精密機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)ppt

1、8Index3Up:First第第1 1頁頁說明：這是助教整理過的ppt，精簡版，用于復(fù)習(xí)。 李老師出題不偏，都是他上課講到的部分，布置的作業(yè)也是有針對性的。故復(fù)習(xí)的重點(diǎn)還是要回歸到書本，看李老師講過的，再好好的消化作業(yè)，PPT里的部分例題也很典型的。 助教說答疑的時(shí)候會(huì)說一些重點(diǎn)，但不可能全部說，也不可能透露題目，僅僅是大概提提。機(jī)械這么課學(xué)分挺重，每年也有掛科的人。故希望大家考前這段時(shí)間還是要好好復(fù)習(xí)，不要寄全部希望于最后一節(jié)答疑課。 祝好。 馮翰信University of Science and Technology of China2022年年4月月9日星期六日星期六Universi

2、ty of Science and Technology of China2022年年4月月9日星期六日星期六8Index3Up:First第第4 4頁頁零件的工作能力： 強(qiáng)度： 強(qiáng)度是零件抵抗外載荷作用的能力。強(qiáng)度不足時(shí)，零件將發(fā)生斷裂或強(qiáng)度是零件抵抗外載荷作用的能力。強(qiáng)度不足時(shí)，零件將發(fā)生斷裂或產(chǎn)生塑性變形，使零件喪失工作能力而失效。產(chǎn)生塑性變形，使零件喪失工作能力而失效。 剛度： 剛度是反映零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。剛度是反映零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。 穩(wěn)定性： 在變載荷作用下，零件將產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，如果零件的固有頻率與載荷在變載荷作用下，零件將產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，如果零件的

3、固有頻率與載荷的頻率相同時(shí)，將發(fā)生共振。一般情況下，共振將使零件喪失工作能的頻率相同時(shí)，將發(fā)生共振。一般情況下，共振將使零件喪失工作能力而失效。力而失效。8Index3Up:First第第5 5頁頁 在穩(wěn)定和理想的工作條件下，作用在零件上的載在穩(wěn)定和理想的工作條件下，作用在零件上的載荷稱為荷稱為名義載荷名義載荷。 為了提高零件的工作可靠性，必須考慮影響零件為了提高零件的工作可靠性，必須考慮影響零件強(qiáng)度的各種因素，如零件的變形、工作阻力的變強(qiáng)度的各種因素，如零件的變形、工作阻力的變動(dòng)、工作狀態(tài)的不穩(wěn)定等。為計(jì)入上述因素，將動(dòng)、工作狀態(tài)的不穩(wěn)定等。為計(jì)入上述因素，將名義載荷乘以某些名義載荷乘以某些

4、系數(shù)系數(shù)，作為計(jì)算時(shí)采用的載荷，作為計(jì)算時(shí)采用的載荷，此載荷稱為此載荷稱為計(jì)算載荷計(jì)算載荷。 Fj=kF8Index3Up:First第第6 6頁頁 疲勞破壞疲勞破壞 在變應(yīng)力作用下，零件的一種失效形式將是在變應(yīng)力作用下，零件的一種失效形式將是疲勞斷裂疲勞斷裂，這種失效，這種失效形式不僅與變應(yīng)力的大小有關(guān)，也與應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)有關(guān)。表面形式不僅與變應(yīng)力的大小有關(guān)，也與應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)有關(guān)。表面無缺陷的金屬材料的疲勞斷裂過程可分為兩個(gè)階段，第一階段是無缺陷的金屬材料的疲勞斷裂過程可分為兩個(gè)階段，第一階段是在變應(yīng)力的作用下，零件材料表面開始滑移而形成初始裂紋；第在變應(yīng)力的作用下，零件材料表面開始滑移而

5、形成初始裂紋；第二階段是在變應(yīng)力作用下初始裂紋擴(kuò)展以致斷裂。實(shí)際上，由于二階段是在變應(yīng)力作用下初始裂紋擴(kuò)展以致斷裂。實(shí)際上，由于材料具有晶界夾渣、微孔以及機(jī)械加工造成的表面劃傷、裂紋等材料具有晶界夾渣、微孔以及機(jī)械加工造成的表面劃傷、裂紋等缺陷，材料的疲勞斷裂過程只經(jīng)過第二階段。零件上的圓角、凹缺陷，材料的疲勞斷裂過程只經(jīng)過第二階段。零件上的圓角、凹槽、缺口等造成的應(yīng)力集中也會(huì)促使零件表面裂紋的生成和擴(kuò)展。槽、缺口等造成的應(yīng)力集中也會(huì)促使零件表面裂紋的生成和擴(kuò)展。 8Index3Up:First第第7 7頁頁 在循環(huán)接觸應(yīng)力作用下，接觸表面產(chǎn)生疲勞在循環(huán)接觸應(yīng)力作用下，接觸表面產(chǎn)生疲勞裂紋，裂

6、紋擴(kuò)展導(dǎo)致表層小塊金屬剝落，這裂紋，裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致表層小塊金屬剝落，這種失效形式稱為疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕將使零件表種失效形式稱為疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕將使零件表面失去正確的形狀，降低工作精度，引起附面失去正確的形狀，降低工作精度，引起附加動(dòng)載荷，產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并降低零件的加動(dòng)載荷，產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并降低零件的使用壽命。使用壽命。8Index3Up:First第第8 8頁頁 從零件開始工作到磨損量從零件開始工作到磨損量超過允許值而失效的超過允許值而失效的整個(gè)工作期間，可以分為三個(gè)階段（圖整個(gè)工作期間，可以分為三個(gè)階段（圖1-6）。）。University of Science and Technology o

7、f China2022年年4月月9日星期六日星期六8Index3Up:First第第1010頁頁 互換性互換性是指是指在同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，在同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑選、調(diào)整或修配，就能裝在儀器上，達(dá)到規(guī)定不需任何挑選、調(diào)整或修配，就能裝在儀器上，達(dá)到規(guī)定的功能要求，這樣的一批零件或部件稱為具有的功能要求，這樣的一批零件或部件稱為具有互換性。 完全互換完全互換：從同一規(guī)格的一批零件中任取一件，不經(jīng)任何：從同一規(guī)格的一批零件中任取一件，不經(jīng)任何修配就能裝到部件或機(jī)器上，而且能滿足規(guī)定的性能要求。修配就能裝到部件或機(jī)器上，而且能滿足規(guī)定的性能要求。這種互換

8、性稱為完全互換。這種互換性稱為完全互換。 不完全互換不完全互換：如果把一批兩種互相配合的零件按尺寸大?。喝绻岩慌鷥煞N互相配合的零件按尺寸大小分成若干組，在一個(gè)組內(nèi)的零件才有互換性；或者雖不分分成若干組，在一個(gè)組內(nèi)的零件才有互換性；或者雖不分組，但需做少量修配和調(diào)整工作，才具有互換性，這種互組，但需做少量修配和調(diào)整工作，才具有互換性，這種互換性稱不完全互換。換性稱不完全互換。 8Index3Up:First第第1111頁頁1) 有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)；有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)；2) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，縮短設(shè)計(jì)周期；產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，縮短設(shè)計(jì)周期；3) 維修時(shí)易更換配件，減少修理時(shí)間和費(fèi)維修時(shí)易更換配件，

9、減少修理時(shí)間和費(fèi)用，保證設(shè)備原有的性能。用，保證設(shè)備原有的性能。 問題？何為互換性？互換性在機(jī)械制造問題？何為互換性？互換性在機(jī)械制造業(yè)中的作用是什么？業(yè)中的作用是什么？University of Science and Technology of China2022年年4月月9日星期六日星期六8Index3Up:First第第1313頁頁 運(yùn)動(dòng)副：高副：約束1個(gè)自由度，點(diǎn)、線接觸。低副：約束2個(gè)自由度，面接觸。8Index3Up:First第第1414頁頁 F3n2PLPH 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：只有當(dāng)原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)才具有確定的運(yùn)動(dòng)。8Index3Up:First第第151

10、5頁頁8Index3Up:First第第1616頁頁 平面機(jī)構(gòu)的高副低代平面機(jī)構(gòu)的高副低代 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)保持不變，代替機(jī)構(gòu)和原機(jī)構(gòu)的自由度、瞬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)保持不變，代替機(jī)構(gòu)和原機(jī)構(gòu)的自由度、瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度必須完全相同。時(shí)速度和瞬時(shí)加速度必須完全相同。 高副低代的最簡單方法是用高副低代的最簡單方法是用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)構(gòu)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)構(gòu)件來代替一個(gè)高副件來代替一個(gè)高副。 8Index3Up:First第第1717頁頁 設(shè)桿組由設(shè)桿組由n個(gè)構(gòu)件和個(gè)構(gòu)件和pL個(gè)平面低副所組成，個(gè)平面低副所組成，那么它們之間必滿足下述條件：那么它們之間必滿足下述條件：F=3n-2PL=0 或或 2PL=3n 由于構(gòu)

11、件數(shù)由于構(gòu)件數(shù)n和運(yùn)動(dòng)副和運(yùn)動(dòng)副pL數(shù)必須是整數(shù)，故數(shù)必須是整數(shù)，故滿足上述條件的最簡單桿組為：滿足上述條件的最簡單桿組為： n=2，PL=3。級(jí)桿組級(jí)桿組。 n=4，pL=6。級(jí)桿組。級(jí)桿組。 n=6，pL=9。級(jí)桿組級(jí)桿組。 8Index3Up:First第第1818頁頁University of Science and Technology of China2022年年4月月9日星期六日星期六8Index3Up:First第第2020頁頁 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) a) 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) b) 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) c)8Index3Up:First第第2121頁頁1）最長桿與最短桿

12、的長度之和應(yīng)）最長桿與最短桿的長度之和應(yīng)其他兩桿其他兩桿長度之和稱為桿長條件。長度之和稱為桿長條件。2）連架桿或機(jī)架之一為最短桿。）連架桿或機(jī)架之一為最短桿。abcd該機(jī)構(gòu)中構(gòu)件該機(jī)構(gòu)中構(gòu)件a最短，最短，構(gòu)件構(gòu)件a能否整周回轉(zhuǎn)？能否整周回轉(zhuǎn)？8Index3Up:First第第2222頁頁 力力F與與Vc之間的夾之間的夾角稱為角稱為 連桿與從動(dòng)件軸連桿與從動(dòng)件軸線之間所夾銳角線之間所夾銳角來判斷四桿機(jī)構(gòu)來判斷四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能的好的傳動(dòng)性能的好壞，壞，角稱為角稱為8Index3Up:First第第2323頁頁1.極位夾角極位夾角當(dāng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，主動(dòng)件曲柄在兩當(dāng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩極限位

13、置時(shí)，主動(dòng)件曲柄在兩相應(yīng)位置所夾的角相應(yīng)位置所夾的角。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位夾角曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位夾角ADabdBBCC8Index3Up:First第第2424頁頁當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度快慢不同的運(yùn)動(dòng)稱為急回運(yùn)動(dòng)。速度快慢不同的運(yùn)動(dòng)稱為急回運(yùn)動(dòng)。Dabd1B2B1C2Cccab12A8Index3Up:First第第2525頁頁K-K-機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿行程速度變化系數(shù)；機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿行程速度變化系數(shù)；-極位夾角，即曲柄在兩極限位極位夾角，即曲柄在兩極限位置時(shí)所夾銳角，也等于導(dǎo)桿的擺角置時(shí)所夾銳角，也等于導(dǎo)桿的擺角。8Index3Up:F

14、irst第第2626頁頁 所謂死點(diǎn)位置就所謂死點(diǎn)位置就是指從動(dòng)件的傳是指從動(dòng)件的傳動(dòng)角等于零或者動(dòng)角等于零或者壓力角等于壓力角等于90時(shí)機(jī)構(gòu)所處的位時(shí)機(jī)構(gòu)所處的位置。置。 Dabd1B2B1C2CccabABC8Index3Up:First第第2727頁頁1在偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，要求滑塊的行程中，要求滑塊的行程為為50毫米，其行程速毫米，其行程速度變化系數(shù)為度變化系數(shù)為1.5，導(dǎo)，導(dǎo)路的偏置量為路的偏置量為20毫米。毫米。設(shè)計(jì)這一機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)這一機(jī)構(gòu)。University of Science and Technology of China2022年年4月月9日星期六日星期六8

15、Index3Up:First第第2929頁頁rbh s s s s DD0B0B sO ,t360基圓基圓 基圓半徑基圓半徑rb推程推程推程角推程角 升距升距h遠(yuǎn)停遠(yuǎn)停遠(yuǎn)停角遠(yuǎn)停角 s回程回程回程角回程角 近停近停近停角近停角 sB 位移曲線位移曲線8Index3Up:First第第3030頁頁rbOs 1 3 5 7 8 60120909060120 1 2 90A909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 1. 對心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)對心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)已知凸輪的基圓半徑已知凸輪的基圓半徑rb，凸輪，凸輪角速度角速度 和從動(dòng)件的運(yùn)

16、動(dòng)規(guī)律，設(shè)和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線計(jì)該凸輪輪廓曲線。 選比例尺選比例尺 l，作位移曲線和作位移曲線和基圓基圓rb。 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。3 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915 確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。曲線。8Index3Up:First第第3131頁頁8Index3U

17、p:First第第3232頁頁 基圓半徑基圓半徑rb減小時(shí)，將使壓減小時(shí)，將使壓力角力角變大；反之，壓力角變大；反之，壓力角減小。減小。8Index3Up:First第第3333頁頁 一個(gè)偏心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)一個(gè)偏心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑為構(gòu)的基圓半徑為100mm，偏心距為，偏心距為100mm。凸。凸輪的推程階段輪廓線為漸開線（漸開線的基圓半輪的推程階段輪廓線為漸開線（漸開線的基圓半徑為徑為100mm，基圓圓心位于凸輪的回轉(zhuǎn)中心）。，基圓圓心位于凸輪的回轉(zhuǎn)中心）。當(dāng)凸輪以角速度當(dāng)凸輪以角速度10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件上升勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件上升到行

18、程一半時(shí)從動(dòng)件速度為多少？從動(dòng)件上升過到行程一半時(shí)從動(dòng)件速度為多少？從動(dòng)件上升過程中速度如何變化？（程中速度如何變化？（v=R） 8Index3Up:First第第3434頁頁 在圖示偏置滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪在圖示偏置滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪1的工的工作輪廓為圓，其圓心和半徑分別為作輪廓為圓，其圓心和半徑分別為C和和R，凸輪，凸輪1沿逆時(shí)針沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)從動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)。已知：方向轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)從動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)。已知：R=100mm，OC=20mm，偏距，偏距e=10mm，滾子半徑，滾子半徑=10mm，試問：，試問： 凸輪基圓半徑凸輪基圓半徑r0=?，從動(dòng)件行程，從動(dòng)件

19、行程h=? 推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角 0=?，回程運(yùn)動(dòng)角，回程運(yùn)動(dòng)角 0 =?，遠(yuǎn)休止角，遠(yuǎn)休止角 s=?，近休止角，近休止角 s =? 凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角max=?，最小壓力角，最小壓力角min=?，又分別在工作，又分別在工作輪廓上哪點(diǎn)出現(xiàn)？輪廓上哪點(diǎn)出現(xiàn)？University of Science and Technology of China2022年年4月月9日星期六日星期六8Index3Up:First第第3636頁頁1 1 傳動(dòng)帶具有撓性和彈性，可吸收振動(dòng)和緩和沖擊，使傳傳動(dòng)帶具有撓性和彈性，可吸收振動(dòng)和緩和沖擊，使傳動(dòng)平穩(wěn)噪音??；動(dòng)平穩(wěn)噪音??；2 2 當(dāng)過載時(shí)當(dāng)

20、過載時(shí), ,傳動(dòng)帶與帶輪之間可發(fā)生相對滑動(dòng)而不損傷其傳動(dòng)帶與帶輪之間可發(fā)生相對滑動(dòng)而不損傷其它零件它零件, ,起過載保護(hù)作用；起過載保護(hù)作用；3 3 適合于主、從動(dòng)軸間中心距較大的傳動(dòng)；適合于主、從動(dòng)軸間中心距較大的傳動(dòng)；4 4 結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)都較方便；結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)都較方便；5 5 傳動(dòng)比不穩(wěn)定、效率較低，傳動(dòng)功率一般傳動(dòng)比不穩(wěn)定、效率較低，傳動(dòng)功率一般P50kW、線、線速度速度v=525(40)m/s、傳動(dòng)比、傳動(dòng)比35(10)；8Index3Up:First第第3737頁頁帶傳動(dòng)的主要幾何參數(shù)：帶傳動(dòng)的主要幾何參數(shù)：帶輪直徑帶輪直徑D1和和D2，中心距，中心距a，

21、帶長度帶長度L，包角，包角。各參數(shù)間。各參數(shù)間的關(guān)系如圖的關(guān)系如圖7-12所示。其近似所示。其近似幾何關(guān)系為幾何關(guān)系為8Index3Up:First第第3838頁頁靜止時(shí)，帶兩邊的拉力相等且等于張緊力靜止時(shí)，帶兩邊的拉力相等且等于張緊力F0（見圖（見圖a）;傳動(dòng)時(shí)，由于傳動(dòng)時(shí)，由于帶與輪面間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力就不再相等（圖帶與輪面間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力就不再相等（圖7-13）。即）。即將繞進(jìn)主動(dòng)輪的一邊，拉力由將繞進(jìn)主動(dòng)輪的一邊，拉力由F0增到增到 F1，稱為緊邊拉力，而另一邊帶，稱為緊邊拉力，而另一邊帶的拉力由的拉力由F0減為減為F2 ,稱為松邊拉力。兩邊拉力之差為稱為松邊拉力

22、。兩邊拉力之差為 F1 - F2= Ft Ft 即為帶傳動(dòng)所能傳遞的有效圓周力，稱為即為帶傳動(dòng)所能傳遞的有效圓周力，稱為有效拉力有效拉力。其值等于沿任。其值等于沿任一個(gè)帶輪的接觸弧上摩擦力的總和。一個(gè)帶輪的接觸弧上摩擦力的總和。8Index3Up:First第第3939頁頁 預(yù)緊力預(yù)緊力F0 ： 小輪包角小輪包角 ： 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)f ：0FmaxtFF0越大越好嗎？越小呢？f摩擦系數(shù)取值橡膠 鋼橡膠 鑄鐵4 . 0f8 . 0fmaxtFmaxtF8Index3Up:First第第4040頁頁帶傳動(dòng)工作時(shí)的應(yīng)力有：由緊邊和松邊拉力所產(chǎn)生的應(yīng)力；由離心力帶傳動(dòng)工作時(shí)的應(yīng)力有：由緊邊和松邊拉力

23、所產(chǎn)生的應(yīng)力；由離心力產(chǎn)生的應(yīng)力以及由于帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力。產(chǎn)生的應(yīng)力以及由于帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力。8Index3Up:First第第4141頁頁 帶工作時(shí)所受總應(yīng)力即為上述三種應(yīng)力之和。帶工作時(shí)所受總應(yīng)力即為上述三種應(yīng)力之和。 帶中的應(yīng)力為變應(yīng)力，其最大應(yīng)力為：帶中的應(yīng)力為變應(yīng)力，其最大應(yīng)力為：max=1+b1+c 此最大應(yīng)力發(fā)生在帶緊邊進(jìn)人小帶輪處。此最大應(yīng)力發(fā)生在帶緊邊進(jìn)人小帶輪處。 帶工作時(shí)，如果最大應(yīng)力超過帶的許用應(yīng)力，帶將產(chǎn)生疲帶工作時(shí)，如果最大應(yīng)力超過帶的許用應(yīng)力，帶將產(chǎn)生疲勞破壞。勞破壞。 三種應(yīng)力中以彎曲應(yīng)力三種應(yīng)力中以彎曲應(yīng)力b1對傳動(dòng)帶的壽命影響最大。為對傳動(dòng)帶

24、的壽命影響最大。為控制彎曲應(yīng)力控制彎曲應(yīng)力b1不致過大，則小帶輪直徑不宜過小不致過大，則小帶輪直徑不宜過小帶傳動(dòng)失效形式帶傳動(dòng)失效形式1：帶的疲勞破壞帶的疲勞破壞8Index3Up:First第第4242頁頁1）定義：）定義：帶工作時(shí)，隨著有效拉力增加，滑動(dòng)角增加，靜帶工作時(shí)，隨著有效拉力增加，滑動(dòng)角增加，靜角減小。滑動(dòng)角增加到整個(gè)包角時(shí)，帶的有效拉力達(dá)到最大角減小?；瑒?dòng)角增加到整個(gè)包角時(shí)，帶的有效拉力達(dá)到最大值，帶開始沿著帶輪滑動(dòng)，此時(shí)稱為帶的值，帶開始沿著帶輪滑動(dòng)，此時(shí)稱為帶的打滑打滑。2）產(chǎn)生的原因：）產(chǎn)生的原因：外載荷增加，使得外載荷增加，使得 Fe=FecFfmax3）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：

25、可以避免的。可以避免的。4）后果：）后果：帶的磨損急劇增加、噪聲和嚴(yán)重發(fā)熱，從動(dòng)輪的帶的磨損急劇增加、噪聲和嚴(yán)重發(fā)熱，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速急劇下降，直至傳動(dòng)失效。轉(zhuǎn)速急劇下降，直至傳動(dòng)失效。帶傳動(dòng)失效形式帶傳動(dòng)失效形式2：帶的打滑帶的打滑帶傳動(dòng)的打滑帶傳動(dòng)的打滑有何用途？有何用途？University of Science and Technology of China2022年年4月月9日星期六日星期六8Index3Up:First第第4444頁頁 P點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn) 為使齒輪瞬時(shí)傳動(dòng)比保持恒為使齒輪瞬時(shí)傳動(dòng)比保持恒定定：不論兩齒廓在任何位置：不論兩齒廓在任何位置接觸，過接觸點(diǎn)（嚙合點(diǎn)）接觸，過接觸

26、點(diǎn)（嚙合點(diǎn)）的公法線必須與兩齒輪的連的公法線必須與兩齒輪的連心線交于一定點(diǎn)心線交于一定點(diǎn) P。這是這是齒齒廓嚙合的基本定律廓嚙合的基本定律。1222122111O NO PiO NO P8Index3Up:First第第4545頁頁模數(shù)的量綱 mm ，確定模數(shù)m實(shí)際上就是確定周節(jié)p,也就是確定齒厚和齒槽寬e。模數(shù)m越大，周節(jié)p越大，齒厚s和齒槽寬e也越大。u推論，模數(shù)越大，輪齒的抗彎強(qiáng)度越大。pm 這是一組齒數(shù)相同，這是一組齒數(shù)相同，模數(shù)不同的齒輪。模數(shù)不同的齒輪。確定模數(shù)的依據(jù)確定模數(shù)的依據(jù)u根據(jù)輪齒的抗彎強(qiáng)度選擇齒輪的模數(shù)模數(shù)的意義模數(shù)的意義8Index3Up:First第第4646頁頁

27、正確嚙合條件正確嚙合條件8Index3Up:First第第4747頁頁1.2與m 無關(guān)，隨z1,z2及ha*的增大而增大。8Index3Up:First第第4848頁頁 齒輪嚙合過程中，有兩對齒同時(shí)嚙合和只有一對齒輪嚙合過程中，有兩對齒同時(shí)嚙合和只有一對齒嚙合情形，若齒嚙合情形，若=1.25=1.25，在齒輪轉(zhuǎn)過一個(gè)基節(jié)在齒輪轉(zhuǎn)過一個(gè)基節(jié)Pb的時(shí)間的時(shí)間T內(nèi)，內(nèi)， 有有25%的時(shí)間是兩對齒嚙合，的時(shí)間是兩對齒嚙合，75%的時(shí)間是一對齒嚙合，這就是重合度的意義。的時(shí)間是一對齒嚙合，這就是重合度的意義。 若若=1.64=1.64，兩對齒占兩對齒占64%，一對占，一對占36%。 重合度不僅是齒輪傳動(dòng)

28、的連續(xù)性條件，而且是衡重合度不僅是齒輪傳動(dòng)的連續(xù)性條件，而且是衡量齒輪承載能力和傳動(dòng)平穩(wěn)性的重要指標(biāo)。量齒輪承載能力和傳動(dòng)平穩(wěn)性的重要指標(biāo)。8Index3Up:First第第4949頁頁 8Index3Up:First第第5050頁頁變位齒輪的齒形變化變位齒輪的齒形變化 8Index3Up:First第第5151頁頁1、避免輪齒根切、避免輪齒根切為使齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量減少小齒輪的齒數(shù)，當(dāng)為使齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量減少小齒輪的齒數(shù)，當(dāng)z 的正傳動(dòng)時(shí)，可以提高齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)的正傳動(dòng)時(shí)，可以提高齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，若適當(dāng)選擇變位系數(shù)度，若適當(dāng)選擇變位系數(shù)x1,x2，還能大幅

29、度降低滑動(dòng)系數(shù)，還能大幅度降低滑動(dòng)系數(shù)，提高齒輪的耐磨損和抗膠合能力。提高齒輪的耐磨損和抗膠合能力。變位齒輪的應(yīng)用變位齒輪的應(yīng)用8Index3Up:First第第5252頁頁 由表面接觸應(yīng)力引起零件的破壞形式由表面接觸應(yīng)力引起零件的破壞形式疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕 在循環(huán)接觸應(yīng)力作用下，接觸表面產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)在循環(huán)接觸應(yīng)力作用下，接觸表面產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致表層小塊金屬剝落，這種失效形式稱為展導(dǎo)致表層小塊金屬剝落，這種失效形式稱為疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕。 提高齒面的硬度和降低表面粗糙度值，在許可范圍內(nèi)采用提高齒面的硬度和降低表面粗糙度值，在許可范圍內(nèi)采用最大的移距系數(shù)和最大的移距系數(shù)和 x=x1

30、+x2 （增大齒輪傳動(dòng)的綜合曲率半（增大齒輪傳動(dòng)的綜合曲率半徑），以及增大潤滑油粘度與減小動(dòng)載荷等，都可提高齒徑），以及增大潤滑油粘度與減小動(dòng)載荷等，都可提高齒面的接觸疲勞強(qiáng)度。面的接觸疲勞強(qiáng)度。8Index3Up:First第第5353頁頁 作用于主、從動(dòng)輪上的各對力均大小相等，方向相反；作用于主、從動(dòng)輪上的各對力均大小相等，方向相反； 圓周力圓周力Ft ：在主動(dòng)輪上：在主動(dòng)輪上Ft1與運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)方向n1相反，在從輪上相反，在從輪上Ft2與運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)方向n2相同；相同； 徑向力徑向力Fr 的方向?qū)奢喍际怯勺饔命c(diǎn)指向輪心（內(nèi)齒輪為的方向?qū)奢喍际怯勺饔命c(diǎn)指向輪心（內(nèi)齒輪為遠(yuǎn)離輪心方向

31、）遠(yuǎn)離輪心方向） 。8Index3Up:First第第5454頁頁 8Index3Up:First第第5555頁頁主動(dòng)圓周力：主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反；從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同圓周力：主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反；從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同徑向力：指向圓心徑向力：指向圓心軸向力：可用左、右手判斷軸向力：可用左、右手判斷。力的方向力的方向Fa1Fa28Index3Up:First第第5656頁頁11212ttmTFFd 1112cosrtaFF tgF 1112sinatrFF tgF 1112coscostnmFTFd小圓錐齒輪上各分力：小圓錐齒輪上各分力：（按平均直徑（按平均直徑dm1計(jì)算）計(jì)算）式中式中T1 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩；小

32、齒輪上的轉(zhuǎn)矩；dm1小齒輪上的平均分度圓直徑。小齒輪上的平均分度圓直徑。11(1 0.5)mbddR8Index3Up:First第第5757頁頁力的方向力的方向n1圓周力圓周力Ft：主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反；從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同。：主動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相反；從動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向相同。徑向力徑向力Fr：指向圓心：指向圓心軸向力軸向力Fa：小端指向大端：小端指向大端8Index3Up:First第第5858頁頁主平面主平面圖圖8-528-52為使用阿基米德蝸桿的蝸為使用阿基米德蝸桿的蝸桿傳動(dòng)。在通過蝸桿軸線并與蝸桿傳動(dòng)。在通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的剖面（主平面）上，輪軸線垂直的剖面（主平面）上，蝸桿齒廓為直線，相當(dāng)于齒

33、條，蝸桿齒廓為直線，相當(dāng)于齒條，蝸輪齒廓為漸開線，相當(dāng)于齒輪。蝸輪齒廓為漸開線，相當(dāng)于齒輪。所以，所以，在主平面內(nèi)，就相當(dāng)于齒在主平面內(nèi)，就相當(dāng)于齒條齒輪傳動(dòng)條齒輪傳動(dòng)。蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算以主平面為準(zhǔn)。蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算以主平面為準(zhǔn)。8Index3Up:First第第5959頁頁蝸桿蝸輪的正確嚙合條件蝸桿蝸輪的正確嚙合條件8Index3Up:First第第6060頁頁蝸桿傳動(dòng)的蝸桿傳動(dòng)的在蝸桿傳動(dòng)中，作用在齒面上的法向作用力在蝸桿傳動(dòng)中，作用在齒面上的法向作用力Fn可分解為三個(gè)分力：圓周力可分解為三個(gè)分力：圓周力Ft、徑向力、徑向力Fr 和軸向力和軸向力Fa（圖（圖8-54）。）。8Index

34、3Up:First第第6161頁頁當(dāng)蝸桿為主動(dòng)件時(shí)（一般情況均是如此）當(dāng)蝸桿為主動(dòng)件時(shí)（一般情況均是如此）蝸桿上的蝸桿上的圓周力圓周力 Ft1 的方向與蝸桿齒在嚙合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方的方向與蝸桿齒在嚙合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向 n1 相反；相反；蝸輪上的蝸輪上的圓周力圓周力 Ft2 的方向與蝸輪齒在嚙合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方的方向與蝸輪齒在嚙合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向 n2 相同；相同；徑向力徑向力 Fr 的方向在蝸桿、蝸輪上都是由嚙合點(diǎn)分別指的方向在蝸桿、蝸輪上都是由嚙合點(diǎn)分別指向軸心。向軸心。軸向力軸向力 Fa 由由主動(dòng)件左右手定則主動(dòng)件左右手定則來判斷，也可按照來判斷，也可按照Fa1與與 Ft2方向相反，方向相反， Ft1與與

35、 Fa2的方向相反判斷。的方向相反判斷。8Index3Up:First第第6262頁頁蝸桿傳動(dòng)受力分析示例蝸桿傳動(dòng)受力分析示例8Index3Up:First第第6363頁頁定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算1、定軸輪系的傳動(dòng)比、定軸輪系的傳動(dòng)比1 5 輸入軸與輸出軸之間的傳動(dòng)比為輸入軸與輸出軸之間的傳動(dòng)比為:515115nni 輪系中各對嚙合齒輪的傳動(dòng)比大小為：輪系中各對嚙合齒輪的傳動(dòng)比大小為：,122112zzi 233223zzi ,344343 zzi 455454 zzi 51 5432432154432312 iiii33 44 4321543215 zzzzzzzzi一般定軸

36、輪系的傳一般定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算公式為：動(dòng)比計(jì)算公式為：所所有有主主動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)連連乘乘積積到到從從所所有有從從動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)連連乘乘積積到到從從BABAiBAAB 8Index3Up:First第第6464頁頁周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿H的角速度的角速度大小相等、方向相反的公共角速度大小相等、方向相反的公共角速度 HH構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱 原周轉(zhuǎn)輪系中原周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的角速度各構(gòu)件的角速度轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度構(gòu)件的角速度系桿系桿 0 HHHH 中心輪中心輪1 HH 11行星輪行星輪2 HH 22中心輪中心輪3 HH 33在在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中系桿系桿H變成了機(jī)架變成了機(jī)架8Index3Up:First第第6565頁頁構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱 原周轉(zhuǎn)輪系中原周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的角速度各構(gòu)件的角速度轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度構(gòu)件的角速度系桿系桿 0 HHHH 中心輪中心輪1 HH 11中心輪中心輪3 HH 33計(jì)算該轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)