機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)輔導(dǎo)-傳動(dòng)部分.

1、機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分 輔導(dǎo)輔導(dǎo)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)（一）帶傳動(dòng)的受力分析（一）帶傳動(dòng)的受力分析F0 = (F1 + F2 )/21、初拉初拉力力2、傳遞功率傳遞功率1000FvP vPF1000或：3、傳遞的圓周力傳遞的圓周力F=F=F1 - - F2= Ff4、歐拉公式歐拉公式feFF21（二）帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析（二）帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析1、由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 緊邊拉應(yīng)力和松邊拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力和松邊拉應(yīng)力2、由離心力產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力由離心力產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力3、彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力AqvAFcc2dbdhE3、最大拉應(yīng)力最大拉應(yīng)力 當(dāng)帶在緊邊剛與小帶輪接觸時(shí)應(yīng)力達(dá)到最大：當(dāng)帶在緊邊

2、剛與小帶輪接觸時(shí)應(yīng)力達(dá)到最大：cb11max（三）帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑（三）帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑（四）帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（四）帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 帶傳動(dòng)的帶傳動(dòng)的主要失效形式主要失效形式：打滑和疲勞破壞等。：打滑和疲勞破壞等。 帶傳動(dòng)的帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在傳遞規(guī)定功率時(shí)不打滑，同：在傳遞規(guī)定功率時(shí)不打滑，同時(shí)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命。時(shí)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命。（五）帶輪基準(zhǔn)直徑（五）帶輪基準(zhǔn)直徑dd、帶速、帶速v、帶傳動(dòng)的中心距、帶傳動(dòng)的中心距a對(duì)對(duì)V帶傳動(dòng)性能的影響。帶傳動(dòng)性能的影響。（六）帶傳動(dòng)的張緊和安裝、維護(hù)（六）帶傳動(dòng)的張緊和安裝、維

3、護(hù) V帶張緊輪一般設(shè)置在帶張緊輪一般設(shè)置在松邊的內(nèi)側(cè)且緊靠大帶輪處松邊的內(nèi)側(cè)且緊靠大帶輪處。1 1、設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)V V帶傳動(dòng)時(shí)，若帶的根數(shù)過(guò)多，可采取哪些措施來(lái)減帶傳動(dòng)時(shí)，若帶的根數(shù)過(guò)多，可采取哪些措施來(lái)減少帶的根數(shù)？少帶的根數(shù)？ 2 2、某單根、某單根V V帶傳動(dòng)，已知小輪包角帶傳動(dòng)，已知小輪包角1=150，若帶與帶輪間，若帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦因素的當(dāng)量摩擦因素f f =0.5=0.5，張緊力，張緊力F F0 0=280N=280N，帶速，帶速=7m/s=7m/s，若，若不計(jì)離心力影響，試求該傳動(dòng)所能傳遞的最大功率不計(jì)離心力影響，試求該傳動(dòng)所能傳遞的最大功率P P。3 3、已知帶傳動(dòng)的功率、已

4、知帶傳動(dòng)的功率P=7.5kW，主動(dòng)輪直徑，主動(dòng)輪直徑dd1=100mm，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n1=1200rpm，緊邊拉力，緊邊拉力F F1 1是松邊拉力是松邊拉力F F2 2的兩倍，試求的兩倍，試求F F1 1、F F2 2的值。的值。 4 4、某三角帶傳遞功率為、某三角帶傳遞功率為10kW，帶速為，帶速為10m/s，包角，包角137.5，摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)0. 2，求帶傳遞的有效圓周力，求帶傳遞的有效圓周力，若測(cè)得松邊若測(cè)得松邊拉力為拉力為1800N，問(wèn)此時(shí)是否發(fā)生打滑？，問(wèn)此時(shí)是否發(fā)生打滑？ 七、鏈傳動(dòng)七、鏈傳動(dòng)（一）滾子鏈的結(jié)構(gòu)（一）滾子鏈的結(jié)構(gòu) 鏈節(jié)數(shù)取偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)取奇數(shù)。鏈節(jié)數(shù)取偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)

5、取奇數(shù)。（二）鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性（二）鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 鏈傳動(dòng)多邊形效應(yīng)的影響因素：節(jié)距鏈傳動(dòng)多邊形效應(yīng)的影響因素：節(jié)距P、鏈輪齒數(shù)、鏈輪齒數(shù)z、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。轉(zhuǎn)速等參數(shù)。（三）鏈傳動(dòng)的失效形式（三）鏈傳動(dòng)的失效形式 鏈板疲勞破壞等鏈板疲勞破壞等5種。種。（四）鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇（四）鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇 鏈節(jié)距、中心距、鏈輪齒數(shù)、傳動(dòng)比等參數(shù)對(duì)鏈傳鏈節(jié)距、中心距、鏈輪齒數(shù)、傳動(dòng)比等參數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)的影響。動(dòng)的影響。（五）鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑（五）鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑 張緊輪應(yīng)設(shè)在松邊、靠近小鏈輪處。張緊輪應(yīng)設(shè)在松邊、靠近小鏈輪處。1 1、鏈傳動(dòng)在工作時(shí)引起動(dòng)載荷的主要原因是什么？能否避免？

6、、鏈傳動(dòng)在工作時(shí)引起動(dòng)載荷的主要原因是什么？能否避免？如何減少動(dòng)載荷？如何減少動(dòng)載荷？2 2、鏈傳動(dòng)的失效形式有哪些？、鏈傳動(dòng)的失效形式有哪些？ 3 3、試分別說(shuō)明鏈的節(jié)距、鏈傳動(dòng)的中心距選取的過(guò)大和過(guò)小、試分別說(shuō)明鏈的節(jié)距、鏈傳動(dòng)的中心距選取的過(guò)大和過(guò)小對(duì)鏈傳動(dòng)的影響。對(duì)鏈傳動(dòng)的影響。 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)（一）齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件（一）齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、直齒圓錐直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)。（二）標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳（二）標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的尺寸計(jì)算動(dòng)

7、和標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的尺寸計(jì)算 分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、中心距、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、中心距、基圓直徑、齒頂高、齒根高、頂隙、齒厚、齒距等。基圓直徑、齒頂高、齒根高、頂隙、齒厚、齒距等。（三）常見(jiàn)的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（三）常見(jiàn)的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 失效形式失效形式5種，失效機(jī)理和改善的辦法。種，失效機(jī)理和改善的辦法。 閉式軟齒面閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、閉式硬齒面閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、開(kāi)式開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。齒輪傳動(dòng)的主要失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。（四）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、直齒（四）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、直齒圓錐

8、齒輪傳動(dòng)的受力分析圓錐齒輪傳動(dòng)的受力分析 圓周力圓周力、徑向力徑向力、軸向力軸向力的方向判定。的方向判定。（五）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)（五）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的的出發(fā)點(diǎn)算的的出發(fā)點(diǎn) 1、疲勞點(diǎn)蝕一般出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)附近，因此、疲勞點(diǎn)蝕一般出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)附近，因此一般以節(jié)一般以節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力點(diǎn)處的接觸應(yīng)力來(lái)計(jì)算齒面的接觸疲勞強(qiáng)度。來(lái)計(jì)算齒面的接觸疲勞強(qiáng)度。 2、為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定、為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定全部載荷由一對(duì)齒承擔(dān)全部載荷由一對(duì)齒承擔(dān)，且，且載荷作用于齒頂載荷作用于齒頂時(shí)根部分產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。時(shí)根部分產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。（六）當(dāng)量齒數(shù)、不根切的最少齒數(shù)（六）

9、當(dāng)量齒數(shù)、不根切的最少齒數(shù) 3、計(jì)算直齒錐齒輪強(qiáng)度時(shí)，按齒寬中點(diǎn)處一對(duì)當(dāng)、計(jì)算直齒錐齒輪強(qiáng)度時(shí)，按齒寬中點(diǎn)處一對(duì)當(dāng)量直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)作近似計(jì)算。量直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)作近似計(jì)算。1 1、斜齒輪的齒形系數(shù)與哪些參數(shù)有關(guān)？為什么斜齒輪傳動(dòng)齒、斜齒輪的齒形系數(shù)與哪些參數(shù)有關(guān)？為什么斜齒輪傳動(dòng)齒面的接觸疲勞強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)取決于大、小齒輪？面的接觸疲勞強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)取決于大、小齒輪？ 2 2、若保持直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距、若保持直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距a a不變，增大齒數(shù)不變，增大齒數(shù)Z Z1 1有有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 3 3、齒面膠合產(chǎn)生的根本原因是什么？膠合與載荷和速度有何、齒面膠合產(chǎn)生的根

10、本原因是什么？膠合與載荷和速度有何關(guān)系？采取哪些措施可有利于防止膠合？關(guān)系？采取哪些措施可有利于防止膠合？ 4 4、有兩對(duì)閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，它們的參數(shù)分別為：、有兩對(duì)閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，它們的參數(shù)分別為：z1=18，z2=42，m=2， =20，b=60， a=62z1=18，z2=42，m=2， =20，b=60，a=60兩對(duì)齒輪的材料，熱處理硬度，載荷，工況和制造精度相同，兩對(duì)齒輪的材料，熱處理硬度，載荷，工況和制造精度相同，其中第其中第 對(duì)齒輪齒面接觸應(yīng)力大。第對(duì)齒輪齒面接觸應(yīng)力大。第 對(duì)齒輪輪齒接觸強(qiáng)度高。對(duì)齒輪輪齒接觸強(qiáng)度高。 5、在斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)中，應(yīng)按、在斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)

11、中，應(yīng)按 模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值；而直齒錐模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值；而直齒錐齒輪設(shè)計(jì)中，應(yīng)取齒輪設(shè)計(jì)中，應(yīng)取 模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。 6 6、圖示為二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器和一對(duì)開(kāi)式錐齒輪所組成、圖示為二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器和一對(duì)開(kāi)式錐齒輪所組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。已知：動(dòng)力由軸一輸入，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，為的傳動(dòng)系統(tǒng)。已知：動(dòng)力由軸一輸入，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，為使軸使軸和軸和軸的軸向力盡可能小，試確定減速器中各斜齒輪的的軸向力盡可能小，試確定減速器中各斜齒輪的輪齒旋向，并畫(huà)出各對(duì)齒輪在嚙合處的受力方向。輪齒旋向，并畫(huà)出各對(duì)齒輪在嚙合處的受力方向。 7 7、圖為一兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。已知齒輪、圖為一兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速

12、器。已知齒輪2 2： mn=3mm，z2=48， 2=15 ；齒輪齒輪3： mn=5mm，z2=17。試完成以下工試完成以下工作：作： 1 1）標(biāo)出輸出軸）標(biāo)出輸出軸的轉(zhuǎn)向；的轉(zhuǎn)向； 2 2）確定齒輪）確定齒輪2 2、3 3、4 4的輪齒旋向，要求的輪齒旋向，要求軸上兩斜齒輪所軸上兩斜齒輪所受軸向力相互抵消，并求出受軸向力相互抵消，并求出 3 3的大小；的大?。?3 3）標(biāo)出齒輪）標(biāo)出齒輪2 2、3 3所受各力的方向。所受各力的方向。 要點(diǎn)分析：要點(diǎn)分析： 為減小軸承上的軸向載荷，應(yīng)盡量使中間軸兩斜齒輪的軸向?yàn)闇p小軸承上的軸向載荷，應(yīng)盡量使中間軸兩斜齒輪的軸向力相互抵消，即力相互抵消，即F F

13、a2 = a2 = F Fa3a3，方向相反。因兩齒輪轉(zhuǎn)向相同，方向相反。因兩齒輪轉(zhuǎn)向相同，分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，所以只能使兩斜齒輪的旋向相同。分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，所以只能使兩斜齒輪的旋向相同。 解：解： 1 1）標(biāo)出輸出軸）標(biāo)出輸出軸的轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向 由外嚙合的圓柱齒輪轉(zhuǎn)向相反，依次標(biāo)出由外嚙合的圓柱齒輪轉(zhuǎn)向相反，依次標(biāo)出、軸的轉(zhuǎn)向。軸的轉(zhuǎn)向。 2 2）確定齒輪）確定齒輪2 2、3 3、4 4的輪齒旋向，求出的輪齒旋向，求出 3 3的大小。的大小。 因外嚙合的一對(duì)斜齒輪旋向應(yīng)相反，且齒輪因外嚙合的一對(duì)斜齒輪旋向應(yīng)相反，且齒輪1 1為右旋，并要為右旋，并要求求FaFa2 2、FaFa3 3方向方

14、向相反，所以齒輪相反，所以齒輪2 2、3 3左旋，齒輪左旋，齒輪4 4右旋。要使右旋。要使軸上兩斜齒輪所受軸向力相互抵消，軸上兩斜齒輪所受軸向力相互抵消，F(xiàn)aFa2 2 = Fa = Fa3 3，即，即 3t32t2tgFtgF2t3t23tgFFtg，223t32t2dFdF2232232t3t23cos/483cos/175tgtgddtgFFtg1528. 015sin483175sin36354879. 83 由中間軸的力矩平衡，得則 得 則 3 3）標(biāo)出齒輪）標(biāo)出齒輪2 2、3 3所受各力的方向所受各力的方向 8 8、設(shè)計(jì)一對(duì)外嚙合的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，要求傳動(dòng)比、設(shè)計(jì)一對(duì)外嚙合的

15、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，要求傳動(dòng)比i=ni=n1 1/n/n2 2=Z=Z2 2/Z/Z1 1=8/5=8/5，安裝中心距，安裝中心距a=78mma=78mm。若根據(jù)強(qiáng)度。若根據(jù)強(qiáng)度要求，取模數(shù)要求，取模數(shù)m=3mmm=3mm。采用標(biāo)準(zhǔn)齒形，齒頂高系數(shù)。采用標(biāo)準(zhǔn)齒形，齒頂高系數(shù)h ha a* *=1=1，試確定這對(duì)齒輪的齒數(shù)試確定這對(duì)齒輪的齒數(shù)Z Z2 2，Z Z1 1，并計(jì)算這對(duì)齒輪的各部分尺，并計(jì)算這對(duì)齒輪的各部分尺寸寸d d、 d db b 、d da a 、d df f 、h ha a 、h hf f 、h h 、p p 、s s 、e e 。(cos20(cos200 0=0.94;

16、=3.14) =0.94; =3.14) a=m(z1+z2)/2=mz1(1+i)=3z1(1+8/5)=78z1=26/(1+8/5)=130/13=10蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)(一）蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算一）蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算蝸桿的頭數(shù)蝸桿的頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)、蝸輪齒數(shù)z2、傳動(dòng)比、傳動(dòng)比i、模數(shù)、模數(shù)m、蝸桿、蝸桿螺旋線升角螺旋線升角、蝸桿分度圓直徑、蝸桿分度圓直徑d1、蝸桿直徑系數(shù)、蝸桿直徑系數(shù)q、中心距中心距a=m(z1+z2)/2。(二）蝸桿傳動(dòng)的二）蝸桿傳動(dòng)的失效形式失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 失效常發(fā)生在蝸輪的輪齒上，閉式傳動(dòng)易出現(xiàn)膠合失效常發(fā)生在蝸輪的輪齒

17、上，閉式傳動(dòng)易出現(xiàn)膠合和點(diǎn)蝕，開(kāi)式傳動(dòng)主要是磨損和輪齒折斷。和點(diǎn)蝕，開(kāi)式傳動(dòng)主要是磨損和輪齒折斷。(三）蝸桿傳動(dòng)的常用三）蝸桿傳動(dòng)的常用材料材料 蝸桿一般用碳鋼和合金鋼制成，蝸輪常用材料為青蝸桿一般用碳鋼和合金鋼制成，蝸輪常用材料為青銅和鑄鐵。銅和鑄鐵。(四）蝸桿傳動(dòng)的四）蝸桿傳動(dòng)的受力受力分析分析 圓周力、徑向力、軸向力的方向。圓周力、徑向力、軸向力的方向。(五）蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算五）蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算 如果工作溫度超過(guò)允許的范圍時(shí)應(yīng)采取的措施。如果工作溫度超過(guò)允許的范圍時(shí)應(yīng)采取的措施。 加加散熱片散熱片、安裝、安裝風(fēng)扇風(fēng)扇、裝蛇形、裝蛇形冷卻水管冷卻水管、用、用循環(huán)油循環(huán)油冷卻。冷卻。

18、1 1、圖示為斜齒圓柱齒輪、圖示為斜齒圓柱齒輪蝸桿傳動(dòng)，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輪蝸桿傳動(dòng)，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輪齒的旋向如圖所示，現(xiàn)要求蝸桿軸上的軸向力為最小，試畫(huà)出齒的旋向如圖所示，現(xiàn)要求蝸桿軸上的軸向力為最小，試畫(huà)出蝸輪的轉(zhuǎn)向和作用在蝸輪輪齒上的力（以三個(gè)分力表示），并蝸輪的轉(zhuǎn)向和作用在蝸輪輪齒上的力（以三個(gè)分力表示），并說(shuō)明蝸輪輪齒螺旋線方向。說(shuō)明蝸輪輪齒螺旋線方向。 解：讓同一軸上的從動(dòng)斜齒輪和蝸桿的旋向相同，從而使二者解：讓同一軸上的從動(dòng)斜齒輪和蝸桿的旋向相同，從而使二者的軸向力相互抵消或部分抵消。的軸向力相互抵消或部分抵消。蝸輪左旋、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸輪左旋、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 2 2、圖中兩種傳動(dòng)方案，你認(rèn)為那種方案較好？試分析、說(shuō)明、圖中兩種傳動(dòng)方案，你認(rèn)為那種方案較好？試分析、說(shuō)明原因。原因。 B