机械设计基础课程教学教案 (参考课堂教学学时:60) (合肥工业大学机械原理与零件教研室) 0绪论 学时分配:1 教学内容 0.1引言 032本课程要求的先修课程 02本课程研究的对象和内容 0.33本课程的目的和特点 0.2.1机械的特征 04机械设计的基本要求和一般过程 022机器、机构、构件和零件 041机械设计应满足的基本要求 023机械设计基础研究的对象和内容 042机械设计的一般过程 0.3本课程的目的和特点 0.3.1重要的技术基础课 教学要点:重点介绍本课程的性质、研究对象、学习目的、课程特点和学习方法,简单介绍机 械设计的一般步骤和方法。特别注意讲清楚机械、机器与机构之间的区别,通用零件与专用零件的 分类。 平面机构及其自由度 学时分配:3 教学内容 1.1运动副及其分类 1.1.1自由度 1.12运动副 1.2平面机构运动简图 121机构运动简图及作用 1.22构件的分类 123绘制机构运动简图的步骤 1.3平面机构的自由度及其计算 13.1平面机构的自由度 1.3.2机构具有确定运动的条件 1.3.3计算机构自由度时应注意的事项 ∏4速度瞬心及其在机构速度分析中应用 1.4.1速度瞬心 14.2瞬心的求法 14.3瞬心在速度分析中的应用 教学要点:重点介绍机构、运动副、运动链、自由度与约束及机构具有确定运动的条件等基本 概念、机构运动简图的绘制和机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件:简单介绍速度瞬心(包 括绝对瞬心和相对瞬心)的基本概念和用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心位置的方法。平面 机构自由度分析和计算也是本章学习的重点。复合铰链、局部自由度和虚约束的判断是正确计算自 由度的关键。讲解机构运动简图绘制时,应安排一次机构运动简图测绘实验,以提高教学效果 2平面连杆机构 学时分配:4
1 机械设计基础课程教学教案 （参考课堂教学学时：60） （合肥工业大学机械原理与零件教研室） 0 绪 论 学时分配：1 教学内容： 0.1 引 言 0.3.2 本课程要求的先修课程 0.2 本课程研究的对象和内容 0.3.3 本课程的目的和特点 0.2.1 机械的特征 0.4 机械设计的基本要求和一般过程 0.2.2 机器、机构、构件和零件 0.4.1 机械设计应满足的基本要求 0.2.3 机械设计基础研究的对象和内容 0.4.2 机械设计的一般过程 0.3 本课程的目的和特点 0.3.1 重要的技术基础课 教学要点：重点介绍本课程的性质、研究对象、学习目的、课程特点和学习方法，简单介绍机 械设计的一般步骤和方法。特别注意讲清楚机械、机器与机构之间的区别，通用零件与专用零件的 分类。 1 平面机构及其自由度 学时分配：3 教学内容： 1.1 运动副及其分类 1.1.1 自由度 1.1.2 运动副 1.2 平面机构运动简图 1.2.1 机构运动简图及作用 1.2.2 构件的分类 1.2.3 绘制机构运动简图的步骤 1.3 平面机构的自由度及其计算 1.3.1 平面机构的自由度 1.3.2 机构具有确定运动的条件 1.3.3 计算机构自由度时应注意的事项 1.4 速度瞬心及其在机构速度分析中应用 1.4.1 速度瞬心 1.4.2 瞬心的求法 1.4.3 瞬心在速度分析中的应用 教学要点：重点介绍机构、运动副、运动链、自由度与约束及机构具有确定运动的条件等基本 概念、机构运动简图的绘制和机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件；简单介绍速度瞬心（包 括绝对瞬心和相对瞬心）的基本概念和用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心位置的方法。平面 机构自由度分析和计算也是本章学习的重点。复合铰链、局部自由度和虚约束的判断是正确计算自 由度的关键。讲解机构运动简图绘制时，应安排一次机构运动简图测绘实验，以提高教学效果 2 平面连杆机构 学时分配：4
教学内容 22铰链四杆机构的基本类型和特性 22.1曲柄摇杆机构 222双曲柄机构 22.3双摇杆机构 23铰链四杆机构的力学特性 2.3.1铰链四杆机构曲柄存在条件 23.2急回运动 233压力角和传动角 234死点位置 2.4铰链四杆机构的演化 2.41移动副取代转动副的演化 242变更机架的演化 243变更杆长的演化 244扩大回转副的演化 25平面四杆机构的设计 2.5.1平面连杆机构设计的基本问题 252按照给定的行程速比系数设计四杆机构 2.53按给定连杆位置设计四杆机构 2.54按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构 255按给定点运动轨迹设计四杆机构 2.6平面多杆机构简介 教学要点:重点介绍四杆机构的组成、基本形式、压力角和传动角、死点位置、急回特性及其 计算、曲柄存在的条件、杆机构的基本演化方法和典型杆机构的设计方法;简单介绍平面多杆机构。 平面四杆机构的设计是本章的一个难点。不同的设计任务和设计要求,应采用不同的设计方法。图 解法直观,易理解,常用于解决给定位置的设计任务。解析法精确,借助解析法程序、优化设计程 序,大大提高解析法的设计能力,已能完成复杂要求的的设计任务。 3凸轮机构 学时分配:4 教学内容: 3.1凸轮机构的应用和分类 3.1.1应用举例 3.12凸轮机构分类 313凸轮机构的特点一 3.2从动件的常用运动规律 3.2.1术语介绍 3.22几种常见的从动件运动规律 3.3图解法设计凸轮轮廓 3.3.1绘制原理 32几种常见的凸轮轮廓的绘制 3.4解析法设计凸轮轮廓简介 3.5设计凸轮机构应注意的问题 3.5.1滚子半径的选择 「352压力角的校核 3.53基圆半径对凸轮机构的影响 教学要点:①重点介绍凸轮机构的组成、分类及特点。注意讲解清楚盘形凸轮、移动凸轮和圆 柱凸轮之间的转化关系。凸轮一般作连续等速转动,从动件可作连续或间歇的往复运动或摆动。凸 轮机构的种类很多,各具特色。凸轮机构的优点:只需设计出合适的凸轮轮廓,就可使从动件获得 所需的运动规律:结构简单、紧凑、设计方便。它的缺点:凸轮与从动件之间易于磨损:凸轮轮廓 较复杂,加工困难;从动件的行程不能过大。②介绍从动件常用的运动规律。凸轮的轮廓是由从动 2
2 教学内容： 2.1 概 述 2.2 铰链四杆机构的基本类型和特性 2.2.1 曲柄摇杆机构 2.2.2 双曲柄机构 2.2.3 双摇杆机构 2.3 铰链四杆机构的力学特性 2.3.1 铰链四杆机构曲柄存在条件 2.3.2 急回运动 2.3.3 压力角和传动角 2.3.4 死点位置 2.4 铰链四杆机构的演化 2.4.1 移动副取代转动副的演化 2.4.2 变更机架的演化 2.4.3 变更杆长的演化 2.4.4 扩大回转副的演化 2.5 平面四杆机构的设计 2.5.1 平面连杆机构设计的基本问题 2.5.2 按照给定的行程速比系数设计四杆机构 2.5.3 按给定连杆位置设计四杆机构 2.5.4 按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构 2.5.5 按给定点运动轨迹设计四杆机构 2.6 平面多杆机构简介 教学要点：重点介绍四杆机构的组成、基本形式、压力角和传动角、死点位置、急回特性及其 计算、曲柄存在的条件、杆机构的基本演化方法和典型杆机构的设计方法；简单介绍平面多杆机构。 平面四杆机构的设计是本章的一个难点。不同的设计任务和设计要求，应采用不同的设计方法。图 解法直观，易理解，常用于解决给定位置的设计任务。解析法精确，借助解析法程序、优化设计程 序，大大提高解析法的设计能力，已能完成复杂要求的的设计任务。 3 凸轮机构 学时分配：4 教学内容： 3.1 凸轮机构的应用和分类 3.1.1 应用举例 3.1.2 凸轮机构分类 3.1.3 凸轮机构的特点 3.2 从动件的常用运动规律 3.2.1 术语介绍 3.2.2 几种常见的从动件运动规律 3.3 图解法设计凸轮轮廓 3.3.1 绘制原理 3.3.2 几种常见的凸轮轮廓的绘制 3.4 解析法设计凸轮轮廓简介 3.5 设计凸轮机构应注意的问题 3.5.1 滚子半径的选择 3.5.2 压力角的校核 3.5.3 基圆半径对凸轮机构的影响 教学要点：①重点介绍凸轮机构的组成、分类及特点。注意讲解清楚盘形凸轮、移动凸轮和圆 柱凸轮之间的转化关系。凸轮一般作连续等速转动，从动件可作连续或间歇的往复运动或摆动。凸 轮机构的种类很多，各具特色。凸轮机构的优点：只需设计出合适的凸轮轮廓，就可使从动件获得 所需的运动规律：结构简单、紧凑、设计方便。它的缺点：凸轮与从动件之间易于磨损：凸轮轮廓 较复杂，加工困难；从动件的行程不能过大。②介绍从动件常用的运动规律。凸轮的轮廓是由从动
件运动规律决定的,因此了解从动件常用的运动规律及其特点是十分重要的。只有某种运动规律的 加速度曲线是连续变化的,这种运动规律才能避免冲击。等速运动规律在某些点的加速度在理论上 为无穷大,所以有刚性冲击:而等加速等减速运动规律在某些点的加速度会出现有限值的突然变化 所以有柔性冲击。③介绍图解法绘制凸轮轮廓的基本方法。图解法绘制凸轮轮廓是按照相对运动原 理来绘制凸轮的轮廓曲线的,也就是“反转法”。用“反转法”绘制凸轮轮廓主要包含三个步骤:将 凸轮的转角和从动件位移线图分成对应的若干等份;用“反转法”画出反转后从动件各导路的位置 根据所分的等份量得从动件相应的位移,从而得到凸轮的轮廓曲线。④设计凸轮机构应注意的问题 在选择滚子半径,必须保证滚子半径小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径:在确保运动不失真的 情况下,可以适当增大滚子半径,以减小凸轮与滚子之间的接触应力。为了确保凸轮机构的运动性 能,应对凸轮轮廓各处的压力角进行校核,检査其最大压力角是否超过许用值。如果最大压力角超 过了许用值,一般可以通过增加基圆半径或重新选择从动件运动规律,以获得新的凸轮轮廓曲线, 来保证凸轮轮廓上的最大压力角不超过压力角的许用值 齿轮机构 学时分配:4 教学内容 42齿轮机构的特点及类型 42.1齿轮机构的优缺点 42.2齿轮机构的分类 4.3齿廓啮合基本定律 4.3.1齿轮啮合基本定律 432共轭齿廓 4.3.3节点和节圆 4.4渐开线性质及渐开线齿廓 44l渐开线的形成 442渐开线的性质 44.3渐开线齿廓及啮合特点 4.5渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸计算 46渐开线标准齿轮的啮合传动 46.1正确啮合的条件 46.2标准中心距 46.3压力角与啮合角 464重合度 4.7渐开线齿廓的加工原理及变位齿轮的概念 4.7.1成形法 4.7.2范成法 4.7.3根切现象和最少齿数 4.7.4变位齿轮 48平行轴斜齿齿轮机构 4.8.1斜齿轮的共轭齿廓曲面 4.8.2平行轴渐开线斜齿轮正确啮合的条件 483斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算484斜齿轮法向参数为标准值 485斜齿轮传动的重合度 486斜齿轮的当量齿数 48.7斜齿轮的优缺点 4.88斜齿轮的螺旋角 49圆锥齿轮机构 4.9.1圆锥齿轮概述 「492背锥和当量齿数 493直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 教学要点:①齿轮传动的最基本要求之一是其瞬时角速度比必须保持恒定。通过分析一对齿轮 的传动关系导出了齿廓啮合基本定律,同时引出了共轭齿廓、节点和节圆等基本概念:②渐开线的
3 件运动规律决定的，因此了解从动件常用的运动规律及其特点是十分重要的。只有某种运动规律的 加速度曲线是连续变化的，这种运动规律才能避免冲击。等速运动规律在某些点的加速度在理论上 为无穷大，所以有刚性冲击；而等加速等减速运动规律在某些点的加速度会出现有限值的突然变化， 所以有柔性冲击。③介绍图解法绘制凸轮轮廓的基本方法。图解法绘制凸轮轮廓是按照相对运动原 理来绘制凸轮的轮廓曲线的，也就是“反转法”。用“反转法”绘制凸轮轮廓主要包含三个步骤：将 凸轮的转角和从动件位移线图分成对应的若干等份；用“反转法”画出反转后从动件各导路的位置； 根据所分的等份量得从动件相应的位移，从而得到凸轮的轮廓曲线。④设计凸轮机构应注意的问题。 在选择滚子半径，必须保证滚子半径小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径；在确保运动不失真的 情况下，可以适当增大滚子半径，以减小凸轮与滚子之间的接触应力。为了确保凸轮机构的运动性 能，应对凸轮轮廓各处的压力角进行校核，检查其最大压力角是否超过许用值。如果最大压力角超 过了许用值，一般可以通过增加基圆半径或重新选择从动件运动规律，以获得新的凸轮轮廓曲线， 来保证凸轮轮廓上的最大压力角不超过压力角的许用值。 4 齿轮机构 学时分配：4 教学内容： 4.1 引 言 4.2 齿轮机构的特点及类型 4.2.1 齿轮机构的优缺点 4.2.2 齿轮机构的分类 4.3 齿廓啮合基本定律 4.3.1 齿轮啮合基本定律 4.3.2 共轭齿廓 4.3.3 节点和节圆 4.4 渐开线性质及渐开线齿廓 4.4.1 渐开线的形成 4.4.2 渐开线的性质 4.4.3 渐开线齿廓及啮合特点 4.5 渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸计算 4.6 渐开线标准齿轮的啮合传动 4.6.1 正确啮合的条件 4.6.2 标准中心距 4.6.3 压力角与啮合角 4.6.4 重合度 4.7 渐开线齿廓的加工原理及变位齿轮的概念 4.7.1 成形法 4.7.2 范成法 4.7.3 根切现象和最少齿数 4.7.4 变位齿轮 4.8 平行轴斜齿齿轮机构 4.8.1 斜齿轮的共轭齿廓曲面 4.8.2 平行轴渐开线斜齿轮正确啮合的条件 4.8.3 斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算 4.8.4 斜齿轮法向参数为标准值 4.8.5 斜齿轮传动的重合度 4.8.6 斜齿轮的当量齿数 4.8.7 斜齿轮的优缺点 4.8.8 斜齿轮的螺旋角 4.9 圆锥齿轮机构 4.9.1 圆锥齿轮概述 4.9.2 背锥和当量齿数 4.9.3 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 教学要点：①齿轮传动的最基本要求之一是其瞬时角速度比必须保持恒定。通过分析一对齿轮 的传动关系导出了齿廓啮合基本定律，同时引出了共轭齿廓、节点和节圆等基本概念；②渐开线的
形成决定了渐开线的性质,由于渐开线齿廓具有众多的优点,所以渐开线齿轮是目前使用最广的齿 轮:③渐开线齿轮的各部分的名称、符号和计算公式等由标准规定,不宜随意改动:④标准齿轮采 用标准压力角、标准模数、标准齿顶高系数和径向间隙系数:⑤渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件 是模数相等、压力角相等,斜齿轮还应满足螺旋角大小相等,方向相反。由此可见,直齿轮的互换 性较好,斜齿轮一般是成对设计的;⑥重合度的大小,反映出同时啮合的齿对数的多少,斜齿轮有 较大的重合度;⑦当用范成法加工齿轮时,若被加工的齿轮齿数较少时会出现根切,由此引出了最 少齿数的概念;⑧变位齿轮的许多的优点,在实现齿轮机构中广为使用,应进一步增加部分内容 ⑨斜齿轮的法面参数为标准的,端面参数与法面参数存在一定的关系。斜齿轮的端面仍为渐开线齿 轮,所以渐开线直齿中的计算公式可以直接用于斜齿轮的端面齿轮;⑩本章是本课程的重点和难点 内容之一,应安排齿轮机构泛成实验和齿轮参数测绘实验,以强化对本章内容的理解。 5轮系 学时分配:3 教学内容 5.1引言 53.1轮系的传动比 532一对齿轮传动的传动比分析 533定轴轮系传动比分析 534惰轮 53.5定轴轮系传动比计算一般式 52轮系的类型 53定轴轮系及其传动比 54周转轮系及其传动比 54.1周转轮系的组成 542差动轮系和行星轮系 543周转轮系传动比的计算 55混合轮系及其传动比 56轮系的典型应用 56.1实现远距离的两轴之间的齿轮传动562实现变速齿轮传动 563实现大传动比齿轮传动 564实现合成运动和分解运动 57几种特殊的行星传动简介 5.7.1渐开线少齿差行星齿轮减速器 57.2摆线针轮行星减速器 573谐波齿轮传动 教学要点:①介绍轮系的分类和应用,通过学习要掌握定轴轮系、周转轮系以及混合轮系的传 动比的计算方法和转向的确定方法,并对新型行星齿轮传动及特点有所了解。②本章学习的重点是 轮系的传动比计算和转向的判定。在运用反转法计算周转轮系的传动比时,应十分注意转化轮系传 动比计算式中的转向正负号的确定,并区分行星轮系和差动轮系的传动比计算的特点。③混合轮系 传动比计算的要点是如何正确划分出各个基本轮系,划分的关键是先找出轮系中的周转轮系部分 ④轮系的组成情况和运动传递情况十分丰富。在掌握基本轮系和典型轮系的基础上,可创新设计出 功能独特的混合轮系。 6其它常用机构 学时分配:2 教学内容 6.1棘轮机构 6.1.1棘轮机构的基本组成及工作原理 6.12棘轮机构的常见类型
4 形成决定了渐开线的性质，由于渐开线齿廓具有众多的优点，所以渐开线齿轮是目前使用最广的齿 轮；③渐开线齿轮的各部分的名称、符号和计算公式等由标准规定，不宜随意改动；④标准齿轮采 用标准压力角、标准模数、标准齿顶高系数和径向间隙系数；⑤渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件 是模数相等、压力角相等，斜齿轮还应满足螺旋角大小相等，方向相反。由此可见，直齿轮的互换 性较好，斜齿轮一般是成对设计的；⑥重合度的大小，反映出同时啮合的齿对数的多少，斜齿轮有 较大的重合度；⑦当用范成法加工齿轮时，若被加工的齿轮齿数较少时会出现根切，由此引出了最 少齿数的概念；⑧变位齿轮的许多的优点，在实现齿轮机构中广为使用，应进一步增加部分内容； ⑨斜齿轮的法面参数为标准的，端面参数与法面参数存在一定的关系。斜齿轮的端面仍为渐开线齿 轮，所以渐开线直齿中的计算公式可以直接用于斜齿轮的端面齿轮；⑩本章是本课程的重点和难点 内容之一，应安排齿轮机构泛成实验和齿轮参数测绘实验，以强化对本章内容的理解。 5 轮 系 学时分配：3 教学内容： 5.1 引 言 5.3.1 轮系的传动比 5.3.2 一对齿轮传动的传动比分析 5.3.3 定轴轮系传动比分析 5.3.4 惰 轮 5.3.5 定轴轮系传动比计算一般式 5.2 轮系的类型 5.3 定轴轮系及其传动比 5.4 周转轮系及其传动比 5.4.1 周转轮系的组成 5.4.2 差动轮系和行星轮系 5.4.3 周转轮系传动比的计算 5.5 混合轮系及其传动比 5.6 轮系的典型应用 5.6.1 实现远距离的两轴之间的齿轮传动 5.6.2 实现变速齿轮传动 5.6.3 实现大传动比齿轮传动 5.6.4 实现合成运动和分解运动 5.7 几种特殊的行星传动简介 5.7.1 渐开线少齿差行星齿轮减速器 5.7.3 谐波齿轮传动 5.7.2 摆线针轮行星减速器 教学要点：①介绍轮系的分类和应用，通过学习要掌握定轴轮系、周转轮系以及混合轮系的传 动比的计算方法和转向的确定方法，并对新型行星齿轮传动及特点有所了解。②本章学习的重点是 轮系的传动比计算和转向的判定。在运用反转法计算周转轮系的传动比时，应十分注意转化轮系传 动比计算式中的转向正负号的确定，并区分行星轮系和差动轮系的传动比计算的特点。③混合轮系 传动比计算的要点是如何正确划分出各个基本轮系，划分的关键是先找出轮系中的周转轮系部分。 ④轮系的组成情况和运动传递情况十分丰富。在掌握基本轮系和典型轮系的基础上，可创新设计出 功能独特的混合轮系。 6 其它常用机构 学时分配：2 教学内容： 6.1 棘轮机构 6.1.1 棘轮机构的基本组成及工作原理 6.1.2 棘轮机构的常见类型
6.1.3用棘轮机构实现超越运动 62槽轮 621槽轮机构的组成及工作原理机构622槽轮机构的主要参数 63不完全齿轮机构 64凸轮间歇运动机构 65组合机构 教学要点:①连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系,以及棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮 机构和凸轮间歇运动机构等,是构成机械运动的常见基本机构。通过学习应掌握各种机构的特点, 各个机构能实现何种运动规律:通过机构间的比较,掌握各机构间的相同点和不同点。同一个运动 规律,可以由多种不同的机构来实现。设计时,根据设计要求的运动规律,首先应选定某种运动机 构,再进行机构的参数设计。也可以选定多个机构进行设计,再比较各自的性能指标,最终确定选 用的哪个机构。②除已学的机构外,还有大量的不常用的机构和特殊用途的机构,平时应注意观察 了解并掌握这些机构的特点,充实自身的机构知识。另外,与平面机构相对应的空间机构(如空间 槽轮机构等),种类也十分丰富,也应了解、掌握。③当单一基本机构不能满足设计要求时,可考虑 采用组合机构。一般来说,组合机构能完成复杂的运动规律,同一个运动规律,能实现的组合机构 更多,选择、设计难度更大。另外,机构越复杂、构成机构的构件越多,机构的可靠性就越低,制 造成本就越高。所以,应综合评价一个组合机构的优劣。④在机械的创新设计设计中,机构的创新 设计占据十分重要的地位。掌握基本机构的特点和机构组合的基本方法,是机械创新设计的前提和 基础。 7机械的动力性能 学时分配:3 教学内容: 7.1回转件的平衡 7.1.1回转件平衡的目的 7.2回转件的平衡计算 7.2机械速度波动与调节 721机械的运转过程及其速度波动 722周期性速度波动和调节 72.3非周期性速度波动和调节 724机械运转的平均速度和不均匀系数 7.3机器的机械效率 教学要点:①机械的惯性载荷将严重影响机械工作的平稳性、影响机械的运动质量、降低机械 零件的工作寿命,同时还将引起机械本身及周围环境的冲击和振动,甚至造成非常危险的后果。惯 性载荷与速度有关,对于髙速运转的机械来说,应十分重视惯性载荷问题。另外,造成构件的质心 偏离回转中心的原因很多,如:几何形状、制造精度、安装误差、材质不均等。当测出不平衡量(质 径积)和方位后,一般采用增减质量法进行平衡。但也有的机器其工作原理就是利用惯性载荷的 ②机械的速度波动是绝对的,普遍存在的,而速度恒定是相对的。不同的机械对速度稳定性的要求 也是不同的。当机器对速度有控制要求时,应增加调速功能。调速的方法不外乎是通过改变驱动力 所作的功或改变阻力所作的功来实现。③机械的效率主要取决于组成机械的机构效率,不同机构的 效率有其一定的范围。在设计传递动力的机械时,应选用机械效率较高的机构;对于传递运动的装 置,可采用效率相对较低的机构。对于同一种机构,不同的材料、不同的制造精度、不同的工作环 境,其机械效率也不同。从提高杋械效率的角度来说,应尽可能地提高机构的效率和减少组成机械 的机构数
5 6.1.3 用棘轮机构实现超越运动 6.2 槽轮 6.2.1 槽轮机构的组成及工作原理机构 6.2.2 槽轮机构的主要参数 6.3 不完全齿轮机构 6.4 凸轮间歇运动机构 6.5 组合机构 教学要点：①连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系，以及棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮 机构和凸轮间歇运动机构等，是构成机械运动的常见基本机构。通过学习应掌握各种机构的特点， 各个机构能实现何种运动规律；通过机构间的比较，掌握各机构间的相同点和不同点。同一个运动 规律，可以由多种不同的机构来实现。设计时，根据设计要求的运动规律，首先应选定某种运动机 构，再进行机构的参数设计。也可以选定多个机构进行设计，再比较各自的性能指标，最终确定选 用的哪个机构。②除已学的机构外，还有大量的不常用的机构和特殊用途的机构，平时应注意观察， 了解并掌握这些机构的特点，充实自身的机构知识。另外，与平面机构相对应的空间机构（如空间 槽轮机构等），种类也十分丰富，也应了解、掌握。③当单一基本机构不能满足设计要求时，可考虑 采用组合机构。一般来说，组合机构能完成复杂的运动规律，同一个运动规律，能实现的组合机构 更多，选择、设计难度更大。另外，机构越复杂、构成机构的构件越多，机构的可靠性就越低，制 造成本就越高。所以，应综合评价一个组合机构的优劣。④在机械的创新设计设计中，机构的创新 设计占据十分重要的地位。掌握基本机构的特点和机构组合的基本方法，是机械创新设计的前提和 基础。 7 机械的动力性能 学时分配：3 教学内容： 7.1 回转件的平衡 7.1.1 回转件平衡的目的 7.1.2 回转件的平衡计算 7.2 机械速度波动与调节 7.2.1 机械的运转过程及其速度波动 7.2.2 周期性速度波动和调节 7.2.3 非周期性速度波动和调节 7.2.4 机械运转的平均速度和不均匀系数 7.3 机器的机械效率 教学要点：①机械的惯性载荷将严重影响机械工作的平稳性、影响机械的运动质量、降低机械 零件的工作寿命，同时还将引起机械本身及周围环境的冲击和振动，甚至造成非常危险的后果。惯 性载荷与速度有关，对于高速运转的机械来说，应十分重视惯性载荷问题。另外，造成构件的质心 偏离回转中心的原因很多，如：几何形状、制造精度、安装误差、材质不均等。当测出不平衡量（质 径积）和方位后，一般采用增减质量法进行平衡。但也有的机器其工作原理就是利用惯性载荷的。 ②机械的速度波动是绝对的，普遍存在的，而速度恒定是相对的。不同的机械对速度稳定性的要求 也是不同的。当机器对速度有控制要求时，应增加调速功能。调速的方法不外乎是通过改变驱动力 所作的功或改变阻力所作的功来实现。③机械的效率主要取决于组成机械的机构效率，不同机构的 效率有其一定的范围。在设计传递动力的机械时，应选用机械效率较高的机构；对于传递运动的装 置，可采用效率相对较低的机构。对于同一种机构，不同的材料、不同的制造精度、不同的工作环 境，其机械效率也不同。从提高机械效率的角度来说，应尽可能地提高机构的效率和减少组成机械 的机构数
8机械零件设计概论 学时分配:3 教学内容: 8.1机械零件设计概述 8.1.1机械零件设计的基本要求 8.1.2机械零件的失效、工作能力和承载能力 8.1.3机械零件的设计准则 814机械零件的设计方法和设计步骤 82机械零件设计要点 8.21材料及热处理问题 822公差与配合、表面粗糙度问题 82.3工艺性问题 824优先数系和标准化问题 83机械零件的强度 83.1常用名词定义 832变应力及其变应力下的许用应力 84机械零件的接触强度 8.5摩擦、磨损及润滑概述 8.5.1摩擦概述 8:2磨损概述 8.53润滑概述 教学要点:①机械零件设计的主要任务是合理确定零件的形状和尺寸,选择适当的零件材料 设计时,应根据实际情况确定零件的设计准则,此外,还要处理好:材料及热处理问题、公差与配 合问题、表面粗糙度问题、工艺性问题和标准化问题等;②机械零件的主要失效形式有7种,设计 时,应分析出某种零件在某种环境下的主要失效形式,据此确定零件的设计准则;③机械零件强度 问题是零件设计中的主要问题和重要问题。其中,变应力下的疲劳极限问题是建立零件设计准则的 基础,应十分重视:④关于摩擦、磨损及润滑问题的硏究内容十分丰富,对提高机械零件的使用寿 命、改善工作环境等有着十分重要的意义,应进一步充实这方面的内容:⑤机械整机设计、机械零 件设计都存在一个继承和发展的问题,只有了解掌握了已有知识、方法后,才有可能进行创新、发 展,所以,第一步的任务是学习现有的知识和方法,通过观察、收集、总结、实践积累设计经验, 提高自身的设计素质 联接 学时分配:4 教学内容 9.1螺纹的形成、分类和参数 9.1.1螺纹的形成 91.2螺纹的分类 91.3螺纹的参数 92螺纹副的受力、效率和自锁分析 「921螺纹副的受力分析 922螺纹副的效率 92.3螺纹副的自锁 93机械设备常用蜴 93.1三角形螺纹 932矩形螺纹 93.3梯形螺纹 934锯齿形螺纹 94螺纹联接的基本类型和常用螺纹联接件 941螺纹联接的基本类型 94.2常用螺纹联接件
6 8 机械零件设计概论 学时分配：3 教学内容： 8.1 机械零件设计概述 8.1.1 机械零件设计的基本要求 8.1.2 机械零件的失效、工作能力和承载能力 8.1.3 机械零件的设计准则 8.1.4 机械零件的设计方法和设计步骤 8.2 机械零件设计要点 8.2.1 材料及热处理问题 8.2.2 公差与配合、表面粗糙度问题 8.2.3 工艺性问题 8.2.4 优先数系和标准化问题 8.3 机械零件的强度 8.3.1 常用名词定义 8.3.2 变应力及其变应力下的许用应力 8.4 机械零件的接触强度 8.5 摩擦、磨损及润滑概述 8.5.1 摩擦概述 8.5.2 磨损概述 8.5.3 润滑概述 教学要点：①机械零件设计的主要任务是合理确定零件的形状和尺寸，选择适当的零件材料。 设计时，应根据实际情况确定零件的设计准则，此外，还要处理好：材料及热处理问题、公差与配 合问题、表面粗糙度问题、工艺性问题和标准化问题等；②机械零件的主要失效形式有 7 种，设计 时，应分析出某种零件在某种环境下的主要失效形式，据此确定零件的设计准则；③机械零件强度 问题是零件设计中的主要问题和重要问题。其中，变应力下的疲劳极限问题是建立零件设计准则的 基础，应十分重视；④关于摩擦、磨损及润滑问题的研究内容十分丰富，对提高机械零件的使用寿 命、改善工作环境等有着十分重要的意义，应进一步充实这方面的内容；⑤机械整机设计、机械零 件设计都存在一个继承和发展的问题，只有了解掌握了已有知识、方法后，才有可能进行创新、发 展，所以，第一步的任务是学习现有的知识和方法，通过观察、收集、总结、实践积累设计经验， 提高自身的设计素质。 9 联 接 学时分配：4 教学内容： 9.1 螺纹的形成、分类和参数 9.1.1 螺纹的形成 9.1.2 螺纹的分类 9.1.3 螺纹的参数 9.2 螺纹副的受力、效率和自锁分析 9.2.1 螺纹副的受力分析 9.2.2 螺纹副的效率 9.2.3 螺纹副的自锁 9.3 机械设备常用螺纹 9.3.1 三角形螺纹 9.3.2 矩形螺纹 9.3.3 梯形螺纹 9.3.4 锯齿形螺纹 9.4 螺纹联接的基本类型和常用螺纹联接件 9.4.1 螺纹联接的基本类型 9.4.2 常用螺纹联接件
95螺纹联接的预紧和防松 95.1螺纹联接的预紧 9.52螺纹联接的防松 96螺栓联接的强度计算 96.1普通螺栓联接强度计算 9.6.2铰制孔螺栓联接强度计算 97螺栓的材料和许用应力 9.8螺栓联接设计时应注意的问题 98.1提高螺栓联接强度的措施 9.82螺栓组的结构设计 99螺旋传动 991螺旋传动的应用和类型 992滑动螺旋的设计计算 993滚动螺旋和静压螺旋传动简介 9.10键联接和花键联接 910.1键联接的类型和结构 9.10.2平键联接计算 9103花键联接 9.11其它联接 9.1.1销联接 912焊接和粘接 911.3过盈联接、弹性环联接和成形联接 教学要点:①联接可分为可拆联接和不可拆联接两种。常见的可拆联接有螺纹联接、键联接和 销联接等,常见的不可拆联接有焊接和粘接,过盈联接一般做成不可拆联接。②联接螺纹采用三角 形螺纹,传动螺纹主要槑用梯形螺纹和锯齿形螺纹。这三种螺纹均已标准化。③螺纹联接有螺栓联 接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种基本类型。螺纹联接件品种很多,大都已标准化, 常用的有螺栓、螺钉、双头螺柱、紧定螺钉、螺母和垫圈。④大多数螺纹联接在装配时都需要预紧, 主要目的是増加联接的刚性、紧密性和防松能力,在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下, 则必须采取防松措施。防松方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副防松三类。⑤螺栓联接强度计 算时,应首先分析螺栓联接情况,然后选用相应公式计算,最后根据计算结果按标准选取螺栓直径 螺栓其余部分尺寸及螺母、垫圈等,一般可根据螺栓公称直径直接从标准中选定。⑥螺旋传动主要 用于把回转运动变为直线运动,同时可传递运动和动力。根据用途可分为传力螺旋、传导螺旋和调 整螺旋:根据摩擦情况可分为滑动螺旋、滚动螺旋和靜静压螺旋,其中滑动螺旋应用最广。⑦键和花 键是最常用的轴毂联接方式,均已标准化。设计和使用时应根据定心要求、载荷大小、使用要求和 工作条件等合理选择。⑧根据工作前是否有预紧力,键联接可分为松联接和紧联接。松联接的工作 表面是键的侧面,靠挤压工作,属于这类联接的有平键(普通平键、导键和滑键)和半圆键联接: 紧联接的工作表面是上下面,靠摩擦力工作,常用的有楔键和切向键联接。⑨平键的选用方法是根 据轴径d确定键的截面尺寸b×h,根据轮毂宽度B确定键长L(L<B=,必要时进行强度校核。普 通平键联接的主要失效形式是轮毂压溃。⑩销主要用于定位,也可用于联接,传递不大的载荷;焊 接和粘接用于不可拆联接;过盈联接、弹性环联接和成形联接主要用于轴和毂孔的联接,属于无键 联接 10齿轮传动 学时分配:4 教学内容: 10.1概述 10.1.1齿轮传动的优缺点 10.1.2齿轮传动的分类 1013开式传动和闭式传动1014齿轮传动的基本要求 10.2齿轮传动的失效形式
7 9.5 螺纹联接的预紧和防松 9.5.1 螺纹联接的预紧 9.5.2 螺纹联接的防松 9.6 螺栓联接的强度计算 9.6.1 普通螺栓联接强度计算 9.6.2 铰制孔螺栓联接强度计算 9.7 螺栓的材料和许用应力 9.8 螺栓联接设计时应注意的问题 9.8.1 提高螺栓联接强度的措施 9.8.2 螺栓组的结构设计 9.9 螺旋传动 9.9.1 螺旋传动的应用和类型 9.9.2 滑动螺旋的设计计算 9.9.3 滚动螺旋和静压螺旋传动简介 9.10 键联接和花键联接 9.10.1 键联接的类型和结构 9.10.2 平键联接计算 9.10.3 花键联接 9.11 其它联接 9.11.1 销联接 9.11.2 焊接和粘接 9.11.3 过盈联接、弹性环联接和成形联接 教学要点：①联接可分为可拆联接和不可拆联接两种。常见的可拆联接有螺纹联接、键联接和 销联接等，常见的不可拆联接有焊接和粘接，过盈联接一般做成不可拆联接。②联接螺纹采用三角 形螺纹，传动螺纹主要采用梯形螺纹和锯齿形螺纹。这三种螺纹均已标准化。③螺纹联接有螺栓联 接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种基本类型。螺纹联接件品种很多，大都已标准化， 常用的有螺栓、螺钉、双头螺柱、紧定螺钉、螺母和垫圈。④大多数螺纹联接在装配时都需要预紧， 主要目的是增加联接的刚性、紧密性和防松能力，在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下， 则必须采取防松措施。防松方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副防松三类。⑤螺栓联接强度计 算时，应首先分析螺栓联接情况，然后选用相应公式计算，最后根据计算结果按标准选取螺栓直径。 螺栓其余部分尺寸及螺母、垫圈等，一般可根据螺栓公称直径直接从标准中选定。⑥螺旋传动主要 用于把回转运动变为直线运动，同时可传递运动和动力。根据用途可分为传力螺旋、传导螺旋和调 整螺旋；根据摩擦情况可分为滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋，其中滑动螺旋应用最广。⑦键和花 键是最常用的轴毂联接方式，均已标准化。设计和使用时应根据定心要求、载荷大小、使用要求和 工作条件等合理选择。⑧根据工作前是否有预紧力，键联接可分为松联接和紧联接。松联接的工作 表面是键的侧面，靠挤压工作，属于这类联接的有平键（普通平键、导键和滑键）和半圆键联接； 紧联接的工作表面是上下面，靠摩擦力工作，常用的有楔键和切向键联接。⑨平键的选用方法是根 据轴径 d 确定键的截面尺寸 b×h，根据轮毂宽度 B 确定键长 L（L＜B＝，必要时进行强度校核。普 通平键联接的主要失效形式是轮毂压溃。⑩销主要用于定位，也可用于联接，传递不大的载荷；焊 接和粘接用于不可拆联接；过盈联接、弹性环联接和成形联接主要用于轴和毂孔的联接，属于无键 联接。 10 齿轮传动 学时分配：4 教学内容： 10.1 概 述 10.1.1 齿轮传动的优缺点 10.1.2 齿轮传动的分类 10.1.3 开式传动和闭式传动 10.1.4 齿轮传动的基本要求 10.2 齿轮传动的失效形式
10.3齿轮材料及热处理 10.4齿轮传动的精度 10.5直齿圆柱齿轮传动的强度计算 10.5.1受力分析 10.52计算载荷 匚1053齿面接触疲劳强度计算 1054齿根弯曲疲劳强度计算 55齿轮传动设计准则 106斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 1061受力分析 1062齿面接触疲劳强度计算 106.3齿根弯曲疲劳强度计算 107直齿圆锥齿轮传动的强度计算 10.7.1受力分析 10.7.2强度计算 10.8齿轮结构 教学要点:①齿轮传动设计运用到前面己学过的“齿轮机构基本原理”、“工程力学”、“金属材 料及热处理”、“公差与互换性”、“机构制图”等多方面的知识:②通过学习要能根据齿轮传动的工 作条件及失效情况,确定设计准则。掌握某一特定条件下的主要失效形式,分析产生的原因,选用 相对应的设计准则,同时应掌握提高齿轮传动承载能力的方法和措施;③齿轮传动设计是一个很复 杂的设计问题,为了便于教学,本书作了大量的简化。通过学习应掌握齿轮传动设计的基本原理和 一般方法,对于重要的齿轮传动设计问题,应参照《机械设计手册》等设计资料,采用国际规定的 设计方法进行计算;④直齿圆柱齿轮传动设计是斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动设计的基础, 即,斜齿轮、锥齿轮的强度计算最终将转为相应的等效的直齿圆柱齿轮的强度问题,所以,应着重 掌握直齿圆柱齿轮传动的设计问题:⑤齿轮传动中的受力分析是齿轮强度计算的基础,特别是斜齿 轮、锥齿轮中的圆向力、径向力和轴向力三者的关系及相应的计算公式 11蜗杆传动 学时分配:3 教学内容 11.1概述 1.1.1蜗杆蜗轮的形成 11.1.2蜗杆传动的分类 11.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 112.1圆柱蜗杆传动的主要参数 112.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 113蜗杆传动的失效形式、材料和结构 113.1蜗杆传动的失效形式 113.2材料选择 l14蜗杆传动的强度计算 114.1蜗杆传动的受力分析 1142蜗杆传动的强度计算 1.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 11.5.1蜗杆传动的效率 11.52蜗杆传动的润滑 11.5.3蜗杆传动的热平衡计算 教学要点:①了解蜗杆传动的特点。传动比大,结构紧凑,具有自锁性,工作平稳噪声低,冲 击载荷小。但传动的效率低,发热大,易发生磨损和胶合等失效形式,蜗轮齿圈常需用比较贵重的 青铜制造,因此蜗杆传动成本较高。②合理选择蜗杆传动的参数。除模数外,蜗杆的分度圆直径也 应取为标准值,目的是为了限制蜗轮滚刀的数目,并便于滚刀的标准化,并保证蜗杆与配对蜗轮的
8 10.3 齿轮材料及热处理 10.4 齿轮传动的精度 10.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 10.5.1 受力分析 10.5.2 计算载荷 10.5.3 齿面接触疲劳强度计算 10.5.4 齿根弯曲疲劳强度计算 10.5.5 齿轮传动设计准则 10.6 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 10.6.1 受力分析 10.6.2 齿面接触疲劳强度计算 10.6.3 齿根弯曲疲劳强度计算 10.7 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 10.7.1 受力分析 10.7.2 强度计算 10.8 齿轮结构 教学要点：①齿轮传动设计运用到前面已学过的“齿轮机构基本原理”、“工程力学”、“金属材 料及热处理”、“公差与互换性”、“机构制图”等多方面的知识；②通过学习要能根据齿轮传动的工 作条件及失效情况，确定设计准则。掌握某一特定条件下的主要失效形式，分析产生的原因，选用 相对应的设计准则，同时应掌握提高齿轮传动承载能力的方法和措施；③齿轮传动设计是一个很复 杂的设计问题，为了便于教学，本书作了大量的简化。通过学习应掌握齿轮传动设计的基本原理和 一般方法，对于重要的齿轮传动设计问题，应参照《机械设计手册》等设计资料，采用国际规定的 设计方法进行计算；④直齿圆柱齿轮传动设计是斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动设计的基础， 即，斜齿轮、锥齿轮的强度计算最终将转为相应的等效的直齿圆柱齿轮的强度问题，所以，应着重 掌握直齿圆柱齿轮传动的设计问题；⑤齿轮传动中的受力分析是齿轮强度计算的基础，特别是斜齿 轮、锥齿轮中的圆向力、径向力和轴向力三者的关系及相应的计算公式。 11 蜗杆传动 学时分配：3 教学内容： 11.1 概 述 11.1.1 蜗杆蜗轮的形成 11.1.2 蜗杆传动的分类 11.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 11.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数 11.2.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 11.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 11.3.1 蜗杆传动的失效形式 11.3.2 材料选择 11.4 蜗杆传动的强度计算 11.4.1 蜗杆传动的受力分析 11.4.2 蜗杆传动的强度计算 11.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 11.5.1 蜗杆传动的效率 11.5.2 蜗杆传动的润滑 11.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 教学要点：①了解蜗杆传动的特点。传动比大，结构紧凑，具有自锁性，工作平稳噪声低，冲 击载荷小。但传动的效率低，发热大，易发生磨损和胶合等失效形式，蜗轮齿圈常需用比较贵重的 青铜制造，因此蜗杆传动成本较高。②合理选择蜗杆传动的参数。除模数外，蜗杆的分度圆直径也 应取为标准值，目的是为了限制蜗轮滚刀的数目，并便于滚刀的标准化，并保证蜗杆与配对蜗轮的
正确啮合。蜗轮齿数的选择应避免用滚刀切制蜗轮时产生根切现象,并满足传动比的要求。蜗杄头 数的选择应考虑到效率和传动比。③蜗杆传动的受力分析和强度计算。蜗杆传动受力分析的方法与 齿轮传动的分析方法类似,但是各力的对应关系与齿轮传动的不同。在蜗杆传动的强度计算时,考 虑到蜗杆传动的相对滑动速度大,效率低,发热大,因此蜗轮齿面的主要失效形式是胶合,其次才 是点蚀和磨损。然而,目前还没有妥善的方法对胶合和磨损进行计算,所以一般只是仿照圆柱齿轮 进行齿面和齿根强度的条件性计算,在选取许用应力是考虑胶合和磨损的影响。④蜗杆的热平衡计 算。蜗杆传动结构紧凑,箱体的散热面积小,所以在闭式传动中,产生的热量不能及时散发出去, 容易产生胶合,所以与一般的闭式齿轮传动不同,蜗杆传动一般需进行热平衡计算。热平衡计算的 基本原理是单位时间产生的热量不大于单位时间能散发出去的热量。在实际工作中,一般是利用热 平衡条件,找出工作条件下应控制的油温,通过控制油的工作温度,来保证蜗杆传动的正常工作。 12带传动 学时分配:4 教学内容: 12.1概述 12.1.1传动带的类型 12.1.2带传动的布置形式 12.1.3带传动的特点 12.1.4带传动的应用范围 12.1.5带传动的主要几何参数 122带传动的工作情况分析及设计准则 12.2.1带传动的受力分析 1222带的应力分析 12.2.3带传动的弹性滑动和传动比 12,24带传动的失效形式和设计准则 12.3普通V带传动的设计计算 12.3.1普通Ⅴ带的规格 12.32单根普通Ⅴ带所能传递的功率 12.3.3设计计算和参数选择 124V带轮设计 1241V带轮的设计要求 1242V带轮的材料 124.3V带轮结构 12.5带传动的张紧装置 12.6其它带传动简介 126.1窄V带传动 12.6.2同步齿形带传动 126.3高速带传动 教学要点:①带传动根据工作原理可分为摩擦型带传动和啮合型带传动两种。摩擦型带传动应 用最广,布置形式多为开口布置。②摩擦型带传动在工作前已有一定的初拉力,工作时靠带与带轮 间的摩擦力工作,带的两边形成松边和紧边,两边的拉力差是带传递的有效圆周力,最大有效圆周 力可以通过柔韧体摩擦的欧拉公式计算出来。③带的工作应力为变应力,由带拉力产生的拉应力a、 离心力产生的拉应力c和带在带轮上环绕而产生的弯曲应力三部分组成。为避免O过大,应限制 最小带速,为避免∝过大,应限制最大带速,为避免过大,应限制小带轮的最小计算直径。④带 传动的失效形式是打滑和带的疲劳损坏,设计准则是在保证带传动不打滑的条件下,使带具有足够 的疲劳强度(寿命)。⑤带传动的打滑和弹性滑动是两个截然不同的概念。打滑是可以避免的,弹性 滑动是不可避免的。弹性滑动造成从动轮圆周速度降低,降低率用滑动率表示。⑥普通V带传动设 计计算的主要内容是确定Ⅴ带的型号、长度、根数、中心距、带轮直径、材料、结构以及对带轮轴 的压力等。设计中应注意带轮最小直径、传动中心距、带根数的选取和小带轮包角与带速的验算
9 正确啮合。蜗轮齿数的选择应避免用滚刀切制蜗轮时产生根切现象，并满足传动比的要求。蜗杆头 数的选择应考虑到效率和传动比。③蜗杆传动的受力分析和强度计算。蜗杆传动受力分析的方法与 齿轮传动的分析方法类似，但是各力的对应关系与齿轮传动的不同。在蜗杆传动的强度计算时，考 虑到蜗杆传动的相对滑动速度大，效率低，发热大，因此蜗轮齿面的主要失效形式是胶合，其次才 是点蚀和磨损。然而，目前还没有妥善的方法对胶合和磨损进行计算，所以一般只是仿照圆柱齿轮 进行齿面和齿根强度的条件性计算，在选取许用应力是考虑胶合和磨损的影响。④蜗杆的热平衡计 算。蜗杆传动结构紧凑，箱体的散热面积小，所以在闭式传动中，产生的热量不能及时散发出去， 容易产生胶合，所以与一般的闭式齿轮传动不同，蜗杆传动一般需进行热平衡计算。热平衡计算的 基本原理是单位时间产生的热量不大于单位时间能散发出去的热量。在实际工作中，一般是利用热 平衡条件，找出工作条件下应控制的油温，通过控制油的工作温度，来保证蜗杆传动的正常工作。 12 带 传 动 学时分配：4 教学内容： 12.1 概 述 12.1.1 传动带的类型 12.1.2 带传动的布置形式 12.1.3 带传动的特点 12.1.4 带传动的应用范围 12.1.5 带传动的主要几何参数 12.2 带传动的工作情况分析及设计准则 12.2.1 带传动的受力分析 12.2.2 带的应力分析 12.2.3 带传动的弹性滑动和传动比 12.2.4 带传动的失效形式和设计准则 12.3 普通 V 带传动的设计计算 12.3.1 普通 V 带的规格 12.3.2 单根普通 V 带所能传递的功率 12.3.3 设计计算和参数选择 12.4 V 带轮设计 12.4.1 V 带轮的设计要求 12.4.2 V 带轮的材料 12.4.3 V 带轮结构 12.5 带传动的张紧装置 12.6 其它带传动简介 12.6.1 窄 V 带传动 12.6.2 同步齿形带传动 12.6.3 高速带传动 教学要点：①带传动根据工作原理可分为摩擦型带传动和啮合型带传动两种。摩擦型带传动应 用最广，布置形式多为开口布置。②摩擦型带传动在工作前已有一定的初拉力，工作时靠带与带轮 间的摩擦力工作，带的两边形成松边和紧边，两边的拉力差是带传递的有效圆周力，最大有效圆周 力可以通过柔韧体摩擦的欧拉公式计算出来。③带的工作应力为变应力，由带拉力产生的拉应力1、 离心力产生的拉应力c和带在带轮上环绕而产生的弯曲应力b 三部分组成。为避免1 过大，应限制 最小带速，为避免c过大，应限制最大带速，为避免b 过大，应限制小带轮的最小计算直径。④带 传动的失效形式是打滑和带的疲劳损坏，设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，使带具有足够 的疲劳强度（寿命）。⑤带传动的打滑和弹性滑动是两个截然不同的概念。打滑是可以避免的，弹性 滑动是不可避免的。弹性滑动造成从动轮圆周速度降低，降低率用滑动率表示。⑥普通 V 带传动设 计计算的主要内容是确定 V 带的型号、长度、根数、中心距、带轮直径、材料、结构以及对带轮轴 的压力等。设计中应注意带轮最小直径、传动中心距、带根数的选取和小带轮包角与带速的验算
13链传动 学时分配:2 教学内容 13.1概述 13.1.1链传动的种类 13.1.2链传动的特点 13.1.3链传动的应用 132滚子链的链条和链轮 132.1链条 1322链轮 13.2.3链条和链轮的材料 13.3链传动的工作情况分析 131链传动的运动分析 13.3.2链传动的附加动载荷分析 1333链传动的受力分析 134滚子链传动的承载能力和设计计算 13.4.1滚子链传动的承载能力 13.42滚子链传动的设计计算 「35链传动的润滑、布置和张紧 13.5.1链传动的润滑 13.52链传动的布置 13.5.3链传动的张紧 13.6齿形链传动简介 教学要点:①链传动是具有中间绕性件的啮合传动,兼有带传动和齿轮传动的特点。根据工作 性质,链传动可分为传动链、起重链和曳引链,一般机械传动中,常用的是滚子传动链。②滚子链 已标准化,其最重要的参数是链节距,链节距越大,链的各部分尺寸也越大,承载能力也越高。链 条的长度用链节数表示,为避免使用过渡链节,链节数一般取偶数。链轮的基本参数是配用链条的 参数,常用齿廓为“三圆弧一直线”齿廓。③多边形效应是链传动的固有特性,链节距越大,链轮 齿数越少,链轮转速越高,多边形效应就越严重。由于多边形效应,链传动不宜用于有运动平稳性 要求和转速高的场合。④链传动的失效主要是链条的失效,其承载能力受到多种失效形式的限制 如果规定链条的寿命,把小链轮在不同转速下由于各种失效形式所限定的传递功率做出曲线,即得 到该链的极限功率曲线。把特定试验条件下得到的极限功率曲线作适当修改,可得到链的额定功率 曲线,利用它可进行链的选型或实际承载能力的校核,但应注意实际工作条件与试验条件不同时的 修正。⑤链传动设计可分为一般链速和低速两种情况,一般链速(υ≥0.6ms)时按功率曲线设计 计算,低速(υ<0.6m/s=时按静强度设计计算。⑥链传动张紧的主要目的是避免链条垂度过大时产 生啮合不良和链条的振动现象,同时可增加链条和链轮的啮合包角,常用的张紧方法有调整中心距 和用张紧装置两种。⑦链传动的润滑方式应根据链速和链节距按推荐的润滑方式选择。 轴 学时分配:3 教学内容 4.1概述 14.1.1轴的功用和类型 1412设计轴的一般步骤 142轴的材料 143轴的结构设计 144轴的强度计算 14.4.1按扭转强度条件计算 1442按弯扭合成强度条件计算
10 13 链 传 动 学时分配：2 教学内容： 13.1 概 述 13.1.1 链传动的种类 13.1.2 链传动的特点 13.1.3 链传动的应用 13.2 滚子链的链条和链轮 13.2.1 链条 13.2.2 链轮 13.2.3 链条和链轮的材料 13.3 链传动的工作情况分析 13.3.1 链传动的运动分析 13.3.2 链传动的附加动载荷分析 13.3.3 链传动的受力分析 13.4 滚子链传动的承载能力和设计计算 13.4.1 滚子链传动的承载能力 13.4.2 滚子链传动的设计计算 13.5 链传动的润滑、布置和张紧 13.5.1 链传动的润滑 13.5.2 链传动的布置 13.5.3 链传动的张紧 13.6 齿形链传动简介 教学要点：①链传动是具有中间绕性件的啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的特点。根据工作 性质，链传动可分为传动链、起重链和曳引链，一般机械传动中，常用的是滚子传动链。②滚子链 已标准化，其最重要的参数是链节距，链节距越大，链的各部分尺寸也越大，承载能力也越高。链 条的长度用链节数表示，为避免使用过渡链节，链节数一般取偶数。链轮的基本参数是配用链条的 参数，常用齿廓为“三圆弧一直线”齿廓。③多边形效应是链传动的固有特性，链节距越大，链轮 齿数越少，链轮转速越高，多边形效应就越严重。由于多边形效应，链传动不宜用于有运动平稳性 要求和转速高的场合。④链传动的失效主要是链条的失效，其承载能力受到多种失效形式的限制。 如果规定链条的寿命，把小链轮在不同转速下由于各种失效形式所限定的传递功率做出曲线，即得 到该链的极限功率曲线。把特定试验条件下得到的极限功率曲线作适当修改，可得到链的额定功率 曲线，利用它可进行链的选型或实际承载能力的校核，但应注意实际工作条件与试验条件不同时的 修正。⑤链传动设计可分为一般链速和低速两种情况，一般链速（≥ 0.6 m/s）时按功率曲线设计 计算，低速（＜0.6 m/s＝时按静强度设计计算。⑥链传动张紧的主要目的是避免链条垂度过大时产 生啮合不良和链条的振动现象，同时可增加链条和链轮的啮合包角，常用的张紧方法有调整中心距 和用张紧装置两种。⑦链传动的润滑方式应根据链速和链节距按推荐的润滑方式选择。 14 轴 学时分配：3 教学内容： 14.1 概 述 14.1.1 轴的功用和类型 14.1.2 设计轴的一般步骤 14.2 轴的材料 14.3 轴的结构设计 14.4 轴的强度计算 14.4.1 按扭转强度条件计算 14.4.2 按弯扭合成强度条件计算