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第一篇 总 论第一章 机械设计基础概论第一节 机器的组成教学内容机器的组成教学重点机器的组成、机器与机构的区别教学难点对机器与机构的理解与区别教学目的让学生掌握机器的组成教学要点 机器凡能实现确定的机械运动,又能作有用的机械功或完成能量、物料与信息的转换和传递的装置 机构用来传递运动和力或改变运动形式的机械传动装置 机械机器与机构的总称 构件组成机器的各个相对运动的单元体 问题
1、机器与机构的区别?
2、构件与零件的区别?
3、通用零件与专用零件的区别? 机器中常用的机构带传动机构、链传动机构、齿轮传动机构、连杆机构、轮机构、螺旋机构、间歇机构、组合机构 按用途的不同机器可分为 动力机器 机器 工作机器 信息机器 现代机器的组成 动力装置 传动装置 机器的组成 执行装置 操纵、控制装置 辅助装置第二节 本课程的内容、性质和任务教学内容
1、基本要求
2、注意事项教学目的让学生了解本课程的内容、性质和任务教学要点
1、研究对象是一般工况条件下的常用机构和通用机械零、部件
2、目的
3、学生应达到的基本要求
(1)掌握通用零部件的选用和设计的基本方法,初步具有设计能力
(2)具有解题、计算、绘图、执行国家标准和使用有关技术资料的能力
(3)熟悉常用机构和通用机械零件的结构、工作原理、特点、应用
(4)具有测绘、装拆、调整、检测一般机械装置的能力
(5)具有使用、维护机械传动装置的能力、
(6)具有分析和处理机械一般问题的能力
(7)初步具有应用计算机的能力
4、注意事项
(1)理论联系实际
(2)综合考虑各方面的因素第三节 机器应满足的要求和设计制造程序教学内容
1、机器应满足的要求
2、机器设计制造的程序教学目的让学生了解机器应满足的要求和设计制造的程序教学重点机器应满足的要求教学要点
一、机器应满足的要求
1、使用要求
2、经济性要求
3、社会要求
4、可靠性要求
5、其它特殊性要求
二、机器设计制造的一般程序
1、可行性研究阶段
2、方案设计阶段
3、技术设计阶段 机器的动力学设计 机器的运动学设计 零件工作能力设计 部件装配草图和总装配草图设计 主要零件校核
4、施工设计阶段
5、样机试制阶段
6、投产销售阶段第四节 机械零件设计的基本知识教学内容
1、机械零件的工作能力和计算准则
2、设计的一般步骤
3、三化教学重点机械零件设计的工作能力和计算准则教学难点判定条件教学目的让学生掌握工作能力和几个判定条件,了解设计的一般步骤和三化教学要点
一、机械零件的工作能力和计算准则 失效机械零件丧失规定的功能的现象 工作能力在不发生失效的条件下,在规定的期限内零件所能工作的限度 机械零件失效的原因
1、强度不够
2、刚度不够
3、磨损严重
4、摩擦力不够
5、共振 零件工作能力的判定条件
(1)强度判定条件应力≤许用应力
(2)刚度判定条件变形量≤许用变形量 计算量≤许用量
(3)耐磨性判定条件压强≤许用压强 …………………………………………
二、机械零件设计的一般步骤
1、根据零件的使用要求,选择零件的类型和结构
2、根据零件的工作条件以及对零件的特殊要求,选择合适的材料和热处理方法
3、根据零件的工作情况,确定作用于零件上的载荷
4、根据零件可能出现的失效形式,确定计算准则,并计算和确定出零件的基本尺寸
5、根据工艺性和标准化等要求进行零件的结构设计
6、必要时应对零件进行校核计算
7、绘出零件的工作图
三、机械零件的标准化 三化标准化、通用化、系列化是我国一项重要的技术政策 标准化 三化 通用化 系列化 实施三化的重要意义
1、可简化设计工作,缩短设计周期,提高设计质量,有利于把主要精力用于关键零件、部件的设计
2、可在专门工厂采用先进技术规模集中生产标准零件、部件,有利于节约原材料和能源,保证产品质量,降低成本
3、增大互换性,便于用户使用和维护
4、有利于改进和提高产品质量,扩大生产批量和开发新产品第五节 机械零件的强度教学内容
1、载荷和应力
2、机械零件的静强度
3、疲劳强度
4、接触强度教学重点机械零件的强度条件教学难点对强度条件的理解和应用教学目的掌握机械零件的强度条件,并会用强度条件进行设计计算教学要点
一、载荷和应力
1、载荷的分类(力、转矩、弯矩等) 按大小和方向是否随时间变化分静载荷 变载荷 在设计计算中,常把载荷分为名义载荷 计算载荷 1)名义载荷根据额定功率,用力学公式计算出作用在零件上的载荷 2)计算载荷设计计算时所用的载荷 计算载荷=载荷系数╳名义载荷
2、应力的分类 静应力大小和方向不随时间变化或变化缓慢的应力 应力 变应力大小和方向随时间显著变化的应力 稳定应力在变应力中,周期、应力幅和平均应力都不随时间变化的变应力 非对称循环应力 稳定应力 脉动循环应力 对称循环应力
二、机械零件的静强度 在静应力作用下,其主要的失效形式是塑性变形或断裂,为保证零件正常工作
1、对于塑性材料制造的零件,应按不发生塑性变形的条件进行强度计算,取材料的屈服极限(δs或s)作为极限应力,零件的强度条件为 δ≤[δ]=或 δ或-零件的最大工作应力 [δ]或[]-许用应力 s-安全系数,用查表法确定
2、对于脆性材料,通常取材料的强度极限(或)作为极限应力,零件的强度条件为 或
三、机械零件的疲劳强度 绝大多数零件在变应力作用下,其失效形式为疲劳断裂,其疲劳过程可分为三个阶
1、在变应力作用下形成初始断裂
2、裂纹尖端在切应力作用下发生反复塑性变形,使裂纹扩展
3、当裂纹达到临界尺寸后,发生瞬时断裂 长期使用条件下,变应力时的强度条件为 εδ-尺寸系数 β-表面状态系数 δγ-疲劳极限 kδ-应力集中系数 s-安全系数
四、机械零件的接触强度
1、接触疲劳破坏 1)工作时-接触处产生很大的接触应力,-多次反复作用-裂纹 2)润滑油渗入裂纹内――(受挤压)使裂纹加速扩展 -使零件表面层金属呈小块状脱落,形成小坑――疲劳点蚀
2、接触应力(钢或铸铁)= 通常采用润滑油和润滑脂
1、润滑油矿物油和合成油(见表1-3)
(1)矿物油的种类18个组别 牌号按照油的粘度来划分数字――粘度
(2)主要性能指标 1)粘度润滑油抵抗剪切变形的能力,它反映润滑油流动时内部摩擦阻力的大小(动力粘度和运动粘度) 2)粘度指数温度是影响粘度的重要因素 -粘度 粘度指数是衡量润滑油粘度随温度变化快慢的程度 指数-对粘度的影响-粘温性 3)油性指润滑油湿润或吸附于干摩擦表面的性能 吸附能力-油性 4)极压性油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高压化学反应膜的能力 5)闪点润滑油在规定条件下加热并与火焰接触发生瞬时间闪火时的最低温度-安全指标,一般要求油闪点高于工作温度20-30 6)凝点在规定条件下冷却,失去流动性的最高温度,一般要求凝点比最低使用温度低5-10
(3)润滑油的选用 一般根据机械设备的工作条件、载荷和速度先确定出合适的粘度范围,再选择适当的润滑油品种,选择的原则是 1)高温、重载低速下,宜采用粘度高的润滑油 2)有冲击、振动、变速、变载、起动、停车、反转时,宜选粘度高的油 3)间隙较大加工表面粗糙时,宜选用粘度高的润滑油 4)高速、轻载、低温,采用压力循环或滴油润滑时,选用粘度低的润滑油
2、润滑脂润滑油+稠化剂 其性能取决于润滑油、稠化剂的种类和含量
(1)润滑脂的种类矿物油润滑脂和合成油润滑脂(见表1-4)
(2)润滑脂的性能指标 1)针入度将重量为
1.5的标准圆锥体放入25的润滑脂试样中,经5后所沉入的深度,以1/10mm为单位,有0-9共10个号 数字-针入度-脂稠 2)滴点在规定的加热条件下,润滑脂从标准量杯口孔滴下第一滴油时的温度,其工作温度比其滴点低40-50
(3)润滑脂的特点
3、添加剂第二章 平面机构的运动简图的自由度第一节 运动副及其分类教学内容
1、运动副的概念
2、运动副的分类教学重点运动副的概念教学难点运动副的识别教学目的掌握运动副的概念以及利用概念来区别运动副教学要点
一、运动副的概念凡两构件有接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副 常见的运动副有转动副 移动副 齿轮副 轮副 螺旋副
二、运动副的分类 两构件组成的运动副通常用三种接触形式联接
1、点接触
2、面接触
3、线接触 Fn-作用在圆柱体上的载荷 b-初始接触线长度 E-综合弹性模量 E=2E1E2/E1+E2 ρ-综合曲率半径 ρ=ρ1ρ2/ρ1±ρ2
3、接触强度条件 为防止疲劳点蚀,须满足接触疲劳强度,强度条件为δH ≤[δH] [δH]-许用接触应力(查表确定)第六节 机械零件的结构工艺性教学内容零件的结构工艺性教学重点零件结构工艺性的概念,常见的结构工艺性教学目的掌握常见的结构工艺性教学要点
一、概念
二、要求 零件的铸造工艺性 零件的造工艺性 零件的热处理结构工艺性第七节 摩擦、磨损和润滑教学内容
1、摩擦
2、磨损
3、润滑教学重点摩擦的种类、磨损的过程及类型、润滑油、脂的种类及性能教学目的掌握摩擦的种类,磨损的过程及类型,润滑油、脂的种类及性能指标教学要点
一、摩擦在正压力作用下的两相接触的物体,接触面间产生抵抗切向滑动阻力的现象称为摩擦 按运动形式分 滚动摩擦 干摩擦 摩擦 边界摩擦 滑动摩擦 流体摩擦 混合摩擦
二、磨损摩擦使零件表面材料损失的现象称为磨损 耐磨性材料抵抗磨损的能力,被磨损去的表面厚度为磨损量
1、磨损过程磨合阶 稳定磨损阶 剧烈磨损阶
2、磨损的类型 粘着磨损 磨粒磨损 磨损 疲劳磨损 腐蚀磨损
3、减少磨损的方法 1)合理选择摩擦副材料,表面硬度和表面粗糙度 2)良好的润滑形成流体润滑或采用含油性和极压添加剂的润滑剂,合理选择润滑油粘度 3)降低摩擦副表面温度,控制压强等
三、润滑向摩擦表面供给润滑剂,其目的是减少摩擦,磨损和冷却零件,防止零件锈蚀,缓冲吸振,洗除污物和密封等作用 润滑问题选用合适的润滑剂、润滑方式、确定润滑装置 液体润滑剂 半固体润滑剂 润滑剂 固体润滑剂 气体润滑剂 转动副(相对转动) 低副(面接触) 按接触情况分 移动副(相对移动) 高副(点、线接触)齿轮副 轮副 问题如何识别低副和高副?第二节 平面机构运动简图教学内容
1、机构运动简图及其作用
2、机构运动简图的符号
3、平面机构运动简图的绘制
4、机器传动系统图分析教学重点平面机构运动简图的绘制教学难点平面机构运动简图的绘制教学目的能绘制较简单的平面机构运动简图教学要点
一、机构运动简图及其作用
1、概念用简单的线条和符号表示构件和运动副,按比例画出各运动副的相对位置以及相对运动关系的图形
2、作用了解机构的组成和类型 可表达一部复杂机器的传动原理 可进行运动和动力分析
3、构件 机 架――固定不动 构件 主动件――由外界给定运动规律的构件 从动件――除主动件和机架外的构件
二、机构运动简图的符号
1、构件的表示方法
2、运动副的表示方法
三、平面机构运动简图的绘制 绘制步骤
1、分析机构的结构和运动情况
2、确定构件、运动副的类型和数目
3、选择视图平面
4、选定适当的比例绘制机构的运动简图 示例
1、绘制图2-4(a)所示的偏心轮滑块机构的运动简图
2、绘制图1-2(a)所示的内燃机的机构运动简图
四、机器传动系统图分析 目的弄清机器的传动原理,进行运动和动力参数计算 分析1)了解基本结构和工作原理 2)找出原动部分―――工作部分的传动路线 3)从原动部分开始,沿传动路线分出其包含的机构 示例图1-1所示的牛刨床的传动系统分析第三节 平面机构和自由度教学内容
1、自由度和约束条件
2、自由度的计算
3、计算自由度时应注意和问题
4、平面机构具有确定运动的条件教学重点平面机构自由度的计算,平面机构具有确定运动的条件教学难点平面机构自由度的计算教学目的掌握平面机构自由度的计算和确定运动的条件教学要点
一、自由度与约束条件 构件的各种独立运动称为构件的自由度 注一个平面运动的自由构件有三个自由度 约束对构件独立运动所加的限制 注自由度减少的个数等于约束的数目 综合在平面机构中,低副引入两个约束,失去两个自由度,高副引入一个约束,失去一个自由度
二、平面机构自由度的计算 机构能独立产生的独立运动的数目称为机构的自由度 平面机构的自由度为 F=3n-2PL-PH n-表示活动构件数目 n=N-1N-表示机构中构件数目 PL-表示机构中的低副数目 PH-表示机构中的高副数目 示例
1、计算图1-2(b)所示内燃机的自由度
2、计算图2-5所示牛刨床摆动导杆机构的自由度
三、计算平面机构自由度时应注意和问题
1、复合铰链两个以上的构件用转动副在同一轴线上联接,若有个构件组成复合铰链,则其转动副的个数应为个,计算是要注意复合铰链示例计算图2-8所示振动式输送机的自由度
2、局部自由度机构中某些不影响整个机构运动的自由度,计算时应将局部自由度除去不计示例图2-9(a)所示的轮机构的自由度计算
3、虚约束不起独立限制作用的约束,计算时应将虚约束除去不计分析图2-10(a)所示的平行四边形机构的自由度平面机构中虚约束常见情况和处理方法
(1)重复转动副 两个构件组成几个转动副,其轴线相互重合,只有一个转动副起约束作用,其他处则为虚约束,计算时,只计入一个转动副
(2)重复移动副 两构件组成几个移动副,其导路互相平行,只有一个移动副起约束作用,其他处则为虚约束,计算时只计入一个移动副
(3)重复轨迹 在机构运动中,若有两构件两点间的距离始终保持不变,当用构件将此两点相联,则构成虚约束,计算时应将构成虚约束的构件及其运动副一起除去
(4)重复高副 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分,则为虚约束,计算时应将构成虚约束的构件及其运动副一起除去不计 示例计算图2-12所示行星轮机构的自由度
四、平面机构具有确定运动的条件 条件机构的原动件数目必须等于机构的自由度数即 机构的原动件数目=机构的自由度数 示例图2-14所示的平面机构,试判断其运动是否确定第二篇 联 接 螺纹联接 键、销联接 可拆联接 楔键联接 型面联接 联接 过盈联接 铆 接 不可拆联接 焊 接 胶 接 注设计时选用何种联接主要取决于使用要求和经济性第三章 螺纹联接第一节 概述、常用螺纹的类型、特点和应用教学内容
1、螺纹的主要参数
2、螺纹的类型、特点和应用教学目的掌握螺纹的主要参数以及类型、特点教学要点
一、螺纹的主要参数 主要的几何参数有大径d(D) 小径d(D) 中径d(D) 螺距(P) 螺纹线数(n) 导程(L) 螺旋角(λ) 牙型角(а) 牙型斜角(β) 注
1、螺纹的大径为公称直径
2、L=P•n
二、螺纹的类型、特点和应用 左旋 三角形螺纹 按牙型分 矩形螺纹 按旋向分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋 单线 粗 圆柱形螺纹 按线数分 按牙厚分 按形状分 多线 细 圆锥螺纹我国采用米制螺纹(除管螺纹外) а=60º的三角形圆柱螺纹―――普通螺纹(应用最广) 凡大径、型、螺距等都符合国家标准的螺纹―――标准螺纹 常采用螺纹的类型、代号、特点、应用见表3-1第二节 螺纹联接的类型和螺纹紧固件教学内容
1、螺纹联接的主要类型
2、螺纹紧固件
3、螺纹紧固件的材料及等级教学目的了解螺纹联接的类型,螺纹紧固件及材料、等级教学要点
一、螺纹联接的主要类型 螺栓联接 双螺柱联接 类型 其结构、特点、应用见表3-2 螺钉联接 紧定螺钉联接 此外还有特殊结构的联接吊环螺钉联接、地脚螺栓联接、槽型螺栓联接等
二、螺纹紧固件其结构特点和应用情况见表3-3
三、螺纹紧固件的材料及等级 两类等级
1、产品等级
2、机械性能等级
1、产品等级表示产品和加工精度等级
2、机械性能等级和材料 常用材料Q215 Q235 10 34 45 15Cr 40Cr 65Mn等 机械性能等级表示材料的机械性能,如强度、硬度等 国家标准规定螺栓、螺钉、螺柱代号用两个数字表示,中间用小数点“”隔开,如X1·X2 X1――δb1/100X2――10×δs/δb 螺母的机械性能等级用一位数表示 螺钉、垫圈的机械性能等级用表面硬度表示代号、字母和数字两部分组成 数字为HVmin/10,字母用表示硬度,如14H第三节 螺纹联接的预紧和防松教学内容
1、预紧
2、防松教学目的了解螺纹联接的预紧和防松的方法教学要点
一、预紧 预紧力在使用中,绝大多数螺纹联接在装配时都必须拧紧,使联接在承受工作载荷之前,预先受到力的作用,这个力称为预紧力 预紧的目的增强联接的可靠性和紧密性,防止出现缝隙或发生相对滑动,可提高螺栓的疲劳强度 注对重要的螺纹联接,装配时要控制预紧力,一般规定,预紧力不得超过其材料屈服极限δs的80% 由手感决定 预紧力的控制 由测力矩扳手或定力矩扳手控制
二、防松 一方面
1、自锁
2、摩擦力 另一方面
(1)摩擦防松对顶螺母 弹簧垫圈 尼龙圈、金属锁紧
(2)机械防松开口槽、槽形螺母 止动垫圈 串联钢丝
(3)破坏螺纹副的运动关系冲点 焊接 粘合 防松的方法见表3-6第四节 螺栓的强度计算教学内容
1、普通螺栓的强度计算
2、受剪螺栓的强度计算教学重点螺栓的强度计算及设计计算教学难点强度计算及设计计算教学目的掌握强度条件,利用强度条件进行强度计算教学要点
一、普通螺栓的强度计算
1、松螺栓联接(图3-7) 拉伸强度条件为N/mm2 设计公式为mmd1――螺纹小径 mm F――螺栓所受的轴向载荷N ――许用应力N/mm2查表3-8
2、紧螺栓联接(有预紧力F1,有两种情况)
(1)受横向工作载荷的紧螺栓联接(图3-8所示) 引入可靠系数c后 N F――轴向预紧力 Fs――螺栓联接受横向工作载荷 f――接合面间的摩擦系数f=
0.6~
0.16 m――接合面的数目 c――可靠系数 c=
1.1~
1.3 则螺栓的强度条件为(用第三强度理论得) 设计公式为 1)联接接合面的形状应和机器的结构形状相适应(对称) 2)螺栓的布置应使螺栓受力合理 3)螺栓排列应有合理的间距 4)分布在同一圆周上的螺栓数目应便于在圆周上分度划线 5)在同一螺栓组中,螺栓的材料,直径,长度均应相同
二、提高螺栓强度的措施
1、减少应力集中的影响
2、降低载荷的变化量
3、避免附加弯曲应力第四章 轴毂联接第一节 键联接教学内容
1、键联接的类型、特点及应用
2、键的选择和强度计算教学重点键的选择和强度计算教学难点键的选择和强度计算教学目的掌握键的选择和强度计算教学要点
一、键联接的类型、特点及应用
1、平键联接工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩,故两个侧面是工作面,起周向固定作用,不能承受轴向力 普通平键用于静联接 ABC 平键 导向平键 用于动联接 较长的平键 滑 键
2、半圆键联接靠两个侧面传递转矩,两侧面是工作面
3、楔键联接上下两表面是工作面 普通 圆头 方头 单国圆头 楔键联接 钩头
4、切向键联接两键以其斜面互相贴合,其工作面是上下互相平行的窄面
二、键的选择和键联接的强度计算
1、尺寸的选择根据轴的直径d从标准中(表4-1)选择键的宽度b、高度h,键的长度L根据轮毂长度确定,键长L应比轮毂长度短5~10mm,并符合标准中规定的长度系列,导向平键的键长则按轮毂长度及轴上零件的滑动距离而定,键长应符合标准规定的长度系列
2、强度条件及校核 平键工作时的受力情况如图4-6所示 设计时,静联接验算挤压强度,动联接验算压力强度 1)静联接的挤压强度条件 2)动联接的压力强度条件 mm
(2)受轴向载荷的紧螺栓联接(图3-9所示) 螺栓受总拉力FQFQ=F+F// F――工作载荷 F//――残余预紧力 则螺栓的强度条件为 设计公式为 mm 式中F//查表3-7得推荐值
二、受剪螺栓联接的强度计算(图3-10所示) 失效的形式
1、受剪面的塑性变形或剪断
2、挤压面被压溃 螺栓杆的剪切强度条件为 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为 式中Fs――单个铰制孔用螺栓所受的横向载荷 ds――铰制孔用螺栓剪切面直径 hmin――螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度 [Γ]――许用切应力 查表3-8 [δp]――许用挤压应力 查表3-8 示例
1、P44页 例3-1 (图3-9所示)
2、P45页 例3-2 (图3-11所示)第五节 螺栓联接的结构设计教学内容
1、螺栓组的布置
2、提高螺栓强度的措施教学重点螺栓组的布置,提高螺栓强度的措施教学目的了解螺栓组的布置,掌握螺栓强度提高的措施教学要点
一、螺栓组的布置 布置时应考虑以下几个问题 式中T――键联接所传递的转矩 k-―键与轮毂键的接触高度,k=
0.4h l――键的工作长度,圆头键l=L-b 单圆头平键l=L-b/2 平头键l=L l/――轮毂的长度 d――轴的直径 [δp]――许用挤压应力 查表4-2 [P]――许用压力 查表4-2 示例P56 例4-1第二节 花键联接教学内容
1、概述
2、矩形花键
3、渐开线花键教学目的了解花键联接的特点,类型、及应用教学要点
一、概述 花键联接工作时,靠键的侧面互相挤压传递转矩,与平键联接相比花键联接具有以下优点
(1)对中性好
(2)轴的削弱程度较低
(3)承载能力强
(4)导向性好 缺点制造较复杂,需专用设备,成本高
二、矩形花键(键数为偶数) 轻系列承载能力小,用于静联接和轻载联接 按传递转矩的大小分 中系列用于载荷较大的静联接或动联接 矩形花键采用内径定心方式,定心精度高,稳定性好,能用磨削的方法消除热处理引起的变形,应用广泛
三、渐开线花键分度圆压力角有
30、45两种 特点工艺性好,制造精度高,应力集中小,易于定心,当传递的转矩较大且轴径也较大时,宜采用渐开线花键 定心方式齿形定心(自动定心) 综上得 花键联接多用于载荷较大,定心精度要求较高的联接中,其选用和强度验算与平键相似,详见机械设计手册第三节 销联接教学内容
1、圆柱销
2、圆锥销
3、异形销教学目的了解销联接的类型、特点及应用教学要点
一、作用
1、传递不大的载荷或作安全装置
2、定位作用
二、类型 普通圆柱销 圆柱销 弹性圆柱销 普通圆锥销 圆锥销 内螺纹圆锥销开尾圆锥销 销 异形销 开口销 销轴
三、选用销的类型和尺寸可根据工作要求和用途来确定第四节 无键联接(简介)
一、型面联接利用非圆剖面的轴与相应形状的零件的毂孔配合而构成的联接 柱形 只传递转矩 类型 锥形 能传递轴向力 特点没有应力集中源,对中性好,承载能力高,装拆方便,制造工艺复杂,应用不太普遍 六边形、方形、切边形等型面联接,对中性差,只用于低速场合
二、过盈联接利用材料的弹性变形把具有一定配合过盈量的轴和毂孔套装起来的联接,工作时靠摩擦力来传递载荷 特点结构简单,对中性好,强度削弱小,工作可靠,装拆困难,配合尺寸的精度要求高,多用于重载、动载、无需经常装拆的场合 圆柱形过盈联接―――用压入法或温差法装入 类型 圆锥形过盈联接―――用液压压入法装入第三篇 机械传动 摩擦轮传动 直接接触 摩擦式无级变速器 摩擦传动 带传动 绳传动 有中间挠性件 带式无级变速器 普通齿轮传动 非圆齿轮传动 不完整齿轮传动 蜗杆传动 直接接触 机械传动 啮合传动 行星齿轮传动 螺旋传动 链传动 齿带传动 链式无级变速器 有中间挠性件 凸轮传动机构 推压传动 棘轮机构直接接触 槽轮机构 连杆机构―――有中间刚性件第五章 带传动第一节 概述教学内容
1、带传动的种类
2、主要特点和应用范围教学目的掌握带传动的种类及主要特点和应用教学要点
一、带传动的种类 平带传动 摩擦带传动 V带传动 根据工作原理不同 特殊带传动 啮合带传动 同步带传动 摩擦带传动靠带与带轮之间产生的摩擦力传递运动和动力 啮合带传动靠带上齿与带轮轮齿的啮合来传动 几种常用带传动及其简要特点见表5-2
二、摩擦带传动的主要特点和应用范围
1、特点 主要优点1)可以缓冲吸振,传动平稳,噪声小 2)传动过载时打滑,可防止其他零件损坏 3)用于中心距较大的场合 4)结构简单,装拆方便,成本低 主要缺点1)传动比不准确 2)外廓尺寸大 3)传动效率低 4)带的寿命短 5)不宜用于高温易燃场合
2、应用适用于传递功率不大或不需保证精确传动比的场合第二节 V带与带轮教学内容
1、V带
2、带轮教学目的掌握V带传动的特点以及带轮的设计教学要点
一、V带 V带有普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带、大楔角V带、宽V带等 标准普通V带制成无接头的环形,其结构由顶胶、抗拉体、底胶、包布等组成 型号国家标准规定,按截面尺寸的大小有Y Z A B C D E七种 标记由型号、基准长度、标准号三部分组成 如B1600 GB11544-97
二、带轮
1、带轮的材料及设计要求 材料HT150 HT200 铸钢 钢板冲压焊接结构 铸铝 塑料 设计要求结构合理,质量分布均匀,转速高时要经过动平衡,表面粗糙度要低,各槽和尺寸、角度应保持一定精度 结构设计根据带轮的基准直径选择结构型式,根据带的截型确定轮槽尺寸,根据经验公式确定带轮的其他结构尺寸,绘制带轮的零件图,并按工艺要求注出相应的技术要求等
2、带轮的结构 1)带轮由轮缘、轮毂、轮辐三部分组成 2)型式 实心式 腹板式 根据基准直径参照表5-5决定 孔板式 椭圆轮辐式 3)V带带轮的轮缘尺寸见表5-6,其他尺寸见图5-4中的经验公式 4)V带的两侧面夹角为40,一般轮槽楔角都小于40且带轮直径越小,楔角也越小 5)GB10412-89规定带轮的基本型式,尺寸,标记,技术要求应尽可能参照选用
3、带轮的技术要求 1)不宜有砂眼、气孔、缩孔和较大的缺陷 2)棱边要倒圆或倒钝R=
3.2 R=
6.3 R=
12.5 3)径向圆跳动或端面圆跳动按11级精度取值第三节 带传动工作情况分析教学内容
1、带传动的受力分析
2、带传动的弹性滑动和打滑
3、带的应力分析教学重点带传动的受力分析和应力分析教学难点受力分析和应力分析教学目的掌握带传动工作情况的分析计算教学要点
一、带传动的受力分析(图5-5所示) 若近似认为带在工作时的总长不变,则带的紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量,即 F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0……………………
(1) 若取带轮上的带为分离体,若主动轮直径为,则 Fe=Ff=F1-F2 ――有效拉力………………………
(2)
(1)式代入
(2)得 F1=F0+Fe/2 F2=F0-Fe/2……………………………………
(3) 带传递的功率为 ……………………………………
(4) ……………………………………
(5) 带在带轮上的包角为 ………………
(6) 经整理得带轮能传递的最大有效分力Femax为
1、初拉力Fo Fo↑→↑→Ff↑→Femax↑
2、包角аа↑→Ff↑→Femax↑а1<а2 а1>1200 а1min=900
3、摩擦系数f f↑→Ff↑→Femax↑
二、带的弹性打滑和滑动
1、产生弹性滑动的原因分析
2、从动轮圆周速度的降低量可用滑动率ε表示 其中 所以,带传动的实际传动比为 一般情况下,ε≈(1~2%) 故可以不考虑,则传动比为
3、带打滑的原因分析
三、带的应力分析
1、工作应力紧边的拉应力 MPa 松边的拉应力 MPa
2、离心拉应力 MPa q――每米带长的质量 v――带的速度
3、弯曲应力 MPa h――带的高度 dd――带的基准直径 E――带的弹性模量
4、带的最大应力 第四节 V带传动的设计计算教学内容
1、失效形式和设计准则
2、单根V带的基本额定功率
3、原始数据及设计内容
4、设计步骤及参数选择教学重点设计计算教学难点设计计算教学目的根据所给的原始数据,能对V带传动进行设计计算教学要点
一、失效形式和设计准则 失效形式打滑和带的疲劳破坏 设计准则在保证带传动不打滑的前提下,具有一定的疲劳强度和寿命
二、单根V带的基本额定功率 两条件1) 2) 其基本额定功率见表5-9和表5-11
三、原始数据及设计内容 原始数据有传递的功率 主动轮、从动轮的转速 传动的用途和工作条件 传动的位置要求、原动机的种类等 设计的内容带的型号 基准长度 根数 传动中心距 带轮直径及结构尺寸 轴上压力等
四、设计步骤及参数选择
1、确定设计功率 KW P――传递的额定功率 KA――工作情况系数 见表5-13
2、选择带型根据P和小带轮转速n1由图5-8和5-9选定
3、确定带轮的基准直径dd1和dd2
(1)初选小带轮的基准直径dd1 dd1↓→结构愈紧凑→弯曲应力↑→寿命↓→v↓→P1↓ 所以,dd1不宜选得太小 基准直径可根据带的型号,参考表5-8和表5-7选取
(2)验算带的速度v 根据式5-10计算并满足5m/s≤v≤vmax 普通V带vmax=25-30m/s 窄V带vmax=35-40m/s 若vvmax,则离心力↑→应减小dd1 若v5m/s,→Fe↑→应增大dd1
(3)计算从动轮的基准直径dd2 并进行圆整(表5-7)
4、确定中心距a和带的基准长度 若中心距末给出,则
0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) a0取定后,根据带传动的几何关系计算带的基准长度 mm 根据Ld0由图5-3选取相近的基准长度Ld,再根据来计算实际中心距a mm 或用下列近似公式计算 考虑到安装调整和张紧的需要,实际中心距的变动范围为
5、验算小带轮的包角α1
6、确定带的根数Z KW △P1――基本额定功率增大值(表5-10 表5-12) Ka――包角系数 见表5-14 KL――长度系数 见表5-15 V带的根数 注根数不宜过多,一般以不超过8-10根为宜
7、确定带的初拉力 单根V带所需的初拉力为 安装所需的初拉力
8、计算对轴的压力F N 示例P81 例5-1第五节 V带传动的张紧与维护(简介)
一、V带传动的张紧装置 调整轴间距 张紧方法 见表5-16 安装张紧轮
二、带传动的使用与维护
1、安装时两轮轴线应相互平行,平行度应小于
0.006a,两轮相对应的V型槽的对称平面应重合,误差不得超过20/
2、安装时,应先缩小中心距,将V带套入槽中,再调整中心距,并予以张紧
3、胶带不宜与酸碱或油接触,工作温度不宜超过60℃
4、带传动装置应加防护罩,以免发生意外事故
5、定期检查胶带,一根松弛或损坏,应全部更换,不能新旧混用第六章 链传动第一节 概述教学内容
1、链传动的工作原理和特点
2、链传动的类型和应用教学目的掌握链传动的工作原理和特点、类型、应用教学要点
一、链传动的工作原理和特点
1、工作原理链传动是由主动链轮,从动链轮和环绕在链轮上的链条组成,链为中间性件,工作时,通过链条的链节与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力
2、特点
(1)没有打滑现象,能保持准确的传动比,链条不需太大的张紧力,对轴压力较小,传递的功率较大,效率较高,低速时能传递较大的圆周力
(2)结构简单,安装方便,成本低,传动中心距适用范围较大,能在高温、多尘、油污等恶劣条件下工作
(3)瞬时传动比不恒定,传动平稳性较差,工作时振动、冲击、噪声较大,不宜用于载荷变化很大,高速和急速反转的场合
二、链传动的类型和应用 根据用途不同分传动链 起重链 牵引链 根据结构不同分滚子链 齿形链 应用范围传递功率P<100KW,传动比i≤8,链速v≤20m/s,中心距a≤6m,效率η=
0.92~
0.97 链传动主要用在中心距较大,平均传动比准确,工作环境恶劣的场合第二节 滚子链和链轮教学内容
1、结构和标准
2、滚子链链轮教学重点链轮的尺寸计算教学目的了解滚子链的结构,链轮的尺寸计算教学要点
一、滚子链的结构和标准 结构由内链轮 外链板 销轴 套筒 滚子组成 节距链条上相邻两销轴中心的距离,(P) P↑→各尺寸↑→传递功率↑ Z一定时,P↑→直径↑ 标记链号-排数Χ整链链节数 国标编号 如08A-1Χ88GB
1243.1-83 注链条以链节为组成单位,链长用链节数表示 1)当链节数为偶数时,接头处可用开口销或弹性卡固定 2)当链节数为奇数时,需采用过渡链节 3)设计时,链节数应尽量取偶数
二、滚子链链轮
1、链轮的齿形 齿形应保证链节能自由地进入或退出啮合,在啮合时应保证良好的接触,同时形状应尽可能简单,便于加工 注齿形按GB1244-85设计 基本参数节距P 滚子外径d1 齿数Z 排距Pt 分度圆直径d 齿顶圆直径da 齿根圆直径df 计算公式 mm mm mm
2、链轮的结构 整体式 直径较小 腹板式 直径中等 链轮结构 孔板式 直径中等 组合式 直径较大
3、链轮的材料 应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度,常用材料见表6-3第三节 滚子链传动的设计教学内容
1、链传动的失效形式
2、额定功率曲线
3、设计步骤和主要参数的选择教学重点设计计算教学难点主要参数的选择教学目的掌握链传动的失效形式,主要参数的选择教学要点
一、链传动的失效形式 失效形式链条疲劳破坏 铰链磨损 铰链胶合 链条拉断
1、链条的疲劳破坏――闭式链传动
2、链条的铰链磨损――开式链传动
3、链条铰链的胶合
4、链条的静力拉断静强度不够
二、额定功率曲线(图6-8) 实验条件两轮水平布置,轴线平行,链轮共面,小链轮齿数Z=19,传动比=3,中心距40P,单排链,载荷平稳,采用图6-9推荐的润滑方式,预期工作寿命为15000h, 若不能实现推荐的润滑方式,则P0应降低到下列数值 1)当v≤
1.5m/s时,润滑不良,应取图值的30%-60%,无润滑时取
0.15P0 2)当
1.5m/sv≤7m/s时,取图值的15%-30%
三、链传动的设计步骤和主要参数的选择 已知传动的用途,工作情况,载荷性质,所传递功率P,主动轮转速n1,从动轮转速n2(或传动比i) 要求确定齿数Z1Z2,中心距a,链条型号,节距P,节数Lp和排数,链轮的材料和结构,(链条的标准件,选定型号后及节数后即可外购)
1、中、高速链传动(v≥
0.6m/s)设计步骤 1)选择链轮齿数 小链轮齿数不宜过少,一般Z1≥17,大链轮齿数不宜过多,一般Z2120,小链轮齿数参照表6-4选取,大链轮齿数由Z2=iZ1求得(取整数) 注齿数应尽量选取与链节数互为质数的奇数 2)选定链条型号,并确定链的节距 根据链传动的计算功率Pc和小链轮转速n1由图6-8查得链的型号和排数,按链的型号从表6-1查得链的节距P 链传动的计算功率由下式确定 KW KA――工况系数 表6-5查得 KZ――小链轮齿数系数 查表6-6得 P――链传动的名义功率 3)校核链速 为使传动趋于平稳,必须控制链速,一般取为 若V超出范围,应调整设计参数,重新计算 4)初定中心距a0 a0≈(30~50)P 5)确定链条节数 链条节数需圆整,且最好为偶数 6)计算实际中心距 7)计算有效圆周力及作用在轴上的压力 有效圆周力 压轴力 KQ--压轴力系数 水平KQ=
1.15 垂直KQ=
1.05 8)设计链轮,绘制链轮工作图
2、低速链传动(v
0.6m/s)的设计计算 1)小链轮的齿数允许小于17(但不得少于9) 2)可选用较大节距的链条 3)只需校核链条的静强度安全系数 Q――单排链的极限拉伸载荷 见表6-1 n――链排数 其余符号单位同前第四节 链传动的使用和维护
一、链传动的布置设计时,见表6-7供参考
二、链传动的张紧 目的为避免在链条垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象,同时也为增加链条与链轮的啮合包角 方法
1、调整中心距
2、去掉1-2个链节
3、采用张紧轮
三、链传动的润滑 闭式链传动由图6-9确定润滑方式 开式链传动用煤油清洗,干燥后放入70-80℃的润滑油中 润滑油的推荐号L-AN32 L-AN46 L-AN68第七章 齿轮传动第一节 概述
一、齿轮传动的特点 主要优点传递功率大,速度范围广,效率高,工作可靠,寿命长,结构紧凑,能保证恒定的瞬时传动比,可传递空间任意两轴的运动 主要缺点制造和安装精度高,成本高,不宜用于中心距较大的传动
二、齿轮传动的分类 直齿圆柱齿轮传动 按轮齿方向 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 平面齿轮 外啮合齿轮传动 按啮合情况 内啮合齿轮传动 齿轮传动 齿轮齿条啮合传动 两轴相交――圆锥齿轮传动 空间齿轮 交错轴斜齿轮传动 两轴相错 蜗杆传动 按齿廓曲线形状分渐开线、摆线、圆弧齿轮传动 开式齿轮传动 按齿轮传动是否封闭 闭式齿轮传动
三、齿轮传动在工作过程中应满足的基本要求
1、传动平稳
2、承载能力高第二节 渐开线齿廓教学内容
1、渐开线的形成和性质
2、渐开线的参数方程教学重点渐开线的性质和参数方程教学难点渐开线的形成教学目的掌握渐开线的形成及性质,参数方程教学要点
一、渐开线的形成和性质 如图7-2所示当一直线沿半径为的圆作纯滚动时,此直线上任意一点K的轨迹AKD称为该圆的渐开线,该圆称为基圆,该直线称为发生线,Q――AK的展开角 渐开线的性质
1、发生线从1到2时,发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过弧长,即 BK=AB
2、渐开线上任一点的法线与基圆相切,BK是K点的曲率半径,B为曲率中心, BK渐开线形状越平缓
3、渐开线的形状取决于基圆的大小,同一基圆上的渐开线形状完全相同,渐开线越平直,为直线
4、渐开线是从基圆开始向外展开,基圆内无渐开线
5、渐开线上各点的压力角不相等,离基圆越远,压力角越大 压力角F与该点速度方向线之间的夹角 注在基圆上压力角等于零
二、渐开线的参数方程 为使用方便可查表7-1确定 示例P101 例7-1 例7-2第三节 齿轮各部分名称,基本参数,标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算教学内容
1、各部分名称及符号
2、基本参数 3几何尺寸计算教学重点几何尺寸的计算教学目的了解齿轮各部分名称,基本参数,以及掌握齿轮几何尺寸计算教学要点
一、齿轮各部分名称及符号
1、齿顶圆(da) 齿根圆(df)
2、齿厚、齿宽和齿距(sKeKpK)
3、分度圆(dsepa)
3、齿顶高、齿根高、齿高(hahfh)
二、渐开线齿轮的基本参数
1、模数 令 则d=mz 注设计时,m必须取标准值,单位mm
2、压力角为设计、制造方便,GB规定分度圆上的压力角为标准压力角 α=200
3、齿顶高系数和顶隙系数 若用模数来表示轮齿的齿顶高和齿根高时,则 ――齿顶高系数 GB规定正常齿制=1 短齿制=
0.8 ――顶隙系数 GB规定正常齿制=
0.25 短齿制=
0.3 顶隙C=m
4、齿数Z 综上得mαZ ―――五个基本参数 当S=e时的齿轮,称为标准齿轮
三、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算 齿顶高 齿根高 齿 高 齿距P=Πm 齿 厚 齿宽 顶 隙C=m 分度圆直径d=mz 齿顶圆直径外 内 齿根圆直径外 内 基圆直径 标准中心距外 内 第四节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动教学内容
1、节点、节圆、啮合线、啮合角
2、啮合特性
3、正确啮合条件
4、连续传动条件及重合度
5、标准中心距教学重点啮合特性 正确啮合的条件 连续传动的条件及重合度教学难点对重合度的理解教学目的掌握齿轮啮合特性,正确啮合的条件,连续传动的条件及重合度教学要点
一、节点、节圆、啮合线、啮合角(如图7-8) 节点 节圆 啮合线 啮合角
二、渐开线齿廓的啮合特性
1、瞬时传动比的恒定性
2、中心距的可分性 制造、安装误差,变形、磨损等原因,使实际中心距与设计中心距有差异,但渐开线齿轮制成后,基圆直径不再改变 虽中心距有误差,但传动比仍保持不变,―――中心距的可分性
3、齿廓间作用的压力方向不变 作用的压力方向沿齿廓的法线方向,即啮合线方向,为一固定直线,所以,齿廓间作用的压力方向不变
4、齿廓间的相对滑动 在公法线上的分速度必相等,但在公切线上的分速度不一定相等,因此,啮合传动时会产生相对滑动
三、正确啮合的条件 由上式可得一对齿轮的传动比为
四、连续传动的条件及重合度(图7-10) 实际啮合线 理论啮合线 连续传动和条件重合度ε大于1 即
五、标准中心距 外啮合齿轮传动,标准安装时,其标准中心距 内啮合齿轮传动,标准安装时,其标准中心距 第五节 渐开线齿轮的切齿原理、根切现象、最少齿数教学内容
1、切齿原理
2、根切现象和最少齿数教学重点切齿原理和根切现象教学目的掌握齿轮的切齿原理以及产生根切现象的原因,最少齿数教学要点
一、渐开线齿轮的切齿原理
1、仿形法 是用圆盘铣刀或指状铣刀在普通铣床上将轮坯齿部分的材料渐铣掉,铣齿时,铣刀绕自己的轴线回转,同时轮坯沿其轴线方向进给,当铣完一个齿后,轮坯便退回原处,然后用分度头将它转过360/z的角度,再铣第二个齿,直到铣完全部齿为止
2、范成法 是利用一对齿轮互相啮合时其两轮齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的 齿轮插刀 三种刀具 齿条插刀 见图7-13 7-14 7-15 齿轮滚刀
二、根切现象和最少齿数
1、根切现象用范成法加工齿数较少的齿轮,当刀具的齿顶线与啮合线的交点超出啮合极限点时,会出现轮齿根部的渐开线齿廓被刀具切削掉一部分的现象 1)当<时 产生根切 2)当>时 不产生根切 3)当=时 处于不发生根切和极限状态 此时的齿数称为标准齿轮不发生根切的最少齿数Zmin Zmin=
2、当采用齿条插刀(滚刀)切制齿轮时, α=200 Zmin=17 若允许略根切,则正常标准直齿圆柱齿轮的实际最少齿数可取14第七节 渐开线变位齿轮传动教学内容
1、标准齿轮传动的缺点
2、变位齿轮的概念
3、最小变位系数
4、变位齿轮的啮合传动及几何尺寸
5、变位系数的选择
6、变位齿轮传动的类型教学重点最小变位系数 变位齿轮的啮合传动及几何尺寸 变位系数的选择教学难点变位系数的选择教学目的掌握渐开线变位齿轮的啮合传动及几何尺寸教学要点
一、标准齿轮传动的缺点
1、标准齿轮受限制,当Z<Zmin时,会产生根切
2、小齿轮易磨损,齿根弯曲强度较弱,Z
1、Z2相差很多时,更显著,
3、受到中心距限制,当a/>a时,出现较大的齿侧间隙,引起冲击,减小,当a/<a时,无法安装
二、变位齿轮的概念 为避免根切,可将刀具的安装位置远离轮坯中心一定距离xm,使刀具齿顶线刚好通过啮合极限点,则切制出的齿轮不再出现根切,这种方法称为变位加工法用变位加工法切制出的齿轮称为变位齿轮 xm称为变位量 X称为变位系数 规定 正变位齿轮 X为正 远离中心 负变位齿轮 X为负 靠近中心 注加工变位齿轮时,在保证不发生根切的同时,还要保证轮齿具有足够的齿顶厚度,一般要求Sa≥(
0.25~
0.4)m
三、最小变位系数 Z<Zmin时,为避免根切,可采用正变位,使刀具不超过啮合极限点,刀具的最小变位量应使刀具齿顶线通过啮合极限点,此时的变位系数称为最小变位系数Xmin 则Xmin= 当=1,α=200时 Xmin= 示例P114 例7-4
四、变位齿轮的啮合传动及几何尺寸
1、无侧隙啮合方程式
2、变位齿轮的齿顶高 δ――齿顶高变位系数
3、变位齿轮的分度圆齿厚
4、变位齿轮传动的基本尺寸计算 标准中心距 安装中心距 啮合角 齿顶高变位系数 分度圆齿厚 分度圆齿宽 分度圆直径 d1=mz1 d2=mz2 节圆直径 基圆直径=mz1cosα =mz2cosα 齿顶高 齿根高见表7-5 齿顶圆直径见表7-5 齿根圆直径见表7-5
五、变位系数的选择
1、保证不发生根切或不超过允许的少量根切
2、保证有一定的齿顶厚度Sa≥(
0.25~
0.4)m 韧性好的材料Sa≥
0.25m 韧性较差的材料Sa≥
0.4m
3、保证有一定的重合度ε≥
1.2
4、考虑等磨损、等弯曲疲劳强度、等接触疲劳强度等 变位系数的选择参照图7-21选择
六、变位齿轮传动的类型 零传动 X1+X2=0 类型 正传动 X1+X2>0 负传动 X1+X2<0第八节 齿厚的测量计算,失效形式及计算准则教学内容
1、公法线长度的计算
2、分度圆弦齿厚、弦齿高的测量计算
3、齿轮的失效形式
4、计算准则教学重点齿轮的失效形式及计算准则教学目的掌握齿厚的测量计算 失效形式及计算准则教学要点
一、公法线长度的计算(图7-22) 为了计算方便,齿轮的公法线长度通常用下列公式计算 W=mW/W/――模数=1的标准齿轮公法线长度(见表7-6)
二、分度圆弦齿厚、弦齿高测量计算(图7-23) 标准 变位 A=
三、齿轮的失效形式主要是轮齿的失效
1、轮齿折断
2、齿面疲劳点蚀
3、齿面胶合
4、齿面磨损
5、齿面塑性变形
四、齿轮传动的设计计算准则
1、软齿面(HBS≤350)闭式齿轮传动(齿面点蚀) 按接触疲劳强度设计几何尺寸,用弯曲疲劳强度验算承载能力
2、硬齿面(HBS>350)闭式齿轮传动(齿根折断) 按弯曲疲劳强度设计几何尺寸,用接触疲劳强度验算
3、开式齿轮传动(齿根折断 齿面磨损) 以齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸或验算,并在设计时适当加大模数第九节 齿轮材料及热处理 齿轮的传动精度教学内容
1、齿轮的材料
2、齿轮的热处理
3、选择齿轮精度的要求
4、GB10095-88简介教学重点齿轮的热处理及传动精度教学目的了解齿轮的材料、传动精度、掌握齿轮的热处理教学要点
一、齿轮的材料参见金属材料与热处理 常用的材料(见表7-7)钢 铸钢 铸铁 非金属材料
二、齿轮的热处理参见金属材料与热处理 方法
1、表面淬火
2、渗碳淬火
3、氮化
4、调质
5、正火
三、选择齿轮精度的基本要求
1、传递运动准确性要求
2、工作平稳性要求
3、载荷分布均匀性要求
4、齿侧间隙要求
四、渐开线圆柱齿轮精度(GB10095-85) GB规定1)12个精度等级1 2 3 ………12 注齿轮传动中两齿轮的精度等级一般相同 2)齿轮的各项公差分三组Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ―传递运动的准确性 Ⅱ―传动的平稳性 Ⅲ―载荷分布均匀性 3)齿轮的精度等级应根据传动的用途,使用条件,传递功率,圆周速度及经济技术指标决定常用的有5 6 7 8 级 4)规定了14种齿厚偏差C D E F ……… S
(1)齿轮的三个公差组精度等级同为7级,齿厚上偏差为F,下偏差为L 7 F L GB10095-88
(2)齿轮的三个公差组精度等级分别为
7、
6、6,上偏差为G,下偏差为M 7-6-6 G M GB10095-88第十二节 直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷教学内容
1、受力分析
2、计算载荷教学重点受力分析及计算载荷 教学难点受力分析教学目的通过对齿轮传动进行受力分析,能计算计算载荷教学要点
一、受力分析如图7-27所示 总压力Fn可分解为切向力Ft、径向力Fr两个分力即 切向力Ft=N 径向力Fr=N 法向力Fn=NT1――小齿轮上传递的名义转矩Nm D1――小齿轮的节圆直径 α――啮合角 标准α=200 P――传递的名义功率 KW n1――小齿轮的转速 r/min
二、计算载荷 K――载荷系数 KA――使用系数 按表7-10选取 KV――动载系数 根据及精度等级由图7-28查取 Kβ――齿间载荷分布系数 由图7-32查取 Kα――齿间载荷分配系数 由图7-29查取 图中εy为重合度 直齿圆柱齿轮传动εr=εa εa为端面重合度式中“+”――外啮合 “―”――内啮合 β――螺旋角第十三节 直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学内容
1、齿面接触疲劳强度计算
2、轮齿弯曲疲劳强度计算
3、许用应力教学重点强度计算教学难点强度计算教学目的掌握齿轮传动的强度计算及验算教学要点
一、齿面接触疲劳强度计算
1、齿面接触疲劳强度验算公式MPa式中 “+”――外啮合 “-”――内啮合 引入齿宽系数
2、齿面接触疲劳强度设计公式 mm 式中 K――载荷系数 K=KAKVKαKβ T1――小齿轮传递的名义转矩 μ――齿数比 μ=Z2/Z1 b――工作齿宽 d1――小齿轮节圆直径 标准= ――许用接触应力,计算时,取两齿轮中的较小者 ZE――材料的弹性系数 见表7-11 ZH――节点区域系数 见表7-31 ――重合度系数 ――端面重合度
二、轮齿弯曲疲劳强度计算
1、齿根弯曲疲劳强度校核公式 MPa 令 得2
2、齿根弯曲疲劳强度设计公式 mm 式中 m――模数 ――复合齿形系数 由图7-32查取 ――重合度系数 ――许用弯曲应力 其它同前 注大小齿轮的YFS、是不同,计算时应带入/和YFS2/两比值中较大者
三、许用应力
1、许用接触应力= MPa 式中 ――由图7-33查取 SH――表7-12查取
2、许用弯曲应力 MPa 式中 ――由图7-34查取 YX――尺寸系数 由图7-35查取 SF――由表7-12查取第十四节 直齿圆柱齿轮传动设计计算准则及设计参数的选择教学内容
1、设计计算顺序
2、主要设计参数的选择教学重点计算准则及设计参数的选择教学难点设计参数的选择教学目的掌握设计计算准则及主要参数的选择教学要点
一、设计计算顺序
1、闭式传动 1)HBS≤350按齿面接触疲劳强度设计,再校核弯曲疲劳强度 2)HBS≥350按齿根弯曲疲劳强度设计,再校核齿面接触疲劳强度
2、开式传动 按齿根弯曲疲劳强度条件设计,求出模数,把模数放大10%~15%
二、主要设计参数的选择
1、精度等级按工作机的要求和圆周速度确定
2、齿数Z1和模数m 软齿面Z1≥24~40 硬齿面Z1=17~24
3、齿宽系数和齿宽b 由表7-13选取 b=d(圆整)
4、齿数比μ 直齿μ≤5 斜齿μ≤6~7 较大时,可用两级或多级 开式传动或手动传动μ=8~12 示例
1、P135 例7-9
2、P136 例7-10第十五节 斜齿圆柱齿轮传动教学内容
1、齿廓曲面的形成和啮合特点
2、基本参数、正确啮合条件、几何尺寸计算
3、斜齿圆柱齿轮的重合度
4、当量齿数教学重点基本参数、正确啮合条件、几何尺寸计算、重合度、当量齿数教学难点对重合度、当量齿数的理解教学目的了解齿廓曲面的形成、特点、基本参数,掌握正确啮合的条件、几何尺寸计算、重合度、当量齿数教学要点
一、齿廓曲面的形成和啮合特点
1、形成与直齿廓曲面相似,只是KK轴线而与它有一定交角――渐开线螺旋曲面 角――基圆柱上的螺旋角
2、啮合特点 啮合过程中,除啮合开始和终止瞬时外,其余每一瞬时接触线是直线,但与轴线不平行且接触线长度有变化,由O-最大值,然后最大值-0――不具有突加性
二、斜齿圆柱齿轮的基本参数、正确啮合条件、几何尺寸计算
1、基本参数 1)螺旋角――平稳,降低噪音――轴向力 注825 2)端面参数和法面参数的关系 端面垂直于斜齿轴线的平面 法面与分度圆柱面上螺旋线垂直的平面 注几何尺寸计算时,应注意端面参数和法面参数的换算
(1)齿距与模数 ――法向齿距 ――端面齿距 ――法向模数 ――端面模数 则
(2)压力角 法面内的压力角为法面压力角,端面内的压力角为端面压力角 则
(3)外啮合斜齿轮的正确啮合条件
2、几何尺寸计算见表7-14
三、斜齿圆柱齿轮传动的重合度 = ――端面重合度,可近似由7-34计算 ――轴向重合度,
四、斜齿轮的当量齿数 不产生根切的最少齿数第十六节 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算教学内容
1、受力分析
2、强度计算教学重点受力分析和强度计算教学难点受力分析和强度计算教学目的掌握斜齿圆柱齿轮的强度计算教学要点
一、受力分析 当不计摩擦力时,轮齿所受的法向力可分解为三个互相垂直的分力 轴向力 切向力 径向力 而法向力 T――小齿轮上传递的名义转矩 ――小齿轮分度圆直径 ――法面压力角
二、强度计算
1、齿面接触强度计算 验算公式 设计公式 1)重合度系数 若ε≥1时,则取=1 2)螺旋角系数 3)ZZ与直齿系数相同,其余系数的计算选用同直齿
2、齿根弯曲强度计算 验算公式 设计公式 上式各系数的计算和选用如下 1)复合齿形系数,按当量齿数同图7-32查取 2)重合度系数,仍按式7-40计算 3)螺旋角系数,按下式计算 当1时,=1若Y<
0.75 则Y=
0.75 4)许用弯曲应力,载荷系数K分别见7-42 7-33 示 例P144 例7-11第十七节 直齿圆锥齿轮传动教学内容
1、直齿圆锥齿轮的当量齿数
2、直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算
3、受力分析
4、强度计算教学重点几何尺寸计算,受力分析 强度计算教学难点受力分析及强度计算教学目的掌握强度计算教学要点
一、直齿圆锥齿轮的当量齿数 δ――分度圆锥角 不产生切齿干涉的最小齿数为
二、直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算 模数取大端模数为标准模数 分度圆直径 锥距R 齿宽 =
0.
250.3 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿顶角 齿根角 顶锥角 根锥角
三、受力分析如图7-51示 切向力 径向力 轴向力 ――主动轮平均分度圆直径
四、直齿圆锥齿轮传动的强度计算
1、接触强度计算 验算公式 设计公式 有关数据、系数的计算方法如下 1)载荷系数K KA查表7-10 KV根据齿宽中点的圆周速度由图7-28(a)查取 Kβ根据齿宽系数由图7-30查取 2)弹性系数ZE查表7-11,节点区域系数ZH由图7-31查取 3)由式7-41计算
2、弯曲强度计算 验算公式 设计公式 按ZV由图7-32查取 由式7-42计算第十八节 齿轮结构,齿轮传动维护和修复教学内容
1、齿轮的结构
2、齿轮传动的润滑
3、齿轮传动的维护与修复教学目的了解齿轮的结构,润滑、维护与修复教学要点
一、齿轮的结构 主要由毛坯材料、几何尺寸、加工工艺性、生产批量、经济等因素确定 锻造齿轮d≤500mm(齿轮轴) 铸造齿轮d400~500mm 装配式齿轮 焊接齿轮
二、齿轮传动的润滑
1、齿轮传动的润滑方式由圆周速度和工况确定 1)闭式齿轮传动 v<10m/s时―――大齿浸油润滑 2)闭式齿轮传动 v≥10m/s时―――喷油润滑 3)对速度较低的齿轮传动或开式传动―――人工定期润滑
2、齿轮润滑油的选择 由齿轮的类型、工况、载荷、速度、温升等条件决定,参考表1-3进行选择
三、齿轮传动的维护
1、使用齿轮传动时,在起动、加载、换挡及制动过程中应力求平稳,避免产生冲击载荷,以防断齿
2、经常检查润滑系统状况,按使用规则定期更换或补充规定号的润滑油
3、声响监测和定期检查
四、齿轮的修复 修复的方法有 堆焊补齿法 1)把坏齿去掉并清理干净 2)补齿堆焊 3)切削加工齿 4)必要的热处理 镶齿法 变位切削法 说明 1)齿轮的损坏有时源于不正确的安装和使用,因此,要保证正确的安装 2)修复的齿轮,应进行侧隙、接触斑点等的检验,满足要求后才能使用 3)修复好的齿轮,一般要先跑合,后使用 4)对破坏严重,修复困难或修复不经济的齿轮应更换第八章 蜗杆传动第一节 蜗杆传动的类型和特点教学内容蜗杆传动的类型和特点教学目的了解蜗杆传动的类型和特点教学要点
一、蜗杆传动的类型 蜗杆传动由蜗杆、蜗轮、机架组成,用于传递空间两交错轴间的运动和动力,常作减速、蜗杆为主动件、轴交角为90 常用的类型如下 阿基米德圆柱蜗杆传动 普通圆柱蜗杆传动 渐开线圆柱蜗杆传动 法向直廓圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆传动 锥面包络圆柱蜗杆传动 蜗杆传动 圆弧圆柱蜗杆传动 直线型 环面蜗杆传动 锥蜗杆传动 平面包络型
1、圆柱蜗杆传动
(1)普通圆柱蜗杆传动 1)ZA型――用于头数较少,载荷较小、低速或不重要的传动 2)ZI型――用于头数较多,转速较高和要求较精密的传动 3)ZN型――用于机床的多头精密蜗杆传动 4)ZK型――应用较广
(2)圆弧圆柱蜗杆传动(ZC) 承载能力大,效率高,应用广泛
2、环面蜗杆传动 承载能力大,效率高,体积小,寿命长,制造安装复杂
3、锥蜗杆传动 啮合齿数较多,重合度大,传动平稳,承载能力高
二、蜗杆传动的特点
1、传动比大一般取 =1080 分度、手动 =300
2、工件平稳
3、可以实现自锁
4、效率较低一般 =
0.
70.9 自锁时 <
0.5
5、蜗轮材料较贵
6、不能实现互换 综上得适用于传动比大,传递功率不大且不作长期连续运转的场合第二节 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算教学内容
1、主要参数
2、几何尺寸计算
3、蜗杆蜗轮结构教学重点主要参数和几何尺寸计算教学难点几何尺寸计算教学目的了解主要几何参数及结构,掌握几何尺寸计算教学要点
一、主要参数
1、模数和压力角 ――轴向模数 ――端面模数 ――轴向压力角 ――端面压力角 为标准值,应符合表8-1规定
2、蜗杆分度圆直径 ――直径系数
3、蜗杆导程角蜗轮螺旋角 为保证正确啮合
4、传动比 1)传动比 2)蜗杆头数一般=
1、
2、
4、6 对制造精度高的蜗杆与蜗轮,传动比大且要求自锁=1 3)蜗轮齿数=27~80 不同时,Iγ的值见表8-2
二、普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 计算公式见表8-3 说明1)变位的目的主要是凑配中心距或传动比,使之符合推荐值 2)蜗轮的变位系数X2的范围 最好取为正值
三、蜗杆、蜗轮的结构
1、蜗杆的结构蜗杆轴 1)铣制蜗杆 2)车制蜗杆 若时,采用蜗杆齿圈配合于轴上
2、蜗轮的结构 整体式蜗轮 轮箍式蜗轮 见表8-5 螺栓联接式蜗轮 镶铸式蜗轮第三节 蜗杆传动的失效形式,设计准则和材料的选择教学内容
1、相对滑动速度
2、失效形式及设计准则
3、材料选择及许用应力教学重点失效形式及设计准则 材料选择及许用应力教学难点设计准则 许用应力教学目的了解蜗杆传动的失效形式及材料的选择,掌握设计准则及许用应力的计算教学要点
一、蜗杆传动的相对滑动速度 由图8-12得 m/s ――蜗杆分度圆上的圆周速度 ――蜗杆分度圆直径 ――蜗杆的转速 ――蜗杆分度圆导程角 设计初,的概略值见图8-13
二、蜗杆传动的失效形式及设计准则
1、失效形式蜗杆传动的主要失效形式是胶合和磨损胶合是闭式蜗杆传动的主要失效形式,齿面磨损是开式蜗杆传动的主要失效形式
2、设计准则 因蜗杆材料的强度比蜗轮材料高,故失效一般出现在蜗轮上,通常只对蜗轮进行承载能力计算
①闭式蜗杆传动按齿面接触强度计算,并进行热平衡计算只有当Z>80-100或蜗轮负变位时,才进行蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核
②开式蜗杆传动只进行齿根弯曲疲劳强度计算
③当蜗杆轴的跨距较大时,应校核其刚度
三、蜗杆、蜗轮的材料选择 蜗杆碳钢或合金钢高速重载低碳合金结构钢(20Cr20CrMn20CrNi) 中速中载优质碳素钢或合金结构钢() 低速不重要45 蜗轮铸造锡青铜、铸造铝铁青铜、灰铸铁
四、蜗杆材料的许用应力
1、许用接触应力[δH] 无锡青铜和灰铸铁见表8-6 各种蜗轮材料及N=10时,见表8-7 锡青铜的许用接触应力按下式计算 N/mm2 ――N=10时蜗轮轮缘材料的许用接触应力,见表8-7 ――滑动速度影响系数,查图8-14 ――接触强度计算的寿命系数,查图8-15 ――应力循环次数Z=60n2jLh
2、许用弯曲应力[δF] N/mm2 ――N=10时,蜗轮轮缘材料的许用弯曲应力,见表8-7 ――弯曲强度计算的寿命系数,查图8-15第四节 蜗杆传动的受力分析教学内容蜗杆传动的受力分析教学重点蜗杆传动的受力分析教学难点蜗杆传动的受力分析教学目的掌握蜗杆传动的受力分析教学要点 由图8-16可知在不计摩擦力的情况下,作用在轮齿上的法向力Fn可分解为三个互相垂直的分力圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fx ――蜗杆蜗轮分度圆直径 ――蜗杆的轴向压力角 ――作用在蜗杆和蜗轮上的转矩 ――蜗杆传动的效率初算时,=(100-
3.5)% 注
①分析受力方向时,必须先指明主动轮和从动轮,蜗杆或蜗轮的螺旋方向左旋或右旋,蜗杆的转向和位置
②各方向判断如下1Ft的方向主Ft1与节点速度方向相反,从Ft2与节点速度方向相同2径向力Fr的方向由啮合点分别指向各自的轴心3轴向力Fx的方向蜗杆为主动时,Fx1由左右手定则判定右旋用右手,左旋用左手
③蜗轮轴向力Fx2的方向与蜗杆圆周力Ft1方向相反第五节 蜗杆传动的强度计算,效率,热平衡计算,安装与维护教学内容
1、蜗杆传动的强度计算
2、效率及热平衡计算
3、安装与维护教学重点
1、蜗杆传动的强度计算
2、效率及热平衡计算 教学难点蜗杆传动的强度计算及热平衡计算教学目的掌握蜗杆传动的强度计算、效率及热平衡计算教学要点
一、蜗杆传动的强度计算
1、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 1)验算公式 2)设计公式 K――载荷系数 K=1-
1.4 ――弹性系数 见表8-8 ――使用系数 见表8-9 ――动载系数 V<3 =1-
1.1 V>3 =
1.1-
1.2 ――载荷分布系数 平稳=1 变化=
1.1-
1.3
2、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 1)验算公式 2)设计公式 ――蜗杆综合齿形系数,按及蜗轮变位系数查图7-32 ――导程角系数
二、蜗杆传动的效率及热平衡计算
1、蜗杆传动的效率 ――啮合效率,当蜗杆为主动件时 为当量摩擦角,见表8-10 ――搅油效率=
0.94-
0.99 ――轴承效率每对滚动轴承=
0.98-
0.99 每对滑动轴承=
0.97-
0.99注蜗杆传动的效率主要取决于γ↑→↑ γ>28°时提高不明显,所以实用γ≤27°
三、蜗杆传动的热平衡计算 热平衡蜗杆传动单位时间内由摩擦产生的热量H1应小于或等于同时间内由箱体表面散发的热量H2,即 H1≤H2 H=1000P(1-) (W) H=KA(t-t) (W) 根据热平衡条件H1≤H2得 ――蜗杆传动传递的功率 ――蜗杆传动的效率 ――散热面积W/m2℃ 通风良好K=14-
17.5 通风不良时K=
8.7-
10.5 ――箱体外壁与空气接触而内壁又被油飞溅到的箱壳面积一般缘和散热片的面积按其表面积的50%计算,初算时,用 估算,――蜗杆传动中心距 ――周围环境温度 =20℃ ――润滑油工作温度 若润滑油的温度超过许可温度,可采用下列措施
①增加散热面积,加散热片
②提高散热系数,在蜗杆上装风扇
③加冷却装置,装蛇形循环冷却水管或压力喷油循环冷却
四、蜗杆传动的安装与维护
1、蜗杆传动的润滑 一般采用润滑油N220 N320 N460 N680蜗轮油见表8-11 采用浸油润滑时,若较低(≤5)时,应将蜗杆下置,浸油深度为蜗杆的一个齿高,且油面不超过蜗杆滚动轴承下方滚动体的中心当>5时,采用上置蜗杆,浸油深度可达蜗轮半径的13 对开式蜗杆传动,可采用粘度较高的润滑油
2、蜗杆、蜗轮的安装调整P171
3、蜗杆传动的跑合和试运转P172 示例P172 例8-1设计计算第九章 齿轮系传动第一节 定轴轮系的传动比计算教学内容
1、轮系的传动比
2、定轴轮系传动比的计算 教学重点定轴轮系传动比的大小的计算和从动轮转向的确定教学难点从动轮转向的确定教学目的掌握定轴轮系传动比的计算教学要点
一、轮系的传动比轮系始端主动轮与未端从动轮的转速之比为轮系的传动比即
二、定轴轮系传动比计算
1、一对齿轮的传动比
①圆柱齿轮 (+――转向相同,―――相反)
②圆锥齿轮 (方向用箭头表示)
③蜗杆传动 (方向用箭头表示)
2、定轴轮系传动比大小的计算 如图所示齿轮1为始端主动轮,齿轮5为未端从动轮,则传动比为 上式表明定轴轮系的传动比为各级传动比的连乘积,其大小等于各对齿轮中从动轮齿数连乘积与主动轮齿数连乘积之比,即
3、从动轮转向的确定 对于圆柱齿轮组成的定轴轮系,确定从动轮的转向有两种方法
(1)法 “+”――转向相同 “-”――转向相反
(2)画箭头法 外啮合相反 内啮合相同第二节 行星轮系传动比计算教学内容
1、行星轮系的组成分类
2、行星轮系传动比的计算及各轮齿数的关系教学重点行星轮系传动比的计算及各轮齿数的关系教学难点行星轮系传动比的计算教学目的掌握行星轮系传动比的计算教学要点
一、行星轮系的组成 行星轮 g(公转、自转) 如图所示其组成由 行星架H 中心轮ab
二、行星轮系的分类 三种类型
①2K-H型由两个中心轮和一个行星架组成的行星齿轮传动机构见表9-1
②3K型具有三个中心架,其行星不传递转矩,只起支承作用
③K-H-V型由一个中心轮,一个行星架和一个输出机构组成
三、行星轮系传动比计算(行星轮自转又公转) 设齿轮j为主动轮,齿轮k为从动轮,则行星轮系的转化轮系传动比的一般计算式为 应用公式时应注意
①由于对各构件所加的公共转速(-nH)与各构件原来的转速是代数相加,所以齿轮与齿轮的轴线与行星架的轴线必须重合或相互平行
②的正负只表示转化轮系中轮j、k的转向关系,而不是行星轮系中二者的转向关系
③
④将已知转速代入式中求解未知转速时,应注意转向,必须将转速大小同其符号一同代入公式计算 示例P184 例9-2 从本例的求解可知
①需要注意两处符号一是传动比计算式中的正负号,二是转速的正负号若两已知转速的转向不同,计算时一定要注意将转速的大小连同正负号一同代入
②nb转向不变而大小改变时,不仅输出转速nH的大小不同,而且其转向亦改变可见未知转速构件的转向不能由箭头法直接确定,须由计算结果来定
四、行星轮系各轮齿数的关系 以2K-H型为例
1、传动比条件
2、同心条件
3、安装条件
4、邻接条件 第三节 组合行星轮系传动比计算及轮系的功能教学内容组合行星轮系传动比的计算步骤和轮系的功用教学重点组合行星轮系传动比的计算教学难点组合行星轮系传动比的计算教学目的掌握组合行星轮系传动比的计算,了解轮系的功用教学要点
一、组合行星轮系传动比计算步骤
1、正确划分出基本类型的轮系
①先找出几何轴线运动的行星轮
②找出支承行星轮的行星架
③找出与行星轮直接啮合且绕固定轴线转动的中心轮
④由行星轮、行星架、中心轮、机架组成单个行星轮系
2、分别列出传动比计算式
3、联立求解
二、轮系的功用
1、实现相距较远的两轴间运动和动力传递
2、实现分路传动
3、实现变速传动
4、获得较大的传动比
5、实现运动的合成与分解第十章 平面连杆机构传动第一节 铰链四杆机构的类型、应用和特点教学内容
1、铰链四杆机构的基本类型及应用
2、铰链四杆机构的特点教学重点教学难点教学目的了解铰链四杆机构的基本类型及应用 铰链四杆机构的特点教学要点
一、基本类型及应用
1、曲柄摇杆机构两连架杆中,一个为曲柄,一个为摇杆曲柄等速转动,摇杆作变速往复摆动
2、双曲柄机构两边架杆均为曲柄平行四边形机构、逆平行四边形机构
3、双摇杆机构两连架杆均为摇杆
二、铰链四杆机构的特点
1、是低副机构
2、两构件的接触面为简单的几何形状
3、构件间的接触是依靠运动副元素的几何形状来保证
4、运动副间存在间隙,难于实现从动件精确的运动规律第二节 铰链四杆机构曲柄存在的条件教学内容曲柄存在的条件教学重点曲柄存在的条件教学难点曲柄存在的条件教学目的掌握曲柄存在的条件教学要点 曲柄存在的条件 曲柄存在的条件
①最短杆与最长杆之和≤其余两杆长度之和
②最短杆为连架杆 判断铰链四杆机构基本类型的方法
1、若机构满足杆长和条件
①以最短杆AB的邻边为机架时―――曲柄摇杆机构
②以最短杆AB为机架时―――双曲柄机构
③以最短杆AB的对边为机架时―――双摇杆机构
2、若机构不满足杆长和条件则只能是双摇杆机构第三节 铰链四杆机构的演化教学内容铰链四杆机构的演化教学重点铰链四杆机构的演化教学难点教学目的掌握铰链四杆机构的演化教学要点
一、改变运动副形式 如图所示
二、连杆机构的倒置 如图所示
三、扩大转动副 采用转动副中心与几何中心不重合的偏心轮来代替曲柄同,两中心间的距离称为偏心距,其值为曲柄长度―――偏心轮机构如图示 平面四杆机构的形式多种多样,究其结构可分为三大类
①具有四个转动副
②具有三个转动副和一个移动副
③具有二个转动副和二个移动副第四节 平面四杆机构的传动特性教学内容
1、急回特性
2、压力角与传动角
3、极限位置与死点教学重点平面四杆机构的传动特性教学难点压力角与传动角教学目的掌握平面四杆机构的传动特性教学要点
一、急回特性 综上所述 空回行程中摆动的平均速度 当从动构件摇杆处于两极限位置时,主动构件曲柄对应的两位置间所夹的锐角称为极位夹角令 K――行程速度变化系数 分析可知急回特性取决于的值
二、压力角与传动角 压力角从动件上C点所受作用力的方向与线速度方向所夹的锐角 注↓→有效分力Ft=Fcos↑是判断机构是否有良好传力性能的标志 传动角=90°- ↑→机构传动↑ 为保证机构有较好的传力性能,应使机构的最小传动角min不小于一定值,通常 高速重载
三、极限位置与死点 极限位置机构瞬时速度(输出速度与输入速度)的比值为零的位置称为连杆机构的极限位置 若CD为主动件,AB为从动件,则当CD处于CD、CD时,BC与AB共线,此时,力矩为零,不能推动曲柄旋转 死点机构中瞬时输入速度与输出速度的比值为零的位置称为连杆机构的死点位置 克服死点的方法
①对从动件施加外力
②利用飞轮第十一章 凸轮机构传动第一节 概述 从动件常用的运动规律教学内容凸轮机构的组成、应用及特点 凸轮机构的分类 凸轮机构的工作过程分析 从动件常用运动规律教学重点凸轮机构的工作过程分析 从动件常用运动规律教学难点从动件常用运动规律分析教学目的了解凸轮机构的组成、应用及特点 凸轮机构的分类 凸轮机构的工作过程分析 从动件常用运动规律教学要点
一、凸轮机构的组成、应用及特点 组成轮、从动件、机架组成 特点 优点只要正确地设计出轮轮廓曲线,就能使从动件实现任意给定的运动规律,且结构简单、紧凑、工作可靠、易于高设计 缺点属高副机构,不便润滑,易磨损,多用于传力不大的控制机构或调节机构
二、凸轮机构的分类 盘形轮 尖端 滚子 按轮廓形状分 移动轮 从动件的基本类型 平底 圆柱轮 球面 注为保证轮机构能正常工作,必须保持轮轮廓与从动件始终保持接触,这种作用为锁合锁合的形式有力锁合与形锁合两种
三、凸轮机构的工作过程分析 如图所示 通过以上分析,从而可得从动件位移S与轮转角之间的关系曲线――位移曲线如下图示
四、从动件常用运动规律
1、等速运动规律 从动件作等速运动时,它的位移与轮转角成正比,位移曲线是一斜直线如图示
2、等加速等减速运动规律 从动件在一个行程中,前半作等加速运动,后半作等减速运动,通常加速度和减速度的绝对值相等,各中的位移也相等,各为行程的一半即h/2如下图示第三节 盘形凸轮轮廓曲线的设计教学内容盘形凸轮轮廓曲线的设计教学重点盘形凸轮轮廓曲线的设计教学难点盘形凸轮轮廓曲线的设计教学目的掌握盘形凸轮轮廓曲线的设计方法教学要点
一、反转法原理 如图所示分析图11-7
二、尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 讲解例题P215 设计步骤
①选取比例尺,作位移曲线
②画基圆,并确定从动件尖顶的起始位置
③画反转过程中从动件的导路位置
④画轮工作轮廓
三、对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 设计步骤
①将滚子的回转中心视为从动件的尖顶,按以上方法作出轮轮廓――理论轮廓曲线
②以理论轮廓曲线上的各点为圆心,以滚子半径为半径,画一系列的圆,再作这一系列圆的内包络线,――轮的工作轮廓
四、尖顶偏置移动从动件盘形凸轮轮廓的设计(略)第四节 盘形凸轮的结构设计教学内容
1、压力角
2、基圆半径的选择
3、滚子半径的选择
4、凸轮的结构教学重点压力角 基圆半径的选择 滚子半径的选择教学难点对压力角的理解教学目的了解压力角和凸轮的结构、掌握基圆半径的选择和滚子半径的选择教学要点
一、压力角 如图所示 从动件的运动方向与轮作用于它的法向力F方向之间的夹角称为压力角 FY ――有效分力 FX ――有害分力 ↑→FY↓→FX↑ 当角增大到某一数值时,必将出现FY≤FX 的情况,这时,F无论多大,都不能使从动件运动,这种现象称为自锁因此 为保证轮机构的正常工作,必须对轮的压力角加以限制,即使其最大压力角max始终小于或等于许用压力角[],即 移动从动件[]=30° 摆动从动件[]=45° 若,则应修改原设计,方法
①增大基圆半径,
②从动件改为偏置式
二、凸轮基圆半径的选择 与rb有关,rb↑→↓rb↓→↑为了减小压力角,宜取较大的基圆半径欲使结构紧凑,则应尽量减小基圆半径因此设计时应在满足的条件下,取尽可能小的基圆半径 基圆半径的选取常用如下两种方法
(1)根据轮的结构确定rb 当轮与轴成一体时 当轮装在轴上时 式中r――轮轴的半径 rn――轮轮毂的半径 rn=(
1.5~
1.7)r rr――滚子半径 若从动件不带滚子,则 rr=0
(2)根据 确定rb 根据从动件常用运动规律确定最大压力角与轮基圆半径关系的诺模图来确定举例说明确定方法
三、滚子半径的选择
(1)当理论廓线内时
(2)当理论廓线外时 这时会出现三种情况
①ρ>rr时,>0这时所得的轮实际轮廓为光滑的曲线
②ρ=rr时,=0实际廓线变尖,不能使用
③ρ<rr时,<0曲线交叉,交点以外廓线加工时被切去――失真 综上所得 欲保证滚子与轮正常接触,滚子半径rr必须小于理论廓线外部分的最小曲率半径ρmin,设计时 若无法满足时,可适当增大基圆半径重新设计或改用尖顶从动件
四、凸轮的结构
1、轮在轴上的固定方式
①轮轴
②键、销联接
③弹性锥销和螺母联接
2、滚子及其联接
①螺栓联接
②小轴联接
③直接用合适的滚动轴承
3、轮和滚子的材料 常用的材料有45 20Cr 18CrMnTi T9 T10并经表面淬火处理第十二章 其他常见机构和组合机构教学内容
1、间歇运动机构
2、螺旋机构
3、组合机构教学重点教学难点教学目的了解间歇运动机构的类型特点及应用,螺旋机构的特点及应用教学要点
一、间歇运动机构 常用的有两种刺轮机构和轮机构
1、棘轮机构 1)组成、工作原理和基本类型 组成 由棘轮、刺爪、摇杆、机架组成如图所示 工作原理 基本类型 齿啮式刺轮机构单动式、双动式、可变向式、内啮合式 摩擦式刺轮机构 2)棘轮机构的特点和应用 结构简单、制造方便、运动可靠、且转角可调节等优点但传力小,工作时有冲击噪声只适用于转速不高、转角不大及小功率的场合 刺轮机构生产中应满足以下要求
①进给
②制动
③超越
④转位分度 3)棘轮转角的调节
①改变摇杆的摆角来调节
②在棘轮上加遮板
2、轮机构 1)组成、工作原理及类型工 组成由带圆销的拨盘、具有径向的轮和机架组成 类型内啮合轮机构和外啮合轮机构 2)特点及应用 结构简单、工作可靠、机械效率高但制造和装配精度要求高、且转角大小不能调节应用较广
二、螺旋机构 螺旋传动的类型及应用 类型 传力螺旋主要传递轴向力 按用途分 传导螺旋主要传递运动 调整螺旋主要用于调整、固定零件的位置 测量螺旋主要用于测量仪器 按螺纹副间的摩擦性质不同分滑动螺旋、滚动螺旋 应用一般单线螺纹用于联接,双线、三线等用于传动 特点
①减速比大
②机构效益大
③具有自锁性
④结构简单,传动平稳,无噪声 滚动轴承与滑动轴承相比有如下特点
①摩擦损失小,传动效率高
②磨损小,寿命长
③摩擦阻力小,灵敏度高
④可用调整的方法消除间隙并产生一定的预变形
⑤运动具有可逆性
⑥不具有自锁,结构制造复杂,成本高
三、组合机构
1、机构的串联组合
2、机构的并联组合
3、机构的复合组合
4、机构的反馈组合第四篇 轴系零部件第十三章 轴承第一节 滑动轴承教学内容滑动轴承的类型及结构型式 轴瓦的材料和结构 滑动轴承的润滑 非液体润滑轴承的计算教学重点非液体润滑轴承的计算教学难点非液体润滑轴承的计算教学目的了解滑动轴承的类型及结构型式 轴瓦的材料和结构 滑动轴承的润滑 掌握非液体润滑轴承的计算教学要点
一、滑动轴承的类型
1、根据滑动表面间润滑状态不同分 液体润滑轴承 不完全液体润滑轴承 无润滑轴承
2、液体润滑承载不同分 液体动压轴承 液体静压轴承
二、滑动轴承的结构形式 整体式 剖分式 向心滑动轴承 间隙可调式 自动调心式 立式推力滑动轴承 推力滑动轴承 立式轴环推力滑动轴承
三、轴瓦的结构和材料
1、轴瓦的结构 整体式图13-9 两种 剖分式图13-10 轴承衬在轴瓦表面上浇注一层(
0.5-6)或两层减磨性较好的减磨材料
2、轴瓦的材料主要失效形式是磨损和胶合 对轴瓦材料的主要要求
①良好的减磨性和耐磨性
②足够的抗压、抗冲击、抗疲劳强度性能
③良好的顺应性能、嵌入性、跑合性、润滑性
④导热性好、线膨胀系数小、工艺性好等 轴瓦材料可分为三大类
①金属材料
②粉未冶金材料
③非金属材料
(1)轴承合金(式合金)锡基轴承合金和铅基轴承合金
(2)青铜常用
(3)粉未冶金将金属粉未加石墨压制、烧结而成
(4)铸铁
(5)轴承塑料以布为基体和以木为基体两种
四、滑动轴承的润滑 目的主要为了降低摩擦、减小磨损,同时起冷却、吸振、防尘、防锈等作用
1、润滑剂润滑油和润滑脂
(1)润滑油的选择
①重载低速、温度高等条件下,应选粘度高的油,便于形成油膜
②高速时应选粘度低的油,以免摩擦过大和发热严重
③加工粗糙、间隙大的情况,应选粘度高的油
④循环润滑、芯捻润滑,应选粘度低的油,飞溅润滑应选高品质能防止与空气接触而氧化变质或因激烈搅动而乳化的油
⑤低温工作的轴承应选粘度低的油
(2)润滑脂的选择 润滑脂主要有钠基、钙基、锂基等几种按强度、速度、温度来选择见表13-3
2、润滑方法和润滑装置 手工润滑用油枪向油杯注油或脂 连续供油见表13-4
五、非液体润滑轴承的计算 主要失效形式磨损 计算准则防止轴承材料磨损及维持轴瓦与轴颈表面之间的边界膜存在,采用条件性计算即控制轴承的平均压强P,滑动速度V和积PV的值 设计步骤
(1)根据工作条件和使用要求选定轴承的类型和结构形式及轴瓦材料
(2)选定宽径比B,重载时
0.5-
0.75 中载时
0.7-
1.1 轻载时1-
1.5,一般在设计时轴径已知,故选定宽径比时,便可确定轴承宽度
(3)验算工作能力
①验算轴承摩擦表面平均压强
②验算滑动速度
③验算PV值 若不符合要求,可选较好的轴瓦材料重新选取较大的D和B值第二节 滚动轴承的类型及代号教学内容滚动轴承的构造 滚动轴承的类型及特点 滚动轴承的代号教学重点滚动轴承的类型及代号教学难点滚动轴承的代号的含义教学目的了角滚动轴承的构造 滚动轴承的类型及特点 滚动轴承的代号教学要点
一、滚动轴承的构造 如图所示由 内圈与轴一起旋转 外圈支承作用 滚动体球、短圆柱、圆锥、鼓形滚子、滚针 保持架保护作用
二、滚动轴承的类型及特点
1、结构特性
①游隙
②接触角
③偏斜角
2、滚动轴承的分类
①按滚动体的形状分球轴承和滚子轴承
②按滚动体的列数分单列、双列、多列
③按工作时能否自动调心分刚性轴承、调心轴承
④按所受负荷的方向或接触角不同分 径向接触轴承(α=0°) 向心轴承(0°≤α≤45°) 滚动轴承 向心角接触轴承(0°<α≤45°) 轴向接触轴承(α=90°) 推力轴承(45°<α≤90°) 推力角接触轴承(45°<α<90°)
3、滚动轴承的基本类型及特性见表13-5 13-6
三、滚动轴承的代号 代号前置代号+基本代号+后置代号 见表13-7
1、基本代号表示轴承的类型、结构、尺寸基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号及内径代号构成
①轴承的内径代号其含义见表13-8
②直径系列代号见表13-9
③宽度(高度)系列代号见表13-10
④轴承的类型代号见表13-5
⑤基本代号的编制规则基本代号中,轴承的类型代号用字母表示时,空半个汉字距
2、前置代号用字母表示成套轴承的分部件
3、后置代号置于基本代号右边并与其空半个汉字距 见表13-7第三节 滚动轴承的类型选择 寿命校核和静强度计算教学内容轴承的类型选择 滚动轴承的主要失效形式及计算准则 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承的静强度计算教学重点滚动轴承的主要失效形式及计算准则 滚动轴承的寿命计算及静强度计算教学难点寿命计算及静强度计算教学目的滚动轴承的选择、主要失效形式及计算准则、寿命计算及静强度计算教学要点
一、轴承的类型选择 选择时主要考虑以下因素
1、轴承所受的负荷大小、方向、性质
①负荷的大小和性质
②负荷的方向
2、轴承的转速
①高速时应选球轴承
②调整时应选用超轻、特轻系列的轴承
③推力轴承的极限转速低,高速运转时摩擦严重若轴向载荷不大,可选用角接触球轴承或深沟球轴承
3、调心要求中心线不重合,发生偏斜时,宜选用调心球轴承或调心滚子轴承
4、允许的空间
5、安装和拆卸
6、公差等级
7、价格
二、滚动轴承的主要失效形式及计算准则
1、主要失效形式
①点蚀
②塑性变形
③磨损
2、计算准则
①对于一般运转的轴承按基本额定负荷进行寿命计算
②对不转、摆动、转速极低按额定静负荷进行强度计算
三、滚动轴承的寿命计算
1、寿命轴承工作时,滚动体或套圈出现疲劳点蚀前的累计总转数(或工作小时数)
2、基本额定寿命一批在相同条件下运转的同一型号的轴承,其可靠度为90%(失效率为10%)时的寿命L或Lh
3、基本额定动负荷基本额定寿命为一百万转(L=10转)时,轴承所能承受的负荷用“C”表示径向Cr 轴向Ca
4、寿命计算公式 式中 C――基本额定动负荷 P――当量动负荷 ft――温度系数 见表13-14 fp――负荷系数见表13-15 ε――寿命系数 球ε=3 滚子ε=10/3 n――轴承的工作转速 若设计时要求轴承达到规定的预期寿命,则已知P、n的条件下,可计算基本额定动负荷CC但CC<C 校核要求 ≥ 选择轴承型号CC≤C
5、当量动负荷P的计算
①只承受径向负荷P的径向接触轴承P=Fr
②只承受轴向负荷P的轴向接触轴承P=Fa
③同时承受径向和轴向负荷的深沟球轴承和角接触轴承 X、Y――负荷系数 由表13-17查得
6、向心角接触轴向负荷Fa 的计算 附加内部轴向力S,其值按表13-18所列的公式计算 如图所示13-21设K与S同向(正装)
(1)当Ka+S2>S1时,轴向右移动,右压左松,则 压紧端 放松端
(2)当Ka+S2<S1时,轴向左移动,右松左紧,则 压紧端 放松端 由此可得计算Fa的步骤
(1)确定轴承内部轴向力的方向,(正装相向,反装背向)并按表13-18所列公式计算内部轴向力的值
(2)判断轴向合力的指向,确定压紧和放松的轴承,正装时,合力指向一端为紧端反装时,合力指向一端为松端
(3) 同向相加,反向相减,取绝对值
四、滚动轴承的静强度计算
1、基本额定静负荷
2、当量静负荷
3、静强度计算 S0――静强度安全系数 查表13-20 13-21 对于推力调心轴承S0≥4,转速较低、运转精度和摩擦力矩要求不高时S0<1第四节 滚动轴承的组合设计教学内容滚动轴承的组合设计教学重点滚动轴承的组合设计教学难点滚动轴承的组合设计教学目的掌握滚动轴承的组合设计教学要点
一、轴承内外圈的轴向固定方法 见表13-23 13-24
二、轴系的轴向固定
①两端固定
②一端固定,一端游动 轴承间隙的调整方法
①调整垫片
②调整环
③调节螺钉
④调整端盖
三、轴承组合的轴向调整 如图13-26
四、滚动轴承的预紧 作用消除轴承内部间隙,提高轴承的旋转精度,增加轴承的组合刚性,减小振动和噪音 常用的预紧方法
①夹紧一对圆锥滚子轴承的外圈
②用弹簧预紧
③在一对轴承中装入长度不等的套筒
④夹紧一对磨窄了的外圈
五、滚动轴承的配合 内圈与轴颈基孔制 外圈与轴承座孔基轴制 参阅轴承手册或机械设计手册
六、保证支承部分的刚度和同轴度
七、滚动轴承的装拆
1、滚动轴承的安装
①用手锤
②用压力机
2、滚动轴承的拆卸图13-34
八、滚动轴承的润滑与密封
1、滚动轴承的润滑
(1)装填润滑脂填充量一般应是轴承中空隙体积的1/2~1/3 见表13-26
(2)油润滑参考图13-36 根据DN值和工作温度选定所需的运动粘度,再从有关手册中选定相应的牌号 常用的润滑方法
①油浴润滑
②飞溅润滑
③喷油润滑
④滴油润滑
⑤油雾润滑
2、滚动轴承的密封见表13-28 13-29 作用避免润滑剂的流失,防止水、其它杂物侵入轴承 密封方法接触式和非接触式两大类第十四章 轴第一节 概述教学内容
1、轴的功用与分类
2、轴的材料教学重点教学难点教学目的了解轴的功用与分类及轴的材料教学要点
一、轴的功用与分类 功用支撑零件以传递运动和动力 类型
1、直轴、曲轴、挠性轴
2、转轴、心轴、传动轴
3、光轴、阶梯轴、实心轴、空心轴
二、轴的材料 常用材料碳素钢和合金钢 常用的碳素钢30 40 35 45 50――调质或正火处理 常用的中碳合金钢40Cr 35SiMn 40MnB 常用的低碳合金钢20Cr 20CrMnTi常用材料牌号、机械性能及应用见表14-2第二节 轴的结构设计教学内容影响轴结构的因素 轴的结构应满足的基本要求 轴的结构设计 最小轴径的确定教学重点影响轴结构的因素 轴的结构应满足的基本要求 轴的结构设计 最小轴径的确定教学难点最小轴径的确定教学目的掌握轴的结构设计教学要点
一、影响轴结构的因素
①载荷的性质、大小、方向及分布情况
②轴上零件的数目和布置情况
③零件在轴上的定位及固定方法
④轴承类型及尺寸
⑤轴的加工工艺及装配方法等
二、轴的结构应满足的基本要求
①轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置
②轴上零件应便于拆卸和调整
③轴应具有良好的加工工艺性
④尽量减小应力集中
⑤受力合理、有利于节约材料、减轻轴的重量
三、轴的结构设计
1、轴颈、轴头、轴身图14-3
2、轴上零件的轴向定位及固定 方式常有轴肩、轴环、锁紧挡圈、套筒、圆螺母、止动垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈、圆锥面 见表14-3
3、轴上零件的周向固定 目的传递转矩,防止零件在轴上产生相对转动 方法键、花键、销、过盈配合、成形型联接、紧定螺钉
4、轴的结构工艺性
①轴的形状力求简单,阶梯数尽量少,圆角应尽可能取相同半径
②轴端应加工出45°、35°、60°倒角,与零件成过盈配合时,轴的装入端加工出导向圆锥面
③同一根轴上各轴上的键应布置在同一母线上,其宽度尽量一致
④留出砂轮越程或螺纹退刀
⑤精度和表面粗糙度要定得适当
5、提高轴的强度的措施
①改善轴的受载情况
②减少应力集中图14-11
四、最小轴径的确定
1、计算法按转矩初步计算轴端直径的强度条件 则 式中T――工作转矩 P――轴的传递功率 n――轴的转速 A――随材料而定的系数见表14-5 ――许用扭矩剪应力 见表14-5 若计算的截面上有键时,直径要适当增大一个时增大4%-5% 二个时增大7%-10%,然后按表14-6圆整至标准值
2、经验法 对于与电机轴相联的轴可取 ――电机伸出轴的轴端直径 初步确定的最小直径还应要与相配零件的孔径相一致相配零件的孔径可从有关手册中查出第三节 轴的强度校核教学内容轴的强度校核教学重点轴的强度校核教学难点轴的强度校核教学目的掌握轴的强度校核教学要点 当轴的结构设计完成后,轴上零件的位置均已确定,外载荷和支承反力的作用点亦随之而定,这样,可绘出受力简图、弯矩图、转矩图和当量弯矩图,再按弯曲组合来校核轴的危险截面 强度条件或 式中 ――当量弯曲应力 ――当量弯矩 M――合成弯矩 W――危险截面抗弯截面模量 ――应力校正系数 轴的设计步骤 1)选择轴的材料,确定许用应力 2)按扭转强度,初步估算轴的最小直径 3)确定齿轮和轴承的润滑 4)轴系初步设计 5)轴的结构设计 径向尺寸的确定 轴向尺寸的确定 长度的确定 其余尺寸的确定 6)轴主强度校核
①计算齿轮受力
②绘制轴的受力简图
③计算支承力
④绘制弯矩图
⑤绘制转矩图
⑥绘制当量弯矩图
⑦分别校核危险截面
⑧绘制轴的零件工作图第十五章 联轴器和离合器第一节 联轴器教学内容计算转矩 联轴器的分类、结构、特点及应用 联轴器的安装找正教学重点联轴器的结构及特点教学难点教学目的了解联轴器的分类、结构、特点及应用 联轴器的安装找正教学要点
一、计算转矩 K――工作情况系数 见表15-1
二、联轴器的分类
1、刚性联轴器固定式、可移式
2、弹性联轴器金属弹簧式、非金属弹簧式
三、常用联轴器的结构、特点及应用
1、刚性联轴器
①套筒联轴器
②缘联轴器
2、可移式刚性联轴器
①滑块联轴器
②齿式联轴器
3、弹性联轴器
①弹性套联轴器
②弹性柱销联轴器
四、联轴器的对中要求 保证两轴的同轴度误差 见表15-2
五、联轴器的安装找正 用千分尺测量找正
六、联轴器对中找正的注意事项
①先装两半联轴器,找正主轴,再移动,调整联轴器
②测量数值是否正确
③实测中无法测量,可用公式求得
七、联轴器的使用与维护 P294
①②③④第二节 离合器教学内容离合器的分类 常用离合器的型式及特点 离合器的使用与维护教学重点常用离合器的型式及特点教学难点教学目的了解离合器的分类 常用离合器的型式及特点 离合器的使用与维护教学要点
一、离合器的分类 啮合式――牙嵌式离合器、齿轮离合器 操作离合器 摩擦式――圆盘离合器、圆锥离合器 离合器 超越离合器――啮合式、摩擦式 自动离合器 离心离合器――摩擦式 安全离合器――啮合式、摩擦式
二、常用离合器的型式及特点
1、牙嵌式离合器图15-12 牙形矩形、梯形、锯齿形 特点
2、摩擦式离合器单盘式、多盘式 特点
3、安全离合器嵌合式、摩擦式、破断式
三、离合器的使用与维护
①定期检查,必要时调整或更换
②片式摩擦离合器工作时,不得有打滑或分离不彻底现象
③定向离合器应密封严密,不得有漏油现象,在运行中,如有冲击,应及时停机检查第十六章 减速器和变速器 弹簧教学内容减速器 常见减速器的形式、特点及应用 变速器 摩擦轮传动 弹簧教学重点弹簧的设计计算教学难点弹簧的设计计算教学目的了解减速器 常见减速器的形式、特点及应用 变速器 摩擦轮传动 弹簧教学要点
一、减速器 减速器的组成与分类 组成由传动件、轴、轴承、箱体四部分组成 分类
(1)按传动件类型分圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆、行星齿轮减速器
(2)按传动级数分单级、多级
(3)按轴的空间相对位置分卧式和立式
二、常见减速器的形式、特点及应用 见表16-1
三、变速器
1、有级变速器
①塔式变速器
②滑移齿轮变速器
③离合式齿轮变速器
2、无级变速器
①滚轮――平盘式
②钢球无级变速器
③菱形无级变速器
④窄V带无级变速器
四、摩擦轮传动
1、摩擦轮传动的类型见表16-2
2、摩擦轮的材料见表16-3
①接触疲劳强度高,耐磨性好,以便延长工作寿命
②弹性模量大,以便减小弹性打滑和功率损耗
③摩擦系数大
3、摩擦轮传动的加压装置
①恒压加压装置
②自动加压装置
五、弹簧
1、弹簧的主要功用缓冲、吸振,控制机构运动,储存及输出能量,测量力的大小
2、类型见表17-3
3、材料见表17-2 17-3
4、弹簧的应力 应力 强度条件 设计公式
5、弹簧的变形 变形量 有效圈数
6、弹簧刚度
7、拉伸、压缩弹簧的基本参数及几何尺寸计算见表17-6。