【文章內(nèi)容簡介】 a） A——帶的橫截面積離心應(yīng)力— —（N）——離心拉力離心拉應(yīng)力： （Mpa） 式中：q——單位帶比質(zhì)量（N），g——重力加速度 g=——帶的線速度（m/s） （在整個(gè)帶長上相同） 彎曲應(yīng)力——，作用在帶輪段V： （Mpa） D越小，越大；h越大，越大，∴帶中應(yīng)力分布情況——∵，從緊邊→松邊——只在彎曲部分有 ——帶全長存在∴在A1點(diǎn)最大應(yīng)力： 位置產(chǎn)生在緊邊與小帶輪相切處工作時(shí)帶中的應(yīng)力是周期性變化的，隨著位置的不同，應(yīng)力大小在不斷地變化，∴帶容易產(chǎn)生疲勞破壞。思考：打滑是失效形式之一，不允許的，應(yīng)當(dāng)避免的，但又有過載保護(hù)作用，是否矛盾？（過載保護(hù)作用與打滑是否矛盾？）第9次 2學(xué)時(shí)單元標(biāo)題： V帶傳動(dòng)的張緊、安裝與維護(hù)課堂類別：理論教學(xué)目標(biāo)：通過本次課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算及帶輪的設(shè)計(jì)，熟悉帶傳動(dòng)的張緊、安裝與維護(hù)教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算難點(diǎn)：無教學(xué)方法與手段：：教師講授、案例分析、集體討論、個(gè)別回答、師生互動(dòng)啟發(fā)：課件演示、視頻課件主要教學(xué)內(nèi)容及過程一、失效形式與設(shè)計(jì)計(jì)算失效形式（主要） 1）打滑；2）帶的疲勞破壞 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶在不打滑的前提下，具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命二）、單根三角膠帶的功率—P0不打滑條件：——臨界摩擦狀態(tài)（靜不動(dòng)下）由疲勞強(qiáng)度條件： ——與傳遞功率有關(guān)（即與打滑有關(guān)）——許用拉應(yīng)力 ∵傳遞極限圓周力： 又 ∴傳遞的臨界功率： 單根三角帶在不打滑的前提下所能傳遞的功率為： （KW） 式中：P0——單根帶帶傳遞的臨界功率（KW） V——帶速（m/s） Fec——臨界圓周力（N） ——一定條件下（材料）由疲勞強(qiáng)度決定的許用拉應(yīng)力設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及內(nèi)容已知：P，n1，n2或i傳動(dòng)布置要求（中心距a）工作條件要求是： 帶：型號(hào)，把數(shù)，長度 輪：Dmin，結(jié)構(gòu)，尺寸 中心距（a） 軸壓力Q等設(shè)計(jì)步驟與方法（步—主要參數(shù)的選擇方法）①確定計(jì)算功率Pca ： KA—工況系數(shù)，②選擇帶型號(hào)：Pca，n1③定帶輪直徑（驗(yàn)算帶速V）a) 由表定小輪直徑D1min（與帶的型號(hào)有關(guān)）（計(jì)算直徑）或圓整（也可不圓整），b) 驗(yàn)算帶速V 要求：，最佳帶速V=20~25m/s 如V太小，由P=FV可知，傳遞同樣功率P時(shí)，圓周力F太大，帶的根數(shù)太多，且P1太小，彎曲↑，壽命↓，措施：應(yīng)D1↑且軸承尺寸↑） V太大，則離心力太大，帶與輪的正壓力減小，摩擦力↓，傳遞載荷能力↓，傳遞同樣載荷時(shí)所需張緊力增加，帶的疲勞壽命下降，這時(shí)措施D1應(yīng)↓，否則壽命太短。如V不合適，則應(yīng)重選D14） 求中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Lda) 初選a0 或按結(jié)構(gòu)尺寸要求定b) 由a0定計(jì)算長度（開口傳動(dòng)） c) 按表73定相近的基礎(chǔ)長度Ld d) 由節(jié)線長度Ld求實(shí)際中心距——對(duì)V 5）驗(yàn)算小輪包角 ， 不滿足措施：1）a↑ (i一定時(shí))；2）加張緊輪∴一般i=3~5（V帶） 6）計(jì)算帶的根數(shù)Z 10 ——包角系數(shù)；KL——長度系數(shù) 考慮帶的長度不同的影響因素。K——材質(zhì)系數(shù)： ——單根膠帶考慮傳動(dòng)比i影響的功率增量7）確定帶的初拉力F0（單根帶） （N） 8）求帶作用于軸的壓力Q 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及帶的張緊與維護(hù)1）實(shí)心式 D≤（~3）d 2) 膠板式 D≤300mm3）孔板式 D≤300(D1D1≥100mm時(shí)) 4）輪輻式 D300課后作業(yè)：883第10次 2學(xué)時(shí)單元標(biāo)題：第9章 鏈傳動(dòng)課堂類別：理論教學(xué)目標(biāo)：通過本次課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解套筒滾子鏈結(jié)構(gòu)、掌握鏈運(yùn)動(dòng)的不均勻性教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：鏈運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷難點(diǎn)：掌握鏈傳動(dòng)的受力分析教學(xué)方法與手段：：教師講授、案例分析、集體討論、個(gè)別回答、師生互動(dòng)啟發(fā)：課件演示、視頻課件主要教學(xué)內(nèi)容及過程一、鏈傳動(dòng)工作原理與特點(diǎn)工作原理：兩輪間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。組成；主、從動(dòng)鏈輪、鏈條和張緊裝置等。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①平均速比im準(zhǔn)確，無滑動(dòng)；②結(jié)構(gòu)緊湊，軸上壓力Q??；③傳動(dòng)效率高η=98%；④承載能力高P=100KW；⑤可傳遞遠(yuǎn)距離傳動(dòng)amax=8mm；⑥成本低。缺點(diǎn)：①瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定i；②傳動(dòng)不平衡；③傳動(dòng)時(shí)有噪音、沖擊；④對(duì)安裝粗度要求較高。應(yīng)用：適于兩軸相距較遠(yuǎn)，工作條件惡劣等，如農(nóng)業(yè)機(jī)械。中低速傳動(dòng)：i≤8(I=2~4)，P≤100KW，V≤1215m/s。 二、鏈傳動(dòng)的主要類型套筒鏈；（套筒）滾子鏈—屬標(biāo)準(zhǔn)件選用、合理確定鏈輪與鏈條尺寸套筒滾子鏈（結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)）鏈接頭型式：鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)（常用）——內(nèi)鏈板與外鏈板相接——彈性鎖片（稱彈簧卡）或大節(jié)距（稱開口銷）——受力較好鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)——用過渡鏈節(jié)固聯(lián)，受力不利，盡量不用。套筒滾子鏈鏈輪齒形及特點(diǎn)端面齒形——是三圓弧一直線，弧、和一直線優(yōu)點(diǎn)：接觸應(yīng)力小、沖擊小、磨損少，不易跳齒與脫鏈軸面齒形：兩側(cè)呈圓弧狀，以利鏈節(jié)的進(jìn)入和退出嚙合加工方法：標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，一般為成型銑刀（只要P相同，Z不同的所有鏈輪均能加工）三、鏈輪的主要參數(shù)鏈輪的主要參數(shù)，節(jié)距P，齒數(shù)Z，分度圓直徑（公稱直徑）鏈輪的材料要求：1）強(qiáng)度；2）耐磨；3）耐沖擊（在沖擊載荷時(shí)）具體有普通碳素鋼，優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼，鏈傳動(dòng)的幾何計(jì)算1）、鏈節(jié)數(shù)LP（節(jié)線長度） 2）、中心距a 四、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性鏈傳動(dòng)與撓在正多邊形輪子上的帶傳動(dòng)極其相似正多邊形邊數(shù)~（Z）（齒數(shù)）正多邊形邊長~（P）（節(jié)距）當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)過一周，鏈移動(dòng)距離——ZP當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速為nn2時(shí) （m/s）——平均速度平均傳動(dòng)比 瞬時(shí)傳動(dòng)比： ∴即使W1恒定，而W2隨（）而變化，∴it不恒定。只有當(dāng)Z1=Z2（d1=d2）,a（中心距）為P的整數(shù)倍時(shí)，因?yàn)榇饲闆r下、變化處處相同。結(jié)論：鏈節(jié)在運(yùn)動(dòng)中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度變化。這就造成鏈運(yùn)動(dòng)速度的不均勻，不恒定作有規(guī)律的周期性的波動(dòng)。動(dòng)載沖擊——鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷結(jié)論：鏈輪轉(zhuǎn)速（n1）越高，節(jié)距（力）越大，（即齒數(shù)Z1越少），動(dòng)載沖擊越嚴(yán)重，噪音越大。當(dāng)V一定，Z1多，P小，是非常有利的。當(dāng)P、Z一定，則必須限制n，（nL—極限轉(zhuǎn)速（表88）、nK—推薦用最高轉(zhuǎn)速r/min），可降低沖擊能量：還應(yīng)注意：鏈節(jié)與輪相對(duì)速度也引起沖擊。鏈傳動(dòng)的受力分析不計(jì)動(dòng)載荷，鏈傳動(dòng)中主要作用力有： 工作拉力Fe——作用于主動(dòng)邊 離心拉力：Fe=q、V2 垂度拉力： （N）Kf——垂度系數(shù)圖F——下垂度——兩輪中心線與水平面的夾角緊邊拉力 F1=Fe+Fc+Ff 從動(dòng)力拉力 F2=Fc+Ff作用于軸上載荷Q——為主從動(dòng)邊拉力之和，略去離心拉力（對(duì)軸壓力沒有影響） Q=Fe+2Ff f——影響較小一般取Q≈ 一、失效形式1）各元件的疲勞破壞（主要指鏈板、銷軸、套筒、滾子）——正常潤滑及速度主要失效形式2）鏈節(jié)磨損后伸長（主要是銷軸鉸鏈磨損），造成脫鏈，跳齒3）沖擊破壞（反復(fù)起制動(dòng)、反轉(zhuǎn)或受重多沖擊載荷時(shí)，動(dòng)載荷大，經(jīng)多次沖擊、銷軸、滾子、套筒最終產(chǎn)生沖擊斷裂，總循環(huán)次數(shù)N=104）4）膠合（重載高速）（破壞——驗(yàn)算nL）——極限轉(zhuǎn)速5）輪齒過度磨損6）過載拉斷——塑性變形（當(dāng)?shù)退僦剌dV，按靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)）二、鏈傳動(dòng)的承載能力極限功率曲線，——設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)際使用的功率曲線；其實(shí)驗(yàn)條件：單列，水平布置，載荷平穩(wěn)，Z1=19，i=3t=100P, th=15000h ΔP/P≤3% (節(jié)距長度增量≤3%)額定單功率（單根）P0當(dāng)設(shè)計(jì)的Z、i、th、a等不同時(shí)應(yīng)對(duì)P0進(jìn)行修正。取一系列修正系數(shù)： 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知：P，載荷性質(zhì)，工作條件，n1，n2 求ZZ2P，列數(shù)，a，潤滑方式一、鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)選擇及步驟鏈的節(jié)距和排數(shù)1）計(jì)算功率 Pca=(KW) 2）要求單排鏈傳遞功率 KZ——小鏈輪齒數(shù)系數(shù) KP——多排鏈系數(shù)， KL——鏈長系數(shù)： 3）選型：由P0、n1P 定鏈型號(hào)A4）討論：當(dāng)P↑，結(jié)構(gòu)尺寸↑，如n一定，承載力↑，但運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)性，動(dòng)載、噪音也嚴(yán)重。結(jié)論；因此，在滿足一定功率條件下，P越小越好，高速鏈尤其如此。如再考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)：當(dāng)功率大（CP），V高時(shí)，選節(jié)距（P）小，用多排鏈當(dāng)a小，i大時(shí)選節(jié)距（P）小，用多排鏈當(dāng)a大，i小時(shí)選節(jié)距（P）大，用單列鏈鏈輪齒數(shù)ZZ2及iZ1不能過少，Z1應(yīng)為奇數(shù)！ Z2不能過大！Z過多容易脫鏈結(jié)論：齒數(shù)過多，過少均不好，必須限制齒數(shù)，兩面限制： Z1應(yīng)為奇數(shù)，但未設(shè)計(jì)V未知，難選，一般選假設(shè)V設(shè)計(jì)后再校核。 不能過多， 傳動(dòng)比i1~23~45~6 6齒數(shù)Z131~2725~2321~1717鏈節(jié)數(shù)與中心距——LP，a通常以節(jié)距倍數(shù)來表示鏈長LP1）初選a0∵a過小時(shí)則過?。ò牵﹨⒓訃Ш淆X數(shù)少，總的LP也少，在一定的V下，鏈節(jié)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，壽命下降，但a過大，除不緊湊外，且使鏈松邊顫動(dòng)。一般推薦：初選a0=(30~50P)，amax=80P2）算LP（鏈節(jié)數(shù)） 圓整為整數(shù)（最好為偶數(shù)）3）求中心距a39。（實(shí)際） 軸上壓力——≈ 工作壓力 （N） 課后作業(yè)：993第11次 2學(xué)時(shí)單元標(biāo)題： 課堂類別：理論教學(xué)目標(biāo)：通過本次課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握主要失效形式，熱處理方法，掌握齒輪的計(jì)算載荷，掌握直齒輪力分析的方法教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：齒輪受力分析 難點(diǎn)：掌握應(yīng)力分布規(guī)律教學(xué)方法與手段：：教師講授、案例分析、集體討論、個(gè)別回答、師生互動(dòng)啟發(fā)：課件演示、視頻課件主要教學(xué)內(nèi)容及過程一、失效形式輪齒折斷：彎曲疲勞折斷——閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)最主要的失效形式過載折斷——載荷過大或脆性材料提高輪齒抗折斷能力的措施：減小齒根應(yīng)力集中、改善熱處理、齒根部分進(jìn)行表面強(qiáng)化處理齒面疲勞點(diǎn)蝕——閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式位置：節(jié)線附近原因：1）單齒對(duì)嚙合接觸應(yīng)力較大；2）節(jié)線處相對(duì)滑動(dòng)速度較低，不易形成潤滑油膜；3）另外油起到一個(gè)媒介作用，潤滑油滲入到微裂紋中，在較大接觸應(yīng)力擠壓下使裂紋擴(kuò)展直至表面金屬剝落。防止措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度；3）采用角度變位（增加綜合曲率半徑）；4）選用較高粘度的潤滑油；齒面磨損——開式齒輪的主要失效形式類型——齒面磨粒磨損，防止措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度；3）潤滑油定期清潔和更換；4）變開式為閉式。齒面膠合——高速重載傳動(dòng)的主要失效形式——熱膠合，原因：高速、重載→壓力大，滑動(dòng)速度高→摩擦熱大→高溫→嚙合齒面粘結(jié)（冷焊結(jié)點(diǎn)）→結(jié)點(diǎn)部位材料被剪切→沿相對(duì)滑動(dòng)方向齒面材料被撕裂。防止措施：1）采用抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油η↑（加極壓添加劑）；2）采用角度變位齒輪傳動(dòng)3）提高齒面硬度；4）配對(duì)齒輪有適當(dāng)?shù)挠捕炔?）改善潤滑與散熱條件。齒面塑性變形——低速重載軟齒輪傳動(dòng)的主要失效形式材料塑性流動(dòng)方向與齒面受摩擦力方向一致， 防止措施：1）提高齒面硬度；2）采用高粘度的潤滑油或加極壓添加劑。二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要失效形式 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則閉式軟齒面齒輪傳動(dòng) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則 開式齒輪傳動(dòng) 采用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則，并通過增大m和降低來考慮磨損的影響。三、計(jì)算載荷；Fnc=KFn Fn——名義載荷載荷系數(shù)：K= 、 ——工作情況系數(shù) ——初載荷系數(shù)——齒向載荷分布系數(shù) ——齒間載荷分配系數(shù)工作情況系數(shù)KA考慮了齒輪嚙合時(shí)，外部因素引起的附加動(dòng)載荷對(duì)傳動(dòng)的影響， 它與原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)的類型與特性，聯(lián)軸器類型等有關(guān)動(dòng)載荷系數(shù)KV——考慮齒輪制造誤差和裝配誤差及彈性變形等內(nèi)部因素引起的附加動(dòng)載荷的影響主要影響因素：1）齒輪的制造精度Pb1≠Pb2 2）圓周速度V，圖99降低KV措施：1）提高齒輪制造安裝精度；2）減小V（減小齒輪直徑d）；3）齒頂修緣注意：修緣要適當(dāng)，過大則重合度下降過大。齒向載荷分布系數(shù)——考慮軸的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形、軸承、支座彈性變形及制造和裝配誤差而引起的沿齒寬方向載荷分布