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1、機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)復(fù)習(xí)西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編著第二章 機(jī)械設(shè)計(jì)總論§2-3 對(duì)機(jī)器的主要要求機(jī)器的可靠度:在規(guī)定的時(shí)間或壽命內(nèi),預(yù)定環(huán)境下,機(jī)器能夠正常工作的概率。§2-4 機(jī)械零件的主要失效形式失效:零部件不能滿足工作要求稱為失效。(一) 整體斷裂截面上的應(yīng)力超過了零件的強(qiáng)度而發(fā)生的斷裂或受變應(yīng)力的作用產(chǎn)生的疲勞斷裂。整體斷裂:拉,壓,彎,扭(二) 過大的殘余變形零件上應(yīng)力超過了材料的屈服極限,產(chǎn)生塑性變形,則零件產(chǎn)生殘余變形。殘余變形會(huì)降低機(jī)器的精度和性能。過大的殘余變形:加工(夾持)(三) 零件的表面破壞零件的表面破壞主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞,熱處理
2、(電化學(xué)或化學(xué)侵蝕)。(四)破壞正常工作條件引起的失效有些零件只有在一定工作條件下才能正常工作。如帶傳動(dòng),只有在傳遞的有效圓周力小于臨界摩擦力才能正常工作,否則,出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,影響正常工作。破壞正常工作條件引起的失效:打滑,共振,膠合塑性材料在靜載荷作用下產(chǎn)生的失效形式為塑性變形;脆性材料在靜載荷作用下產(chǎn)生的失效形式為斷裂;不論何種金屬材料在變載荷作用下產(chǎn)生的失效形式為疲勞破壞。§2-5 設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求(一) 避免在預(yù)定的壽命期內(nèi)失效的要求 強(qiáng)度 強(qiáng)度是必須滿足的條件零件在工作中發(fā)生斷裂或不允許的殘余變形都屬于強(qiáng)度不足。 提高強(qiáng)度的措施A) 采用高強(qiáng)度材料;B) 使零
3、件具有足夠的截面尺寸;C) 合理設(shè)計(jì)零件的截面形狀,以增大截面慣性矩;D) 采用熱處理和化學(xué)處理的方法,提高材料的力學(xué)性能;D) 提高運(yùn)動(dòng)零件的制造精度,降低工作時(shí)的動(dòng)載荷;E) 合理地配置機(jī)器中各零件的相互位置,降低零件上的載荷。 剛度剛度:彈性變形。 零件在工作時(shí)產(chǎn)生的彈性變形不超過允許的限度,這稱為滿足剛度條件。 提高剛度的措施A)增大零件的截面尺寸或增大截面慣性矩;B)縮短支承跨距或采用多支點(diǎn)結(jié)構(gòu); 壽命 零件正常工作延續(xù)的時(shí)間稱為零件的壽命。 影響零件壽命的因素A)材料的疲勞;B)材料的腐蝕;C)零件表面的磨損;(五)可靠性要求零件和機(jī)器的可靠度是相同的:在規(guī)定的時(shí)間或壽命內(nèi),預(yù)定環(huán)
4、境下,機(jī)器能夠正常工作的概率。§2-6 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(一)強(qiáng)度準(zhǔn)則強(qiáng)度準(zhǔn)則就是指零件中的應(yīng)力不得超過允許的極限。 (2-1) (2-2) 式中:為安全系數(shù),為材料的極限應(yīng)力。(二)剛度準(zhǔn)則零件在載荷的作用下,產(chǎn)生的彈性變形(它廣義地代表任何形式的彈性變形量)小于或等于機(jī)器工作性能所允許的極限值 (2-3)第三章 機(jī)械零件的強(qiáng)度§3-1 材料的疲勞特性l 載荷機(jī)械工作時(shí)所受的力或力矩統(tǒng)稱為載荷。載荷的大小或方向不隨時(shí)間變化或變化極緩慢時(shí),稱為靜載荷;載荷大小或方向不斷隨時(shí)間變化時(shí),稱為變載荷。l 應(yīng)力載荷作用在零件上將產(chǎn)生應(yīng)力。不隨時(shí)間而變或隨時(shí)間緩慢變化的應(yīng)力稱為靜應(yīng)
5、力;不斷地隨時(shí)間而變的應(yīng)力稱為變應(yīng)力。l 變應(yīng)力的種類圖中: T為應(yīng)力變化周期, 為應(yīng)力幅,為平均應(yīng)力,絕對(duì)值最大應(yīng)力,為絕對(duì)值最小應(yīng)力。1)穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力:應(yīng)力變化周期、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力均不隨時(shí)間而變化;2)不穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力:應(yīng)力變化周期、應(yīng)力幅或平均應(yīng)力之一隨時(shí)間而變化;3)隨機(jī)變應(yīng)力:應(yīng)力變化不呈周期性而帶偶然性。l 穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的種類1)非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 2)脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 3)對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的應(yīng)力比(應(yīng)力循環(huán)特征)。、五個(gè)參數(shù)中,只由兩個(gè)是獨(dú)立參數(shù)。
6、對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力:;脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力:;靜應(yīng)力:。l 材料的疲勞特性描述參數(shù):最大應(yīng)力、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、應(yīng)力比。其他可用和來表示:,。 靜應(yīng)力強(qiáng)度(AB段):應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1000以前。低周疲勞(BC段):隨著循環(huán)次數(shù)的增加,使材料發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力不斷下降。這一階段的疲勞現(xiàn)象稱為應(yīng)變疲勞。由于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)相對(duì)很小,所以也叫做低周疲勞。高周疲勞(CD段):CD段代表有限壽命疲勞破壞。在此范圍內(nèi),試件經(jīng)過相應(yīng)次數(shù)的變應(yīng)力作用后總會(huì)發(fā)生疲勞破壞。在D點(diǎn)以后,如果 時(shí),則無論應(yīng)力變化多少次,材料都不會(huì)破壞。故D點(diǎn)以后的水平線代表了試件無限壽命疲勞階段。這兩段曲線所代表的疲勞統(tǒng)稱高周疲勞。大多數(shù)通用機(jī)械
7、零件及專用零件的失效都是由高周疲勞引起的。(一)疲勞曲線有限壽命疲勞曲線:圖3-1的CD段可用公式描述: (3-1)式中:為應(yīng)力循環(huán)次數(shù),為常數(shù),為有限疲勞壽命極限,為變應(yīng)力的應(yīng)力比。人們?cè)谧髌谠囼?yàn)時(shí),常規(guī)定一個(gè)循環(huán)次數(shù),稱為循環(huán)基數(shù),將與相對(duì)應(yīng)的疲勞極限稱為該材料的疲勞極限(簡(jiǎn)寫為)。由式(3-1)可得: (3-3)式中:稱為壽命系數(shù)。m為材料常數(shù),其值由試驗(yàn)來決定:§3-2 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算(四)提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施1)降低零件上的應(yīng)力集中的影響2)選用疲勞強(qiáng)度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強(qiáng)度的熱處理方法及強(qiáng)化工藝 3)提高零件的表面質(zhì)量如將處在應(yīng)力較
8、高區(qū)域的零件表面加工得較為光潔;對(duì)于工作在腐蝕性介質(zhì)中的零件規(guī)定適當(dāng)?shù)谋砻姹Wo(hù)等。4)盡可能地減少或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋第四章 摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述l 摩擦當(dāng)在正壓力作用下相互接觸的兩個(gè)物體受切向外力的影響而發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),或有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),在接觸表面上就會(huì)產(chǎn)生抵抗滑動(dòng)的阻力稱為摩擦力,這一自然現(xiàn)象稱為摩擦。l 磨損摩擦表面物質(zhì)在摩擦過程中不斷喪失或遷移的現(xiàn)象,即磨損。l 潤(rùn)滑在兩摩擦表面間加入潤(rùn)滑劑,形成潤(rùn)滑膜,從而降低摩擦、減輕磨損和散熱降溫的作用,這種方法叫潤(rùn)滑。l 摩擦學(xué)研究有關(guān)摩擦、磨損和潤(rùn)滑的科學(xué)與技術(shù)稱為摩擦學(xué)。§4-1 摩擦l 摩擦的分類內(nèi)摩擦:發(fā)生在物質(zhì)
9、內(nèi)部、阻礙分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦;外摩擦:當(dāng)相互接觸的兩個(gè)物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),或有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),在接觸表面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)滑動(dòng)的外摩擦;靜摩擦:僅相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)的摩擦;動(dòng)摩擦:相對(duì)滑動(dòng)進(jìn)行中的摩擦;動(dòng)摩擦又分為:滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦;滑動(dòng)摩擦又分為:干摩擦、邊界摩擦(邊界潤(rùn)滑)、流體摩擦(流體潤(rùn)滑)和混合摩擦(混合潤(rùn)滑)干摩擦:表面上無任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦,其阻力最大;流體摩擦:兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面被流體層(液體或氣體)隔開,摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間的粘性阻力的摩擦; 邊界摩擦:兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面被吸附在表面的邊界膜隔開,摩擦性質(zhì)不取決于流體粘度,而與邊界膜和表面的吸附性質(zhì)有關(guān)的
10、摩擦; 混合摩擦:摩擦處于干摩擦、邊界摩擦及流體摩擦的混合狀態(tài); §4-2 磨損一、 磨損運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦將導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移,即形成磨損。二、 磨損的三個(gè)階段磨合磨損(跑合磨損)階段、穩(wěn)定磨損階段、劇烈磨損階段a) 磨合磨損階段新的摩擦副表面較粗糙,在10%50%的額定載荷下進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),使摩擦表面的凸峰被磨平,實(shí)際接觸面積逐步增大,壓強(qiáng)減少和表面材料加工硬化兩個(gè)過程。磨合階段對(duì)新機(jī)器是十分必要的。b) 穩(wěn)定磨損階段零件在平穩(wěn)而緩慢的速度下磨損,摩擦條件保持相對(duì)恒定。它標(biāo)志著零件正常工作壽命的長(zhǎng)短。c) 劇烈磨損階段經(jīng)過穩(wěn)定磨損階段,零件的表面遭到破壞,運(yùn)動(dòng)副的間隙加大
11、,精度降低,效率減少,引起動(dòng)載荷,不能保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài),摩擦副的溫度急劇升高,磨損速度急劇加快。應(yīng)縮短磨合期、延長(zhǎng)穩(wěn)定期、推遲急劇磨損期的到來。 三、 減少磨損的主要措施(1) 選用適合的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法。(2) 按零部件的主要磨損類型選擇材料,如不要選同種材料可降低粘著磨損,選擇硬度高的材料可減輕磨粒磨損。(3) 合理選擇熱處理和表面處理方法,如表面淬火和表面化學(xué)處理。(4) 適當(dāng)降低表面粗糙度。(5) 用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。§4-3 潤(rùn)滑劑、添加劑和潤(rùn)滑方法(一)潤(rùn)滑劑l 潤(rùn)滑劑的作用降低摩擦副之間的摩擦、減輕磨損、防銹、散熱降溫、緩沖、吸振能力。l 評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油的幾個(gè)指標(biāo) 粘
12、度 粘度是流體流動(dòng)時(shí)內(nèi)部摩擦力的度量。 運(yùn)力粘度1687年牛頓提出了粘性液的摩擦定律,流體中任意點(diǎn)處的切應(yīng)力與該點(diǎn)處的速度梯度成正比,即 (4-3)式中:比例系數(shù),即流體的動(dòng)力粘度,單位為。壓力和溫度對(duì)粘度的影響,壓力增大粘度增大,溫度升高粘度降低。第五章 螺紋連接和螺旋傳動(dòng)§5-1 螺 紋一、螺紋的類型和應(yīng)用1.分類:v 按用途分1)連接螺紋:起連接作用的螺紋,保證連接強(qiáng)度。用于連接的螺紋牙型要求牙型強(qiáng)度高、自鎖性能好。如普通螺紋(三角螺紋)。 2)傳動(dòng)螺紋:起傳動(dòng)作用的螺紋,保證螺旋副的傳動(dòng)精度、磨損和磨損壽命等。v 按幾何參數(shù)可分公英制螺紋;粗細(xì)牙螺紋;左右旋螺紋;單線及多線螺
13、紋。連接螺紋:一般為單線、粗牙、右旋的三角螺紋。細(xì)牙:直徑相同,節(jié)距小,螺旋升角小,牙淺,自鎖性好,但不耐磨,易滑扣。多用于薄壁、細(xì)小零件或變載荷、沖擊和振動(dòng)的連接場(chǎng)合。§5-2 螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件一、螺紋連接的基本類型1螺栓連接用于兩被連件均不太厚的場(chǎng)合。1)普通螺栓連接:不論連接受橫向載荷還是軸向載荷,螺栓均只受軸向載荷??椎募庸ぞ鹊?。 2)鉸制孔用螺栓連接:基孔制過渡配合,直接承受橫向載荷,一般用來承受軸向載荷。除起連接作用外,還起定位作用??椎募庸ぞ雀?。2雙頭螺柱連接兩被連接件一薄一厚,不宜制成通孔,且經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合,拆卸時(shí)只需擰下螺母即可。如圖5-3a所示。3.
14、 螺釘連接螺釘連接不使用螺母,而是利用螺釘穿過一連接件,擰入另一連接件的螺紋孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)連接。兩被連接件一薄一厚,且不經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。如圖5-3b所示。§5-3 螺紋連接的預(yù)緊Ø 預(yù)緊:裝配時(shí)擰緊。Ø 預(yù)緊力:預(yù)緊時(shí)預(yù)加的作用力。(一) 預(yù)緊的目的1. 提高連接的緊密性。2. 提高連接的可靠性。 3. 防止連接松動(dòng)或被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。對(duì)于重要的連接,裝配時(shí)要控制預(yù)緊力。§5-4 螺紋連接的防松Ø 螺紋連接防松的實(shí)質(zhì)在于限制螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。以防止連接的松動(dòng),影響正常工作。Ø 螺紋連接的防松按工作原理可分為三類(P68表5-
15、3): 1. 摩擦防松 2. 機(jī)械防松 3. 不可拆卸防松(鉚沖;粘接;焊接)對(duì)于靜載和溫度變化不大,利用螺紋自鎖防松。l 利用摩擦防松用摩擦力矩來防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),有對(duì)頂螺母,彈簧墊片、彈簧鎖緊螺母和尼龍圈鎖緊螺母等。 l 機(jī)械防松l 破壞螺紋副關(guān)系防松§5-5 螺栓組連接的設(shè)計(jì)l 螺栓組兩個(gè)零件用螺栓連接時(shí),常常同時(shí)使用若干個(gè)螺栓,稱為螺栓組。(二) 螺栓組連接的受力分析 螺栓連接大多工作之前應(yīng)預(yù)緊,稱為緊螺栓連接;§5-6 螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算4螺栓的破壞形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則v 對(duì)于受拉螺栓:其主要破壞形式是螺桿螺紋部分發(fā)生斷裂;因而其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強(qiáng)度。v
16、對(duì)于受剪螺栓:其主要破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷。2. 承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接(一)受軸向靜載荷1)變形協(xié)調(diào)條件2)殘余預(yù)緊力受工作載荷后,由于螺栓的伸長(zhǎng),被連接件被放松其壓縮量由減小為,壓力由減至,則稱為殘余預(yù)緊力。3)螺栓的總拉力 (5-29)式中,為工作載荷。4)預(yù)緊力、殘余預(yù)緊力、及總拉力之間的關(guān)系螺栓剛度: 被連件剛度: (5-30)變形協(xié)調(diào)條件: (5-31) (5-32)上式中,稱為螺栓的相對(duì)剛度。第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接Ø 各種鍵連接通常用來實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩,有的也能實(shí)現(xiàn)軸向固定和滑動(dòng)。§6-
17、1 鍵連接(一)鍵連接的功能、分類、結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用l 鍵連接的功能通常用來實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩,有的也能實(shí)現(xiàn)軸向固定和滑動(dòng)。l 鍵的主要類型平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。 平鍵連接鍵的兩側(cè)面是工作面,靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。平鍵連接特點(diǎn)是:鍵的兩側(cè)面是工作面,靠鍵與鍵槽的側(cè)面擠壓來傳遞扭矩;鍵的上表面和輪轂槽底之間則留有間隙。平鍵連接不能承受軸向力,因而對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定作用。常用的平鍵有:普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵。 1)普通平鍵連接l 普通平鍵按端部形狀不同分A型(圓頭)、B型(平頭)、C型(半圓頭)三種型式。l 平鍵的標(biāo)記(注:A型鍵
18、標(biāo)注時(shí),省略A)采用A、C型平鍵時(shí),軸上的鍵槽用鍵槽銑刀銑出,鍵在槽中固定良好,但當(dāng)軸工作時(shí),軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。采用B型平鍵時(shí),軸上的鍵槽用盤銑刀銑出,鍵槽兩端的應(yīng)力集中較小。C型平鍵常用于軸端的連接。輪轂上的鍵槽一般用插刀或拉刀加工。鍵的截面尺寸b×h通常是根據(jù)軸的直徑從標(biāo)準(zhǔn)中選取,鍵的長(zhǎng)度主要由輪轂的長(zhǎng)度確定。 半圓鍵連接軸上鍵槽用尺寸與半圓鍵相同的鍵槽銑刀銑出,因而鍵在槽中能繞其幾何中心擺動(dòng)以適應(yīng)轂上鍵槽的傾斜度。半圓鍵用于靜連接,其兩側(cè)面是工作面。3. 楔鍵連接楔鍵連接的特點(diǎn):鍵的上下兩面是工作面,鍵的上表面和輪轂鍵槽底部各有1:100的斜度。4. 切向鍵連接切向鍵
19、由一對(duì)斜度為1:100的楔鍵組成,切向鍵的工作面是兩鍵拼合后的上、下兩個(gè)平行平面,其中一個(gè)平面包含軸心線。工作中靠工作面間的擠壓和軸與輪轂之間的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩。單個(gè)切向鍵只能傳遞單向載荷,要傳遞雙向載荷時(shí)需使用兩個(gè)切向鍵,為避免兩個(gè)切向鍵的鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度造成過大的削弱,兩個(gè)鍵槽之間應(yīng)沿周向布置。§6-2 花鍵連接(一)花鍵聯(lián)接的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用Ø 主要參數(shù)小徑(公稱尺寸)、大徑、齒寬和齒數(shù)。標(biāo)注為(標(biāo)準(zhǔn):),如()。§6-3 無鍵連接凡是軸與轂的連接不用鍵或滑鍵時(shí),統(tǒng)稱為無鍵連接。1. 過盈聯(lián)接2. 型面聯(lián)接(一)型面聯(lián)接第七章 鉚接、焊接、膠接和過盈連接
20、7;7-1 鉚接鉚釘連接是利用鉚釘將兩個(gè)或兩個(gè)以上的元件(一般為板材或型材)連接在一起的一種不可拆卸的連接,簡(jiǎn)稱鉚接。鉚接分為冷鉚和熱鉚兩種。(一)鉚縫的種類、特性及應(yīng)用§7-2 焊接焊接是通過加熱(使金屬局部熔化)、加壓,或兩者并用,使兩個(gè)分離的物體產(chǎn)生原子(分子)間結(jié)合而連接成整體的過程。焊接應(yīng)用廣泛,既可用于金屬,也可用于非金屬。§7-4 過盈連接(一)過盈連接的特點(diǎn)及應(yīng)用過盈連接:利用零件間的過盈配合達(dá)到連接的目的。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)中性好、承載能力大、承受沖擊性能好、對(duì)軸削弱少。但加工精度要求高、裝卸不便。第八章 帶傳動(dòng)§8-1 概述帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)
21、。帶傳動(dòng)一般由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、張緊在兩輪上的傳動(dòng)帶及機(jī)架組成。(一)帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)1. 類型按截面形狀不同,傳動(dòng)帶分為:平帶、V帶和圓帶三種。近年來出現(xiàn)了多楔帶和同步帶。圓形帶的應(yīng)用較少。Ø V帶的橫截面是梯形,工作時(shí)兩側(cè)面與輪轂側(cè)面相接觸。比平帶摩擦系數(shù)大,從而產(chǎn)生更大的摩擦力,承載能力大,因此,一般的機(jī)械傳動(dòng)多采用V帶傳動(dòng)。 Ø 多楔帶摩擦力大,傳遞功率高,兼有平帶和V帶的優(yōu)點(diǎn),主要用于傳遞功率較大而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合。2. 特點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn):(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于加工和裝配,制作成本低;(2)允許較大的傳動(dòng)中心距;(3)能夠緩沖吸振,傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲??;(4)過載時(shí)打滑
22、可防止傳動(dòng)系統(tǒng)中其它零件的損壞。 2)缺點(diǎn):(1)帶有彈性變形,不能保證準(zhǔn)確的傳比;(2)傳動(dòng)效率較低;(3)傳動(dòng)裝置外廓尺寸較大;(4)帶的使用壽命較短。2. 基本尺寸參數(shù)帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生彎曲,外層受拉伸長(zhǎng),內(nèi)層受壓縮短,內(nèi)外層之間必有一長(zhǎng)度不變的中性層,其寬度稱為節(jié)寬;截面高度為;V帶輪上與相應(yīng)的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑。與帶輪基準(zhǔn)直徑相應(yīng)的帶的周線長(zhǎng)度稱為基準(zhǔn)長(zhǎng)度,用表示。兩帶輪軸線間的距離稱為中心距,帶兩側(cè)面間的夾角稱為楔角。3. 標(biāo)準(zhǔn)Ø 普通按截型可分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)。Ø 窄V帶的截型可分為SPZ、SPA、SPB、SPC四種。4. 普通標(biāo)V帶的標(biāo)
23、記:型號(hào) 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)例如 B 1600 GB/T1171-96§8-2 帶傳動(dòng)工作情況的分析(一)帶傳動(dòng)中的力分析1. 初拉力為使帶和帶輪間有足夠的摩擦力,安裝時(shí)就要以一定的拉力張緊在帶輪上,該拉力稱為初拉力。4. 有效拉力Fe: (8-3) (8-6)式中:為傳動(dòng)帶工作面上的總摩擦力,為傳動(dòng)帶的有效拉力。確定最大傳遞扭矩式中,小帶輪的直徑。5. 帶傳動(dòng)功率 (8-4)式中,為功率,;為有效拉力,;傳動(dòng)帶的速度,。1)合理安排松邊、緊邊的位置當(dāng)傳動(dòng)中的兩個(gè)帶輪水平放置時(shí),應(yīng)將松邊安排在輪的上部,緊邊安排在輪的下部,松邊在重力作用下的下垂使得小輪包角有所增大,當(dāng)兩輪中心不等高時(shí)
24、,應(yīng)避免使兩輪垂直放置,(帶的下垂使帶變松),應(yīng)使小輪在下,緊邊在下,如上圖所示。(四) 帶的彈性滑動(dòng)和打滑1帶的彈性滑動(dòng)帶由緊邊繞過主動(dòng)輪進(jìn)入松邊時(shí),帶的拉力由減小為,其彈性伸長(zhǎng)量也減小。帶在繞過帶輪的過程中,相對(duì)于輪面向后收縮,帶與帶輪的輪面之間出現(xiàn)局部相對(duì)滑動(dòng),導(dǎo)致帶的速度逐步小于主動(dòng)輪的圓周速度。定義:由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)。產(chǎn)生的原因:帶的彈性、松邊與緊邊拉力差彈性滑動(dòng)的特點(diǎn):不可避免的彈性滑動(dòng)率彈性滑動(dòng)的后果:傳動(dòng)比不準(zhǔn)確;帶的磨損,效率降低2. 帶傳動(dòng)的打滑產(chǎn)生的原因:外載荷增加,使得造成的后果:帶的磨損急劇增加、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速急劇下降,直至傳動(dòng)
25、失效。打滑的特點(diǎn):可以避免的。是主要失效形式之一,應(yīng)當(dāng)避免。打滑的定義:在一定的初拉力作用下,帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和有一極限值。當(dāng)帶所傳遞的有效拉力超過帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和的極限值時(shí),帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對(duì)滑動(dòng),這種現(xiàn)象稱為打滑。在帶傳動(dòng)中,由于小輪的包角小,帶和帶輪沿小帶輪先發(fā)生打滑。打滑對(duì)帶傳動(dòng)性能:帶打滑時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇下降,使傳動(dòng)失效,同時(shí)也加劇了帶的磨損,應(yīng)避免打滑。§8-3 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(一)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V帶的基本額定功率1. 帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式:打滑;磨損;疲勞折斷設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:在保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下,具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命
26、。(四)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2. 設(shè)計(jì)步驟與方法(1)確定計(jì)算功率 (8-21)式中:計(jì)算功率;工作情況系數(shù)(簡(jiǎn)稱工況系數(shù)),查表8-7; 傳遞的額定功率,如電動(dòng)機(jī)的額定功率;(2)選擇V帶的型號(hào) 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速。第九章 鏈傳動(dòng)§9-1 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 鏈傳動(dòng)是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。1. 鏈傳動(dòng)的組成由主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和鏈條組成。2. 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn)(1)與帶傳動(dòng)相比,鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象,工作可靠,具有準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比,傳動(dòng)效率較高;在傳遞相同功率的情況下,結(jié)構(gòu)較為緊湊;鏈條張緊力小,作用于鏈輪軸上的力也較小,故鏈傳動(dòng)能夠在低速重載及溫度
27、較高的條件下使用。(2)與齒輪傳動(dòng)相比,鏈傳動(dòng)制造和安裝精度要求較低;在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)中,鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而輕便。2)缺點(diǎn)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比,傳動(dòng)中有周期性的動(dòng)載荷和嚙合沖擊,不適合載荷變化很大和急速反向轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合。§9-2 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (一) 滾子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Ø 滾子鏈的組成:ü 滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成。ü 內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈聯(lián)接;ü 滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。Ø 滾子鏈的分類滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比,但由于精度的影響,各排的載荷不易均勻,故排數(shù)不宜過多。Ø 鏈條接頭和滾子鏈規(guī)格鏈條的接頭處的固定形式有:用開口銷固定,多用于小節(jié)距鏈,圖9-4a。彈簧卡片固定,多用于大節(jié)距鏈,圖9-4b。設(shè)計(jì)時(shí),鏈節(jié)數(shù)以取為偶數(shù)為宜,這樣可避免使用過渡鏈節(jié)(圖9-4c),因?yàn)檫^渡鏈節(jié)會(huì)使鏈的承載能力下降。偶數(shù)節(jié):鏈條的一端的外鏈板正好與另一端的內(nèi)鏈板相連,如下圖所示。奇數(shù)節(jié):鏈條的一端的外鏈板要與另一端的外鏈板相連,而無法連接,要使用過渡鏈節(jié)。過渡鏈節(jié): 過渡鏈節(jié)會(huì)產(chǎn)生附加彎矩,承載,極限拉伸載荷。所以避免采用奇
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