【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點最大應(yīng)力： 位置產(chǎn)生在緊邊與小帶輪相切處工作時帶中的應(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)時單元標(biāo)題： V帶傳動的張緊、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)生掌握帶傳動設(shè)計計算及帶輪的設(shè)計，熟悉帶傳動的張緊、安裝與維護(hù)教學(xué)重難點：重點：帶傳動設(shè)計計算難點：無教學(xué)方法與手段：：教師講授、案例分析、集體討論、個別回答、師生互動啟發(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)計計算失效形式（主要） 1）打滑；2）帶的疲勞破壞 設(shè)計準(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)計數(shù)據(jù)及內(nèi)容已知：P，n1，n2或i傳動布置要求（中心距a）工作條件要求是： 帶：型號，把數(shù)，長度 輪：Dmin，結(jié)構(gòu)，尺寸 中心距（a） 軸壓力Q等設(shè)計步驟與方法（步—主要參數(shù)的選擇方法）①確定計算功率Pca ： KA—工況系數(shù)，②選擇帶型號：Pca，n1③定帶輪直徑（驗算帶速V）a) 由表定小輪直徑D1min（與帶的型號有關(guān)）（計算直徑）或圓整（也可不圓整），b) 驗算帶速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，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↓，傳遞同樣載荷時所需張緊力增加，帶的疲勞壽命下降，這時措施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定計算長度（開口傳動） c) 按表73定相近的基礎(chǔ)長度Ld d) 由節(jié)線長度Ld求實際中心距——對V 5）驗算小輪包角 ， 不滿足措施：1）a↑ (i一定時)；2）加張緊輪∴一般i=3~5（V帶） 6）計算帶的根數(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)計及帶的張緊與維護(hù)1）實心式 D≤（~3）d 2) 膠板式 D≤300mm3）孔板式 D≤300(D1D1≥100mm時) 4）輪輻式 D300課后作業(yè)：883第10次 2學(xué)時單元標(biāo)題：第9章 鏈傳動課堂類別：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)、掌握鏈運動的不均勻性教學(xué)重難點：重點：鏈運動不均勻性和動載荷難點：掌握鏈傳動的受力分析教學(xué)方法與手段：：教師講授、案例分析、集體討論、個別回答、師生互動啟發(fā)：課件演示、視頻課件主要教學(xué)內(nèi)容及過程一、鏈傳動工作原理與特點工作原理：兩輪間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來傳遞動力和運動。組成；主、從動鏈輪、鏈條和張緊裝置等。特點優(yōu)點：①平均速比im準(zhǔn)確，無滑動；②結(jié)構(gòu)緊湊，軸上壓力Q??；③傳動效率高η=98%；④承載能力高P=100KW；⑤可傳遞遠(yuǎn)距離傳動amax=8mm；⑥成本低。缺點：①瞬時傳動比不恒定i；②傳動不平衡；③傳動時有噪音、沖擊；④對安裝粗度要求較高。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：i≤8(I=2~4)，P≤100KW，V≤1215m/s。 二、鏈傳動的主要類型套筒鏈；（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）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端面齒形——是三圓弧一直線，弧、和一直線優(yōu)點：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）具體有普通碳素鋼，優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼，鏈傳動的幾何計算1）、鏈節(jié)數(shù)LP（節(jié)線長度） 2）、中心距a 四、鏈傳動的運動特性鏈傳動與撓在正多邊形輪子上的帶傳動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，鏈移動距離——ZP當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速為nn2時 （m/s）——平均速度平均傳動比 瞬時傳動比： ∴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，因為此情況下、變化處處相同。結(jié)論：鏈節(jié)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，不恒定作有規(guī)律的周期性的波動。動載沖擊——鏈傳動的動載荷結(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)與輪相對速度也引起沖擊。鏈傳動的受力分析不計動載荷，鏈傳動中主要作用力有： 工作拉力Fe——作用于主動邊 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 從動力拉力 F2=Fc+Ff作用于軸上載荷Q——為主從動邊拉力之和，略去離心拉力（對軸壓力沒有影響） 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、反轉(zhuǎn)或受重多沖擊載荷時，動載荷大，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）二、鏈傳動的承載能力極限功率曲線，——設(shè)計時實際使用的功率曲線；其實驗條件：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)計的Z、i、th、a等不同時應(yīng)對P0進(jìn)行修正。取一系列修正系數(shù)： 鏈傳動的設(shè)計計算 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、鏈傳動的主要參數(shù)選擇及步驟鏈的節(jié)距和排數(shù)1）計算功率 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A4）討論：當(dāng)P↑，結(jié)構(gòu)尺寸↑，如n一定，承載力↑，但運動不平穩(wěn)性，動載、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：當(dāng)功率大（CP），V高時，選節(jié)距（P）小，用多排鏈當(dāng)a小，i大時選節(jié)距（P）小，用多排鏈當(dāng)a大，i小時選節(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V未知，難選，一般選假設(shè)V設(shè)計后再校核。 不能過多， 傳動比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。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。（實際） 軸上壓力——≈ 工作壓力 （N） 課后作業(yè)：993第11次 2學(xué)時單元標(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，掌握齒輪的計算載荷，掌握直齒輪力分析的方法教學(xué)重難點：重點：齒輪受力分析 難點：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、個別回答、師生互動啟發(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)化處理齒面疲勞點蝕——閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式位置：節(jié)線附近原因：1）單齒對嚙合接觸應(yīng)力較大；2）節(jié)線處相對滑動速度較低，不易形成潤滑油膜；3）另外油起到一個媒介作用，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——高速重載傳動的主要失效形式——熱膠合，原因：高速、重載→壓力大，滑動速度高→摩擦熱大→高溫→嚙合齒面粘結(jié)（冷焊結(jié)點）→結(jié)點部位材料被剪切→沿相對滑動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3）提高齒面硬度；4）配對齒輪有適當(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的主要失效形式材料塑性流動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)計準(zhǔn)則主要失效形式 設(shè)計準(zhǔn)則閉式軟齒面齒輪傳動 齒面接觸疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則 閉式硬齒面齒輪傳動 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則 開式齒輪傳動 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，外部因素引起的附加動載荷對傳動的影響， 它與原動機(jī)與工作機(jī)的類型與特性，聯(lián)軸器類型等有關(guān)動載荷系數(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