机械设计基础课件

绪论1.1机械设计基础课程研究的对象1.2本课程的介绍思考题机械手、机械臂-----传递运动、执行任务；气动、电力装置-----提供动力；计算机----实施控制。1.1机械设计基础课程的研究对象单缸内燃机1—

活塞2—

连杆3—

曲柄轴4—

气缸体5—

凸轮6—

顶杆7—

进、排气阀8、9—齿轮动画篇机械：机器的三个特征：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对运动；③能完成有用的机械功或转换机械能。机构：有①②两特征。机器和机构的总称机器和机构：机械的组成：1）动力部分：机械动力的来源；3）执行部分：能完成机械预期的动作；2）传动部分：把原动机的运动和功率传递给工作机的中间环节；4）控制部分：提供执行动作指令。区别：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动；联系：机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。

第2节本课程的介绍

本课程是将许多理论和实际知识综合运用的一门理论性和实践性很强的课程；是连接基础课与专业课的一门承上启下的技术基础课程。

1）第1-2章机械设计基本概念

2）第3-6章常用机构的结构特点、工作原理、运动特性及设计的基本原理和方法。

3）第7-17章常用机构、标准件的结构特点、分类、应用、工作原理、失效形式、计算准则、强度计算、校核和选型计算、结构设计方法等。

4）第18章有关机械动力学的基本知识。基本要求：

要求学生在重点掌握基本内容的基础上，熟悉拓展内容和创新内容；

要求学生初步具备分析基本机构、设计简单机械和普通机械传动装置的能力。机械设计制造的一般程序框图小结机械、机器、机构、构件、零件的基本概念

机械设计概念

2.1机械零件的强度和设计准则2.1.1零件的强度1机械零件的主要失效形式失效—机械零件由于某种原因而丧失正常工作能力常见失效形式—断裂、塑性变形、过大的弹性变形、表面失效（磨损、疲劳点蚀、胶合、塑性流动和腐蚀）共振、失稳等。

2.2.1设计准则1强度准则2刚度准则3寿命准则4振动稳定准则5可靠性准则2.2机械零件的常用材料及选择2.2.1机械零件的常用材料1常用材料的分类和应用（见表2-1）2金属材料的力学性能强度；刚度；塑性；硬度；韧性和疲劳强度3钢的热处理4常用热处理方法退火；正火；淬火与回火；表面淬火；表面化学热处理2.2.2零件材料选择1技术要求强度、刚度、其他要求2工艺要求加工工艺3经济性综合指标

平面机构3.1平面机构的组成3.2平面机构运动简图3.3平面机构的自由度3.4平面连杆机构的类型及应用3.5平面四杆机构的基本特性3.6平面四杆机构的设计小结平面机构：空间机构：各构件的相对运动平面互相平行（常用的大多数机构为平面机构）。至少有两个构件能在三维空间中相对运动。3.1

平面机构的组成1－连杆体2－螺栓3－螺母4－连杆盖3.1.1构件和零件1

构件2零件

运动副及其分类3.1.2运动副及其分类一个做平面运动的自由的构件有三个自由度。注意：例如：轴颈与轴承、活塞与气缸、相啮合的两齿轮轮齿间的联接。约束：对构件间相对运动的限制。自由度随着约束的引入而减少，不同运动副，引入不同的约束。运动副：由两个构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。１）运动副是一种联接；２）运动副由两个构件组成；３）组成运动副的两个构件之间有相对运动。运动副按接触形式的不同分为两大类(1）低副两构件通过面接触所组成的运动副。移动副（两构件相对移动）转动副（两构件相对转动）（2）高副

两构件通过点、线接触组成的运动副。（1）固定件（机架）（2）原动件运动规律已知

机构中运动副的分类（3）从动件随原动件的运动而运动的其余活动构件。1.定义2.绘制运动副转动副：移动副：用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。3.2平面机构的运动简图构件（杆）：高副：机构运动简图的绘制1）分析机构组成和运动情况，找出固定件、原动件和从动件；2）确定所有运动副的类型和数目；3）确定原动件位置（即能充分反映机构的特性）；4）选择适当的比例尺：例：绘制冲床机构的运动简图.机构的自由度：机构具有确定运动时所需外界输入的独立运动数目。1.平面机构自由度计算3.3、机构的自由度（设n个活动构件，个低副，个高副）F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。F>0,原动件数=F，运动确定原动件数<F，运动不确定原动件数>F，机构破坏机构具有确定运动的条件2.计算平面机构自由度时应注意的几个问题

（1）复合铰链k

k－1包含机架由三个或三个以上的构件在一处组成的轴线重合的多个转动副。例：计算钢板剪切机的自由度，并判断其运动是否确定。自由度数等于原动件数，所以机构具有确定的相对运动。（2）局部自由度

不影响整个机构运动的局部的独立运动。（3）虚约束在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。平面机构的虚约束常出现于下列情况：1）转动副轴线重合的虚约束2）移动副导路平行的虚约束3）机构对称部分的虚约束4)轨迹重合的虚约束3.4平面连杆机构的类型和应用

由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机构。连杆机构又称为低副机构。连杆机构的优点：•

低副是面接触，故传力时压强低，磨损小，寿命长；•

低副的接触面为平面或圆柱面，制造方便，易获得较高的精度；•

两构件之间的接触靠几何封闭实现；•

实现多种运动规律和轨迹要求。连杆机构的缺点：

•

低副中存在间隙，易引起运动误差；

•

设计复杂，不易精确实现各种运动规律和轨迹要求。

铰链四杆机构机架连架杆连架杆连杆铰链四杆机构连架杆---整周回转为曲柄

---往复摆动为摇杆1曲柄摇杆机构3.4.1平面四杆机构的基本形式缝纫机踏板机构雷达调整机构

2双曲柄机构惯性筛机构摄影平台升降机构机车车轮联动机构车门启闭机构反平行四边形机构

3双摇杆机构港口起重机飞机起落架收放机构平面四杆机构的演化方式：(2)改变相对杆长(3)选不同构件做机架

改变运动副类型转动副移动副

3.4.2铰链四杆机构的演化1.曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构2.导杆机构转动导杆机构摆动导杆机构牛头刨床主体机构3.摇杆机构摇块机构运动简图自卸货车4.定块机构5.偏心轮机构正弦机构正切机构滑块联轴器椭圆仪冲床机构

3.5四杆机构的基本特性

◆最短杆与最长杆之和小于等于其他两杆长度之和◆最短杆是连架杆或机架3.5.1铰链四杆机构曲柄存在的条件推论：1）最短杆为连架杆，得曲柄摇杆机构；

2）最短杆为机架，得双曲柄机构；

3）最短杆为连杆，得双摇杆机构；

4）不满足杆长条件，无论谁为机架，都无曲柄存在，只能是双曲柄机构。

3.5.2急回特性与行程速比系数

当曲柄等速回转的情况下，通常把从动件往复运动速度快慢不同的运动称为急回运动。时间：转角：运动：时间：

转角：运动：3.5四杆机构的基本特性从动件c的平均角速度：极位夹角：当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在两相应位置所夹的角。ADabd曲柄摇杆机构的极位夹角通常把从动件往复运动平均速度的比值(大于1)称为行程速比系数，用K表示。行程速比系数K3.5.3压力角和传动角压力角：力F的作用线与力作用点绝对速度v所夹的锐角

称为压力角。传动角：压力角的余角称为传动角。在其他条件不变的情况下，压力角越大，作功W越大。压力角是机构传力性能的一个重要指标，它是力的利用率大小的衡量指标。曲柄摇杆机构的压力角和传动角偏置曲柄滑块机构的最大压力角出现的位置导杆机构的传动角导杆机构具有最佳的传动性能3.5.4死点位置所谓死点位置是指从动件的传动角等于零或者压力角等于90°时机构所处的位置。分析B、C点的压力角AB与BC共线时，，机构有死点存在。曲柄滑块机构（曲柄为主动件时不存在死点）。曲柄滑块机构（滑块为主动件时存在死点）。

死点位置的应用夹具1、按照给定的行程速比系数设计四杆机构3.6平面四杆机构的设计2、按给定连杆位置设计四杆机构3、按给定的运动轨迹设计四杆机构4、按给定两连架杆对应位置设计四杆机构1）.用解析法设计四杆机构2）.用试验法设计四杆机构小结

本章讲解了机构的自由度和运动副的概念；自由度的计算公式；机构运动简图绘制方法；平面机构的铰链四杆机构的类型、结构特点、运动及动力特性、判断曲柄存在的条件；曲柄滑块机构和导杆机构的基本特性；按给定条件设计四杆机构。1.铰链四杆机构演化成其他形式的四杆机构有四种方法，它们是

取不同构件为机架，转动副转化为移动副，扩大转动副尺寸，杆状与块状构件互换。2.在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架两次共线位置时，出现最小传动角。3．在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，曲柄与连杆构件两次共线时，则机构出现死点位置。4．铰链四杆机构具有两个曲柄的条件是

最长杆与最短杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和且以最短杆为机架

。5.通常压力角是指在不计摩擦的情况下，从动件上某一点运动方向与受力方向所夹锐角。传动角是指压力角的余角。

凸轮机构4.1凸轮机构的应用和分类4.2从动件的运动规律4.3盘形凸轮轮廓曲线的设计4.4凸轮机构基本尺寸的确定小结思考题习题4.1.1凸轮机构的应用第1节凸轮机构的应用和分类凸轮从动件机架缺点：凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损，通常多用于传力不大的控制机构中。优点：结构简单，设计方便。陶瓷压片机的传动系统内燃机的配气凸轮机构4.1.2凸轮机构的分类凸轮机构分类1.按凸轮的形状分2.按从动件与凸轮接触处结构形式分4.按锁合方式分盘形凸轮移动凸轮尖顶从动件滚子从动件平底从动件力锁合形锁合圆柱凸轮3.按从动件运动形式分直动从动件摆动从动件1.按凸轮的形状分

（1）盘形凸轮是凸轮最基本的形式。凸轮形状如盘，具有变化的向径。

（2）移动凸轮凸轮形状如板，可看成是回转轴心位于无穷远处的盘形凸轮。当移动凸轮相对于机架作直线运动时，可推动从动件在同一运动平面内运动。

（3）圆柱凸轮

凸轮形状如圆柱，凸轮的轮廓曲线作在圆柱体上，可看作是将移动凸轮卷成圆柱体形成的。这些凸轮机构中，凸轮与从动件之间的运动不在同一平面内，属于空间凸轮机构。2.按从动件与凸轮接触处机构形式分尖顶从动件滚子从动件平底从动件3.按从动件运动形式分（1）直动从动件（2）摆动从动件从动件作往复直线移动从动件作往复摆动4.按锁合方式分（1）力锁合（2)形锁合

4.2从动件的常用运动规律4.2.1基本名词术语凸轮基圆、基圆半径偏距圆、偏距从动件行程h从动件推程从动件回程推程运动角δ1回程运动角δ3从动件远(近)休程δ2远（近）休止角δ4从动件位移4.2.2常用从动件的运动规律1.等速运动规律推程阶段回程阶段

产生刚性冲击，会引起机械振动，加速凸轮的磨损，损坏构件。常用于低速、从动件质量不大或从动件要求作等速运动的凸轮机构中。2.等加速等减速运动规律

推程的前半程产生柔性冲击，适用于中速、轻载的凸轮机构中。推程的后半程3.余弦加速度（简谐）运动规律

产生柔性冲击4.摆线运动规律

运动中既无刚性冲击又无柔性冲击，适用于高速。4.3盘形凸轮轮廓曲线的设计4.3.1凸轮轮廓曲线设计的基本原理反转法4.3.2图解法盘形凸轮轮廓曲线1、对心直动从动件盘形凸轮轮廓的设计（1）尖顶从动件（2）滚子从动件1）凸轮实际廓线设计理论廓线实际廓线滚子2、偏置直动从动件盘形凸轮轮廓的设计3、摆动从动件盘形凸轮轮廓的设计4.4凸轮机构基本尺寸的确定4.4.1凸轮机构的压力角和自锁凸轮对从动件的作用力与从动件上该力作用点的绝对速度方向之间的夹角。=推程的许用压力角摆动从动件回程时30°～40°=40°～50°=70°～80°凸轮机构的压力角4.4.2凸轮的基圆半径的确定基圆半径越小，压力角越大。设计时，在满足≤的前提下，考虑选择小的基圆半径。经验公式式中轴的直径d为已知4.4.3滚子半径的选择①

凸轮理论轮廓的内凹部分工作轮廓曲率半径、理论轮廓曲率半径与滚子半径三者之间的关系为：理论轮廓工作轮廓滚子②凸轮理论轮廓的外凸部分工作轮廓曲率半径、理论轮廓曲率半径与滚子半径三者之间的关系为：小结1

凸轮机构的分类：2从动件的运动规律：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律3凸轮机构的压力角4凸轮的基园半径5图解法设计凸轮轮廓6解析法设计凸轮轮廓1.与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是B。

A.惯性力难以平衡B.点、线接触，易磨损C.设计较为复杂D.不能实现间歇运动2.与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是A

。

A.可实现各种预期的运动规律B.便于润滑

C.制造方便，易获得较高的精度D.从动件的行程较大3.下述几种运动规律中，既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合的是B

。

A.等速运动规律B.摆线运动规律

C.等加速等减速运动规律D.简谐运动规律5.在凸轮机构几种常用的推杆运动规律中，（D

）只宜用于低速，（

B

和C

）不宜用于高速，而（A）可在高速下应用。

A.正弦加速度运动规律B.余弦加速度运动规律

C.等加速、等减速运动规律D.等速运动规律6.滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从（凸轮回转中心）到（凸轮理论廓线）的最短距离。4.对心直动尖顶推杆盘型凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可以采用A

措施来解决。

A.增大基圆半径B.改用滚子推杆

C.改变凸轮转向D.改为偏置直动尖顶推杆

间歇运动机构5.1棘轮机构5.2槽轮机构5.3不完全齿轮机构小结思考题

5.1

棘轮机构

5.1.1棘轮机构的工作原理

当摆杆1右摆时，棘爪2插入棘轮3的齿内推动棘轮转过某一角度;当摆杆1左摆时，棘爪2滑过棘轮3，此时，棘轮静止不动。摆杆1可往复摆动，止回棘爪5可防止棘轮反转。

这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距，且工作时有响声。组成：摆杆1棘爪2棘轮3机架4止回棘爪5图a

外啮合棘轮机构图b

内啮合棘轮机构如果改变摆杆的结构形状，可得到双动式棘轮机构。棘轮齿做成方形，棘爪与棘轮齿接触的一面也做成方形（用于传动）。棘爪的另一面则为曲线（以便摆回来时滑过轮齿）双向棘轮机构

双动式棘轮机构5.1.2棘轮机构的特点及应用

1.具有间歇运动的特性2.具有快速超越运动特性3.可以实现有级变速传动

有级变速棘轮机构无级变速棘轮机构5.2槽轮机构

5.2.1棘轮机构的工作原理组成：具有径向槽的槽轮、圆销、拨盘和机架

工作原理：构件1→连续转动；构件2（槽轮）→时而转动

时而静止

4个槽的槽轮机构：构件1转一周，槽轮转1/4周。6个槽的槽轮机构：构件1转一周，槽轮转1/6周。5.2.2槽轮机构的特点及用途槽轮机构的特点是结构简单，外形尺寸小，工作可靠，制造容易，机械效率高，并能较平稳、准确地进行间歇转位。但在运动过程中的加速度变化较大，冲击较严重，不适用于高速。

5.3不完全齿轮机构不完全齿轮机构是由渐开线齿轮机构演变而来的一种间歇机构，这种机构的主动轮是只有一个齿或几个齿的不完全齿轮，而从动轮由正常齿和带锁住弧的厚齿彼此相间地组成。不完全齿轮机构有外啮合齿轮机构(图5－14a)、内啮合齿轮机构(图5－14b)以及不完全齿轮齿条机构(图5－15)。5.3不完全齿轮机构图5－14不完全齿轮机构图5－15不完全齿轮齿条机构1－主动轮2－从动轮小结本章主要介绍棘轮机构和槽轮机构的工作原理、运动特点及应用等。思考题1填空题1）当主动件作等速连续转动，需要从动件作单向间歇转动时，可采用（棘轮）机构和（槽轮）机构。2）在间歇运动机构中，当需要从动件的转角能无级调节时，可采用（摩擦式棘轮）机构。3）棘轮机构制动棘爪的作用是（防止棘轮跟随摇杆转动，使棘轮静止不动）。思考题2判断题1）可换向棘轮机构中的棘轮齿形一般为锯齿形。（×）2）双动式棘轮机构在摇杆往复摆动过程中都能驱使棘轮沿同一方向转动。（∨）3）棘轮机构中棘轮每次传动的转角可以进行无级调节。（×）

齿轮机构6.1概述6.2渐开线齿廓及其啮合特性6.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸6.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动6.5渐开线齿轮的切齿原理及根切现象6.6变位齿轮和变位齿轮传动

6.7平行轴斜齿圆柱齿轮机构6.8直齿圆锥齿轮机构小结6.1齿轮机构的特点和类型6.1.1齿轮传动的特点优点:传动比准确、效率高、寿命长、工作可靠、结构紧凑、适用速度和功率范围广。缺点:要求加工精度和安装精度较高，制造时需要专门工具和设备，成本高，不宜在两轴中心距较大的场合使用。6.1.2齿轮传动的分类外啮合直齿轮传动内啮合直齿轮传动直齿轮齿条传动曲齿锥齿传动交错轴斜齿轮传动交错轴蜗杆传动6.2渐开线齿廓及其啮合特性传动比：

节圆半径：

节圆

：节点P在两个齿轮运动平面上的轨迹是两个圆（轮1的节圆是以O1为圆心，O1C(C为节点)为半径的圆）。通常采用渐开线或摆线作为齿廓曲线。

凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称共轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线。1.满足定传动比的要求；2.考虑设计、制造等方面。齿廓曲线的选择

要使一对齿轮的传动比为常数，其齿廓形状必须满足：不论在哪一点啮合，过啮合点所作的齿廓公法线都与连心线交与一定点C（齿廓啮合基本定律）。齿廓啮合基本定律图中，

—为基圆半径；

BK—为渐开线的发生线；

—为渐开线AK段的展角。6.2.1渐开线的形成及性质1、形成当一直线n－n沿一个圆的圆周作纯滚动时，直线BK上任一点的轨迹称为渐开线。6）基圆内无渐开线。2、性质1）;2）发生线BK既是渐开线任一K点的法线，又是基圆的切线;4）渐开线上任一点的法线与该点速度方向之间的锐角称为该点的压力角;5）渐开线的形状决定于基圆的大小。当相同时，

越大，曲率半径越大，当

→∞时，渐开线变成近似直线;3）发生线与基圆的切点B是渐开线上K点的曲率中心，而线段是渐开线在K点的曲率半径;6.2.2渐开线齿廓满足定角速比要求

常数

6.2.3渐开线齿廓传动的特点3、渐开线齿廓的啮合线是一直线N1N2

，啮合点轨迹与啮合线、公法线、两基圆的内公切线三线重合。2、渐开线齿廓啮合线N1N2与节圆公切线tt之间的夹角称为啮合角，以表示，它恒于节圆上的压力角。1、渐开线齿廓啮合具有可分性。6.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸1、齿数z2、齿顶圆半径3、齿根圆半径4、任意圆半径5、齿槽宽6、齿厚7、齿距定义

(模数)6.3.1直齿齿轮各部分名称和基本参数8、分度圆r，d，s，e，p9、齿顶高：d与之间10、基节d=mz

m为标准值P=s+e齿全高h

：齿根高

：d与

之间基节——基圆上的周节（齿距）6.3.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算标准齿轮：

标准齿轮是指m、α、ha*、c*

均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮。单个标准齿轮：

d=mz

da=d+2ha=(z+2ha*)mdf=d-2hf=(z-2ha*-2c*)mdb=dcosαha=ha*mhf=(ha*+c*)mh=ha+hf=(2ha*+c*)mP=πm；一对标准齿轮：①m、z决定了分度圆的大小，而齿轮的大小主要取决于分度圆，因此m、z是决定齿轮大小的主要参数。②轮齿的尺寸与m，ha*

，c*

有关，与z无关。③齿形与m，z，α有关。6.4.1正确啮合条件两对齿分别在K，点啮合，根据啮合基本定律K在N1N2上

在N1N2上

——法向齿距在齿轮1上：=Pb1

在齿轮2上：=Pb2

∴Pb1=Pb2

6.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动(m，α不是连续值)（正确啮合条件）

6.4.2渐开线直齿圆柱齿轮连续传动条件起始啮合点：从动轮的齿顶点与主动轮的齿根处某点接触，在啮合线上为从动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点A。终止啮合点：主动轮的齿顶点与从动轮的齿根处某点接触，在啮合线N1N2上为主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点E。——实际啮合线——理论啮合线或齿轮传动的连续性条件：重合度：意义：重合度不仅是齿轮传动的连续性条件，而且是衡量齿轮承载能力和传动平稳性的重要指标。≥≥1≥16.5渐开线齿廓的切削加工及根切现象

6.5.1渐开线齿廓的切削原理1.成形法2.范成法被加工齿轮：要求：刀具比标准齿条在齿顶部高出

齿条插刀齿轮滚刀

6.5.2轮齿的根切现象和最少齿数危害：①切掉部分齿廓；②削弱了齿根强度；③严重时，部分齿廓被切去，重合度降低。不发生根切的最少齿数：6.6变位齿轮和变位齿轮传动1.正变位齿轮2.负变位齿轮3.变位齿轮的优点1）避免根切2）改善小齿轮的寿命（传动比大时,增大小齿轮齿厚,减小大齿轮齿厚，使一对齿轮的寿命相当）。3）凑中心距外啮合无法安装6.7.1斜齿圆柱齿轮的啮合特点

斜齿圆柱齿轮的轮齿和齿轮轴线不平行，轮齿啮合时齿面的接触线是倾斜的，接触线的长度由短变长，再由长变短，其轮齿是逐渐进入啮合，再逐渐退出啮合的，所以，斜齿圆柱齿轮传动平稳，冲击和噪声小，适合于高速传动。6.7平行轴斜齿圆柱齿轮机构

6.7.2斜齿圆柱齿轮的几何关系和几何尺寸计算

斜齿轮的齿面与分度圆柱面的交线为螺旋线。螺旋线的切线与齿轮轴线之间所夹的锐角，称为螺旋角。螺旋线有左旋和右旋之分。1.螺旋角2.模数和压力角对于斜齿轮，垂直于齿轮轴线的平面为端面；垂直于轮齿螺旋线的平面为法面。斜齿轮几何尺寸应按端面来计算；法向参数为标准值。6.7.3斜齿轮传动正确啮合的条件

以为分度圆半径，用斜齿轮的法向模数和法向压力角作一假想直齿轮，则该直齿轮的齿形可认为与斜齿轮的法面齿形相同。因此，称这个假想的直齿轮为当量齿轮，其齿数称为当量齿数。6.7.4当量齿轮和当量齿数将锥齿轮的背锥面展开成平面，得一扇形齿轮，将扇形齿轮补全称为假想的直齿圆柱齿轮，这个圆柱齿轮称为锥齿轮的当量齿轮。当量齿轮的齿数称为当量齿数。6.8直齿锥齿轮机构

6.8.1直齿锥齿轮的当量齿轮和当量齿数锥齿轮传动的主要几何尺寸计算公式列于表7-10中。6.8.2直齿锥齿轮的几何关系和几何尺寸计算小结

本章主要介绍渐开线标准圆柱齿轮传动、标准圆柱斜齿轮、标准圆锥齿轮传动机构，内容包括齿轮啮合原理和几何尺寸计算两个方面。以渐开线直齿圆柱齿轮传动为主线，介绍渐开线特性、啮合特性、啮合传动以及几何尺寸计算等。思考题1填空题1）渐开线直齿圆柱齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆，称为分度圆。2）斜齿圆柱齿轮的标准模数是法向模数，直齿圆锥齿轮的标准模数是端面模数。3）一对标准斜齿轮正确啮合的条件是思考题2判断题1）渐开线的形状取决于基园的大小。（∨）2）两个压力角相等，而模数和齿数均不相同的正常齿制标准直齿圆柱齿轮，其中轮齿大的齿轮模数较大。（×）3）m、α、、都是标准值的齿轮一定是标准齿轮。（×）齿轮传动

7.1齿轮传动的失效形式和常用齿轮材料7.2齿轮传动的精度7.3渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算7.4平行轴标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算

7.5标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算7.6齿轮结构和齿轮传动的润滑小结7.1.1齿轮传动的主要失效形式1.轮齿的折断7.1齿轮传动的失效形式和齿轮常用材料2.齿面点蚀3.齿面磨损4.齿面胶合5.轮齿塑性变形7.1.2设计准则软齿面闭式齿轮传动：常因齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。1）

对于闭式传动的齿轮硬齿面式齿轮传动：其齿面接触承载能力较高，故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。高速重载齿轮传动，还可能出现齿面胶合，故需校核齿面胶合强度。2）

对于开式传动的齿轮：其主要失效形式是齿面磨损，通常只进行弯曲疲劳强度进行设计，并用适当增大模数的办法来考虑磨粒磨损的影响。1）锻钢7.1.3齿轮的常用材料与热处理（1）.软齿面齿轮(齿面硬度≤350HBW)常用的材料为45钢、40Cr、35SiMn、38MnMo等中碳钢或中碳合金钢。齿轮毛坯经调质或正火处理后，齿面硬度一般在160～290HBW范围内。由于小齿轮比大齿轮的啮合次数多，应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30～50HBW，以期达到大小齿轮等强度。1齿轮的常用材料（2）

硬齿面齿轮(齿面硬度>350HBW)常用的材料：一类为20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢;二类为45钢、40Cr等中碳钢或中碳合金钢，还有渗氮和碳氮共渗等热处理方法。常用材料有：42CrMo、38CrMoAl。硬齿面齿轮可用整体淬火、表面、渗碳淬火等热处理方法得到。2）铸钢当齿轮的尺寸较大或结构复杂，且受力较大时常用的铸钢有ZG310-570、ZG340-640等。3）铸铁用于低速轻载、冲击小等不重要的齿轮传动中常用的铸铁有HT300、QT600-3等。7.2

齿轮传动的精度

渐开线圆柱齿轮精度国家标准对齿轮及齿轮副规定12个精度等级，第一级最高，12级最低。（见表7-2）精度等级圆周速度/应用直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮直齿锥齿轮6级

≤15≤25≤9高速重载的齿轮传动、分度机构的齿轮传动7级

≤10

≤17≤6高速中载或中速重载的齿轮传动8级≤5

≤10≤3机械制造中对精度无特殊要求的齿轮9级≤3≤3.5≤2.5低速及对精度要求低的传动7.3.1受力分析和计算载荷7.3直齿圆柱齿轮的强度计算

1.受力分析作用于主、从动轮上各对力的方向判断:作用于主、从动轮上的各对力均大小相等，方向相反。

：在主动轮上与运动方向相反，在从动轮上与运动方向相同：方向与啮合方式有关，对于外啮合，主、从动轮上的径向力分别指向各自的轮心2.计算载荷7.3.3齿面接触疲劳强度计算强度条件式校核公式通常按节点计算接触应力设计公式其中≤≤≥7.3.4齿根弯曲疲劳强度计算强度条件式校核公式设计公式其中≤≤≥7.3.5齿轮传动主要参数选择1.齿数和模数m闭式传动，可取开式传动，可取按齿面接触疲劳强度设计时，

并圆整为标准值。在保证齿根弯曲强度的条件下，尽量选取小的m，但对传递动力的齿轮，m不得小于1.5mm2.齿宽系数参考表7-7，合理选择齿宽系数。3.齿数比u一般对于直齿圆柱齿轮传动，u≤5;对于斜齿圆柱齿轮传动，u可取6～7;对于开式齿轮传动或手动齿轮传动，u可取8~12。7.4斜齿圆柱齿轮的强度计算7.4.1受力分析作用于主、从动轮上各对力的方向判断：的方向与直齿轮相同;

的方向判断：

1)力分析的方法;2)主动轮左（右）手法则判断,对于主动轮，齿的旋向若为右旋，则用右手（左旋用左手）握住轮的轴线，并使四指的方向顺着轮的旋转方向，此时拇指的指向即为轴向力的方向。(1)接触强度公式的应用7.4.2强度计算校核公式设计公式(2)弯曲强度公式的应用校核公式设计公式≤≥≤≥7.5直齿锥齿轮的强度计算7.5.1受力分析7.5.2强度计算(1)接触强度公式的应用校核公式设计公式(2)弯曲强度公式的应用校核公式设计公式≤≥≤≥1、齿轮轴7.6齿轮的结构和齿轮传动的润滑

7.6.1齿轮的结构设计如果圆柱齿轮齿根圆到键槽底面的径向距离，则可将齿轮与轴做成一体称为齿轮轴。e≤2.5m(mm)2、实心式齿轮当,且

,则可做成实心式。≤200mm3、腹板式齿轮当时,为了减少质量和节约材料,通常采用腹板式结构。≤200mm,多采用轮辐式的铸造结构。4轮辐式齿轮5焊接式齿轮

单件生产而尺寸过大又不利于铸造的齿轮,可采用焊接结构。7.6.2齿轮传动的润滑

闭式齿轮传动中，润滑方式取决于齿轮的圆周速度

。当

≤时，可采用浸油润滑。

当

>

时，可采用喷油润滑，用油泵将润滑油直接喷到啮合区。小结

本章主要介绍齿轮传动的失效形式和常用齿轮材料、齿轮传动的设计准则、齿轮常用材料；渐开线标准直齿圆柱齿轮、标准斜齿圆柱齿轮、标准直齿圆锥齿轮传动的受力分析及强度计算；齿轮结构及齿轮传动的润滑。

蜗杆传动8.1蜗杆传动的特点和类型

8.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸8.3失效形式、设计准则和材料选择8.4普通圆柱蜗杆的强度计算8.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算8.6蜗杆和蜗轮的结构小结一、蜗杆传动的特点和应用8.1蜗杆传动的特点和类型

1.单级传动比大、结构紧凑；2.传动平稳、噪声小；3.可以实现自锁；4.传动效率低；5.为提高耐磨性，蜗轮齿圈通常采用材料成本高的青铜制造。二、蜗杆传动的类型中间平面上的参数作为设计基准8.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数1.蜗杆传动的正确啮合条件及模数m

和压力角

8.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸2.蜗杆分度圆直径和导程角

为了限制蜗轮滚刀的数目并便于滚刀的标准化，因此对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径。3.蜗杆头数和蜗轮齿数蜗杆头数通常取为：1，2，3，4，或6，一般取=28～808.2.2普通圆柱蜗杆传动的几何计算8.3.1失效形式蜗杆传动的失效形式主要是齿面点蚀、胶合、磨损、轮齿折断等，而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。

闭式蜗杆传动，通常按齿面接触疲劳强度条件进行设计，还应做热平衡计算；8.3

失效形式、设计准则和材料选择

开式蜗杆传动，应以保证齿根弯曲疲劳强度作为主要设计准则。8.3.2设计准则8.3.3蜗杆和蜗轮的材料选择蜗杆和蜗轮的材料不仅要求具有足够的强度，更重要的是要求具有良好的减摩性、耐磨性与磨合性能。蜗杆一般用碳素钢或合金钢制成；高速、重载达时：铸造锡青铜；1.蜗杆材料2.蜗轮材料高速重载：20Cr、20CrMnTi、45、40Cr；一般蜗杆：45、40等碳钢调质处理。小于时：铸造锡锌铝青铜；小于时：球墨铸铁、灰铸铁。8.4.1蜗杆传动的受力分析1.运动分析8.4

蜗杆传动的强度计算一般蜗杆为主动，蜗轮的转向可用螺旋定则判断。2.受力分析确定圆周力

及径向力的方向的方法同外啮合圆柱齿轮传动，而轴向力的方向则可根据相应的圆周力Ft的方向来判定，即与方向相反，与的方向相反也可按照主动件左、右手定则来判断。力的方向：8.4.2蜗轮传动的齿面接触强度计算蜗轮齿面接触强度的校核公式：蜗轮齿面接触强度的设计公式：—蜗轮材料的许用接触应力。≤≥8.5.1蜗杆传动的效率式中：—啮合效率—搅油效率8.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算—轴承效率蜗杆传动的总效率8.5.2蜗杆传动的润滑8.5.3蜗杆传动的热平衡计算摩擦损耗的功率为：经箱体表面散发热量的相当功率为：达到热平衡时：为了提高蜗杆传动的效率、降低工作温度，避免胶合和减少磨损，必须进行良好的润滑。蜗杆传动所用润滑油的粘度及润滑方法见表8-6。若t>80℃或有效的散热面积不足时,则必须采取措施,以提高其散热能力。常用措施:1)合理设计箱体结构,铸出或焊上散热片,以增大散热面积。2)在蜗杆轴上装置风扇,进行人工通风,以提高散热系数。则蜗杆传动的热平衡条件是：≤3)在箱体油池内装设蛇行冷却水管4)采用压力喷油循环润滑1蜗杆的结构8.6

蜗杆和蜗轮的结构蜗杆通常和轴制成一体。1）整体式2蜗轮的结构2）组合式4）镶铸式3）铰制孔螺栓联接式小结本章主要内容是普通圆柱蜗杆传动的几何关系、失效形式、材料选择、受力分析、强度计算公式的应用、参数选取及热平衡计算等。思考题1填空题1）阿基米德蜗杆传动的正确条件是：蜗杆的轴向模数应等于蜗轮的（端面模数），蜗杆（轴向压力角）应等于蜗轮的端面压力角，蜗杆分度圆导程角应等于蜗轮分度圆（螺旋）角，且两者旋向（相同）。2）蜗杆传动的主要失效形式是（胶合）、（点蚀）和磨损。3）蜗杆传动的油温最高不应超过（80℃）。2判断题1）蜗杆传动的传动比等于蜗轮与蜗杆分度圆直径之比。（×）2）所有的蜗杆传动都能自锁。（×）3）蜗杆传动的机械效率主要取决于蜗杆的头数。（∨）

齿轮系9.1齿轮系的分类

9.2轮系的轴传动比

9.3轮系的应用思考题9.1轮系的分类

1.定轴轮系轮系的分类：轮系：用一系列齿轮组成的传动系统。

各齿轮的几何轴线位置都是固定的。2.周转轮系

轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线可绕另一个齿轮的几何轴线转动。行星轮系差动轮系3.复合轮系

若轮系中，既含有定轴轮系，又含有基本周转轮系；或者含有几个基本周转轮系时，则该轮系称为复合轮系。9.2定轴轮系及其传动比

9.2.1定轴轮系的传动比1单级齿轮传动比的计算平面定轴轮系传动比的一般表达式2空间定轴轮系的传动比

1）首末两轴平行，用“+”、“-”表示；

2）首末两轴不平行,

用箭头表示。

周转轮系

行星架（系杆）H

中心轮

1、39.2.3周转轮系及其传动比构件周转轮系中各构件转速转化轮系中各构件转速1

23H任何周转轮系例：图示为一大传动比的减速器，z1=100，z2=101，z2'=100，z3=99求：输入件H对输出件1的传动比iH1

若z1=99周转轮系传动比的正、负是计算出来的，而不是判断出来的。

9.2.3复合轮系的传动比

在计算复合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法。计算复合轮系传动比的正确方法是：（1）首先将各个基本轮系正确地区分开来。（2）分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。（3）找出各基本轮系之间的联系。（4）将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得复合轮系的传动比。例：电动卷扬机减速器z1=24，z2=38，z2'=21，z3=78,z3'=18，z4=30，z5=78,求i15（一）1，2-2'，3，H——周转轮系

3'，4，5——定轴轮系

（二）

（三）（四）联立

正号说明齿轮1、5的转向相同13’342’5H2第五节几种特殊行星轮系传动简介一、渐开线少齿差行星齿轮传动等角速比机构少齿差行星传动二、摆线针轮行星传动三、谐波齿轮传动

9.3轮系的应用1.实现相距较远的两轴之间的传动2.实现变速传动和换向-----例如图汽车变速箱3.获得大的传动比当z1＝100，z2＝101，z2′＝100，z3＝99时，其传动比。（2）加法机构（1）运动的合成4.实现运动的合成与分解5.结构小、重量轻时，可实现大功率传动

习题1.已知各轮齿数为各齿轮模数相同，求传动比。解题要点：齿轮1、2-2’、3及杆H组成行星轮系，齿轮（系杆H）利用同心条件及齿轮4组成定轴轮系。对于行星轮系对定轴轮系联立上两式得：计算结果为负，说明轮1和轮4的转向相反。2.已知各轮齿数为：求的大小和方向。

解题要点：齿轮1、2、3、4组成定轴轮系，齿轮4’、5、6及系杆H1组成行星轮系，齿轮7、8、9及系杆H2组成行星轮系，三者之间串联，齿轮4和4’属同一构件，系杆和齿轮7属同一构件解:对定轴轮系行星轮系1行星轮系2并求得3.已知各轮齿数，求传动比i1H1、分析轮系的组成

1，2，2'，3——定轴轮系

1'，4，3'，H——周转轮系

2、分别写出各轮系的传动比

定轴轮系

：

周转轮系

：

3、找出轮系之间的运动关系

4、联立求解：

小结本章主要讨论定轴轮系、行星轮系以及复合轮系传动比的计算和转向关系的确定。思考题1填空题1）所谓定轴轮系是指（各齿轮的几何轴线位置都是固定的），而行星轮系是指（组成轮系中的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线是不固定的）。2）行星轮系是由（行星轮）、（行星架）、（中心轮）组成。3）行星轮系中的表示的意思是（转化轮系中齿轮1与3的传动比），表示的意思是（齿轮1与3真实的传动比）。4）惰轮对（传动比的大小）并无影响，但却能改变从动轮的（转动方向）。思考题2判断题1）所谓惰轮就是在轮系中不起作用的齿轮。（×）2）定轴轮系就是所有齿轮的轴都是固定的轮系。（×

）3）将行星轮系转化为定轴轮系后，其各构件间的相对运动关系发生了变化。（×

）4）使用行星轮系可获得大传动比。（∨）

带传动10.1概述10.2V带和带轮10.3带传动工作情况的分析10.4普通V带传动的设计计算10.5带传动的张紧与维护

小结带传动和链传动都是通过中间挠性件(带或链)传递运动和动力的，当主动轴与从动轴相距较远时，常采用这两种传动。与齿轮传动相比:1.结构简单；2.成本低廉；3.两轴距离大等。10.1概述概述：带传动是由主动轮1、从动轮2和带3组成。10.1.1带传动的类型根据工作原理不同可分为:摩擦传动啮合传动：同步带平带V带特殊截面带1）V带的结构

V带有普通V带、窄V带和宽V带等结构。其中普通V带应用最广。2）普通V带的型号和基本尺寸普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号10.2V带和带轮带型节宽bp顶宽b高度h楔角αYZABCDE5.38.511141927326.010.013.017.022.032.038.04.06.08.011.014.019.023.040oSPZSPASPBSPC8.511141910.013.017.022.08.010.014.018.040o表10－1普通V带截面基本尺寸(GB/T11575.1－2008)单位为毫米窄V带结构V带轮结构10.1.2带传动的特点和应用1.带传动的优点:1)适用中心距较大的传动；2)带具有良好的弹性，可缓冲、吸振，传动平稳，噪声小；3)过载时带与带轮间会出现打滑，可防止其他零件损坏，具有过载保护的作用；4)结构简单、成本低廉。2.带传动的缺点:1)传动的外廓尺寸较大；2)需要张紧装置，对轴的压力大；3)由于带的滑动，不能保证传动比固定不变；4)带的寿命短；5)传动效率较低。10.3带传动工作情况的分析

10.3.1带的受力分析1)带在带轮上张紧时2)带即将打滑的临界状态（以平带为例）紧边和松边的拉力比:由此得3)平带和V带受力比较平带：V

带:式中:--带与带轮之间摩擦因数；--V带的当量摩擦因数。10.3.2传动带的应力分析1)拉应力紧边拉应力松边拉应力有效拉应力2)由带弯曲产生的应力式中：

--曲率半径，;

--带受拉侧最外层至中性层的距离;--带材料的弯曲弹性模量.显然，带绕在小带轮上时得弯曲应力大于绕在大带轮上的弯曲应力。3)由离心力产生的应力如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处10.3.3带传动的弹性滑动和打滑由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动。弹性滑动是带传动中不可避免的现象，是正常工作时固有的特性。弹性滑动会引起下列后果：

1)从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度。2)损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高；并引起传动带磨损。滑动率：由于弹性滑动引起从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，其相对降低率通常称为带传动滑动系数或滑动率。通常若传递的基本载荷超过最大有效圆周力,带在带轮上发生显著的相对滑动即打滑。打滑造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由过载引起的带在带轮上的全面滑动，应当避免。打滑可以避免，弹性滑动不能避免。10.4.1主要失效形式及设计准则1)带传动的失效形式是：打滑与疲劳破坏。2)带传动的设计准则：在保证不打滑的条件下，使带传动具有一定的疲劳强度和寿命。10.4

V带传动的设计

10.4.2单根V带所能传递的额定功率1）带在有打滑趋势时的有效拉力为：求出带既不打滑又有一定疲劳强度时所能传递的功率由上两式得由2）V带的疲劳强度条件为：或≤≤10.4.3普通V带传动的设计步骤与主要参数的选择设计内容包括：确定带的型号、长度、根数、传动中心距、带轮直径及结构尺寸等。设计V带传动给定的原始数据为：传动的功率P；主动轮、从动轮的转速(或传动比)，位置要求及工作情况等。1.原始数据及设计内容2.设计计算的一般步骤2）选择带的型号1）确定计算功率（1）初选小带轮的基准直径3)确定带的直径基准直径（2）验算带的速度设计时应使一般在

=

内选取（以

=

最为有利）。≤（4）确定中心距a和V带长度①初选中心距（3）计算从动轮的基准直径≤≤②计算带长⑤计算小轮包角③查

④计算实际中心距⑥确定V带的根数⑦确定初拉力⑧计算作用在轴上的力10.5

V带轮材料及带传动的张紧与维护

10.5.1V带轮的材料和结构带轮常用铸铁材料，铸铁带轮允许的最大圆周速度为。速度更高时，可采用铸钢或钢板冲压、焊接的带轮。小功率时可用铸铝或塑料带轮。塑料带轮的重量轻，摩擦因数大。1.材料带轮通常由三部分组成：轮缘、轮毂、轮辐或腹板。2.带轮结构a)实心式(D≤2.5d)b)腹板式(D≤300mm)c)孔板式(≥100mm)d)轮辐式(D≥300mm)10.5.2V带传动的使用和维护安装时，应先缩小中心距，再将带装至带轮上，然后再予调整；2)严防带与酸、碱等介质接触，以免变质；应保持带的清洁；同时带也不宜在阳光下曝晒，以免带过早老化；3)工作一段时间后，会产生永久变形。当其中少数带在使用中损坏，应全部更换为新带。如仅换损坏的带，会因新旧混用而加速新带的损坏。4)各种材质的V带都不是完全的弹性体，在张紧力的作用下,经过一定时间的运转后，会因塑性变形而松弛，使张紧力降低，因此要重新调整张紧力。定期调整带传动张紧力的装置例题

例1单根V带传动的初拉力,主动带轮的基准直径主动轮转速，主动带轮上的包角，带与带轮间的摩擦因数，试求：(1)V带紧边、松边的拉力和(2)V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P。[解](1)带速(2)拉力联解其中解得(3)V带传动能传递的最大有效圆周力F

(4)V带传动能传递的最大功率P

下图中，图a)为减速带传动，图b)为增速带传动。这两种传动装置中，带轮的基准直径材料相同，传动的中心距a及带材料、尺寸和张紧力均相同，两传动装置分别以带轮1和带轮3为主动轮，其转速均为n，不考虑离心力的影响，试分析：哪个装置传递的最大有效拉力大？哪个装置传递的最大功率大？为什么？，且传动中各带轮例2:a)b)[答

]：依题意，带传动的功率、

，传动中心距a相等，因而两传动装置的最小包角相等。已知带轮材料、带的材料、尺寸及张紧力均相同，故这两传动装置的当量摩擦因数及初拉力均相同。因此它们所能传递的最大有效拉力相同。又因传动装置的主动轮的转速相等，而图b)中主动带轮的基准直径

大于图a)中主动带轮直径，即图b)的带速大于图a)

的带速，所以图b)的传动装置所传递的功率大。a)b)小结带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带组成。当原动机驱动主动带轮转动时，由于带与带轮之间摩擦力，使从动带轮一起转动，从而实现动力的传递。本章介绍普通V带的标准、选用和设计方法等。本章介绍链传动的组成和运动特点，重点分析了滚子链的结构和标准。思考题1填空题1）平带、V带传动主要依靠（摩擦）传递运动和动力。2）带传动打滑总是在（小带）轮上先开始。3）普通V带中以（Y）型带的截面尺寸最小。4）带传动采用张紧的目的是（保证带传动的工作能力）。5）带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为（弹性滑动）。6）带轮常采用（铸铁）材料来制造。2判断题1）弹性滑动是可以避免的。（×）2）小带轮的包角通常要求大于或等于120°。（∨）

链传动11.1概述11.2链传动的失效形式及主要参数的选择

11.3链传动的布置、张紧和润滑小结11.1概述11.1.1链传动的类型、特点和应用1.链传动的组成及主要类型链传动由链条和主、从动轮组成。按用途不同可分为：传动链：用来传递动力。起重链：用于提升重物的起重机。输送链：用于驱动输送带的运输机械。2.链传动的特点没有弹性滑动及打滑现象，故平均传动比准确、工作可靠；(2)由于不需要张紧，作用于轴上的力较小；(3)能在温度较高，湿度较大、多灰尘、有腐蚀等恶劣环境下工作。链传动主要优点：链传动主要缺点：(1)瞬时传动比不恒定，传动不够平稳；(2)工作时噪声较大，不宜在载荷变化大和急速反向的传动中应用；(3)只限于平行轴间的传动。11.1.2传动链与链轮1.滚子链滚子链的标记：链号—排数整数链节数标准编号2.齿形链齿形链是由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成。按铰链形式的不同有圆销式、轴瓦式、滚柱式。工作时，通过链板两侧成60°的直边与链轮轮齿相啮合。与滚子链相比，齿形链传动较平稳，噪声小(又称无声链)，承受冲击载荷的能力较高，但界结构复杂，价格较高，故多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。滚子链齿形链链轮结构11.2链传动的失效形式及主要参数的选择11.2.1链传动的主要失效形式1链条疲劳破坏2多次冲击破断3链条铰链磨损4销轴和套筒的胶合5链条过载拉断

11.2.2链传动承载能力的计算链传动设计计算的承载能力条件式为

(11－1)式中

Pd—计算功率，kW；P—传递的功率，kW；KA——工作情况系数，见表11－2；Kz—小链轮齿数修正系数，见表11－3；Kl——炼厂修正系数，见表11－3；Km——多排链排数修正系数，见表11－4；P0——单排链的额定功率，kW。11.2.3链传动主要参数的选择1传动比：通常i=2-3.5

2链轮齿数：17,21,23,25,38,57,76,1143链节距和排数：优先选用小的节距4链速：12-15m/s5中心距a和链节数Lp11.3链传动的布置、张紧和润滑11.3.1链传动的布置和张紧11.3.3链传动的润滑

良好的润滑能减少链条铰链磨损，延长使用寿命。闭式链传动的润滑方式由图11－10确定。对于开式链传动和不易润滑的链传动可定期拆下用煤油清洗，干燥后将链浸入70°～80°的润滑油中，待铰链间隙充满油后使用。润滑油推荐采用32、46、68号机械油，温度低时取前者。对于开式链传动及重载低速链传动，可在油中加入MOS2、WS2等固体润滑剂。小结

本章主要介绍链传动的类型、特点和应用；链轮的结构；链传动的受力分析；链轮几何尺寸的计算；带传动的张紧目的及方法。链传动的润滑。

螺纹联接与螺旋传动12.1螺纹

12.2螺纹副的受力分析12.3螺纹联接的主要类型和标准螺纹联接件

12.4螺纹联接的预紧和防松

12.5螺栓组联接的结构设计和受力分析12.5螺栓联接的强度计算

12.6提高螺栓联接强度的措施12.7螺旋传动

小结不可拆联接联接动联接静联接:在机器中，把两个零(部)件联接起来使之没有相对运动的机械联接称为机械静联接,简称联接。{静联接{可拆联接概述：12.1螺纹

螺纹的形成1)普通螺纹(三角形螺纹)特点：螺纹的牙型角

=2

=60。因牙型角

大，所以当量摩擦因数大，自锁性能好，主要用于联接。11.1.1螺纹的类型、特点和应用1、根据形成螺纹时平面图形的不同细牙螺纹与粗牙螺纹的比较粗牙：常用细牙缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。细牙：自锁性能更好。常用于承受冲击、振动及变载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中。2)矩形螺纹特点：牙形为正方形，

=0，所以效率高，用于传动,常被梯形螺纹代替。3)梯形螺纹特点：

=2

=30。比矩形螺纹效率略低，在螺旋传动中有广泛应用。4)锯齿形螺纹特点：工作边

=3，非工作边

=30，它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点,能承受较大的载荷,但只能用于单向传动。5)圆柱管螺纹特点：用于管件联接的三角螺纹,

=55。2、按照螺旋线的数目不同：单线、双线或多线3、按螺纹的绕行方向：左旋螺纹、右旋螺纹4、按在内外圆柱面的分布：内螺纹、外螺纹12.1.2螺纹的主要参数d--螺纹大径d1-螺纹小径d2--螺纹中径P--螺距S--导程

--螺纹升角

--牙型角

--牙型斜角h—接触高度12.2.1螺纹副的受力关系、效率和自锁1.矩形螺纹等速上升松开螺母2.非矩形螺纹螺纹副的自锁条件≤12.3.1螺纹联接的基本类型1、螺栓联接12.3螺纹联接的基本类型和标准联接件

2、双头螺柱联接3、螺钉联接4、紧定螺钉联接12.3.2标准螺纹联接件的主要类型1、螺栓2、双头螺柱3、螺钉4、紧定螺钉5、螺母6、垫圈12.4螺纹联接的预紧和防松

12.4.1螺纹联接的预紧--拧紧螺母所需的拧紧力矩--克服螺纹副间的摩擦力矩--克服螺母环形面与被联接件的摩擦力矩对于一般联接，可以不控制预紧力，预紧的程度靠经验而定，对于重要的螺纹联接应严格控制预紧力，以保证装配的质量，满足联接的强度和紧密性。控制预计力较方便的方法是采用定力矩扳手或测力矩扳手。12.4.2螺纹联接的防松1、摩擦防松1)对顶螺母2)弹簧垫圈3)锁紧螺母2、机械防松开槽螺母与开口销2)止动垫圈3)串联钢丝3、破坏螺纹副法粘结法2)冲点法12.5单个螺栓的强度计算

12.5.1普通螺栓的强度计算1、松螺栓联接的强度计算强度条件设计公式≤≥2、紧螺栓联接的强度计算(1)只受预紧力作用的螺栓联接(a)螺栓最危险的截面上受拉应力和扭转剪应力的复合作用强度条件设计公式≤≥(b)承受横向载荷的紧螺栓≥≥采用减载装置，用抗剪切零件来承受横向载荷，螺栓只保证联接，不再承受工作载荷。≥(2)受预紧力和轴向工作载荷的螺栓联接一般联接工作载荷稳定时一般联接工作载荷有变化时地脚螺栓联接强度条件设计公式≥≤≥有紧密性要求的联接剪切强度条件挤压强度条件12.5.2铰制孔螺栓联接的强度计算≤≤12.5.3螺栓联接件的材料和许用应力常用材料：低碳钢，中碳钢，如Q215、Q235和10、15、35、45钢。在承受变载荷或有冲击、振动的重要联接中用合金钢，如40Cr、15MnVB、30CrMnSi。螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低20～40HBW12.6.1螺栓组联接的结构设计为了便于制造，使结合面受力均匀，被联接件的接合面的几何形状常设计成简单的轴对称的几何形状；12.6螺栓组联接的设计

2)根据载荷的类型合理布置螺栓位置，使各螺栓的受力合理；3)螺栓的布置应留有合理的间距、边距，以满足操作所需的空间；4)为便于分度，分布在同一圆周上的螺栓数量应为偶数，同组螺栓的直径、长度、材料应相同。

5）避免螺栓产生附加的弯曲应力12.7提高螺栓联接强度的措施1减少应力幅2改善螺纹牙上载荷分布不均的现象3减小应力集中4采用合理的制造工艺1)按用途和受力情况分为：12.8螺旋传动

12.8.1螺旋机构1.螺旋传动的分类2)按照螺旋副摩擦性质不同分为：传力螺旋；传导螺旋；调整螺旋。滑动螺旋传动；滚动螺旋传动；静压螺旋传动。2.螺旋传动的材料、失效形式和设计准则1)螺杆的材料螺杆的材料要求有足够的强度，较强的耐磨性和良好的加工工艺性。转速较低的普通螺旋传动，一般采用Q235、45、50钢，材料不经热处理;重载、转速较高的重要传动，常用65Mn、40Cr、20CrMnTi等，材料需经热处理。2)螺母的材料螺母材料除要有足够的强度外，同时还应具有足够的耐磨性和较好的减摩性。一般传动时，可采用ZCuSn10Pb1、ZCuSn5Pb5Zn5等耐磨性好的材料；低速、重载时，可采用ZCuAl9Fe