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机械设计1


机械设计(第八版)复习 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著

第二章

机械设计总论

§2-3 对机器的主要要求 机器的可靠度 R :在规定的时间或寿命内,预定环境下,机器能 够正常工作的概率。

§2-4 机械零件的主要失效形式 失效:零部件不能满足工作要求称为失效。 (一) 整体断裂 截面上的应力超过了零件的强度而发生的断裂或受变应力的作用 产生的疲劳断裂。 整体断裂:拉,压,弯,扭 (二) 过大的残余变形 零件上应力超过了材料的屈服极限,产生塑性变形,则零件产生 残余变形。残余变形会降低机器的精度和性能。 过大的残余变形:加工(夹持) (三) 零件的表面破坏 零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳,热处理(电化学或 化学侵蚀) 。
1

(四)破坏正常工作条件引起的失效 有些零件只有在一定工作条件下才能正常工作。如带传动,只有 在传递的有效圆周力小于临界摩擦力才能正常工作,否则,出现打滑 现象,影响正常工作。 破坏正常工作条件引起的失效:打滑,共振,胶合

塑性材料在静载荷作用下产生的失效形式为塑性变形; 脆性材料在 静载荷作用下产生的失效形式为断裂;不论何种金属材料在变载荷作 用下产生的失效形式为疲劳破坏。

§2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 (一) 避免在预定的寿命期内失效的要求 ⒈ ① 强度 强度是必须满足的条件 零件在工作中发生断裂或不允许的残余变形都属于强度不足。 ② 提高强度的措施 A) 采用高强度材料; B) 使零件具有足够的截面尺寸; C) 合理设计零件的截面形状,以增大截面惯性矩; D) 采用热处理和化学处理的方法,提高材料的力学性能; D) 提高运动零件的制造精度,降低工作时的动载荷; E) 合理地配置机器中各零件的相互位置, 降低零件上的载荷。
2



刚度

刚度:弹性变形。
① 零件在工作时产生的弹性变形不超过允许的限度,这称为满

足刚度条件。 ② 提高刚度的措施 A)增大零件的截面尺寸或增大截面惯性矩; B)缩短支承跨距或采用多支点结构; ⒊ ① ② 寿命 零件正常工作延续的时间称为零件的寿命。 影响零件寿命的因素 A)材料的疲劳; B)材料的腐蚀; C)零件表面的磨损; (五)可靠性要求 零件和机器的可靠度是相同的:在规定的时间或寿命内,预定环 境下,机器能够正常工作的概率。

§2-6 机械零件的设计准则 (一)强度准则 强度准则就是指零件中的应力 ? 不得超过允许的极限。
? ? ? lim

(2-1) (2-2)
3

??

? lim
S

式中: S 为安全系数, ? lim 为材料的极限应力。 (二)刚度准则 零件在载荷的作用下, 产生的弹性变形 y(它广义地代表任何形式 的弹性变形量)小于或等于机器工作性能所允许的极限值 ? y ?
y ? ? y?

(2-3) 第三章 机械零件的强度

§3-1 材料的疲劳特性 ? 载荷 机械工作时所受的力或力矩统称为载荷。载荷的大小或方向不随 时间变化或变化极缓慢时,称为静载荷;载荷大小或方向不断随时间 变化时,称为变载荷。 ? 应力 载荷作用在零件上将产生应力。不随时间而变或随时间缓慢变化 的应力称为静应力;不断地随时间而变的应力称为变应力。 ? 变应力的种类

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图中: T 为应力变化周期, ? a 为应力幅,? m 为平均应力,? max 绝对值 最大应力, ? min 为绝对值最小应力。 1)稳定循环变应力:应力变化周期、应力幅和平均应力均不随时 间而变化; 2)不稳定循环变应力:应力变化周期、应力幅或平均应力之一随 时间而变化; 3)随机变应力:应力变化不呈周期性而带偶然性。 ? 稳定循环变应力的种类 1)非对称循环变应力 2)脉动循环变应力 3)对称循环变应力

? max ? ? m ? ? a
? min ? ? m ? ? a
? m ? ?? max ? ? min ? / 2
? ? ? ?? max ? ? min ? / 2

稳定循环变应力的应力比(应力循环特征) r ?

? min 。 ? max

? max 、 ? min 、 ? m 、 ? a 、 r 五个参数中,只由两个是独立参数。

对称循环变应力: r ? ?1 ;脉动循环变应力: r ? 0 ;静应力: r ? ?1 。 ? 材料的疲劳特性描述参数: 最大应力 ? max 、应力循环次数 N 、应力比 r ?
? min 。 ? max
5

其 他 可 用 ? max
?a ? ? max ? ? min
2

和 r?

? ?? ? min 来 表 示 : ? min ? r? max , ? m ? max min , ? max 2



静应力强度(AB 段):应力循环次数 N≤1000 以前。 低周疲劳(BC 段):随着循环次数的增加,使材料发生疲劳破坏 的最大应力不断下降。这一阶段的疲劳现象称为应变疲劳。由于应力 循环次数相对很小,所以也叫做低周疲劳。 高周疲劳(CD 段) :CD 段代表有限寿命疲劳破坏。在此范围内, 试件经过相应次数的变应力作用后总会发生疲劳破坏。在 D 点以后, 如果 ? max ? ? D 时,则无论应力变化多少次,材料都不会破坏。故 D 点 以后的水平线代表了试件无限寿命疲劳阶段。这两段曲线所代表的疲 劳统称高周疲劳。大多数通用机械零件及专用零件的失效都是由高周 疲劳引起的。 (一) ? ? N 疲劳曲线 有限寿命疲劳曲线:图 3-1 的 CD 段可用公式描述:
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m ? rN N ? C

? NC ? N ? N D ?

(3-1)

式中: N 为应力循环次数, C 为常数, ? rN 为有限疲劳寿命极限, r 为 变应力的应力比。 人们在作疲劳试验时,常规定一个循环次数 N 0 ,称为循环基数, 将与 N 0 相对应的疲劳极限称为该材料的疲劳极限 ? rN (简写为 ? r )。
0

由式(3-1)可得:
? rN ? ? r m
N0 ? K N? r N

(3-3)

式中: K N 称为寿命系数。 m 为材料常数,其值由试验来决定: §3-2 机械零件的疲劳强度计算 (四)提高机械零件疲劳强度的措施 1)降低零件上的应力集中的影响 2) 选用疲劳强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方 法及强化工艺 3)提高零件的表面质量 如将处在应力较高区域的零件表面加工得较为光洁;对于工作在 腐蚀性介质中的零件规定适当的表面保护等。 4)尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹

第四章 ? 摩擦

摩擦、磨损及润滑概述

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当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发生 相对滑动,或有相对滑动的趋势时,在接触表面上就会产生抵抗滑动 的阻力称为摩擦力,这一自然现象称为摩擦。 ? 磨损 摩擦表面物质在摩擦过程中不断丧失或迁移的现象,即磨损。 ? 润滑 在两摩擦表面间加入润滑剂,形成润滑膜,从而降低摩擦、减轻 磨损和散热降温的作用,这种方法叫润滑。 ? 摩擦学 研究有关摩擦、磨损和润滑的科学与技术称为摩擦学。

§4-1 摩擦 ? 摩擦的分类 内摩擦:发生在物质内部、阻碍分子间相对运动的内摩擦; 外摩擦:当相互接触的两个物体发生相对滑动,或有相对滑动的 趋势时,在接触表面上产生的阻碍相对滑动的外摩擦; 静摩擦:仅相对滑动的趋势时的摩擦; 动摩擦:相对滑动进行中的摩擦; 动摩擦又分为:滑动摩擦和滚动摩擦; 滑动摩擦又分为:干摩擦、边界摩擦(边界润滑) 、流体摩擦(流 体润滑)和混合摩擦(混合润滑)

8

干摩擦:表面上无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦,其阻 力最大; 流体摩擦:两相对运动表面被流体层(液体或气体)隔开,摩擦性质 取决于流体内部分子间的粘性阻力的摩擦; 边界摩擦:两相对运动表面被吸附在表面的边界膜隔开,摩擦性质不 取决于流体粘度,而与边界膜和表面的吸附性质有关的摩擦; 混合摩擦:摩擦处于干摩擦、边界摩擦及流体摩擦的混合状态;

§4-2 磨损 一、 磨损 运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移,即形 成磨损。 二、 磨损的三个阶段 磨合磨损(跑合磨损)阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段

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a) 磨合磨损阶段 新的摩擦副表面较粗糙,在 10%~50%的额定载荷下进行试运转, 使摩擦表面的凸峰被磨平,实际接触面积逐步增大,压强减少和表面 材料加工硬化两个过程。 磨合阶段对新机器是十分必要的。 b) 稳定磨损阶段 零件在平稳而缓慢的速度下磨损,摩擦条件保持相对恒定。它标 志着零件正常工作寿命的长短。 c) 剧烈磨损阶段 经过稳定磨损阶段,零件的表面遭到破坏,运动副的间隙加大, 精度降低,效率减少,引起动载荷,不能保持良好的润滑状态,摩擦 副的温度急剧升高,磨损速度急剧加快。 应缩短磨合期、延长稳定期、推迟急剧磨损期的到来。 三、 减少磨损的主要措施 (1) 选用适合的润滑剂和润滑方法。 (2) 按零部件的主要磨损类型选择材料,如不要选同种材料可 降低粘着磨损,选择硬度高的材料可减轻磨粒磨损。 (3) 合理选择热处理和表面处理方法,如表面淬火和表面化学 处理。 (4) 适当降低表面粗糙度。 (5) 用滚动摩擦代替滑动摩擦。

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§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 (一)润滑剂 ? 润滑剂的作用 降低摩擦副之间的摩擦、减轻磨损、防锈、散热降温、缓冲、吸 振能力。 ? 评价润滑油的几个指标 ⑴ 粘度 粘度是流体流动时内部摩擦力的度量。 ① 运力粘度? 1687 年牛顿提出了粘性液的摩擦定律,流体中任意点处的切应力
? 与该点处的速度梯度
? ? ??
?u ?y ?u ?y

成正比,即 (4-3)

式中:? ——比例系数,即流体的动力粘度,单位为 Pa?s 。 压力和温度对粘度的影响,压力增大粘度增大,温度升高粘度降 低。

第五章

螺纹连接和螺旋传动 §5-1 螺 纹

一、螺纹的类型和应用 1.分类: ? 按用途分
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1)连接螺纹:起连接作用的螺纹,保证连接强度。用于连接的螺 纹牙型要求牙型强度高、自锁性能好。如普通螺纹(三角螺纹) 。 2)传动螺纹:起传动作用的螺纹,保证螺旋副的传动精度、磨损 和磨损寿命等。 ? 按几何参数可分 公英制螺纹;粗细牙螺纹;左右旋螺纹;单线及多线螺纹。
连接螺纹:一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。 细牙:直径相同,节距小,螺旋升角小,牙浅,自锁性好,但不耐磨, 易滑扣。多用于薄壁、细小零件或变载荷、冲击和振动的连接场合。

§5-2 螺纹连接的类型和标准连接件 一、螺纹连接的基本类型 1.螺栓连接 用于两被连件均不太厚的场合。 1)普通螺栓连接:不论连接受横 向载荷还是轴向载荷,螺栓均只受轴 向载荷。孔的加工精度低。 2)铰制孔用螺栓连接:基孔制过 渡配合

H7 ,直接承受横向载荷,一 m6

般用来承受轴向载荷。除起连接作用 外,还起定位作用。孔的加工精度高。
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2.双头螺柱连接 两被连接件一薄一厚,不宜制成通孔,且经常拆装的场合,拆卸 时只需拧下螺母即可。如图5-3a所示。

3. 螺钉连接 螺钉连接不使用螺母,而是利用螺钉穿过一连接件,拧入另一连接 件的螺纹孔内实现连接。两被连接件一薄一厚,且不经常拆装的场合。 如图 5-3b 所示。 §5-3 螺纹连接的预紧 ? 预紧:装配时拧紧。 ? 预紧力:预紧时预加的作用力。 (一) 预紧的目的 1. 提高连接的紧密性。 2. 提高连接的可靠性。 3. 防止连接松动或被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。 对于重要的连接,装配时要控制预紧力。

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§5-4 螺纹连接的防松 ? 螺纹连接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动。以防止连接的 松动,影响正常工作。 ? 螺纹连接的防松按工作原理可分为三类(P68 表 5-3) : 1. 摩擦防松 2. 机械防松 3. 不可拆卸防松(铆冲;粘接;焊接)
对于静载和温度变化不大,利用螺纹自锁防松。 ? 利用摩擦防松

用摩擦力矩来防止相对转动,有对顶螺母,弹簧垫片、弹簧锁紧螺 母和尼龙圈锁紧螺母等。 ? 机械防松

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? 破坏螺纹副关系防松

§5-5 螺栓组连接的设计 ? 螺栓组 两个零件用螺栓连接时,常常同时使用若干个螺栓,称为螺栓组。 (二) 螺栓组连接的受力分析 ? 螺栓连接大多工作之前应预紧,称为紧螺栓连接;

§5-6 螺纹连接的强度计算 4.螺栓的破坏形式和设计准则 ? 对于受拉螺栓:其主要破坏形式是螺杆螺纹部分发生断裂;因而 其设计准则为保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。 ? 对于受剪螺栓:其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现 压溃或螺栓杆被剪断。 2. 承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接 (一)受轴向静载荷
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1)变形协调条件

2)残余预紧力 F1 受工作载荷 F 后,由于螺栓的伸长,被连接件被放松其压缩量由

?m 减小为 ?m ? ?? ,压力由 F0 减至 F1 ,则 F1 称为残余预紧力。
3)螺栓的总拉力 F2

F2 ? F1 ? F
式中, F 为工作载荷。 4)预紧力 F0 、残余预紧力 F1 、及总拉力 F2 之间的关系
螺栓刚度: 被连件刚度:

(5-29)

cb ? tan ?b ? F0 / ?b cm ? tan ? m ? F0 / ?m
(5-30)

变形协调条件: ??b ? ??m ? ??

F1 ? F0 ?

cm F cb ? cm cb F cb ? cm

(5-31) (5-32)

F2 ? F1 ? F ? F0 ?
上式中,

cb 称为螺栓的相对刚度。 cb ? cm

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第六章

键、花键、无键连接和销连接

? 各种键连接通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩, 有的也能实现轴向固定和滑动。

§6-1 键连接 (一)键连接的功能、分类、结构形式及应用 ? 键连接的功能 通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩,有的也能实 现轴向固定和滑动。 ? 键的主要类型 平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。 ⒈ 平键连接 键的两侧面是工作面,靠键同键槽侧面的挤压传递转矩。 平键连接特点是:键的两侧面是工作面,靠键与键槽的侧面挤压 来传递扭矩;键的上表面和轮毂槽底之间则留有间隙。平键连接不能 承受轴向力,因而对轴上的零件不能起到轴向固定作用。
常用的平键有:普通平键、薄型平键、导向平键和滑键。

1)普通平键连接 ? 普通平键按端部形状不同分 A 型(圆头) 型(平头) 型(半圆头)三种型式。 、B 、C

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? 平键的标记

(注:A 型键标注时,省略 A) 采用 A、C 型平键时,轴上的键槽用 键槽铣刀铣出,键在槽中固定良好,但当 轴工作时, 轴上键槽端部的应力集中较大。 采用 B 型平键时,轴上的键槽用盘铣刀铣 出,键槽两端的应力集中较小。C 型平键 常用于轴端的连接。轮毂上的键槽一般用 插刀或拉刀加工。 键的截面尺寸 b×h 通常是根据轴的直径从标准中选取,键的长度主要由 轮毂的长度确定。

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⒉ 半圆键连接 轴上键槽用尺寸与半圆键相同的键槽铣刀铣出,因而键在槽中能 绕其几何中心摆动以适应毂上键槽的倾斜度。半圆键用于静连接,其 两侧面是工作面。 3. 楔键连接
楔键连接的特点:键的上下两面是工作面,键的上表面和轮毂键槽底 部各有 1:100 的斜度。

4. 切向键连接 切向键由一对斜度为 1:100 的楔键组成,切向键的工作面是两键 拼合后的上、下两个平行平面,其中一个平面包含轴心线。工作中靠 工作面间的挤压和轴与轮毂之间的摩擦力传递转矩。 单个切向键只能传递单向载荷,要传递双向载荷时需使用两个切 向键,为避免两个切向键的键槽对轴的强度造成过大的削弱,两个键 槽之间应沿周向 120 ~ 130? 布置。

§6-2 花键连接 (一)花键联接的类型、特点和应用 ? 主要参数
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小径 d(公称尺寸) 大径 D 、 、 齿宽 B 和齿数 N 。 标注为 z ? d ? D ? B (标 准: N ? d ? D ? B ) N ? d ? D ? B 如 8? 36 ? 40 ? 7 ( , ) 。

§6-3 无键连接 凡是轴与毂的连接不用键或滑键时,统称为无键连接。 1. 过盈联接 2. 型面联接 (一)型面联接

第七章

铆接、焊接、胶接和过盈连接 §7-1 铆接

铆钉连接是利用铆钉将两个或两个以上的元件(一般为板材或型 材)连接在一起的一种不可拆卸的连接,简称铆接。 铆接分为冷铆和热铆两种。 (一)铆缝的种类、特性及应用

§7-2 焊接 焊接是通过加热(使金属局部熔化) 、加压,或两者并用,使两个
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分离的物体产生原子(分子)间结合而连接成整体的过程。焊接应用 广泛,既可用于金属,也可用于非金属。

§7-4 过盈连接 (一)过盈连接的特点及应用 过盈连接:利用零件间的过盈配合达到连接的目的。 特点:结构简单、对中性好、承载能力大、承受冲击性能好、对 轴削弱少。但加工精度要求高、装卸不便。

第八章

带传动

§8-1 概述 带传动是一种挠性传动。 带传动一般由主动轮、从动轮、张紧在两轮上的传动带及机架组 成。 (一)带传动的类型和特点 1. 类型 按截面形状不同,传动带分为:平带、V 带和圆带三种。近年来 出现了多楔带和同步带。圆形带的应用较少。 ? V 带的横截面是梯形,工作时两侧面与轮毂侧面相接触。 比平带摩擦系数大 fv ? f , 从而产生更大的摩擦力, 承载能力大, 因此,一般的机械传动多采用 V 带传动。

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? 多楔带摩擦力大,传递功率高,兼有平带和 V 带的优点,主要用 于传递功率较大而结构要求紧凑的场合。 2. 特点 1)优点: (1) 结构简单,易于加工和装配,制作成本低; (2)允许较大的传动中心距; (3)能够缓冲吸振,传动平稳,噪声小; (4)过载时打滑可防止传动系统中其它零件的损坏。 2)缺点: (1)带有弹性变形,不能保证准确的传比; (2)传动效率较低; (3)传动装置外廓尺寸较大; (4)带的使用寿命较短。 2. 基本尺寸参数 带绕在带轮上时产生弯曲,外层受拉伸长,内层受压缩短,内外 层之间必有一长度不变的中性层,其宽度称为节宽 b p ;截面高度为 h ; V 带轮上与 b p 相应的带轮直径称为基准直径 d d 。与带轮基准直径相应 的带的周线长度称为基准长度,用 Ld 表示。两带轮轴线间的距离称为 中心距 a ,带两侧面间的夹角称为楔角 ? 。 3. 标准 ? 普通按截型可分为 Y、Z、A、B、C、D、E 七种型号。 ? 窄 V 带的截型可分为 SPZ、SPA、SPB、SPC 四种。
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4. 普通标 V 带的标记:型号 例如 B 1600 GB/T1171-96

基准长度

标准编号

§8-2 带传动工作情况的分析 (一)带传动中的力分析 1. 初拉力 F0 为使带和带轮间有足够的摩擦力,安装时就要以一定的拉力张紧 在带轮上,该拉力称为初拉力 F0 。 4. 有效拉力 Fe:
Ff ? Fe ? F1 ? F2

(8-3)
1?

1 e f? Fec ? Fef ? 2 ? F0 ?min 1 1? f? e

(8-6)

式中: F f 为传动带工作面上的总摩擦力, Fe 为传动带的有效拉力。 确定最大传递扭矩 T
d T ? Fe ? d 1 2

式中, d d 1 ——小带轮的直径。 5. 带传动功率
P? Fe v 1000 kW

(8-4)

式中, P 为功率, kW ; Fe 为有效拉力, N ; v 传动带的速度, m / s 。 1)合理安排松边、紧边的位置 当传动中的两个带轮水平放置时,应将松边安排在轮的上部,紧 边安排在轮的下部, 松边在重力作用下的下垂使得小轮包角有所增大,
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当两轮中心不等高时,应避免使两轮垂直放置, (带的下垂使带变松) , 应使小轮在下,紧边在下,如上图所示。 (四) 带的弹性滑动和打滑 1.带的弹性滑动 带由紧边绕过主动轮进入松边时, 带的拉力由 F1 减小为 F2 ,其弹性 伸长量也减小。带在绕过带轮的过程中,相对于轮面向后收缩,带与 带轮的轮面之间出现局部相对滑动,导致带的速度逐步小于主动轮的 圆周速度。 定义:由于带的弹性变形而产生的带与带轮之间的相对滑动称为 弹性滑动。 产生的原因:带的弹性、松边与紧边拉力差 弹性滑动的特点:不可避免的弹性滑动率 弹性滑动的后果:传动比不准确;带的磨损,效率降低 2. 带传动的打滑 产生的原因:外载荷增加,使得 Fe ? Fec ? Ff max 造成的后果:带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降,直至 传动失效。 打滑的特点:可以避免的。是主要失效形式之一,应当避免。 打滑的定义:在一定的初拉力 F0 作用下,带与带轮接触面间摩擦 力的总和有一极限值。当带所传递的有效拉力 F 超过带与带轮接触面 间摩擦力的总和 ? F f 的极限值时, 带与带轮将发生明显的相对滑动, 这 种现象称为打滑。
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在带传动中,由于小轮的包角小,带和带轮沿小带轮先发生打滑。 打滑对带传动性能:带打滑时从动轮转速急剧下降,使传动失效, 同时也加剧了带的磨损,应避免打滑。

§8-3

普通 V 带传动的设计计算

(一)设计准则和单根 V 带的基本额定功率 P0 1. 带传动的失效形式和设计准则 失效形式:打滑;磨损;疲劳折断 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。 (四)带传动的设计计算 2. 设计步骤与方法 (1)确定计算功率 Pca

Pca ? K A P

? KW ?

(8-21)

式中: Pca —计算功率 ? KW ? ;

K A —工作情况系数(简称工况系数) ,查表 8-7;

P —传递的额定功率 ? KW ? ,如电动机的额定功率;
(2)选择 V 带的型号 根据计算功率 Pca 和小带轮转速 n1 。

第九章 链传动 §9-1 链传动的特点和应用
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链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。

1. 链传动的组成 由主动链轮、从动链轮和链条组成。 2. 链传动的特点 1)优点 (1)与带传动相比,链传动无弹性滑动和打滑现象,工作可靠, 具有准确的平均传动比, 传动效率较高; 在传递相同功率的情况下, 结构较为紧凑;链条张紧力小,作用于链轮轴上的力也较小,故链 传动能够在低速重载及温度较高的条件下使用。 (2)与齿轮传动相比,链传动制造和安装精度要求较低;在远距 离传动中,链传动的结构简单而轻便。 2)缺点 不能保持恒定的瞬时传动比, 传动中有周期性的动载荷和啮合冲 击,不适合载荷变化很大和急速反向转动的场合。

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§9-2 传动链的结构特点 (一) 滚子链结构特点 ? 滚子链的组成: ? 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。 ? 内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接; ? 滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。

? 滚子链的分类 滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成 正比,但由于精度的影响,各排的载荷不易均匀,故排数不宜过多。 ? 链条接头和滚子链规格 链条的接头处的固定形式有: 用开口销固定,多用于小节距链,图 9-4a。 弹簧卡片固定,多用于大节距链,图 9-4b。

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设计时,链节数以取为偶数为宜,这样可避免使用过渡链节(图 9-4c),因为过渡链节会使链的承载能力下降。
偶数节:链条的一端的外链板正好与另一端的内链板相连,如下图所 示。

奇数节:链条的一端的外链板要与另一端的外链板相连,而无法连接, 要使用过渡链节。

过渡链节:

过渡链节会产生附加弯矩,承载↓,极限拉伸载荷 Q? ? 0.8Q 。所以避 免采用奇数链节。
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? 滚子链的主要参数 1)节距 p 滚子链上相邻滚子外圆中心的距离称为节距。 2)节数 L p

L p 取整数,一般为偶数。
3)滚子外径 d1 ? 滚子链的主要尺寸和标记方法 滚子链的标记方法是:链号—排数—整链链节数、标准编号。 例 08A—1—88 GB1234—83 表示:A 系列、节距 12.7mm(08*25.4/16) 、单排、88 节的滚子链。 ? 滚子链的外形

§9-4 链传动的工作情况分析 (一) 链传动的运动不均匀性

? 多边形效应 链传动的不均匀性的特征,是由于围绕在链轮上的链条形成了正 多边形这一特点所造成的,故称为链传动的多边形效应。
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链轮的转速越高、节距越大、齿数越少,则传动的动载荷就越大。 链节和链轮啮合瞬间的相对速度,也将引起冲击和动载荷。链节距越 大,链轮的转速越高,则冲击越强烈。

§9-5 滚子链传动的设计计算 (一)链传动的失效形式 1.链的疲劳破环 2.链条铰链的磨损 3.链条铰链的胶合 4.链条的多次冲击破断 5.链条的静力拉断。 (三)链传动的参数的选择 1.链轮齿数 z1 、z2
① 不宜过少 同时啮合齿数↓,磨损↑,链节间相对转角↑,↑功率消耗, 所以,限制小链轮的齿数,一般 zmin ? 17 ⑵ 不宜过多

z z 当传动比一定时, 1 增大, 2 增大;
磨损后,节距 p ? p ? ?p ,需要分度 圆直径 d ? ?d ?

p ? ?p 增加, ? sin? 180 /z ?

而实际链轮分度圆的直径没有增加, 发
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生跳齿、脱链等现象,从而降低链条和链轮的寿命。所以限制大链轮 的齿数, z2 max ? 150 ,一般 z2 ? 114 。 当链条磨损后,脱链通常发生在大链轮上。 在一定转速下,要减轻链传动的运动不均匀和动载荷减少链节距和增 大链轮齿数。

链轮齿数一般都选取与链节数互为质数的奇数,优先数列为 17、 19、21、23、25、38、57、76、95、114。 综上所述:链节数常取偶数,避免使用过渡链节,过渡链节会使 链的承载能力下降;相应的链轮取为奇数,且互为质数,此时在传动 过程中每个链节与每个链轮齿都有机会啮合,这样可以使磨损均匀。

§9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护 (一) 链传动的布置 ① 两轮回转面应在同一铅垂面内; 应尽量保持链传动的两个链轮 共面,否则工作中容易脱链。 ② 两轮中心线最好水平,或与水平面≤45°夹角,尽量避免垂直 布置; ③ 紧边在上,松边在下,以避免松边下垂量增大后,链轮与链条 卡死。

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