【正文】 V帶與平帶相比，由于正壓力作用在楔形截面的兩側(cè)面上，在同樣的張緊力條件下，V帶傳動的摩擦力約為平帶傳動的三倍，能傳遞較大的載荷，故V帶傳動應(yīng)用很廣泛。平帶傳動的形式一般有三種：最常用的是兩軸平行，轉(zhuǎn)向相同的開口傳動（見圖53a）；還有兩軸平行，轉(zhuǎn)向相反的交叉?zhèn)鲃樱ㄒ妶D53b）和兩軸在空間交錯90176。1．摩擦帶傳動 摩擦帶傳動是依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運動的。第一節(jié) 帶傳動概述一、 帶傳動的類型和特點帶傳動是一種應(yīng)用很廣泛的機械傳動。(6)定期檢修，及早發(fā)現(xiàn)傳動失效或運轉(zhuǎn)不正。(4)保持良好的工作環(huán)境。（3）當(dāng)齒頂圓直徑da＞400～1000直徑較小時，腹板式齒輪的毛坯常用可鍛材料通過鍛造得到，批量小時采用自由鍛(圖422)圖422腹板式齒輪值得注意的是，齒輪軸雖簡化了裝配，但整體長度大，給輪齒加工帶來不便，而且，齒輪損壞后，軸也隨之報廢，不利于回用。對于直徑很小的齒輪，如果從鍵槽底面到齒根的距離x過小(如圓柱齒輪x≤，錐齒輪x≤，、m為模數(shù))，則此處的強度可能不足，易發(fā)生斷裂，此時應(yīng)將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸(圖323)，齒輪與軸的材料相同。（略）第六節(jié) 圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和齒輪傳動的維護齒輪(包括圓柱齒輪和錐齒輪)的主參數(shù)，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、齒高、螺旋角、分度圓直徑等，是通過強度計算確定的，而結(jié)構(gòu)設(shè)計主要確定輪輻、輪轂的形式和尺寸。其他幾何參數(shù)計算從略。2)確定齒輪模數(shù): m=d1/z1=，查表41取m = mm。mm。查圖416得σHlim1=700 Mpa，σHlim2=540Mpa，查表45取SHmin=1。解 減速器是閉式傳動，可以采用齒面硬度≤350HBS的軟齒面鋼制齒輪。2 設(shè)計步驟雖然齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則不同，但其設(shè)計步驟基本相同。但同時會使載荷在齒面上分布更不均勻，增大載荷系數(shù)K。對于開式齒輪傳動，傳動比可以取得更大一些，imax = 8～12。一對嚙合傳動齒輪的齒數(shù)z1和z2最好互為質(zhì)數(shù)，以防止輪齒的磨損集中在幾個輪齒上。但是，如果提高齒輪傳動的重合度，使傳動平穩(wěn)，應(yīng)適當(dāng)增加齒輪齒數(shù)。式（420）和式（422）中的正號用于外嚙合，負(fù)號用于內(nèi)嚙合。一對齒輪嚙合時，兩齒面接觸處的接觸應(yīng)力相等，即σH1= σH2。因此，選取齒輪在節(jié)點處的接觸應(yīng)力作為強度分析和計算依據(jù)。2．齒面接觸疲勞強度計算計算齒面接觸疲勞強度是為了防止發(fā)生齒面疲勞點蝕失效，其強度條件是σH≤[σH]。應(yīng)用式（417）和式（418）進行彎曲疲勞強度計算時應(yīng)注意以下幾點：(1)為了使計算得到的模數(shù)m能同時滿足一對嚙合傳動兩齒輪的彎曲強度條件，應(yīng)將YFS1/[σF1]和YFS2/[σF2]中的較大值代入式（419）。mm）；W為危險截面的抗彎截面系數(shù)（mm3）；σF為齒根彎曲應(yīng)力（MPa）；b為齒寬（mm）；YFS為復(fù)合齒形系數(shù)，它是考慮齒根應(yīng)力集中、以及壓應(yīng)力、切應(yīng)力對彎曲應(yīng)力的影響系數(shù)，YFS可由圖415查得；T1為主動輪轉(zhuǎn)矩（N 直齒圓柱齒輪的強度計算齒輪強度計算是根據(jù)齒輪可能出現(xiàn)的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則進行的，對于一般閉式齒輪傳動，只進行齒根彎曲疲勞強度計算和齒面接觸疲勞強度計算。另外，由于原動機、工作機的特性不同，還會引起附加動載荷。如圖413所示，圓周力Ft的方向在主動輪上與運動方向相反，在從動輪上與運動方向相同。如圖413所示，一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動中，如果略去齒面摩擦力，則在嚙合平面內(nèi)的正壓力Fn將垂直作用于齒面，且與嚙合線重合。~40186。斜齒輪傳動過程中要產(chǎn)軸向推力Fa，因此，必須采用止推軸承，致使結(jié)構(gòu)復(fù)雜。圖412 斜齒輪的當(dāng)量圓柱齒輪 斜齒輪傳動的優(yōu)缺點和人字齒輪與直齒圓柱齒輪傳動比較，斜齒圓柱齒輪傳動有下列優(yōu)點：（1）用標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動可達到湊中心距的目的。）名 稱符 號計 算 公 式分度圓直徑dd = mtz=(mn/cosβ) z齒頂高haha = mn齒頂圓直徑dada =d +2ha齒根高hfhf = mn齒根圓直徑dfdf = d－2 hf全齒高hh = ha + hf = mn標(biāo)準(zhǔn)中心距aa = (d1+d2) = mt (z1+z2) = (z1+z2) 當(dāng)量齒數(shù)zv 法加工斜齒輪及進行強度計算時，必須知道斜齒輪法平面上的齒形。故一般規(guī)定法平面內(nèi)的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。又因Pn =πmn，Pt=πmt，故 mn=mtcosβ (412)式中mn為法向模數(shù)；mt為端面模數(shù)。斜齒輪沿分度圓柱上的展開圖如圖49所示。圖48 齒輪傳動接觸線斜齒輪傳動有如下特點:(1)傳動平穩(wěn)，沖擊、噪聲和振動小，所以適合于高速傳動；(2)承載能力強，適于重載情況下工作；(3)使用壽命長；(4)不能作變速滑移齒輪使用；(5)傳動時產(chǎn)生軸向力。直齒圓柱齒輪傳動過程中，齒面總是沿平行于齒輪軸線的直線接觸，如圖48a。為了保證齒輪連續(xù)傳動，重合度應(yīng)大于1。顯然，這種情況能保證連續(xù)傳動。顯然，齒頂圓越大，BB2點越接近N1N2點，但因基圓內(nèi)無漸開線，故實際嚙合線的BB2點不可能超過極限點N1和N2。表42 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算公式（=1，c* = ）名 稱外 齒 輪內(nèi) 齒 輪分度圓直徑dd = mzd = mz齒頂高haha = mha = m齒根高hfhf = ha+c =( +c*)m = mhf =ha+c =(+c*) m = m頂隙cc =c*m = mc = c*m = m齒高hh =ha+hf =(2+c*)m = mh =ha+hf=(2+c*) m = m齒頂圓直徑dada =d +2ha = m(z+2)=m(z+2)da = d 2ha = m(z2)=m(z2)齒根圓直徑dfdf =d 2hf = m(z 22c*)=m(z )=d +2hf =m(z+2+2c*)=m(z+)基圓直徑dbdb=mzcosαdb =mzcosα齒距pP =πmP =πm齒厚ss =p/2 =πm /2s =p/2=πm/2齒槽寬ee =p/2 =πm/2e = p/2=πm/2標(biāo)準(zhǔn)中心距a外嚙合齒輪傳動: a =m(z1 +z2)/2內(nèi)嚙合齒輪傳動: a =m(z2－z1)/2第三節(jié) 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪圓柱齒輪正確嚙合條件、連續(xù)傳動條件 正確嚙合條件一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件為：（1）兩齒輪的模數(shù)必須相等；（2）兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等，即m1 = m2 = m α1 = α2 =α （48）這樣，一對齒輪的傳動比公式還可進一步表示為i12 = = = = = = （49） 連續(xù)傳動條件如圖47所示的一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動中，輪1為主動輪，輪2為從動輪。因此在安裝時，只有使兩齒輪的分度圓相切，即節(jié)圓與分度圓重合，嚙和角α′等于分度圓壓力角α(α′=α=20176。由上述可見，在齒輪各參數(shù)中，模數(shù)是齒輪的一個重要參數(shù)。 由此可將齒輪分度圓定義為:齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。其他各國常用的壓力角除20176。即 （45）我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列見表41。 漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)：齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角α、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)c*。顯然有 （44）基圓、法向齒距 形成漸開線齒輪齒廓的圓稱為該齒輪的基圓，其直徑和半徑分別用db和rb表示；基圓上的齒距稱為基圓齒距，以pb表示。齒槽寬、齒厚、齒距 齒輪上相鄰輪齒之間的空間，稱為齒槽；在半徑為rk 的任意圓周上，齒槽的兩側(cè)齒廓之間的弧長，稱該圓周上的齒槽寬，以ek表示；一個輪齒的兩側(cè)齒廓之間的弧長稱為該圓周上的齒厚，以sk表示；而相鄰兩輪齒同側(cè)齒廓之間的弧長，稱為該圓周上的齒距，以pk表示。這個性質(zhì)稱為漸開線齒輪傳動的可分離性。圖 45 漸開線齒廓上的壓力角 漸開線齒廓嚙合特點漸開線齒輪傳動除滿足齒廓嚙合基本定律外，還有下列特點：（1）嚙合線為一直線 齒輪傳動時，兩齒廓嚙合點的軌跡稱為嚙合線，由前述可知，任何位置的嚙合點必在兩輪基圓的內(nèi)公切線上，故漸開線齒輪傳動時的嚙合線為一直線（圖45所示的N1N 2線）；（2）嚙合角為常數(shù) 嚙合線與兩節(jié)圓的公切線之間所夾的銳角稱為嚙合角，用α′表示，如圖45所示。由△ONK知，cosαK =rb/rk，式中rk為K點到輪心O的距離。同一基圓上的漸開線形狀完全相同。該圓稱為基圓，直線AB稱為發(fā)生線。凡滿足上述定律而互相嚙合的一對齒廓，稱為共軛齒廓。即 (b)過OO2分別作NN2的垂線O1 N1和O2 N2，因為∠N1 O1 K =αK∠N2 O2 K =αK2，所以依式（a）、（b）和圖42可寫成 = = (c)又因△N1 O1C ∽ △N2 O2 C，則上式又可寫成 = = （41）由上式可知，欲保證瞬時傳動比恒定不變，則比值應(yīng)為賞數(shù)。這種慣性力不僅影響齒輪的強度和壽命，而且還會引起機器的振動和噪聲，影響其工作精度。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動會產(chǎn)生噪聲。第一節(jié) 齒輪傳動概述、應(yīng)用分類齒輪傳動是指用主、從動輪輪齒直接嚙合、傳遞運動和動力的裝置。由圖上δ0、αmax兩點連線與直徑的交點，可讀出相應(yīng)運動規(guī)律的h／rb值，從而確定最小基圓半徑rbmin。這是一種較為實用的方法，確定rb后，再對所設(shè)計的凸輪輪廓校核壓力角。設(shè)計出凸輪輪廓后，為確保傳力性能，通常需進行推程壓力角的校核，檢驗是否滿足αmax≤[α]的要求。如圖37所示，同樣情況下，偏置式凸輪機構(gòu)比對心式凸輪機構(gòu)有較小的壓力角，但應(yīng)使從動件導(dǎo)路偏離的方向與凸輪的轉(zhuǎn)動方向相反。圖36壓力角的直接測量圖37偏置從動件可減少壓力角對平底從動件凸輪機構(gòu)，凸輪對從動件的法向作用力始終與從動件的速度方向平行，故壓力角恒等于0，機構(gòu)的傳力性能最好。一般設(shè)計中，推程壓力角許用值[α]推薦如下： 移動從動件[α]＝30176。反之，α角越大，有效分力F′越小，有害分力F″越大，機構(gòu)的摩擦阻力增大、效率降低。若不計摩擦，凸輪作用于從動件的力Fn。 為防止凸輪磨損過快，工作輪廓線上的最小曲率半徑ρmin′1～5mm。0，如圖34b所示，實際輪廓線為一光滑曲線； 圖34 滾子半徑的選擇分析若ρ＝rT，則ρ′＝0，如圖34c所示， 實際廓線出現(xiàn)尖點，尖點極易磨損，磨損后就會改變從動件原有的運動規(guī)律：若ρrT，則ρ39。1．當(dāng)理論廓線內(nèi)凹時，如圖34a所示，實際輪廓的曲率半徑ρ′，等于理論輪廓線曲率半徑ρ與滾子半徑rT之和，即ρ′=ρ+rT。設(shè)計凸輪機構(gòu)時，除了根據(jù)工作要求合理地選擇從動件運動規(guī)律外，還必須保證從動件準(zhǔn)確地實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律，且具有良好的傳力性能和緊湊的結(jié)構(gòu)。2．以理論輪廓曲線η0上的點為圓心，以滾子半徑rT為半徑作一系列滾子圓(取與基圓相同的長度比例尺)，再作這些圓的內(nèi)包絡(luò)線η。5．將B1，B2，B3，…聯(lián)接成光滑的曲線，即得到所求的凸輪輪廓曲線。2．取與位移線圖相同的比例，以rb為半徑作基圓。這就是凸輪輪廓設(shè)計的“反轉(zhuǎn)法”原理。圖解法繪制凸輪輪廓曲線是利用相對運動原理完成的。 第三章 凸輪機構(gòu) 第一節(jié) 圖解法繪制盤形凸輪輪廓圖31 “反轉(zhuǎn)法”原理根據(jù)機器的工作要求，在確定了凸輪機構(gòu)的類型，選定了從動件的運動規(guī)律、凸輪的基圓半徑和凸輪的轉(zhuǎn)動方向后，便可設(shè)計凸輪的輪廓曲線了。由此可求得曲柄和連桿的長度 6．機架的長度lAD可直接量得，再按比例尺μ1計算即可得出實際長度。顯然，這樣的輔助圓是容易作出的。設(shè)計分析：由曲柄搖桿機構(gòu)處于極位時的幾何特點(圖1615a)可知，在已知lCD、ψ的情況下，只要能確定固定鉸鏈中心A的位置，則可由lAC1＝lBC－lAB、lAC1＝lBC－lAB確定出曲柄長度lAB和連桿長度lBC，也即設(shè)計的實質(zhì)是確定固定鉸鏈中心A的位置。 圖214 按連桿兩個預(yù)定位置圖解設(shè)計四桿機構(gòu)圖 215 爐門啟閉機構(gòu)如圖215所示加熱爐門的啟閉機構(gòu)，要求加熱時爐門(連桿)處于關(guān)閉位置B1C1，加熱后爐門處于開啟位置B2C2。此設(shè)計的實質(zhì)已轉(zhuǎn)化為已知圓弧上三點確定圓心的問題。這類機構(gòu)的設(shè)計屬于實現(xiàn)構(gòu)件預(yù)定位置的設(shè)計問題。圖解法和實驗法直觀、簡明，但精度較低，可滿足一般設(shè)計要求；解析法精確度高，適于用計算機計算。如要求從動件按某種速度運動或具有一定的急回特性，要求滿足某構(gòu)件占據(jù)幾個預(yù)定位置等。圖210搖塊機構(gòu)及應(yīng)用若將圖210a所示曲柄滑塊機構(gòu)的