【正文】 而與平帶相比，在同樣的張緊力下，帶與帶輪間能產(chǎn)生較大的正壓力及摩擦力，所以能傳遞較大的圓周力。2. 帶傳動工作情況分析(167。82) 一節(jié)是本章的理論基礎(chǔ)，包括以下主要內(nèi)容：1) 帶傳動的受力情況分析。其核心就是要找出緊邊拉力F1 、 松邊拉力F2 、初拉力Fo 、有效拉力Fe 的關(guān)系式。從這些關(guān)系式中可以得到以下重要結(jié)論：①帶工作時，帶的兩邊即產(chǎn)生拉力差，繞上主動輪的一邊拉力增大而成緊邊，繞出主動輪的一邊拉力減小而成松邊，而且緊邊拉力的增加量應(yīng)等于松邊拉力的減少量，緊邊拉力Fl與松邊拉力F2之間存在著的關(guān)系。 ②有效拉力Fe等于帶與帶輪整個接觸面上的總摩擦力Ff,即等于緊邊拉力Fl與松邊拉力F2之差，見式 (82) 。 2) 關(guān)于最大有效拉力。學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容時，應(yīng)該明確以下幾個概念： ①柔韌體摩擦的歐拉公式(85)是在具有打滑趨勢時摩擦力達(dá)到極限值的條件下推導(dǎo)出來的。 ②式（85）中，只給出了的比值，并未給出F1與F2的實有值，例如時，可以有…無數(shù)個不同的實有值的比值，此時，可由分別得出③在一定的F1/F2的條件下，F(xiàn)1與F2的具體數(shù)值取決于初拉力Fo的大小,故F0對傳動有很大的作用，例如Fo 等于O時，就根本不能傳動。 ④由式(87)可知，最大有效拉力 Fec 的大小取決于初拉力Fo、包角α和摩擦系數(shù)f的大小。 ⑤實際有效拉力的數(shù)值與傳動中的包角大小和摩擦系數(shù)無關(guān)，它是一個己知數(shù)，是由傳遞的功率P和帶的速度v決定的。 3) 關(guān)于帶的應(yīng)力分析，應(yīng)注意以下幾點： ①分析帶在工作時的各種應(yīng)力，包括拉應(yīng)力σ、彎曲應(yīng)力σb離心應(yīng)力σc的分布情況以及最大應(yīng)力發(fā)生在何處。 ②彎曲應(yīng)力σb 與帶的厚度h和帶輪直徑D有關(guān),這就是要限制h/D,特別是要限制小帶輪直徑D1的原因。③離心應(yīng)力σc 實際上是由離心力(慣性力)引起的拉應(yīng)力的增量。其根本原因在于帶繞帶輪作等速圓周運動時,必須有一個使帶連續(xù)向輪心彎轉(zhuǎn)的力，以產(chǎn)生向心加速度，因而就必然產(chǎn)生一個與該力方向相反的離心力。這個離心力就產(chǎn)生了帶上的拉應(yīng)力增量，即稱為離心應(yīng)力。 ④離心應(yīng)力與帶的線密度(kg/m)和帶的速度有關(guān)，這就是需要限制帶速的原因。 ⑤根據(jù)帶工作時應(yīng)力大小和變化情況，以及保證帶傳動時不打滑的條件，來分析帶傳動的失效形式和確定帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則。4) 帶的彈性滑動與打滑，是本章中的一個重點，也是一個難點。為了加深對這一概念的理解，可通過帶傳動的實驗來建立感性認(rèn)識。學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容，應(yīng)該明確以下幾點：①帶在工作時產(chǎn)生彈性滑動的根本原因在于帶本身是彈性體，而且?guī)У木o邊與松邊之間存在著拉力差。由于帶從緊邊轉(zhuǎn)到松邊時，其拉力減小，要產(chǎn)生彈性收縮；反之，帶從松邊轉(zhuǎn)到緊邊時，其拉力增大，要產(chǎn)生彈性伸長。因而帶在工作過程中就不可避免地要產(chǎn)生彈性滑動。 ②帶的彈性滑動并不是發(fā)生在相對于全部包角的接觸弧上，而總是發(fā)生在位于滑動角內(nèi)的那一部分接觸弧上。③由于彈性滑動的影響，將使實際平均傳動比大于理論傳動比。但在一般的傳動中，因滑動率并不大 (ε=1%～2%)，故可不予考慮。④打滑是由于要求帶所傳遞的圓周力超過了帶與帶輪間的最大摩擦力(即最大有效拉力)，使滑動角擴(kuò)大到幾何包角而引起的，它是必須避免的。3. 關(guān)于V帶傳動的設(shè)計計算，著重于學(xué)會V帶傳動的設(shè)計方法和步驟。應(yīng)該明確為什么要使小帶輪直徑D1≥Dmin， 帶的速度 5m/sv5m/s, 主動輪的包角α1 ≥120 176。 (至少90176。),帶的根數(shù)z10 。另外還應(yīng)搞清楚包角系數(shù)Kσ, 長度系數(shù)KL, 計及傳動比影響時單根帶所能傳遞的功率增量ΔP0等的意義。傳動比i=1時，應(yīng)該取Kα =1,ΔPo=0 。 本節(jié)中計算帶傳動作用在軸上的壓力Q主要是為以后進(jìn)行軸的設(shè)計作準(zhǔn)備的，它在帶傳動的設(shè)計中是用不著的。4.“V 帶輪的設(shè)計”一節(jié)中，除應(yīng)了解V帶輪應(yīng)滿足的要求外，還應(yīng)著重掌握根據(jù)帶輪直徑來選擇其結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)帶的型號來確定輪槽的尺寸。應(yīng)該說明的是，V帶兩側(cè)面夾角為40176。而輪槽揳角常是34 176。, 36176。或38176。其原因是V帶在帶輪上彎曲時,截面形狀發(fā)生了變化,外邊(寬邊)受拉而變窄，內(nèi)邊(窄邊)受壓而變寬，因而使帶兩側(cè)面的夾角變小。帶輪直徑越小，這種變化越顯著。為使帶側(cè)面和輪槽有較好的接觸，應(yīng)使輪槽模角小于40176。,且隨著帶輪直徑的減小而減小，見表812。5. 在167。86一節(jié)中，主要是對高速帶傳動和同步帶傳動作一般性的介紹。對于高速帶傳動應(yīng)著重了解其設(shè)計特點。同步帶傳 動是一種新型傳動，對它應(yīng)著重了解其工作原理和特點。三、本章教學(xué)工作的組織及學(xué)時分配本章的教學(xué)內(nèi)容安排4個學(xué)時。以多媒體手段介紹結(jié)構(gòu)圖，以板書推導(dǎo)和實物共同完成該章的教學(xué)任務(wù)。安排一個結(jié)構(gòu)設(shè)計作業(yè)、安排一次參觀。第九章 鏈傳動一、本章主要內(nèi)容、特點及教學(xué)要求本章主要介紹鏈傳動的工作原理、特點及應(yīng)用范圍；著中分析了鏈傳動的運動不均勻性（即多邊形效應(yīng)）產(chǎn)生的原因和鏈傳動的失效形式；闡明了功率曲線圖的來歷及使用方法；著中論述了滾子鏈鏈傳動的設(shè)計計算方法及主要參數(shù)選擇；簡要介紹了齒形鏈的結(jié)構(gòu)特點及鏈傳動的潤滑和張緊的方法。主要教學(xué)要求是：1）了解鏈傳動的工作原理、特點及應(yīng)用。2）了解滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格及鏈輪的結(jié)構(gòu)特點。3）掌握滾子鏈傳動的設(shè)計計算方法。4）對齒形鏈的結(jié)構(gòu)特點以及鏈傳動的布置、張緊和潤滑等方面有一定的了解。二、本章重點及注意事項1．在講授167。91鏈傳動的特點及應(yīng)用時，應(yīng)注意以下幾點：1）鏈傳動屬于嚙合傳動，能獲得準(zhǔn)確的平均傳動比，又能實現(xiàn)較大中心距的傳動。由于剛性鏈節(jié)在鏈輪上呈多邊形分布，引起瞬時傳動比周期性變化和嚙合時的沖擊（常稱為多邊形效應(yīng)），因而其傳動平穩(wěn)性差，不宜用于分度機構(gòu)。2）鏈傳動可在多粉塵、油污、泥沙、潮濕、高溫、及有腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境中工作，如用于掘土機中的運行機構(gòu)中。這是由于它是一種非共軛嚙合傳動，對鏈輪齒形加工誤差、鏈條幾何形狀（如鏈節(jié)距不均勻性）誤差要求不嚴(yán)，并且對嚙合時嵌入的污物有很大的容納能力。3）鏈傳動不宜用于載荷變化很大和急速反向的傳動中。這是由于鏈傳動的緊邊工作時形如弦索，它們的自振頻率較易與外界干擾力合拍而引起振動。此外，鏈傳動的松邊及緊邊呈懸垂線狀態(tài)，在起動、制動及反轉(zhuǎn)時，能引起傳動系統(tǒng)的慣性沖擊。因此，鏈傳動工作時有噪聲在急速反向傳動中更為嚴(yán)重。2．講授167。94時，應(yīng)重點了解鏈傳動的“多邊形效應(yīng)”，也就是說，了解鏈傳動的運動不均勻性及動載荷時怎樣產(chǎn)生的。通過學(xué)習(xí)本節(jié)必須認(rèn)識到，鏈傳動的瞬時傳動比在傳動過程中是不斷變化的。由于剛性鏈節(jié)在鏈輪上呈多邊形分布，在鏈條每轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)時，鏈條沿垂直于運動方向得分速度也在作周期性變化，從而導(dǎo)致運動的不均勻性?？梢宰C明鏈傳動的瞬時傳動比為。在傳動中γ角與β角不是時時是相等的，因此其瞬時傳動比也不斷變化。只有在z1=z2，鏈傳動中心距恰好是節(jié)距的整數(shù)倍（即γ角與β角的變化完全相同）時，瞬時傳動比方為常數(shù)。鏈傳動運動不均勻及剛性鏈節(jié)嚙入鏈輪齒間時引起的沖擊，必然要引起動載荷。當(dāng)鏈節(jié)不斷嚙入鏈輪齒間時，就會形成連續(xù)不斷的沖擊、振動和噪聲，這種現(xiàn)象通常稱為“多邊形效應(yīng)”。鏈的節(jié)距越大，鏈輪轉(zhuǎn)速越高，“多邊形效應(yīng)”就越嚴(yán)重。在設(shè)計時，必須對鏈速加以限制。此外，選取小節(jié)距的鏈條，也有利于降低鏈傳動的運動不均勻性及動載荷。3．學(xué)習(xí)167。96時，首先要了解確定滾子鏈傳動的承載能力的主要依據(jù)是什么。隨著鏈傳動技術(shù)的發(fā)展，磨損已不再是限定其承載能力的主要失效形式。這是由于鏈條及鏈輪材料、熱處理工藝的改進(jìn)，鏈條零件表面硬度及耐磨性有很大提高的緣故。又因近代潤滑技術(shù)的發(fā)展和對鏈條工作時鉸鏈潤滑狀態(tài)的試驗研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鏈條嚙入鏈輪齒間而相對轉(zhuǎn)動360176。/z（z為鏈輪齒數(shù)）時，鉸鏈內(nèi)不潤滑油可行成承載油楔，這是套筒和銷軸間處于流體動力潤滑狀態(tài)。實踐證明：一個設(shè)計和安裝正確、潤滑得當(dāng)、質(zhì)量合乎標(biāo)準(zhǔn)的滾子鏈傳動，在運轉(zhuǎn)中由于磨損產(chǎn)生的伸長率還沒有達(dá)到全長的3%時，鏈條元件已產(chǎn)生疲勞破壞或膠合。所以確定滾子鏈傳動的承載能力，通常以抗疲勞強度為中心的多種失效形式的功率曲線圖為依據(jù)，見圖91913；只有在惡劣的潤滑狀態(tài)下工作的鏈傳動，磨損才依然作為限定其承載能力的依據(jù)。講授本節(jié)時，必須設(shè)法讓學(xué)生弄清額定功率曲線圖（圖912和圖913）的意義和實驗條件。圖912位單列滾子鏈額定功率曲線，曲線3組成的封閉區(qū)說明了鏈傳動的各種失效形式都在一定條件下限制其承載能力，曲線1是由鏈板疲勞強度所限定，曲線2是由套筒、滾子沖擊疲勞強度所限定，曲線實際使用的功率曲線為圖913，較圖912作了些修正，比較安全。修正的主要依據(jù)是，鏈傳動各種失效形式的強度試驗數(shù)據(jù)較分散，特別是膠合強度試驗數(shù)據(jù)離散性較大。由于在高速區(qū)內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)速的增加，極限功率下降迅速，故圖913中功率曲線的最右段均有一垂直線，用以限定小鏈輪的最高轉(zhuǎn)速。圖913所示的額定功率曲線圖，是在特定條件下用國產(chǎn)10種型號的單列A系列滾子鏈作試驗，在避免出現(xiàn)各種失效形式的前提下，按試驗數(shù)據(jù)繪制而成的。它代表不同鏈節(jié)距的單列鏈條，在不同轉(zhuǎn)速n1和不同潤滑條件下所能傳遞的功率，是滾子鏈傳動設(shè)計的依據(jù)。4．講授167。96時，還要了解鏈傳動主要參數(shù)對傳動性能的影響，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會合理的選擇參數(shù)，并掌握鏈傳動的設(shè)計步驟。鏈傳動的設(shè)計計算通常是根據(jù)所傳遞的功率P、工作條件、鏈輪轉(zhuǎn)速nn2等，選定鏈輪齒數(shù)zz2，確定鏈的節(jié)距、列數(shù)、傳動中心距、鏈輪結(jié)構(gòu)、材料、潤滑方式等。1）合理選定鏈輪齒數(shù)是設(shè)計中的一項重要任務(wù)。小鏈輪齒數(shù)z1選得多一些，一般來說對鏈傳動是有利的。這是由于z1的增加，多邊形效應(yīng)減小，從動輪速度變化率降低。當(dāng)z121時，可小于1%。小鏈輪齒數(shù)z1選得太多，則大鏈輪齒數(shù)z2將更多，不僅增大了傳動尺寸和重量，而且會縮短鏈條使用壽命。這是由于在鏈節(jié)距伸長量Δp相同的條件下，齒數(shù)愈多，鏈輪上的節(jié)圓直徑增量Δd愈大，鏈條移向齒頂，越易從鏈輪上脫落。因此z增加則節(jié)距的允許相對伸長量（Δp/p）%降低，鏈傳動的壽命減小，故常取z2max≤120。小鏈輪齒數(shù)z最好與鏈條節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)，這樣才能輪流更換鏈輪齒和鏈節(jié)的嚙合，從而得到較為均勻的磨損。2）鏈節(jié)距p已標(biāo)準(zhǔn)化。它不僅反映了鏈條和鏈輪各部分尺寸的大小，而且是決定鏈傳動承載能力的重要參數(shù)之一。根據(jù)鏈傳動額定功率P及小鏈輪轉(zhuǎn)速查功率曲線圖913（注意n1限制范圍），在圖上選擇兩種相近的節(jié)距，經(jīng)過比較后擇優(yōu)選定其中的一種。為了使結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，盡可能選用較小間距的單列鏈；速度小而功率大時，可選用小節(jié)距的多列鏈，如石油鉆采機械上廣泛選用兩列以上的多列鏈，可以傳遞1000kW以上的功率。三、本章教學(xué)工作的組織及學(xué)時分配本章的教學(xué)內(nèi)容安排4個學(xué)時。以多媒體手段介紹結(jié)構(gòu)圖，減少推導(dǎo)。安排一個結(jié)構(gòu)設(shè)計作業(yè)、安排一次參觀。第十章 齒輪傳動一、本章主要內(nèi)容、特點及教學(xué)要求1．本章主要內(nèi)容為齒輪傳動的基本設(shè)計原理及強度計算方法。2．本章特點是：齒輪傳動是機械傳動的學(xué)習(xí)重點，內(nèi)容較多，涉及的先修知識較廣，設(shè)計程序較繁，所用的參數(shù)、系數(shù)及其相關(guān)資料也較多，需要特別細(xì)致地分析研究與區(qū)別對待。3．本章教學(xué)要求是：熟悉齒輪傳動的特點及應(yīng)用，掌握不同條件下齒輪傳動的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則、基本設(shè)計原理、設(shè)計程序及強度計算方法，掌握不同類型、不同尺寸齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。二、本章重點、難點及注意事項1．本章重點為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計原理及強度計算方法。2．本章難點是如何針對不同條件恰當(dāng)?shù)拇_定設(shè)計準(zhǔn)則和選用相應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)。3．本章應(yīng)當(dāng)注意：1）督促學(xué)生復(fù)習(xí)有關(guān)的先修知識，排除學(xué)習(xí)時的障礙。應(yīng)當(dāng)切實檢查下列內(nèi)容掌握的程度。①“機械原理”方面：嚙合原理；漸開線的基本特性；齒輪傳動的幾何計算；單齒對嚙合及雙齒對嚙合區(qū)，嚙合區(qū)內(nèi)輪齒嚙合線總長；端面重合度與軸向重合度；斜齒輪的當(dāng)量直齒輪及當(dāng)量齒數(shù)；圓錐齒輪的背錐、當(dāng)量圓柱齒輪及當(dāng)量齒數(shù)；齒輪的變位及變位齒輪的特性等。②“金屬材料及熱處理”方面：碳鋼、合金鋼的特性與應(yīng)用；?；⒄{(diào)質(zhì)、淬火、滲碳、氮化等熱處理的特性及應(yīng)用。③“機械制圖”、“公差及互換性測量”方面：齒輪傳動精度及公差的選定與標(biāo)注。2）要能根據(jù)齒輪傳動的工作條件及失效情況，辯證的確定設(shè)計準(zhǔn)則。具體確定設(shè)計準(zhǔn)則時，應(yīng)注意掌握幾個基本點：損傷出現(xiàn)于輪齒的什么部位，損傷的基本原因，損傷表明了輪齒的什么能力（或強度）不足，以及保證齒輪傳動所需工作壽命應(yīng)采取的措施等。3）掌握好有關(guān)金屬材料及熱處理的基本知識是學(xué)好167。103的先決條件。這里必須注意兩點：一是選材時要遵循“齒面要硬，齒芯要韌”的基本原則；而是要密切結(jié)合生產(chǎn)實際，除了特殊需要外，一般應(yīng)考慮生產(chǎn)單位所能提供的材料及毛坯，并力求符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則。4）講授167。104時，主要是注意講清楚KA、Kβ、KV、Kα個系數(shù)的4個系數(shù)的基本含義、實質(zhì)以及它們之間的差別。對減小Kβ、KV措施有個基本認(rèn)識即可。要學(xué)會查用各個系數(shù)的圖表。查用圖表時應(yīng)注意有關(guān)說明及表注。查取齒輪的KV（圖108）時，應(yīng)注意橫坐標(biāo)v為齒輪的節(jié)線速度、對標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪，v就是齒輪分度圓處的圓周速度。在查取系數(shù)Kβ時，一般應(yīng)按小齒輪相對支承的位置、齒寬系數(shù)Фd大小、齒寬及齒輪的精度等級，先從表104中查取接觸強度計算用的齒向載荷分布系數(shù)KHβ，然后再按KHβ的值從圖1013中查取彎曲強度計算用的齒向載荷分布系數(shù)KFβ5) 167。105為齒輪強度計算的主要內(nèi)容,并且是167。10167。108的基礎(chǔ)。從設(shè)計準(zhǔn)則到實用的強度計算公式,有一個如何處理及演化的過程。要綜合考慮輪齒的嚙合位置(是單齒對嚙合還是雙齒對嚙合)及實際嚙合狀況(齒輪精度高低誤差大小及輪齒的彈性變形大小),從齒頂進(jìn)入嚙合起,到齒根退出嚙合止(或相反),沿整個工作齒廓找?guī)讉€有代表性的嚙合位置,逐一分析,對比輪齒受載情況及產(chǎn)生應(yīng)力的大小,從而確定按輪齒的哪一個嚙合位置計算其強度(齒根及齒面強度)較為合理,并符合實際情況。對于按照分析所得結(jié)論導(dǎo)出設(shè)計公式的過程,只要求能夠看懂,能說清楚是按什么準(zhǔn)則什么結(jié)論建