況、鍵的特點(diǎn)來進(jìn)行選擇。主要考慮的因素：（1）需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小，切向鍵和平鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，楔鍵和半圓鍵聯(lián)接承載能力較??；（2）定心精度的高低，平鍵對(duì)中性較好，楔鍵、切向鍵對(duì)中性較差；（3）用于靜聯(lián)接還是動(dòng)聯(lián)接，普通平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵均用于靜聯(lián)接，導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動(dòng)聯(lián)接；（4）是否需要軸向固定，只有楔鍵和切向鍵對(duì)軸上零件可起單向軸向固定作用；（5）是否安裝在軸端，半圓平鍵適用于軸端聯(lián)接。尺寸選擇：鍵的主要尺寸為橫截面的尺寸（鍵寬b×鍵高h(yuǎn)）與長(zhǎng)度L；橫截面尺寸是根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選擇，鍵的長(zhǎng)度則是由輪轂長(zhǎng)度選定，一般取鍵長(zhǎng)略短于輪轂的長(zhǎng)度，輪轂長(zhǎng)度約為1.5－2d，鍵的長(zhǎng)度L應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列，平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算平鍵聯(lián)接可能的失效形式：對(duì)于靜聯(lián)接（普通平鍵聯(lián)接）是鍵、軸、輪轂三者中較弱的零件（通常為輪轂）的工作表面被壓潰，對(duì)于動(dòng)聯(lián)接（導(dǎo)向平鍵、滑鍵聯(lián)接）是磨損過度。一般情況下鍵不會(huì)被剪斷，因此壓潰和磨損是鍵的主要失效形式，所以只需要作聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和磨損校核。只有在重要的場(chǎng)合才做鍵的剪切強(qiáng)度校核。靜聯(lián)接（普通平鍵聯(lián)接）：動(dòng)聯(lián)接（導(dǎo)向平鍵、滑鍵聯(lián)接）：半圓鍵聯(lián)接只可用于靜聯(lián)接，其主要失效形式為工作面被壓潰，只需進(jìn)行擠壓強(qiáng)度的校核。進(jìn)行強(qiáng)度校核后，如果一個(gè)鍵聯(lián)接的強(qiáng)度不夠，可采用雙鍵，值得注意的是，兩平鍵的布置應(yīng)相隔180o布置；兩個(gè)半圓鍵應(yīng)布置在軸的同一條母線上；雙鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算不是按兩個(gè)鍵來計(jì)算，而是按1.5個(gè)鍵計(jì)算，主要是考慮到載荷分布不均。鍵的材料：由于鍵聯(lián)接的主要失效形式是壓潰與磨損，所以鍵材料要有足夠的硬度，按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵用鋼材的抗拉強(qiáng)度不低于600ΜΡa，常用的材料是45號(hào)鋼。6.2花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接已標(biāo)準(zhǔn)化，其齒數(shù)、尺寸、配合等均可按標(biāo)準(zhǔn)選?。换ㄦI是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成的，外花鍵上帶有多個(gè)縱向鍵齒，鍵齒與軸為一體?；ㄦI聯(lián)接由于鍵齒多，所傳遞的轉(zhuǎn)矩也大?；ㄦI既可用作靜聯(lián)接，又可用作動(dòng)聯(lián)接。

與平鍵聯(lián)接比較，花鍵聯(lián)接有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）鍵的齒數(shù)多，總接觸面積大，承載能力高；（2）鍵槽較淺，齒根處的應(yīng)力集中小，對(duì)軸和轂的強(qiáng)度削弱相對(duì)較??；（3）鍵齒均勻?qū)ΨQ分布，因而聯(lián)接受力均勻；（4）軸上零件與軸的對(duì)中性好，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)和精密機(jī)器，（5）導(dǎo)向性好，特別適用于動(dòng)聯(lián)接?；ㄦI聯(lián)接的缺點(diǎn)是：需用專門設(shè)備加工，成本較高，因此花鍵聯(lián)接常用于載荷大、定心精度要求高或經(jīng)?；频膱?chǎng)合?；ㄦI根據(jù)齒形不同可分為矩形花鍵聯(lián)接和漸開線花鍵聯(lián)接兩類。矩形花鍵形狀簡(jiǎn)單，加工方便，應(yīng)用廣泛；按齒高的不同，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定矩形花鍵有輕、中兩個(gè)系列，輕系列承載能力小，用于輕載聯(lián)接，中系列用于中等載荷的聯(lián)接。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定矩形花鍵的定心方式是以小徑（d）定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑（d）為配合面，由于內(nèi)花鍵孔和花鍵軸均可磨削加工，因而適用于轂孔表面硬度較高（>40HRC）的聯(lián)接，定心精度高，定心穩(wěn)定性好。此外，也有采用大徑（D）定心和寬度（B）定心的（圖5.9）。大徑定心適用于轂孔表面硬度不高（<40HRC）的聯(lián)接，內(nèi)花鍵孔用拉刀加工就可保證大徑的精度，成本較低。寬度（B）定心由于載荷沿齒側(cè)均勻分布，適用于傳遞較大載荷，但定心精度不高。漸開線花鍵：漸開線花鍵的齒廓為漸開線，壓力角有30o和45o兩種。漸開線花鍵的定心方式為齒形定心，是靠齒面上所受到的壓力自動(dòng)平衡來定心的。制造方法與齒輪制造完全相同，制造精度較高。漸開線花鍵齒根較厚，因而有強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)、易于定心等優(yōu)點(diǎn)。在傳遞的載荷較大，軸徑也較大時(shí)宜采用漸開線花鍵。

（a）α=30°(b)α=45°花鍵聯(lián)接的計(jì)算：花鍵聯(lián)接的計(jì)算與平鍵聯(lián)接的計(jì)算相似；首先選擇聯(lián)接的類型，查出標(biāo)準(zhǔn)尺寸，再作強(qiáng)度校核；花鍵的受力情況也和平鍵類似；可能的失效形式：齒面被壓潰（靜聯(lián)接）或過度磨損（動(dòng)聯(lián)接）；只對(duì)聯(lián)接進(jìn)行擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算。6.3銷聯(lián)接銷聯(lián)接通常只傳遞不大的載荷；也可用作安全裝置中過載剪斷的元件或在組合加工和裝配時(shí)固定零件之間的相互位置。銷已標(biāo)準(zhǔn)化；圓柱銷：靠過盈配合固定在銷孔中，多次裝拆有損于聯(lián)接的可靠性和定位的精確性；圓錐銷：有1﹕50的錐度，可以自鎖，定位精度高，多次裝拆對(duì)定位精確性和可靠性影響不大（還有幾種特殊結(jié)構(gòu)的圓錐銷，內(nèi)螺紋圓錐銷和螺尾圓錐銷）。6.4成形聯(lián)接

成形聯(lián)接是把軸與轂配合的那段軸做成非圓形截面的柱體或錐體，輪轂上制成相應(yīng)的孔，利用非圓截面的軸與相應(yīng)的轂孔配合構(gòu)成的聯(lián)接。成形聯(lián)接沒有鍵槽和尖角等應(yīng)力集中源，承載能力強(qiáng)，對(duì)中精度高，裝拆方便，但加工困難，特別是為了保證配合精度，最后一道工序需要在專用機(jī)床上進(jìn)行磨削加工，因而其應(yīng)用受到了限制。帶傳動(dòng)傳動(dòng)裝置：指能在一定距離間傳遞能量的裝置，這些裝置同時(shí)往往還要具有能量的分配、轉(zhuǎn)速的改變、運(yùn)動(dòng)形式的改變等功能。機(jī)組：由動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)共同組成的機(jī)器；原動(dòng)機(jī)：為工作機(jī)提供動(dòng)力的機(jī)器（常見的原動(dòng)機(jī)有以下兩種：1）一次動(dòng)力機(jī)：直接利用自然能源的動(dòng)力機(jī)械，如汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、水輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)等；2）二次動(dòng)力機(jī)：利用一次動(dòng)力機(jī)得到的電能、液能、氣能等能源轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械，如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)等。單流傳動(dòng)：動(dòng)力機(jī)將全部動(dòng)力直接傳遞給一個(gè)工作機(jī)，中間經(jīng)過或不經(jīng)過傳動(dòng)裝置；分流傳動(dòng)：一個(gè)動(dòng)力機(jī)同時(shí)給若干個(gè)工作機(jī)提供動(dòng)力，中間經(jīng)過傳動(dòng)裝置，一般應(yīng)用于工作機(jī)較多，但每個(gè)工作機(jī)功率不大時(shí)；匯流傳動(dòng)：若干個(gè)動(dòng)力機(jī)并聯(lián)起來，中間通過傳動(dòng)裝置，同時(shí)向同一個(gè)工作機(jī)提供動(dòng)力，這種傳動(dòng)形式一般用于低速、重載、大功率的工作機(jī)。傳動(dòng)分為：機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)和電傳動(dòng)三類；在機(jī)械傳動(dòng)和流體傳動(dòng)中：輸入的是機(jī)械能，輸出的仍是機(jī)械能；在電傳動(dòng)中，則把電能變?yōu)闄C(jī)械能或把機(jī)械能變?yōu)殡娔?。機(jī)械傳動(dòng)分為嚙合傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)；流體傳動(dòng)分為液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)。

傳動(dòng)裝置的作用

工作機(jī)構(gòu)所要求的速度、轉(zhuǎn)矩或力，通常與動(dòng)力機(jī)不一致；工作機(jī)構(gòu)常要求改變速度，用調(diào)節(jié)動(dòng)力機(jī)速度的方法來達(dá)到這一目的往往不經(jīng)濟(jì)；動(dòng)力機(jī)的輸出軸一般只作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而工作機(jī)構(gòu)往往需要多樣的運(yùn)動(dòng)，如螺旋運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)或間歇運(yùn)動(dòng)等；一個(gè)動(dòng)力機(jī)有時(shí)要帶動(dòng)若干個(gè)運(yùn)動(dòng)形式和速度都不同的工作機(jī)構(gòu)

機(jī)械傳動(dòng)的基本參數(shù)

傳動(dòng)比：所謂傳動(dòng)比就是主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比，

圓周速度：在一般情況下各種傳動(dòng)的最高圓周速度都是有一定范圍的；傳動(dòng)功率：各種傳動(dòng)所能傳遞的最大功率是不一樣的，由于功率等于圓周速度與傳遞載荷的乘積，所以限制圓周速度的各因素也同樣限制著傳遞的功率。效率：能量經(jīng)過傳動(dòng)裝置時(shí)將產(chǎn)生能量損失，其能量的利用程度用效率表示，損失程度用損失率ζ=1-η表示。質(zhì)量和尺寸：一般來說，在同樣的傳遞功率和傳動(dòng)比條件下，蝸桿傳動(dòng)的尺寸和質(zhì)量最小。機(jī)械傳動(dòng)的選擇原則

小功率宜選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的傳動(dòng)，以降低制造費(fèi)用；大功率宜優(yōu)先選用傳動(dòng)效率高的傳動(dòng)，以節(jié)約能源、降低生產(chǎn)費(fèi)用。齒輪傳動(dòng)效率最高，自鎖蝸桿傳動(dòng)和普通螺旋傳動(dòng)效率最低；速度低、傳動(dòng)比大時(shí)，有多種方案可供選擇，比如：1）采用多級(jí)傳動(dòng)，這時(shí)，帶傳動(dòng)宜放在高速級(jí)，鏈傳動(dòng)宜放在低速級(jí)；2）要求結(jié)構(gòu)尺寸小時(shí)，宜選用多級(jí)齒輪傳動(dòng)、齒輪-蝸桿傳動(dòng)或多級(jí)蝸桿傳動(dòng)。傳動(dòng)鏈應(yīng)力求短些，以減少零件數(shù)目；鏈傳動(dòng)只能用于平行軸間的傳動(dòng)；帶傳動(dòng)主要用于平行軸間的傳動(dòng)，功率小、速度低時(shí)，也可用于半交叉或交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)；蝸桿傳動(dòng)能用于兩軸空間交錯(cuò)的傳動(dòng)，交錯(cuò)角為90°的最常用；齒輪傳動(dòng)能適應(yīng)各種軸線位置；工作中可能出現(xiàn)過載的設(shè)備，宜在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置一級(jí)摩擦傳動(dòng)，以便起到過載保護(hù)的作用。但摩擦有靜電發(fā)生，在易爆、易燃的場(chǎng)合，不能采用摩擦傳動(dòng)；載荷經(jīng)常變化，頻繁換向的傳動(dòng)，宜在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置一級(jí)能緩沖、吸振的傳動(dòng)（如帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)），或工作機(jī)采用液力傳動(dòng)（中速）或氣力傳動(dòng)（高速）；工作溫度較高、潮濕、多粉塵、易燃、易爆的場(chǎng)合，宜采用鏈傳動(dòng)或閉式齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)；要求兩軸嚴(yán)格同步時(shí)，不能采用摩擦傳動(dòng)和流體傳動(dòng)，只能采用齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)。帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)是兩個(gè)或多個(gè)帶輪之間用帶作為撓性拉曳零件的傳動(dòng)，它是由主動(dòng)輪1、從動(dòng)輪2和帶3三部分構(gòu)成。帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）能緩和載荷沖擊；2）運(yùn)行平穩(wěn)，無噪聲；3）制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；4）過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；5）可增加帶長(zhǎng)以適應(yīng)中心距較大的工作條件（可達(dá)15m）。帶傳動(dòng)有下列缺點(diǎn)：1）有彈性滑動(dòng)和打滑，使效率降低和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；2）傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動(dòng)大；3）帶的壽命較短。帶傳動(dòng)的分類

根據(jù)帶的截面形狀不同，帶傳動(dòng)可分為平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)等

a）平帶傳動(dòng)b）v帶傳動(dòng)c)多楔帶傳動(dòng)d）同步帶傳動(dòng)傳動(dòng)形式和應(yīng)用

帶傳動(dòng)的應(yīng)用范圍很廣。帶的工作速度一般為5m/s～25m/s，使用高速環(huán)形膠帶時(shí)可達(dá)60m/s；使用錦綸片復(fù)合平帶時(shí)，可高達(dá)80m/s。膠帆布平帶傳遞功率小于500kW，普通V帶傳遞功率小于700kW。帶的傳動(dòng)形式十分靈活，可以應(yīng)用于平行軸傳動(dòng)，也可以應(yīng)用于交叉軸傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的分類

根據(jù)帶的截面形狀不同，帶傳動(dòng)可分為平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)等

a）平帶傳動(dòng)b）v帶傳動(dòng)c)多楔帶傳動(dòng)d）同步帶傳動(dòng)傳動(dòng)形式和應(yīng)用

帶傳動(dòng)的應(yīng)用范圍很廣。帶的工作速度一般為5m/s～25m/s，使用高速環(huán)形膠帶時(shí)可達(dá)60m/s；使用錦綸片復(fù)合平帶時(shí)，可高達(dá)80m/s。膠帆布平帶傳遞功率小于500kW，普通V帶傳遞功率小于700kW。帶的傳動(dòng)形式十分靈活，可以應(yīng)用于平行軸傳動(dòng)，也可以應(yīng)用于交叉軸傳動(dòng)。8.2帶的型號(hào)和帶輪結(jié)構(gòu)平帶：膠帆布平帶強(qiáng)度高、價(jià)廉，在平帶傳動(dòng)中應(yīng)用最多，還有用麻、絲或錦綸等材料編織而成的編織帶；承載層為滌綸繩，表面覆以耐磨耐油膠布或聚氨酯的高速膠帶；承載層為錦綸片的強(qiáng)力錦綸帶等。膠帆布平帶通常整卷出售，使用時(shí)根據(jù)所需長(zhǎng)度截取，并將其端部聯(lián)接起來（硫化接頭或機(jī)械接頭）。高速帶為無端的環(huán)形平帶。用聚氨酯材料制成的帶具有耐油性強(qiáng)、不產(chǎn)生磨屑、外表透明美觀等優(yōu)點(diǎn)，但使用溫度不得高于80℃。如果工作中有可能受熱蒸汽影響或與酸、堿接觸，則宜于改用橡膠材料制成的帶。

V帶V帶有普通V帶、窄V帶和寬V帶等類型。一般多使用普通V帶，現(xiàn)在使用窄V帶的也日見廣泛。窄V帶采用合成纖維繩或鋼絲繩作承載層，與普通V帶比較，當(dāng)高度相同時(shí)，其寬度比普通V帶小約30%。窄帶傳遞功率的能力比普通V帶大，允許速度和撓曲次數(shù)高，傳動(dòng)中心距小。適用于大功率且結(jié)構(gòu)要求緊湊的傳動(dòng)。普通V帶有Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)（見GB/T13575.1—92）。窄V帶有SPZ、SPA、SPB、SPC四種型號(hào)（見GB1544—89）。普通V帶由頂膠、抗拉體（承載層）、底膠和包布組成。

普通V帶和窄V帶a)簾布芯結(jié)構(gòu)b）繩芯結(jié)構(gòu)

V帶的楔角都是40°。膠帶彎曲時(shí)，受拉部分（頂膠層）在橫向要收縮，受壓部分（底膠層）在橫向要伸長(zhǎng)，因而楔角將減小帶輪結(jié)構(gòu)帶輪由三部分組成：輪緣（用以安裝傳動(dòng)帶）；輪轂（用以安裝在軸上）；輪輻或腹板（聯(lián)接輪緣與輪轂）；帶輪應(yīng)易于制造，能避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力，重量要輕。高速帶輪還要進(jìn)行動(dòng)平衡；帶輪工作表面要保證適當(dāng)?shù)拇植诙戎?，以免把帶很快磨壞；帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)采用鑄鋼，或用鋼板沖壓后焊接；小功率時(shí)可以采用鑄鋁或塑料。對(duì)平帶傳動(dòng)，為防止掉帶，通常在大帶輪輪緣表面制成中心凸度；大帶輪常采取輪輻式結(jié)構(gòu)，輪輻截面為橢圓形，其長(zhǎng)軸與回轉(zhuǎn)平面重合。輪輻數(shù)目可根據(jù)帶輪直徑選取：D<500mm時(shí)取4；D=500mm～1600mm時(shí)取6；D=1600mm～3000mm時(shí)取8。輪輻式帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪結(jié)構(gòu)型式8.3帶傳動(dòng)幾何及力學(xué)計(jì)算決定帶傳動(dòng)幾何關(guān)系的主要參數(shù)有：中心距a；帶長(zhǎng)L；帶輪直徑D1、D2；包角

帶傳動(dòng)受力分析

帶在安裝時(shí)就以一定的拉力（稱為張緊力）F0套在一對(duì)帶輪上，帶傳動(dòng)不工作時(shí)，帶兩邊的拉力相等，均為F0；工作時(shí)，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)輪。由于帶與輪面間的摩擦力使其一邊拉力加大到F1，稱為緊邊拉力，另一邊拉力減小到F2，稱為松邊拉力。兩者之差F=F1–F2即為帶的有效拉力，它等于沿帶輪的接觸弧上摩擦力的總和。摩擦力有一極限值，如果工作阻力超過極限值，帶就在輪面上打滑。摩擦力的極限值決定于帶材料、張緊程度、包角大小等因素。

若帶速v<10m/s，離心力可以忽略，則若則平帶傳動(dòng)的

V帶傳動(dòng)的

帶的應(yīng)力及其分布規(guī)律

帶的緊邊應(yīng)力、松邊應(yīng)力和張緊應(yīng)力這三種應(yīng)力由緊邊拉力F1、松邊拉力F2和張緊力F0產(chǎn)生；帶上所產(chǎn)生的應(yīng)力,沿帶一周是不斷發(fā)生變化的，小帶輪為主動(dòng)輪時(shí)，最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊進(jìn)入小帶輪處，最小應(yīng)力發(fā)生在松邊上。在一般情況下，彎曲應(yīng)力最大，離心應(yīng)力比較小。離心應(yīng)力只占緊邊應(yīng)力的一部分。8.4彈性滑動(dòng)現(xiàn)象和打滑失效

帶的彈性滑動(dòng)和打滑

彈性滑動(dòng)引起了下列后果：1）從動(dòng)輪的圓周速度低于主動(dòng)輪；2）降低了傳動(dòng)效率；3）引起帶的磨損；4）使帶溫度升高。彈性滑動(dòng)也是不能避免的。選用彈性模量大的帶材料，可以降低彈性滑動(dòng)。打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動(dòng)。打滑可以避免，彈性滑動(dòng)不能避免帶的滑動(dòng)率

8.5帶傳動(dòng)的疲勞強(qiáng)度分析在帶繞過兩個(gè)帶輪過程中，應(yīng)力由小變大、又由大變小地變化一次。帶繞過帶輪的次數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越高，帶越短，應(yīng)力變化也越頻繁；因此帶傳動(dòng)的主要失效形式為打滑和疲勞破壞；帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：在不打滑前提下，具有一定疲勞強(qiáng)度和壽命。

提高帶傳動(dòng)工作能力的方法

增大摩擦系數(shù)在結(jié)構(gòu)方面可利用楔形增壓原理采用V帶傳動(dòng)，其當(dāng)量摩擦系數(shù)比平帶傳動(dòng)高約70%；（V帶傳動(dòng)適用于短中心距和較大的傳動(dòng)比；在垂直或傾斜的傳動(dòng)中都能工作得很好；V帶傳動(dòng)又沒有接頭，運(yùn)行較平穩(wěn)；數(shù)根同時(shí)使用時(shí)，即使損壞一根，機(jī)器不致立刻停車。V帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)是帶的使用壽命較平帶短，帶輪價(jià)格較貴，傳動(dòng)效率較平帶傳動(dòng)要低一些）。增大包角：增大包角可以增大有效拉力，提高傳動(dòng)工作能力。增大包角的措施，除減小傳動(dòng)比、增大中心距外，還可以采用張緊裝置。盡量使傳動(dòng)在靠近最佳速度下工作采用高強(qiáng)度帶材料：如采用鋼絲繩、滌綸等合成纖維繩作為帶的承載層。采用新型帶傳動(dòng)：如大楔角V帶、多楔帶、同步帶等傳動(dòng)。8.6V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過程型號(hào)的選擇：帶的型號(hào)可根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速選取；

普通V帶選型

窄V帶選型

包角、傳動(dòng)比i的確定：V帶傳動(dòng)的包角一般不小于120°，個(gè)別情況下可小到70°。傳動(dòng)比i通常不大于7，個(gè)別情況下可到10。中心距a、帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld的確定：帶傳動(dòng)的中心距不宜過大，否則將由于載荷變化引起帶的顫動(dòng)。中心距也不宜過小，否則：1）中心距愈小，則帶的長(zhǎng)度愈短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)愈多，會(huì)加速帶的疲勞損壞；2）當(dāng)傳動(dòng)比i較大時(shí)，短的中心距將導(dǎo)致包角過小。張緊力F0的確定：對(duì)于帶傳動(dòng)來說，張緊力過小，摩擦力小，容易發(fā)生打滑；張緊力過大，則帶壽命低，軸和軸承受力大。對(duì)于V帶傳動(dòng)；根數(shù)計(jì)算方法：軸上的載荷確定：8.6V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過程型號(hào)的選擇：帶的型號(hào)可根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速選??；

普通V帶選型

窄V帶選型

包角、傳動(dòng)比i的確定：V帶傳動(dòng)的包角一般不小于120°，個(gè)別情況下可小到70°。傳動(dòng)比i通常不大于7，個(gè)別情況下可到10。中心距a、帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld的確定：帶傳動(dòng)的中心距不宜過大，否則將由于載荷變化引起帶的顫動(dòng)。中心距也不宜過小，否則：1）中心距愈小，則帶的長(zhǎng)度愈短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)愈多，會(huì)加速帶的疲勞損壞；2）當(dāng)傳動(dòng)比i較大時(shí)，短的中心距將導(dǎo)致包角過小。張緊力F0的確定：對(duì)于帶傳動(dòng)來說，張緊力過小，摩擦力小，容易發(fā)生打滑；張緊力過大，則帶壽命低，軸和軸承受力大。對(duì)于V帶傳動(dòng)；根數(shù)計(jì)算方法：軸上的載荷確定：卸載帶輪帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)過程帶傳動(dòng)的失效形式是：打滑和疲勞破壞。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過程應(yīng)能體現(xiàn)避免這兩種失效。一般進(jìn)行的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)，給定的原始數(shù)據(jù)為：傳遞的功率P、轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i），傳動(dòng)位置要求及工作條件等。設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括：確定帶的型號(hào)、長(zhǎng)度、根數(shù)、帶輪基準(zhǔn)直徑、傳動(dòng)中心距、結(jié)構(gòu)尺寸等。一般的設(shè)計(jì)步驟為：確定帶的型號(hào)：帶的型號(hào)要根據(jù)帶傳動(dòng)的計(jì)算功率選擇，計(jì)算功率Pc根據(jù)公式（8.18）計(jì)算獲得，然后通過圖8.15查取型號(hào)。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑：初步根據(jù)表8.7選擇小帶輪直徑D1，然后利用公式（8.15）計(jì)算大帶輪直徑D2。計(jì)算帶長(zhǎng)、中心距、包角：根據(jù)公式，初取中心距，然后根據(jù)公式(8.1)計(jì)算帶長(zhǎng)，再根據(jù)計(jì)算帶長(zhǎng)查表8.3，選擇標(biāo)準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld；利用公式8.2計(jì)算實(shí)際中心距，利用公式求出小帶輪包角，并驗(yàn)算是否滿足要求。確定帶的根數(shù)：根據(jù)表8.9查取P0，根據(jù)表8.11查取ΔP0，利用公式(8.20)計(jì)算帶的根數(shù)，并驗(yàn)算是否在許用范圍，如果根數(shù)過多，將需要改變帶的型號(hào)。求軸上載荷：首先根據(jù)公式(8.19)計(jì)算帶的張緊力，然后根據(jù)公式(8.21)計(jì)算軸上的載荷。帶輪的結(jié)構(gòu)確定：根據(jù)大小帶輪的直徑，進(jìn)行帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。繪制出零件圖。8.7平帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)

（粘接接頭需加接頭長(zhǎng)度200mm～400mm）8.8帶傳動(dòng)的張緊定期張緊自動(dòng)張緊帶輪定期張緊方法帶輪自動(dòng)張緊方法

8.9其它帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)：同步帶綜合利用了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，傳動(dòng)時(shí)的線速度可達(dá)50m/s，傳動(dòng)比可達(dá)10，有時(shí)可以達(dá)到20，效率可達(dá)98%，所以同步帶的應(yīng)用日益廣泛。其主要缺點(diǎn)是制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴(yán)格，價(jià)格較貴。同步帶型號(hào)分為最輕型MXL、超輕型XXL、特輕型XL、輕型L、重型H、特重型XH、超重型XXH七種同步帶帶輪的齒形推薦采用漸開線齒形，可用范成法加工而成。也可以使用直邊齒形。高速帶傳動(dòng)：帶速v>30m/s，高速軸轉(zhuǎn)速n1=10000r/min～50000r/min的帶傳動(dòng)。這種傳動(dòng)要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)可靠，并有一定的壽命。高速帶要求采用重量輕、薄而均勻、撓曲性好的環(huán)形平帶，如特制的編織帶（絲、麻、錦綸等）、薄型錦綸片復(fù)合平帶等。高速帶輪通常采用鋼或鋁合金制造。高速帶輪要求重量輕、質(zhì)量均勻?qū)ΨQ、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)空氣阻力小。帶輪各面均應(yīng)進(jìn)行精加工，并進(jìn)行動(dòng)平衡。大、小輪緣都應(yīng)加工出凸度，這是為了防止掉帶，可制成鼓形面或雙錐面。在輪緣表面常開環(huán)形槽，以防止在帶與輪緣表面間形成空氣層而降低摩擦系數(shù)，影響正常傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)：它是平帶和V帶組合結(jié)構(gòu)，其楔形部分嵌入帶輪上的楔形槽內(nèi)，靠楔面摩擦工作。多楔帶是無端的。摩擦力和橫向剛度較大，兼有平帶和V帶的優(yōu)點(diǎn)，故適用于傳遞功率較大而要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合，也可用于載荷變動(dòng)較大或有沖擊載荷的傳動(dòng)。因其長(zhǎng)度完全一致，故運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較好，振動(dòng)也較小，從皮帶輪上脫落的可能性很小。第9章鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)鏈傳動(dòng)是在兩個(gè)或多于兩個(gè)鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動(dòng)；鏈傳動(dòng)是一種應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械傳動(dòng)，他的特點(diǎn)介于齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)之間。它是由鏈條和主、從動(dòng)鏈輪所組成。鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：沒有滑動(dòng)；工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小；效率較高，可以達(dá)到η≈98%；能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等；需要時(shí)軸間距離可以很大。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：只能用于平行軸間的傳動(dòng)；瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；工作時(shí)有噪聲；制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高等。鏈傳動(dòng)的應(yīng)用：鏈傳動(dòng)主要用于要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其它不宜采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)中。目前，最大傳遞功率達(dá)到5000kW，最高速度達(dá)到40m/s，最大傳動(dòng)比達(dá)到15，最大中心距達(dá)到8m。由于經(jīng)濟(jì)及其他原因，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)功率一般小于100kW，速度小于15m/s，傳動(dòng)比小于8。

鏈的分類按照工作性質(zhì)的不同：傳動(dòng)鏈、起重鏈、曳引鏈。最常用的是傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈主要用來傳遞動(dòng)力，通常都在中等速度(20m/s)以下工作。起重鏈主要用在起重機(jī)械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s。曳引鏈主要用在運(yùn)輸機(jī)械中移動(dòng)重物，其工作速度不大于2m/s－4m/s。傳動(dòng)鏈主要分為：套筒鏈、套筒滾子鏈(簡(jiǎn)稱滾子鏈)、齒形鏈和成型鏈。圖9.3滾子鏈結(jié)構(gòu)圖9.4雙排鏈結(jié)構(gòu)滾子鏈的鏈板一般做成8字形，以使它的各個(gè)橫截面具有接近相等的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)也減少了鏈的重量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。節(jié)距P是鏈的基本特性參數(shù)。滾子鏈的節(jié)距是指鏈在拉直情況下，相鄰滾子外圓中心之間的距離。套筒和銷軸間的接觸面積稱為鉸鏈承壓面，它的投影面積A為當(dāng)傳遞大功率時(shí)，可以用雙排鏈或多排鏈。把一根以上的單列鏈并列、用長(zhǎng)銷軸聯(lián)接起來的鏈稱為多排鏈。多排鏈的排數(shù)一般不超過3－4排，因?yàn)榕艛?shù)的增加會(huì)導(dǎo)致各排受力不均增加。當(dāng)載荷大而要求排數(shù)多時(shí)，可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。鏈的節(jié)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要而定，通過鏈接頭鏈接。當(dāng)一根鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)采用連接鏈節(jié)；當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則必須加一個(gè)過渡鏈節(jié)。過渡鏈節(jié)的鏈板受有附加彎矩，最好不用，但在重載、沖擊、反向等繁重條件下工作時(shí)，采用全部由過渡鏈節(jié)構(gòu)成的鏈，柔性較好，能減輕沖擊和振動(dòng)。滾子鏈的標(biāo)記為：鏈號(hào)排數(shù)整鏈鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)

齒形鏈齒形鏈又稱無聲鏈，它是由一組帶有兩個(gè)齒的鏈板左右交錯(cuò)并列鉸接而成；鏈齒外側(cè)是直邊，工作時(shí)鏈齒外側(cè)邊與鏈輪輪齒相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其嚙合的齒楔角有60???????

和70o兩種，前者用于節(jié)距p≥9.525mm，后者用于p<9.525mm。其中楔角為60???????

的齒形鏈傳動(dòng)因較易制造，應(yīng)用較廣。齒形鏈既適宜于高速傳動(dòng)，又適宜于傳動(dòng)比大和中心距小的場(chǎng)合，其傳動(dòng)效率一般為95%～98%，潤(rùn)滑良好的傳動(dòng)可達(dá)98%～99%。和滾子鏈比較，齒形鏈具有工作平穩(wěn)、噪聲較小、允許鏈速較高、承受沖擊載荷能力較好(有嚴(yán)重沖擊載荷時(shí)，最好采用帶傳動(dòng))和輪齒受力較均勻等優(yōu)點(diǎn)；價(jià)格較貴、重量較大并且對(duì)安裝和維護(hù)的要求也較高。齒形鏈的鉸鏈形式主要有三種形式：圓銷式、軸瓦式、滾柱式。9.3鏈輪結(jié)構(gòu)和材料鏈輪輪齒的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能自由地進(jìn)入和退出嚙合；在嚙合時(shí)應(yīng)保證良好的接觸，同時(shí)它的形狀應(yīng)盡可能地簡(jiǎn)單。鏈輪齒形已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，鏈輪設(shè)計(jì)主要是確定其結(jié)構(gòu)尺寸。滾子鏈鏈輪齒形鏈鏈輪

(a)整體式(b)腹板式(c)組合式圖9.9滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)(a)整體式(b)腹板式(c)組合式9.11齒形鏈鏈輪結(jié)構(gòu)鏈和鏈輪的材料鏈輪材料應(yīng)能滿足強(qiáng)度和耐磨性的要求；在低速、輕載、平穩(wěn)傳動(dòng)中，鏈輪可采用中碳鋼制造；中速、中載時(shí)，采用中碳鋼淬火處理，其硬度>40HRC；高速、重載、連續(xù)工作的傳動(dòng)，采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火(如用15、20Cr、12CrNi3等鋼淬硬至55HRC-60HRC)或中碳鋼、中碳合金鋼表面淬火(如用45、40Cr、45Mn、35SiMn、35CrMo等鋼淬硬到40HRC－50HRC)。載荷平穩(wěn)、速度較低、齒數(shù)較多時(shí)，也允許采用的鑄鐵制造鏈輪。由于小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，因此對(duì)材料的要求也比大鏈輪高。當(dāng)大鏈輪用鑄鐵制造時(shí)，小鏈輪通常都用鋼。9.4鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析鏈的水平方向的加速度鏈的垂直方向分速度相對(duì)嚙合沖擊動(dòng)能若鏈條松弛，在起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、載荷變化等情況下，將產(chǎn)生慣性沖擊，使鏈傳動(dòng)產(chǎn)生很大的動(dòng)載荷。

9.5鏈傳動(dòng)的受力分析工作拉力：離心拉力：垂度拉力

：緊邊總拉力：松邊總拉力：軸上的載荷：9.6滾子鏈傳動(dòng)的失效及強(qiáng)度計(jì)算鏈傳動(dòng)的失效形式有：

(1)鉸鏈元件由于疲勞強(qiáng)度不足而破壞。

(2)因鉸鏈銷軸磨損使鏈節(jié)距過度伸長(zhǎng)（在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下允許伸長(zhǎng)率為3%），從而破壞正確嚙合和造成脫鏈現(xiàn)象；

(3)潤(rùn)滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過高時(shí)，銷軸和套筒的摩擦表面易發(fā)生膠合破壞；

(4)經(jīng)常起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)的鏈傳動(dòng)，由于過載造成沖擊破斷；

(5)低速重載的鏈傳動(dòng)，鉸鏈元件發(fā)生靜強(qiáng)度破壞；

(6)鏈輪輪齒磨損。額定功率曲線

額定功率確定方法對(duì)于的低速鏈傳動(dòng)，鏈的主要失效形式是過載拉斷，應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度安全系數(shù)應(yīng)滿足下列要求試驗(yàn)條件：兩鏈輪安裝在同一個(gè)水平面上，單列鏈水平布置、載荷平穩(wěn)、工作環(huán)境正常、按推薦的潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑、使用壽命15000h；鏈因磨損而引起鏈節(jié)距的相對(duì)伸長(zhǎng)量。9.7滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)滾子鏈時(shí)的原始數(shù)據(jù)為：傳動(dòng)的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動(dòng)比）、原動(dòng)機(jī)種類、載荷性質(zhì)以及傳動(dòng)用途等。設(shè)計(jì)步驟：

1．選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2

小鏈輪齒數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少。過少時(shí)將：1)增加傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷；2)增加鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；3)增加鉸鏈承壓面間的壓強(qiáng)（因齒數(shù)少時(shí)，鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將增加），從而加速鉸鏈磨損等；4)增加鏈傳動(dòng)的圓周力，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞。由于鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選用偶數(shù)，所以鏈輪齒數(shù)最好選質(zhì)數(shù)或不能整除鏈節(jié)數(shù)的數(shù)。并優(yōu)先選取17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。

2．確定傳動(dòng)比i

鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般，推薦，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到10（個(gè)別情況可到15）。如傳動(dòng)比過大，則鏈包在小鏈輪上的包角過小，嚙合的齒數(shù)太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現(xiàn)跳齒，破壞正常嚙合，通常包角最好不小于，傳動(dòng)比在3左右。

3．確定計(jì)算功率

4．確定鏈節(jié)距：在承載能力足夠條件下，應(yīng)選取較小節(jié)距的單排鏈，高速重載時(shí)，可選用小節(jié)距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動(dòng)比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動(dòng)比小時(shí)選大節(jié)距單排鏈。

5．確定中心距和鏈長(zhǎng)

6．鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速鏈速的提高受到動(dòng)載荷的限制，所以一般最好不超過12m/s。如果鏈和鏈輪的制造質(zhì)量很高，鏈節(jié)距較小，鏈輪齒數(shù)較多，安裝精度很高，以及采用合金鋼制造的鏈，則鏈速也允許超過20m/s－30m/s。鏈輪的最佳轉(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速。

7．計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的力FQ9.8齒型鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒形鏈的基本參數(shù)確定方法為：鏈輪齒數(shù)，通常，且宜取奇數(shù)齒；傳動(dòng)比，通常取，推薦；齒型鏈節(jié)距、鏈寬和適用小鏈輪轉(zhuǎn)速范圍；圖9.19齒型鏈傳動(dòng)額定功率曲線(b=1mm、z1=21、平穩(wěn)載荷)9.9鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)的合理布置兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一垂直平面內(nèi);兩鏈輪中心連線最好是水平的，或與水平面成以下的傾斜角，盡量避免垂直傳動(dòng)。屬于下列情況時(shí)，緊邊最好布置在傳動(dòng)的上面：

1)中心距和的水平傳動(dòng)；

2)傾斜角相當(dāng)大的傳動(dòng)；

3)中心距、傳動(dòng)比和鏈輪齒數(shù)的水平傳動(dòng)。

圖9.20傳動(dòng)鏈的布置鏈傳動(dòng)的張緊方法鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為了避免由于鏈條垂度過大產(chǎn)生嚙合不良和鏈條振動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)也為了增加鏈條的包角。張緊力并不決定鏈的工作能力，而只是決定垂度的大小。當(dāng)兩輪中心連線傾角大于60o時(shí)，一般都要設(shè)置張緊裝置。最常見的張緊方法是移動(dòng)鏈輪以增大兩輪的中心距。但如中心距不可調(diào)時(shí)，也可以采用張緊輪傳動(dòng)。張緊輪應(yīng)裝在靠近主動(dòng)鏈輪的松邊上。不論是帶齒的還是不帶齒的張緊輪，其分度圓直徑最好與小鏈輪的分度圓直徑相近。不帶齒的張緊輪可以用夾布膠木制成，寬度應(yīng)比鏈約寬5mm。此外還可用壓板或托板張緊。對(duì)于中心距大的鏈傳動(dòng)，用托板控制垂度更為合理。

鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑、護(hù)罩或鏈條箱

Ⅰ—人工定期潤(rùn)滑；Ⅱ—滴油潤(rùn)滑；Ⅲ—油浴或飛濺潤(rùn)滑；Ⅳ—壓力噴油潤(rùn)滑圖9.22建議使用的潤(rùn)滑油方法第10章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

10.1齒輪傳動(dòng)概述齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最為重要的一種傳動(dòng)形式；齒輪傳動(dòng)的型式很多，適用范圍很廣，在實(shí)際機(jī)器中應(yīng)用的也最多，傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬千瓦，圓周速度可達(dá)150m/s，目前最高可達(dá)300m/s，齒輪的直徑能做到10m以上，單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)8或更大；齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：1)工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的情況下，齒輪傳動(dòng)工作十分可靠，壽命可達(dá)一、二十年，在所有的機(jī)械傳動(dòng)形式中是最高的；2)瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)。齒輪傳動(dòng)是一種可以實(shí)現(xiàn)恒速、恒傳動(dòng)比的機(jī)械嚙合傳動(dòng)形式，齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用的重要原因之一是其能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的傳動(dòng)比；3)傳動(dòng)效率高。常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)所能夠?qū)崿F(xiàn)的效率最高，一級(jí)齒輪傳動(dòng)能夠達(dá)到的效率高達(dá)99%；4)結(jié)構(gòu)緊湊。與帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)相比，齒輪傳動(dòng)的空間體積要小得多；5)功率和速度適用范圍廣。帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的圓周速度都有一定的限制，而齒輪傳動(dòng)可以達(dá)到的速度要大的多。2.齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：1)齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；2)精度低時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大；3)不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)等。齒輪傳動(dòng)的主要類型1)按軸的布置方式分：平行軸齒輪傳動(dòng)，相交軸齒輪傳動(dòng)，交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)；2)按齒線相對(duì)于齒輪母線方向分：直齒齒輪傳動(dòng)，斜齒齒輪傳動(dòng)，人字齒齒輪傳動(dòng)，曲線齒齒輪傳動(dòng)；3)按齒輪傳動(dòng)工作條件分：閉式齒輪傳動(dòng)，開式齒輪傳動(dòng)，半開式齒輪傳動(dòng)；4)按齒輪的齒廓曲線分：漸開線齒輪，擺線齒輪，圓弧齒輪；5)按齒輪齒面硬度分：軟齒面齒輪（≤350HB），硬齒面齒輪（>350HB）。齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)

1）模數(shù)：為了減少齒輪加工刀具種數(shù)，規(guī)定齒輪的模數(shù)為2）中心距：a

3）基本齒廓

4）傳動(dòng)比、齒數(shù)比：主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2之比稱為傳動(dòng)比；齒數(shù)比等于大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比。5）變位系數(shù)：在齒輪加工過程中，刀具從切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動(dòng)某一徑向距離后切制的齒輪，稱為徑向變位齒輪。刀具變位量用xm表示，x稱為變位系數(shù)。刀具向齒輪中心移動(dòng)，為負(fù)值，反之為正值。齒輪變位的根本目的在于，隨著x的改變，輪齒形狀也改變，因而可使?jié)u開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。對(duì)于一對(duì)嚙合齒輪，若兩輪變位系數(shù)的絕對(duì)值相等，但一正一負(fù)，即x1=－x2≠0（x1+x2=0），這時(shí)，傳動(dòng)的嚙合角等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓重合，中心距等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化，這種齒輪傳動(dòng)稱為高度變位（或等變位）齒輪傳動(dòng)。若x1+x2≠0，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合，中心距亦不等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)中心距，這種齒輪傳動(dòng)稱為角度變位齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度規(guī)定了12個(gè)等級(jí)，按精度高低依次為1～12級(jí)，1級(jí)精度最高，12級(jí)精度最低。根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個(gè)精度等級(jí)的各項(xiàng)公差相應(yīng)分成三個(gè)組：第Ⅰ公差組、第Ⅱ公差組和第Ⅲ公差組。齒輪精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)的用途、使用條件、傳動(dòng)功率、圓周速度等決定。圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何關(guān)系

10.2齒輪傳動(dòng)的失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則齒輪傳動(dòng)的失效一般是指輪齒的失效;大體分為輪齒折斷和齒面損傷兩類;齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損（點(diǎn)蝕）、膠合、磨粒磨損和塑性流動(dòng)等。輪齒折斷：在正常情況下，主要是齒根彎曲疲勞折斷。折斷一般發(fā)生在齒根部位。折斷有兩種：一種是由多次重復(fù)的彎曲應(yīng)力和應(yīng)力集中造成的疲勞折斷；另一種是因短時(shí)過載或沖擊載荷而產(chǎn)生的過載折斷。兩種折斷均起始于輪齒受拉應(yīng)力一側(cè)。提高齒輪抗折斷：１）增大齒根過渡曲線半徑；２）降低表面粗糙度值、減輕加工損傷（如磨削燒傷、滾切拉傷）、采用表面強(qiáng)化處理（如噴丸、輾壓）；４）增大軸及軸承的剛度，使接觸面受力均勻。齒面點(diǎn)蝕（接觸疲勞磨損）：點(diǎn)蝕又稱接觸疲勞磨損，是潤(rùn)滑良好的閉式傳動(dòng)常見的失效形式之一；所謂點(diǎn)蝕是由于齒面接觸應(yīng)力是交變的、經(jīng)多次反復(fù)后，在節(jié)線附近靠近齒根部分的表面上，產(chǎn)生的若干小片狀剝落而形成麻點(diǎn)；潤(rùn)滑油粘度愈低，愈易滲入裂紋，點(diǎn)蝕擴(kuò)展愈快。點(diǎn)蝕將影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性并產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，甚至不能正常工作。點(diǎn)蝕一般發(fā)生于靠近節(jié)線附近的齒根一側(cè)，原因在于：在靠近節(jié)線附近嚙合時(shí)，由于相對(duì)滑動(dòng)速度低，難以形成油膜潤(rùn)滑，摩擦力較大，特別對(duì)于直齒輪傳動(dòng)，在節(jié)線附近只有一對(duì)齒嚙合，輪齒受力最大；剛投入使用的新齒輪在短期工作后出現(xiàn)的點(diǎn)蝕痕跡，繼續(xù)工作不再發(fā)展或反而消失的稱為收斂性點(diǎn)蝕。收斂性點(diǎn)蝕只發(fā)生在軟齒面（≤350HB）上，硬齒面（>350HB）輪齒不發(fā)生收斂性點(diǎn)蝕。軟齒面輪齒經(jīng)跑合后，接觸應(yīng)力高于接觸疲勞極限值時(shí)，有時(shí)會(huì)隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)而繼續(xù)擴(kuò)展的點(diǎn)蝕稱為擴(kuò)展性點(diǎn)蝕。開式傳動(dòng)沒有點(diǎn)蝕現(xiàn)象，這是由于齒面磨粒磨損比疲勞磨損（點(diǎn)蝕）發(fā)展得快的緣故。

提高齒面接觸疲勞強(qiáng)度，防止或減輕點(diǎn)蝕可以采取以下措施：1）提高齒面硬度和降低表面粗糙度值；2）在許可范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和（

xΣ=x1+x2），以增大綜合曲率半徑；3）采用粘度較高的潤(rùn)滑油；4）減小動(dòng)載荷等。齒面點(diǎn)蝕（疲勞磨損）

齒面膠合對(duì)于高速重載的齒輪傳動(dòng)來說，膠合是一種常見的失效形式；所謂膠合就是比較嚴(yán)重的粘著磨損。高速重載傳動(dòng)因滑動(dòng)速度高而產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫會(huì)使油膜破裂，造成齒面間的粘焊現(xiàn)象，粘焊處被撕脫后，輪齒表面沿滑動(dòng)方向形成溝痕；對(duì)于低速重載的齒輪傳動(dòng)，由于滑動(dòng)速度低，傳動(dòng)過程不易形成油膜，摩擦熱雖不大，但也可能會(huì)出現(xiàn)膠合現(xiàn)象，這時(shí)的瞬時(shí)溫升不大，故也稱為冷膠合現(xiàn)象。防止或減輕齒面膠合的主要措施有：1）采用角度變位齒輪傳動(dòng)；2）減小模數(shù)和齒高以降低滑動(dòng)速度；3）采用極壓潤(rùn)滑油；4）選用抗膠合性能好的齒輪副材料；5）材料相同時(shí)，使大、小齒輪保持適當(dāng)硬度差；6）提高齒面硬度和降低表面粗糙度值等。

齒面磨粒磨損兩種情形：一是當(dāng)表面粗糙的硬齒與較軟的輪齒相嚙合時(shí)，由于相對(duì)滑動(dòng)，軟齒表面易被劃傷而產(chǎn)生齒面磨粒磨損；二是外界硬屑落入嚙合輪齒間也將產(chǎn)生磨粒磨損。磨損后，正確齒形遭到破壞，齒厚減薄，最后導(dǎo)致輪齒因強(qiáng)度不足而折斷。減輕或防止磨粒磨損的主要措施有：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度值；3）降低滑動(dòng)系數(shù)；4）注意潤(rùn)滑油的清潔和定期更換等；5）采用閉式傳動(dòng)；6）對(duì)于開式傳動(dòng)，應(yīng)特別注意環(huán)境清潔，減少磨粒侵入。齒面塑性流動(dòng)由于在主動(dòng)輪齒面的節(jié)線兩側(cè)，齒頂和齒根的摩擦力方向相背，因此在節(jié)線附近形成凹槽；從動(dòng)輪則相反，由于摩擦力方向相對(duì)，因此在節(jié)線附近形成凸脊；這種損壞常在低速重載、頻繁起動(dòng)和過載傳動(dòng)中常見發(fā)生。齒面塑性流動(dòng)是一種永久失效形式，伴隨有材料的屈服現(xiàn)象。破壞正確的齒面嚙合；減輕或避免塑性流動(dòng)的主要措施為：適當(dāng)提高齒面硬度，采用粘度較大的潤(rùn)滑油。齒輪傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，在規(guī)定的工況下必須具備足夠的強(qiáng)度，以抵抗可能發(fā)生的各種失效問題，齒輪的計(jì)算準(zhǔn)則由失效形式確定。對(duì)于閉式傳動(dòng)的齒輪，主要失效形式是接觸疲勞磨損、彎曲疲勞折斷和膠合。目前，一般只進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。當(dāng)有短時(shí)過載時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于高速大功率的齒輪傳動(dòng)，還應(yīng)進(jìn)行抗膠合計(jì)算。對(duì)于開式傳動(dòng)的齒輪，主要失效形式是彎曲疲勞折斷和磨粒磨損，磨損尚無完善的計(jì)算方法，故目前只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，用適當(dāng)加大模數(shù)的辦法以考慮磨粒磨損的影響。對(duì)于有短時(shí)過載的齒輪傳動(dòng)，還應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。10.3齒輪材料齒輪材料應(yīng)具備下列條件：齒面具有足夠的硬度，以獲得較高的抗點(diǎn)蝕、抗磨粒磨損、抗膠合和抗塑性流動(dòng)的能力；在變載荷和沖擊載荷下有足夠的彎曲疲勞強(qiáng)度；具有良好的加工和熱處理工藝性；價(jià)格較低。常用齒輪材料鍛鋼：除尺寸過大或是結(jié)構(gòu)形狀過于復(fù)雜只宜制造外，一般都用鍛鋼加工齒輪。硬齒面齒輪可用整體淬火、表面淬火、滲碳淬火、滲氮和碳氮共滲等方法處理。軟齒面齒輪可由正火或調(diào)質(zhì)處理，精切齒形可在熱處理后進(jìn)行。鑄鋼：對(duì)于直徑較大（頂圓直徑da≥400mm）的齒輪一般采用鑄鋼制造，其毛坯應(yīng)進(jìn)行正火處理以消除殘余應(yīng)力和硬度不均勻現(xiàn)象。常用的牌號(hào)為ZG270-500～ZG340-640，或低合金鑄鋼ZG40Mn、ZG40Cr。鑄鐵：普通灰鑄鐵的鑄造性能和切削性能好、價(jià)廉、抗點(diǎn)蝕和抗膠合能力強(qiáng)，但彎曲強(qiáng)度低、沖擊韌性差，常用于低速、無沖擊和大尺寸的場(chǎng)合。鑄鐵中石墨有自潤(rùn)滑作用，尤其適用于開式傳動(dòng)。非金屬材料：對(duì)于高速、小功率和精度要求不高的齒輪傳動(dòng)，可采用夾布膠木、尼龍等非金屬材料。非金屬材料的彈性模量較小，可減輕因制造和安裝不精確所引起的不利影響，傳動(dòng)時(shí)的噪聲小。由于非金屬材料的導(dǎo)熱性差，與其嚙合的配對(duì)齒輪仍應(yīng)采用鋼或鑄鐵制造，以利于散熱。齒輪熱處理整體淬火：整體淬火后再低溫回火。表面淬火：表面淬火后再低溫回火。滲碳淬火：沖擊載荷較大的齒輪，宜采用滲碳淬火。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進(jìn)行磨齒。滲氮：滲氮齒輪硬度高、變形小，適用于內(nèi)齒輪和難于磨削的齒輪。碳氮共滲：碳氮共滲工藝時(shí)間短，且有滲氮的優(yōu)點(diǎn)，可以代替滲碳淬火，其材料和滲碳淬火的相同。正火和調(diào)質(zhì)：批量小、單件生產(chǎn)、對(duì)傳動(dòng)尺寸沒有嚴(yán)格限制時(shí)，常采用正火或調(diào)質(zhì)處理。為了減少膠合危險(xiǎn)，并使大、小齒輪壽命相近，小齒輪齒面硬度應(yīng)比大齒輪高數(shù)十個(gè)HB單位。齒輪材料的選擇齒輪材料的確定,取決于工作條件、齒輪尺寸大小、毛坯成型方法、熱處理工藝、材料的終端性能等。10.4齒輪傳動(dòng)的受力分析直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力

直齒錐齒輪傳動(dòng)的受力10.5齒輪傳動(dòng)的載荷計(jì)算K——載荷系數(shù)；KA——工況系數(shù)；Kv——?jiǎng)虞d系數(shù)；Kα——齒間載荷分配系數(shù)，對(duì)于接觸強(qiáng)度計(jì)算和彎曲強(qiáng)度計(jì)算分別為KHα和KFα；Kβ——齒向載荷分布系數(shù)，對(duì)于接觸強(qiáng)度計(jì)算和彎曲強(qiáng)度計(jì)算分別為KHβ和KFβ，F(xiàn)tc也稱計(jì)算載荷。工況系數(shù)KA：考慮動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性、聯(lián)軸器的緩沖性能等外部因素引起的動(dòng)載荷應(yīng)在計(jì)算載荷中加以修正；動(dòng)載系數(shù)Kv：齒輪傳動(dòng)的齒輪副在嚙合過程中因存在制造和裝配誤差，輪齒受載后還要產(chǎn)生彈性變形，這些誤差和變形，導(dǎo)致齒輪不能正確地嚙合傳動(dòng)，瞬時(shí)傳動(dòng)比就不能保持恒定，從動(dòng)輪產(chǎn)生瞬時(shí)加速度，產(chǎn)生動(dòng)載荷，引入動(dòng)載系數(shù)加以修正；齒間載荷分配系數(shù)：由于齒輪傳動(dòng)的端面重合度一般都大于1。工作時(shí)，單對(duì)齒嚙合和雙對(duì)齒嚙合交替進(jìn)行，單對(duì)齒嚙合時(shí)，作用力由一對(duì)齒承擔(dān)，雙對(duì)齒嚙合時(shí)作用力則由兩對(duì)齒分擔(dān)。由于制造誤差和輪齒變形等原因，載荷在各嚙合齒對(duì)之間的分配是不均勻的。齒向載荷分布系數(shù)Kβ：齒輪傳動(dòng)工作時(shí)，由于軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形、軸承的彈性位移以及傳動(dòng)裝置的制造和安裝誤差等原因，將導(dǎo)致齒輪副相互傾斜及輪齒扭曲。為此，引入齒向載荷分布系數(shù)Kβ，就是考慮使輪齒沿接觸線產(chǎn)生載荷分布不均勻現(xiàn)象的影響。

10.6標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算彈性系數(shù)：是用來反映彈性模量和泊松比對(duì)接觸應(yīng)力的影響；重合度系數(shù)

Zε：用以考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH

：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)用以考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響；齒寬系數(shù)ψd

：齒寬b和小齒輪分度圓直徑的比值稱為齒寬系數(shù)（ψd=b/d1）。在一定載荷作用下，增大齒寬可減小齒輪直徑和傳動(dòng)中心距，從而降低圓周速度。但齒寬愈大，載荷分布愈不均勻；（為便于裝配和調(diào)整，根據(jù)d1和ψd求出輪寬b后，將小齒輪寬度再加大5mm～10mm，錐齒輪和人字齒輪傳動(dòng)的小齒輪不加寬，但計(jì)算時(shí)按大齒輪寬度計(jì)算）。許用接觸應(yīng)力［σH］：分度圓直徑的初步計(jì)算

齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

輪齒在受載時(shí)，齒根所受的彎矩最大，齒根處的彎曲疲勞強(qiáng)度最弱；由于輪緣剛度很大，故輪齒可看作是寬度為b的懸臂梁；齒根處為危險(xiǎn)截面，可用30°切線法確定：作與輪齒對(duì)稱中線成30°角并與齒根過渡曲線相切的切線，通過兩切點(diǎn)平行于齒輪軸線的截面，即齒根危險(xiǎn)截面。齒形系數(shù)YFa：只取決于輪齒的形狀（隨齒數(shù)z和變位系數(shù)x而異），而與模數(shù)大小無關(guān)；應(yīng)力修正系數(shù)YSa：用以綜合考慮齒根過渡曲線處的應(yīng)力集中和除彎曲應(yīng)力外其余應(yīng)力對(duì)齒根應(yīng)力的影響的系數(shù)。

重合度系數(shù)Yε：許用彎曲應(yīng)力［σF］：齒數(shù)z1的選擇：對(duì)于軟齒面閉式傳動(dòng)，傳動(dòng)尺寸主要取決于接觸疲勞強(qiáng)度，而彎曲疲勞強(qiáng)度往往比較富裕。這時(shí)，在傳動(dòng)尺寸不變并滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求的前提下，齒數(shù)宜取多些（模數(shù)相應(yīng)減?。?。

選取較多的齒數(shù)有利于：1）增大重合度，提高傳動(dòng)平穩(wěn)性；2）減小滑動(dòng)系數(shù)，提高傳動(dòng)效率；3）減小毛坯外徑，減輕齒輪重量；4）減少切削量（模數(shù)小則齒槽小），延長(zhǎng)刀具使用壽命，減少加工工時(shí)等。一般可取z1=20～40。對(duì)于硬齒面閉式傳動(dòng)，傳動(dòng)尺寸有可能要取決于輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度，故齒數(shù)不宜過多。開式傳動(dòng)的尺寸主要取決于輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度，齒數(shù)不宜多。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，應(yīng)使z1≥17，以免根切。

模數(shù)的初步計(jì)算

在進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算過程中，一般的計(jì)算順序和原則為：(1)對(duì)于閉式傳動(dòng)，一般先按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，求出齒輪直徑和齒寬，再校核其彎曲疲勞強(qiáng)度。齒面硬度很高的閉式傳動(dòng)，也可以按彎曲疲勞強(qiáng)度確定齒輪模數(shù)，再校核其接觸疲勞強(qiáng)度。（2）對(duì)于開式傳動(dòng)，只需進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，求取齒輪模數(shù)。為了補(bǔ)償磨粒磨損，計(jì)算出來的模數(shù)應(yīng)增大10%－15%。輪齒的靜強(qiáng)度校核計(jì)算

對(duì)于少循環(huán)次數(shù)（低周循環(huán)）和瞬時(shí)過載兩種情況，要進(jìn)行靜強(qiáng)度校核計(jì)算；當(dāng)齒輪工作可能出現(xiàn)短時(shí)間、少次數(shù)的超過額定工況的大載荷時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度校核計(jì)算。少循環(huán)次數(shù)齒面接觸強(qiáng)度校核

少循環(huán)次數(shù)齒根彎曲靜強(qiáng)度校核

T1max——小齒輪最大轉(zhuǎn)矩；因已按最大載荷計(jì)算，故工況系數(shù)KA=1；對(duì)在起動(dòng)或堵轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的最大載荷或低速工況，可取動(dòng)載系數(shù)Kv=1，其他情況Kv仍按圖10.10查得；壽命系數(shù)ZN和YN按NL=N0由圖10.19和10.24查得；其余各參數(shù)均與疲勞強(qiáng)度計(jì)算相應(yīng)值相同。

請(qǐng)仔細(xì)閱讀例題10-4

直齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟

瞬時(shí)過載強(qiáng)度校核

10.7斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算

齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件與直齒輪傳動(dòng)相同，在計(jì)算公式的推導(dǎo)過程中有以下幾點(diǎn)不同：

1）斜齒圓柱齒輪的齒廓嚙合點(diǎn)的曲率半徑應(yīng)代以法向曲率半徑ρn1和ρn2；

2）接觸線總長(zhǎng)度隨嚙合位置不同而變化，同時(shí)還受端面重合度εα和縱向重合度εβ的共同影響；

3）接觸線傾斜有利于提高接觸疲勞強(qiáng)度，用螺旋角系數(shù)Zβ考慮其影響。接觸線總長(zhǎng)度L和重合度系數(shù)Zε

螺旋角系數(shù)Zβ

彈性系數(shù)Z