第三篇 机械传动
本篇将要讲授如下几章：
第八章 带传动
第九章 链传动
第十章 齿轮传动
第十一章 蜗杆传动
第八章 带传动
构成如右图：
★属于摩擦传动
★松边、紧边问题
★张紧问题
★带属于挠性件
适用于中心距较大的场合，结构简单、成本低、吸振、可过载保护。 不适用于有油污、高温、易燃、易爆的场合。
寿命较短，一般只有2000~3000h 。
一般：带速为v=5~25m/s ，传动比≤7，传动效率η>0.9~0.95。
§8-1 概述
一、带传动的类型：
传动装置的作用 传递运动（变速）
传递动力 改变运动形式 机械传动 摩擦传动
啮合传动
液力传动
气力传动
电传动 分为 按传动原理分
摩擦带传动——V 带、平带等
啮合带传动——同步齿形带
二、V 带的类型与结构：
普通V 带的结构：
◆ 有四层。
◆ 为无接头的环形带。
◆ 工作面是两侧面。
◆ 产生的摩擦力比平皮带大，故能传递更大的动力。
◆ 按截面尺寸由小到大分为Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E 七种（旧国标为O 、A 、B 、C 、D 、E 、F
七种型号）
（窄V 带的截形分为S P Z 、S P A 、S P B 、S P C 四种）
普通V 带的主要尺寸 按用途分 传动带 输送带
按带的截面形状分 平带 V 带 多楔带 圆形带 同步带 V 带分 普通V 带 大楔角V 带
宽V 带
窄V 带
联组V 带 齿形V 带 …… ——应用最广
——窄V 带用合成纤维绳作强力层，与同样高度的普通V
带相比，宽度小
1/3，但承载能力
高1.5～2.5倍，目前应用渐广。
节面——既不伸长也不缩短的一层
节宽b p——节面的宽度
轮槽节宽L p——轮槽上与相应V带节宽b p相等处的槽宽
截面高度h——标准规定：h/b p=0.7（窄V带为0.9）
轮槽基准宽度b d——国标规定取b d=b p
节圆直径d p——轮槽节宽处的直径
基准直径d d——取d d=d p
基准长度L d——在规定的张紧力下，带轮基准直径d d上的周线长度
楔角φ——φ=40°
注意：新国标对普通V带和窄V带及其带轮规定有两种尺寸制——基准宽度制和有效宽度制。一般常用前者。
三、带轮的结构：
1、要求：
强度、刚度足够，无过大铸造内应力，质量小且分布均匀，高速时须经动平衡；结构工艺性好，带轮工作面光滑以减少磨损。
2、材料：
常用灰铸铁——HT150(V<25m/s时)、HT200(V=25～30m/s时)。
V≥25~45m/s时，可用球墨铸铁、铸钢或锻钢。
小功率时可用铸铝或塑料。
3、结构：
实心式——d较小时。
腹板式——d中等时。
孔板式——d较大时。
轮辐式——d>350时。
§8-2 带传动工作情况分析
一、受力分析：
►带必须以一定的初拉力F 0张紧在带轮上。
►静止时——带两边的拉力都等于初拉力F 0
►传动时——因摩擦作用，两边拉力不相等：
绕入主动轮的一边——紧边，拉力由F 0增加至F 1
另一边——松边，拉力由F 0减少至F 2
若设带的长度不变，则应有：
F 1-F 0=F 0-F 2
即 F 0=（F 1 +F 2）/2
两边拉力之差称为带传动的有效拉力，即带所能传递的圆周力，记为F
F=F 1-F 2
实际上，F 是带与带轮之间摩擦力的总和
带所能传递的功率应为：
P ——KW
F ——N
V ——m/s
若所需传递的圆周力超过带与带轮接触面间总摩擦力时，将产生相对滑动——称为打滑 打滑将加剧带的磨损，降低η，使运动失效，故应避免。
当带与带轮之间有全面滑动的趋势时，摩擦力将达到最大值，亦即有效圆周力达到最大值。 若不计离心力，则紧边拉力F1和松边拉力F2有如下公式：
f ——摩擦系数
α——包角
此式称为柔韧体摩擦的欧拉公式
上式表明，带可传递的圆周力F 与下列因素有关： .1.1.2 P .1.1.1.1
1000
F 1 F 2 =e
f α F 0= （F 1 +F 2） F=F 1-F 2 F 1 F 2 =e f α
由 三式联立求解可得： 1 2 e f α-1 F=2F 0 e f α+1
（1）初拉力F 0——F 0↑则F ↑——但F 0过大将加剧磨损
（2）摩擦系数f ——注意改变材料、表面状况等
（3）包角α——α↑则F ↑
所以：松边常放在上面以↑α
打滑首先在小带轮上发生，因小带轮上α小些。
可推出：
不打滑条件下，带所能传递的最大圆周力为：
二、应力分析： 工作时带中的应力由三部分组成：
1、拉力产生的拉应力 紧边－－A
F 11=σ 松边－－A F 22=
σ 因为 F 1>F 2； 所以 σ1>σ2
2、离心应力σc
传动带随带轮作圆周运动，产生离心拉力 Fc ＝q ν2
q ——单位长度的质量kg/m(查表)
ν——带速(m/s)
相应的离心应力为：
A q A F C C 2
νσ== 皮带整周上各处的σc 是相等的。
3、弯曲应力σb
d h E b =σ h ——带高(mm)
d ——带轮直径(mm ，对V 带取为基准直径)
E ——弹性系数（Mpa ）
σb 只发生在带上包角所对的圆弧部分，且σb1>σ
b2 。
带的应力分布图如下：
应有：
ζmax =ζ1+ζc +ζb1≤[ζ]
F max =F 1 1– 1 e fá （ ） （A －－带的截面面积）
三、带的弹性滑动和打滑问题：
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。
1、弹性滑动
带从紧边绕过主动轮到松边时：
拉力由F 1→F 2
相应伸长量由 δ1→δ2
故有一收缩量 Δδ=δ1-δ2
此时带轮轮面间出现局部相对滑动，带速 < 主动轮圆周速度
同理：带轮松边绕过从动轮进入紧边时：带速 > 从动轮圆周速度
此称 弹性滑动
弹性滑动由拉力差引起，只要传递圆周力，就不可避免！
2、打滑
指过载引起的全面滑动——可以避免。
四、带传动的传动比：
带的弹性滑动使得：从动轮的圆周速度ν2 < 主动轮的圆周速度ν1
从动轮的圆周速度降低率用 ε——滑差率 来表示。
故带传动的传动比为：
)
1(1221ε-==d d n n i 对V 带，一般ε=0.01～0.02，值很小，故一般计算时不予考虑。
§8-3 V 带传动的设计
一、失效形式：
主要有：
带与轮间的磨损
打滑
带疲劳破坏（脱层、撕裂、拉断等）
二、设计准则：
在传递功率时不打滑、且具有一定的疲劳强度和寿命。
三、V 带传动的设计步骤和方法：
例：某通风机用普通V 带传动，已知电机额定功率P=10KW ，转速n 1=1450rpm ，从动轮转速n 2=400rpm ，中心距约为1500mm ，每天工作16h ，试设计选择V 带。
解：1）求计算功率P c a
P ca =K A P
查表得工况系数K A =1.3
所以：P ca =1.3×10=13（KW ）
2）选择普通V 带型号
根据P ca =13KW 和n 1=1450rpm 查图
ε= ν1- ν2 ν1 πd 1n 1- πd 2n 2 1n 1
=
知：应选B 型V 带
3）确定带轮基准直径d d 1、d d 2
查表知：B 型V 带轮的最小基准直径为125mm ；
又从上图中查出：d d1取为125~140mm 为宜；
故取： d d1 =140mm 则大带轮的基准直径为：mm d n n d d d 5.507140400
1450
121
2≈⨯==
按上表进行直径圆整（套标准值），取：d d2=500mm
则实际传动比为：
57.3140
50012
===d d d d i 大带轮的实际转速为：)(40657.31450
1
2rpm i n n === 由此造成的从动轮转速误差为：%5.1100400400
406=⨯-
在±5%以内，故允许。
4）验算带速ν )/(63.101000601450
1401000601
1s m n d d =⨯⨯⨯=⨯=ππν
按规定应有：ν < νmax ， 而且应使 ν > 5m/s
对普通V 带： νmax =25~30 m/s
可见：实际带速在允许范围之内，可行。
5）计算基准长度L d 和实际中心距a
初定中心距为： a 0=1500 mm
按公式计算基准长度：
)
(9.402615004)140500()500140(2150024)()(222
2
12210'mm a d d d d a L d d d d d ≈⨯-+++⨯=-+++=ππ
按标准进行圆整，取基准长度为：L d =4000 （mm ）
故实际中心距为： )(148729
.4026400015002'
0mm L L a a d
d =-+=-+≈
中心距的变动范围为：
a min =a-0.015L d =1487-0.015×4000=1427 (mm)
a max =a+0.03L d =1487+0.03×4000=1607 (mm)
6）验算小带轮包角α1 000120112013.1663.571487
1405001803.57180>≈⨯--=⨯--≈a d d d d α 合理 7）确定V 带根数Z L
a ca K K P P P Z )(00∆+= K α——包角系数。 查表 取K α =0.97（内插法）
K L ——带长修正度系数。 查表 取 K L =1.13
P ca ——计算功率。 已知 P ca =13（KW ）
P 0——单根V 带额定功率。 查表 取 P 0=2.82（内插法）
ΔP 0——计入传动比的影响时，单根V 带额定功率的增量。 查表 取 ΔP 0 =0.46 62.313
.197.0)46.082.2(13)(00=⨯⨯+=∆+=L a ca K K P P P Z 取 Z =4 (根)
8）求初拉力F 0及带轮轴上的压力F P 20)15.2(500ννα
q K Z P F ca +-= q ——V 带单位长度的质量。 查表 知 q=0.17 （kg/m ） ∴ )(33.26063.1017.0)197.05.2(63.10413500
20N F =⨯+-⨯= )(4.20672
13.16633.2604222221
00N Sin Sin ZF Cos ZF F q =⨯⨯⨯===αβ
结果：选用4根B-4000GB1171-89的V 带，a=1487mm ，d d1=140mm ，d d2=500mm 。
§8-4 V 带传动的张紧装置
带在工作一段时间之后会因塑性变形而松弛，将使初拉力F ↓，从而降低传动性能，故须再张紧。
常有两类方法：
1、调整中心距
1）、定期张紧
滑
摆
滑道式 摆架式
2）、自动张紧
2、张紧轮方式
内张紧——张紧轮应放于松边内侧靠近大轮处
外张紧——张紧轮在外侧时，应靠近小轮。（上右图）
松紧程度判断：
按压法——（能按压15mm 为宜）
仪器测预紧力法——（每100mm 上的挠度为1.6mm 较合适）
§8-5 其它带传动
一、高速带传动
二、同步带传动
略、自学
调位式
摆棰式
第8章 带传动带传动是一种常用的机械传动形式，它的主要作用是传递转矩和转速。大部分带传动是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。本章将对带传动的工作情况进行分析，并给出带传动的设计准则和计算方法。着重讨论V带传动的设计计算，同时对同步带传动作了简介。 8.1 概述 如图8.1所示，带传动一般是由主动轮1、从动轮2、紧套在两轮上的传动带3及机架4组成。当原动机驱动带轮1（即主动轮）转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮2一起转动，从而实现运动和动力的传递。 图8.1 带传动 8.1.1 带传动的类型 1．按传动原理分 （1）摩擦带传动靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等； （2）啮合带传动靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。 2．按用途分 （1）传动带传递动力用； （2）输送带输送物品用。 本章仅讨论传动带。 3．按传动带的截面形状分 （1）平带如图8.2 a）所示，平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。常用的平带有胶带、编织带和强力锦纶带等。 （2）V带V带的截面形状为梯形，两侧面为工作表面，如图8.2 b）所示。传动时，V带与轮槽两侧面接触，在同样压紧力F Q的作用下，V带的摩擦力比平带大，传递功率也
较大，且结构紧凑。 （3）多楔带如图8.3所示，它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。多楔带结构紧凑，可传递很大的功率。 （4）圆形带如图8.4所示，横截面为圆形，只适用于小功率传动。 （5）同步带带的截面为齿形，如图8.5所示。同步带传动是靠传动带与带轮上的齿互相啮合来传递运动和动力，除保持了摩擦带传动的优点外，还具有传递功率大，传动比准确等优点，多用于要求传动平稳、传动精度较高的场合。 图8.2 平带和V带图8.3 多楔带 图8.4 圆形带图8.5 同步带 8.1.2 带传动的特点和应用 带传动属于挠性传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸振。过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。带传动允许较大的中心距，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉。但由于带与带轮之间存在滑动，传动比不能严格保持不变。带传动的传动效率较低，带的寿命一般较短，不宜在易燃易爆场合下工作。 一般情况下，带传动传动的功率P≤100kW，带速v = 5 ~ 25m/s，平均传动比i≤5，传动效率为94 % ~ 97 %。高速带传动的带速可达60 ~ 100m/s，传动比i≤7。同步齿形带的带速为40～50m/s，传动比i≤10，传递功率可达200kW，效率高达98% ~ 99%。 8.1.3 带传动的形式 带传动的主要形式及各种形式对各带型的适用性如表8.1所列。应该注意V带传动一般均采用开口传动形式。
第一章绪论 1-1机器的基本组成要素是什么？ 答：机械零件 1-2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。 答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。如齿轮、轴、螺钉等。 构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。 部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。 1-3什么是通用零件？什么是专用零件？ 答：通用零件在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉、轴等。 在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。 1-4机械设计课程研究的内容是什么？ 答：机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。 第二章机械设计总论 2-1答：一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源；执行部分用来完成机器的预定功能；传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。2-2答：设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。 设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。 2-3答：机械零件常见的失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。 常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。 2-4答：强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。强度条件为 []σσ ≤ 。 提高机械零件的强度，可以采取：a、采用强度高的材料，使零件具有足够的截面尺寸；b、合理地设计零件的截面形状，增大截面的惯性矩；c、采用热处理和化学处理方法，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、合理配置零件的位置，降低作用于零件上的载荷等。 2-9答： HT150：灰铸铁，抗拉强度为150MPa ZG230-450：铸钢，屈服强度为230 MPa,抗拉强度为450 MPa 65Mn：优质碳素结构钢，含碳量为0.65%，含锰量<1.5% 45：优质碳素结构钢，含碳量为0.45% Q235：普通碳素结构钢，屈服强度为235 MPa 40Cr：中碳合金钢，含碳量为0.40%，含铬量<1.5%
机械设计基础课程形成性考核作业答案（三）第8章齿轮传动 1．渐开线齿廓形状取决于________直径大小。 A．节圆B．分度圆C．基圆D．齿顶圆 2．对于标准直齿圆柱齿轮，决定齿廓形状的基本参数是________，________，________。 3．标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的_________模数和_________都相等，齿轮的_________角相等、旋向_________。 4．采用展成法加工正常齿齿轮时，不发生根切的最少齿数是_______ 5．一对齿轮啮合时，两齿轮的________始终相切。 A．分度圆B．基圆C．节圆D．齿根圆 6．已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径d a1＝77.5mm，齿数z1＝29。现要求设计一个大齿轮与其相啮合，传动的安装中心距a＝145mm，试计算这个大齿轮的主要尺寸。（分度圆直径d2、齿顶圆直径d a2、齿根圆直径d f2、基圆直径d b2） 7．两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示，高速级m n＝3mm，β1＝15°Z2＝51；低速级m n＝5mm，Z3＝17试问： （1）低速级斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反? （2）低速级齿轮取多大螺旋角β2才能使中间轴的轴向力相互抵消? 8．单级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮材料为45钢，调质处理，大齿轮材料为ZG45，正火处理，已知传递功率P l＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mm，z l＝25，z2＝73，b1=84mm，b2=78mm，双向运转，齿轮在轴上对称布置，中等冲击，电动机驱动。试校核此齿轮传动的强度。
1．C 2．齿数 压力角 变位系数 3．法面 法面压力角 螺旋角相等 相反 4．17 5．C 6．解：m ha z d a *)2(11+= mm m 5.2=∴ 2/)(21z z m a += mm z 872=∴ mm mz d 5.217875.222=?== mm m ha z d a 5.222*)2(22=+= mm m c ha z d f 25.211*)2*2(22=--= mm d d b 38.204cos 2==α 7．解：（1）低速级斜齿轮旋向为左旋，才能使中间轴上两齿轮轴向力相反。 （2）2312ββtg F tg F t t = 3 32222d T F d T F II t II t = = 2123 22ββtg d T tg d T II II = → 3322211c o s 2c o s Z m tg Z m tg n n ββββ?=? 2 23 312s i n s i n Z m Z m n n ?=ββ ≈2β8.27° 8．解： 小齿选用45号钢，轮调质处理，查表硬度220HBS 大齿轮ZG45 硬度
第三篇 机械传动 本篇将要讲授如下几章： 第八章 带传动 第九章 链传动 第十章 齿轮传动 第十一章 蜗杆传动 第八章 带传动 构成如右图： ★属于摩擦传动 ★松边、紧边问题 ★张紧问题 ★带属于挠性件 适用于中心距较大的场合，结构简单、成本低、吸振、可过载保护。 不适用于有油污、高温、易燃、易爆的场合。 寿命较短，一般只有2000~3000h 。 一般：带速为v=5~25m/s ，传动比≤7，传动效率η>0.9~0.95。 §8-1 概述 一、带传动的类型： 传动装置的作用 传递运动（变速） 传递动力 改变运动形式 机械传动 摩擦传动 啮合传动 液力传动 气力传动 电传动 分为 按传动原理分 摩擦带传动——V 带、平带等 啮合带传动——同步齿形带
二、V 带的类型与结构： 普通V 带的结构： ◆ 有四层。 ◆ 为无接头的环形带。 ◆ 工作面是两侧面。 ◆ 产生的摩擦力比平皮带大，故能传递更大的动力。 ◆ 按截面尺寸由小到大分为Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E 七种（旧国标为O 、A 、B 、C 、D 、E 、F 七种型号） （窄V 带的截形分为S P Z 、S P A 、S P B 、S P C 四种） 普通V 带的主要尺寸 按用途分 传动带 输送带 按带的截面形状分 平带 V 带 多楔带 圆形带 同步带 V 带分 普通V 带 大楔角V 带 宽V 带 窄V 带 联组V 带 齿形V 带 …… ——应用最广 ——窄V 带用合成纤维绳作强力层，与同样高度的普通V 带相比，宽度小 1/3，但承载能力 高1.5～2.5倍，目前应用渐广。
节面——既不伸长也不缩短的一层 节宽b p——节面的宽度 轮槽节宽L p——轮槽上与相应V带节宽b p相等处的槽宽 截面高度h——标准规定：h/b p=0.7（窄V带为0.9） 轮槽基准宽度b d——国标规定取b d=b p 节圆直径d p——轮槽节宽处的直径 基准直径d d——取d d=d p 基准长度L d——在规定的张紧力下，带轮基准直径d d上的周线长度 楔角φ——φ=40° 注意：新国标对普通V带和窄V带及其带轮规定有两种尺寸制——基准宽度制和有效宽度制。一般常用前者。 三、带轮的结构： 1、要求： 强度、刚度足够，无过大铸造内应力，质量小且分布均匀，高速时须经动平衡；结构工艺性好，带轮工作面光滑以减少磨损。 2、材料： 常用灰铸铁——HT150(V<25m/s时)、HT200(V=25～30m/s时)。 V≥25~45m/s时，可用球墨铸铁、铸钢或锻钢。 小功率时可用铸铝或塑料。 3、结构： 实心式——d较小时。 腹板式——d中等时。 孔板式——d较大时。 轮辐式——d>350时。 §8-2 带传动工作情况分析
第八章练习题 1. 单项选择 1-1 装配系统图表示了（）。 ①装配过程 ②装配系统 组成 ③装配系统布局④机器装配结构 1-2 一个部件可以有（）基准零件。 ①一个②两个③三个 1-3 汽车、拖拉机装配中广泛采用（④多个 ）。 ①完全互换法 ②大数互 换法 ③分组选配法④修配法 1-4 高精度滚动轴承内外圈与滚动体的装配常采用（ ①完全互换法②大数互换法③分组选配法 ）。 ④修配法 1-5 机床主轴装配常采用（）。 ①完全互换法②大数互换法③修 配法 ④调节法1-6 装配尺寸链组成的最短路线原则又称（）原则。 ①尺寸链封闭 ②大数 互换 ③一件一环④平均尺寸最小 1-7 修选配法通常按（）确定零件公差。 ①经济加工精度 ②零件加工可能达到的最高精 度 ③封 闭环 ④组成环平均 精度 1-8 装配的组织形式主要取决于（）。 ①产品重量 ②产品质量 ③ 产品成本④生产规模 1-9 牛头刨床总装时，自刨工作台面，以满足滑枕运动方向与工作台面平行度的要求。这属于（）。 ①选配法②修配法③调 节法 ④试凑法 1-10 据统计，机器装配费用约占机器总成本的（）。 ① 1/10~1/5 ② 1/5~1/3 ③ 1/3~1/2 ④ 1/2~2/3 2. 多项选择
2-1 机器由（）装配而成。 ①零件②组件③部件④标准件 ）等。2-2 机械装配的基本作业包括清洗、连接、调整、（ ①检测②平衡③加工④修配
2-3 常见的可拆卸连接有、和（）等。 ①螺纹连接 ②铆钉 连接 ③销连接④键连接 2-4 常用的机械装配方法有（）和修配法等。 ①完全互换法 ②大数互 换法 ③调 整法 ④选配法 2-5 机械产品的装配精度一般包括（）。 ①相互位置精度②相互配合精度③相互运动 精度 ④工作稳定性2-6 在确定各待定组成环公差大小时，可选用（）。 ①等公差法 ②等精 度法 ③随机分 配法 ④按实际加工可能性分配法 2-7 协调环通常选（）的尺寸。 ①尺寸链中最小 ②尺寸链中最小③易于制 造 ④可用通用量具测量 2-8 分组选配法进行装配时适用于（）的情况。 ①大批量生产 ②配合精度要求很 高 ③参与装配零件本身精度很 高 ④参与 装配零件数较少 2 -9 自动装配条件下对零、部件结构工艺性的要求包括（）等。 ①重量轻 ②体 积小 ③形状规则④能够互换 2-10 安排装配顺序的一般原则包括（）等。 ①先内后外②先下后上③先大 后小 ④先难后易 3. 判断题 3-1 零件件是机械产品装配过程中最小的装配单元。 3-2 套件在机器装配过程中不可拆卸。 3-3 超声波清洗适用于形状简单、清洁度要求不高的零件清洗。 3-4 紧固螺钉连接使用拧紧力矩越大越好。 3-5 过盈连接属于不可拆卸连接。 3-6 配合精度指配合间隙（或过盈）量大小，与配合面接触面大小无关。3-7 配合精度仅与参与装配的零件精度有关。 3-8 直线装配尺寸链只有一个封闭环。 3-9 采用固定调节法是通过更换不同尺寸的调节件来达到装配精度。 3-10 自动装配中应尽量减少螺纹连接。
第四篇轴系零部件 第十二章滑动轴承 （一）教学要求 1、了解滑动轴承特点、分类和主要结构，滑动轴承的材料、润滑方式，了解非流体摩擦滑动 轴承的计算方法 2、解流体动压润滑滑动轴承计算，主要参数选择，了解其它型式滑动轴承 （二）教学的重点与难点 1、非流体摩擦滑动轴承的设计计算 2、流体动压滑动轴承的承载能力及影响因素 （三）教学内容 §12-1 概述 一、轴承： ——支承轴及轴上零件。 二、轴承分类： 滑动轴承——宜用在高速、高精度、重载、结构上要求剖分处。滚动轴承——应用很广。 三、滑动轴承分类： 按承受载荷方向分：径向轴承 推力轴承 按装拆方式分：整体式轴承 剖分式轴承——又分为直剖和斜剖按摩擦状态分：液体摩擦滑动轴承 非液体摩擦滑动轴承 按油膜形成原理不同分：液体动压润滑轴承 液体静压润滑轴承例如：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、水泥搅拌机、
四、滑动轴承的特点 优点： 1）承载能力高； 2）工作平稳可靠、噪声低； 3）径向尺寸小； 4）精度高； 5）流体润滑时，摩擦、磨损较小； 6）油膜有一定的吸振能力 缺点： 1）非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大，磨损严重。 2）流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦； 3）流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。 五、应用： 1）n特高或特低； 2）对回转精度要求特别高的轴； 3）承受特大载荷； 4）冲击、振动较大时； 5）特殊工作条件下的轴承； 6）径向尺寸受限制或轴承要做成剖分式的结构 例：机床、汽轮机、发电机、轧钢机、大型电机、内燃机、铁路机车、仪表、天文望远镜等。 六、本章重点内容： 1）、轴承型式与结构 2）、轴瓦材料与结构 3）、轴承结构参数 4）、润滑剂选择 5）、工作能力及热平衡计算 §12-2 滑动轴承的结构型式 一般由轴承座、轴瓦(套)、润滑装置、密封装置等组成 一、径向滑动轴承： 1、整体式——见右图 ?注意轴套上的油沟 ?磨损后无法调整间隙 ?用于间歇工作、轻速轻载的场合 2、剖分式 ?有直剖和斜剖两种 ?注意定位止口 ?之间有垫片，磨损后可减薄垫片并刮瓦 ?应用广泛
第一章 机械零件常用材料和结构工艺性 Q235：Q ：“屈”，235：屈服点值 50号钢：平均碳的质量分数为万分之50的钢 第二章：机械零件工作能力计算的理论基础 (必考或者二选一)+计算 1， 在零件的强度计算中，为什么要提出内力和应力的概念 因为要确定零件的强度条件 内力：外力引起的零件内部相互作用力的改变量。 应力为截面上单位面积的内力。 2， 零件的受力和变形的基本形式有哪几种试各列出1~2个实例加以说明。 轴向拉伸和压缩；剪切和挤压；扭矩；弯曲 △ 第四章 螺旋机构 P68四选一 1、试比较普通螺纹与梯形螺纹有哪些主要区别为什么普通螺纹用于连接而梯形螺纹用于传动 普通螺纹的牙型斜角β较大，β越大，越容易发生自锁，所以普通螺纹用于连接。β越小，传动效率越高，固梯形螺纹用于传动。 2、在螺旋机构中，将转动转变为移动及把移动转变为转动有什么条件限制请用实例来说明螺母与螺杆的相对运动关系。 转动变移动升角要小，保证可以自锁；而升角大的情况下，移动可转为转动 3、具有自锁性的机构与不能动的机构有何本质区别 自锁行的机构自由度不为0，而不能动的机构自由度为0 4、若要提高螺旋的机械效率，有哪些途径可以考虑 降低摩擦，一定范围内加大升角，降低牙型斜角；采用多线螺旋结构 EA L F L N =∆
第五章平面连杆 1、为什么连杆机构又称为低副机构它有那些特点 因为连杆机构是由若干构件通过低副连接而成的 特点是能实现多种运动形式的转换 2、铰链四连杆机构有哪几种重要形式它们之间只要区别在哪里 1，曲柄摇杆机构 2，双曲柄机构 3，双摇杆机构 区别：是否存在曲柄，曲柄的数目，以及最短杆的位置不同。 3、何谓“整转副”、“摆转副”铰链四杆机构中整转副存在的条件是什么 整转副：如果组成转动副的两构件能作整周相对转动，则该转动副称为整转副 摆转副：如果组成转动副的两构件不能作整周相对转动…… 条件：1，最长杆长度+最短杆长度≤其他两杆长度之和（杆长条件） 2，组成整转副的两杆中必有一个杆为四杆中的最短杆。 4、何谓“曲柄”铰链四杆机构中曲柄存在条件是什么 曲柄是相对机架能作360°整周回转的连架杆 条件：1，最长杆长度+最短杆长度≤其他两杆长度之和（杆长条件） 2，最短杆必须为连架杆或机架 5、何谓行程速比系数和极位夹角他们之间有何关系 极位夹角：在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，在这两个极位所形成的夹角称为极位夹角。 行程速比系数K：设极为夹角为θ，当从一个极为出发，经过180°+θ到另一个极位的速度V1，在接着转180°+θ到回到原来极位的速度V2，那么K=V2/V1=（180°+θ）/（180°-θ） 极位夹角越大，K越大，表明急回性质越明显 6、何谓连杆机构的压力角和传动角其大小对连杆机构的工作有何影响在四杆机构中最小的传动角出现在何位置为什么 压力角：从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角?。?越小，机构传动性能愈好。传动角：连杆与从动件所夹的锐角?。?=90?-?。?越大，机构的传动性能越好，设计时一般使?min?40?。 对于曲柄摇杆，最小传动角出现在摇杆与机架两次共线其中之一的位置，即AB,AD共线。 △另：满足杆长条件下：曲柄摇杆机构：最短杆为连架杆 双曲柄机构：最短杆为机架 双摇杆机构：最短杆既不是连架杆又不是机架，是连杆时
、 第8章 带传动 带传动的主要类型有哪些各有何特点试分析摩擦带传动的工作原理。 答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。 摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。 什么是有效拉力什么是初拉力它们之间有何关系 答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力0F 。 当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。紧边拉力为1F ，松边拉力为2F 。带两边的拉力之差称为带传动的有效拉力F 。设环形带的总长度不变，可推出()0 121 2 F F F = + 小带轮包角对带传动有何影响为什么只给出小带轮包角1α的公式 【 答：1α角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。由于大带轮的包角2α大 于小带轮的包角1α，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角1α值。 带传动工作时，带截面上产生哪些应力应力沿带全长是如何分布的最大应力在何处 答：带传动时，带中的应力有三个：（1）由拉力产生的拉应力，带全长上分布的，紧边上为1δ、松边上为2δ、1δ> 2δ。（2）由离心力产生和离心拉应力c δ，作用于带的全长的。（3）带绕过带轮时发生弯曲，产生的弯曲后应力b δ，发生在带上包角所对的圆孤部分，1 2b b δδ>。 最大应力发生在带左紧边进入小带轮处。 带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的它们对传动有何影响是否可以避免 答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是一种不可避免的物理现象。 一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么 答：因为1 2αα<，故打滑总是先发生在小轮上。因为小带轮的接触弧上产生的摩擦力小于大带轮。 】 带传动的设计准则是什么 答：在传递规定功率时不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使且寿命。 在V 带动设计过程中，为什么要校验带速5m/s 25m/s v ≤≤和包角120 α ≥ 答：带速太高会使离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动容易打滑。另外单位时间内带绕过带轮的次数也增加，降低传动带的工作寿命 。若带速太低，则当传递功率一定时，使传递的圆周力增大，带的根数增多。因此设计时，一定要校验带速5m/s 《机械设计基础》 习 题 解 答 机械工程学院 目录 第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承---------------------------------------------------------50 第十三章滑动轴承-------------------------------------------- ------------ 56 第十四章联轴器和离合器------------------------------- 59 第十五章弹簧------------------------------------------62 第十六章机械传动系统的设计----------------------------65 键、花键、无键连接和销联接 一．典型例题分析 【例题一】直径d=80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L=1.5d ，工作时有轻微冲击。试确定平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。 [解题要点]（1）根据直径以及轮毂长在键长系列中选键； （2）将键的强度条件公式变形，可得到键所能传递的转矩。 [解题过程] 根据轴径d=80mm ，查表得键的尺寸为剖面b=22mm ，h=14mm 根据轮毂的长度L=1.5d=1.5×80=120mm 从键长系列中，取键的公称长度100mm 键的标记 键22×100 GB 1096-79 键的工作长度为l=L-b=100-22=78mm 键与轮毂键槽接触高度为k=h/2=7mm 根据齿轮材料为钢,工作时有轻微冲击,取许用挤压应力[]a p MP 110=σ 根据普通平键联接的强度条件公式[]p p kld T σσ ≤?=3102 可求得键连接传递的最大转矩为 []m N kld T p ?=???==4.24022000110 807872000max σ 【例题二】图示变速箱中的双联滑移齿轮采用矩形花键联接。已知：传递转矩T ＝140N·m，齿轮在空载下移动，工作情况良好，轴径D ＝28mm ，齿轮轮毂长L=40mm ，轴及齿轮均采用钢制并经热处理，硬度值≤40HRC，试选择矩形花键尺寸及定心方式，校核联接强度。 [解题要点] （1）根据轴径选择花键型号； （2）根据花键连接强度条件公式对连接强度进行校核，然后判断是否满足强度。 [解题过程] 由手册查得中系列矩形花键的齿数为6，外径28mm ，内径23mm ，花键型号：6×23×28×6，采用小径定心。齿顶倒角3.0=C mm ，2.0=r mm 。 平均直径mm d D d m 5.25223282 =+=+= 齿的接触高度mm C d D h 9.13.02223 2822=?--=--= 取齿的接触线长度mm l 40= 载荷不均匀系数8.0=ψ 由轴和齿轮的材料及热处理方式，查表[]a p MP 120=σ 第三章 机械零件的强度 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 5180936 9 10111 =⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.32410 5.210 51809469 20112 =⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.610 518095 69 30113 =⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 0 12σσσΦσ-=- σ Φσσ+=∴-121 0 MPa 33.2832 .01170 21210=+⨯=+= ∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示 3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ( )()()35 .267.141,67.141,0,260,35.2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 第8章习题答案 8-1 定轴轮系和周转轮系的主要区别是什么? 答：轮系传动时，如果每个齿轮轴线的几何位置都是固定不变的，这样的轮系称为定轴轮系。如果至少有一个齿轮的轴线几何位置不固定，可绕另一个齿轮的固定轴线转动，这样的轮系称为周转轮系。由此可见定轴轮系和周转轮系的主要区别是轮系中每个齿轮的轴线几何位置是否是固定。 8-2 何谓转化机构？ 答：在周转轮系中，由于行星轮的运动是兼有自转和公转的复杂运动，因此其传动比不能直接运用定轴轮系传动比公式进行计算。 根据相对运动原理，假想给整个周转轮系加一个与行星架H 转速大小相等、方向相反的公共转速（H n -），此时各构件间的相对运动关系不变，但行星架将成为“静止”的机架，周转轮系就转化成定轴轮系。这个假想的定轴轮系称为周转轮系的转化机构，借助此转化机构，按定轴轮系的传动比公式进行周转轮系传动比的计算。 8-3 如图8-16所示轮系中，已知蜗杆（右旋）转速m in /9601r n =（顺时针），各轮齿数为21=z 、302=z 、182='z 、283=z 、253='z 、354=z 、404='z 、505=z 、455='z 、1206=z 。求齿轮的转速6n 的大小及转向。 解：（1）该轮系为空间定轴轮系 （2）44.5445 4025182605035283054321654326116=????????=''''==z z z z z z z z z z n n i 6n = 161i n min /63.1744.54960r == 齿轮6的转向画箭头，从下往上。 8-4 图8-17所示时钟系统。已知齿轮的模数为C B m m =，齿数为151=z 、122=z , 求 C B z z 和。 8-1 轴的功用是什么？转轴、传动轴、心轴有何区别？轴由哪些部分组成？ 答：轴用于支承旋转零件、传递转矩和运动。 工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受弯矩很小的轴称为传动轴。 轴通常由轴头、轴颈、轴肩、轴环、轴端及不装任何零件的轴段等部分组成。 8-2 轴的常用材料有哪些？什么时候选用合金钢？ 答：轴的常用材料为碳素钢和合金钢。 合金钢具有较高的机械性能和更好的淬透性，但价格较贵，可以在传递大功率、要求减轻轴的重量和提高轴颈耐磨性时采用，在一般工作温度下，合金钢和碳素钢具有相近的弹性模量，采用合金钢不能提高轴的刚度。 8-3 为什么一般转轴都做成阶梯形？阶梯轴的各段直径和长度应根据什么原则确定？ 答：阶梯轴各轴段截面的直径不同，各轴段的强度相近，且有利于轴上零件的装拆和固定。因此阶梯轴在机器中的应用最为广泛。 阶梯轴的各段直径是在初估最小直径的基础上，根据轴上零件的固定方式及其受力情况等，逐段增大估算确定；轴的各段长度主要由轴上零件及相互间的距离所决定。 8-4 进行轴的结构设计时，应考虑哪些问题？ 答：1.便于轴上零件的装配；2.保证轴上零件的准确定位和可靠固定；3.轴的加工和装配工艺性好；4.减少应力集中，改善轴的受力情况 8-5 试从减小轴上载荷、提高轴的强度出发，分别指出图（a）（b）中哪一种布置形式结构更合理？为什么？ （a）（b） 习题8-5图 答：（a）图第一种布置形式的弯矩图 第二种布置形式的弯矩图 根据弯矩图，第二种布置形式更合理。 （b）图第一种布置形式的弯矩图 第二种布置形式的弯矩图 根据弯矩图，第一种布置形式更合理。 8-6 轴上零件常用的轴向固定和周向固定方法有哪些？ 答：常用的轴向固定方式有；轴肩和轴环套筒和圆螺母；弹性挡圈和紧定螺钉；轴端挡圈和圆锥面；常用的周向固定方式有键联接、花键联接、销联接，成形联接及过盈配合联接8-7 判断图中的1、2、3、4处轴的结构是否合理？为什么？ 习题8-7图 答：1处：轴肩高度超过了轴承的安装尺寸，不合理；2处：轴头长度过长，不能实现齿轮的轴向固定；3、4处：结构合理，能保证轴承的轴向定位。 8-8 图示减速器轴输出轴，分析其结构存在哪些错误。 湖南大学机械 湖南大学是中国湖南省的一所重点高校，创建于1926年，是湖南省最早的高等学府之一。机械工程专业是湖南大学的一门经典学科，该学科的发展与中国机械制造业的壮大密不可分。湖南大学机械专业在培养高素质的机械工程师方面具有丰富的经验和卓越的成就，深受各方好评。 湖南大学机械专业的培养目标是培养具备独立分析和解 决机械工程领域问题能力的工程技术人才。该专业的课程设置广泛而丰富，涵盖了机械工程的各个领域，如机械设计、制造工程、自动化、材料科学以及能源和环境工程等方面的知识。学生在专业课程中，通过理论学习和实践操作，逐步掌握了机械工程领域的基本理论和实践技能。 为了提高学生的实践能力和创新能力，湖南大学机械专 业注重实验教学和科研训练。学生在专业实验室中接触和掌握了各类机械设备，通过实践操作提高了动手能力和操作技能。此外，学生还有机会参与到具有实际意义的科研项目中，培养了科学研究的方法和思维。 除了专业课程和实验教学，湖南大学机械专业还注重学 生的综合素质培养。学院组织了各种形式的课外活动，如科技创新竞赛、学术讲座、学术论坛等，在培养学生团队合作精神和创新思维上起到了积极的作用。学院还与企业、科研机构等建立了密切合作关系，为学生提供了实习、就业和科研创新的机会。 综上所述，湖南大学机械专业以其优质的教育资源和丰 富的实践教学为特点，为培养高素质的机械工程师做出了巨大贡献。毕业生在工程设计、生产制造、自动化控制、能源环保等领域都具有广泛的就业前景。相信湖南大学机械专业在未来的发展中会继续走在时代前沿，为中国机械工程事业培养更多的人才。 湖南大学的机械专业拥有丰富的师资力量和教学资源，为学生提供了良好的学习环境和培养机会。该专业注重培养学生的实践动手能力和创新思维，为学生的职业发展打下了坚实的基础。 毕业生可以选择从事机械工程领域的研发、设计、制造、销售和管理等各个方向的工作。在机械工程设计方面，他们可以担任工程师、设计师或技术员的职位，参与到各种机械产品设计和开发的过程中。在制造领域，他们可以负责生产线的规划和管理，确保产品的质量和效率。在机械设备的销售和市场营销方面，他们可以从事相关的销售、市场策划和客户服务工作。在企业的管理层，他们可以担任工程管理、项目管理和技术管理等职位，负责企业的运营和管理工作。 此外，湖南大学机械专业的毕业生还可以选择深造，继续攻读硕士、博士学位，开展更深入的科研工作。他们可以选择在高校从事教学和科研工作，培养更多的机械工程人才。他们还可以选择在科研机构和企业从事科研和技术开发工作，为机械工程领域的创新和发展做出更大的贡献。 综上所述，湖南大学机械专业是一门优秀的学科，该专业为学生提供了广阔的就业前景和发展空间。无论是从事工程设计、生产制造、销售和管理等方面的工作，还是选择深造从事科研和教学工作，毕业生都能够在机械工程领域发展出属于自己的职业道路。 2021年硕士807机械设计基础考试大纲 2021-11-09 全日制硕士专业学位研究生入学考试 《机械设计基础》考试大纲 参考书目：《机械设计基础》第二版，湖南大学出版社，刘江南、郭克希主编。 第1章绪论 1．掌握构件、零件、运动副等大体概念。 第2章机械设计基础知识 1．掌握失效、变应力、应力比、疲劳极限等大体概念。 2．了解机械零件工作能力计算准则。 第3章平面机构基础知识 1．掌握运动副、构件的分类和表示方式。 2．能够绘制较简单的机构运动简图。 3．掌握平面机构自由度的计算公式及其应用；能准确地识别和处置复合较链、局部自由度和常见虚约束。 4．掌握机构具有肯定运动的条件。 5．了解速度瞬心的概念及其求法。 第4章平面连杆机构 1．了解铰链四杆机构的大体类型。 2．掌握平面四杆机构曲柄存在的条件，能判别存在曲柄的平面四杆机构取不同构件为机架时各为何种机构。 3．掌握平面四杆机构的急回特性及行程速度转变系数K、极位夹角θ的概念及其意 义。 4．掌握平面四杆机构压力角α（或传动角γ）及死点的概念及其意义。 5．了解图解法和解析法设计简单四杆机构。 第5章凸轮机构 1．了解凸轮机构的类型和应用。 2．掌握凸轮机构从动件常常利用运动规律（等速、等加速等减速、简谐运动、摆线运动）的冲击特性。 3．掌握“反转法”设计盘形凸轮轮廓的原理。当从动件的位移线图和凸轮基圆半径r0已知时，能绘制直动从动件盘形凸轮轮廓曲线。 4．掌握凸轮基圆半径r0和机构压力角α的概念，定性理解对心直动从动件盘形凸轮机构压力角和凸轮基圆半径的关系。 第6章齿轮传动 1．了解齿轮机构的类型和特点。 2．掌握齿廓啮合大体定律。 3．理解渐开线的形成，掌握渐开线性质，并能绘制渐开线上各点的压力角；掌握渐开线齿廓啮合知足齿廓啮合大体定律，掌握啮合线是直线、啮合进程中压力方向不变、中心距具有可分性等特点。 4．熟练掌握渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮的大体参数与几何尺寸计算。 5．掌握渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、持续传动条件；了解重合度和标准安装等概念。 6．了解齿轮加工的根切现象、最小齿数和变位齿轮的大体概念。 7．掌握齿轮轮齿的五种常见失效形式（轮齿折断、齿面点蚀、过度磨损、胶合、塑性 （a ）圆柱蜗杆传动 （b ）环面蜗杆传动 （c ）锥面蜗杆传动 图8.2 蜗杆传动的类型 机械设计基础讲义第八章蜗杆传动 具体内容 蜗杆传动特点与类型；蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算；蜗杆传动的效率、热平衡计算及润滑；蜗杆传动受力分析与计算载荷；蜗杆传动失效形式与设计准则；蜗杆传动材料与许用应力；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算；蜗杆传动的结构设计。 重点 蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算；蜗杆传动受力分析；蜗杆强度计算；蜗杆刚度计算。 难点 蜗杆传动受力分析。 第一节 蜗杆传动的特点与类型 蜗杆传动由蜗杆与蜗轮构成（图8.1），用于传递交错轴之间的运动与动力，通常两轴间的交错角︒=∑90。通常蜗杆1为主动件，蜗轮2为从动件。 一、蜗杆传动的特点 1、优点 传动比大；工作平稳，噪声低，结构紧凑；在一定条件下可实现自锁。 2、缺点 发热大，磨损严重，传动效率低（通常为0.7～0.9）；蜗轮齿圈常使用铜合金制造，成本高。 二、蜗杆传动的类型 根据蜗杆形状的不一致，蜗杆传动可分为圆杆蜗杆传动、环面蜗杆传动与锥面蜗杆传动三种类型，如图8.2所示。 图8.1 蜗杆传动 1－蜗杆，2－蜗轮 根据加工方法不一致，圆柱蜗杆传动又分为阿基米德蜗杆传动（ZA型）、法向直廓蜗杆传动（ZN型）、渐开线蜗杆传动（ZI型）与圆弧圆柱蜗杆传动（ZC型）等。前三种称之普通圆柱蜗杆传动，见图8.3所示。 （a）阿基米德蜗杆（b）法向直廓蜗杆 （c）渐开线蜗杆 图8.3 普通蜗杆的类型 第二节圆柱蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算 在普通圆柱蜗杆传动中，阿基米德蜗杆传动制造简单，在机械传动中应用广泛，而且也是认识其他类型蜗杆传动的基础，故本节将以阿基米德蜗杆传动为例，介绍蜗杆传动的一些基本知识与设计计算问题。 一、蜗杆传动的基本参数 通过蜗杆轴线并垂直于蜗杆轴线的平面称之中间平面，见图6.4。在中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条与齿轮的啮合。因此，设计圆柱蜗杆传动时，均取中间平面上的参数与几何尺寸作为基准。 《带传动》课堂练习题 一、填空题 1、普通V带传动中，已知预紧力F0=2500 N，传递圆周力为800 N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F1为2900 ，松边拉力F2为2100 。 2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于F0、α、 f 三个因素。 3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。 4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。 5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。 6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处；皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。 7、皮带传动中，预紧力F0过小，则带与带轮间的摩擦力减小，皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。 8、在V带传动中，选取小带轮直径D1≥D1lim。的主要目的是防止带的弯曲应力过大。 9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。 10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动，多发生在小带轮上。刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=F2e fα。 11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同产生的，可引起速度损失，传动效率下降、带磨损等后果，可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。 12、带传动设计中，应使小带轮直径d≥d rnin，这是因为直径越小，带的弯曲应力越大；应使传动比i ≤7，这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。 13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。最大应力等于σ1+σb1+σc ，它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。 14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。 二、选择题 机械设计基础课后习题答案第三版课后答案(1-18 章全) 完整版 机械设计基础课后习题答案 第三版高等教育出版社目录 第1章机械设计概述1 第2章摩擦、磨损及润滑概述 3 第3章平面机构的结构分析12 第4章平面连杆机构16 第5章凸轮机构 36 第6章间歇运动机构46 第7章螺纹连接与螺旋传动48 第8章带传动60 第9章链传动73 第10章齿轮传动80 第11章蜗杆传动112 第12章齿轮系124 第13章机械传动设计131 第14章轴和轴毂连接133 第15章轴承138 第16章其他常用零、部件152 第17章机械的平衡与调速156 第18章机械设计CAD简介163 机械设计概述 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么? 答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段: 1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。 3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。 4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。 常见的失效形式有哪几种? 答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。 什么叫工作能力?计算准则是如何得出的? 答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。 根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。 标准化的重要意义是什么? 答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。 第2章摩擦、磨损及润滑概述机械设计基础-习题解答
机械设计
机械设计第九版(濮良贵)课后习题答案
机械设计课后习题第8章
机械设计基础习题答案第8章
湖南大学机械
湖南大学2021年硕士807机械设计基础考试大纲及参考书
机械设计基础讲义第八章蜗杆传动
机械设计第八章-带传动-思考题-答案
机械设计基础 课后习题答案 第三版 课后答案(1-18章全) 完整版
相关主题
文本预览