1、机机 械械 设设 计计 基基 础础机械设计基础机械设计基础第1章 绪论第5章 间歇运动机构第4章 凸轮机构第3章 平面连杆机构第2章 平面机构学基础知识第8章 蜗杆传动第12章 联接第11章 轴承第10章 轴第9章 轮系第6章 带传动和链传动第7章 齿轮传动第13章 联轴器和离合器第14章 机械装置的润滑与密封第第1 1章绪论章绪论 1.本课程的研究对象与主要内容 研究对象：是常用机构和通用零件，研究常用机构和通用零件的工作原理、运动特点、结构特点、基本的设计理论和计算方法，以及某些标准件的选用原则和方法。主要内容：（1）常用机构。平面连杆机构、凸轮机构及其他常用机构。（2）机械传动。带传动和
2、链传动、齿轮传动、蜗杆传动和机械传动系统的设计。（3）机件联接。螺纹联接、键和销联接等。（4）轴系零件。轴、轴承和机械装置的密封及润滑。2.本课程的主要任务和学习要求 主要任务是：培养学生掌握常用机构和通用零件的基本知识、基本理论；初步具有选用和设计常用机构和通用零件的能力以及使用和维护一般机械的能力；为学习专业课程和新的科学技术打好基础，为解决生产实际问题和技术改造工作打好基础。第第1 1章绪论章绪论 学习要求：（1）熟悉常用机构的工作原理、特点、应用及设计的基本知识。（2）熟悉通用零件的工作原理、特点、结构、标准，掌握通用零件的选用和设计的基本方法。（3）具有运用标准、规范、手册、图册等相
3、关技术资料的能力。（4）初步具有选用和设计通用零件和简单机械传动装置的能力。（5）初步具有正确使用和维护一般机械的能力。3.机械设计的原则及步骤 1）机械零件的工作能力和设计准则 机械零件在某一条件下工作，当丧失规定的功能时称为失效。在不失效的前提下，零件所能达到的工作限度称为工作能力。失效原因：（1）强度不足，发生断裂。如齿轮的轮齿折断。（2）刚度不足，变形过量。如轴的挠度和转角过大。（3）严重磨损，间隙过大，使零件丧失精度。如轮齿齿面的磨粒磨损。第第1 1章绪论章绪论 （4）破坏正常工作条件，如带传动的打滑。（5）振动稳定性不足。为保证零件的工作能力，应分析零件工作时的主要失效形式，找出零
4、件不失效的判定条件，确定出相应的计算量，再根据判定条件，计算出零件的主要尺寸和参数，这就是零件的设计准则。2）机械零件的设计步骤 （1）根据零件的具体使用条件，选择零件的类型和结构。（2）分析零件的工作情况，确定作用在零件上的载荷。（3）选用零件的材料、热处理方法。（4）分析零件的失效形式，确定设计准则。（5）确定零件的主要几何尺寸。（6）设计零件的结构。（7）绘制零件工作图，制定技术要求，编写设计说明书。3）机械零件的标准化、系列化和通用化 指定一些强制性机械零件的标准，使产品的品种、规格、质量和技术条件和检验、试验方法等必须与此标准相符合，称为机械零件的标准化。第第1 1章绪论章绪论 意义
5、：（1）在制造方面，可实行专业化批量生产，有利于采用高效率的专用设备和先进工艺，有利于保证产品质量、节约材料、降低成本。（2）在设计方面，减少了计算和绘图工作量，缩短了设计周期，有利于产品的多样化。（3）在管理和维修方面，减少了零件的库存量且便于更换零件。通用化：是指在不同规格的同类产品或不同产品中采用同一机构和尺寸的零件，以减少零件的种类，简化生产的管理过程，降低生产成本，缩短生产周期。机械零件的标准化、系列化和通用化简称为“三化”。由于“三化”具有一定的优越性，在机械设计中应大力推行。第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识机械基础概念2.1平面机构的组成2.2平面机构的运动简图
6、2.3平面机构的自由度计算2.4 2.1.1机器 机器都是为实现某种功能而设计制作的。就其功能来说，一般主要由动力、执行、传动及控制四个部分组成。动力部分是机器工作的动力源，为机器提供驱动力或力矩；执行部分又称工作部分，直接完成机器预定的功能；传动部分是将动力部分的动力和运动传给执行部分的中间装置；控制部分的作用是控制机器的其他基本部分，使操作者能随时实现或终止各种预定的功能。本课程主要研究机器的传动部分。机器共同特征：（1）都是人为的实物组合。（2）各部分形成运动单元，各单元之间具有确定的相对运动。（3）能代替或减轻人类的劳动，以完成有用的机械功或转换机械能。2.1机械基础概念第第2 2章平
7、面机构学基本知识章平面机构学基本知识第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 2.1.2 机构 机构仅具有机器的前两个特征，即机构是人为的实物组合，并且各实物之间具有确定的相对运动。若不讨论做功和转换能量的问题，仅从结构和运动的角度来看，机器和机构并无区别，所以习惯上把机器和机构统称为“机械”。各种机器中普遍使用的机构称为常用机构，如齿轮机构、凸轮机构等。2.1.3 构件、零件和部件 组成机械的各个相对运动的实物称为构件。构件是机械中的运动单元。机械零件是机械中制造的单元，简称为零件。零件按使用特点分为通用零件和专用零件。各种机械中都用到，称为通用零件；只是在某些机械设备中用到，称为
8、专用零件。部件是机械装配的最小单位，是机械的装配单元。如汽车的变速箱、驱动桥等.2.1机械基础概念2.1机械基础概念第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识连杆体连杆体螺栓螺栓螺母螺母连杆盖连杆盖连杆连杆零件零件是机械中制造的单元是机械中制造的单元,是机械组成中不可再是机械组成中不可再拆的最小单元拆的最小单元。2.2.1 运动副及其分类 1.运动副 机构是由两个以上的构件以一定的方式连接而成。其连接既不同于螺栓联接，也不同于铆接、焊接之类的刚性联接，而是在连接处保持一定的相对运动。这种由两构件直接接触并产生一定相对运动的连接，称为运动副。2.运动副的分类 按其接触方式分为低副和高副两
9、类。1）低副：两构件通过面接触所构成的运动副称为低副。根据它们之间的相对运动是转动或移动将其分为转动副和移动副。（1）转动副：若组成运动副的两构件之间只能绕同一轴线作相对转动，这种运动副称为转动副。2.2平面机构的组成第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 构件1相对于构件2只能绕垂直于xOy平面的轴转动,为转动副。2.2平面机构的组成第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 转动副 （2）移动副：若组成运动副的两构件之间只能沿某一轴线方向相对移动，这种运动副称为移动副。2.2平面机构的组成第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 移动副构件1相对于构件2只能沿
10、x轴方向移动，为移动副。2）高副:两构件之间以点或线相接触所组成的运动副称为高副。组成高副的两构件间的相对运动为转动兼移动，即绕接触点（线）的转动和沿接触处切线方向的移动。2.2平面机构的组成第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识凸轮与从动件组成高副。两齿轮轮 齿的啮合，在接触处组 成高副。高副 2.2.2自由度与约束 1.自由度：构件AB为在平面内自由运动的构件，它有随任意点A沿x方向和y方向移动以及绕A点转动三个独立运动的可能性。构件可能出现独立运动的数目称为构件的自由度。可见，在一个平面内自由运动的构件具有三个自由度，它可以由图中表示构件位置的三个独立运动的位置参数x、y、来
11、表示。2.2平面机构的组成第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识平面运动构件的自由度 2.约束：对物体运动的限制条件称为约束。两构件组成运动副之后，其相对运动受到彼此的限制，就引入了约束。引入一个约束条件，构件将减少一个自由度。组成转动副的构件只能绕同一轴线作相对转动,引入了两个约束，保留了一个自由度；组成移动副的构件只能沿某一轴线作相对移动，也引入两个约束，保留了一个自由度；组成高副的构件的相对运动是转动兼移动，引入一个约束，保留了两个自由度。2.2平面机构的组成第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 2.2.3机构中构件的分类和组成组成机构的构件按运动性质可分：1）
12、原动件：机构中接受外部给定运动规律的构件称为原动件。即机构中作用有驱动力或力矩的构件，或运动规律已知的构件。2）从动件：机构中除了原动件以外，随着原动件的运动而运动的其余可动构件称为从动件。3）机架：在机构中固定不动的构件称为机架，用于支承可动构件。在同一机构中，使用情况不同，原动件和从动件可以不同。2.2平面机构的组成第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 2.3.1构件和运动副的表示方法 1.构件的表示方法：用线段或小方块表示，有时机架画成支架的形式。2.3平面机构的运动简图第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 构件的代表符号 2.运动副的表示方法 1）转动副的表
13、示方法：2.3平面机构的运动简图第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识转动轴线垂直于图面，小圆圆心处于两构件相对转动轴线的位置，轴线垂直于图面转动轴线与图面平行，图中画有阴影线的构件为机架。2）移动副的表示方法：2.3平面机构的运动简图第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 直线表示移动的导路或其中心线的位置 3）高副的表示方法：用两构件接触处的轮廓线来表示。2.3平面机构的运动简图第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识对于凸轮、滚子，画出其全部轮廓对于齿轮，常画出其节圆 2.3.2 机构运动简图的绘制 绘制机械运动简图的方法和步骤：（1）分析机构的组成及运
14、动情况，找出机架、原动件和从动件。（2）根据各构件的相对运动性质，确定运动副的类型和数目。（3）选择视图平面，确定一个瞬时的机构位置。（4）测量各运动副之间的相对位置，选定比例尺从原动件开始，按照活动构件的运动传递顺2.3平面机构的运动简图第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 机构的自由度:就是机构具有独立运动参数的数目。2.4平面机构的自由度计算第第2 2章平面机构学基本知识章平面机构学基本知识 F=3n-2PL-PHn=N-1（构件数）低副高副平面四杆机构的基本形式3.1平面四杆机构的基本特性3.2平面四杆机构的设计3.3第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构 3.1.1铰链
15、四杆机构 1.曲柄摇杆机构:两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构汽车前窗玻璃刮水器控制机构脚踏砂轮机机构 2.双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。通常取其中一个曲柄为原动件且做等速转动，另一曲柄为从动件，一般做变速转动（也可做等速转动）。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构 平行双曲柄机构（平行四边形机构）：在双曲柄机构中，如果连杆与机架的长度相等，两个曲柄的长度也相等且转向相同。曲柄AB与CD始终做等速、同向转动，连杆始终平动。反向双曲柄机构
16、：双曲柄机构的对边构件长度相等而不平行。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构原动件曲柄AB作等速转动，从动件曲柄CD做反向变速转动。3.双摇杆机构:两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。在双摇杆机构中，若两摇杆长度相等，称为等腰梯形机构。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构若两摇杆长度相等，称为等腰梯形机构。(汽车、拖拉机前轮转向机构)3.1.2滑块四杆机构:凡含有移动副的四杆机构称为滑块四杆机构，简称滑块机构。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构 1.曲柄滑块机构:曲柄滑块机构可看做是由曲柄摇杆机构演变而来的
17、。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构当以曲柄为原动件：曲柄 滑块的往复移动（空气压缩机、冲床）当以曲柄为原动件：曲柄 滑块的往复移动（空气压缩机、冲床）曲柄滑块机构根据滑块导路中心线是否通过曲柄转动中心，可分为对心曲柄滑块机构,偏置曲柄滑块机构。2.导杆机构 在图所示构件4称为导杆，滑块3相对导杆4滑动并随其一起绕A点转动。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构导杆机构常用做牛头刨床和插床等工作机构 3.摇块机构 构件2为机架，构件1作整周转动，而滑块3只能绕机架上C点
18、作往复摆动。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构卡车自动卸料机构 4.定块机构：滑块3为机架，常用在手动的抽水机或抽油泵中。3.1平面四杆机构的基本形式第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构手动抽水机 3.2.1铰链四杆机构曲柄存在的条件 铰链四杆机构三种基本形式的主要区别，就在于连架杆是曲柄还是摇杆。lmin+l maxl +l若取与最短构件相邻的构件为机架时，则为曲柄摇杆机构。若取最短构件为机架，则为双曲柄机构。若取与最短构件相对的构件为机架，则为双摇杆机构。lmin +lmax l+l无论取哪一构件为机架，均为双摇杆机构。3.2平面四杆机构的基本特性第第3
19、3章平面连杆机构章平面连杆机构 曲柄取最短构件或最短构件相邻的构件为机架lmin+lmaxl +l 3.2.2急回特性 某些连杆机构中，当主动件等速转动时，从动件具有急回性质，利用急回性质可缩短非生产时间，提高生产效率。K1，0具有急回特性 =0，K=1，v1=v2不具有急回特性3.2平面四杆机构的基本特性第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构急回特性公式 3.2.3压力角与传动角 压力角a:判别机构传力性能好坏。（越小传力性越好）传动角r:衡量机构传动性能好坏。（越大越好，理想情况 r=90)3.2平面四杆机构的基本特性第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构一般机械中，推荐r=4050；对于
20、传递功率大的机构，取rmin=r50；对于一般非传力机构，取r40，但不能过小。曲柄摇杆机构的压力角和传动角 3.2.4 止点位置 a=90，机构就有止点位置。3.2平面四杆机构的基本特性第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构 安装飞轮可以避免止点位置对机构传动的不利。机车车轮联动机构 飞轮 止点位置利用的实例 钻床夹具机构 平面四杆机构的设计：指其运动的设计。设计的主要任务是：根据机构的工作要求选定机构的形式，并确定各构件的基本尺寸。设计方法：图解法、解析法、实验法。3.3平面四杆机构的设计第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构 1.按给定的行程速比系数 设计四杆机构：按k值设计曲柄摇杆机构
21、 2.按给定的连杆位置设计四杆机构：3.3平面四杆机构的设计第第3 3章平面连杆机构章平面连杆机构加热炉炉门加热炉炉门四杆机构设计第第4 4章凸轮机构章凸轮机构凸轮机构的基础知识4.1从动件常用运动规律4.2盘形凸轮轮廓的设计4.3 4.1.1凸轮机构的分类 4.1凸轮机构的基础知识第第4 4章凸轮机构章凸轮机构按凸轮按凸轮形状分形状分盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮按从动按从动件端部件端部结构分结构分尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件 4.1凸轮机构的基础知识第第4 4章凸轮机构章凸轮机构按使从动件与凸轮保按使从动件与凸轮保持接触的锁合方式分持接触的
22、锁合方式分力锁合力锁合几何几何锁合锁合 4.1.2凸轮机构的应用 凸轮机构常用于轻载、低速的自动机或 半自动机的控制。4.1凸轮机构的基础知识第第4 4章凸轮机构章凸轮机构绕线机构自动送料机构 凸轮 从动件 自动车床靠模机构 4.2.1凸轮机构的工作过程 1.推程 2.远休止 3.回程 4.近休止 4.2从动件常用运动规律第第4 4章凸轮机构章凸轮机构 4.2.2 从动件常用规律 第第4 4章凸轮机构章凸轮机构 等速运动规律 等加速等减速运动规律 4.2从动件常用运动规律1.作图原理：绘制凸轮轮廓曲线是采用“反转法”。4.3盘形凸轮轮廓的设计第第4 4章凸轮机构章凸轮机构4.3盘形凸轮轮廓的设
23、计凸轮反转法绘图原理2.作图方法 1）对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制步骤：(1)确定凸轮机构初始位置 (2)等分位移曲线，得各分点位移量 (3)作从动件尖顶轨迹 (4)绘制凸轮轮廓 第第4 4章凸轮机构章凸轮机构对心直动尖顶从动件盘形凸轮4.3盘形凸轮轮廓的设计 2）对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 第第4 4章凸轮机构章凸轮机构 3）对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 4.3盘形凸轮轮廓的设计 4）偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 第第4 4章凸轮机构章凸轮机构4.3盘形凸轮轮廓的设计 3.利用图解法设计盘形凸轮轮廓应注意的问题 （1）由于设计凸轮轮廓采用的方
24、法是反转法，所以在基圆圆周上按位移曲线图截取分点时，一定要按（-）方向截取，否则不符合预定的运动规律。（2）绘制同一凸轮轮廓时，有关长度方面的尺寸，包括升程、基圆半径、偏距、滚子半径等必须采用同一长度比例尺。（3）等分推程角和回程角时，取的分点越多，设计出的凸轮轮廓越精确。实际设计时可根据对凸轮工作精确程度的要求决定。（4）连接各分点的曲线必须光滑。第第4 4章凸轮机构章凸轮机构4.3盘形凸轮轮廓的设计第第5 5章间歇运动机构章间歇运动机构棘轮机构5.1槽轮机构5.2 5.1.1工作原理：单向的间歇回转运动 5.1.2特点和应用 特点：构结构简单，制造方便，运动可靠；运动平稳性较差，噪音大，不
25、适用于高速传动。应用：机械的送进、制动和超越。5.1棘 轮 机 构第第5 5章间歇运动机构章间歇运动机构 卷扬机提升机构 自行车飞轮 5.2.1工作原理：时转时停的间歇运动 5.2.2 特点和应用特点：结构简单，工作可靠，运动要比棘轮平稳;使用不方便。应用：转速较高，要求间歇地转过 一定角度的分度装置中。5.2槽 轮 机 构第第5 5章间歇运动机构章间歇运动机构第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动链传动简介带传动基础知识6.1V带和V带轮6.2普通V带传动的参数及设计6.3带传动的张紧、维护和安装6.46.5 6.1.1带传动的组成带传动由主动轮1、从动轮2、紧套在两轮上的传动带3及机架
26、4组成。6.1带传动基础知识第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动 6.1.2带传动的类型 6.1带传动基础知识第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动按传动带的截面形状分 1）平带传动 2）V带传动 4）圆形带传动 5）同步带传动 3）多楔带传动 1）传动带 2）运输带按用途分6.1带传动基础知识第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动平带传动圆形带传动V带传动多楔带传动同步带传动 6.1.3带传动的特点和应用1.特点：（1）属于挠性传动，能缓冲、吸振，使运动平稳无噪声。（2）过载时有安全保护的作用。（3）结构简单，制造、安装精度要求低，使用维护方便，成本低。（4）受摩擦力和带本身弹
27、性变形的影响，不能保证恒定的传动比。（5）外廓尺寸较大，传动效率低，使用寿命短，对轴的作用力比较大。（6）不宜在易燃易爆的场合工作。2.应用：适用于要求传动平稳、传动比不要求准确、中小功率的远距离传动。一般带传动的传递功率P50 kW，带速 v=525 m/s，传动比 i 7。6.1带传动基础知识第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动1.普通V带的结构：一般都为无接头的环形带，按其结构分为帘布芯结构和绳芯结构。6.2V带和V带轮第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动帘布结构：制造方便，抗拉强度高，用于一般用途的传动抗拉体线绳结构：韧性好、柔软，抗弯强度较好，用于带轮直径 较小、转速较高
28、的带传动。2.普通V带的尺寸标准6.2V带和V带轮第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动 型型 号号 Y Z A B C D E 节宽bp 5.3 8.5 11 14 19 27 32 顶宽b 6 10 13 17 22 32 38 高度h 4 6 8 11 14 19 23 楔角 40 q/（kg/m）0.040.06 0.110.200.330.66 1.02在同样条件下，截面尺寸大则传递的功率就大。其中Y型尺寸最小，只用于传递运动。第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动 3.普通V带的标记 V带的标记由截型、基准长度和标准编码组成，一般标在传动带的顶面上。如A1 400 GB/T
29、 115441997，表示A型普通V带，基准长度为1 400 mm。4.普通V带轮的材料和结构材料：常用铸铁:v25 m/s时选用HT150；v=2530 m/s时选用HT200；v2545 m/s时选用球墨铸铁、铸钢或锻钢、钢板 冲压后焊接带轮、铸铝、塑料。结构：轮缘、轮毂和轮辐三部分组成。6.2V带和V带轮 6.3.1普通V带的主要参数1.传动比6.3普通V带传动的参数及设计第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动传动比计算公式通常V带传动的传动比 i 7，常用27 2.小带轮的包角包角越大，摩擦力越大，传递动力越大。小带轮包角计算公式 3.中心距 两带轮的中心距一般为0.72（dd1+
30、dd2）。4.带速 带速v一般取525 mm/s。（过小圆周力增大，会引起打滑；过大，离心力会使带与带轮间的压紧程度减小，传动能力降低。）5.V带的根数V带的根数影响到带的传动能力。（通常V带的根数Z应小于10。）6.3普通V带传动的参数及设计第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动 a D A B C d1 d2 a1 V带传动的相关参数 Pd =KAP第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.3普通V带传动的参数及设计 6.3.2普通V带的设计 1.确定带传动的计算功率P d 2.选择带的型号 第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动 普通V带选型图6.3普通V带传动的参数及设计
31、3.确定带轮的基准直径 （1）初选小带轮的基准直径：应取较大值。（2）验算带的速度v 一般使v=525 m/s，其中v=1015 m/s最佳。（3）计算大带轮的基准直径第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动计算公式计算公式6.3普通V带传动的参数及设计 4.确定中心距 a 和带的基准长度Ld （1）初定中心距 a0取值范围：0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）（2）初算带的基准长度L0 （3）确定带的基准长度Ld在表中选择与L0最接近的数值第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.3普通V带传动的参数及设计 （4）计算中心距a （5）验算小带轮包角1 5.确定 V 带的根数
32、Z：6.计算初拉力F0：第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.3普通V带传动的参数及设计 7.计算带对轴的压力FQ：第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动公式 6.3.3带的弹性滑动与打滑 1.带的弹性滑动：由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动。2.打滑：当外载荷引起的有效拉力大于带与带轮接触面间的摩擦力总和的最大值时，带将沿带轮轮面发生全面滑动，从动轮转速迅速下降甚至为零，使传动失效，这种现象称为打滑。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念，弹性滑动不可避免，打滑可以避免。6.3普通V带传动的参数及设计 1.带传动的张紧 6.4带传动的张紧、维护和安装第第6 6章带传动和链传动章
33、带传动和链传动张紧方式张紧方式调整中心距调整中心距张紧轮廓张紧轮廓(1)定期张紧装置。(2)自动张紧装置。2）张紧轮方式 2.带传动的安装与维护 1）带轮的安装:平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度。否则会加速带的磨损，缩短带的寿命。第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.4带传动的张紧、维护和安装两带轮的相对位置 2）.传动带的安装注意要点：（1）通常应通过调整各轮中心距的方法来装带和张紧。切忌硬将传动带从带轮上拔下或扳上，严禁用撬棍等工具将带强行撬入或撬出。（2）在带轮轴间距不可调而又无张紧轮的场合下，安装聚酞胺片基平带时，应在带轮边缘垫布以防刮破传动带，并且边转动带轮边套
34、带。安装同步带时同时缓慢地将带移动，以保持带能平齐移动。（3）同组使用的V带应型号相同、长度相等，不同厂家生产的V带、新旧V带不能混合使用。（4）安装V带时，应按规定的初拉力张紧。对于中等中心距的带传动也可凭经验张紧。带传动张紧程度以大拇指能将带按下15 mm为宜，第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.4带传动的张紧、维护和安装 3）带传动的维护 注意以下几点：（1）带传动装置外面应加防护罩，以保证安全，防止带与酸、碱或油接触而腐蚀传动带。（2）带传动不需润滑，禁止往带上加润滑油或润滑脂，应及时清理带轮槽内及传动带上的油污。（3）应定期检查胶带，如有一根松弛或损坏则应全部更换新带。（4
35、）带传动的工作温度不应超过60。（5）如果带传动装置需闲置一段时间后再用，应将传动带放松。第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.4带传动的张紧、维护和安装 6.5.1链传动的工作原理、特点和应用 1.链传动的工作原理 通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合来传递运动和动力。6.5链传动简介第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动 链传动 1主动链轮；2链条；3从动链轮 2.链传动的特点 （1）平均传动比不变。（2）链条不需要太大的张紧力，对轴的作用力较小。（3）传递的功率较大，低速时能传递较大的圆周力。（4）可以像带传动那样实现中心距较大的传动。（5）可在温度较高、淋水、淋油、日晒等恶劣
36、环境下工作。（6）工作传动中有一定的动载荷和冲击，传动平稳性差；工作时有噪声，适用于低速传动。3.链传动的应用 广泛用于农业、矿山、冶金、运输机械以及机床和轻工机械中。第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.5链传动简介 链传动适用的范围为：传递功率 P 100 kW，中心距 a 6 m，传动比 i 8，链速 v 15 m/s，传动效率为 0.950.98。按用途的不同，链条可分为传动链、起重链和运输链。用于传递动力的传动链又有滚子链和齿形链两种。第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动 5.5.2滚子链的结构和标准：A系列用于重载、高速和重要传动，B系列用于一般传动。滚子链的标记为：
37、链号排数链节数国标代号 我国目前使用的滚子链的标准为GB/T 124320066.5链传动简介 滚子链的结构1内链板；2外链板；3销轴；4套筒；5滚子 第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.5链传动简介 6.5.3链传动主要参数的选择 1.链的节距和排数 相邻两滚子轴线间的距离称为链节距，用p表示。选择链条时应在满足承载能力要求的前提下，尽量选用较小节距的单排链，当在高速大功率时，可选用小节距的多排链。2.链轮齿数和传动比 链轮齿数对传动的平稳性和工作寿命影响较大。小链轮齿数 z1 17，大链轮齿数 z2 =iz1，z2 120。3.中心距与链节数 一般初选中心距 a0 =（3050）
38、p，最大中心距 a0max =80p链节数Lp表示链条长度。第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.5链传动简介 6.5.4链传动的布置和张紧 1.链传动的布置 链传动的两轴线必须平行布置，两链轮的回转平面应在同一平面内，否则易引起脱链和不正常磨损。链条应使紧边在上，松边在下，以免松边垂度过大时链与轮齿相干涉或紧、松边相碰。如链轮中心的连线不能布置在水平面上，其与水平面的夹角应小于45。应尽量避免中心线垂直布置，以防止下链轮啮合不良。2.链传动的张紧 链传动张紧的目的，是为了避免松边下垂量过大而引起啮合不良或振动现象。一般链传动设计成中心距可调式，通过调整中心距来张紧链条，也可采用张紧轮
39、，第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动6.5链传动简介链传动的张紧 第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动张紧轮可设置在松边链条的外侧或内侧。6.5链传动简介 6.5.5链传动的失效形式 第第6 6章带传动和链传动章带传动和链传动1.链板疲 劳破坏2.滚子和 套筒的 冲击疲 劳破坏5.静力拉断4.链条 铰链 的胶 合3.链条铰链磨损6.5链传动简介第第7 7章齿章齿 轮轮 传传 动动齿轮的结构设计7.9齿轮传动基础知识7.1渐开线的形成和基本特性 7.2渐开线标准直齿轮的基本参数和几何尺寸7.3渐开线标准直齿轮的啮合传动7.4齿轮传动的失效形式及设计准则7.5标准直齿轮的强度设计斜齿
40、圆柱齿轮传动直齿锥齿轮传动7.67.77.8 7.1.1齿轮传动的分类 1.按齿轮轴线的相互位置及轮齿齿线相对于齿轮母线的方向分7.1齿轮传动基础知识第第7 7章齿轮传动章齿轮传动（1）直齿圆柱齿轮传动（简称直齿轮传动）：包括外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动三种。（2）平行轴斜齿圆柱齿轮传动：包括外啮合、内啮合和齿轮齿条传动三种啮合方式。（3）人字齿轮传动（1）交错轴斜齿轮传动。（2）圆锥齿轮传动：分为直齿圆锥齿轮传动、斜齿圆锥齿轮传动和曲齿圆锥齿轮传动三种。（3）蜗杆传动：（两轴的交错角通常为90）。（4）准双曲面齿轮传动。2）空间齿轮传动1）平面齿轮传动第第7 7章齿轮传动章齿
41、轮传动7.1齿轮传动基础知识外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动直齿圆锥齿轮传动斜齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动准双曲面齿轮传动蜗杆传动交错轴斜齿轮传动人字齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动 2.按齿轮的齿廓曲线分：按齿轮的齿廓曲线的不同，可分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧线齿轮三种。其中渐开线齿廓易于设计及制造、便于安装，所以应用最广。3.按齿轮的工作条件分：按齿轮的工作条件不同，齿轮传动又可分为开式齿轮传动、半开式齿轮传动和闭式齿轮传动。开式齿轮传动工作条件差，齿轮易磨损，适用于低速传动；闭式齿轮传动润滑与保护条件好，多用于重要场合。第第7 7章齿轮传动章齿轮传动7.1齿轮传动基础知识 7.
42、1.2齿轮传动的特点和应用 第第7 7章齿轮传动章齿轮传动1.齿轮传齿轮传动的特点动的特点优点优点缺点缺点（1）能保持瞬时传动比（两轮瞬时角速度之比）不变。（2）传递动力大，传动效率高，一般为0.950.98，最高 可达0.99。（3）使用寿命长，一般可达1020年。（4）适用范围广，能传递夹角为任意值的两轴间的运动（5）结构紧凑，工作可靠。（1）不适宜用于远距离两轴间的传动。（2）制造和安装精度要求较高，因此成本也较高。7.1齿轮传动基础知识 2.齿轮传动的应用 齿轮传动可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的运动和动力传递，传动比恒定，工作平稳，结构紧凑，传动速度和传递功率范围广。两轴平行时，常
43、用直齿圆柱齿轮传动；两轴相交时，常用锥齿传动；传动比较大或需要反向自锁时，常用蜗杆传动。斜齿圆柱齿轮在啮合过程中，轮齿逐渐进入啮合，又逐渐脱离啮合，轮齿的加载和卸载都比较平缓，且轮齿的倾斜增加了重合度，承载能力高。第第7 7章齿轮传动章齿轮传动7.1齿轮传动基础知识 7.2.1渐开线的形成及其性质 1.渐开线的形成 7.2渐开线的形成和基本特性第第7 7章齿轮传动章齿轮传动渐开线的形成渐开线的形成 2.渐开线的性质 （1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即 。（2）渐开线上任一点的法线均与基圆相切。（3）渐开线上各点的压力角也不相等。离基圆愈远，其压力角愈大，基圆上的压力角为0。
44、（4）渐开线的形状取决于基圆半径。（5）基圆内没有渐开线。第第7 7章齿轮传动章齿轮传动7.2渐开线的形成和基本特性 7.2.2渐开线齿廓的啮合特性 第第7 7章齿轮传动章齿轮传动n1.渐开线齿廓可保证定传动比传动。n2.渐开线齿轮具有中心距可分性（是渐开线齿轮的一大优点）。n3.齿廓间正压力方向不变（有利 于齿轮传动的平稳性）。7.2渐开线的形成和基本特性 7.3.1直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要参数 1.直齿圆柱齿轮各部分的名称 7.3渐开线标准直齿轮的基本参数和几何尺寸第第7 7章齿轮传动章齿轮传动 外齿轮 内齿轮 齿轮条 2.直齿圆柱齿轮的主要参数 1）齿数、模数和分度圆 齿数：齿轮整
45、个圆周上均匀分布的轮齿总数，用z表示。模数：是齿轮尺寸计算中的一个基本参数，用m表示，单位为mm。齿轮弯曲疲劳强度取决于模数m。分度圆：人为地规定一个圆，使该圆上的模数为标准值。齿轮的齿面接触疲劳强度取决于小齿轮的分度圆直径d1。2）齿顶高、齿根高和全齿高 介于分度圆与齿顶圆之间的部分称为齿顶；齿顶圆与分度圆半径之差称为齿顶高，用 ha 表示；介于分度圆和齿根圆之间的部分称为齿根，齿根圆与分度圆半径之差称为齿根高，用 hf 表示；齿顶高和齿根高之和称为全齿高，用 h 表示。7.3渐开线标准直齿轮的基本参数和几何尺寸第第7 7章齿轮传动章齿轮传动 3）压力角 是指分度圆上的压力角，用表示。我国规
46、定的标准压力角=20。4）齿宽系数 齿宽系数d =b/d1，即接触齿宽与分度圆直径之比。5）齿数比 大齿轮齿数与小齿轮齿数之比称为齿数比。减速传动时:u=i=z2/z11；增速传动时:u=z2 /z11.11.4。重合度愈大，同时处于啮合状态的轮齿对数愈多，传动愈平稳，每个轮齿受载荷愈小，齿轮传动的承载能力愈大。所以，重合度是衡量齿轮传动质量的指标之一。7.4渐开线标准直齿轮的啮合传动 第第7 7章齿轮传动章齿轮传动 7.5.1齿轮传动的失效形式 1.轮齿折断 包括：疲劳折断、局部折断、过载折断为了防止应对齿轮进行齿根弯曲疲劳强度计算。另外还可以设计齿轮传动时，采用适当的工艺措施。2.齿面点蚀
47、（多发生在齿轮节线附近的齿根表面处）当应力和它的重复作用次数超过材料的接触疲劳极限时，齿面表层会产生微小的疲劳裂纹，裂纹逐渐扩张使轮齿表层金属成小片剥落，形成麻点或小坑这种现象称为齿面点蚀。为了防止应进行齿面接触疲劳强度计算。还可采用提高齿面硬度、降低表面粗糙度、增大润滑油黏度等措施来提高齿面抗点蚀能力。7.5齿轮传动的失效形式及设计准则第第7 7章齿轮传动章齿轮传动齿面点蚀 3.齿面磨损 齿轮传动时，齿面间存在着相对滑动和法向压力，因此会引起磨损。为了防止可以减小齿面粗糙度、保持良好的润滑、采用闭式传动等措施。4.齿面胶合 随着齿面的相对滑动，使较软的金属表面材料沿滑动方向被撕落，从而在齿面
48、上形成沟纹，这种现象称为胶合。为了防止，可适当提高齿面硬度及降低表面粗糙度，选用抗胶合性能好的材料，使用时采用黏度较大或抗胶合性能较好的润滑油等。5.塑性变形（一般反生在较软的轮齿上）由于过大的应力作用，轮齿材料因屈服使轮齿产生塑性变形。为减小塑性变形，应提高轮齿硬度。7.5齿轮传动的失效形式及设计准则第第7 7章齿轮传动章齿轮传动 7.5.2齿轮传动的设计准则 7.5齿轮传动的失效形式及设计准则第第7 7章齿轮传动章齿轮传动 闭式软齿面齿轮传动其主要失效形式为齿面点蚀，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，初步确定其模数及几何尺寸后，再校核其齿根弯曲疲劳强度。闭式硬齿面齿轮传动其主要失效形式是
49、齿根疲劳折断，应先按轮齿弯曲疲劳强度进行设计计算，求出模数并确定齿轮的几何尺寸，然后校核齿面接触疲劳强度。开式齿轮传动及铸铁齿轮传动其主要失效形式是齿面磨损及轮齿折断，通常按齿根弯曲疲劳强度计算，并预留磨损余量，即计算出的模数视具体需要加大10%15%，以考虑由于磨损而使齿根弯曲疲劳强度降低的影响。7.5.3齿轮常用材料及热处理的选择 1.对齿轮材料的基本要求 （1）轮齿表面具有较高的硬度和良好的耐磨性。（2）轮齿心部具有足够的强度和韧性，使齿根具有良好的弯曲强度和抗冲击能力。（3）具有良好的加工工艺性和热处理性能，使之易于达到所需要的加工精度及力学性能要求。7.5齿轮传动的失效形式及设计准则
50、第第7 7章齿轮传动章齿轮传动 2.齿轮的常用材料及其热处理方法 1）锻钢：可通过热处理来改善和提高其力学性能，以增强轮齿的抗失效能力。包括：（1）软齿面齿轮（2）硬齿面齿轮 2）铸钢：由于铸钢晶粒粗大，齿轮毛坯通常需正火处理，以消除其内应力。3）铸铁：一般用于低速、轻载、冲击小的不重要齿轮传动。由于铸铁性能较脆，为了避免载荷集中造成齿端局部断裂，铸铁齿轮的齿宽应取得小一些。7.5齿轮传动的失效形式及设计准则第第7 7章齿轮传动章齿轮传动 7.5.4渐开线齿轮加工方法和最少齿数 1.渐开线齿轮的加工方法（最广的是切削加工法）1）仿形法：（盘形铣刀和指形铣刀）7.5齿轮传动的失效形式及设计准则第
