机械设计习题总结PPT学习教案

1、会计学1 机械设计习题总结机械设计习题总结 机械系统的组成机械系统的组成 (1)(1) 动力系统动力系统 提供动力、实施能量转换提供动力、实施能量转换 如：水轮机如：水轮机 电动机电动机 机械能机械能 水能水能( (自然界能源自然界能源) ) 电能电能( (二次能源二次能源) ) (2)(2) 传动系统传动系统 将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置 功能：功能：减速减速变速变速传递动力传递动力改变运动规律改变运动规律多驱动多驱动 (3)(3) 执行系统执行系统 直接完成预定任务的装置直接完成预定任务的装置 (4)(4) 操纵及控制系统操纵及控

2、制系统 使各部分协调动作使各部分协调动作 (5)(5) 辅助装置辅助装置 如冷却、润滑、记数、照明如冷却、润滑、记数、照明 机械能机械能 第1页/共47页 性质和任务性质和任务 1.1.性质性质 2.2.任务任务 3.3.机械零件设计的步骤机械零件设计的步骤 机类各专业重要的技术基础课机类各专业重要的技术基础课 树立正确的设计思想和设计方法树立正确的设计思想和设计方法 具有初步设计传动装置和简单机械的能力具有初步设计传动装置和简单机械的能力 了解机械系统总体方案的设计过程了解机械系统总体方案的设计过程 失效：零件失去正常工作的能力失效：零件失去正常工作的能力 计算准则：衡量零件工作能力的指标计

3、算准则：衡量零件工作能力的指标 受力分析受力分析选择材料选择材料确定计算准则确定计算准则 技术文档技术文档 理论计算理论计算 ( (参数设计参数设计) ) 结构设计结构设计 约束条件式如约束条件式如强度准则强度准则 第2页/共47页 1. 1. 载荷载荷 一、载荷和应力一、载荷和应力 机械设计中的强度问题机械设计中的强度问题 机器正常工作时所受的实际载荷机器正常工作时所受的实际载荷 ( (一般难以确定一般难以确定) ) 名义载荷名义载荷： 工作载荷工作载荷： 计算载荷计算载荷： KTTC KFFC 载荷系数载荷系数 ( (考虑各种附加载荷考虑各种附加载荷) ) 按原动机功率求得按原动机功率求得

4、 )(1055. 9 6 Nmm n P T ( (理想状态理想状态) ) 功率功率 kWkW 转速转速 r/minr/min 2. 2. 应力应力 静应力：静应力： 不随时间而变的应力不随时间而变的应力 变应力：变应力： 随时间而变的应力随时间而变的应力 稳定循环稳定循环： 不稳定循环不稳定循环： 随机随机： ma T 不随时间变不随时间变 ma T之一随时间变之一随时间变 变化无规律变化无规律 第3页/共47页 3. 3. 几种稳定循环变应力几种稳定循环变应力 ) ) (1) (1) 变应力参数变应力参数 ( ( 以正应力以正应力为例、可将为例、可将替换替换 (2) (2) 对称循环变应力

5、对称循环变应力 minmax 0 m minmax a 1r )( 11 对称循环变应力对称循环变应力 脉动循环变应力脉动循环变应力 (3) (3) 脉动循环变应力脉动循环变应力 0 min 2 max ma 0r )( 00 min ma max 最大应力最大应力 最小应力最小应力 2 minmax a 应力幅应力幅 2 minmax m平均应力平均应力 已知已知 2 2 个参个参 数数 可确定其余参数可确定其余参数 max min r 循环特征循环特征 11 r a max min m 非对称循环变应力非对称循环变应力 (4) (4) 静应力静应力 0a m minmax 1r )( 11

6、 第4页/共47页 二、静应力作用下的强度条件二、静应力作用下的强度条件 1. 1. 危险剖面的应力危险剖面的应力 lim S 正应力：正应力： lim S 剪应力：剪应力： 极限应力极限应力 )( bb 脆性材料取强度极限脆性材料取强度极限 )( SS 塑性材料取屈服极限塑性材料取屈服极限 2. 2. 危险剖面的安全系数危险剖面的安全系数 lim SS lim SS 第5页/共47页 三、变应力作用下的强度条件三、变应力作用下的强度条件 1.1. 静、变应力下的零件损坏和极限应力静、变应力下的零件损坏和极限应力 (2) (2) 极限应力极限应力 静应力极限应力：静应力极限应力： 与材料性能有

7、关与材料性能有关 变应力疲劳极限：变应力疲劳极限： 与材料有关外，还与与材料有关外，还与 循环特征循环特征 r r 、应力循环次数、应力循环次数 N N 、应力集中、应力集中 、 绝对尺寸、表面状态有关绝对尺寸、表面状态有关 (1) (1) 零件损坏机理零件损坏机理 静应力作用下：静应力作用下：危险剖面塑性变形或断裂危险剖面塑性变形或断裂 变应力作用下：变应力作用下： 疲劳断裂疲劳断裂 零件表面应力超过极限值零件表面应力超过极限值微裂纹微裂纹扩展扩展断裂断裂 第6页/共47页 2. 不同循环次数不同循环次数 N 时的疲劳极限时的疲劳极限 (1) (1) 疲劳曲线疲劳曲线 在循环特征为在循环特征

8、为 r r 的变应力作用下的变应力作用下 对一组试样作疲劳试验对一组试样作疲劳试验 一个一个值值记录下试样破坏的记录下试样破坏的值值N (2) (2) 循环基数循环基数 0 N 当当值小到某一数值时，值小到某一数值时，“无数无数”次循环试样都不会次循环试样都不会 疲劳破坏，则用疲劳破坏，则用 0 N替代替代“无数无数”次。次。如碳钢如碳钢 7 0 10N (3) (3) 材料疲劳极限材料疲劳极限 r 与与对应的值对应的值 0 N 曲线方程：曲线方程： CNN m r m rN 0 (4) (4) 不同不同 N N 的疲劳极限的疲劳极限 当当 0 NN 时时 r m rN N N 0 当当 0

9、NN 时时 rrN 第7页/共47页 3. 3. 不同应力循环特征不同应力循环特征 r r 时的疲劳极限时的疲劳极限 材料的极限应力材料的极限应力简图简图 零件的疲劳极限零件的疲劳极限 maD ma r K )( )( 1 )( )( 10 01 S S r )( )( 10 01 S S r Sr 则则 结论：结论： 对于塑性材料对于塑性材料 对于脆性材料对于脆性材料 maD ma r K )( )( 1 以上正应力公式，用以上正应力公式，用 替代替代 则对剪应力同样适用。则对剪应力同样适用。 第8页/共47页 闭式传动闭式传动 开式传动开式传动 半开式传动半开式传动 封闭在箱体内，润滑条件

10、好封闭在箱体内，润滑条件好 外露，润滑较差，易磨损外露，润滑较差，易磨损 介于上两者之间介于上两者之间,有防护罩有防护罩 齿轮传动的特点齿轮传动的特点 优点：传递功率和转速适用范围广；优点：传递功率和转速适用范围广； 具有稳定的传动比；具有稳定的传动比； 效率高、结构紧凑。效率高、结构紧凑。 缺点：制造成本较高；缺点：制造成本较高； 精度低时，噪声和振动较大；精度低时，噪声和振动较大； 不宜用于轴间距离较大的传动。不宜用于轴间距离较大的传动。 第9页/共47页 齿轮传动失效形式和设计准则 一、失效一、失效 1、轮齿折断、轮齿折断 疲劳折断疲劳折断过载折断过载折断 全齿折断全齿折断常发生于齿宽较

11、小的直齿轮常发生于齿宽较小的直齿轮 局部折断局部折断常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮 措施：增大齿根圆角半径、措施：增大齿根圆角半径、 提高齿面精度、正变位、增大模数等提高齿面精度、正变位、增大模数等 第10页/共47页 2、齿面疲劳点蚀、齿面疲劳点蚀 点蚀常发生于闭式软齿面（点蚀常发生于闭式软齿面（HBS350）传动中）传动中 点蚀的形成与润滑油的存在密切相关点蚀的形成与润滑油的存在密切相关 点蚀常发生于偏向齿根的节线附近点蚀常发生于偏向齿根的节线附近 开式传动中一般不会出现点蚀现象开式传动中一般不会出现点蚀现象 措施：提高齿面硬度和齿面质量等措施：提高齿

12、面硬度和齿面质量等 3、齿面胶合、齿面胶合 配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强 措施：采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度等措施：采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度等 第11页/共47页 5、齿面塑性变形、齿面塑性变形 措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油 4、齿面磨损、齿面磨损 是开式传动的主要失效形式是开式传动的主要失效形式 措施：改善润滑和密封条件措施：改善润滑和密封条件 第12页/共47页 二、齿轮传动的设计准则二、齿轮传动的设计准则 主要针对疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式主要针对

13、疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式 齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度齿轮抵抗轮齿疲劳折断的能力齿轮抵抗轮齿疲劳折断的能力 齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度齿轮抵抗齿面疲劳点蚀的能力齿轮抵抗齿面疲劳点蚀的能力 开式齿轮传动采用准则二，但不校核齿面接触强度开式齿轮传动采用准则二，但不校核齿面接触强度 设计准则一：设计准则一：对于闭式软齿面（对于闭式软齿面（ HBS350）传动，）传动， 主要失效形式是齿面点蚀，主要失效形式是齿面点蚀，所以按齿面接触疲劳强所以按齿面接触疲劳强 度设计，度设计，而校核齿根弯曲疲劳强度。而校核齿根弯曲疲劳强度。 设计准则二：设计准则二：对于闭式硬齿面（对于闭式硬齿面（ H

14、BS350）传动，）传动， 主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，所以按齿根弯所以按齿根弯 曲疲劳强度设计，曲疲劳强度设计，而校核齿面接触疲劳强度。而校核齿面接触疲劳强度。 第13页/共47页 直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷 一、轮齿受力分析一、轮齿受力分析 条件：标准齿轮并忽略齿面间的摩擦力条件：标准齿轮并忽略齿面间的摩擦力 圆周力圆周力 NdTFt 11 /2000 径向力径向力 NtgFF tr 法向力法向力 NFF tn cos/ 各力方向：各力方向：Ft1与主动轮回转方向相反与主动轮回转方向相反 Ft2与从动轮回转方

15、向相同与从动轮回转方向相同 Fr1 、Fr2分别指向各自齿轮的轮心分别指向各自齿轮的轮心 各力关系：各力关系： Fr1 =-Fr2 Ft1 =- Ft2 Fn1=-Fn2 第14页/共47页 二、计算载荷二、计算载荷Fnc K = KA Kv KK Fnc= K Fn= K Ft /cos 三、齿面接触疲劳强度计算三、齿面接触疲劳强度计算 强度条件：强度条件：（校核式）（校核式） aL Fn H 2 4 2 2 2 1 2 1 21 11 11 EE L Fn 第15页/共47页 讨论：讨论： 令：令：d = b / d1 齿宽系数齿宽系数 软齿面、对称布置：软齿面、对称布置：d = 0.81

16、.4 非对称布置：非对称布置：d = 0.61.2 悬臂布置、开式传动：悬臂布置、开式传动：d = 0.30.4 直齿轮取小斜齿轮取大硬齿面降低直齿轮取小斜齿轮取大硬齿面降低50% HP d EH ud uKT Z 3 1 1 )1( 112 d 越大，越大，接触强度接触强度越小越小,越大越大 第16页/共47页 mm u uKTZ d dHP E 3 1 2 1 1112 设计式：设计式： b2 = d d1 b1=b2 b1b2 第17页/共47页 四、齿根弯曲疲劳强度计算四、齿根弯曲疲劳强度计算 FFP )( 2 3 2 1 1 mm YY Z YKT m FP saFa d )( 2

17、1 1 MPaYYY mbd KT FPsaFaF 校核式：校核式： 设计式：设计式： 2121sasaFaFa YYYY 21FF 讨论：讨论： m弯曲强度弯曲强度齿厚齿厚 s截面积截面积F 2 22 FP saFa YY 1 11 FP saFa YY 五、五、 提高齿面接触、齿根弯曲疲劳强度的主要措施提高齿面接触、齿根弯曲疲劳强度的主要措施 第18页/共47页 斜齿轮的特点斜齿轮的特点 轮齿呈螺旋形；啮合时接触线倾斜轮齿呈螺旋形；啮合时接触线倾斜 计算计算 一、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析一、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 圆周力圆周力 11 /2000dTFt 径向力径向力 cos/ ntr

18、 tgFF 轴向力轴向力 tgFF ta 法向力法向力 coscos/ ntn FF n法面压力角法面压力角 t端面压力角端面压力角 螺旋角螺旋角 第19页/共47页 各力关系：各力关系： 21tt FF 21rr FF 21aa FF 2 1 各力方向：各力方向：Ft、Fr与直齿轮相同与直齿轮相同 Fa 决定于齿轮的转向和轮齿的旋向决定于齿轮的转向和轮齿的旋向 n2 n1 Fr2 Fr1 Ft1Ft2 n1 n2 Fa2Fa1 用用“主动轮左、右手定则主动轮左、右手定则”判断判断 第20页/共47页 二、齿面接触疲劳强度计算二、齿面接触疲劳强度计算 斜齿轮的强度斜齿轮的强度当量直齿圆柱齿轮的

19、强度当量直齿圆柱齿轮的强度相当于相当于 当量直齿圆柱齿轮：当量直齿圆柱齿轮： 模数模数 = 斜齿轮法面模数斜齿轮法面模数 mn 压力角压力角 = 斜齿轮法面压力角斜齿轮法面压力角n 齿数齿数 = 当量齿数当量齿数 zv = z/cos3 分度圆直径分度圆直径 dv = d/cos2 法向力法向力 = 斜齿轮的法向力斜齿轮的法向力 Fn 第21页/共47页 引入齿宽系数引入齿宽系数 d = b/d1，得设计式：，得设计式： )( 12 )( 3 1 2 1 mm u uKT ZZZZ d dHP EH )( 12 2 1 1 MPa u u bd KT ZZZZ HPHEH 校核式：校核式： 相

20、同条件下，斜齿轮接触应力比直齿轮小相同条件下，斜齿轮接触应力比直齿轮小,故故斜齿轮接触强度比直齿轮大斜齿轮接触强度比直齿轮大 原因：原因： 重合度大，同时啮合的齿数多重合度大，同时啮合的齿数多 接触线是倾斜的接触线是倾斜的 当量齿轮直径大，齿廓平直当量齿轮直径大，齿廓平直 第22页/共47页 斜齿轮的弯曲强度也按斜齿轮的弯曲强度也按进行进行 三、齿根弯曲疲劳强度强度计算三、齿根弯曲疲劳强度强度计算 校核式校核式 ： )( 2 1 1 MPaYYYY mbd KT FPsaFaF 设计式设计式 ： )( cos2 3 2 1 2 1 mm YY Z YYKT m FP saFa d ： YFS

21、应按应按 ZV = Z / cos3 查取查取 设计时代入设计时代入 ： 斜齿轮的强度等同于其当量直齿轮的强度斜齿轮的强度等同于其当量直齿轮的强度 条件相同时条件相同时,斜齿轮的强度大于直齿轮斜齿轮的强度大于直齿轮(的影响的影响) 第23页/共47页 一、直齿锥齿轮传动受力分析一、直齿锥齿轮传动受力分析 作用于齿宽中点的法向力分解成三个分力：作用于齿宽中点的法向力分解成三个分力： 圆周力圆周力 111 /2000 mt dTF 径向力径向力 111 costgFF tr 轴向力轴向力 111 sinstgFF ta 直齿圆锥齿轮传动的强度计算直齿圆锥齿轮传动的强度计算 各力方向：各力方向：Ft

22、、Fr与圆柱齿轮相同与圆柱齿轮相同 Fa1 、 Fa2 分别指向各自齿轮的大端分别指向各自齿轮的大端 各力关系：各力关系： 21tt FF 21ar FF 21ra FF 第24页/共47页 校核式：校核式： 设计式：设计式： HP RR EHH ud KT ZZ 3 1 2 1 )5 . 01 (85. 0 4 3 2 1 2 1 )5 . 01 (85. 0 4 )( u KTZZ d ddHP EH 同直齿轮同直齿轮 FPsaFa RR F YY uzm KT 22 1 32 1 1)5 . 01 ( 4 校核式：校核式： 3 22 1 2 1 1)5 . 01 ( 4 saFa FPd

23、d YY uZ KT m 设计式：设计式： 按当量齿数查图表按当量齿数查图表 三、齿根弯曲疲劳强度强度计算三、齿根弯曲疲劳强度强度计算 二、齿面接触疲劳强度计算二、齿面接触疲劳强度计算 第25页/共47页 挠性传动挠性传动 通过环形曳引元件，在两个或多个传动轮之间传递运动和动力的传动。主要包含通过环形曳引元件，在两个或多个传动轮之间传递运动和动力的传动。主要包含带传动、链传动带传动、链传动和和绳传动绳传动 按工作原理可分为：按工作原理可分为： 摩擦型传动摩擦型传动 靠曳引元件与传动轮表面间的摩擦力来传递运动和动力靠曳引元件与传动轮表面间的摩擦力来传递运动和动力 靠特殊形状的曳引元件与传动轮轮齿

24、的啮合来传递运动和动力靠特殊形状的曳引元件与传动轮轮齿的啮合来传递运动和动力 啮合型传动啮合型传动 第26页/共47页 二、带传动的特点：二、带传动的特点： 1 1、带具有弹性，能吸振，传动平稳，噪声小、带具有弹性，能吸振，传动平稳，噪声小 2 2、过载时带在带轮上打滑，可保护其它零件，起安全保护作用、过载时带在带轮上打滑，可保护其它零件，起安全保护作用 3 3、适用于中心距较大的场合、适用于中心距较大的场合 4 4、结构简单，装拆方便，成本较低、结构简单，装拆方便，成本较低 6 6、带在带轮上有相对滑动，传动比不恒定、带在带轮上有相对滑动，传动比不恒定 7 7、传动效率低，带的寿命较短、传动

25、效率低，带的寿命较短 8 8、传动的外廓尺寸大、传动的外廓尺寸大 9 9、需要张紧，支承带轮的轴和轴承受力较大、需要张紧，支承带轮的轴和轴承受力较大 1010、不宜用于高温、易燃等场合、不宜用于高温、易燃等场合 第27页/共47页 三、带传动的受力分析三、带传动的受力分析 带未工作之前，以一定的初拉力张紧在带轮上，设初拉力为带未工作之前，以一定的初拉力张紧在带轮上，设初拉力为 0 F 带工作时，两边拉力不再相等，紧边拉力由带工作时，两边拉力不再相等，紧边拉力由 增加到增加到 ，松边拉力由，松边拉力由 减小到减小到 0 F 1 F 2 F 0 F Ff F0 F0 F1 F2 n1n2 Ff 带

26、工作前：带工作前： 带工作时：带工作时： 第28页/共47页 由于带是弹性体，且带的总长不变，因此紧边拉力增量应等于松边拉力减量，即：由于带是弹性体，且带的总长不变，因此紧边拉力增量应等于松边拉力减量，即： 2001 FFFF 所以有：所以有： 210 2 1 FFF 有效拉力有效拉力 也即带所能传递的圆周力，等于接触面间的摩擦力总和，为紧边、松边的拉力差也即带所能传递的圆周力，等于接触面间的摩擦力总和，为紧边、松边的拉力差 f FFFF 21 2 01 F FF 2 02 F FF 设带传递的功率为设带传递的功率为P P，带速为，带速为v,v,则所需带的有效拉力为：则所需带的有效拉力为： v

27、PF/1000 1000 Fv P 或或 第29页/共47页 要让带能正常工作，必须使：要让带能正常工作，必须使： limf FF 当带与带轮间的摩擦力达到极限值时，紧边拉力与松边拉力可用欧拉公式表示：当带与带轮间的摩擦力达到极限值时，紧边拉力与松边拉力可用欧拉公式表示： f e F F 2 1 ff f f e F e e FF 1 1 1 1 2 10lim 1 1 f f e e FF 1 1 2 f e FF 极限摩擦力与下列因素有关：极限摩擦力与下列因素有关： 1 1、初拉力、初拉力 。 越大，传动时的摩擦力也越大。越大，传动时的摩擦力也越大。 0 F 0 F 2 2、包角、包角 .

28、 .包角越大，极限摩擦力也越大。包角越大，极限摩擦力也越大。 3 3、摩擦系数、摩擦系数 。 越大，越大， 就越大。就越大。 ff limf F 思考题：思考题：如何提高带的承载能力？如何提高带的承载能力？ F F0 0不能太大，否则带的压轴力不能太大，否则带的压轴力 也大，带的寿命降低；也大，带的寿命降低； F F0 0不能太小，否则带的传动能不能太小，否则带的传动能 力不能充分发挥，容易打滑。力不能充分发挥，容易打滑。 第30页/共47页 四、传动带的应力分析四、传动带的应力分析 紧边紧边 松边松边 AF / 11 AF / 22 两者相差越大，两者相差越大， 带越易产生疲带越易产生疲 劳

29、破坏！劳破坏！ A qv A Fc c 2 V V越大，带往外甩得越厉害，承载能力下降越大，带往外甩得越厉害，承载能力下降, ,所以：所以： v25m/sv25m/s 1 1 2 d b d Ey 2 2 2 d b d Ey 第31页/共47页 11maxbc 带在预期寿命内不发生疲劳破坏的条件：带在预期寿命内不发生疲劳破坏的条件： max 五、带传动的弹性滑动与打滑五、带传动的弹性滑动与打滑 弹性滑动弹性滑动 带是弹性体，受力后发生弹性变形，由于紧边和松边拉力不等，导致带在带轮上有微小的相对滑移现象。带是弹性体，受力后发生弹性变形，由于紧边和松边拉力不等，导致带在带轮上有微小的相对滑移现象

30、。 后果后果 从动轮的圆周速度下降从动轮的圆周速度下降 功率损失、降低传动效率功率损失、降低传动效率增加带的磨损增加带的磨损 第32页/共47页 滑动率：由于弹性滑动引起从动轮的圆周速度的相对降低量滑动率：由于弹性滑动引起从动轮的圆周速度的相对降低量 %100 1 21 v vv sm nd v/ 100060 11 1 sm nd v/ 100060 22 2 故带传动的传动比应为：故带传动的传动比应为： 1 1 2 2 1 d d n n i 从动轮的直径和转速分别为：从动轮的直径和转速分别为： 1 12 idd 2 1 12 1 d d nn 12 idd 第33页/共47页 2 2、打

31、滑、打滑 当带传递的载荷增大，有效拉力也相应增大，如果有效拉力达到或超过极限摩擦力时，相对滑动将在整个接触弧上发生，导致带传动失效的现象称为当带传递的载荷增大，有效拉力也相应增大，如果有效拉力达到或超过极限摩擦力时，相对滑动将在整个接触弧上发生，导致带传动失效的现象称为打滑打滑。 带传动运动不平稳，带磨损相当厉害，应当避免带传动运动不平稳，带磨损相当厉害，应当避免 什么是弹性滑动什么是弹性滑动 ？什么是打滑？什么是打滑？ 它们有何区别？它们有何区别？ limf FF 第34页/共47页 六、带传动的主要失效形式及计算准则六、带传动的主要失效形式及计算准则 1 1）打滑）打滑2 2）疲劳破坏）疲

32、劳破坏 1 1、主要失效形式、主要失效形式 limf FF max 2 2、计算准则、计算准则 既不打滑，由具有一定的疲劳强度和寿命既不打滑，由具有一定的疲劳强度和寿命 七、带传动的设计七、带传动的设计带的型号、根数、长度等带的型号、根数、长度等 2 2、不打滑条件、不打滑条件 )1 (1 11max f cb f eAeFF 1 1、疲劳强度条件、疲劳强度条件 11maxbc 或 cb A F 1 1 1 AF cb 11 第35页/共47页 1. 1. 概述概述 挠性传动挠性传动 带传动带传动 链传动链传动 套筒滚子链套筒滚子链 与带传动相比、链传动具有：与带传动相比、链传动具有： (1)

33、 (1) 没有滑动，平均传动比准确没有滑动，平均传动比准确 (2) (2) 张紧力小，故轴上受力小张紧力小，故轴上受力小 (3) (3) 能在高温、潮湿、油污等恶劣环境下工作能在高温、潮湿、油污等恶劣环境下工作 (4) (4) 工作时有冲击和噪音，不宜在高速中使用工作时有冲击和噪音，不宜在高速中使用 (5) (5) 价昂价昂 链传动工作情况分析链传动工作情况分析 第36页/共47页 )/( 100060100060 2211 sm pnzpnz v 1 2 2 1 z z n n i 链的平均速度链的平均速度 平均传动比平均传动比 2. 链传动的平均传动比链传动的平均传动比 3. 链传动运动的

34、不均匀性链传动运动的不均匀性 每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度 周期性由小大小周期性由小大小 1 z 变化范围变化范围瞬时速度变化瞬时速度变化 垂直分速度亦周期性变化，链条抖动垂直分速度亦周期性变化，链条抖动 链轮转速越高链轮转速越高 节距越大节距越大(齿数越少齿数越少) 链传动的动载荷越大链传动的动载荷越大 第37页/共47页 4. 链传动的失效及其设计准则链传动的失效及其设计准则 与带传动设计类似与带传动设计类似，确定不发生失效的链条规格，确定不发生失效的链条规格(链号链号) 设计准则：设计准则： 转速转速 1 n 链额定功率链额定功

35、率 0 P 链号（节距）链号（节距）p 失效形式：失效形式： (3) 多次冲击破断多次冲击破断 (5) 过载拉断过载拉断 (4) 胶合胶合 (2) 链的疲劳破坏链的疲劳破坏 (1) 铰链磨损铰链磨损 第38页/共47页 一、轴的功能及分类一、轴的功能及分类 支撑回转类零件，并使其有确定的工作位置，传递运动和动力。支撑回转类零件，并使其有确定的工作位置，传递运动和动力。 功能：功能： 分类：分类： 1 1、按载荷性质、按载荷性质 心轴心轴 传动轴传动轴 转轴转轴 只承受弯矩不传递转矩只承受弯矩不传递转矩 只传递转矩不承受弯矩或弯矩很小只传递转矩不承受弯矩或弯矩很小 即承受弯矩又传递转矩即承受弯矩

36、又传递转矩 第39页/共47页 二、轴的失效形式二、轴的失效形式 疲劳断裂疲劳断裂 受弯矩或扭矩作用的轴其应力多为变应力，受弯矩或扭矩作用的轴其应力多为变应力， 在变应力的反复作用下轴易发生疲劳断裂在变应力的反复作用下轴易发生疲劳断裂 塑性变形塑性变形 瞬时过载很大，应力状态接近静应力瞬时过载很大，应力状态接近静应力 三、轴的设计步骤三、轴的设计步骤 选择材料选择材料 估算轴的估算轴的 最小直径最小直径结构设计结构设计刚度强度验算刚度强度验算 1 1、按扭转强度估算轴径、按扭转强度估算轴径 mm n P C n P d T 33 3 6 2 . 0 1055. 9 第40页/共47页 2 2、

37、按经验公式估算最小轴径、按经验公式估算最小轴径 对于一般减速装置中的轴，和电机相连的高速轴最小直径可用电机轴径估算对于一般减速装置中的轴，和电机相连的高速轴最小直径可用电机轴径估算: : 各低速轴最小直径可按同级齿轮中心距估算各低速轴最小直径可按同级齿轮中心距估算: : d=d=（0.81.20.81.2）D D d=(0.30.4)ad=(0.30.4)a 第41页/共47页 轴的结构设计轴的结构设计 目的目的: : 1 1、合理定出轴各部分的几何形状和尺寸、合理定出轴各部分的几何形状和尺寸 2 2、轴上零件要准确定位和可靠的固定、轴上零件要准确定位和可靠的固定 3 3、提高轴的结构工艺性、提高轴的结构工艺性 4 4、提高轴的强度和刚度、提高轴的强度和刚度 一、轴上零件的轴向定位和固定的方法一、轴上零件的轴向定位和固定的方法 二、轴上零件的周向定位和固定二、轴上零件的周向定位和固定 三、轴的结构工艺性三、轴的结构工艺性 1 1、为了装拆的方便，轴及轴肩的端部应加工出必要的倒角；、为了装拆的方便，轴及轴肩的端部应加工出必要的倒角； 2 2、为了加工的方便，应使同一轴上的圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽等尺寸一致；、为了加工的方便，应使同一轴上的圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽等尺寸一致； 第42页/共47页 3 3、同一轴上，、同一轴