1、萍鄉高等專科學校機電系萍鄉高等專科學校機電系三部分內容：三部分內容： 連接部分連接部分 螺紋連接、鍵連接螺紋連接、鍵連接傳動部分傳動部分 帶傳動、鏈傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動齒輪傳動軸系部分軸系部分 軸、滾動軸承軸、滾動軸承 機械設計機械設計期中復習期中復習六個研究問題：六個研究問題： 1、工作原理、工作原理 2、失效形式、失效形式 3、常用材料、常用材料 4、承載能力計算、承載能力計算 5、參數選擇、參數選擇 6、結構設計、結構設計一、鍵連接設計一、鍵連接設計 (工作要求工作要求) 鍵的類型鍵的類型按軸徑按軸徑 d選選鍵的鍵的b h選鍵長選鍵長L： b h L jyjydhlT42.平鍵

2、的強度校核平鍵的強度校核擠壓強度條件：擠壓強度條件： 圓頭圓頭: =L-b平頭平頭: =L單圓頭單圓頭: =L-b/2l1.鍵的選擇鍵的選擇靜連接靜連接:壓潰壓潰llLlT傳遞的轉矩傳遞的轉矩 Nmm d軸徑軸徑 mmh鍵的高度鍵的高度 mm l鍵的工作長度鍵的工作長度 mm 例：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料例：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料都是鍛鋼，軸的直徑都是鍛鋼，軸的直徑d=100mm，所需傳遞，所需傳遞的轉矩的轉矩T=3000Nm,齒輪輪轂長度為齒輪輪轂長度為B=120mm，載荷有輕微沖擊。試選擇平鍵，載荷有輕微沖擊。試選擇平鍵連接的尺寸并校核其強度。連接的尺寸并校核其強度。

3、 解：解：1）根據）根據d=100mm從手冊標準中選取園從手冊標準中選取園頭普通平鍵（頭普通平鍵（A型）型）,鍵寬鍵寬b=28mm,鍵高鍵高h=16mm,根據根據B= 120mm,取鍵長取鍵長L=110mm. 2）校核連接的強度）校核連接的強度鍵的工作長度鍵的工作長度: l=L-b=110-28=82mm 由表2-3許用擠壓應力： jy=100 N/mm2 該平鍵連接的強度足夠。 jyjypppmmNdhlTdhlT23/5 .918216100103000444三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋矩形螺紋矩形螺紋，傳動效率自鎖性能，當量摩擦角牙型斜角,v用于連接用于連接用

4、于傳動用于傳動1、螺紋的特點和應用、螺紋的特點和應用)cos/(tan;)tan(tan1fvvv當量摩擦角；螺紋升角；二、二、螺紋連接設計1 1）螺栓連接：普通螺栓連接）螺栓連接：普通螺栓連接 鉸制孔用螺栓連接鉸制孔用螺栓連接2 2）雙頭螺栓連接（常拆卸）雙頭螺栓連接（常拆卸）3 3）螺釘連接（被連接件之一較厚）螺釘連接（被連接件之一較厚）2、螺紋連接類型、螺紋連接類型RR 3、螺栓組受力分析強度計算軸向力FA：橫向力FR：材料：10、Q235、35、45、40CrzFFAoFFF 43 . 121dFezfmFKFRn043 . 1210dFeRFRF三、三、 帶傳動設計帶傳動設計1 1、

5、帶傳動的特點：、帶傳動的特點： 結構簡單，中心距大；傳動平穩，結構簡單，中心距大；傳動平穩，能緩沖吸振；能緩沖吸振；傳動比不穩定；傳動比不穩定；過過載打滑保護作用。載打滑保護作用。2、帶的彈性滑動、帶的彈性滑動產生的原因產生的原因帶的彈性、松邊與緊邊拉力差帶的彈性、松邊與緊邊拉力差定義定義由于帶的彈性變形而產生的帶與帶輪之間由于帶的彈性變形而產生的帶與帶輪之間的相對滑動稱為彈性滑動。的相對滑動稱為彈性滑動。%100121vvv彈性滑動的特點彈性滑動的特點不可避免不可避免速度損失，傳動比不準確；速度損失，傳動比不準確；帶的磨損，效率降低帶的磨損，效率降低221221)1 (ddddddddnni

6、彈性滑動的后果彈性滑動的后果彈性滑動率彈性滑動率彈性滑動由于帶的彈性和緊邊和松邊拉力差。當帶繞過主動輪時，帶所受拉力逐漸降低，因而帶的拉伸彈性變形量也隨之逐漸減小，相當于帶在逐漸縮短，并沿輪面滑動，使帶的速度落后于主動輪的圓周速度，因此兩者之間必然發生相對滑動。同樣當帶繞過從動輪時，帶所受拉力逐漸增大，帶的拉伸彈性變形量逐漸增大，使帶的速度高于帶輪。此即彈性滑動，由于帶的彈性變形而引起。 彈性滑動將引起下列后果：從動輪的圓周速度低于主動輪；降低傳動效率；引起帶的磨損；發熱使帶溫度升高。彈性滑動是不可避免的，它是帶傳動的一種固有現象。打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動，由于帶在大輪上的包

7、角大于在小輪上包角，所以打滑總是先發生在小帶輪上。打滑將造成帶的嚴重磨損，帶的運動處于不穩定狀態，致使傳動失效。工作中應該避免打滑。在傳動突然超載時，打滑可以起到過載保護作用，避免其它零件發生損壞。3、帶傳動的失效形式和設計準則、帶傳動的失效形式和設計準則a、失效形式：、失效形式：打滑；磨損；疲勞折斷。打滑；磨損；疲勞折斷。 b、設計準則：、設計準則： 在保證帶傳動不打滑的前提下，最在保證帶傳動不打滑的前提下，最大限度地發揮帶傳動的工作能力，具大限度地發揮帶傳動的工作能力，具有一定的疲勞強度和壽命。有一定的疲勞強度和壽命。n1n24 4、帶的應力分析、帶的應力分析cb11max四鏈傳動設計四鏈

8、傳動設計（1 1）優點：）優點：平均傳動比準確，無滑平均傳動比準確，無滑動動 ；結構緊湊，壓軸力小；結構緊湊，壓軸力小；傳動效率高傳動效率高=98% =98% ；承載能力高承載能力高(100KW) (100KW) ；可傳遞遠距離傳動；可傳遞遠距離傳動；成本低。成本低。1、鏈傳動特點、鏈傳動特點 （2 2）缺點：）缺點：瞬時傳動比不恒瞬時傳動比不恒定；定；傳動不平穩傳動不平穩 ；傳動時有噪音、傳動時有噪音、沖擊沖擊 ；對安裝精度要求對安裝精度要求較高。較高。2、滾子鏈的結構、滾子鏈的結構1、內鏈板、內鏈板 2、外鏈板、外鏈板 3、銷軸、銷軸 4、套筒、套筒 5、滾子、滾子偶數鏈節偶數鏈節3、鏈的

9、運動不均勻性、鏈的運動不均勻性1000601000602211pnzpnzv1121zznni鏈條的平均速度：鏈傳動的平均傳動比：constit21鏈節在運動中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度變化。這就造成鏈運動速度的不均勻,作有規律的周期性的波動。 鏈傳動的瞬時傳動比： 1）、鏈板的疲勞破壞； 2）、鏈條鉸鏈的磨損； 3）、滾子與套筒間的沖擊破壞； 4）、銷軸與套筒間的膠合；4、失效形式：、失效形式：從動輪角速度變化引起沖擊從動輪角速度變化引起沖擊 sin)sin(2111rdtdrdtdva21221maxPa00mina結論：結論：鏈輪轉速越高，節距越大，齒數鏈輪轉速越高，節距越大，齒數Z

10、Z1 1越越少，動載沖擊越嚴重，噪音越大。少，動載沖擊越嚴重，噪音越大。當當p、Z一定，則必須限制一定，則必須限制n nlim極限轉速極限轉速 鏈節和輪齒嚙合沖擊鏈節和輪齒嚙合沖擊: :鏈節和輪齒以一定速度相嚙鏈節和輪齒以一定速度相嚙合，使鏈和輪齒受到沖擊并產生附加動載荷。合，使鏈和輪齒受到沖擊并產生附加動載荷。慣性沖擊慣性沖擊: : 張緊不適當，松邊垂度過大，起動、制張緊不適當，松邊垂度過大，起動、制動、反向、突然卸載或超載必出現慣性沖擊，增大了動負動、反向、突然卸載或超載必出現慣性沖擊，增大了動負荷。荷。 鏈傳動的動載荷鏈傳動的動載荷a、齒數z1:b、節距p：c、中心距a：d、傳動比i：e

11、、轉速n1：壽命磨損振動、轉角動載荷、運動不均勻性 1z、沖擊噪聲運動不均勻性、動載荷壽命承載能力pp不緊湊、引起顫動。壽命；應力變化次數aau)5.32 7 iii（易磨損、跳齒壽命應力變化次數壽命動載荷un 15、影響鏈傳動使用壽命的因素：、影響鏈傳動使用壽命的因素：五、齒輪傳動設計五、齒輪傳動設計1 1、齒輪傳動的特點：、齒輪傳動的特點： 功率、速度范圍廣功率、速度范圍廣 效率高效率高; ; 結構緊湊結構緊湊; ; 工作壽命長工作壽命長; ; 傳動比準確傳動比準確 2、齒輪傳動的分類：、齒輪傳動的分類： 開式傳動：開式傳動：潤滑差，常用于低精度、低速傳動；潤滑差，常用于低精度、低速傳動；

12、 閉式傳動：閉式傳動：齒輪置于封閉嚴密的箱體內，精度高。齒輪置于封閉嚴密的箱體內，精度高。潤滑及防護條件好。潤滑及防護條件好。3、 輪齒的失效形式1 1）、輪齒折斷）、輪齒折斷2 2）、齒面點蝕）、齒面點蝕3 3）、齒面磨損）、齒面磨損4 4）、齒面膠合）、齒面膠合5 5）、齒面塑性變形）、齒面塑性變形被動相對滑動方向主動主動被動彎曲折斷點蝕膠合磨損塑性變形齒輪的失效形式齒輪的失效形式。對閉式軟齒面齒輪對閉式軟齒面齒輪：按接觸疲勞強度設計，：按接觸疲勞強度設計，按彎曲疲勞強度校核。按彎曲疲勞強度校核。對閉式硬齒面齒輪對閉式硬齒面齒輪：按彎曲疲勞強度設計，：按彎曲疲勞強度設計，按接觸疲勞強度校核

13、。按接觸疲勞強度校核。4、齒輪傳動的計算準則準則5、常用齒輪材料齒輪材料的選擇原則齒輪材料的選擇原則基本要求：齒面要硬，齒芯要韌。 常用齒輪材料常用齒輪材料 鋼鋼 45 45 （正火、調質、表面淬火）（正火、調質、表面淬火） 40Cr40Cr（調質、表面淬火）（調質、表面淬火） 20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi（滲碳淬火）（滲碳淬火） 鑄鋼鑄鋼 ZG310-5100ZG310-5100 鑄鐵鑄鐵 HT300HT300、QT500-10QT500-10 有色金屬有色金屬： 銅合金、鋁合金銅合金、鋁合金 非金屬非金屬：夾布塑膠、尼龍夾布塑膠、尼龍 MpauubdKTZEH )1(

14、112H2116、接觸疲勞強度公式校核公式校核公式設計公式設計公式 mmuuKTZddHE )1(11231211dbd代入：，將 zd d111mbdmmYYzKTmFSaFad 6 .123211MPaYYbmdKTYYbmKFFSaFaSaFatF 200011校核公式設計公式設計公式7、齒根彎曲疲勞應力計算習題3-1：用M16螺栓連接兩塊厚度為15mm的鋼板。設計普通螺栓連接。1515amsl螺母螺母GB/T6170-2000M16墊圈墊圈GB/T93198716螺栓螺栓GB/T5780-2000 M1655da=(0.20.3)d=3.24.8mmm=14.8mms=4.1mml=5

15、2.153.7mm,取取l=55mm習題3-1：用M16螺栓連接兩塊厚度為15mm的鋼板。設計鉸制孔用螺栓連接。1515aml螺栓螺栓GB/T27-2000 M1650螺母螺母GB/T6170-2000M16da=(0.20.3)16=3.24.8mmm=14.8mml=48.049.6mm,取取l=50mm習題3-1：用M16厚度為10mm的鋼板，螺釘連接鑄鐵，雙頭螺柱連接鋁合金。H=(1.251.5)d=2024mm，取，取20mmH1=H+(22.5)P=H+4mmH2=H1+(0.51)d= H1+(816)dmm=H+12mms=3mml=4.1+10+20=33.0mm,取取l=3

16、5mm墊圈墊圈GB/T97.2-2002-16螺栓螺栓GB/T5780-2000 M1635H=(1.52.5)d=2440mm，取，取24mmH1=H+(22.5)P=H+4mmH2=H1+(0.51)d= H1+(816)dmm=H+12mms=3mma=(0.20.3)d=3.24.8mmm=14.8mml=31.032.6mm,取取l=35mm螺母螺母GB/T6170-2000M16墊圈墊圈GB/T97.2-2002-16螺栓螺栓GB/T5780-2000 M1655習題習題21：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料都是鍛：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料都是鍛鋼，軸的直徑鋼，軸的直徑

17、d=90mm，所需傳遞的轉矩，所需傳遞的轉矩T=1000Nm ，齒，齒輪輪轂長度為輪輪轂長度為lw=90mm，載荷有輕微沖擊。齒輪與軸的配，載荷有輕微沖擊。齒輪與軸的配合為合為 ,試選擇平鍵連接的尺寸并校核其強度。試選擇平鍵連接的尺寸并校核其強度。 解解1）選擇平鍵連接的尺寸）選擇平鍵連接的尺寸 根據根據d=90mm從手冊標準中選取園頭普通平鍵（從手冊標準中選取園頭普通平鍵（A型），型），b=25mm，h=14mm，根據，根據lw=90mm，取，取L=80mm。鍵鍵 2580 GB/T10962003 2）校核連接的強度）校核連接的強度有效接觸長度有效接觸長度: l=Lb=8025=55mm6

18、790nH 由表由表23許用擠壓應力許用擠壓應力jy=100 MPa 該平鍵連接的強度足夠。該平鍵連接的強度足夠。 jyjyjyjyjyMPadhlTdhlT72.575514901010004443習題習題21：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料都是鍛：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料都是鍛鋼，軸的直徑鋼，軸的直徑d=70mm，所需傳遞的轉矩，所需傳遞的轉矩T=1000Nm ，齒，齒輪輪轂長度為輪輪轂長度為lw=130mm，載荷有輕微沖擊。齒輪與軸的，載荷有輕微沖擊。齒輪與軸的配合為配合為 ,試選擇平鍵連接的尺寸并校核其強度。試選擇平鍵連接的尺寸并校核其強度。 解解1）選擇平鍵連接的尺寸）選擇平鍵連接的尺寸 根據根據d=70mm從手冊標準中選取園頭普通平鍵（從