【正文】 圖13－1 V帶的橫剖面結(jié)構(gòu)當(dāng)帶垂直底邊彎曲時，在帶中保持。常見Ｖ帶的橫剖面結(jié)構(gòu)由包布、頂膠、抗拉體、底膠等部分組成，按抗拉體結(jié)構(gòu)可分為繩芯Ｖ帶和簾布芯Ｖ帶兩種。Ｖ帶的橫截面呈等腰梯形，傳動時，以兩側(cè)為工作面，但Ｖ帶與輪槽槽底不接觸。（2） V帶傳動應(yīng)用最廣的帶傳動，在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。平帶一般是由橡膠布帶用接頭聯(lián)接成環(huán)形帶，故傳動不夠平穩(wěn)，常用于中心距較大的情況。 （2） 張緊力較大（與嚙合傳動相比），軸上壓力較大 （3） 結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊 （4） 帶壽命較短 （5） 帶與帶輪間會產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場合。 （4） 適于遠(yuǎn)距離傳動（amax=15m） （5） 制造、安裝精度要求不高，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。1. 帶傳動的優(yōu)點（1） 有過載保護(hù)作用 （2） 過載時帶與帶輪之間打滑，防止其他零件損壞。帶傳動是由主動輪、從動輪和傳動帶組成。（1）V帶傳動的工作原理；（2）彈性滑動與打滑的區(qū)別；（3）V帶傳動的設(shè)計計算。（8）了解鏈傳動的布置形式及潤滑方式。閉式傳動中的熱平衡條件：若油溫過高，達(dá)不到熱平衡的條件，可采取下列措施： 增加散熱片、油池內(nèi)安裝冷卻水管、蝸桿軸端裝設(shè)風(fēng)扇、循環(huán)供油潤滑。C~85176。同時添加劑析出，密封圈粘著，加速齒面磨損、點蝕和膠合的發(fā)生，因此必須考慮閉式蝸桿傳動的散熱問題。 蝸桿傳動的潤滑蝸桿傳動的潤滑方法主要根據(jù)滑動速度大小確定：1. 時，采用浸油潤滑；2. 時，采用浸油潤滑或壓力噴油潤滑；3. 時，采用壓力噴油潤滑。則蝸桿傳動總效率：式中 為當(dāng)量摩擦角，可根據(jù)滑動速度由表12—2查取。各對之間的關(guān)系如下：，167。 圓柱蝸桿傳動的受力分析與斜齒輪相似，蝸桿傳動中作用在齒面上的法向壓力Fn可分解為圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa（如圖12－1）。 鑒于與蝸桿材料之間的匹配關(guān)系，主要有以下幾種：錫青銅、無錫青銅、黃銅、鑄鐵。2．常用材料（1）蝸桿材料：考慮到蝸桿應(yīng)具有一定強(qiáng)度和剛度要求，一般采用鋼制造。進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算，通過降低許用應(yīng)力來考慮膠合、磨損失效的影響。閉式蝸桿傳動，如果不能及時散熱，往往因膠合而影響其工作；開式蝸桿傳動或潤滑條件不良閉式蝸桿傳動，磨損是主要的失效形式。167。為配湊中心距或提高蝸桿傳動的承載能力及傳動效率，可采用變位齒輪傳動。蝸桿傳動的正確嚙合條件：蝸桿的軸向模數(shù)、軸向壓力角和蝸輪的端面模數(shù)、端面壓力角分別相等，且蝸桿的導(dǎo)程角等于蝸輪的螺旋角，大小相等，旋向相同。z1。常用的蝸桿頭數(shù)為l、6。當(dāng)要求反行程自鎖時，可取蝸桿頭數(shù)z1＝1。蝸桿頭數(shù)z蝸輪齒數(shù)z傳動比i、齒速比u、中心距a、變位系數(shù)x。 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸蝸桿的軸向剖面，蝸輪的端平面稱為中間平面，中間平面內(nèi)的參數(shù)被視為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。多頭蝸桿：主要用于傳動比不大和要求效率較高的場合。為減小摩擦，一般采用青銅等貴重金屬制造蝸輪，成本較高。和齒輪傳動相比實現(xiàn)相同的傳動比時結(jié)構(gòu)較緊湊。此時，只能蝸桿帶動蝸輪，反之則不能轉(zhuǎn)動。蝸桿傳動的主要特點如下：蝸桿傳動同時嚙合的齒對數(shù)多，且蝸桿為連續(xù)的螺旋曲面，嚙合過程是連續(xù)的，振動、沖擊和噪聲較小。主要知識點歸納167。（2）掌握蝸桿傳動的受力分析方法；（3）了解蝸桿傳動的失效形勢；（3）了解蝸桿傳動的強(qiáng)度計算；（4）掌握蝸桿傳動的效率計算方法及自鎖條件；（5）了解熱平衡原理和計算方法；（1）蝸桿傳動的受力分析；（2）蝸桿傳動的效率及自鎖條件；（3）熱平衡計算的意義。（2）圓周速度v＞12 m/s：采用噴油潤滑。 因此閉式齒輪傳動的效率η為 式中——考慮齒輪嚙合損失時的效率；——考慮油阻損失時的效率；——軸承的效率。 167。 齒輪的構(gòu)造齒輪結(jié)構(gòu)型式主要由毛坯材料、幾何尺寸、加工工藝、生產(chǎn)批量、經(jīng)濟(jì)等因素確定，各部分尺寸由經(jīng)驗公式求得。 直齒圓錐齒輪傳動的受力分析圖113 直齒圓錐齒輪受力分析輪齒之間的法向作用力可以分解為3個分量，徑向力、圓周力和軸向力。 167。為此，最常用β =8176。 　　要注意的是，齒寬結(jié)果值應(yīng)圓整，而且將小齒輪的齒寬在圓整值的基礎(chǔ)上人為地加寬 5～10mm，以防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的工作載荷。齒寬b越大，則承載能力愈強(qiáng)，或在相同承載能力下，中心距或齒輪的分度圓直徑可減小，圓周速度降低。 3．模數(shù)m 一般動力傳動中，m≥，并符合標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列。故對硬齒面閉式齒輪和開式齒輪傳動，宜選較少齒數(shù) z1＝17～20。軟齒面閉式傳動一般轉(zhuǎn)速較高，在滿足其彎曲疲勞強(qiáng)度條件下，為了提高傳動的平穩(wěn)性、減小沖擊，一般可取多一些，z1＝20～40。標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，應(yīng)取z1≥17。但齒輪發(fā)生斷齒失效時，會招致嚴(yán)重的事故，故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算時安全系數(shù)取值較大 。 和為安全系數(shù)。實驗齒輪為單側(cè)工作，彎曲應(yīng)力為脈動循環(huán)，教材圖1110中所示的極限值為脈動循環(huán)時的極限應(yīng)力值。根據(jù)齒輪材料及熱處理工藝查取相應(yīng)的極限應(yīng)力圖。當(dāng)齒輪的彎曲強(qiáng)度不足時，可通過增大齒輪的模數(shù)以提高其抗彎強(qiáng)度。 。故進(jìn)行齒輪彎曲強(qiáng)度校核計算時，要求同時滿足和。，齒形系數(shù)值YFYF2不同，它們的彎曲應(yīng)力不同，即。對軟齒面閉式齒輪傳動時，應(yīng)按校核公式驗算其彎曲強(qiáng)度。校核公式用于對已有齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核，設(shè)計公式用于確定齒輪的幾何尺寸。強(qiáng)度校核公式：YF——齒形系數(shù)，其大小與齒數(shù)有關(guān)，與模數(shù)無關(guān)。 直齒輪齒根彎曲強(qiáng)度計算假設(shè)：；；；，只考慮彎曲應(yīng)力； 30176。且齒根部分的彎曲應(yīng)力是變化的，若單齒側(cè)工作，彎曲應(yīng)力按脈動循環(huán)變化，若雙側(cè)齒工作，彎曲應(yīng)力按對稱循環(huán)變化。167。分度圓直徑和分別相等的兩對齒輪，不論其模數(shù)是否相等，均具有相同的接觸強(qiáng)度。 ，初選齒數(shù)，然后按計算出模數(shù)，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。因此按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算時，只須將和中較小者代入公式即可。 ，主、從齒輪接觸力的大小相等，接觸面積也相等，故兩配對齒輪接觸應(yīng)力是相同的，即。對于硬齒面閉式齒輪傳動，應(yīng)按校核公式驗算其接觸疲勞強(qiáng)度。計入載荷系數(shù)K后，則得一對鋼制標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的校核式：其設(shè)計式為 齒輪傳動的接觸疲勞強(qiáng)度取決于齒輪的直徑（或中心距）。故齒面接觸疲勞強(qiáng)度是按節(jié)點嚙合進(jìn)行計算， 其齒面接觸狀況可近似認(rèn)為與兩圓柱體的接觸狀況相當(dāng)，計算的理論依據(jù)是彈性力學(xué)中的赫茲公式。由于漸開線齒廓各點的曲率不同，所受載荷大小不同，故產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是變化的（按脈動循環(huán)變化）。167。 齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則齒輪工作條件主要失效形式設(shè)計準(zhǔn)則軟齒面閉式齒輪傳動齒面點蝕按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計校核齒根彎曲強(qiáng)度硬齒面閉式齒輪傳動齒根折斷按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度開式齒輪傳動磨 損只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計適當(dāng)降低許用應(yīng)力以增大模數(shù)值，來考慮磨損對齒厚的影響 齒輪傳動強(qiáng)度計算的主要內(nèi)容 已知條件工作情況、傳遞功率P、轉(zhuǎn)速n、傳動比i待定系數(shù)材料、熱處理方法、硬度、大小齒輪齒數(shù)、模數(shù)、分度圓直徑、中心距和齒寬等。主要影響因素：原動機(jī)與工作機(jī)的類型、齒輪的制造精度以及圓周速度。制造安裝精度高、齒寬系數(shù)小、軸和軸承的剛度好時，載荷沿齒寬方向分布越均勻，載荷集中小。由于傳動裝置制造和安裝誤差、軸和軸承的變形，載荷沿齒寬分布不均勻，出現(xiàn)載荷集中。 考慮載荷集中和附加動載荷的影響時，接近于真實值的載荷。mm主動輪上的圓周力是阻力，其方向與回轉(zhuǎn)方向相反；從動輪上的圓周力是驅(qū)動力，其方向與回轉(zhuǎn)方向相同；徑向力分別指向各輪輪心。： 式中dl：小齒輪分度圓直徑；α：分度圓壓力角；T1：小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩。 直齒輪的作用力及計算載荷忽略不計齒面間摩擦力，故該集中力為法向力Fn，沿嚙合線方向垂直于齒面。此外還規(guī)定了齒輪副側(cè)隙、齒坯公差。常用的精度等級為：9。1級最高，12級最低。167。最常用的材料是鋼，其次是鑄鐵，還有非金屬材料。167。塑性變形一般發(fā)生在硬度低的齒輪上；但在重載作用下，硬度高的齒輪上也會出現(xiàn)。低速重載的重型齒輪傳動，由于齒面間的油膜遭到破壞，也會發(fā)生膠合失效。 當(dāng)嚙合齒面間落入灰塵或硬質(zhì)顆粒時，齒面即被逐漸磨損而致報廢，稱為磨粒磨損，是開式齒輪傳動的主要失效形式之一。齒根彎曲疲勞折斷；過載折斷；磨損嚴(yán)重時輪齒折斷齒寬較小的直齒輪，載荷沿齒寬分布較均勻，發(fā)生全齒折斷；齒寬較大的直齒輪和斜齒輪發(fā)生輪齒局部折斷。 齒輪傳動的主要失效形式齒輪傳動的失效主要發(fā)生在輪齒上。開式傳動：齒輪外露，易落入灰塵、雜質(zhì)等，用于低速傳動。1. 按齒輪傳動工作條件分為閉式傳動和開式傳動。主要知識點歸納167?；ㄦI聯(lián)接的特點：1. 齒較多、工作面積大、承載能力較高2. 鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻3. 齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強(qiáng)度削弱減少4. 軸上零件對中性好5. 導(dǎo)向性較好6. 加工需專用設(shè)備、制造成本高第11章 齒輪傳動本章基本要求和重點（1）了解輪齒的失效形式和材料的選擇；（2）掌握直齒圓柱齒輪輪齒受力分析方法，各分力大小的計算及方向的判定方法；（3）掌握直齒圓柱齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計算及相關(guān)參數(shù)的確定方法；（4）掌握直齒圓柱齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度計算及相關(guān)參數(shù)的確定方法；（5）掌握斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪傳動的受力分析方法；（6）了解齒輪傳動的精度、潤滑和效率；（7）了解齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計時先選擇類型、尺寸，再進(jìn)行校核計算 類型選擇—靜聯(lián)接 → 普通平鍵、半圓鍵、花鍵 動聯(lián)接 → 導(dǎo)向平鍵、滑鍵 尺寸選擇—根據(jù)軸徑 d 查標(biāo)準(zhǔn)，確定 b、h 根據(jù)輪轂寬度，確定鍵長 L軸和輪轂孔周向均布的多個鍵齒構(gòu)成的聯(lián)接稱為花鍵聯(lián)接，由內(nèi)花鍵和外花鍵組合而成。但是楔鍵打入時，迫使軸和輪轂產(chǎn)生偏心，因此用于轂類零件的定心精度要求不高和轉(zhuǎn)速較低的場合。工作時，靠鍵的楔緊作用來傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上下兩個面為工作面，分別與轂和軸上的鍵槽的底面貼合?；I固定在輪轂上，軸上零件與鍵一起在軸上的鍵槽中作軸向移動。2）導(dǎo)向鍵：導(dǎo)向平鍵是一種較長的平健；鍵用螺釘固定在軸上的鍵槽中；軸上的傳動零件可沿鍵作軸向滑移。平鍵聯(lián)接分為普通平鍵、導(dǎo)向鍵和滑鍵聯(lián)接。鍵聯(lián)接可分為平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、斜鍵聯(lián)接（楔鍵聯(lián)接、切向鍵聯(lián)接）。特點：是受力較小且不經(jīng)常轉(zhuǎn)動 傳導(dǎo)螺旋 傳力螺旋圖104 傳導(dǎo)螺旋和傳力螺旋2. 按照螺母與螺桿的摩擦副關(guān)系分為：滑動螺旋傳動和滾動螺旋傳動167。 螺旋傳動螺旋傳動是利用螺桿與螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的，主要用于把回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動。許用拉應(yīng)力　　許用切應(yīng)力 　許用擠壓應(yīng)力 　式中，σs為螺紋聯(lián)接件的屈服極限，根據(jù)其性能等級確定；　　σlim為聯(lián)接件與被聯(lián)接件中較弱的極限應(yīng)力，若均為鋼材，則取材料的屈服極限σs；若被聯(lián)接件是鑄件，則取其鑄件的強(qiáng)度極限σB。 螺栓的許用應(yīng)力由于載荷性質(zhì)的不同，螺紋聯(lián)接中可能存在著拉應(yīng)力、切應(yīng)力或擠壓應(yīng)力。在一般用途的設(shè)計中，在重要的或有特殊要求設(shè)計中的螺紋聯(lián)接件，要選用高的性能等級。 螺栓的材料和許用應(yīng)力 螺栓的材料國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/)規(guī)定了螺紋聯(lián)接按材料的力學(xué)性能分出的性能等級。求得F2值后即可進(jìn)行螺栓強(qiáng)度計算。圖103 鉸制孔螺紋聯(lián)接承受橫向外載荷受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接根據(jù)詳細(xì)的理論分析可以確定，緊螺栓聯(lián)接在受軸向載荷后螺栓的總拉力為：式中稱為螺栓的相對剛度。即螺栓的強(qiáng)度條件為1．受橫向工作載荷的螺栓聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接：靠預(yù)緊力在接合面間產(chǎn)生的摩擦力傳力假設(shè)為保證接合面不產(chǎn)生滑移所需要的預(yù)緊力為F0，則結(jié)合面間的摩擦力與橫向外載荷平衡的條件是：　　　　fF0≥KsF　或　　F0≥KsF／f式中，f－結(jié)合面的摩擦系數(shù)，　　Ks－防滑系數(shù)，Ks＝~圖102 普通螺紋聯(lián)接承受橫向外載荷采用鉸制孔螺栓聯(lián)接：靠螺栓受剪和螺栓與被聯(lián)接件相互擠壓時的變形來傳遞載荷。在擰緊力矩作用下，螺栓受到預(yù)緊力產(chǎn)生的拉應(yīng)力作用，同時還受到螺紋副中摩擦阻力矩T1所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用，即螺栓處于彎扭組合變形狀態(tài)。聯(lián)接所受的外部載荷即為螺栓的軸向拉力。 螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺栓的主要失效形式螺栓桿拉斷、螺紋的壓潰和剪斷、由于經(jīng)常裝拆可能發(fā)生滑扣。采用專門的防松元件防松：槽形螺母和開口銷、圓螺母和帶翅墊片、止動墊片破壞螺紋副：粘合法、沖點法。防松的根本問題在于防止螺紋副相對轉(zhuǎn)動。但在沖擊、振動或變載荷下，或當(dāng)溫度變化大時，聯(lián)接有可能松動，甚至松開，這就容易發(fā)生事故。對于大型聯(lián)接，還可利用液力來拉伸螺栓，或加熱使螺栓伸長到需要的變形量再把螺母擰到與被聯(lián)接件相貼合?？刂茢Q緊力矩方法：通常螺紋聯(lián)接擰緊的程度是憑工人經(jīng)驗來決定的。由于摩擦系數(shù)不穩(wěn)定和加在扳手上的力難于準(zhǔn)確控制，有時可能擰得過緊而使螺栓擰斷。167。5．墊圈 作用是增加被聯(lián)接件的支承面積以減小接觸處的壓強(qiáng)，避免擰緊螺母時擦傷被聯(lián)接件表面。緊定螺釘末端有平端、錐端、圓尖端等各種形狀。1．螺栓 最常用的有六角頭和小六角頭兩種。4．緊定螺釘聯(lián)接用以固定兩個零件的相互位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。2．雙頭螺柱聯(lián)接用于被聯(lián)接件之一較厚或受結(jié)構(gòu)限制而不能用螺栓或希望聯(lián)接結(jié)構(gòu)較緊湊的場合。167。管螺紋：用于