機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)西北工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)ppt

1、28第一章 緒論本課程所涉及的先修課程有：工程制圖：設(shè)計(jì)的圖形表達(dá)。工程材料：非金屬材料，金屬材料及熱處理。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(cè)量：解決精度設(shè)計(jì)問(wèn)題。理論力學(xué)：解決力分析與動(dòng)力計(jì)算。材料力學(xué)：解決強(qiáng)度分析問(wèn)題。機(jī)械原理：解決機(jī)械的方案設(shè)計(jì)。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(mén)類(lèi)多各類(lèi)零件，各有特點(diǎn)，設(shè)計(jì)方法各異。 公式多計(jì)算多，有解析式、半解析式、經(jīng)驗(yàn)的、半經(jīng)驗(yàn)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(yàn)數(shù)表。注意處理好幾個(gè)關(guān)系零件的設(shè)計(jì)與選用 零件設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要途徑。設(shè)計(jì)計(jì)

2、算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)決非只是計(jì)算，同學(xué)更應(yīng)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。性能要求與經(jīng)濟(jì)性 永遠(yuǎn)是一對(duì)矛盾，應(yīng)學(xué)會(huì)合理地解決這一對(duì)矛盾。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì) 二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。具體的設(shè)計(jì)方法與一般的設(shè)計(jì)能力 前者是學(xué)習(xí)的形式，后者是學(xué)習(xí)的目的。一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)包含著機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)、檢測(cè)與控制系統(tǒng)；第二章 機(jī)械設(shè)計(jì)總論§2-1 機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和主要內(nèi)容§2-2 機(jī)器應(yīng)滿足的基本要求§2-3 機(jī)械零件應(yīng)滿足的基本要求§2-4 機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算§2-5 機(jī)械零件材料的選用原則機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求使用功能要求經(jīng)濟(jì)性要求勞動(dòng)保護(hù)要求可靠性要求其它專

3、用要求設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序：計(jì)劃階段方案設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)階段技術(shù)文件編制階段機(jī)械零件常見(jiàn)的失效形式有：整體斷裂、過(guò)大的殘余變形、零件的表面破壞以及破壞正常工作條件引起的失效等。（一） 整體斷裂整體斷裂是指零件在載荷作用下，其危險(xiǎn)截面的應(yīng)力超過(guò)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(xiǎn)截面發(fā)生的疲勞斷裂。（二） 過(guò)大的殘余變形 當(dāng)作用于零件上的應(yīng)力超過(guò)了材料的屈服極限，零件將產(chǎn)生殘余變形。（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(diǎn)蝕）。（四） 破壞正常工作條件引起的失效液體摩擦的滑動(dòng)軸承，只有在存在完整的潤(rùn)滑油膜時(shí)才能正常工作。帶傳動(dòng)只有在傳遞的有效圓周力小于臨界

4、摩擦力時(shí)才能正常工作。高速轉(zhuǎn)動(dòng)的零件，只有在轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動(dòng)件系統(tǒng)的固有頻率避開(kāi)一個(gè)適當(dāng)?shù)拈g隔才能正常工作。設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的主要要求避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求：應(yīng)保證零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、壽命。結(jié)構(gòu)工藝性要求：設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和裝配。經(jīng)濟(jì)性要求：零件應(yīng)有合理的生產(chǎn)加工和使用維護(hù)的成本。質(zhì)量小的要求：質(zhì)量小則可節(jié)約材料，質(zhì)量小則靈活、輕便?？煽啃砸螅簯?yīng)降低零件發(fā)生故障的可能性（概率）。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則強(qiáng)度準(zhǔn)則：確保零件不發(fā)生斷裂破壞或過(guò)大的塑性變形，是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。剛度準(zhǔn)則：確保零件不發(fā)生過(guò)大的彈性變形。耐磨性準(zhǔn)則：通常與零件相對(duì)滑動(dòng)速度和接觸面壓強(qiáng)相關(guān)。振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則：高速運(yùn)轉(zhuǎn)

5、機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)注重此項(xiàng)準(zhǔn)則?？煽啃詼?zhǔn)則：當(dāng)計(jì)及隨機(jī)因素影響時(shí)，仍應(yīng)確保上述各項(xiàng)準(zhǔn)則。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法理論設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟1. 選擇零件類(lèi)型、結(jié)構(gòu)2. 計(jì)算零件上的載荷3. 確定計(jì)算準(zhǔn)則4. 選擇零件的材料5. 確定零件的基本尺寸6. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7. 校核計(jì)算8. 畫(huà)出零件工作圖9. 寫(xiě)出計(jì)算說(shuō)明書(shū)機(jī)械零件材料的選用原則機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化就是要通過(guò)對(duì)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、設(shè)計(jì)方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。與設(shè)計(jì)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn):國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等如： ISOGB JB、HBQB國(guó)標(biāo)分為：強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)和推薦標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)

6、為GB ××××(為標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)) ××××(為批準(zhǔn)年代)強(qiáng)制性國(guó)標(biāo)必須嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行，否則就是違法。推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)為GBT ××××××××，這類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)占整個(gè)國(guó)標(biāo)中的絕大多數(shù)。如無(wú)特殊理由和特殊需要，必須遵守這些國(guó)標(biāo)，以期取得事半功倍的效果。機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介以動(dòng)態(tài)的取代靜態(tài)的如機(jī)器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算。以定量的取代定性的如有限元計(jì)算。以隨機(jī)量取代確定量如可靠性設(shè)計(jì)。以優(yōu)化設(shè)計(jì)取代可行性設(shè)計(jì)如優(yōu)化設(shè)計(jì)。并行設(shè)計(jì)取代串行設(shè)計(jì)如并行設(shè)計(jì)。微觀的

7、取代宏觀的如微納米摩擦學(xué)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)工程法取代分部處理法如系統(tǒng)工程。自動(dòng)化設(shè)計(jì)取代人工設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)化如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。第三章 機(jī)械零件的強(qiáng)度§3-1 變應(yīng)力的基本類(lèi)型和材料的疲勞特性§3-2 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算一、 交變應(yīng)力的描述sm平均應(yīng)力； sa應(yīng)力幅值smax最大應(yīng)力； smin最小應(yīng)力r 應(yīng)力比（循環(huán)特性）機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算二、 提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施1. 盡可能降低零件上的應(yīng)力集中的影響，是提高零件疲勞強(qiáng)度的首要措施。2. 在不可避免地要產(chǎn)生較大應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減載槽來(lái)降低應(yīng)力集中的作用。3. 在綜合考慮零件的性能要求和經(jīng)濟(jì)性后，采用具有高疲勞強(qiáng)度的

8、材料，并配以適當(dāng)?shù)臒崽幚砗透鞣N表面強(qiáng)化處理。 4. 適當(dāng)提高零件的表面質(zhì)量，特別是提高有應(yīng)力集中部位的表面加工質(zhì)量，必要時(shí)表面作適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)處理。5. 盡可能地減少或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對(duì)于延長(zhǎng)零件的疲勞壽命有著比提高材料性能更為顯著的作用。機(jī)械零件的抗斷裂強(qiáng)度低應(yīng)力脆斷: 工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力時(shí)所發(fā)生的突然斷裂。（結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂紋和缺陷的存在是導(dǎo)致低應(yīng)力斷裂的內(nèi)在原因。） 對(duì)于高強(qiáng)度材料，一方面是它的強(qiáng)度高（即許用應(yīng)力高），另一方面則是它抵抗裂紋擴(kuò)展的能力要隨著強(qiáng)度的增高而下降。因此，用傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論計(jì)算高強(qiáng)度材料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問(wèn)題，就存在一定的危險(xiǎn)性。 斷裂力學(xué)是研究帶有裂紋或帶有

9、尖缺口的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度和變形規(guī)律的學(xué)科。為了度量含裂紋結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度，在斷裂力學(xué)中運(yùn)用了應(yīng)力強(qiáng)度因子KI（或K、K）和斷裂韌度KIC (或KC、KC）這兩個(gè)新的度量指標(biāo)來(lái)判別結(jié)構(gòu)安全性，即：KIKIC時(shí)，裂紋不會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展。KIKIC時(shí)，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展。機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度 當(dāng)兩零件以點(diǎn)、線相接處時(shí)，其接觸的局部會(huì)引起較大的應(yīng)力。這局部的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力。對(duì)于線接觸的情況，其接觸應(yīng)力可用赫茲應(yīng)力公式計(jì)算。式中1和2 分別為兩零件初始接觸線處的曲率半徑, 其中正號(hào)用于外接觸，負(fù)號(hào)用于內(nèi)接觸。第四章 摩擦、磨損與潤(rùn)滑概述1. 摩擦：是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間的相互阻礙作用現(xiàn)象；2. 磨損：是由于摩擦而造成的

10、物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移；3. 潤(rùn)滑：是減輕摩擦和磨損所應(yīng)采取的措施。關(guān)于摩擦、磨損與潤(rùn)滑的學(xué)科構(gòu)成了摩擦學(xué)(Tribology)。摩擦的分類(lèi)內(nèi) 摩 擦：在物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生的阻礙分子之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。外 摩 擦：在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間發(fā)生的相互阻礙作用現(xiàn)象。靜 摩 擦：僅有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)的摩擦。動(dòng) 摩 擦：在相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行中的摩擦?；瑒?dòng)摩擦：物體表面間的運(yùn)動(dòng)形式是相對(duì)滑動(dòng)。滾動(dòng)摩擦：物體表面間的運(yùn)動(dòng)形式是相對(duì)滾動(dòng)。三、 種滑動(dòng)摩擦狀態(tài). 干摩擦是指表面間無(wú)任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦。. 邊界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開(kāi)，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能時(shí)的摩擦。.

11、流體摩擦是指摩擦表面被流體膜隔開(kāi)，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?xí)r的摩擦系數(shù)最小，且不會(huì)有磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài)。. 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)?；旌夏Σ聊苡行Ы档湍Σ磷枇?，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。邊界摩擦和混合摩擦在工程實(shí)際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱為不完全液體摩擦。一個(gè)零件的磨損過(guò)程大致可分為三個(gè)階段，即：1. ð 磨合階段新的零件在開(kāi)始使用時(shí)一般處于這一階段，磨損率較高。2. ð 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。3. ð 劇烈磨損階段屬于零件即將報(bào)廢的階段，磨損率急劇升高。在設(shè)計(jì)或使用

12、機(jī)器時(shí)，應(yīng)該力求縮短磨合期，延長(zhǎng)穩(wěn)定磨損期，推遲劇烈磨損的到來(lái)。為此就必須對(duì)形成磨損的機(jī)理有所了解。潤(rùn)滑劑、添加劑和潤(rùn)滑方法一、 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑油：動(dòng)植物油、礦物油、合成油。(粘度是潤(rùn)滑油的主要質(zhì)量指標(biāo)，粘度值越高，油越稠，反之越稀；)粘度的種類(lèi)有很多，如：動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、條件粘度等。工程中常用運(yùn)動(dòng)粘度，單位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，量綱為(m2/s)；潤(rùn)滑油的牌號(hào)與運(yùn)動(dòng)粘度有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如：牌號(hào)為L(zhǎng)-AN10的油在40時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度大約為10 cSt。潤(rùn)滑脂：潤(rùn)滑油+稠化劑潤(rùn)滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)是：錐入度 反映其稠度大小。滴點(diǎn) 決定工作溫度。固體潤(rùn)滑劑：石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等。

13、二、 添加劑 為了提高油的品質(zhì)和性能，常在潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂中加入一些分量雖小但對(duì)潤(rùn)滑劑性能改善其巨大作用的物質(zhì)，這些物質(zhì)叫添加劑。三、 潤(rùn)滑方法滴油潤(rùn)滑、浸油潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑等流體動(dòng)力潤(rùn)滑流體動(dòng)力潤(rùn)滑是指兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的摩擦表面，借助于相對(duì)速度而產(chǎn)生的粘性流體膜將兩摩擦表面完全隔開(kāi)，由流體膜產(chǎn)生的壓力來(lái)平衡外載荷。流體動(dòng)力潤(rùn)滑形成的必要條件：1. 楔形空間；2. 相對(duì)運(yùn)動(dòng)（保證流體由大口進(jìn)入）；3. 連續(xù)不斷地供油。二、彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑 彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論是研究在點(diǎn)、線接觸條件下，兩彈性物體間的流體動(dòng)力潤(rùn)滑膜的力學(xué)性質(zhì)。這時(shí)的計(jì)算必須把在油膜壓力下，摩擦表面的變形的彈性方

14、程、表述潤(rùn)滑劑粘度與壓力間關(guān)系的粘壓方程與流體動(dòng)力潤(rùn)滑的主要方程結(jié)合起來(lái)，以求解油膜壓力分布、潤(rùn)滑膜厚度分布等問(wèn)題。三、流體靜力潤(rùn)滑流體靜力潤(rùn)滑是指借助外部供入的壓力油形成的流體膜來(lái)承受外載荷的潤(rùn)滑方式。采用流體靜力潤(rùn)滑可在兩個(gè)靜止且平行的摩擦表面間形成流體膜，其承載能力不依賴于流體粘度，故能用粘度極低的潤(rùn)滑劑，且既可使摩擦副有較高的承載能力，又可使摩擦力矩降低。第十五章 螺紋連接與螺旋傳動(dòng)螺紋一、 螺紋的分類(lèi)螺紋有外螺紋與內(nèi)螺紋之分，它們共同組成螺旋副。螺紋按工作性質(zhì)分為連接用螺紋和傳動(dòng)用螺紋。連接用螺紋的當(dāng)量摩擦角較大，有利于實(shí)現(xiàn)可靠連接；傳動(dòng)用螺紋的當(dāng)量摩擦角較小，有利于提高傳動(dòng)的效率。

15、二、 普通螺紋的主要參數(shù)Ø 大徑d即螺紋的公稱直徑。Ø 小徑d1常用于連接的強(qiáng)度計(jì)算。Ø 中徑d2常用于連接的幾何計(jì)算。Ø 螺距P螺紋相鄰兩個(gè)牙型上對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。Ø 牙型角a螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。Ø 升角y螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。Ø 線數(shù)n螺紋的螺旋線數(shù)目。Ø 導(dǎo)程S螺紋上任一點(diǎn)沿同一條螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動(dòng)的軸向距離，S=nP。升角y的計(jì)算式為：螺紋連接的預(yù)緊預(yù)緊力：增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。Ø 預(yù)緊力的確定原則：

16、16; 擰緊后螺紋連接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過(guò)其材料的屈服極限ss的80%。Ø 預(yù)緊力的控制：Ø 測(cè)力矩扳手或Ø 定力矩扳手，對(duì)于重要的螺栓連接，也可以采用測(cè)定螺栓伸長(zhǎng)的方法來(lái)控制預(yù)緊力。Ø 預(yù)緊力和預(yù)緊力矩之間的關(guān)系：T0.2F0d注意：對(duì)于重要的連接，應(yīng)盡可能不采用直徑過(guò)小(M12)的螺栓。螺紋連接的防松螺紋連接一般都能滿足自鎖條件不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)或變載荷作用下，或在高溫或溫度變化較大的情況下，螺紋連接中的預(yù)緊力和摩擦力會(huì)逐漸減小或可能瞬時(shí)消失，導(dǎo)致連接失效。按工作原理:摩擦防松、機(jī)械防松等。螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算 連接的失效形式：Ø

17、受拉螺栓，失效形式主要是螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。Ø 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。 螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算主要與連接的裝配情況（預(yù)緊或不預(yù)緊）、外載荷的性質(zhì)和材料性能等有關(guān)。一、松螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算二、緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算Ø 僅受預(yù)緊力的緊螺栓連接Ø 受軸向載荷的緊螺栓連接Ø 承受工作剪力的緊螺栓連接螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算1僅受預(yù)緊力的緊螺栓連接預(yù)緊力引起的拉應(yīng)力：=F04d12螺牙間的摩擦力矩引起的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：第四強(qiáng)度理論，螺栓在預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力:強(qiáng)度條件：當(dāng)連接承受較大的橫向載荷F時(shí)，由于要求F0Ff（f=0

18、.2），即F05F ，因而需要大幅度地增加螺栓直徑。為減小螺栓直徑的增加，可采用減載措施。2受軸向載荷的緊螺栓連接螺栓的總拉力F2螺栓預(yù)緊力F0;工作拉力F;殘余預(yù)緊力F1式中：為螺栓的相對(duì)剛度，其取值范圍為 01。靜強(qiáng)度條件：3承受工作剪力的緊螺栓連接 這種連接是利用鉸制孔用螺栓抗剪切來(lái)承受載荷的。螺栓桿與孔壁之間無(wú)間隙，接觸表面受擠壓。在連接結(jié)合面處，螺栓桿則受剪切。螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為：式中：F螺栓所受的工作剪力，單位為N；d0螺栓剪切面的直徑（可取螺栓孔直徑），單位為mm；Lmin螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，單位為mm；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使Lmin1.25d0螺

19、栓組連接的設(shè)計(jì)一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各螺栓之間的距離大小既要保證連接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應(yīng)留有足夠的扳手空間。Ø 便于加工制造和對(duì)稱布置螺栓，保證連接結(jié)合面受力均勻，通常連接結(jié)合面的幾何形狀都設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀。Ø 便于在圓周上鉆孔時(shí)的分度和畫(huà)線，通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成4、6、8等偶數(shù)。Ø 螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。Ø 螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。Ø 避免螺栓承受附加的彎曲載荷。1. 受橫向載荷的螺栓連接 （1）對(duì)于鉸制孔用螺栓連接（圖b），每個(gè)螺栓所受工作剪力為： 式中：z為螺栓數(shù)目。 （2）對(duì)于普通螺栓

20、連接（圖a） ，按預(yù)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：Ks為防滑系數(shù)，設(shè)計(jì)中可取Ks =1.11.3。2受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接 采用普通螺栓，是靠連接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)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(lái)抵抗轉(zhuǎn)矩T。3受軸向載荷的螺栓組連接 若作用在螺栓組上軸向總載荷F作用線與螺栓軸線平行，并通過(guò)螺栓組的對(duì)稱中心，則各個(gè)螺栓受載相同，每個(gè)螺栓所受軸向工作載荷為： 通常，各個(gè)螺栓還承受預(yù)緊力F0的作用，當(dāng)連接要有保證的殘余預(yù)緊力為F1時(shí)，每個(gè)螺栓所承受的總載荷F2為。F2 = F1 + F4受傾覆力矩的螺栓組連接最大工作載

21、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：在傾覆力矩作用前，螺栓和地基的工作點(diǎn)都處于A點(diǎn)。螺栓的總拉力：提高螺紋連接強(qiáng)度的措施Ø 降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅Ø 改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象Ø 減小應(yīng)力集中的影響Ø 采用合理的制造工藝螺紋連接件的材料與許用應(yīng)力一、螺紋連接件材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋連接件的性能等級(jí)。螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃?jí)分為10級(jí)，螺母的性能等級(jí)分為 7級(jí)。在一般用途的設(shè)計(jì)中，通常選用4.8級(jí)左右的螺栓，在重要的或有特殊要求設(shè)計(jì)中的螺紋連接件，要選用高的性能等級(jí)，如在壓力容器中常采用8.8級(jí)的螺栓。二、螺紋連接件的

22、許用應(yīng)力1螺紋連接件的許用拉應(yīng)力2螺紋連接件的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力（被連接件為鋼）（被連接件為鑄鐵）3螺紋連接件的安全系數(shù)螺旋傳動(dòng)一、螺旋傳動(dòng)的類(lèi)型和應(yīng)用 螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞動(dòng)力。 螺旋傳動(dòng)常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有：螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)或螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)。螺旋傳動(dòng)按其用途不同，可分為以下三種類(lèi)型:傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋 調(diào)整螺旋螺旋傳動(dòng)按其螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，又可分為：滑動(dòng)螺旋 滾動(dòng)螺旋 靜壓螺旋二、滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)和材料1滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu) 滑動(dòng)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(dòng)的工作剛度與精度等和

23、支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。2滑動(dòng)螺旋的材料 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(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨。三、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要失效形式: 螺牙的磨損 設(shè)計(jì)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(jì)方法和步驟：1耐磨性計(jì)算 滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力，其強(qiáng)度條件：設(shè)計(jì)公式：令式中: 螺紋工作高度 矩形和梯形螺紋 30º鋸齒形螺紋一般。值越大，螺母越厚，螺紋工作圈數(shù)越多。 依據(jù)計(jì)算出的螺紋中徑，按螺紋標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的直徑和螺距。驗(yàn)算：若不滿足要求，則增大螺距。對(duì)有自鎖性要求的螺旋傳動(dòng)，應(yīng)校核自鎖條

24、件：2螺桿的強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于受力比較大的螺桿，需根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力：式中，F(xiàn)為螺桿所受的軸向壓力（或拉力），T為螺桿所受的扭矩，螺桿的強(qiáng)度條件：3螺母螺牙的強(qiáng)度計(jì)算螺牙上的平均壓力為：F/u其危險(xiǎn)截面 a a 的剪切強(qiáng)度條件和彎曲強(qiáng)度條件分別為：4螺母外徑與凸緣的強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于支撐螺母，需要校核螺母本體的強(qiáng)度。5螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算 對(duì)于長(zhǎng)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 SS=3.55傳力螺旋2.54傳導(dǎo)螺旋>4 精密螺桿第三章 軸 轂 聯(lián) 接§3-1 鍵聯(lián)接§3-2 花鍵聯(lián)接§3-3 無(wú)鍵聯(lián)

25、接§3-4 銷(xiāo)聯(lián)接一、鍵連接的分類(lèi)1平鍵連接根據(jù)用途，平鍵分： 普通平鍵 導(dǎo)向平鍵 滑鍵 普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合較緊，屬靜連接。導(dǎo)向平鍵/滑鍵與輪轂或軸的鍵槽配合較松，屬動(dòng)連接。 2半圓鍵連接 鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動(dòng)， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用于錐形軸端與輪轂的連接。3楔鍵連接楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100 的斜度。工作時(shí)，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。4切向鍵由兩個(gè)斜度為1:100的楔鍵組成。一個(gè)切向鍵只能傳遞一個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩

26、時(shí)，須用互成120°130°角的兩個(gè)鍵。二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核1鍵的尺寸選擇平鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸b×h及鍵長(zhǎng)L。b×h根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長(zhǎng)度參考輪轂的長(zhǎng)度確定，一般應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。2平鍵連接的失效和強(qiáng)度校核對(duì)于普通平鍵連接（靜連接），其主要失效形式是工作面的壓潰，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷，但一般只作連接的擠壓強(qiáng)度校核。對(duì)于導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接，其主要失效形式是工作面的過(guò)度磨損，通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。 設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長(zhǎng)度和高度均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條件為:導(dǎo)向平鍵和滑鍵連接

27、的強(qiáng)度條件為：式中： (圓頭平鍵) (平頭平鍵) (單圓頭平鍵)p、p為許用應(yīng)力與許用壓力當(dāng)強(qiáng)度不足時(shí)，可適當(dāng)增加鍵長(zhǎng)或采用兩個(gè)鍵按180º布置。考慮到兩個(gè)鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.5個(gè)鍵計(jì)算?；ㄦI連接 花鍵連接是將具有均布的多個(gè)凸齒的軸置于輪轂相應(yīng)的凹槽中所構(gòu)成的連接。其工作面是鍵齒側(cè)。 花鍵連接是多齒傳遞載荷，故比平鍵連接的承載能力高，定心性和導(dǎo)向性好，對(duì)軸的削弱小(齒淺、應(yīng)力集中小)； 花鍵連接一般用于定心精度要求高和載荷較大的地方。 花鍵加工需用專門(mén)的設(shè)備和工具，成本較高。 花鍵連接按齒形不同，可分為矩形花鍵和漸開(kāi)線花鍵兩類(lèi)，且均已標(biāo)準(zhǔn)化?；ㄦI連接強(qiáng)度計(jì)算 花

28、鍵連接的受力情況如右圖。其主要失效形式仍是工作面被壓潰（靜連接）或工作面過(guò)度磨損（動(dòng)連接）。Ø 壓力的合力F怕；Ø 在平均直徑dm處；Ø 載荷分配不均勻系數(shù)y；則花鍵連接的強(qiáng)度校核式為：靜連接：動(dòng)連接：上兩式中: 鍵的工作高度為：矩形花鍵： 漸開(kāi)線花鍵：（=30°，h=m）/（=45°，h=0.8m）p、p為花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓力無(wú)鍵連接一、型面連接 型面連接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的可拆連接，它是無(wú)鍵連接的一種型式。二、脹緊連接 脹緊連接是在轂孔與軸之間裝入脹緊連接套（簡(jiǎn)稱脹套），在軸向力

29、作用下，同時(shí)脹緊軸與轂而構(gòu)成的一種靜連接。脹套的尺寸選擇： 各型脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，選用時(shí)可根據(jù)軸、轂尺寸及傳遞載荷大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇合適的型號(hào)和尺寸。選擇時(shí)應(yīng)滿足：Ø 傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)Ø 傳遞軸向力時(shí)Ø 傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時(shí) 當(dāng)一個(gè)脹套不滿足要求時(shí)，可用兩個(gè)以上的脹套串聯(lián)使用，此時(shí)總的額定載荷為： m為額定載荷系數(shù)。銷(xiāo)連接銷(xiāo)連接主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的連接。根據(jù)銷(xiāo)的用途不同，一般有：定位銷(xiāo)、連接銷(xiāo)、安全銷(xiāo)。根據(jù)銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱銷(xiāo)、圓錐銷(xiāo)、槽銷(xiāo)、銷(xiāo)軸和開(kāi)口銷(xiāo)等。銷(xiāo)的材料為35、45鋼（開(kāi)口銷(xiāo)為低碳鋼），許用應(yīng)

30、力=80MPa，許用擠壓應(yīng)力p與鍵連接的擠壓應(yīng)力相同。第七章 鉚接、焊接、膠接和過(guò)盈連接§7-1 鉚接§7-2 焊接§7-3 膠接§7-4 過(guò)盈連接鉚 接一、概述 鉚接是將鉚釘穿過(guò)被連接件的預(yù)制孔中經(jīng)鉚合而成的連接方式。其連接部分稱為鉚縫。分類(lèi)：1按接頭型式分有：搭接縫、單蓋板對(duì)接縫和雙蓋板對(duì)接縫。2按鉚釘?shù)呐艛?shù)分有：?jiǎn)闻?、雙排和多排。3按鉚縫性能分有：Ø 以強(qiáng)度為基本要求的強(qiáng)固鉚縫。Ø 要求有足夠的強(qiáng)度和足夠緊密性的強(qiáng)密鉚縫。Ø 要求有足夠的緊密性的緊密鉚縫。鉚接具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝過(guò)程比較容易控制，質(zhì)量穩(wěn)定，鉚接結(jié)構(gòu)抗

31、振、耐沖擊，連接牢固可靠等特點(diǎn)。二、鉚釘?shù)闹饕?lèi)型鉚釘有空心的和實(shí)心的兩大類(lèi)，且大部分都以標(biāo)準(zhǔn)化。鉚接分冷鉚和熱鉚。釘桿直徑 d12mm 的鋼制鉚釘，通常是將鉚釘加熱后進(jìn)行鉚接。釘桿直徑 d10mm 的鋼制鉚釘和塑性較好的有色金屬、輕金屬及其合金制成的鉚釘一般在常溫下進(jìn)行冷鉚。三、鉚縫的設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)鉚縫時(shí)，先根據(jù)鉚縫的破壞形式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，一般假設(shè)：Ø 連接的橫向力F通過(guò)鉚釘組形心，一組鉚釘中各個(gè)鉚釘受力均等。Ø 鉚縫不受彎矩作用。Ø 被鉚件結(jié)合面摩擦力略去不計(jì)。Ø 被鉚件危險(xiǎn)剖面上的拉(壓)應(yīng)力，鉚釘?shù)募魬?yīng)力，工作擠壓應(yīng)力都是均勻分布的。強(qiáng)

32、度計(jì)算主要是材料力學(xué)的基本公式。單排搭接鉚縫的靜強(qiáng)度分析：取圖中寬度等于垂直與受載方向的釘距t的陰影部分進(jìn)行計(jì)算。（1）由被鉚件的拉伸強(qiáng)度確定的鉚縫承受的靜載荷（2）由被鉚件上孔壁的擠壓強(qiáng)度確定的被鉚件能承受的靜載荷（3）由鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度確定的鉚釘能承受的靜載荷對(duì)于一般的強(qiáng)固鉚縫，上述式中的許用應(yīng)力可根據(jù)組成鉚縫各元件的材料選取。焊 接一、概述 焊接是利用局部加熱(或加壓)的方法使被連接件接頭處的材料熔融連接成一體。 分類(lèi)：Ø 熔化焊：電弧焊、氣焊、電渣焊。Ø 壓力焊：電阻焊、摩擦焊、爆炸焊。Ø 釬焊：錫焊、銅焊。與鉚接相比較，焊接結(jié)構(gòu)重量輕，節(jié)約金屬材料，施工方

33、便，生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且焊接結(jié)構(gòu)的成本低，應(yīng)用很廣。二、電弧焊縫的基本形式 焊接件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分叫做焊縫。電弧焊常見(jiàn)的焊縫有：對(duì)接焊縫和角焊縫兩類(lèi)。三、焊接件常用材料在機(jī)械制造中，最常用的被焊件材料是低碳鋼和低合金鋼(如Q215、Q235、15、20、16Mn等) 。焊條的材料最好與被焊件的材料相同。四、 焊縫的受力及破壞形式1對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫主要用來(lái)承受作用于被焊件所在平面內(nèi)的拉（壓）力或彎矩，對(duì)接焊縫的破壞形式是沿焊縫斷裂；2搭接角焊縫通常正面角焊縫只用來(lái)承受拉力；側(cè)面角焊縫和混合角焊縫可用來(lái)承受拉力或彎矩。實(shí)踐證明，在靜載荷作用下，搭接角焊縫的破裂通常從沿著與垂直平分線重合

34、的最小剖面上開(kāi)始。五、焊接件的工藝及設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)1焊縫應(yīng)按被焊件厚度制成相應(yīng)坡口，或進(jìn)行一般的側(cè)棱、修邊工藝。在焊接前，應(yīng)對(duì)坡口進(jìn)行清洗整理；2在滿足強(qiáng)度條件下，焊縫的長(zhǎng)度應(yīng)按實(shí)際結(jié)構(gòu)的情況盡可能地取得短些或分段進(jìn)行焊接，并應(yīng)避免焊縫交叉；3在焊接工藝上采取措施，使構(gòu)件在冷卻時(shí)能有微小自由移動(dòng)的可能；4焊縫在焊后應(yīng)經(jīng)熱處理（如退火），消除殘余應(yīng)力；5在焊接厚度不同的對(duì)接板件時(shí)，應(yīng)使對(duì)接部位厚度一致，以利于焊縫金屬均勻熔化；6設(shè)計(jì)焊接件時(shí)，注意恰當(dāng)選擇母體材料和焊條；7合理布置焊縫及長(zhǎng)度；8對(duì)于那些有強(qiáng)度要求的重要焊縫，必須按照有關(guān)行業(yè)的強(qiáng)度規(guī)范進(jìn)行焊縫尺寸校核，明確工藝要求和技術(shù)條件，并在焊后

35、仔細(xì)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。膠 接一、概述 膠接是用膠粘劑直接把被連接件連接在一起且具有一定強(qiáng)度的連接，利用膠粘劑凝固后出現(xiàn)的粘附力來(lái)傳遞載荷。二、膠粘劑分類(lèi)：結(jié)構(gòu)膠粘劑、非結(jié)構(gòu)膠粘劑和其它膠粘劑。在機(jī)械制造中常用的是結(jié)構(gòu)膠粘劑中的環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑、酚醛樹(shù)脂膠粘劑等。 根據(jù)膠接件的使用要求及環(huán)境條件等選擇綜合性能良好的膠粘劑。三、膠接接頭的結(jié)構(gòu)形式及受力狀況 與焊接相同，膠接接頭分為對(duì)接、搭接和角接頭三種。膠接接頭的抗剪切及抗拉伸能力強(qiáng)，抗剝離和扯離能力弱。設(shè)計(jì)接頭時(shí)應(yīng)盡可能使接頭承受剪切或拉伸載荷。四、膠接的特點(diǎn)與鉚接、焊接相比，膠接的優(yōu)點(diǎn)：Ø 連接件的材料范圍寬廣；Ø 連接后的重量

36、輕，材料的利用率高；Ø 成本低；Ø 在全部膠接面上應(yīng)力集中小，故耐疲勞性能好；Ø 有良好的密封性、絕緣性和防腐性。缺點(diǎn)：抗剝離、抗彎曲及抗沖擊振動(dòng)性能差；耐老化及耐介質(zhì)(如酸、堿等)性能差；膠粘劑對(duì)溫度變化敏感，影響膠接強(qiáng)度；膠接件的缺陷有時(shí)不易發(fā)現(xiàn)。過(guò)盈連接一、過(guò)盈連接的特點(diǎn)及應(yīng)用過(guò)盈連接是利用被聯(lián)件間的過(guò)盈配合直接把被連接件連接在一起。 過(guò)盈連接的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、定心性好、承載能力高，在振動(dòng)下能可靠地工作。 主要缺點(diǎn)：裝配困難和對(duì)配合尺寸的精度要求較高。 過(guò)盈連接主要用于軸與轂、輪圈與輪芯、滾動(dòng)軸承的裝配連接。二、過(guò)盈連接的工作原理及裝配方法 裝配后包容件和被

37、包容件的徑向變形使配合面間產(chǎn)生了很大的壓力，工作時(shí)載荷就靠著相伴而生的摩擦力來(lái)傳遞。當(dāng)配合面為圓柱面時(shí)，可采用壓入法或脹縮法(加熱包容件或冷卻被包容件)裝配。當(dāng)其他條件相同時(shí)，用脹縮法能獲得較高的摩擦力或力矩，因?yàn)樗幌駢喝敕菢訒?huì)擦傷配合表面。三、圓柱面過(guò)盈連接設(shè)計(jì)這種過(guò)盈連接時(shí)，被連接件的材料、構(gòu)造和尺寸一般都已初步確定，連接的載荷也已求得。因此，設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是：1 選擇具有所需要的承載能力的配合；2 安排合理的結(jié)構(gòu)；3 確定對(duì)零件配合表面的工藝要求；4 決定裝配方法和提出裝配要求等。 過(guò)盈連接的承載能力取決于連接的摩擦力或力矩和連接中各零件的強(qiáng)度。選擇配合時(shí)，既要使連接具有足夠的固持力

38、以保證在載荷作用下不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，又要注意到零件在裝配應(yīng)力下不致?lián)p壞。四、圓錐面過(guò)盈連接圓錐面過(guò)盈連接在機(jī)床主軸的軸端上應(yīng)用很普遍。裝配時(shí)，借助轉(zhuǎn)動(dòng)端螺母并通過(guò)壓板施力使輪轂作微量軸向移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)過(guò)盈連接。這種連接定心性好，便于裝拆，壓緊程度也易于調(diào)整。 采用這種連接，配合表面不宜擦傷，能傳遞更大的載荷，尤其是適用于大型被連接件，但對(duì)配合面的接觸精度要求較高。五、過(guò)盈連接的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)盈連接主要用以承受軸向力、傳遞轉(zhuǎn)矩，或者同時(shí)承受以上兩種載荷。為了保證過(guò)盈連接的工作能力，須作以下兩方面的分析計(jì)算：Ø 在已知載荷的條件下，計(jì)算配合面間所需產(chǎn)生的壓力和產(chǎn)生這個(gè)壓力所需的最小過(guò)盈量；

39、6; 在選定的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)盈配合下，校核連接諸零件在最大過(guò)盈量時(shí)的強(qiáng)度。第六章 帶傳動(dòng)§6-1 帶傳動(dòng)概述§6-2 帶傳動(dòng)的工作原理§6-3 帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析§6-4 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比§6-5 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算§6-6 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§6-7 帶傳動(dòng)的張緊裝置帶傳動(dòng)概述一、帶傳動(dòng)的組成固聯(lián)于主動(dòng)軸上的帶輪1(主動(dòng)輪)；固聯(lián)于從動(dòng)軸上的帶輪3(從動(dòng)輪)；緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶2。二、傳 動(dòng) 原 理Ø 摩擦傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的摩擦力，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力（平帶和帶傳動(dòng)） 。Ø 嚙合

40、傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的嚙合，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力（同步帶傳動(dòng)）。三、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉以及緩沖減振；摩擦式帶傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)和打滑的現(xiàn)象，傳動(dòng)比不穩(wěn)定。Ø 平帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)合應(yīng)用較多。Ø 在一般機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)是帶傳動(dòng)，在同樣的張緊力下，帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。Ø 多楔帶傳動(dòng)兼有平帶傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，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(chǎng)合。Ø 同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，具有的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)滑動(dòng)，能保證固定的傳動(dòng)比；帶的柔韌性好

41、，所用帶輪直徑可較小。帶傳動(dòng)的工作原理帶傳動(dòng)的工作情況分析是指帶傳動(dòng)的受力分析、應(yīng)力分析、運(yùn)動(dòng)分析。帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，其工作情況具有一定的特點(diǎn)。一、受力分析帶傳動(dòng)尚未工作時(shí)，傳動(dòng)帶中的預(yù)緊力為F0。帶傳動(dòng)工作時(shí)，一邊拉緊，一邊放松，記緊邊拉力為F1和松邊拉力為F2。設(shè)帶的總長(zhǎng)度不變，根據(jù)線彈性假設(shè)：F1F0F0F2；記傳動(dòng)帶與小帶輪或大帶輪間總摩擦力為Ff，其值由帶傳動(dòng)的功率P和帶速v決定。定義由負(fù)載所決定的傳動(dòng)帶的有效拉力為FeP/v，則顯然有FeFf。取繞在主動(dòng)輪或從動(dòng)輪上的傳動(dòng)帶為研究對(duì)象 ，有：FeFfF1F2；帶傳動(dòng)的最大有效拉力Fe由歐拉公式確定，即： 歐拉公式給出的是帶傳動(dòng)在

42、極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說(shuō)是給出了一個(gè)具體的帶傳動(dòng)所能提供的最大有效拉力Fec 。由歐拉公式可知：預(yù)緊力F0最大有效拉力Fec包角最大有效拉力Fec 摩擦系數(shù) f最大有效拉力Fec 當(dāng)已知帶傳遞的載荷時(shí)，可根據(jù)歐拉公式確定應(yīng)保證的最小初拉力F0。切記：歐拉公式不可用于非極限狀態(tài)下的受力分析！二、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)在工作過(guò)程中帶上的應(yīng)力有： 拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力、松邊拉應(yīng)力； 離心應(yīng)力：帶沿輪緣圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力； 彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過(guò)大，應(yīng)限制帶輪的最小直徑。帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比三、帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析帶傳動(dòng)在工作時(shí)

43、，從緊邊到松邊，傳動(dòng)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(dòng)中因帶的彈性變形變化所導(dǎo)致的帶與帶輪之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)導(dǎo)致：從動(dòng)輪的圓周速度v2主動(dòng)輪的圓周速度v1，速度降低的程度可用滑動(dòng)率來(lái)表示：或其中： 因此，傳動(dòng)比為：若帶的工作載荷進(jìn)一步加大，有效圓周力達(dá)到臨界值Fec后，則帶與帶輪間會(huì)發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，即產(chǎn)生打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急速降低，帶傳動(dòng)失效，這種情況應(yīng)當(dāng)避免。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和傳動(dòng)帶的疲勞破壞。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。二、單根V帶的基本額定功率

44、帶傳動(dòng)的承載能力取決于傳動(dòng)帶的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度，帶傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速、包角和載荷特性等因素。單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實(shí)驗(yàn)和分析確定的。實(shí)驗(yàn)條件：傳動(dòng)比i=1、包角180°、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)的工作載荷。三、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)為：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：確定帶的類(lèi)型和截型、長(zhǎng)度L、根數(shù)Z、傳動(dòng)中心距a、帶輪基 準(zhǔn)直徑及其它結(jié)構(gòu)尺寸等。由于單根帶基本額定功率P0是在特定條件下經(jīng)實(shí)驗(yàn)獲得的，因此，在針對(duì)某一具體條件進(jìn)行帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)這一具體的條件對(duì)所選定的帶的基本額定功率P0進(jìn)行修正，以滿足設(shè)計(jì)要求。一、V帶輪設(shè)計(jì)的要求各輪槽的

45、尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使帶的載荷分布較為均勻。結(jié)構(gòu)工藝性好、無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布均勻。輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損。二、帶輪的材料通常采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為HT150和HT200。轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。三、結(jié)構(gòu)與尺寸V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有：實(shí)心式、 腹板式、 孔板式和 輪輻式。帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸。帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸通常按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定。帶傳動(dòng)的張緊裝置張緊的目的： 根據(jù)帶的摩擦傳動(dòng)原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作； 運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松弛，為了保證帶傳動(dòng)的能力

46、，必須重新張緊，才能正常工作。張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時(shí)張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過(guò)分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。第七章 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用鏈傳動(dòng)是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，徑向壓軸力小，適于低速情況下工作。 與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)安裝精度要求較低，成本低廉，可遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比。 鏈傳動(dòng)主要用在要求工作可靠、轉(zhuǎn)速不高，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。外鏈板內(nèi)鏈板套筒滾子銷(xiāo)軸傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、滾子鏈 滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子、套筒、銷(xiāo)軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成。 內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷(xiāo)軸之間為過(guò)盈聯(lián)接； 滾子與套筒之間、套筒與銷(xiāo)軸之間均為間隙配合。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(guò)多。二、齒形鏈齒形鏈又稱無(wú)聲鏈，它是一組鏈齒板鉸接而