机械设计基础 课件汇 黄延军 项目8-15 齿轮传动 -螺纹连接

项目8齿轮传动机械设计基础目录CONTENTS认识齿轮1渐开线齿廓与啮合特性2主要参数及几何尺寸计算3渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合4目录CONTENTS渐开线齿轮加工5齿轮轮齿失效形式及设计准则6直齿圆柱齿轮强度计算7斜齿圆柱齿轮传动8直齿锥齿轮传动91认识齿轮Part减速器是把输入轴的高转速、小力矩转换成输出轴的低转速、大力矩的机构，在机械传动中用途很广。如图所示为某种类型的减速器（为观察内部机构，打开了上部箱体），试分析该减速器中所用的齿轮为什么类型？按工作条件分类，该传动属于哪种传动方式？任务引入任务目标：1.了解齿轮传动类型；2.了解齿轮传动特点。简介齿轮传动是机械传动中非常重要的传动形式，广泛应用于机床、汽车、推土机、飞机等设备。一、分类齿轮传动的分类方式比较多，主要分类方式如表所示：一、分类两平行轴啮合齿轮传动，根据轮齿形状分为：直齿轮、斜齿轮和人字齿轮传动。外啮合传动一、分类内啮合传动齿轮齿条传动一、分类两相交轴啮合齿轮传动，根据轮齿形状分为：直齿轮、斜齿轮和曲线齿轮传动。锥齿轮传动一、分类一、分类一、分类开式传动——齿轮传动机构暴露在外，灰尘等杂物易于侵入，不能保证良好润滑，齿轮易于磨损，常用于低速传动。球磨机教学仪器一、分类闭式传动——齿轮机构密封于箱体内，外部杂物不易侵入，润滑良好，使用寿命长，传动精度高。多适用于机床、汽车等机械设备。一、分类半开式传动——介于开式齿轮传动和闭式齿轮传动之间，通常在齿轮机构的外部安装简易的罩盖，如车床交换架齿轮等。一、分类硬度根据载荷性质和测试方法不同可分为布氏硬度（HBW）、洛氏硬度（HRC）、维氏硬度（HV）等。齿面硬度分类：软齿面（硬度≤350HBW）、硬齿面。F二、齿轮传动特点优点：传动效率高；传递速度和功率高，圆周速度可达150m/s，功率可达数万千瓦，随着科技发展，最大速度和功率一直被刷新；传动比准确；使用寿命长；结构紧凑；适用范围广。缺点：制造和安装精度要求高；精度低时振动和噪声大；不宜于轴间距离较远的传动，成本较高。2渐开线齿廓与啮合特性Part如图为两渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动。1）试描述其啮合特性；2）链传动与渐开线直齿圆柱齿轮传动在传动比上有何区别。任务引入任务目标：1.了解渐开线的形成；2.理解渐开线方程；3.掌握渐开线的性质；4.掌握渐开线齿廓啮合特性。一、渐开线的形成及其性质（一）渐开线的形成平面上一直线沿着一圆周做纯滚动时，直线上任意一点形成的轨迹即称为该圆的渐开线。一、渐开线的形成及其性质

（一）渐开线的形成一、渐开线的形成及其性质

（二）渐开线的性质一、渐开线的形成及其性质

二、渐开线方程在渐开线所在的平面内以基圆的圆心O为极点，以过圆心O和渐开线起始点A的射线为极轴建立极坐标系。渐开线上任一点K的坐标为：令三、渐开线齿廓啮合特性齿轮1和齿轮2的一对渐开线齿廓在点K处啮合：（1）由渐开线性质2可知过点K的公法线N1N2同时与两齿轮的基圆相切，该公法线也是两基圆的一条内公切线。（2）随着两齿廓继续啮合，啮合点K必然在公法线上从N1向N2移动，即该条线又是啮合点的轨迹，称为啮合线。三线合一：公法线、内公切线和啮合线三、渐开线齿廓啮合特性

传动比的恒定性主动轮1在K点的线速度为

，从动轮2在K点的线速度为

，两轮K点在公法线方向上的分速度大小应相同。

因此一对渐开线齿轮啮合传动的瞬时传动比为两基圆半径之反比。三、渐开线齿廓啮合特性2.渐开线齿廓之间正压力方向恒定一对渐开线齿轮在啮合时，其啮合点处的正压力方向为公法线方向，根据“三线合一”可知，在齿轮啮合传动过程中，啮合点处的正压力方向保持不变。三、渐开线齿廓啮合特性3.中心距可分性由于制造、安装和磨损等原因，会造成两轮实际中心距与理论中心距有偏差，但对两轮的传动比不会产生任何影响。渐开线齿廓传动的这一特性被称为中心距可分性。中心距可分性对渐开线齿轮的加工和装配都十分有利，所以机械工程中广泛采用了渐开线作为齿轮的齿廓曲线。3主要参数及几何尺寸计算Part某一标准直齿圆柱外齿轮齿数z=18，模数m=5。1） 试计算该齿轮的齿顶高和基圆直径；2） 叙述m的含义。任务引入任务目标：1.理解基本参数对齿轮几何尺寸的影响；2.掌握渐开线齿轮各部分名称；3.掌握标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算方法。一、渐开线齿轮各部分名称和符号任意给定或设计完成的齿轮，都具有4个基本圆：齿顶圆、齿根圆、基圆和分度圆。齿顶圆da齿根圆df分度圆d基圆db

一、渐开线齿轮各部分名称和符号齿距：沿任意圆周所量得的相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为该圆周上的齿距。若无特殊说明，齿距一般指分度圆上的齿距，用p表示，且分度圆上的e=s。齿宽齿顶高全齿高齿根高齿厚齿槽宽齿距二、渐开线直齿圆柱齿轮基本参数齿数：齿轮整个圆周上轮齿的数量，用z表示。二、渐开线直齿圆柱齿轮基本参数2.压力角渐开线上任一点K所受的法向力与K点的线速度方向所夹之锐角，称为渐开线在该点的压力角。

由于分度圆是计算齿轮各部分尺寸的基准，因此默认分度圆上的压力角为齿轮的压力角，以α表示。为便于设计、制造、检验和使用，我国国家标准规定：分度圆上的压力角α=20°。二、渐开线直齿圆柱齿轮基本参数3.模数为计算、设计、制造和检验等方便。人为把分度圆上的齿距p/π规定为一些标准的数值，并把这个比值叫做模数，以m表示。

分度圆周长：

无理数有理数三、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算1.各部分尺寸计算公式分度圆直径：

齿顶高：

齿顶高系数：

齿根高：

顶隙：

顶隙系数：三、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算1.各部分尺寸计算公式齿顶圆直径：

齿根圆直径：

基圆直径：

全齿高：

齿距：

齿厚：

齿槽宽：

三、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算三个基本参数z、m和α的作用：基本参数分度圆直径基圆直径齿厚全齿高齿数正比正比模数正比正比正比正比压力角反比三、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算2.齿条齿条可以看作基圆半径无穷大、齿数无数多的齿轮一部分。齿廓为直线：齿廓上法线都相互平行，齿廓上法向力方向一致；齿条为平动，各点运动速度的大小和方向完全相同；齿廓上各点的压力角相同，其大小与齿廓的倾斜角相同。齿条同侧齿廓都为平行的，所以不论在分度线上或与其平行的任何位置上的齿距都相等。三、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算3.内齿轮与外齿轮的主要区别为：内齿轮的轮齿相当于外齿轮的齿槽，而齿槽却相当于外齿轮的轮齿。内齿轮的齿顶圆更靠近齿轮旋转圆心，而齿根圆远离圆心。分度圆介于齿顶圆和齿根圆之间。齿顶圆直径公式为：；而齿根圆直径计算公式为：

为保证齿廓都为渐开线，因此齿顶圆必须大于基圆。4渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合Part从仓库中任取两外形相近的标准直齿圆柱齿轮，发现两齿轮不能正确啮合。试述其原因。任务引入任务目标：1.理解标准中心距和安装中心距的区别；2.掌握齿轮正确啮合条件；3.掌握齿轮连续传动条件。一、正确啮合条件两啮合齿轮的相邻同侧齿廓在啮合线上的距离相等，即齿轮1的K1K2与齿轮2的K1K2相等。任意取两个齿轮能否正确啮合？

二、连续传动条件一对轮齿在啮合完成前，下一对轮齿已经开始相互啮合，保证了连续传动。实际啮合点的起始位置是从动轮的齿顶圆与啮合线的交点B2；终止点位于主动轮齿顶圆与啮合线的交点B1。连续传动条件：

根据不同设备，会选取不同的许用重合度。通常一般取：

三、标准中心距和安装中心距当实际安装中心距为标准中心距时，称为标准安装，节圆与分度圆重合。当实际安装中心距不等于标准中心距时，称为非标准安装，节圆与分度圆不重合。两轮连心线与啮合线的交点P称为啮合节点，简称为节点。分别以O1和O2为圆心，过节点P做两个相切的圆，称为节圆（第5个圆）。标准中心距：

三、标准中心距和安装中心距1.标准安装，齿轮运转生热，是否会卡死？2.非标准安装，传动比是否会发生变化？5渐开线齿轮加工Part图示两啮合的标准直齿圆柱齿轮，哪一个在切制时会发生根切？为什么？任务引入任务目标：1.理解根切产生的原因；2.掌握齿轮齿廓切制的两种原理；3.掌握变位齿轮的特点。一、渐开线齿廓切制原理齿轮的加工制造方法各种各样，例如铸造法、切削法、3D打印法等等。但工程中最成熟、也最常使用的是切削方法。在切削法中，按照齿廓加工成形原理可分为仿形法和范成法（展成法）两种。一、渐开线齿廓切制原理仿形法利用与被切齿轮齿槽形状相同或相近的刀具切削加工。这种切削方法有铣削法和拉削法等。工作中铣削法被广泛采用，刀具一般为盘形铣刀和指状铣刀两种。一、渐开线齿廓切制原理特点：仿形法加工齿轮效率低、精度较低，不适宜于大批量生产。一般在修配和小量生产中被采用。仿形法一、渐开线齿廓切制原理2.范成法（展成法）范成法是根据一对齿轮啮合传动时，两轮齿廓互为共轭曲线原理进行加工。这种方法又被称为展成法、共轭法或包络法，是目前广泛采用的加工齿轮方法。插齿加工一、渐开线齿廓切制原理滚齿法为连续性切削，生产效率高，大批量生产时常采用这种方法。滚齿加工用范成法加工齿轮，只要刀具和被加工齿轮的模数m和压力角α相同，则不管被加工齿轮的齿数多少，都可以用同一把刀具来加工。但不能加工内齿轮。2.范成法（展成法）二、轮齿切制位置关系齿条插刀和齿轮滚刀统称为齿条形刀具。刀具的齿顶高比标准齿轮齿顶高多出了，这样刀具的分度线成了刀具齿全高的中线。

二、轮齿切制位置关系在轮齿加工中，根据刀具与被切制齿轮最终的相对位置关系分为负变位齿轮、标准齿轮和正变位齿轮。三、根切与最少齿数根切：按照标准齿轮加工后，发现齿根部齿廓的形状不再是渐开线，而被切除了一块。原因：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N方法：在保证刀具分度线与被切齿轮分度圆相切条件下，只能使得极限啮合点上移，使得改变后的极限啮合点N'超过刀具的齿顶线，即

6齿轮轮齿失效形式及设计准则Part减速器在长期使用后，内部逐渐产生异响，并发生振动。拆开检查发现齿轮齿面形成多处小坑状。试分析产生的原因，及可能的改善措施。任务引入任务目标：1.了解齿轮常用材料和热处理方式；2.理解齿轮设计准则；3.掌握轮齿失效形式及改善方法。一、齿轮轮齿失效形式轮齿的失效形式种类很多，在设计或使用产品前，进行预判可能存在的失效形式，并进行一定得预防处理，可有效延长产品的使用寿命周期。轮齿折断轮齿折断一般发生在齿根位置。按照是否过载，轮齿折断分为两种：过载折断和疲劳折断。一、齿轮轮齿失效形式易发状况：过载折断：齿宽较小的直齿圆柱齿轮易发生整体折断；而齿宽较大的直齿轮或斜齿轮易发生局部折断。疲劳折断：是闭式硬齿面钢齿轮传动和铸铁齿轮传动的主要失效形式。采取措施：过载折断：可在传动系统中设置安全联轴器等装置。疲劳折断：可采取增大过渡圆角半径、降低齿根处表面粗糙度、对齿根进行喷丸处理、采用正变位、选择恰当热处理等措施。一、齿轮轮齿失效形式2.齿面点蚀轮齿在交变啮合应力作用下，导致齿面小块金属脱落，形成麻点状小坑。这种齿面疲劳损伤称为齿面点蚀。齿面点蚀一般出现在节线附近靠近齿根侧。对于工作初期的软齿面齿轮（硬度≤350HBW）,由于接触不均匀，会出现点蚀痕迹。如果继续工作点蚀不再发展或者甚至消失的，称为收敛性点蚀；随着工作时间延长而继续扩展的点蚀称为扩展性点蚀.易发状况：润滑良好的闭式传动。采取措施：采用降低齿面接触应力，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度，选用较高粘度的润滑油及适当添加剂等方法实现。一、齿轮轮齿失效形式3.齿面胶合两齿面金属直接接触，重载作用下出现金属粘焊现象，较硬金属齿面在较软金属表层沿滑动方向撕划出沟痕，这种磨损称为齿面胶合。易发状况：高速重载，常因滑动速度高而产生瞬时高温使得油膜破裂；低速重载，由于低速不易形成油膜。采取措施：可提高齿面硬度、降低表面粗糙度；选用不同材料制造配对齿轮；材料相同时，使得大小齿轮保持适当的硬度差；选用抗胶合添加剂或特殊高粘度合成齿轮油；加强冷却，限制温升等方法实现。一、齿轮轮齿失效形式4.齿面磨损一种是表面粗糙的硬齿面与较软的齿面相啮合时，由于相对滑动，软齿面被划伤而产生齿面磨损。另一种是由于灰尘、金属等其他硬屑进入啮合齿间引起的磨粒磨损。易发状况：在低速重载及频繁启动的传动中。采取措施：对于闭式传动，可以降低表面粗糙度值、提高齿面硬度、注意润滑油的清洁等。对于开式传动，注意环境清洁，减少磨粒浸入，增设防尘措施等。一、齿轮轮齿失效形式5.齿面塑性变形在低速重载工况下，轮齿齿面在啮合时因屈服强度不足而产生的局部金属流动现象，称为齿面塑性变形。流动的金属会在节线附近形成凹槽或凸脊。易发状况：低速重载及频繁启动的传动中。采取措施：适当提高齿面硬度、采用粘度较大的润滑油等，可以减轻或防止齿面塑性流动。除了上述5种主要形式外，还有可能发生齿面烧伤、裂纹、腐蚀等等各种失效形式。二、齿轮设计准则1.软齿闭式传动：先齿面接触疲劳强度进行设计，再对齿根部的弯曲疲劳强度进行校核。齿面点蚀齿面胶合齿面磨损塑性变形轮齿折断2.硬齿闭式传动：先齿根弯曲疲劳强度进行设计，再对齿面接触疲劳强度进行校核。3.开式传动：可只按照齿根部弯曲疲劳强度设计。考虑磨损的影响，可适当增加安全余量，例如模数增加10-20%。4.其它失效形式：采用相应措施。三、齿轮材料及热处理材料选择考虑要点：1）齿面硬度：以获得较高的抗点蚀、抗胶合、抗磨粒磨损和抗塑性变形的能力；2）弯曲疲劳强度：获得抗击变载荷和冲击载荷的能力；3）具有良好的加工和热处理工艺性能；4）价格经济。三、齿轮材料及热处理7直齿圆柱齿轮强度计算Part一直齿圆柱齿轮减速器如图所示，采用电机驱动。大小齿轮的材料均为20CrMnTi，渗碳淬火后硬度为52-60HRC，小齿轮齿数为18，大齿轮齿数为37，模数m=4mm，齿宽为40。单向40转/分钟、无冲击、全天候工作、设计寿命10年。试确定允许传动的扭矩。任务引入任务目标：1.了解直齿圆柱齿轮强度分析过程2.掌握直齿圆柱齿轮受力分析方法；一、齿轮受力分析理想状态下，载荷均匀分布在接触线上，为分析方便常以作用在齿宽中点C处的集中力来替代均布力。由于齿面间的摩擦力远小于啮合线上的法向力，因此在计算时一般只保留法向力Fn二、齿轮计算载荷实际中由于原动机和工作机的特性引起的振动；齿轮制造误差导致的动载荷、载荷分布不均匀；齿轮啮合误差引起的附加动载荷等等，会造成实际载荷与名义载荷不同。因此需要把名义载荷修正为计算载荷：

三、齿面接触疲劳强度计算齿面疲劳强度计算主要是防止发生齿面点蚀。齿面点蚀通常发生在齿根靠近节线处，与齿面接触应力大小有关。因此使节线处的接触应力小于等于材料的许用接触应力，即可避免齿面点蚀。

三、齿面接触疲劳强度计算由于啮合大、小齿轮齿面许用接触应力不同，设计时取小值。齿轮齿面许用接触应力按照下式取值：

三、齿面接触疲劳强度计算

得齿面接触疲劳强度设计计算公式为：

四、齿根弯曲疲劳强度计算为防止轮齿在齿根部折断，需要进行齿根弯曲疲劳强度计算，使齿根部的弯曲应力小于齿轮的许用弯曲应力。为简化计算和安全考虑，通常假定一对轮齿承担全部载荷，且作用于齿顶部。在计算时，把轮齿视为悬臂梁，因此最大的弯曲应力发生在齿根部。

四、齿根弯曲疲劳强度计算一般情况两啮合齿轮的齿数不相同，所以齿轮齿形修正系数和应力修正系数也不相同；由于选材和热处理的不同，两轮的许用弯曲应力也不同，因此需要分别对两轮的齿根弯曲疲劳强度进行校核。

可得齿轮模数计算公式：

许用弯曲应力计算公式

所计算的模数较大者为设计所需求的模数，并按照国家标准进行圆整（向上取大值）。五、齿轮传动主要参数选择

2.齿宽b为保证全齿宽接触，设计时一般小齿轮的齿宽会比大齿轮的齿宽增大3～5mm。8斜齿圆柱齿轮传动Part

任务引入任务目标：1.了解斜齿圆柱齿轮强度计算过程；2.理解斜齿轮相对于直齿轮的特点；3.掌握斜齿轮正确啮合条件；4.掌握斜齿圆柱齿轮几何参数计算。斜齿圆柱齿轮传动斜齿轮的齿面是渐开线螺旋面，在啮合过程中，接触线呈现由短变长再变短，直至脱离啮合的过程，因此工作平稳，冲击和噪声都较小。一、主要参数和几何尺寸

2.模数和压力角一、主要参数和几何尺寸3.标准斜齿圆柱齿轮尺寸计算二、正确啮合条件外啮合的两斜齿轮传动，只有两轮的螺旋角大小相等方向相反、法向模数和法向压力角分别相等才能实现两轮正确啮合传动。三、受力分析为简化计算，忽略摩擦力，并把分度圆上的法向力集中作用于齿宽中点P处。四、斜齿圆柱齿轮传动强度计算1.齿面接触疲劳强度

四、斜齿圆柱齿轮传动强度计算2.齿根弯曲疲劳强度

9直齿锥齿轮传动Part一标准直齿圆锥齿轮齿数z=18，模数m=5，分度圆锥角δ=45°。试求该齿轮的齿顶圆直径、齿根圆直径和分度圆直径。任务引入任务目标：1.了解直齿锥齿轮受力分析过程；2.理解锥齿轮传动特点；3.掌握直齿锥齿轮主要参数计算方法。直齿锥齿轮传动锥齿轮常用于相交轴传动，两轴之间的夹角一般为90°，根据要求也可以设计成其它的角度。按照轮齿的方向，锥齿轮可分为直齿、斜齿和曲线齿三种。直齿锥齿轮由于设计制造简单，应用较为广泛；曲线齿锥齿轮设计制造都较为复杂，但传动平稳、承载能力强，多用于高速重载场合；斜齿锥齿轮目前应用较少。一、主要参数和几何尺寸二、正确啮合条件直齿锥齿轮传动正确啮合条件为：两轮大端的模数和压力角分别相等。三、受力分析直齿锥齿轮的轮齿截面从大端到小端逐渐变小，因此轮齿上的载荷分布并不均匀。为计算简便，把作用在齿廓上的分布力由一作用于齿宽中点处法向平面内的集中力替代。

实事求是，崇尚科学项目9蜗轮蜗杆机械设计基础目录CONTENTS蜗杆类型和几何尺寸1失效形式、材料和受力分析21蜗杆类型和几何尺寸Part如图所示为一环面蜗杆传动机构。蜗杆线数为1，蜗轮齿数为48。蜗杆为主动件。1）求该机构传动比；2）当蜗轮为主动件时，发现机构无法运转，试分析原因。任务引入任务目标：1.了解蜗杆传动的类型和传动特点；2.掌握蜗杆传动正确啮合条件；3.掌握普通圆柱蜗杆传动关键尺寸计算。蜗杆传动蜗杆传动由蜗杆和蜗轮构成，通常用于两交错轴之间的运动和动力传递。一般两交错轴之间的夹角为90°。一、蜗杆传动类型及特点根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动三种类型：一、蜗杆传动类型及特点圆柱蜗杆传动按蜗杆齿廓形状，可分为阿基米德蜗杆（ZA型）、渐开线蜗杆（ZI型）、法向直廓蜗杆（ZN型）、锥面包络蜗杆（ZK型）和圆弧圆柱蜗杆（ZC型）。阿基米德蜗杆传动较其它蜗杆传动效率低，但是由于加工和测量较为方便，因此应用依旧比较广泛一、蜗杆传动类型及特点2.环面蜗杆传动齿廓接触面积大、易于油膜形成、传动效率高、啮合齿数是圆柱蜗杆的数倍，承载能力是普通圆柱蜗杆的2-4倍，但制造工艺复杂，适用于大功率传动。一、蜗杆传动类型及特点2.锥蜗杆传动锥蜗杆传动的啮合齿数多、重合度大、传动平稳、承载力大。一、蜗杆传动类型及特点当螺旋导程角γ小于齿面间的当量摩擦角时，反行程会自锁。即蜗杆只能驱动蜗轮，反之则会自锁。传动比大效率低能自锁传动平稳1234二、主要参数和几何尺寸正确啮合条件蜗杆和蜗轮正确啮合的条件为：在中间平面内蜗杆和蜗轮的模数和压力角分别相等，且都为标准值：

当两轴交错角为90°时，还需满足蜗杆分度圆柱导程角γ与蜗轮的螺旋角β相等，且旋向相同。二、主要参数和几何尺寸标准模数见下表（摘自国标，加括号的尽量不选取）；压力角取20°2.蜗杆分度圆直径d1：做了标准化，且与模数𝑚有一定的匹配关系二、主要参数和几何尺寸

2蜗杆传动失效形式、材料和受力分析Part如图所示为一蜗轮蜗杆传动机构，已知输入轴旋向，如图所示。试分析输出轴的旋向。任务引入任务目标：1.理解蜗杆传动材料选取原则；2.理解蜗杆传动受力分析；3.理解蜗杆传动的主要失效形式。一、蜗杆传动失效形式一般情况由于蜗轮的强度较弱，因此失效通常在蜗轮上发生。失效形式齿面胶合其它齿面点蚀轮齿折断齿面磨损二、蜗杆传动的材料由于蜗杆传动中蜗杆和蜗轮啮合处的相对滑动速度较大，因此要求其材料应具备良好的减摩性和抗胶合性能。通常蜗轮采用青铜或铸铁做轮缘，而蜗杆尽量采用淬硬的钢制造。三、蜗杆传动受力分析

蜗轮转矩计算公式：

三、蜗杆传动受力分析在蜗杆为主动件的传动中，蜗轮蜗杆旋转方向可采用判断方法：实事求是，崇尚科学项目10轮系机械设计基础目录CONTENTS定轴轮系传动比计算1周转轮系传动比计算2轮系的功用31定轴轮系传动比计算Part已知某减速器中齿轮齿数分别为：z1=18，z2=36,z3=24,z4=60。计算该减速器的传动比，并判断首末两轮的旋向关系。任务引入任务目标：1.掌握定轴齿轮系传动比计算方法；2.掌握轮系旋向关系判定。齿轮系分类由齿轮组成的传动系统称为齿轮系。根据齿轮系中轴与机架的相对运动状态，齿轮系有两种基本类型：定轴轮系和周转轮系。一、传动比数值计算一对齿轮相互啮合传动比：

旋向：外啮合的主动轮与从动轮旋向相反，而一对内啮合的主动轮与从动轮旋向相同。一、传动比数值计算齿轮系的传动比定义为首轮转速与末轮转速之比：

二、齿轮旋向关系确定不论内啮合还是外啮合，两轮节点处的线速度相同。即相啮合的两轮，其位于节点N同侧的线速度方向（或旋向）均同时远离或接近节点。例题-1已知一定轴轮系如图12-1-6所示，齿轮1为输入端，齿轮5为输出端；z1=20，z2=30，z3=100，z4=20，z5=30，计算轮系传动比。

齿轮2既是主动轮，又是从动轮，其齿数不影响齿轮系传动比。符合上述条件的齿轮被称为惰轮、过轮或介轮。例题-2试判断下轮系各轮的旋向：2周转轮系传动比计算Part某轮系如图所示，已知z1=100，z2=101，z2'=100，z3=99，求传动比iH1。任务引入任务目标：1.理解相对运动在周转轮系传动比计算中的意义；2.掌握周转轮系传动比计算方法。一、概述周转轮系中，一般都以太阳轮和行星架作为运动的输入和输出构件，因此常称它们为周转轮系的基本构件。二、传动比计算由于行星轮既有自转又有公转，因此周转轮系传动比计算不能直接使用定轴轮系传动比计算公式。但可以通过相对运动原理把周转轮系转化为一相对静止的定轴轮系，进而使用定轴轮系的传比公式进行计算。二、传动比计算由于行星轮既有自转又有公转，因此周转轮系传动比计算不能直接使用定轴轮系传动比计算公式。但可以通过相对运动原理把周转轮系转化为一相对静止的定轴轮系，进而使用定轴轮系的传比公式进行计算。二、传动比计算

二、传动比计算当轮系为空间轮系时，会出现有的齿轮回转轴线与基本构件回转轴线不平行，即它们的角速度（矢量）不能按照代数量进行加减，因此不能用上述公式计算该类齿轮的角速度。但是可以使用上公式计算基本构件的角速度。3轮系的功用Part图示为一钟表轮系机构。（1）试分析其传动路线。（2）此钟表机构主要体现了轮系的什么功用？任务引入任务目标：1.理解轮系的典型功用。一、获得大传动比

通过对周转轮系的计算方法，可得：

二、实现分路传动利用一根主动轴可以同时驱动若干齿轮同时转动，实现分路传动。不仅减少了原动机的数量，而且使得各分路之间的运动有一定的对应关系。三、实现变速和换向传动变速机构三星轮换向机构四、运动的合成与分解利用差动轮系可把两个输入运动合成为一个输出运动，或把一个输入运动分解为两个输出运动。锥齿轮差动轮系实事求是，崇尚科学项目11轴承机械设计基础目录CONTENTS滚动轴承1滚动轴承的组合设计2滑动轴承31滚动轴承Part图示分别是哪种轴承？请分析其使用的场合？任务引入任务目标：1.了解滚动轴承代号及其含义；2.理解滚动轴承类型及其特点；3.掌握滚动轴承的典型结构。概述轴承的功用是支承轴及轴上回转零件零件，保证轴的回转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损，并承受载荷。滚动轴承是标准件。在机械设计中，只需要根据相应的工况条件选择合适的滚动轴承类型和型号即可。滚动轴承安装、维修方便、价格较便宜，因此应用广泛。一、滚动轴承的结构和材料滚动轴承的典型结构：外圈、内圈、滚动体和保持架四部分构成。一、滚动轴承的结构和材料滚动体——铬合金钢外圈——铬合金钢内圈——铬合金钢保持架——较软的铜合金、铝合金或工程塑料等常用的牌号如GCr6，GCr15，GCr15SiMn等。热处理后硬度应不低于61HRC-65HRC，工作表面要求磨削和抛光。二、滚动轴承的类型根据滚子的外形球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承和球面滚子轴承。二、滚动轴承的类型2.根据接触角大小向心轴承：0≤α≤45°，轴承主要承受径向载荷；推力轴承：45°<α≤90°，轴承主要承受轴向载荷；向心推力轴承：同时承受径向和轴向载荷的轴承。接触角：滚动体与滚道接触的法线和垂直于轴承轴线的平面之间的夹角α称为轴承的接触角二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：三、滚动轴承代号后置代号排列顺序用字母表示，经常用于表示轴承分部件（轴承组件）用字母（或加数字）表示。代号所表示轴承的特性。三、滚动轴承代号1) 类型代号：用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示。2) 尺寸系列代号：用数字表示，由轴承的宽（高）度系列代号和直径系列代号组合而成。三、滚动轴承代号3) 内径代号：用数字表示。根据内径的大小不同，进行分段处理。当内径为0.6~10（非整数）时，公称内径用数值直接表示；当内径为1~9（整数）时，公称内径用数值直接表示；当内径分别为10、12、15、17时，分别用00、01、02、03去代表；当内径为20~480（22、28、32除外）时，公称内径除以5的商数来代表。若商数为个位数，则需要在个位数左边加“0”；当内径≥500或为22、28、32时，用公称内径数值表示。四、滚动轴承类型的选择载荷转速调心装拆大小2滚动轴承的组合设计Part试分析图中所示轴承定位、紧固和安装拆卸中的问题和困难，并提出相应的改善方案。任务引入任务目标：1.理解轴承定位、紧固方法；2.理解轴系统支撑形式及安装拆卸方法。一、滚动轴承的配合及周向固定滚动轴承是标准件，国家标准规定，轴承内圈与轴之间的配合采用基孔制，外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。各公差等级轴承的内径和外径公差带都采用单向制，上极限偏差为零，下极限偏差为负值。由于普通基准孔的基准公差带在零线以上，因此同样配合，轴承内圈与轴的配合要比普通圆孔与轴的配合要紧的多。若轴承经常需要拆装或者要求与配合的孔或轴有位移的，可选择间隙配合或较松的过渡配合；承受重载荷的轴承，一般选用较紧的过盈配合。二、滚动轴承的轴向紧固定位固定三、轴承系统刚度和同心度与轴承相配合的轴和轴承座或外壳应具有足够的刚度，否则过大的变形会影响滚动体的正常运转而提前损坏。对于支撑同一轴的两个轴承座孔，必须保证两孔之间的同轴度要求，否则会造成轴承内、外圈轴线产生过大的倾斜，引起轴承剧烈磨损。四、轴系统的支撑形式两端固定式左侧轴承外圈利用轴承端盖定位，内圈以轴肩定位，限制轴向左侧移动；右侧轴承内圈以轴肩定位，外圈与端盖相距一非常小的间隙，限制轴向右侧移动。这种两端联合共同限制轴的双向移动方式称为两端固定式。四、轴系统的支撑形式2.一端固定一端游动式左侧轴承内圈以轴肩定位、锁紧螺母固定；外圈以台阶孔挡肩定位、轴承端盖固定；而右侧轴端带动轴承相对于外壳是游动的。四、轴系统的支撑形式3.两端游动式主要适用于高速转动的人字齿轮的主动轴。与之相配的轴承通常为圆柱滚子轴承，而低速的从动轴必须采用两端固定式，以实现两轴的轴向定位。这种支撑形式，通过轴向的微小游动，可以补偿轮齿两侧螺旋角的制造误差。五、滚动轴承的安装和拆卸安装方式一般有两种：加压装入和热胀冷缩装入。当配合有较大的过盈量时，可以采用热胀冷缩法，例如把轴承或者套圈放到80C°~100C°的油箱中均匀加热，然后捞出再安装到轴上。当轴孔配合较松时，对单件小批量的装配，可以采用手动工具加压安装轴承；如果是批量安装，可以使用一定的工装配合压力机进行安装。滚动轴承的拆卸可以使用压力机或手动拉拔工具完成。拆卸过程中防止对轴承和轴的损坏。3滑动轴承Part图示为一液体动压润滑轴承，油槽采用如图方式在轴承盖一侧布置。试分析：1）油槽是否可以在轴承宽度上打通，为什么？2）与该轴承配合的轴，是否可以正反转旋转？为什么？任务引入任务目标：1.了解滑动轴承类型及结构；2.理解静压和动压滑动轴承工作原理；3.理解滑动轴承条件性计算。概述滑动轴承由于结构简单、承载能力高、工作平稳、径向尺寸小等独特优势被广泛应用在高速、重载、结构尺寸小或受冲击载荷的场合中。一.滑动轴承结构与类型整体式径向轴承优点是结构简单、成本低。缺点也很明显：轴套径向磨损后产生的间隙无法调整；安装时必须从轴的端部装入，设计上会限制其使用度。安装大、重型轴会比较麻烦。一般应用于轻载、低速及间歇工作的机械中，如手动起重机。一.滑动轴承结构与类型剖分式径向轴承轴承的剖分面一般与承载方向近似垂直，因此剖分面通常是水平的，有时也可以设置成倾斜的。轴瓦可做成剖分式和整体式两种。为防止轴瓦与轴承座有轴向移动，在轴瓦的端部一般设计有凸缘；使用销钉或紧定螺钉限制轴瓦与轴承座的周向转动。一.滑动轴承结构与类型调心滑动轴承调心滑动轴承的轴瓦外表面与轴承座的内表面做成球面形状相互配合。当轴线发生偏转时，轴瓦随同轴共同旋转，以适应新的位置，从而避免轴颈与轴瓦的局部磨损。该类轴承适用于轴承长径比较大的场合。一.滑动轴承结构与类型止推滑动轴承止推滑动轴承一般由轴承座和止推轴颈组成，主要承受轴向载荷，并支持轴的旋转运动。单环式结构简单，润滑方便，适用于低速轻载场合；多环式结构相对简单，可承受较大的载荷，且能承受双向载荷。二.油膜润滑轴承滑动轴承类型按照润滑（摩擦）状态可分为固体摩擦轴承、不完整油膜润滑轴承和油膜润滑轴承三大类。获得油膜润滑主要有两种方法：1）在两者之间注入可以平衡轴的承载力的液压油，称为液体静压润滑；2）利用轴颈本身回转时形成的油泵效应，从而平衡轴的承载力，称为液体动压润滑。三.滑动轴承材料滑动轴承的材料一般指的是轴瓦和轴承衬的材料。轴承衬是在轴瓦内表面上浇铸一层耐磨性和减磨性更好的材料。由于滑动轴承的主要失效形式为磨损、胶合、疲劳破坏和腐蚀等，因此在选材时，应注意右图几方面的需求。此外还应具有良好的导热性、可加工性等性能。材料选择时，应根据实际工况、经济性等合理选择。减摩性要求强度要求耐腐蚀性要求跑和性要求顺应性要求嵌藏性要求三.滑动轴承材料滑动轴承轴瓦常用材料有金属材料、粉末冶金材料和非金属材料三大类。液体动压、静压轴承和不完整油膜轴承一般采用金属材料制作轴瓦；含油轴承常采用粉末冶金材料做轴瓦；非金属材料常用于无润滑轴承的轴瓦。四.滑动轴承条件性计算对于混合润滑和固体润滑轴承，在工作时，轴颈和轴瓦局部表面之间直接接触，摩擦剧烈，因此这两种类型的轴承主要失效形式为磨损和胶合，可以采用条件性计算方法作为主要选材依据。而对于液体动力润滑轴承，下面方法只可作为初步计算。限制轴承平均压强p限制轴承pv值限制轴承平均压强p实事求是，崇尚科学项目12轴机械设计基础目录CONTENTS轴的概述1轴的结构设计21轴的概述Part按照受载情况，分析图中轴3根轴分别为什么类型的轴。任务引入任务目标：1.理解轴的材料选用原则；2.掌握轴的分类方法。概述轴是设备中最常用的重要零件之一，几乎所有回转类零件都需要安装到轴上实现相应的运动和动力传递。《天工开物》攻稻中，牛拉石磙比人工省力3倍，水碓比人工省力10倍。概述轴是设备中最常用的重要零件之一，几乎所有回转类零件都需要安装到轴上实现相应的运动和动力传递。一、轴的分类1.按轴线分类一、轴的分类2.按受载分类二、轴的材料轴一般受交变应力作用，所以疲劳破坏是其主要失效形式。在选材时要从疲劳强度、应力集中敏感性上进行考量。另外轴对传动件还起到支撑件作用，处于传动的中枢位置，因此对轴的刚度也有较高要求。表13-12轴的常用金属材料及力学性能材料牌号热处理硬度/

HBS抗拉强度/MPa屈服强度/MPa应用说明--不重要轴35正火520270一般轴调质56030045正火600300强度高，韧性中等较重要轴调质65036040Cr调质750550强度高，耐磨，无冲击重要轴35CrMo调质700500重载轴QT600-3-600420曲轴2轴的结构设计Part试分析图示轴结构设计的不合理部分。任务引入任务目标：1.了解轴的结构名称；2.掌握轴结构设计要求一、结构名称轴头：与齿轮、联轴器、带轮等传动零件相联结的轴段；轴颈：与轴承相配合的被支撑轴段；轴身：连接轴头和轴颈的部分；轴环：直径最大用于定位的轴段；轴肩：截面尺寸变化处二、布局与定位设计输入轮位置不同，轴上最大转矩不同，引起结构变化。1.总体布局二、布局与定位设计（1）轴向定位其他方式？2.定位设计二、布局与定位设计其他方式？（2）周向定位2.定位设计三、工艺设计（1）.减少加工或精加工面积（2）.退刀槽、越程槽1.机加工工艺设计三、工艺设计（3）.减少换刀和装夹次数三、工艺设计（1）.重复定位（2）.保证装配基准面功能2.装拆工艺设计三、工艺设计（3）.便于装配（4）.影响拆卸三、工艺设计卸载槽减缓力流集中3.减小应力集中实事求是，崇尚科学项目13轴毂连接机械设计基础目录CONTENTS键连接的类型、特点及应用1平键连接的选择与计算2花键连接3销连接41键连接的类型、特点及应用Part在某变速机构中，齿轮可在轴上作轴向移动，如图所示。1）试分析该键的作用；2）此键的名称？3）键中间的小孔起什么作用？任务引入任务目标：1.掌握键的分类；2.掌握各类型键的特点。轴毂连接方式键连接花键连接销连接过盈配合型面连接一、键连接的类型平键上表面雨轮毂键槽顶面留有间隙，依靠键与键槽间的两侧面挤压力传力转矩，所以两侧面为工作面。平键具有制造容易、装拆方便、定心良好等优点，常用于传动精度要求较高的场合。（一）平键连接一、键连接的类型1.普通平键连接A型：键在槽中固定良好，但轴的应力集中较大；B型：应力集中较小，对于尺寸较大的键，宜用紧定螺钉固定，以防松动；C型：常用于轴端。一、键连接的类型2.导向平键连接为防止松动，用两个螺钉将其固定在轴上，中部制有起键螺钉。一、键连接的类型3.滑键连接因为滑移距离较大时，用过长的平键制造困难，所以当轴上零件滑移距离较大时，宜采用滑键。一、键连接的类型键呈半圆形，其侧面为工作面，键能在轴上的键槽中绕其圆心摆动，以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。由于轴上的键槽较深，所以对轴的强度消弱较大，主要用于轻载场合。（二）半圆键连接一、键连接的类型楔键的上、下表面为工作面，两侧面为非工作面。键的上表面与键槽底面均有1:100的斜度。工作时，键的上下两工作面分别与轮毂和轴的键槽工作面压紧，靠其摩擦力和挤压传递扭矩。楔键定心性差，在冲击、振动或变载荷下，联接容易松动。适用于不要求准确定心、低速运转的场合。拆卸间歇（三）楔键连接一、键连接的类型由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。传递转矩较大。（四）切向键连接二、特点及应用键的松联接优点为轴与轴上零件的配合对中好，因而可以应用于高速及精密的联接中，同时这种联接装拆也很方便。但是它仅能传递转矩，不能承受轴向力，因此，必须附加固定螺钉或定位轴.环等才能把零件的轴向位置固定。键连接分类汇总键联结松联结平键普通平键A型B型C型导向平键滑键半圆键紧联结斜键联结楔键切向键2平键连接的选择与计算Part某钢制输出轴与钢制齿轮采用键连接。已知轴的直径d=50mm，齿轮轮毂长L=50mm，该轴传递转矩T=250KN.mm，载荷平稳。试选用键连接？任务引入任务目标：1.掌握平键连接的失效形式；2.掌握平键连接的强度计算。一、尺寸选择平键是标准件，不需要设计，只需要根据具体情况选择即可。1.根据工作要求和使用特点，选类型；2.根据轴径，选型号（截面尺寸）；3.根据轮毂长度，选择键长L（键长应略小于轮毂的长度）;例题：如图所示，某钢制输出轴与铸铁齿轮采用键连接。已知装齿轮处轴的直径d=45mm，齿轮轮毂长L=80mm，该轴传递转矩T=200,000N.mm，载荷有轻微冲击。试选用该键连接。一、尺寸选择类型选择

载荷有轻微振动与其所处轴的位置，选择A型键；选型号

轴颈45，键的截面尺寸b=14；h=9。3.根据轮毂长度选择键长。查国标，L系列：56，63，70，80，……二、强度计算4.强度校核项目连接性质键、轴或毂材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击[σp]静连接钢120-150100-12060-90铸铁70-8050-6030-45[p]动连接钢504030单位：MPa失效形式静连接压溃动连接磨损键被剪断（较少）二、强度计算4.强度校核项目连接性质键、轴或毂材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击[σp]静连接钢120-150100-12060-90铸铁70-8050-6030-45[p]动连接钢504030

挤压强度：

耐磨强度：二、强度计算4.强度校核

挤压强度：二、强度计算4.强度校核

挤压强度：项目连接性质键、轴或毂材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击[σp]静连接钢120-150100-12060-90铸铁70-8050-6030-45[p]动连接钢504030三、确定配合5.标注键的连接公差3花键连接Part图示为某汽车传动轴所用的BJ型万向节。其与轴采用花键连接。试分析采用哪类花键形式较好，并阐明理由。任务引入学习目标：1.理解花键的类型；2.理解不同花键的特点。花键连接概念及特点花键连接由轴上加工出多个健齿的花键轴和轮毂孔上加工出同样的键齿槽组成。工作时靠键齿的侧面互相挤压传递转矩。优点：比平键连接承载能力强；轴与零件的定心性好；导向性好。缺点：成本较高。一、矩形花键齿侧面为互相平行平面，制造方便，应用广泛。定心方式为小径定心。分类（齿高）：轻系列（载荷小，静连接），中系列（中等载荷）。优点：定心精度高，稳定性好，并能用磨削的方法消除热处理引起的变形。二、渐开线花键齿廓为渐开线。定心方式为齿形定心，当齿受载时，齿上的径向力能起到自动定心作用。分类（分度圆压力角）：30°、37.5°和45°三类。优点：制造工艺性好、承载能力大、使用寿命长、易于定心和精度高。注：45°渐开线花键，相对承载力较低，多用于载荷较轻、直径较小的静连接，特别适用于薄壁零件的轴毂连接。4销连接Part图示为活塞与连杆采用活塞销连接的两种形式：左边为全浮式连接；右边为半浮式连接。查询两者工作原理的异同；并与圆柱销连接方式相比较。任务引入学习目标：1.理解不同销连接的特点；2.掌握常用销连接类型。一、销连接概述销连接主要用于固定零件之间的相对位置，并能传递较小的载荷，它还可以用于过载保护。二、销连接的类型圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，如果多次装拆，其定位精度会降低。主要用于定位，也用作连接销和安全销。二、销连接的类型2.圆锥销圆锥销和销孔均有1：50的锥度。因此安装方便，定位精度高，多次装拆不影响定位精度。主要用于定位，也可作为连接销。二、销连接的类型2.圆锥销端部带螺纹的圆锥销，可用于盲孔或拆装困难的场合。开尾圆锥销，适用于有冲击、振动的场合。二、销连接的类型3.槽销槽销上有三条纵向沟槽，压入销孔后，它的凹槽产生收缩变形，借助材料的弹性而固定在销孔中。多用于传递载荷，对于振动载荷的连接也使用。销孔无需铰制，加工方便，可多次拆装。二、销连接的类型4.圆管型弹簧圆柱销在销打入销孔后，销由于弹性变形而挤紧在销孔中。可承受冲击和变载荷。二、销连接的类型5.开口销主要用在带孔螺栓和带槽螺母上，将其插入槽形螺母的槽口和带孔螺栓的孔，并将销的尾部叉开，以防止螺栓松脱。实事求是，崇尚科学6，8，10，12，14，15，18，20，22,25,28,32,36,40,45,51,56,63,70,80,90,100,110,125,140,160,180,200，……键长标准数列项目14联轴器和离合器机械设计基础目录CONTENTS联轴器1离合器21联轴器Part图示为两种凸缘联轴器。试分析这两种联轴器的异同点。任务引入任务目标：1.了解联轴器类型和工作原理；2.理解各类联轴器的应用特点。概述联轴器：是用来联接两轴，用来传递扭矩和运动的一种机械装置，只有在设备停止运行状态下才能完成联轴器的拆装。由于制造、安装、磨损、振动、沉降等因素，两轴的轴线相对位置在某一平面内会有3个自由度方向的偏移。一、刚性联轴器刚性联轴器通常结构简单、价格相对低廉、使用方便等优点，但不能补偿两轴间的偏移，因此只能用于运转平稳、转速不高、且两轴严格对中的联接。一、刚性联轴器1.套筒联轴器套筒联轴器的特点是结构简单、制造容易、径向尺寸小、成本低，但只能联接两轴直径相同的圆柱形轴，且拆装时需要沿轴向移动较大的距离。试分析两种套筒联轴器的区别。一、刚性联轴器2.凸缘联轴器结构简单、制造成本低、工作可靠、刚性好。适用于工作平稳的一般性传动，高速传动需要有高的对中和制造精度。尝试分析两种不同类型凸缘联轴器的区别。二、无弹性元件1.滑块联轴器滑块联轴器结构简单、制作容易、径向尺寸较小。适用于径向位移较大的两轴联接。对于金属滑块，可在低速重载下使用；而尼龙滑块可在高速轻载下使用，且工作温度宜在-20~70°C。试分析滑块联轴器对被联接两轴轴线偏移的补偿。二、无弹性元件2.齿式联轴器齿式联轴器结构较复杂，制造困难，工作时需要良好的润滑，适用于正反转多变、启动频繁的场合。试分析齿式联轴器对被联接两轴轴线偏移的补偿。二、无弹性元件3.万向联轴器万向联轴器主要用于两轴有较大角位移的场合。包括十字轴式万向联轴器、球铰式万向联轴器和球笼式同步万向联轴器三类。二、无弹性元件4.滚子链联轴器结构简单、标准，安装精度要求不高，适用于连续运转的一般传动，但吸振和缓冲性能差。三、金属弹性元件1.蛇形弹簧联轴器蛇形弹簧联轴器缓冲吸振能力强，径向尺寸小，承载能力高，但结构复杂，需要润滑。主要用于有严重冲击的中、大功率的场合，其工作温度一般为-30~150℃。三、金属弹性元件2.膜片联轴器膜片联轴器结构简单、拆装方便，有一定能力的综合位移补偿能力和缓冲能力。常用于载荷平稳的中、高速传动的场合。四、非金属弹性元件1.弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器结构简单，拆装方便、对两轴的相对位移量补偿能力不是很大，主要用于中小功率传动的场合。工作温度一般为-20~70℃。四、非金属弹性元件2.弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器结构简单，制造容易，拆装方便，两轴位移补偿能力不是很大。主要适用于起动频繁、载荷较平稳、对缓冲要求不高的传动。工作温度一般为-20~70℃。联轴器分类汇总刚性联轴器挠性联轴器无弹性元件有弹性元件套筒联轴器凸缘联轴器夹壳联轴器齿式联轴器滑块联轴器万向联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器联轴器滚子链联轴器蛇形弹簧联轴器膜片联轴器金属弹性元件非金属弹性元件2离合器Part如图所示为汽车离合器示意图，试分析：1）该离合器的分离和接合动作；2）该离合器的工作原理，并确定构件A的用途及名称。任务引入任务目标：1.了解离合器类型和工作原理；2.理解各类离合器的应用特点。离合器概述离合器：机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向。机械离合器气压离合器液压离合器电磁离合器

超越离合器离心离合器安全离合器操纵式自控式离合器一、操纵离合器1.牙嵌离合器牙嵌离合器主要靠两半离合器的牙齿相互嵌合实现传动。工作时，通过推拉操纵杆移动滑环4，使得半离合器2沿轴向移动，实现两半离合器得接合和分离。在接合时，对中环5，起到了导向对中得作用。牙嵌离合器的牙型有矩形、梯形、三角形、螺旋形等。试分析不同牙型在接合和分离时的状况。一、操纵离合器2.片式离合器片式离合器采用摩擦原理实现两轴的的离合。片式离合器使用摩擦盘或摩擦片作为接合元件，利用摩擦力实现转矩的传递。片式离合器可在任何速度下实现两轴的分离和接合，且过程平稳、无冲击。根据摩擦原理，试分析摩擦离合器的优缺点。二、自控式离合器1.超越离合器超越离合器主要有滚柱超越离合器和楔块超越离合器两种。滚柱超越离合器结构简单，制造容易，体积小，传递转矩较大，接合平稳，无噪声，但只能传递单向力。适用于机床和无级变速器等的传动装置中。二、自控式2.离心离合器离心离合器主要有闸块离心离合器和钢球离心离合器两种。闸块离心离合器接合平稳，适用于接合时间短，转动惯量小的场合。但由于摩擦生热，故不宜在频繁起动的工况下工作；也不适宜在变速传动。二、自控式3.安全离合器安全离合器主要通过设计限制传递的转矩，防止过载和发生事故。常见的安全离合器有销式安全离合器、牙嵌安全离合器、钢球安全离合器和片式安全离合器。实事求是，崇尚科学项目15螺纹连接机械设计基础目录CONTENTS螺纹概述1螺纹连接基本类型、预紧和防松2螺纹连接强度计算31螺纹概述Part图示为一螺旋千斤顶，试分析该千斤顶中的支撑螺杆采用的牙型类型。任务引入任务目标：1.了解螺纹形成原理；2.理解螺纹的主要参数；3.掌握不同牙型的类别和特点。螺纹概述螺纹连接在机械产品中应用十分广泛，例如自行车、汽车、各种机床、家用电器、办公桌椅等等。螺纹概述螺纹连接在机械产品中应用十分广泛，例如自行车、汽车、各种机床、家用电器、办公桌椅等等。螺纹概述螺纹连接在机械产品中应用十分广泛，例如自行车、汽车、各种机床、家用电器、办公桌椅等等。螺纹加工螺纹加工一、螺纹的形成把一直角三角形绕在直径为d的圆柱表面上，使得AB底边与圆柱底边重合，则三角形斜边在圆柱体表面形成一条螺旋线。螺旋线升角：斜边与底边的夹角ψ螺纹：若取一平面图形，使其平面始终通过圆柱体的轴线并沿着螺旋线运动，则这平面图形在空间形成一个螺旋形体，称为螺纹。二、螺纹的主要参数1.大径——与外螺纹牙顶相重合的假象圆柱面直径，亦称公称直径。2.小径——与外螺纹牙底相重合的假象圆柱面直径。3.中径——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径。标识交流强度校核几何参数二、螺纹的主要参数根据螺旋线的数目，可分为单线螺纹和等距排列的多线螺纹。为制造方便，螺纹一般不超过4线。单线螺纹：沿一条螺旋线所形成的螺纹，多用于连接。多线螺纹：沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹，多用于传动。二、螺纹的主要参数4.螺距P——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。5.导程S——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面母线上的对应两点间的轴向距离。6.线数n——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。S=Pxn二、螺纹的主要参数7.旋向：根据螺旋线的绕行方向，可分为左旋螺纹和右旋螺纹。二、螺纹的主要参数8.螺旋升角𝜑——中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。9.牙型角α——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角。

10.牙型斜角β——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角。三、几种常用螺纹的特点和应用根据平面图