(新)机械设计基础讲课提纲工业设计

《机械设计基础》讲课提纲

教学安排：

教学时数：56学时（实验6学时），3.5学分

考核方式：综合考虑卷面考试、平时（作业、出勤率、实验）等方面进行考核。

课程设计环节：单独计分：2学分

教材：杨可桢，程光蕴，李仲生主编.《机械设计基础》.北京：高等教育出版社，2006(第5版)

主要内容:（考虑到为非机类专业，且教学时数较少，从教材中选讲如下章节）第1章平面机构的自由度和速度分析

第2章平面连杆机构

第3章凸轮机构

第4章齿轮机构

第5章轮系

第10章连接

第11章齿轮传动

第13章带传动和链传动

第14章轴

第16章滚动轴承

主要参考文献：

1．孙桓主编.《机械原理》. 北京：高等教育出版社，2001年（第6版）.

2．濮良贵、纪名刚主编. 《机械设计》. 北京：高等教育出版社，2001（第7版）.

绪论

§0－1 本课程研究的对象和内容

?研究对象：机械

◆机械、机器、机构的定义（机器、机构的基本特征）

◆机构的分类

◆典型机器分析

◆机器的分类

◆机器的基本组成

◆机器与机构的区别

◆零件和构件

?主要研究内容：机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理

论和计算方法。

◆常用机构

◆通用零件

§0－2 本课程在教学中的地位

?课程性质：学科基础课

?作用：承前启后

?培养目标：通过本课程的学习和课程设计实践，培养同学们初步具备运用手册设计简

单机械装备的能力，为日后从事技术革新创造条件。

§0－3 机械设计的基本要求和一般过程

本章基本要求：

1）掌握基本概念：机械、机器、机构、构件、零件等

2）本课程的研究对象、主要研究内容、性质、培养目标

第1章平面机构的自由度和速度分析

?平面机构的定义及示例

?本章内容：

§1－1 运动副及其分类

§1－2 平面机构的运动简图

§1－3 平面机构的自由度

§1－4 速度瞬心及其在机构速度分析中的应用

§1－1 运动副及其分类

?基本概念

构件、自由度、运动副（定义及示例、运动副元素、约束）

?运动副的分类

按引入的约束数分类；按相对运动范围分类；按运动副元素分类

?机构

◆构件的类型：机架、原（主）动件、从动件（输出构件）及示例

◆机构的组成

§1－2 平面机构的运动简图

?平面机构的运动简图的定义、作用

?机构示意图

?表达方法：

◆运动副表示（转动副、移动副、平面高副等）

◆构件的表示（原动件、机架、其他构件）

?机构运动简图应满足的条件

?绘制机构运动简图的步骤及示例

?运动链的定义（开式链、闭式链等）

§1－3 平面机构的自由度

?定义

?机构具有确定运动的条件

?平面机构的自由度计算及示例

?计算平面机构自由度的注意事项

◆复合铰链（示例、定义、处理方法）

◆局部自由度（示例、定义及作用、识别、处理方法）

◆虚约束（示例、定义及作用、常见场合及其识别、处理方法）*§1－4 速度瞬心及其在机构速度分析中的应用

?速度瞬心及其求法

◆绝对瞬心和相对瞬心

◆瞬心数目

◆机构瞬心位置的确定

◆三心定律

?速度瞬心在机构速度分析中的应用

示例

本章基本要求：

1)掌握机构运动简图的测绘方法。

2)掌握平面机构自由度的计算。

基本概念：运动副、复合铰链、局部自由度、虚约束

计算公式：平面机构的自由度数：F=3n－(2P

L +P

h

)

3)掌握机构运动确定性条件

作业：

题1-8, 题1-9, 题1-10 (p19)

第2章平面连杆机构

?平面连杆机构、特点及应用实例

?连杆机构的分类及命名

本章重点内容是介绍平面四杆机构。

?本章内容：

§2－1 平面四杆机构的基本类型及其应用

§2－2 平面四杆机构的基本特性

§2－3 平面四杆机构的设计

§2－1 平面四杆机构的基本类型及其应用

?平面四杆机构的基本类型

?平面四杆机构的演化方式

一、铰链四杆机构

?组成（机架、连架杆、连杆）

?铰链四杆机构的基本类型（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）

?曲柄摇杆机构、特征及作用、示例

?双曲柄机构、特征及作用、示例

?双摇杆机构、特征及作用、示例

二、含一个移动副的四杆机构

?曲柄滑块机构（对心曲柄滑块机构、偏心曲柄滑块机构）及应用

?导杆机构及应用

?摇块和定块机构及应用

三、含二个移动副的四杆机构

?双滑块机构

◆两个移动副不相邻（正切机构）

◆两个移动副相邻，且其中一个移动副与机架相关联（正弦机构）

◆两个移动副相邻，且均不与机架相关联（滑块联轴器）

◆两个移动副相邻，且均与机架相关联（椭圆仪）

四、具有偏心轮的四杆机构

偏心轮机构的演化、特点及应用场合

五、四杆机构的扩展

§2－2 平面四杆机构的基本特性

本节介绍的主要内容：

?铰链四杆机构有整转副的条件

?急回特性

?压力角和传动角

?死点位置

一、铰链四杆机构有整转副的条件

曲柄存在的条件

二、急回特性

以曲柄摇杆机构为例，介绍极位、摆角、急回运动、行程速度变化系数（或称行程速比系数）等概念

三、压力角和传动角

定义、度量

最小传动角γmin出现的位置

四、死点位置

定义、消除死点位置影响的措施、死点位置的应用

§2－3 平面四杆机构的设计

?平面四杆机构设计的主要任务

?常见的给定设计条件

?常用的设计方法

一、按给定的行程速比系数K设计四杆机构（作图法）

?曲柄摇杆机构

?导杆机构

二、按预定连杆位置设计四杆机构（作图法）

?给定连杆两组位置

?给定连杆三组位置

三、给定两连架杆对应位置设计四杆机构（解析法和实验法）

本章基本要求：

1.熟悉平面四杆机构的基本形式及其演化机构；

2.重点掌握平面四杆机构的特性：

1)急回运动和行程速度变化系数

2)压力角和传动角

3)死点位置

3.掌握铰链四杆机构有整转副的条件；

4.掌握按连杆二组位置、三组位置、连架杆三组对应位置、行程速比系数设计四杆机构

的原理与方法。

作业：

习题2-1、2-3、 2-4 （p38）

第3章凸轮机构

?本章内容：

§3－1 凸轮机构的应用和类型

§3－2 从动件的常用运动规律

§3－3 凸轮机构的压力角

§3－4 图解法设计凸轮轮廓

§3－5 解析法设计凸轮轮廓

§3－1 凸轮机构的应用和类型

结构、作用、优点、缺点及应用

?分类

◆按凸轮形状分

◆按从动件的型式分

◆按从动件运动分

◆按保持接触方式分

§3－2 从动件的常用运动规律

?凸轮机构设计的基本任务

?从动件的常用运动规律（等速运动、简谐运动、正弦加速度运动）

?名词术语：

基圆、基圆半径、推程、推程运动角、远休止角、回程、回程运动角、近休止角、升程、运动规律

等速运动

推程、回程运动方程、运动线图、应用场合

刚性冲击

简谐运动

推程、回程运动方程、运动线图、应用场合

柔性冲击

正弦加速度（摆线）运动

推程、回程运动方程、运动线图、应用场合

改进型运动规律

§3－3 凸轮机构的压力角

定义

一、压力角与作用力的关系

自锁、许用压力角

二、压力角与凸轮机构尺寸的关系

§3－4 图解法设计凸轮轮廓

凸轮廓线设计方法的基本原理

直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

1、偏置尖顶直动从动件盘形凸轮

2、对心直动滚子从动件盘形凸轮

滚子半径的确定

保证凸轮实际轮廓曲线既不变尖、更不出现交叉现象的条件

3、对心直动平底从动件盘形凸轮

避免出现运动失真的措施

二、摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

摆动尖顶从动件凸轮机构

§3－5 解析法设计凸轮轮廓

本章基本要求：

1)了解凸轮机构的类型、特点及适用场合；

2)掌握凸轮机构设计中的一些基本概念，如基圆、压力角、升程等；

3)掌握从动件常用运动规律的特点和适用场合；

4)掌握理论轮廓与实际轮廓的关系；

5)理解凸轮压力角α与基圆半径r0的关系；

6)掌握用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线的步骤与方法。

作业：

题3-1、3-2、3-4(p52)

第4章齿轮机构

?本章内容：

§4－1 齿轮机构的特点和类型

§4－2 齿廓实现定角速度比传动的条件

§4－3 渐开线齿廓

§4－4 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸

§4－5 渐开线标准齿轮的啮合

§4－6 渐开线齿轮的切齿原理

§4－7 根切、最少齿数及变位齿轮

§4－8 平行轴斜齿轮机构

§4－9 锥齿轮机构

§4－1 齿轮机构的特点和类型

?结构特点、作用优点缺点

?齿轮机构的分类

§4－2 齿廓实现定角速度比传动的条件

1.齿廓啮合基本定律

?齿廓实现定角速度比传动的条件

?共轭齿廓

?节圆及中心距

2.齿廓曲线的选择

本章只研究渐开线齿轮

§4－3 渐开线齿廓

一、渐开线的形成和特性

二、渐开线齿廓的啮合特性

§4－4 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸

一、外齿轮

1.名称与符号

齿顶圆、齿根圆

齿厚、齿槽宽

齿距（周节）、法向齿距

模数、分度圆

齿顶、齿顶高；齿根、齿根高；齿全高

2.基本参数

齿数、模数、齿顶高系数 ha*、顶隙系数 c*、分度圆压力角

3.齿轮各部分尺寸的计算公式

分度圆直径、齿顶高、齿根高、全齿高

齿顶圆直径、齿根圆直径

基圆直径、法向齿距和基节

标准齿轮

齿厚、齿槽宽、齿距（周节）

二、齿条的结构特点

三、内齿轮的结构特点

§4－5 渐开线标准齿轮的啮合

啮合线

一、正确啮合条件

二、标准中心距及标准安装

三、重合度

1.一对轮齿的啮合过程

实际啮合线段AE（齿廓的实际工作段）

理论啮合线段N

1N 2

2.连续传动条件

重合度的定义、许用重合度

§4－6 渐开线齿轮的切齿原理

一、成形法加工原理及的特点

二、范成法

1. 齿轮插刀

2. 齿条插刀

3. 齿轮滚刀

范成法加工的特点

4.用标准齿条型刀具加工标准齿轮

4.1标准齿条型刀具

4.2用标准齿条型刀具加工标准齿轮

§4－7 根切、最少齿数及变位齿轮

一、根切现象及后果

二、渐开线齿轮不发生根切的最少齿数

三、变位齿轮及其齿厚的确定*

§4－8 平行轴斜齿轮机构

一、斜齿轮的共轭齿廓曲面

直齿轮与斜齿轮传动比较：齿廓曲面、接触线、啮合特点

二、斜齿轮的基本参数

1、斜齿轮的螺旋角β

2. 模数 m

n 、m

t

3. 压力角：αn、αt

一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件

三、渐开线标准斜齿轮传动的几何尺寸

分度圆直径、齿顶高、齿根高、全齿高

中心距

齿顶圆直径、齿根圆直径

四、斜齿轮传动的重合度

与端面齿廓相同的直齿轮比较来介绍斜齿轮传动的重合度*斜齿圆柱齿轮的当量齿轮及当量齿数

斜齿轮不发生根切的最少齿数

五、斜齿轮的主要优缺点

§4－9 锥齿轮机构

一、圆锥齿轮概述

作用、结构特点（与圆柱齿轮比较）

为了计算和测量的方便，取大端参数(如m)为标准值。

圆锥齿轮类型

二、背锥及当量齿轮*

当量齿轮、当量齿数

三、直齿圆锥齿轮几何尺寸计算

正确啮合条件

避免根切的最少齿数

分度圆直径……

传动比

本章基本要求：

1)了解齿轮机构的特点及主要类型；

2)理解齿廓实现定角速比传动的条件；

3)深入理解渐开线的性质；

4)掌握渐开线齿廓的特点；

5)掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮及其啮合传动；

6)掌握渐开线齿轮的切齿原理、方法及根切现象；

7)掌握斜齿圆柱齿轮及其啮合传动的特点；

8)掌握直齿圆锥齿轮及其啮合传动的特点。

重点：

渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合的基本理论及几何尺寸计算；斜齿圆柱齿轮啮合传动、直齿圆锥齿轮啮合传动的特性。

难点：

一对轮齿的啮合过程；斜齿轮、锥齿轮的当量齿轮和当量齿数等。

作业：

4-1,4-5,4-11(p71)

第5章轮系

?本章内容：

§5－1 轮系的类型

§5－2 定轴轮系及其传动比

§5－3 周转轮系及其传动比

§5－4 复合轮系及其传动比

§5－5 轮系的应用

§5－6 几种特殊的行星传动简介

§5－1 轮系的类型

?轮系的定义及分类

?本章要解决的问题：

1.轮系传动比i 的计算;

2.从动轮转向的判断。

§5－2 定轴轮系及其传动比

一、传动比大小的计算

二、首、末轮转向的确定

1)用“＋”“－”表示

2)画箭头

示例

§5－3 周转轮系及其传动比

?组成

基本构件（输入输出构件）：太阳轮(中心轮)、行星架(系杆或转臂)

其他构件：行星轮

?类型

按自由度数F分；按基本构件分

周转轮系的传动比可运用反转法来求解。

反转原理、转化轮系

周转轮系的传动比计算及注意事项、示例

§5－4 复合轮系及其传动比

传动比求解思路：分清轮系、分别列式、联立求解。

示例

§5－5 轮系的应用

1)获得较大的传动比，而且结构紧凑。

2)实现分路传动。

3)换向传动

4)实现变速传动

5)运动合成

6)运动分解

7) 在尺寸及重量较小时，实现大功率传动

§5－6 几种特殊的行星传动简介*

一、渐开线少齿差行星齿轮传动

二、摆线针轮传动

三、谐波齿轮传动

四、活齿传动

本章基本要求：

◆了解轮系的定义、类型和功用

◆掌握定轴轮系及其传动比的计算；

◆掌握周转轮系及其传动比的计算；

◆掌握复合轮系及其传动比的计算，能进行简单的复合轮系传动比的计算。

作业：

5-2、5-4 、5-14 （p87）

第10章连接

?机械连接的分类：

◆机械动连接

◆机械静连接：可拆连接、不可拆连接

?连接的组成

?本章内容：

§10－1 螺纹参数

§10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁

§10－3 机械制造常用螺纹

§10－4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件

§10－5 螺纹连接的预紧和防松

§10－6 螺纹连接的强度计算

§10－7 螺栓的材料和许用应力

§10－8 提高螺栓连接强度的措施

§10－9 螺旋传动

§10－10 滚动螺旋简介

§10－11 键连接和花键连接

§10－12 销连接

§10－1 螺纹参数

一、螺纹的形成

螺纹的分类：

按螺纹的牙型分、按螺纹的旋向分、按螺旋线的根数分、按回转体的内外表面分、按螺旋的作用分、按母体形状分

二、螺纹的主要几何参数

大径、小径、中径、螺距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角

§10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁

一、矩形螺纹β= 0o

?螺纹拧紧(滑块沿斜面等速上滑)时

受力分析、驱动力、驱动力矩

?螺纹拧松(滑块沿斜面等速下滑)时

受力分析、力、力矩

自锁现象

二、非矩形螺纹的力分析、自锁条件

三、螺旋副的效率

§10－3 机械制造常用螺纹

?三角形螺纹

普通螺纹（粗牙螺纹、细牙螺纹）、（牙型角、牙侧角）

管螺纹

?梯形螺纹（牙型角、牙侧角）

?锯齿形螺纹（牙型角、牙侧角）

?矩形螺纹（牙型角、牙侧角）

粗牙普通螺纹的基本尺寸

细牙普通螺纹的基本尺寸

梯形螺纹的基本尺寸

§10－4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件

一、螺纹连接的基本类型

螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接、紧定螺钉连接

二、螺纹紧固件

螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等

§10－5 螺纹连接的预紧和防松

一、螺纹连接的预紧

松连接、紧连接

1、预紧的目的

2、拧紧力矩T

拧紧力矩的控制措施：测力矩扳手、定力矩扳手、控制螺栓拧紧前后的伸长变形量

二、螺纹连接的防松

螺纹连接防松的根本问题：防止螺纹副的相对转动。

螺纹连接的防松方法：利用附加摩擦力矩防松；利用专门的防松元件防松；其他防松方法

§10－6 螺纹连接的强度计算

螺栓连接的主要失效形式及危险截面

一、松螺栓连接

强度条件

二、紧螺栓连接

1、受横向工作载荷F的螺栓强度

普通螺栓连接的工作原理、强度条件

铰制孔用螺栓连接的工作原理、强度条件

的螺栓强度

2、受轴向工作载荷F

E

受力分析、强度条件

§10－7 螺栓的材料和许用应力

1、材料

螺母、螺栓强度级别

2、许用应力

§10－8 提高螺栓连接强度的措施

螺栓连接的强度主要取决于螺栓强度。

一．降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围

二．改善螺纹牙间的载荷分布

三．减小应力集中

四．避免或减小附加应力

五．采用合理的制造工艺

§10－9 螺旋传动*

用途、类型（传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋）

对螺旋传动的要求

失效形式

一、耐磨性计算

二、螺杆强度校核

三、螺杆的稳定性校核

四、螺纹牙强度的校核

§10－10 滚动螺旋简介*

§10－11 键连接和花键连接

一、键连接的类型

用途、特点

主要类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。

1. 平键连接

工作原理、工作面、双键布置、特点

常用的平键：普通平键、导向平键、滑键

普通平键结构：圆头(A型)、方头(B型)、单圆头(C型)

普通平键和键槽尺寸

2. 半圆键连接

结构特点、工作原理、工作面、双键布置、特点、应用

3. 楔键连接

结构特点、工作原理、工作面、双键布置、特点、应用

4. 切向键连接

结构特点、工作原理、工作面、双键布置、特点、应用

二、平键连接的强度校核

?键的尺寸确定：

截面尺寸b、h；长度L

?主要失效形式及计算准则

静连接、动连接

?平键连接的挤压强度条件（静连接）

工作长度

?限制平键连接（动连接，如：导向平键、滑键）的压强

键连接的许用挤压应力和许用压强

双键的强度校核：按1.5个键计算。

示例

三、花键连接

结构特点、优点、类型及应用

强度校核简介

§10－12 销连接

作用、类型

本章基本要求

(1) 掌握螺纹连接的分类、螺纹各部分的名称和结构参数；

(2)掌握螺旋副的受力分析、效率计算及自锁条件；

(3)掌握螺纹连接的四种基本类型、结构特点、应用场合；了解常用螺纹紧固件结构形式；

(4)掌握螺栓连接的预紧和防松、常用防松方法及防松零件；

(5)掌握单个螺栓的受力分析和强度校核计算；

(6)了解提高螺栓连接强度的措施；

(7)掌握平键的选用和强度计算方法；

(8)了解花键连接、销连接的结构和特点。

作业：

(p161)10-2, 10-14

第11章齿轮传动

?作用、要求

?分类

按装置型式分、按齿面硬度分、按精度等级分

?本章内容：着重介绍标准齿轮传动的强度计算

§11-1 轮齿的失效形式

§11-2 齿轮材料及热处理

§11-3 齿轮传动的精度

§11-4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷

§11-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算

§11-6 直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算

§11-7 设计圆柱齿轮时材料和参数的选取

§11-8 斜齿圆柱齿轮传动

§11-9 直齿锥齿轮传动

§11-10 齿轮的构造

§11-11 齿轮传动的润滑和效率

§11-12 圆弧齿轮传动简介

§11-1 轮齿的失效形式

?失效形式：

◆轮齿折断

折断部位、折断形式、折断原因

齿根弯曲应力σ

的性质

F

提高齿根弯曲强度的措施

◆齿面点蚀

点蚀最先出现在靠近节线的齿根面上。

的性质

齿面接触应力σ

H

齿面点蚀的形成原因

提高齿面接触强度的措施

软齿面（HBS≤350）的闭式齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀

◆齿面胶合--材料的转移

形态、提高齿面抗胶合能力的措施

◆齿面磨损--材料的丧失

开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损。

措施

◆齿面塑性变形--材料的塑性流动

产生原因、形态（主凹从凸）

措施

?计算准则（设计准则）

§11-2 齿轮材料及热处理

?常用齿轮材料

优质碳素钢、合金结构钢、铸钢、铸铁

?热处理方法

表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮

软齿面、硬齿面

常用的齿轮材料及其力学性能见表11-1

§11-3 齿轮传动的精度

运动精度：反映传递运动的准确性

平稳性精度：传动的平稳性

接触精度：载荷分布的均匀性

国标GB10095-88给齿轮副规定了12个精度等级。其中1级最高，12级最低，常用的为6--9级精度。

§11-4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷

一、轮齿上的作用力

圆周力、径向力、法向力的大小和方向确定

小齿轮上的转矩

二、计算载荷

名义载荷、载荷系数

§11-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算

理论依据是两平行圆柱体的接触应力理论：赫兹公式

实验表明：齿根部分靠近节点处最容易发生点蚀，故取节点处的应力作为计算依据。

?齿面接触应力的推导

?齿面接触强度计算

校核式、设计式：齿宽系数、许用接触应力等

齿面接触强度取决于小轮分度圆直径的大小。

§11-6 直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算

假定载荷仅由一对轮齿承担，按悬臂梁计算。齿顶啮合时，弯矩达最大值。

?危险截面

?齿顶受力分析

?齿根弯曲应力

齿形系数、应力集中系数

?齿根弯曲疲劳强度验算公式

许用弯曲应力（轮齿单侧、双侧工作）

?齿根弯曲疲劳强度设计公式

齿根弯曲疲劳强度取决于模数的大小

对于动力齿轮传动，模数m≥1.5 mm

对于开式齿轮传动，应将模数m计算值放大10-15%, 再圆整为标准值

§11-7 设计圆柱齿轮时材料和参数的选取

一、材料

齿面硬，齿芯韧

二、主要参数

1、齿数比u

2、齿数z

3、齿宽系数和齿宽

渐开线标准直齿圆柱齿轮传动设计示例

§11-8 斜齿圆柱齿轮传动

一、轮齿上的作用力

圆周力、轴向力、径向力、法向力的大小和方向确定

二、强度计算

1、齿面接触疲劳强度计算

校核式、设计式；模数、螺旋角确定方法

2、轮齿弯曲疲劳强度计算

校核式、设计式

§11-9 直齿锥齿轮传动

一、轮齿上的作用力

假设力集中作用在轮齿中点节圆（标准齿轮节圆锥与分度圆锥重合）处。

圆周力、径向力、轴向力、法向力的大小和方向确定

二、强度计算

近似认为，一对直齿圆锥齿轮传动和位于齿宽中点的一对当量圆柱齿轮传动的强度相等。

1、齿面接触疲劳强度计算

校核式、设计式；模数、锥距确定方法

2、轮齿弯曲疲劳强度计算

校核式、设计式

§11-10 齿轮的构造

齿轮轴、实心齿轮、腹板式齿轮、轮辐式齿轮

§11-11 齿轮传动的润滑和效率

一、齿轮传动的润滑

开式齿轮、闭式齿轮传动

1、润滑油牌号的选择

2、润滑油粘度的选择

开式齿轮、闭式齿轮传动

二、齿轮传动的效率

齿轮传动的损耗

齿轮传动的平均效率

§11-12 圆弧齿轮传动简介*

本章基本要求

(1)掌握齿轮传动的主要失效形式、失效原因、失效部位、避免或减轻失效的措施；掌握

针对不同失效形式的设计准则；

(2)了解齿轮材料及热处理方法；

(3)了解齿轮传动的精度；

(4)掌握渐开线直齿、斜齿、圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动的受力分析、强度计算方

法；能够正确设计齿轮传动；

(5)了解齿轮的主要结构形式、润滑方式及传动效率。

重点：

渐开线齿轮传动失效形式、材料选择、受力分析、直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

作业：

11-3、11-9(p187)

第13章带传动和链传动

?本章内容：

§13-1 带传动的类型和应用

§13-2 带传动的受力分析

§13-3 带的应力分析

§13-4 带传动的弹性滑动和传动比

§13-5 V带传动的计算

§13-6 V带轮的结构

§13-7 同步带传动简介

§13-8 链传动的特点和应用

§13-9 链条和链轮

§13-10 链传动的运动分析和受力分析

§13-11 链传动的主要参数及其选择

§13-12 滚子链传动的计算

§13-12 滚子链传动的计算

§13-13 链传动的润滑和布置

§13-1 带传动的类型和应用

?带传动的组成

?工作原理

?带传动的类型

?带传动的几何关系

中心距a、包角α、带长

?带传动的张紧方法

调整中心距、采用张紧轮、自动张紧

?带传动的优点

?带传动的缺点

?应用

§13-2 带传动的受力分析

一、初拉力F0、紧边拉力F1、松边拉力F2和有效拉力F

?静止时的受力分析

?传动时的受力分析

二、最大有效拉力和打滑

?打滑现象及带来的危害

?最大有效拉力的推导

挠性体（柔韧体）摩擦的基本公式(欧拉公式)

?最大有效拉力的主要影响因素

带与轮面间的打滑现象最先发生在带与小带轮轮面接触弧上。

?避免打滑的条件

平带、V带受力分析

?V带传动的最大有效拉力F ec

§13-3 带的应力分析

1.紧边和松边拉力产生的拉应力

2.离心力产生的拉应力

3.弯曲应力

4. 应力分布及最大应力

最大应力σmax出现在紧边与小轮的接触处。

5. 作用在轴上的力

§13-4 带传动的弹性滑动和传动比

?弹性滑动产生的原因分析

滑动率

带传动的传动比

§13-5 V带传动的计算

一、V带的规格

?组成、节线、节面

?普通V带和窄V带的标准化

?基准直径d

?基准长度L d

二、单根普通V带的许用功率

?主要失效形式及设计准则

?单根带所能传递的有效拉力、传递的功率

?实际条件下单根V带所能传递的功率

三、V带的型号和根数的确定

计算功率、选型图

四、主要参数的选择

1.带轮直径与带速

2.中心距、带长和包角

3.初拉力

4. 作用在带轮轴上的压力F Q

带传动设计的步骤及示例

§13-6 V带轮的结构

?V带轮的轮槽尺寸

?带轮的结构：实心式、腹板式、轮辐式§13-7 同步带传动简介*

§13-8 链传动的特点和应用

组成及作用、优缺点、应用