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1、8Index3Up:First第1页说明：这是助教整理过的ppt，精简版，用于复习。李老师出题不偏，都是他上课讲到的部分，布置的作业也是有针对性的。故复习的重点还是要回来到书本，看李老师讲过的，再好好的消化作业，PPT里的部分例题也很典型的。助教说答疑的时候会说一些重点，但不行能全部说，也不行能透露题目，仅仅是或许提提。机械这么课学分挺重，每年也有挂科的人。故希望大家考前这段时间还是要好好复习，不要寄全部希望于最终一节答疑课。祝好。冯翰信University of Science and Technology of China14 四月 2023机械设计复习University of Scie
2、nce and Technology of China14 四月 2023第一章第一章 机械设计基础学问机械设计基础学问8Index3Up:First第4页零件的工作实力零件的工作实力零件的工作实力：强度：强度是零件反抗外载荷作用的实力。强度不足时，零件将发生断裂或产生塑性变形，使零件丢失工作实力而失效。刚度：刚度是反映零件在载荷作用下反抗弹性变形的实力。稳定性：在变载荷作用下，零件将产朝气械振动，假如零件的固有频率与载荷的频率相同时，将发生共振。一般状况下，共振将使零件丢失工作实力而失效。8Index3Up:First第5页名义载荷、计算载荷名义载荷、计算载荷在稳定和志向的工作条件下，作用在
3、零件上的载在稳定和志向的工作条件下，作用在零件上的载荷称为名义载荷。荷称为名义载荷。为了提高零件的工作牢靠性，必需考虑影响零件为了提高零件的工作牢靠性，必需考虑影响零件强度的各种因素，如零件的变形、工作阻力的变强度的各种因素，如零件的变形、工作阻力的变动、工作状态的不稳定等。为计入上述因素，将动、工作状态的不稳定等。为计入上述因素，将名义载荷乘以某些系数，作为计算时接受的载荷，名义载荷乘以某些系数，作为计算时接受的载荷，此载荷称为计算载荷。此载荷称为计算载荷。Fj=kFFj=kF8Index3Up:First第6页变应力下的强度变应力下的强度 疲惫破坏疲惫破坏在变应力作用下，零件的一种失效形式
4、将是在变应力作用下，零件的一种失效形式将是疲惫断裂，这种失效形式不仅与变应力的大疲惫断裂，这种失效形式不仅与变应力的大小有关，也与应力循环的次数有关。表面无小有关，也与应力循环的次数有关。表面无缺陷的金属材料的疲惫断裂过程可分为两个缺陷的金属材料的疲惫断裂过程可分为两个阶段，第一阶段是在变应力的作用下，零件阶段，第一阶段是在变应力的作用下，零件材料表面起先滑移而形成初始裂纹；其次阶材料表面起先滑移而形成初始裂纹；其次阶段是在变应力作用下初始裂纹扩展以致断裂。段是在变应力作用下初始裂纹扩展以致断裂。事实上，由于材料具有晶界夹渣、微孔以及事实上，由于材料具有晶界夹渣、微孔以及机械加工造成的表面划伤
5、、裂纹等缺陷，材机械加工造成的表面划伤、裂纹等缺陷，材料的疲惫断裂过程只经过其次阶段。零件上料的疲惫断裂过程只经过其次阶段。零件上的圆角、凹槽、缺口等造成的应力集中也会的圆角、凹槽、缺口等造成的应力集中也会促使零件表面裂纹的生成和扩展。促使零件表面裂纹的生成和扩展。8Index3Up:First第7页疲惫点蚀疲惫点蚀在循环接触应力作用下，接触表面产生疲惫在循环接触应力作用下，接触表面产生疲惫裂纹，裂纹扩展导致表层小块金属剥落，这裂纹，裂纹扩展导致表层小块金属剥落，这种失效形式称为疲惫点蚀。点蚀将使零件表种失效形式称为疲惫点蚀。点蚀将使零件表面失去正确的形态，降低工作精度，引起附面失去正确的形态
6、，降低工作精度，引起附加动载荷，产生噪声和振动，并降低零件的加动载荷，产生噪声和振动，并降低零件的运用寿命。运用寿命。8Index3Up:First第8页从零件起先工作到磨损量从零件起先工作到磨损量超过允许值而失效的整超过允许值而失效的整个工作期间，可以分为三个阶段（图个工作期间，可以分为三个阶段（图1-6）。）。机械零件的耐磨性机械零件的耐磨性University of Science and Technology of China14 四月 2023第三章第三章 零件的几何精度零件的几何精度8Index3Up:First第10页互换性互换性的基本概念的基本概念互换性是指在同一规格的一批零件
7、或部件中，任取其一，互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何选择、调整或修配，就能装在仪器上，达到规定不需任何选择、调整或修配，就能装在仪器上，达到规定的功能要求，这样的一批零件或部件称为具有互换性。的功能要求，这样的一批零件或部件称为具有互换性。完全互换：从同一规格的一批零件中任取一件，不经任何完全互换：从同一规格的一批零件中任取一件，不经任何修配就能装到部件或机器上，而且能满足规定的性能要求。修配就能装到部件或机器上，而且能满足规定的性能要求。这种互换性称为完全互换。这种互换性称为完全互换。不完全互换：假如把一批两种相互协作的零件按尺寸大小不完全互换：假如把一批两种相互协
8、作的零件按尺寸大小分成若干组，在一个组内的零件才有互换性；或者虽不分分成若干组，在一个组内的零件才有互换性；或者虽不分组，但需做少量修配和调整工作，才具有互换性，这种互组，但需做少量修配和调整工作，才具有互换性，这种互换性称不完全互换。换性称不完全互换。8Index3Up:First第11页互换性的作用互换性的作用1)有利于组织专业化生产；有利于组织专业化生产；2)产品设计标准化，缩短设计周期；产品设计标准化，缩短设计周期；3)修理时易更换配件，削减修理时间和费修理时易更换配件，削减修理时间和费用，保证设备原有的性能。用，保证设备原有的性能。问题？何为互换性？互换性在机械制造业问题？何为互换性
9、？互换性在机械制造业中的作用是什么？中的作用是什么？University of Science and Technology of China14 四月 2023第四章第四章 平面机构的结构分析平面机构的结构分析8Index3Up:First第13页运动副运动副：高副：约束1个自由度，点、线接触。低副：约束2个自由度，面接触。8Index3Up:First第14页平面机构的自由度F3n2PLPH机构具有确定运动的条件：只有当原动件数等于机构自由度时，机构才具有确定的运动。F F7 7=3n-2p=3n-2pL L-p-pHH=3x3-2x4-0=1 =3x3-2x4-0=1 有确定运动有确定运
10、动有确定运动有确定运动 F F8 8=3n-2p=3n-2pL L-p-pHH=3x4-2x5-0=2 =3x4-2x5-0=2 无确定运动无确定运动无确定运动无确定运动8Index3Up:First第15页复合铰链、虚约束、局部自由度复合铰链、虚约束、局部自由度F F F F9 9 9 9=3n-2p=3n-2p=3n-2p=3n-2pL L L L-p-p-p-pH H H H=3x5-2x7-0=1=3x5-2x7-0=1=3x5-2x7-0=1=3x5-2x7-0=1F F F F14141414=3n-2p=3n-2p=3n-2p=3n-2pL L L L-p-p-p-pH H H
11、H=3x3-2x4-0=1=3x3-2x4-0=1=3x3-2x4-0=1=3x3-2x4-0=1F F F F12121212=3n-2p=3n-2p=3n-2p=3n-2pL L L L-p-p-p-pH H H H=3x7-2x10-0=1=3x7-2x10-0=1=3x7-2x10-0=1=3x7-2x10-0=1F F F F13131313=3n-2p=3n-2p=3n-2p=3n-2pL L L L-p-p-p-pH H H H=3x2-2x2-1=1=3x2-2x2-1=1=3x2-2x2-1=1=3x2-2x2-1=18Index3Up:First第16页平面机构的组成原理平
12、面机构的组成原理平面机构的高副低代平面机构的高副低代机构的运动保持不变，代替机构和原机构的自由机构的运动保持不变，代替机构和原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全相同。度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全相同。高副低代的最简洁方法是用两个转动副和一个构高副低代的最简洁方法是用两个转动副和一个构件来代替一个高副。件来代替一个高副。8Index3Up:First第17页平面机构组成原理-杆组杆组设杆组由设杆组由n个构件和个构件和pL个平面低副所组成，个平面低副所组成，那么它们之间必满足下述条件：那么它们之间必满足下述条件：F=3n-2PL=0 或或 2PL=3n由于构件数由于构件数n和运动副和运
13、动副pL数必需是整数，故数必需是整数，故满足上述条件的最简洁杆组为：满足上述条件的最简洁杆组为：n=2，PL=3。级杆组。级杆组。n=4，pL=6。级杆组。级杆组。n=6，pL=9。级杆组。级杆组。8Index3Up:First第18页University of Science and Technology of China14 四月 2023第五章第五章 平面连杆机构平面连杆机构8Index3Up:First第20页铰链四杆机构的铰链四杆机构的三种基本型式三种基本型式 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 a)双曲柄机构双曲柄机构 b)双摇杆机构双摇杆机构 c)8Index3Up:First第21页曲柄
14、存在条件曲柄存在条件1）最长杆与最短杆的长度之和应）最长杆与最短杆的长度之和应其他两杆其他两杆长度之和称为杆长条件。长度之和称为杆长条件。2）连架杆或机架之一为最短杆。）连架杆或机架之一为最短杆。abcd该机构中构件该机构中构件a最短，最短，构件构件a能否整周回转？能否整周回转？8Index3Up:First第22页压力角与传动角压力角与传动角力力F与与Vc之间的之间的夹角称为压力角夹角称为压力角连杆与从动件轴连杆与从动件轴线之间所夹锐角线之间所夹锐角来推断四杆机构来推断四杆机构的传动性能的好的传动性能的好坏，坏，角称为传动角称为传动角角8Index3Up:First第23页行程速度变更系数行
15、程速度变更系数1.极位夹角极位夹角当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在两当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在两相应位置所夹的角相应位置所夹的角。曲柄摇杆机构的极位夹角曲柄摇杆机构的极位夹角ADabd8Index3Up:First第24页当曲柄等速回转的状况下，通常把从动件往复运动当曲柄等速回转的状况下，通常把从动件往复运动速度快慢不同的运动称为急回运动。速度快慢不同的运动称为急回运动。DabdccabA2.急回运动急回运动8Index3Up:First第25页3.行程速比系数行程速比系数K-K-机构从动杆行程速度变更系数；机构从动杆行程速度变更系数；-极位夹角，即曲柄在两极限位极位
16、夹角，即曲柄在两极限位置时所夹锐角，也等于导杆的摆角置时所夹锐角，也等于导杆的摆角。8Index3Up:First第26页4、死点位置、死点位置所谓死点位置就所谓死点位置就是指从动件的传是指从动件的传动角等于零或者动角等于零或者压力角等于压力角等于90时时机构所处的位置。机构所处的位置。DabdccabA8Index3Up:First第27页例题1在偏置曲柄滑块机构在偏置曲柄滑块机构中，要求滑块的行程中，要求滑块的行程为为50毫米，其行程速毫米，其行程速度变更系数为度变更系数为1.5，导，导路的偏置量为路的偏置量为20毫米。毫米。设计这一机构。设计这一机构。University of Scie
17、nce and Technology of China14 四月 2023第六章第六章 凸轮机构凸轮机构8Index3Up:First第29页rbh s s s s DD0B0B sO,t360基圆基圆 基圆半径基圆半径rb推程推程推程角推程角 升距升距h远停远停远停角远停角 s回程回程回程角回程角 近停近停近停角近停角 sB 位移曲线位移曲线凸轮机构中的名词说明凸轮机构中的名词说明8Index3Up:First第30页rbOs 1 3 5 7 8 60120909060120 1 2 90A909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 1.对心尖顶移动从动件盘形凸
18、轮廓线的设计对心尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径rb，凸轮，凸轮角速度角速度 和从动件的运动规律，设和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线计该凸轮轮廓曲线。选选比比例例尺尺 l，作作位位移移曲曲线线和和基圆基圆rb。等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于各等分点的从动件的位置。于各等分点的从动件的位置。3 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915 确确定定反反转转后后从从动动件件尖尖顶顶在在各等分点占据的位置。各等分点占据的位置。设计步骤设计步骤 将
19、各尖顶点连接成一条光滑将各尖顶点连接成一条光滑曲线。曲线。8Index3Up:First第31页凸轮机构压力角的确定凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定8Index3Up:First第32页基圆半径的确定基圆半径的确定基圆半径基圆半径rb减小时，将使压减小时，将使压力角力角变大；反之，压力角变大；反之，压力角减小。减小。8Index3Up:First第33页例题例题一个偏心尖顶直动从动件盘形凸轮机构，凸轮机一个偏心尖顶直动从动件盘形凸轮机构，凸轮机构的基圆半径为构的基圆半径为100mm，偏心距为，偏心距为100mm。凸。凸轮的推程阶段轮廓线为渐开线（渐开线的基圆半轮的推程阶段轮廓线为渐
20、开线（渐开线的基圆半径为径为100mm，基圆圆心位于凸轮的回转中心）。，基圆圆心位于凸轮的回转中心）。当凸轮以角速度当凸轮以角速度10rad/s匀速转动时，从动件上升匀速转动时，从动件上升到行程一半时从动件速度为多少？从动件上升过到行程一半时从动件速度为多少？从动件上升过程中速度如何变更？（程中速度如何变更？（v=R）8Index3Up:First第34页例题例题在图示偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构中，凸轮在图示偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构中，凸轮1的工的工作轮廓为圆，其圆心和半径分别为作轮廓为圆，其圆心和半径分别为C和和R，凸轮，凸轮1沿逆时针沿逆时针方向转动，推动从动件往复移动。已知：方
21、向转动，推动从动件往复移动。已知：R=100mm，OC=20mm，偏距，偏距e=10mm，滚子半径，滚子半径=10mm，试问：，试问：凸轮基圆半径凸轮基圆半径r0=?，从动件行程，从动件行程h=?推程运动角推程运动角 0=?，回程运动角，回程运动角 0 =?，远休止角，远休止角 s=?，近休止角，近休止角 s =?凸轮机构的最大压力角凸轮机构的最大压力角max=?，最小压力角，最小压力角min=?，又分别在工作，又分别在工作轮廓上哪点出现？轮廓上哪点出现？University of Science and Technology of China14 四月 2023第七章第七章 摩擦传动和带传动
22、摩擦传动和带传动8Index3Up:First第36页特点特点1 1 传动带具有挠性和弹性，可吸取振动和缓传动带具有挠性和弹性，可吸取振动和缓和冲击，使传动平稳噪音小；和冲击，使传动平稳噪音小；2 2 当过载时当过载时,传动带与带轮之间可发生相对传动带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其它零件滑动而不损伤其它零件,起过载爱护作用；起过载爱护作用；3 3 适合于主、从动轴间中心距较大的传动；适合于主、从动轴间中心距较大的传动；4 4 结构简洁，制造、安装和维护都较便利；结构简洁，制造、安装和维护都较便利；5 5 传动比不稳定、效率较低，传动功率一般传动比不稳定、效率较低，传动功率一般P50kWP5
23、0kW、线速度、线速度v=525(40)m/sv=525(40)m/s、传动比、传动比35(10)35(10)；8Index3Up:First第37页三、带传动的几何关系三、带传动的几何关系带传动的主要几何参数：带传动的主要几何参数：带轮直径带轮直径D1和和D2，中心距，中心距a，带长度带长度L，包角，包角。各参数间。各参数间的关系如图的关系如图7-12所示。其近似所示。其近似几何关系为几何关系为8Index3Up:First第38页四、带传动的受力分析四、带传动的受力分析静止时，带两边的拉力相等且等于张紧力静止时，带两边的拉力相等且等于张紧力F0（见图（见图a）;传动时，由于传动时，由于带与
24、轮面间摩擦力的作用，带两边的拉力就不再相等（图带与轮面间摩擦力的作用，带两边的拉力就不再相等（图7-13）。即）。即将绕进主动轮的一边，拉力由将绕进主动轮的一边，拉力由F0增到增到 F1，称为紧边拉力，而另一边带，称为紧边拉力，而另一边带的拉力由的拉力由F0减为减为F2,称为松边拉力。两边拉力之差为称为松边拉力。两边拉力之差为 F1-F2=Ft Ft 即为带传动所能传递的有效圆周力，称为即为带传动所能传递的有效圆周力，称为有效拉力有效拉力。其值等于沿任。其值等于沿任一个带轮的接触弧上摩擦力的总和。一个带轮的接触弧上摩擦力的总和。8Index3Up:First第39页最大有效拉力的影响因素最大有
25、效拉力的影响因素预紧力预紧力F0：小轮包角小轮包角 ：摩擦系数摩擦系数f：F0越大越好吗？越小呢？摩擦系数取值橡胶 钢橡胶 铸铁8Index3Up:First第40页五、带传动的应力分析五、带传动的应力分析带传动工作时的应力有：由紧边和松边拉力所产生的应力；由离心力带传动工作时的应力有：由紧边和松边拉力所产生的应力；由离心力产生的应力以及由于带在带轮上弯曲产生的应力。产生的应力以及由于带在带轮上弯曲产生的应力。8Index3Up:First第41页带传动的应力分析带传动的应力分析带工作时所受总应力即为上述三种应力之和。带工作时所受总应力即为上述三种应力之和。带中的应力为变应力，其最大应力为：带
26、中的应力为变应力，其最大应力为：max=1+b1+c此最大应力发生在带紧边进人小带轮处。此最大应力发生在带紧边进人小带轮处。带工作时，假如最大应力超过带的许用应力，带将产生疲带工作时，假如最大应力超过带的许用应力，带将产生疲惫破坏。惫破坏。三种应力中以弯曲应力三种应力中以弯曲应力b1对传动带的寿命影响最大。为对传动带的寿命影响最大。为限制弯曲应力限制弯曲应力b1不致过大，则小带轮直径不宜过小不致过大，则小带轮直径不宜过小带传动失效形式带传动失效形式1：带的疲惫破坏：带的疲惫破坏8Index3Up:First第42页1）定义：带工作时，随着有效拉力增加，滑动角增加，静）定义：带工作时，随着有效拉
27、力增加，滑动角增加，静角减小。滑动角增加到整个包角时，带的有效拉力达到最大角减小。滑动角增加到整个包角时，带的有效拉力达到最大值，带起先沿着带轮滑动，此时称为带的打滑。值，带起先沿着带轮滑动，此时称为带的打滑。2）产生的缘由：外载荷增加，使得）产生的缘由：外载荷增加，使得 Fe=FecFfmax3）特点：可以避开的。）特点：可以避开的。4）后果：带的磨损急剧增加、噪声和严峻发热，从动轮的）后果：带的磨损急剧增加、噪声和严峻发热，从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。转速急剧下降，直至传动失效。带传动失效形式带传动失效形式2：带的打滑带的打滑带的打滑带的打滑带传动的打滑带传动的打滑有何用途？有何用
28、途？University of Science and Technology of China14 四月 2023第八章第八章 齿轮传动齿轮传动8Index3Up:First第44页齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律P点为节点点为节点为使齿轮瞬时传动比保持恒为使齿轮瞬时传动比保持恒定：不论两齿廓在任何位置定：不论两齿廓在任何位置接触，过接触点（啮合点）接触，过接触点（啮合点）的公法线必需与两齿轮的连的公法线必需与两齿轮的连心线交于确定点心线交于确定点 P。这是齿。这是齿廓啮合的基本定律。廓啮合的基本定律。8Index3Up:First第45页模数的量纲 mm ，确定模数m事实上就是确定周节p,也
29、就是确定齿厚和齿槽宽e。模数m越大，周节p越大，齿厚s和齿槽宽e也越大。推论，模数越大，轮齿的抗弯强度越大。这是一组齿数相同，这是一组齿数相同，模数不同的齿轮。模数不同的齿轮。确定模数的依据确定模数的依据依据轮齿的抗弯强度选依据轮齿的抗弯强度选择齿轮的模数择齿轮的模数模数的意义模数的意义8Index3Up:First第46页渐开线圆柱齿轮传动渐开线圆柱齿轮传动正确啮合条件正确啮合条件8Index3Up:First第47页连续传动条件连续传动条件1.2与m 无关，随z1,z2及ha*的增大而增大。8Index3Up:First第48页重合度的意义重合度的意义齿轮啮合过程中，有两对齿同时啮合和只有
30、一对齿轮啮合过程中，有两对齿同时啮合和只有一对齿啮合情形，若齿啮合情形，若=1.25，在齿轮转过一个基节，在齿轮转过一个基节Pb的时间的时间T内，内，有有25%的时间是两对齿啮合，的时间是两对齿啮合，75%的时间是一对齿啮合，这就是重合度的意义。的时间是一对齿啮合，这就是重合度的意义。若若=1.64，两对齿占，两对齿占64%，一对占，一对占36%。重合度不仅是齿轮传动的连续性条件，而且是衡重合度不仅是齿轮传动的连续性条件，而且是衡量齿轮承载实力和传动平稳性的重要指标。量齿轮承载实力和传动平稳性的重要指标。8Index3Up:First第49页根切现象根切现象 8Index3Up:First第5
31、0页 变位齿轮的齿形变更变位齿轮的齿形变更 变位齿轮变位齿轮8Index3Up:First第51页1、避开轮齿根切、避开轮齿根切为使齿轮传动的结构紧凑，应尽量削减小齿轮的齿数，当为使齿轮传动的结构紧凑，应尽量削减小齿轮的齿数，当z的正传动时，可以提高齿轮的接触强度和弯曲的正传动时，可以提高齿轮的接触强度和弯曲强度，若适当选择变位系数强度，若适当选择变位系数x1,x2，还能大幅度降低滑动系数，还能大幅度降低滑动系数，提高齿轮的耐磨损和抗胶合实力。提高齿轮的耐磨损和抗胶合实力。变位齿轮的应用变位齿轮的应用8Index3Up:First第52页疲惫点蚀疲惫点蚀由表面接触应力引起零件的破坏形式由表面接
32、触应力引起零件的破坏形式疲惫点蚀疲惫点蚀在循环接触应力作用下，接触表面产生疲惫裂纹，裂纹扩在循环接触应力作用下，接触表面产生疲惫裂纹，裂纹扩展导致表层小块金属剥落，这种失效形式称为疲惫点蚀。展导致表层小块金属剥落，这种失效形式称为疲惫点蚀。提高齿面的硬度和降低表面粗糙度值，在许可范围内接受提高齿面的硬度和降低表面粗糙度值，在许可范围内接受最大的移距系数和最大的移距系数和 x=x1+x2（增大齿轮传动的综合曲率（增大齿轮传动的综合曲率半径），以及增大润滑油粘度与减小动载荷等，都可提高半径），以及增大润滑油粘度与减小动载荷等，都可提高齿面的接触疲惫强度。齿面的接触疲惫强度。8Index3Up:Fi
33、rst第53页直齿圆柱齿轮受力分析直齿圆柱齿轮受力分析作用于主、从动轮上的各对力均大小相等，方向相反；作用于主、从动轮上的各对力均大小相等，方向相反；圆周力圆周力Ft ：在主动轮上：在主动轮上Ft1与运动方向与运动方向n1相反，在从轮上相反，在从轮上Ft2与运动方向与运动方向n2相同；相同；径向力径向力Fr 的方向对两轮都是由作用点指向轮心（内齿轮为的方向对两轮都是由作用点指向轮心（内齿轮为远离轮心方向）远离轮心方向）。8Index3Up:First第54页斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮 8Index3Up:First第55页圆周力：主动轮与转向相反；从动轮与转向相同圆周力：主动轮与转向相反；从动轮
34、与转向相同径向力：指向圆心径向力：指向圆心轴向力：可用左、右手推断。轴向力：可用左、右手推断。力的方向力的方向Fa1Fa28Index3Up:First第56页小圆锥齿轮上各分力：小圆锥齿轮上各分力：（按平均直径（按平均直径dm1计算）计算）式中式中T1 小齿轮上的转矩；小齿轮上的转矩；dm1小齿轮上的平均分度圆直径。小齿轮上的平均分度圆直径。圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动8Index3Up:First第57页力的方向力的方向n1圆周力圆周力Ft：主动轮与转向相反；从动轮与转向相同。：主动轮与转向相反；从动轮与转向相同。径向力径向力Fr：指向圆心：指向圆心轴向力轴向力Fa：小端指向大端：小端指向大端
35、8Index3Up:First第58页蜗杆传动蜗杆传动主平面主平面图图8-528-52为运用阿基米德为运用阿基米德蜗杆的蜗杆传动。在通蜗杆的蜗杆传动。在通过蜗杆轴线并与蜗轮轴过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的剖面（主平面）线垂直的剖面（主平面）上，蜗杆齿廓为直线，上，蜗杆齿廓为直线，相当于齿条，蜗轮齿廓相当于齿条，蜗轮齿廓为渐开线，相当于齿轮。为渐开线，相当于齿轮。所以，在主平面内，就所以，在主平面内，就相当于齿条齿轮传动。相当于齿条齿轮传动。蜗杆传动的设计计算以主平面为准。蜗杆传动的设计计算以主平面为准。8Index3Up:First第59页蜗杆蜗轮的正确啮合条件蜗杆蜗轮的正确啮合条件8Index
36、3Up:First第60页蜗杆传动的蜗杆传动的受力分析受力分析在蜗杆传动中，作用在齿面上的法向作用力在蜗杆传动中，作用在齿面上的法向作用力Fn可分解为三个分力：圆周力可分解为三个分力：圆周力Ft、径向力、径向力Fr 和轴向力和轴向力Fa（图（图8-54）。）。8Index3Up:First第61页力的方向力的方向当蜗杆为主动件时（一般状况均是如此）当蜗杆为主动件时（一般状况均是如此）蜗杆上的圆周力蜗杆上的圆周力 Ft1 的方向与蜗杆齿在啮合点的运的方向与蜗杆齿在啮合点的运动方向动方向 n1 相反；相反；蜗轮上的圆周力蜗轮上的圆周力 Ft2 的方向与蜗轮齿在啮合点的运的方向与蜗轮齿在啮合点的运动
37、方向动方向 n2 相同；相同；径向力径向力 Fr 的方向在蜗杆、蜗轮上都是由啮合点分的方向在蜗杆、蜗轮上都是由啮合点分别指向轴心。别指向轴心。轴向力轴向力 Fa 由主动件左右手定则来推断，也可依据由主动件左右手定则来推断，也可依据Fa1与与 Ft2方向相反，方向相反，Ft1与与 Fa2的方向相反推断。的方向相反推断。8Index3Up:First第62页蜗杆传动受力分析示例蜗杆传动受力分析示例8Index3Up:First第63页定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算1、定轴轮系的传动比、定轴轮系的传动比输入轴与输出轴之间的传动比为输入轴与输出轴之间的传动比为:轮系中各对啮合齿轮的传动比大小
38、为：轮系中各对啮合齿轮的传动比大小为：一般定轴轮系的传一般定轴轮系的传动比计算公式为：动比计算公式为：8Index3Up:First第64页周转轮系周转轮系给整个周转轮系加一个与系杆给整个周转轮系加一个与系杆H的角速度的角速度大小相等、方向相反的公共角速度大小相等、方向相反的公共角速度 HH构件名称构件名称 原周转轮系中原周转轮系中各构件的角速度各构件的角速度转化机构中各转化机构中各构件的角速度构件的角速度系杆系杆 中心轮中心轮行星轮行星轮中心轮中心轮在在转化机构中转化机构中系杆系杆H变成了机架变成了机架把一个周转轮系把一个周转轮系转转化成了定轴轮系化成了定轴轮系8Index3Up:First
39、第65页构件名称构件名称 原周转轮系中原周转轮系中各构件的角速度各构件的角速度转化机构中各转化机构中各构件的角速度构件的角速度系杆系杆 中心轮中心轮中心轮中心轮计算该转化机构（定轴计算该转化机构（定轴轮系）的传动比：轮系）的传动比：输入轴输入轴输出轴输出轴8Index3Up:First第66页例例1 已知各轮齿数及已知各轮齿数及6，求，求3 的大小和方向。的大小和方向。周转轮系周转轮系定轴轮系定轴轮系周转轮系的转化机构传动比为周转轮系的转化机构传动比为把该轮系分为两部分把该轮系分为两部分8Index3Up:First第67页问题？问题？在外啮合斜齿圆柱齿轮传动中，假如接受变位的方法来在外啮合斜
40、齿圆柱齿轮传动中，假如接受变位的方法来提高齿根弯曲疲惫强度，请问应当接受正变位还是接受提高齿根弯曲疲惫强度，请问应当接受正变位还是接受负变位？为什么？负变位？为什么？一对标准外啮合直齿圆柱齿轮，标准安装时，单对齿轮一对标准外啮合直齿圆柱齿轮，标准安装时，单对齿轮啮合区域为啮合区域为0.7倍的基节，请简洁计算其重合度是多少？倍的基节，请简洁计算其重合度是多少？在设计、加工时，平行轴斜齿圆柱齿轮一般以哪一个面在设计、加工时，平行轴斜齿圆柱齿轮一般以哪一个面上的参数为标准值？为什么？上的参数为标准值？为什么？直齿轮啮合时齿面点蚀一般首先出现什么位置，为什么直齿轮啮合时齿面点蚀一般首先出现什么位置，为
41、什么？齿轮传动中何谓重合度？影响其大小都有哪些因素？齿轮传动中何谓重合度？影响其大小都有哪些因素？齿轮传动中，齿面接触应力属于哪类循环变应力？为什齿轮传动中，齿面接触应力属于哪类循环变应力？为什么？么？8Index3Up:First第68页例题例题试分析图示斜齿轮锥齿轮蜗杆传动机构。试分析图示斜齿轮锥齿轮蜗杆传动机构。请合理确定斜齿轮请合理确定斜齿轮1、蜗杆、蜗杆5的螺旋方向，的螺旋方向，画出蜗轮画出蜗轮6的受力状况和旋转方向。的受力状况和旋转方向。8Index3Up:First第69页例题例题轮系各齿轮均为标准齿轮，已知各轮齿数为：轮系各齿轮均为标准齿轮，已知各轮齿数为：Z1=18，Z1=80，Z2=20，Z3=36，Z3=24，Z4=80，Z5=50，Z6=2，Z7=58，n1=1000r/min。试求轮。试求轮7的转速。的转速。8Index3Up:First第70页例题例题在图示的双级行星齿轮减速器中，各齿轮的齿数在图示的双级行星齿轮减速器中，各齿轮的齿数为：为：Z1=Z6=20，Z3=Z4=40，Z2=Z5=10，试求：，试求：1）当固定齿轮）当固定齿轮4时，传动比；时，传动比；2）当固定齿轮）当固定齿轮3时，传动比。时，传动比。