机械设计基础第7章螺纹连接与螺旋传动,8,9,10,11(教案)

1、第7章 螺纹连接与螺旋传动一、教学要求本章内容包括螺纹连接和螺旋传动两个部分，具体教学要求如下：1）了解螺纹的基本知识，了解标准螺纹连接件和螺纹连接的基本类型、特性、标准结构、应用场合等。了解螺纹的预紧和防松。2）掌握单个螺栓连接的强度计算。会进行螺栓的受力分析，正确理解强度计算公式中各参数的含义，合理选择材料和确定许用应力。3）掌握螺栓组连接的设计方法。（1）了解螺栓组结构设计的原则。（2）掌握4种典型螺栓组受力分析，学会确定出螺栓组中受力最大的螺栓受力情况。4）了解提高螺栓连接强度的措施。5）了解螺旋传动的类型、特点及应用。二、重点、难点重点：1）单个螺栓连接的强度计算，尤其是承受轴向静载

2、荷的紧螺栓连接的强度计算。2）螺栓组连接的结构设计，四种典型受力情况下螺栓组连接的受力分析。难点：1）承受轴向静载荷的紧螺栓连接中的力与变形关系，确定F值。2）受旋转力矩、倾翻力矩的底板螺栓组连接的受力分析。三、教学安排教学内容学时数1. 螺纹连接的基本知识22. 螺纹连接的预紧与防松3. 单个螺栓连接的强度计算24. 螺栓组连接的结构设计和受力分析25. 螺纹连接件的材料和许用应力26. 提高螺栓连接强度的措施7. 滑动螺旋传动简介8. 滚动螺旋传动简介9. 课堂讨论螺栓连接的受力分析2四、教学思路设计本章主要内容包括两个部分：第一部分为螺栓连接，是本章着重讨论的部分；第二部分为螺旋传动，仅

3、作概念性介绍。从螺纹连接的基本知识（参数、类型、标准代号），开始讨论其连接的预紧与防松。根据连接的工作情况得出松螺栓连接与紧螺栓连接二大类。在不同工作情况下，可得出不同失效形式和受力分析。首先讨论单个螺栓连接的设计计算，然后分析螺栓组连接的设计计算，即求出螺栓组中受力最大的螺栓及结构设计。第7章 第1讲知识点教学手段1. 1）螺纹的类型 2）主要参数 3）应用 4）螺纹连接的基本类型 2. 1）螺纹连接的预紧 2）螺纹连接的防松模型课件（螺纹的牙型、旋向、主要参数、线数、螺栓连接、扳手力矩、防松装置）一、讲授时注意几点1. 7.1 螺纹连接的基本知识这节内容要注意三点：（1）右、左旋螺纹判别必

4、须绝对正确。（2）螺距P和导程Ph的概念一定要搞清，Ph=n·P（3）螺栓连接可分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接两种，需了解这两种连接的特点与应用。2. 7.2 螺纹连接的预紧与防松了解防松装置的防松原理及常用类型，重点了解利用摩擦防松的方法和特点。二、讲授程序设计首先提出连接的分类，然后以雷锋同志的名言：“起到一个小小的螺丝钉作用”为引导，说明螺栓的作用，引起学生的重视，增强求知欲望。然后提出螺纹类型、主要参数、螺纹连接的基本类型、连接的预紧，防松，这些内容是螺栓连接设计的基础。讲授教案编写如下所述。第1讲 教案什么叫连接，就是将被连接件通过连接件将它们连接起来，再以日常生活中所

5、遇到例子，说明什么叫连接，连接可分为可拆连接与不可拆连接两种，螺纹连接是利用螺纹零件构成的可拆连接。雷锋同志有句名言“起到一个小小螺钉作用”，有着深奥的科学依据，充分说明了螺钉在人类社会中作用与地位。第7章 螺纹连接与螺旋传动7.1 螺纹连接的基本知识7.1.1 螺纹的类型放课件，对着课件（牙型）说明如下几点：根据母体形状可分为。根据牙型可分为。根据螺旋线的旋向可分为左、右旋，一般为右旋，这时可以在黑板上徒手作图（图71），说明左右旋判定方法如何测定。取一螺杆，轴线与人们平行，看到圆柱面上螺纹，如螺纹上升方向为由左到右，则为右旋，反之为左旋，也可用左右手定则来决定之。根据螺线的数目，可分为。根

6、据用途可分为。螺纹、螺栓均已标准化，标准代号为 图普通螺纹Md×P精度等级。梯形螺纹Trd×P精度等级。 螺栓Md×LGB××××。7.1.2 螺纹的主要参数 图71 螺纹旋向的判定放课件（主要参数），说明几个主要参数，重点讨论大径d，为标准值、螺距与导程关系，升角（在不同圆柱上展开，得出值也不同）。7.1.3 常用螺纹的特点及应用可作一般介绍，但要突出一点：连接用螺纹要求为普通螺纹，单线，角小，有自锁性。传动用螺纹要求为梯形螺纹，多线，传动效率高，不自锁。7.1.4 螺纹连接的基本类型有四种基本类型：螺栓连接、双头螺栓连接

7、、螺钉连接、紧定螺钉连接。螺栓连接又可分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接，在讲授时最好能在黑板上徒手作出螺栓螺接图，说明其特点。7.2 螺纹连接的预紧与防松7.2.1 螺纹连接的预紧螺纹连接一般说来必须要拧紧，其目的为增强连接的刚性、紧密性及提高防松能力，拧紧后被连接件受到压缩，螺栓受到拉伸，这拉力是在螺栓尚未受到工作载荷以前就有这拉力的作用，此力称为预紧力F0，课件（扳手力矩）演示一下，F0大小就决定了螺母的拧紧程度。放课件（图7.10所示），预紧时，扳手力矩T必须克服螺纹付中的摩擦力T1和螺母与被连接件支承面间的摩擦力矩T2。 T=T1+T2 (7.2)作为连接用的螺纹，满足自锁条件，从理

8、论上说，连接好后，是不会自行松脱的，实际上会松脱，其原因有二个，必须采用防松装置。7.2.2 螺纹连接的防松解决防松问题的方法为防止螺纹副的相对转动的发生，防松方法按其工作原理可有四大类。放课件（防松装置），表7.3所列，最后将现场所产生情况加以说明。1）一般连接中，对F0大小无多大要求，只要按经验、以标准规格选用连接件，采用相应扳手大小，拧紧就行，决不能私自加长扳手长度来拧紧螺母。2）对重要的连接、预紧力需控制的场合时，必须标注出预紧力F0值，用图7.11所示的测力矩扳手拧紧之。第7章 第2讲知识点教学手段1）受拉螺栓连接2）受剪切螺栓连接课件（轴向静载荷的紧螺栓连接）一、讲课时注意几点机器

9、中主要是应用成组螺栓连接，但要讨论成组的问题，那么一定要先掌握单个螺栓连接的设计计算问题。因此单个螺栓的直径计算是整个螺栓设计的基础。连接承受载荷一般有两种形式：轴向力或横向力，则其螺栓设计时计算准则也就不同。经强度计算可确定出螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹的公称直径（大径）d等。在讲课时有几个问题需加以深入理解。1）深入理解强度计算公式中1.3倍的物理意义。2）承受轴向静载荷的紧螺栓连接的载荷一变形关系要能看懂、掌握。根据式(7.8)、式(7.11)能分析得出如何来正确地选用垫片。3）剪切和挤压强度公式中各量如何来正确取值。二、讲授程序设计根据螺栓连接的工作情况、螺栓的受力可有两种情况：

10、1）受拉螺栓，组成普通螺栓连接。2）受剪螺栓，组成铰制孔用螺栓连接故本讲应分为这两部分内容来讲解，讲授教案编写如下所述。第2讲 教案单个螺栓连接计算什么？被连接件：它由零件设计决定，不是本课所能解决的。连接件计算：对于螺栓，要计算出d，长度由结构来决定，螺栓结构型式由工作条件确定，其强度是没有问题的。因此本讲是根据螺栓不同的工作情况，得出不同的失效形式与计算标准则，得到各种不同强度计算公式。7.3 单个螺栓连接的强度计算7.3.1 受拉螺栓连接强度计算的对象为螺栓，从工程力学可知，只要找出螺栓上的危险截面就可进行强度计算，这种连接、螺栓上承受拉力，在静载荷下，主要失效形式为塑性变形与断裂。为计

11、算简化，危险截面取螺纹内径截面。1. 松螺栓连接在装配时，不必拧紧，在承受工作载荷前，连接不受到力的作用，这种连接称为松螺栓连接，图7.12所示为起重吊钩，最好能在黑板上徒手作图，然后再加上工件载荷F，列出强度公式（7.3），得出设计公式为 (7.4)2. 紧螺栓连接它在工作前已预先拧紧，因此，这种连接能承受静载荷，又能承受变载荷。（1）只受预紧力的紧螺栓连接受载前，需预紧，预紧时螺栓危险截面上受到预紧力F0及螺纹副间摩擦力矩T1的联合作用，处于拉伸与扭转复合应力状态。由于F0存在，产生拉伸变形和相应的拉应力；由此T1存在，产生扭转变形和相应的剪应力，根据第四强度理论可求出当量应力e值为e=1

12、.3因此，螺栓螺纹部分的设计公式为 (7.6)比较式（7.4）与式(7.6)可见出，F、F0为外载荷，为许用应力，对于不同工作情况下值是不同的。二式中相差一个1.3倍。也就是紧连接中计算应力比松连接中应力大1.3倍，所以我们可不必考虑应力合成问题，当作松连接来考虑，只要把计算中纯拉伸应力值加大1.3倍就可以了。（2）受横向外载荷的紧螺栓连接作徒手图7.13，说明一下工作情况，什么叫横向载荷，这种连接所受的外载荷FR的方向与螺栓的轴线相垂直的，称为横向载荷。这种连接为普通螺栓连接，拧紧后，螺栓上受到预紧力F0为拉力。被连接件就压紧。现承受FR后，在接合面间会产生一种滑移趋势，那么在接合面间就产生

13、一个摩擦力f·F0，因此，要保持的连接的可靠、紧密性，则连接就不能产生滑移。连接不滑移的条件为 F0·fFR当f=0.15，Kf=1.1，可得出F07FR。这样螺栓和强度条件为 由此式可求出d1，查标准得出d，标注标准代号。讨论：1）从F07FR式中，可看出一个问题，当承受一个FR横向载荷时，为保持连接不发生滑移，这时螺栓上所要承受的预紧力F0必须要大于7FR，这样使设计出螺栓尺寸很大，笨重，不经济。因此，在现场，当承受横向载荷时，尽量不用普通螺栓连接，而采用图7.19结构型式。2）如有几个接合面，则f·F0·mKf·FR（3）承受轴向静载荷的

14、紧螺栓连接图7.14所示为气缸端盖螺栓组，缸内气压为p，每一螺栓上就承受了轴向工作载荷，那么端盖能密封住气压，而不漏气，这螺栓d1=?播放课件（轴向静载荷的紧螺栓连接），观察图7.15a),b),c),d)工作情况，并讨论在轴向载荷作用下，螺栓上承受什么力。在讨论前先作一个假定：所有零件材料都服从于胡克定律，而零件上应力没有超过比例极限，也就是各零件中的力与变形成正比。接下来最好能徒手作图7.15，先作图a)，解释一下工作情况，再作b),。板书布置如图72所示。图72说明：图a，为开始拧紧的情况，即螺母恰好拧到与被连接件相接触，也就是连接中未受到力的作用，此时螺栓、螺母与被连接件均保持其原来尺

15、寸，未变形。图b，再将螺母继续拧紧，螺栓上受到预紧力F0及螺纹副中摩擦力矩T1，在F0作用下，螺栓要伸长，伸长量为1，1=F0/c1，c1为螺栓刚度，而被连接件受到压力，这压力必须与拉力相等，也为F0，这样被连接缩短量为2，2=F0/c2，c2为被连接件刚度。图c，螺栓承受工作载荷F（拉力），则螺栓所受的拉力就要增加，由原来的F0变为总拉力F，拉力增量为FF0，产生了附加拉伸变形量为1，总伸长量为1+1，载荷为F。被连接件就随之放松了，由原来F0F0，预紧力就减小了，成为F0，这时被连接上的压力称为残余预紧力F0，压力减量为F0F0，产生压缩减量为2，所以，这时总的压缩量为2+2，称为残余变形

16、，与它相对应的压力为F0，称为残余预紧力。根据变形协调条件可得出 1=2螺栓附加拉长了1，那么被连接件必须会放松了这些2。这里也可问一下学生，如果工作载荷为压力，情况将会如何？根据平衡条件可得出F = F0+F （7.8）螺栓的强度条件为从此式可求出d1，查标准得出d，写出标准代号，接下来再讨论几点：1）在一般情况下，螺栓上作用的总拉力不等于外载荷加上预紧力，而为F+ F0。2）经推导，可得出下式 称为螺栓的相对刚度系数。3）值具体数值在教材中列出。在连接中，选用何种性质的垫片，必须根据螺栓受载大小而定，否则会使螺栓强度不够而失效。下面分为两种情况说明之。（1）当c2>>c1时，即

17、被连接件刚度很大，就是使用刚性垫片，或不用垫片。这时kc0，使螺栓上的总拉力FF0，而F0= F0+F这就是我们在现场常见到的情况，为什么都采用刚性垫片的理论依据。（2）当c2<<c1时，即为使用弹性垫片（如橡皮等），这里要提醒同学弹性垫片不是弹簧垫片，它也是刚性的，这时kc1，螺栓上总拉力值F=F0+ F。如果设计时，螺栓直径是按F0来计算的，当垫片选错后，原来该用刚性的，为了增加密封性，误想将垫片改为橡皮制的垫片，其结果反而使螺栓上承受的载荷（总拉力）大为增加，螺栓强度不够，会产生断裂等问题。这里又要指出一点，弹簧垫片虽为刚性垫片，装配时必须压平，否则会造成不良后果，产生偏心载

18、荷，影响螺栓强度。7.3.2 受剪切螺栓连接徒手作一个图7.16为铰制孔用螺栓连接。受横向载荷时，螺栓在连接接合面处受剪，并与被连接件孔壁互相挤压。因此失效形式有两种：剪断、拉杆或孔壁被挤压坏。从而可得出剪切强度条件式（7.13），挤压强度条件式（7.14）。这种连接、预紧力就可很小，只要不使螺栓掉下来就行了，一般不必进行螺纹的强度计算。黑板板书（示范）注意：板书中所注的文字，必须为边讲解，边注上。图（a）开始拧紧 （b）拧紧后 （c）受工作载荷F时 （d）工作载荷过大时 未拧紧无力的作用，各零件保持原来尺寸拧紧螺栓上受到F0及T1作用螺栓（拉）F01被连接件（压）F02加载F螺栓：拉力，F0

19、FF F0=拉力增量相应伸长量1总伸长量为1+1载荷为F被连接件：放松些F0F0 预紧力压力减量为F0F0压缩变形减少量2总压缩量为22称为残余变形F0 为残余预紧力根据变形协调条件可得出 1 =2图72 “螺栓的受力与变形”的板书布置（示范）第7章 第3讲知识点教学手段1）螺栓组连接的结构设计2）螺栓组连接的受力分析 （1）受轴向载荷的螺栓组连接 （2）受倾翻力矩M的螺栓组连接课件（结合面形状、气缸盖、螺栓连接、倾翻力矩M的螺栓连接）一、 讲授时注意几点1）螺栓组连接的结构设计是一个十分重要的问题，而学生却是知识贫乏，难以设计出合理正确的结构，必须应用现有的实物，模型来讲解7.4.1节的结构

20、设计的原则。2）在受力分析时所作的假设、简化是必须的，如何应用，这是一个难点，学生必须掌握。3）取底板为单元体时，必须掌握，这些力为作用在底板上的力，不能搞混了。4）以经济角度考虑，螺栓组中螺栓大小、材料等均取一致的。二、讲授程序设计设计螺栓组连接时，首先要确定螺栓组连接的结构，即设计被连接件接合面的结构、形状，选定螺栓的数目和布置形式，确定螺栓连接的结构尺寸等。然后对螺栓连接的二种基本载荷情况进行受力分析（教材中为四种基本载荷情况），找出受力最大的螺栓，并求出所承受的载荷，再应用单个螺栓连接的强度计算方法进行螺栓的设计与校核，最后介绍一个在现场如何进行设计的，故本讲应分为两部分来讲解，具体教

21、案编写如下所述。第3讲教案7.4 螺栓组连接的结构设计和受力分析7.4.1 螺栓组连接的结构设计应用实物、模型进行结构设计教学，放课件（结合形状）。结构设计原则：在确定接合面形状与螺栓的布置时，要使得各个螺栓受力较为均匀，便于制造与装配。教材中介绍了结构设计的五个原则。7.4.2 螺栓组连接的受力分析为了简化受力分析，必须作如下个假说。）在载荷作用时，接合处仍然保持着平面接触。）组内各螺栓及接合面作对称分布，具有共同的对称轴线。）各螺栓的材料及直径、长度均相同，预紧力相同。）被连接件为刚体，也就是变形发生在连接件上。）螺栓的应变没有超出弹性范围。.受轴向载荷的螺栓组连接放课件（气缸盖），如图7

22、.26所示为气缸盖螺栓连接，气缸中有压强为p，压力的合力必然为它的作用线平行于螺栓组轴线，并通过螺栓的对称中心。各螺栓为平均受载，则各个螺栓所受的轴向工作载荷为，是拉力。为螺栓组螺栓数目螺栓的总拉力为F，F0，0F0，F0值可查教材得出。螺栓的强度条件为螺栓的直径就可从此式中求出，d1d，标准代号。2. 受倾翻力矩的螺栓组连接放课件，并徒手作一图7.27，为普通螺栓连接，用实物结合图形作一螺栓连接的工作情况说明。在作用下，左边处螺栓承受拉力增加，接合处压力减少，右边处螺栓承受拉力减少，而接合处压力增大。作用着一个，作用在通过xy线，并于底板接合面的对称平面内。承受载荷前，螺栓组必须预紧，预紧力

23、为0作用下，则底板有绕对称轴线向右翻转的趋势，根据假说）与），接合面还是保持一平面，底板为刚体，这个翻转的趋势就会造成右侧螺栓又受到拉力，使左侧螺栓接合面上所承受的 图压缩力减小；右侧螺栓接合面处压缩就会进一步减小，螺栓承受的轴向拉力相应地会减小，放松些。根据假说）、）各螺栓的刚度相同、变形发生在螺栓上，所以在作用下，各螺栓的拉伸变形量与其中心线至螺栓组对称轴线的距离成正比。根据 假说）就可得出螺栓所受的轴向工作载荷也是与 图7.27 受翻转力矩的螺栓组其中心线至螺栓组对称轴线的距离成正比。 采用红色粉笔，在图7.27上加上、这些力为作用在螺栓上的力。得出式（7.17）。 根据作用与反作用定律

24、，可求出螺栓作用在底板上的力，为F、F。那么作用在底板上外力为、F、F、。取底板的力矩平衡条件可得出根据，联立式可得出作用在螺栓上最大轴向工作载荷max值为求出max后，就可求出作用在螺栓上总拉力FF0kcFmax其他螺栓的受力大小不必求了。根据假说）取相同值。分析到此，是否螺栓组设计已结束，不对，还有，这螺栓组连接除了螺栓要满足强度要求以外，还要保证左侧的接合面不应出现缝隙，右侧的接合面不发生压溃现象。图所示为作用于底板上压强。校核：左侧接合面不出现缝隙，即压强>0 图右侧接合面不发生压溃破坏，即式中为接合面的抗弯截面系数；为有效接触面积（扣去螺孔的面积）；z为螺栓数；p 图 作用于底

25、板上压强为允许挤压应力，表7.6查出。最后说明几句：教材中介绍四种典型螺栓组受载情况，讲课中只介绍两种，它们具有代表性，实际结构中可能不是典型情况，设法简化为等效的四种典型载荷的某种组合来研究。7.4.3 螺栓组连接设计现场如何来进行螺栓组连设计，可告诉大家，一般不进行螺栓计算，选用就可。对于成熟或不太重要的连接，可采用类比法来设计，即只对连接作结构设计，而对螺栓大小只作选用不进行设计计算。对于重要的连接，才进行螺栓组连接的设计计算。第章第讲知识点教学手段1）常用材料2）许用应力2. 提高螺栓连接强度的措施3. 1）螺旋传动的类型 2）结构及材料3. 1）分类、特点、应用 2）代号模型课件（凸

26、台与沉头座、斜面垫圈、改善螺栓牙间载荷分布、柔性螺栓、螺旋传动、千斤顶、滚动螺旋）一、讲授时注意几点1）在讲授7.5节时要突出试算法的概念。在查表7.8、表7.9时会发现，当螺栓直径大小未知时，S值难以选取，所以必须要先假定所用螺栓的直径，查得S值，然后计算，并计算出螺栓直径。若计算结果与原来假定不符，必须重新假定直径，再作计算，当计算误差小于试算值的5%时，则认为假定合适，这种方法称为试算法，是工程中常用的一种设计方法。2）其余各节只作一般了解，应用课件播放，可以自学解决。二、讲授程序设计按教材中章节顺序进行一般性讲授，看一下课件，简单地作一说明。自学，故教案也可以简单编写，在此不作论述。第

27、7章 第5讲课堂讨论题目：螺栓连接的受力分析支座底板螺栓组连接如图所示。外力FR作用在包含x轴且垂直于底板的接合面平面内，试分析底板螺栓组连接的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？图讨论题7.1图 底板螺栓组连接讨论目的：以受力分析为重点，也就是学生们如何应用已学过的力学知识（如材料力学等），结合本章所学的知识去解决实际工程问题，使得学生初步体会到工程问题的复杂性，增加对本课程的求知欲，为以后学习打下一定基础。讨论方法：（1）预先布置题目，每位学生必须课前作好发言准备。在讨论前，老师必须做一检查。（2）由老师作为主持人，学生们各自阐述解题的思路与方法。（3）老师

28、抓住所发现的问题，尤其是力的平移、连接失效形式等进行重点讨论，设法做到各抒己见，引成争鸣局面，活跃学术气氛。（4）老师总结。（5）课后应将此题作为习题完成之。（6）本次讨论需2节课。第8章 带传动一、教学要求1）了解带传动的类型、工作原理、特点及应用。2）了解普通V带、窄V带和带轮的结构及标准3）掌握带传动工作能力分析基本理论。（1）带传动受力分析（2）带传动应力分析（3）带传动的弹性滑动与打滑4）掌握V带传动的设计方法及步骤。（1）带传动的失效形式。（2）带传动的设计计算准则。（3）V带传动的设计方法、步骤及主要参数的选择。5）了解带传动的张紧方法及装置。6）了解同步带传动的结构和特点、标准

29、。二、重点、难点重点：1）V带传动的失效形式和设计准则； 2）V带传动的参数选择及设计计算。难点：带传动的工作情况分析三、教学安排教学内容学时数1、 带传动的工作原理2、 V带和带轮结构3、 带传动的工作能力分析24、 V带传动的设计5、 带传动的张紧、安装与维护6、 同步带传动2四、教学思路设计带传动是依靠中间挠性件（柔韧体）和带轮间的摩擦力来传递动力和运动的。因此，带必须要紧套在带轮上，在工作时，其间才可能产生摩擦力和松、紧边的拉力差。由于带是柔韧体，它本身有不可避免的弹性变形，必然会在带轮上产生弹性滑动，从而可得出带传动的主要失效形式及带传动的设计准则。提出V带传动设计步骤及主要参数的选

30、择。最后设立了“V带传动的张紧、安装与维护”这一节。同时，对窄带、同步带传动作了概念性介绍。第8章 第1讲知识点教学手段1、1）带传动的类型 2）带传动的特点与应用 3）带传动的形式2、1）V带的结构和尺寸标准 2）V带轮的结构3、1）受力分析（1） 工作原理（2） 力分析 2）应力分析 3）弹性滑动和传动比模型课件（类型、结构、截面尺寸、结构类型、工作原理、应力变化、弹性滑动）一、讲授时注意几点1. 8.1 概述 （1）带传动是一种摩擦传动，由于紧套，在轮面上才能产生摩擦力使之传动，从而可以对传动的类型、形式、几何计算、特点及应用范围有所了解，以便正确地使用。 （2）应用平面、槽面摩擦理论，

31、可得出在同样的张紧条件下，V带传动能力比平带传动大，故工业中常用V带传动。2. 8.2 V带与带轮结构应掌握普通V带的结构及标准，基准直径、基准长度及V带的标准标记。同时，还应掌握根据带轮直径来选择其带轮结构形式，根据带的型号来确定轮槽的尺寸。3. 8.3 带传动的工作能力分析它是本章的理论基础，也是本章的难点，主要应掌握下列几点：（1）根据带传动的力分析可得出带传动所传递的圆周力、有效拉力和摩擦力三者的关系，实质上为一个力。（2）带所传递圆周力F与F0、f、的关系。（3）分析带工作时的应力大小和变化情况，可得出带是在变应力下工作，所以疲劳强度计算问题是带传动的失效形式及计算准则的理论依据。（

32、4）带的弹性滑动与打滑是本章中的一个重点，也是一个难点，应明确以下几点：1）弹性滑动是带传动固有物理现象，是不可避免的。2）由于弹性滑动的存在，使实际平均传动比大于理论传动比，传动比不能严格要求不变。3）打滑现象是有害的，应避免。二、讲授程序设计带传动是一种常用的机械传动装置，是依靠带紧套在带轮上，其间产生摩擦力来传递运动和动力的，因此，必须先讲授传动类型、特点和应用、形式、V带和带轮的结构、标准，接下来就可进行带传动的工作能力分析，解决为什么能传动，怎样能传动，为今后带传动设计打下理论基础。讲授教案编写如下所述。第1讲 教案第8章 带传动8.1 概述放课件（工作原理），徒手作一图8.1，标注

33、上n1，主动轮1，由于带紧套在带轮上，这样，主动上1的运动和动力通过带传递给从动轮2上，因此，带传动是由主动轮1、从动轮2及紧套在二带轮上的无端带3所组成。8.1.1 带传动的类型放课件（类型），说明一下，按照传动原理来分，可分为。按照传动带的横截面形状来分，可分为。这里可用课件作一说明。应用平面、槽形摩擦的理论，同学可分析得出为什么工业用V带传动，提问一下同学。8.1.2 带传动的特点和应用8.1.3 带传动的形式常用的为开口传动，对于V带传动只能为开口传动，这是为什么？8.2 V带和带轮的结构8.2.1 普通V带的结构和尺寸标准V带有普通V带、窄V带、宽V带等，常用的为普通V带，本章主要讨

34、论的为普通V带。V带的结构如图8.6所示，放课件（结构、截面尺寸），为无端的，已为标准化。我国采用基准宽度制，截面为等腰梯形，有七种型号：Y、Z、A、B、C、D、E，尺寸由小到大，截面越大，传递功率也越大。基准宽度制为以基准线的位置和基准宽度来确定带轮的槽型、基准直径和V带在轮槽中的位置，那么什么叫基准线、基准宽度等等，下面作一说明。如图81所示，V带绕在带轮上会产生弯曲，外层受拉伸、周长变长，内层受压缩，周长变短，那么二层之间存在一个长度不变的中性层，这中性层面称为节面，节面的宽度称为节宽bp。带轮 图上与V带节面处于同一位置上的轮槽宽称为轮槽的基准宽度bd。V带装在带轮上，和节宽bp相对应

35、的带轮直径称为基准直径dd，带子绕上去后，V带在规定的初拉力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为带的基准长度Ld，作为带的标准长 图81度。带的标记由带型、基准长度和标准号组成，如A1400 GB/T115441997。 如图81所示的传动原理图，对于V带传动，轮子直径为、，带长为Ld。8.2.1 普通V带轮的结构自学8.3 带传动的工作能力分析8.3.1 带传动的受力分析1. 带传动的工作原理图图82 带传动的工作原理徒手作图82a)，带子以一定的初拉力F0紧套在一对带轮上，使带与带轮相互压紧，放课件（工作原理）。当不传动时，二边的拉力相等，均为F0；当传动时，由于紧套关系，带与带轮接触处（

36、又称接触弧）有正压力存在，这样接触表面上产生一定的摩擦力。现分析主动轮处情况，这作用在带上的摩擦力为图示方向，徒手用红色粉笔作上去，同样可以分析带如何来传动从动轮，从动轮给带的摩擦力方向，如图82b)所示。现以带为单元体，二边作用着摩擦力，很易看出，使带的上边部分放松，下边部分拉紧，为图82b中虚线状态。因此下面的边称为紧边进入主动轮的一边。 上面的边称为松边进入从动轮的一边。这样上边拉力由F0F2。下边拉力由F0F1。二边的拉力差就为摩擦力Ff，如图82c所示。 F1F2=Ff这力称为有效拉力，就是摩擦力，从传动角度来看，就是带所要传递的圆周力，这三个力实质上就是一个力。带包围在轮上的弧线部

37、分称为接触弧，所夹的中心角称为包角，对于降速运动，1<2。2. 带传动的力分析未传动，二边拉力为F0（初拉力） 传动，紧边由F0F1，拉力增量为FF0 松边由F0F2，拉力减量为F0F2如认为带在传动时，总长不变，则紧边拉力的增量等于松边上的拉力减量。 F1F0=F0F1可得出，又因，则带传动所传递的功率值为 可推导得出所传递的圆周力为 （8.5）讨论一下式（8.5），与下列因素有关。（1）初拉力F0 F与F0成正比，增加F0，即增加带与带轮间的正压力，使产生摩擦力也加大，但F0过大也不行，会加剧带的磨损，致使带过快地松驰，缩短带的工作寿命。F0过小，不容易发生打滑，F0要适当。（2）f

38、 f，摩擦力Ff，f与带轮的材料、表面状况、工作环境、条件等有关。（3）包角 ，Ff，即F，因此水平安装对，通常要将松边设在上面，其目的为使，为降速传动，1<2，则传动时要考虑1的影响。当在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间的摩擦力总和有一个极限值，当传递圆周力超过摩擦总和的极限值时，带就在带轮上发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑，使传动失效，同时又加速了带的磨损，这是要设法避免的，不要发生。因此经推导可得出带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为 （8.6）8.3.2 带传动的应力分析传动时，带中应力由三部分组成。1. 拉应力紧边 F1 松边 F2 2. 由离心拉力引起的拉应

39、力传动时，带绕在轮上作圆周运动，产生一个离心力，使圆周部分的带子飞出去，但直线部分带子却拉住它不使飞出去，这样引起了离心拉力Fc，就应该作用在带的全长上。 由Fc作用，带上产生一个离心拉应力 以上二应力，用徒手作出应力图，如图8.9所示。3. 由带的弯曲引起的弯曲应力 弯曲应力只发生在带上包角所对的圆弧部分，h越大，dd越小，则弯曲应力就越大，一般>，则>，再徒手将绘上，得到完整的应力图，如图8.9所示。 从图中可看出，带是在变应力下工作，带绕二轮转一周，应力就由小变大，再由大变小，最大应力发生在何处，其值为多少。 最大应力发生在紧边上进入小轮处，最后放课件（应力变化），说明一下。

40、8.3.3 弹性滑动和传动比带在轮面上滑动有二种情况1、弹性滑动由于F1，F2不同，引起带二边的弹性变形也不同，现在先分析一下主动轮处带的情况。主动轮转动，带动带一起转，这过程中由F1F2拉力降低，这时带所产生弹性变形就会由大变小，缩短了，用手演示一下，可增加感性认识，也就带在主动轮上慢了，产生了一定滑动，使带的速度v滞后于主动轮的圆周速度v1（v<v1）。从动轮上带的滑动情况，同学自己去分析，可得出v>v2，这种滑动现象称为弹性滑动，它是由于带的弹性变形而引起的物理现象，是带传动所固有的，不可避免的物理现象。放课件（弹性滑动），巩固已学的知识。2、打滑当传递圆周力F要求增加，也即

41、要求在接触弧上产生的摩擦力再增加，当摩擦力达到极限值时，如再要求传递圆周力F增加，这样就使主动轮功率无法传递到从动轮上去，带就在带轮上发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑，是有害的，要设法避免之。如不考虑弹性滑动，则v1=v=v2，所得出的传动比为理想传动比。 如考虑弹性滑动，v2<v1，产生速度的损失，速度的相对降低程度称为滑动率，可得出式（8.8）、式（8.9）。因此带传动的传动比不能严格地保持不变的。第8章 第2讲知识点教学手段1. 1）失效形式和设计准则 2）设计步骤2. 带传动的张紧，安装与维护3. 同步带传动概论介绍（特点、应用、参数、型式、尺寸、标记）课件（选型曲线、张紧装

42、置、同步带选型曲线）一、讲授时注意几点1. 8.4 V带传动的设计它是本章的重点内容，根据上述分析，可得出带传动的主要失效形式及设计计算准则，从而得出单根V带传递的基本额定功率值P0，具体的设计步骤不必细讲。但其中要注意几点：1）实际工作条件与P0值的特定条件不同，必须将P0修正，各系数的含义要搞清。2）各参数的正确选择及计算公式中各物理量的物理含义。3）为什么要使小带轮直径，带速在5m/s<v<24m/s的范围内，1>120o，带的根数z<10（这几点教学要求可低些）。2. 8.5 V带传动的张紧、正确安装与维护一定要从带传动的工作原理出发来讨论8.5节。3. 8.6

43、 同步带传动只作概念介绍，突出主要参数及标准。二、讲授程序设计带在交变应力下工作开始，讨论其失效形式及计算准则，从而得出设计计算方法与步骤。为了确保带传动工作正常，还应考虑到安装与维护、是否需加张紧装置等。同步带只作概念介绍。讲授教案编写如下所述。第2讲 教案8.4 V带传动的设计8.4.1 失效形式和设计准则带是在交变应力下工作的，其失效形式为：带在带轮上打滑而丧失工作能力；带在变应力作用下由于疲劳而产生脱层或断裂，因此带传动的计算准则是在保证不打滑条件下具有一定的疲劳强度和寿命。根据计算准则，通过限制最大有效拉力防止打滑和限制最大内应力来保证带的寿命，在特定试验条件下得出单根V带所能传递的

44、功率值，此值称为基本额定功率P0，列于表8.7表8.17之中，放课件（选型曲线），如果实际工作条件与特定试验条件不同时，这P0值就应修正，得出式（8.10）P0值，具体修正系数可自学教材。8.4.2 V带传动的设计步骤教材中有具体设计步骤，同学自学一下，但需说明几点：1）小带轮基准直径 小带轮基准直径是带传动主要设计参数，它的选取会给整个设计带来较大影响：其值取得过小时首先影响带的弯曲应力，进而影响带的疲劳寿命。为使弯曲应力不致过大，小带轮基准直径应大于规定的最小直径。其直径取值大小决定了带速，从而影响到传递功率。设计中传动比一般为已知条件，据小带轮可算出大带轮直径，因此其直径的取值影响皮带传

45、动的整体结构尺寸。可见小带轮基准直径选取很重要。小带轮直径应按标准系列尺寸选取。2）小带轮包角 包角大，摩擦力大，传动能力提高；包角小，易打滑失效。一般应使小带轮包角大于120o。增大中心距、降低传动比或加张紧轮可增加小带轮包角。3）中心距 中心距小，单位时间内带绕过带轮次数多，带易疲劳破坏，另外会使包角减小，降低摩擦力，影响传动能力。中心距大，使带过长，抖动加剧，且整体结构尺寸增大。因此，应综合考虑，合理选取中心距。4）带的根数 带的根数太多，各根带受力不均，对传动不利。为使受力均匀，带的根数不应大于10，否则应改选带的型号重新计算。8.5 带传动的张紧、安装与维护同学可以自学，老师在教室中

46、放一下课件（张紧装置），简单说明二条：1） 张紧方法2） 张紧轮放在何处8.6 同步带传动本节为叙述性内容，同学自学，不必多讲，可节省课堂时间。第9章 链传动一、教学要求1） 了解链传动的工作原理、特点和应用2） 了解滚子链的标准、规格及链轮的结构特点3） 了解链传动的运动特性及对传动的影响4） 掌握链传动的设计计算方法（1）效形式及计算准则（2）设计计算方法、步骤及主要参数的选择5） 了解链传动的布置方式、步骤和润滑方式二、重点、难点重点：链传动的设计计算及使用、维护难点：主要参数的选择三、教学安排教学内容学时数1. 概述2. 滚子链和链轮3. 链传动的运动特性4. 滚子链传动的设计计算5.

47、 链传动的布置、张紧及润滑2四、教学思路设计链传动是依靠中间挠性件（链条）与链轮轮齿的啮合传递动力和运动，根据带传动设计的原理来进行链传动的设计，又根据轮齿的啮合传动来进行链传动的主要参数的选择。本章是讨论套筒滚子链，并了解此传动的使用与维护。第9章 第1讲知识点教学手段1. 1）工作原理 2）特性 3）应用2. 1）滚子链的结构 2）滚子链的标准 3）链轮3. 运动特性4. 1）失效形式 2）设计准则 3）功率曲线 4）选择计算5. 1）布置，张紧 2）润滑模型课件（链传动全部内容）一、讲授时注意几点： 1. 本讲基本上为叙述性内容，大部分知识点只作一般性了解就可以。2. 9.4 滚子链传动

48、的设计计算它是本章的重点内容，根据链传动的工作情况，可得出主要失效形式及设计计算准则，从而参照带传动的设计方法，可得出链传动的设计计算。二、讲授思路设计基本上与带传动相似，教案编写也可以简，如下所述。第1讲 教案第九章 链传动9.1 概述先放一下课件，对链传动作一般性了解，链传动是由主动链轮1、从动链轮2、链条3所组成的，它为啮合传动，依靠啮合来传递运动的动力。能获得准确的平均传动比。与带传动相比有下列优点：。与齿传动相比有下列优点：。但链传动也存在着缺点如下几点：1）只能用于平行轴间、同向传动2）瞬时速度不均匀，不能保持恒定的瞬时传动比，高速时不如带传动平稳。3）工作时有噪音。4）链条、链轮

49、的价格高。链传动应用范围：。本章只讨论传动链中滚子链传动。9.2 滚子链和链轮放课件、解释一下滚子链的结构。这里说二个问题：1）滚子链的基本参数：节距p为相邻二滚子轴线间的距离，p，说明链条的各部分尺寸，即能传递的动力也。基本参数为节距p、滚子直径d和内链节内宽b1。2）接头问题：如链节数为偶数，那可以用开口销等直接接上成封闭环形（图9.5b）；如为奇数，那要用过渡链节（图9.5c）我们希望采用链节数为偶数。因为链条为一标准件，专用工厂负责生产，故只要根据工作条件来选用，因此，本章主要讨论如何来选择的问题。黑板上写出滚子链的标准表示：链号排数×链节数 GB/T 12431997链轮及其材料请学生自学。9.3 链传动的运动特性放课件，当链条绕在链轮上时，链节与链轮轮齿相啮合，在啮合区段内（链轮与链条相啮合处）可看作链条绕在正多边形链轮上。 正多边形的边长=链的节距p 正多边形的边数=链轮齿数z链轮回转一周，这样链条移动的距离为zp，所以链的平均速度为 平均传动比 实际上，链传动的瞬时链速和瞬时传动比都在变化的，如何分析，不要求了，如同学感兴趣的话，可以自学，现在谈一下结论