第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論§1-1引言§1-2機(jī)器的基本組成要素§1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)§1-3機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則§1-1引言§1-1引言機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的重要標(biāo)志。

機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重任。

大量地設(shè)計(jì)制造和廣泛采用各種先進(jìn)的機(jī)器，可大大促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國的現(xiàn)代化建設(shè)。人類社會的進(jìn)步源于不斷地創(chuàng)新，產(chǎn)品的創(chuàng)新首先是從設(shè)計(jì)工作開始的。

設(shè)計(jì)是生產(chǎn)產(chǎn)品的第一道工序，要想生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，首先要有好的設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的“靈魂”。§1-2機(jī)器的基本組成要素§1-2機(jī)器的基本組成要素機(jī)械――機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。

機(jī)械零件――是機(jī)器的制造單元。分為：

通用零件：各種機(jī)器中常用的。(是本課程的主要學(xué)習(xí)對象）例如：齒輪、鏈傳動、帶傳動、軸、聯(lián)軸器軸承、螺栓、鍵、鉚、焊結(jié)構(gòu)件、彈簧等。

專用零件：只在某些特定的機(jī)器中才用到的。（在有關(guān)專業(yè)課中學(xué)習(xí)）例如：葉片、曲軸等。

部件――為完成同一使命在結(jié)構(gòu)上組合在一起并協(xié)同工作的零件。

例如：滾動軸承、減速器等。機(jī)械零件－－常用泛指零件和部件§1-3本課程的性質(zhì)和內(nèi)容和特點(diǎn)§1-3本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和特點(diǎn)一、本課程的性質(zhì)和內(nèi)容本課程是研究機(jī)械裝置和機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題，培養(yǎng)同學(xué)們具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，是機(jī)械類專業(yè)的一門非常重要的主干課。

機(jī)械零件的設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分。

本課程是一門適用性廣、實(shí)用性強(qiáng)的設(shè)計(jì)性課程。主要介紹通用零件的基本設(shè)計(jì)方法。

本課程的基本教學(xué)內(nèi)容主要是通用零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算。

本課程的最終目的在于培養(yǎng)同學(xué)們綜合運(yùn)用各種機(jī)械零件和機(jī)構(gòu)以及其他先修課的知識，設(shè)計(jì)機(jī)械傳動裝置和簡單機(jī)械的能力。本課程的性質(zhì)和內(nèi)容潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)二、機(jī)器的組成原動機(jī)傳動裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)

傳動裝置――在原動機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間傳遞運(yùn)動、轉(zhuǎn)換運(yùn)動方式的裝置。機(jī)械傳動裝置是本課程研究的主要內(nèi)容之一。

本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和特點(diǎn)三、本課程的特點(diǎn)

涉及面廣關(guān)系多─與諸多先修課關(guān)系密切。要求多─設(shè)計(jì)一個機(jī)器或零件時，應(yīng)同時滿足強(qiáng)度、剛度、耐磨性、工藝、等各方面的要求。門類多─典型的通用零件多、類型多；各類零件，設(shè)計(jì)方法各有不同。公式多─除了定義式以外，對于大多數(shù)公式著重于公式的應(yīng)用，不強(qiáng)調(diào)公式的推導(dǎo)。圖表多─要求能看懂、會用，了解適用的范圍和變化趨勢。

實(shí)踐性強(qiáng)─不僅要讀懂書，還要多聯(lián)系實(shí)際，要注重實(shí)踐性環(huán)節(jié)。

無重點(diǎn)─又都是重點(diǎn)，設(shè)計(jì)工作必須詳盡，細(xì)小的疏忽也會導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

設(shè)計(jì)問題無統(tǒng)一答案─更多地談?wù)撜l設(shè)計(jì)得更好，要注意發(fā)展求異思維。本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和特點(diǎn)本課程的特點(diǎn)

四、注意的幾個問題

著重學(xué)習(xí)零件的設(shè)計(jì)方法以及零件參數(shù)的合理選擇。

除了理論分析和計(jì)算以外，更應(yīng)重視零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。

──設(shè)計(jì)決非只是計(jì)算。

性能要求與經(jīng)濟(jì)性

──永遠(yuǎn)是一對矛盾，應(yīng)學(xué)會合理地解決這一對矛盾。

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)

──二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和特點(diǎn)注意的問題

§1-4機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則§1-4機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則一、幾個名詞：1）失效：機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作時，稱為失效。注意：a)失效并不單純指破壞，破壞只是失效的形式之一。

機(jī)械零件的可能失效形式很多，歸納起來主要有強(qiáng)度、剛度、耐磨性、振動穩(wěn)定性以及溫度等方面的失效。b)同一種零件可能的失效形式往往有若干種。

例如：軸在工作中可能產(chǎn)生斷裂、過大彈性變形、共振等失效。2）工作能力：即機(jī)械零件在一定條件下抵抗失效的能力。3）承載能力：對載荷而言的工作能力。（也就是用載荷表示的工作能力）4）工作能力計(jì)算準(zhǔn)則：為防止機(jī)械零件發(fā)生某種失效而應(yīng)滿足的條件。（也可以理解為是機(jī)械零件不發(fā)生失效的“安全條件”，是設(shè)計(jì)零件時的理論依據(jù)）。載荷和應(yīng)力1機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則

為了防止機(jī)械零件在工作中產(chǎn)生失效，設(shè)計(jì)時，需要以零件的工作能力計(jì)算準(zhǔn)則為依據(jù)進(jìn)行必要的計(jì)算，常用的計(jì)算方法（過程）有兩種：5）設(shè)計(jì)計(jì)算：先分析零件的可能失效形式，根據(jù)該失效形式的計(jì)算準(zhǔn)則通過計(jì)算確定零件的結(jié)構(gòu)尺寸。

6）校核計(jì)算：先確定零件的結(jié)構(gòu)尺寸，然后再驗(yàn)算零件是否滿足計(jì)算準(zhǔn)則。如不滿足，則應(yīng)修改零件的尺寸。

二、載荷和應(yīng)力1載荷由于運(yùn)動中產(chǎn)生的慣性力和沖擊等引起的載荷稱為動載荷。

靜載荷變載荷按是否隨時間變化，載荷分為：按是否考慮動載荷的影響，載荷分為：載荷和應(yīng)力2名義載荷：在理想平穩(wěn)條件下所受的載荷。（不考慮動載荷的影響）計(jì)算載荷＝載荷系數(shù)K×名義載荷。（代表機(jī)器或零件實(shí)際所受載荷）

載荷系數(shù)K：用于計(jì)入在實(shí)際工作中受到的各種動載荷的影響。額定載荷：由原動機(jī)的額定功率推算出的載荷。2應(yīng)力應(yīng)力分為靜應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力：機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則smax─最大應(yīng)力；smin─最小應(yīng)力sm─平均應(yīng)力；sa─應(yīng)力幅值r─應(yīng)力比（循環(huán)特性）循環(huán)應(yīng)力載荷和應(yīng)力3對稱循環(huán)脈動循環(huán)常見的循環(huán)應(yīng)力有：對稱循環(huán)應(yīng)力r=-1、sm＝0脈動循環(huán)應(yīng)力

r=0、smin＝0靜應(yīng)力r=1靜應(yīng)力（可看作是循環(huán)應(yīng)力的一個特例）機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則注：靜應(yīng)力只在靜載荷作用下產(chǎn)生，循環(huán)應(yīng)力可由變載荷產(chǎn)生，也可由靜載荷產(chǎn)生。另外，應(yīng)力還分為名義應(yīng)力：根據(jù)名義載荷求得的應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力：根據(jù)計(jì)算載荷求得的應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則三、強(qiáng)度準(zhǔn)則強(qiáng)度：指機(jī)械零件工作時抵抗破壞（斷裂或塑性變形）的能力。強(qiáng)度條件有兩種表示方法：1）用應(yīng)力表示：≤＝2）用安全系數(shù)表示：≥＝式中：—計(jì)算最大應(yīng)力—極限應(yīng)力—計(jì)算安全系數(shù)—許用應(yīng)力—許用安全系數(shù)注：對于切應(yīng)力，只須將上述各公式中的換成即可。機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則靜應(yīng)力下的強(qiáng)度1靜應(yīng)力下的強(qiáng)度

在靜應(yīng)力下工作的零件，其可能的失效形式是塑性變形或斷裂。材料種類不同，所取極限應(yīng)力也不同。塑性材料單向應(yīng)力狀態(tài)下：，復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：按第三或第四強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。脆性材料單向應(yīng)力狀態(tài)下：，復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：按第一強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則注：1）對于塑性材料和組織不均勻的材料（如灰鑄鐵），在計(jì)算靜強(qiáng)度時，可不考慮應(yīng)力集中的影響。

2）對于組織均勻的低塑性材料（如淬火鋼），在計(jì)算靜強(qiáng)度時，應(yīng)考慮應(yīng)力集中的影響。接觸強(qiáng)度2循環(huán)應(yīng)力下的強(qiáng)度計(jì)算變應(yīng)力下的強(qiáng)度時，應(yīng)取疲勞極限（詳見第二章）。

3許用安全系數(shù)

合理選擇許用安全系數(shù)是設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。過大，則機(jī)器會過于笨重；過小，可能不安全。因此，在保證安全的前提下，應(yīng)盡可能選用較小的許用安全系數(shù)。的取值主要受下列因素的影響1）

計(jì)算的準(zhǔn)確性；

2）材料的均勻性；

3）零件的重要性。4表面接觸疲勞強(qiáng)度

對于高副零件，理論上是點(diǎn)、線接觸，但實(shí)際上在載荷作用下材料發(fā)生彈性變形后，理論上的點(diǎn)、線接觸變成了很小的面接觸，在接觸處機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則接觸強(qiáng)度2局部會產(chǎn)生很高的應(yīng)力，這樣的應(yīng)力稱為表面接觸應(yīng)力，用表示。的大小用赫茲公式計(jì)算，公式見教材。機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則

實(shí)際中的高副零件所受的接觸應(yīng)力都是循環(huán)變化的。例如齒輪的輪齒，接觸嚙合時受應(yīng)力作用，脫離嚙合時不受應(yīng)力作用。

在接觸循環(huán)應(yīng)力作用下的強(qiáng)度稱為表面接觸疲勞強(qiáng)度。強(qiáng)度條件為：≤接觸循環(huán)應(yīng)力作用下的失效形式是：疲勞點(diǎn)蝕（簡稱點(diǎn)蝕）。點(diǎn)蝕的危害：

1）破壞零件的光滑表面，引起振動和噪音。

2）減小零件的有效工作面積。擠壓強(qiáng)度及剛度準(zhǔn)則機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則5表面擠壓強(qiáng)度

兩零件之間為面接觸時，在載荷作用下，接觸表面上產(chǎn)生的應(yīng)力稱為擠壓應(yīng)力，用表示。

在擠壓應(yīng)力作用下的強(qiáng)度稱為擠壓強(qiáng)度，其強(qiáng)度條件為：

≤［］

擠壓應(yīng)力作用下，接觸面的失效形式是－－“壓潰”。注：相互擠壓表面上的擠壓應(yīng)力相等。四、剛度準(zhǔn)則

剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。如果零件的剛度不足，有些零件則會因?yàn)楫a(chǎn)生過大的彈性變形而失效。

例如：機(jī)床主軸的彈性變性過大將會影響所加工工件的精度。剛度準(zhǔn)則及振動穩(wěn)定性機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則剛度條件為：實(shí)際變形量≤［許用變形量］式中：實(shí)際變形量可用相關(guān)理論計(jì)算或由實(shí)驗(yàn)方法確定。［許用變形量］－－是保證正常工作所允許的變形量。注：1）零件材料的彈性模量E越大，則其剛度越大。

2）用合金鋼代替碳鋼能提高零件的強(qiáng)度，但不能提高零件的剛度。五、振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則

當(dāng)作用在零件上的周期性外力的變化頻率接近或等于零件的自激振動頻率（固有頻率）時，便發(fā)生共振，導(dǎo)致零件失效。這種現(xiàn)象稱之為“失去振動穩(wěn)定性”。振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則：使零件的自激振動頻率f遠(yuǎn)離外力變化的頻率。即＜0.85f

或＞1.15

f耐磨性計(jì)算機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則六、摩擦學(xué)準(zhǔn)則（耐磨性計(jì)算）

到目前為止對于磨損失效還沒有一個完善的計(jì)算方法。通常只進(jìn)行條件性計(jì)算，通過限制影響磨損的主要因素防止產(chǎn)生過大的磨損量。即壓強(qiáng)不超過許用值p

≤［p］速度不超過許用值≤［］壓強(qiáng)與速度乘積不超過許用值p

≤［p］注：限制p

值就是間接的限制因摩擦而產(chǎn)生的熱量，防止溫度過高。第二章機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)§2-1概述§2-2疲勞曲線和極限應(yīng)力圖§2-3影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素§2-4受恒幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度§2-5受變幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度§2-1概述§2-1概述一、疲勞破壞

機(jī)械零件在循環(huán)應(yīng)力作用下。即使循環(huán)應(yīng)力的，而應(yīng)力的每次循環(huán)也仍然會對零件造成輕微的損傷。隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，當(dāng)損傷累積到一定程度時，在零件的表面或內(nèi)部將出現(xiàn)（萌生）裂紋。之后，裂紋又逐漸擴(kuò)展直到發(fā)生完全斷裂。這種緩慢形成的破壞稱為“疲勞破壞”。

“疲勞破壞”。－－是循環(huán)應(yīng)力作用下零件的主要失效形式。

疲勞破壞的特點(diǎn)a)疲勞斷裂時：受到的低于，甚至低于。

b)斷口通常沒有顯著的塑性變形。不論是脆性材料，還是塑性材料，均表現(xiàn)為脆性斷裂?！咄蝗恍?，更危險。

概述2

概述C）疲勞破壞是一個損傷累積的過程，需要時間。壽命可計(jì)算。d)疲勞斷口分為兩個區(qū)：疲勞區(qū)和脆性斷裂區(qū)。二、循環(huán)應(yīng)力的類型脆性斷裂區(qū)疲勞區(qū)疲勞源疲勞紋

循環(huán)應(yīng)力可用smax

、smin

、sm

、sa

、

這五個參數(shù)中的任意兩個參數(shù)表示。概述3

概述規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力隨機(jī)循環(huán)應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力分為：恒幅循環(huán)應(yīng)力變幅循環(huán)應(yīng)力對稱循環(huán)應(yīng)力脈動循環(huán)應(yīng)力非對稱循環(huán)應(yīng)力規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力：隨機(jī)循環(huán)應(yīng)力§2-2疲勞曲線和極限應(yīng)力圖§2-2疲勞曲線和極限應(yīng)力圖兩個概念：2）疲勞壽命N：材料疲勞失效前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。一、疲勞曲線（-N曲線）

是在應(yīng)力比

一定時，表示疲勞極限與循環(huán)次數(shù)

N

之間關(guān)系的曲線。

不同或

N不同時，疲勞極限則不同。在疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，?。健?）材料的疲勞極限：在應(yīng)力比為的循環(huán)應(yīng)力作用下，應(yīng)力循環(huán)N次后，材料不發(fā)生疲勞破壞時所能承受的最大應(yīng)力。（變應(yīng)力的大小可按其最大應(yīng)力進(jìn)行比較）疲勞曲線疲勞曲線和極限應(yīng)力圖典型的疲勞曲線如右圖所示：

可以看出：隨N的增大而減小。但是當(dāng)N

超過某一循環(huán)次數(shù)N0

時，曲線趨于水平。即不再隨N的增大而減小。N0

-----循環(huán)基數(shù)。

以N0為界，曲線分為兩個區(qū)：1）無限壽命區(qū)：當(dāng)N≥N0時，曲線為水平直線，對應(yīng)的疲勞極限是一個定值，用表示。它是表征材料疲勞強(qiáng)度的重要指標(biāo)，是疲勞設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。s－N疲勞曲線有限壽命區(qū)無限壽命區(qū)疲勞曲線2疲勞曲線和極限應(yīng)力圖

可以認(rèn)為：當(dāng)材料受到的應(yīng)力不超過時，則可以經(jīng)受無限次的應(yīng)力循環(huán)而不疲勞破壞。－－壽命是無限的。

與曲線的兩個區(qū)相對應(yīng)，疲勞設(shè)計(jì)分為：2）有限壽命區(qū)：非水平段（N＜N0）的疲勞極限稱為條件疲勞極限，用表示。當(dāng)材料受到的工作應(yīng)力超過時，在疲勞破壞之前，只能經(jīng)受有限次的應(yīng)力循環(huán)。－－壽命是有限的。1）無限壽命設(shè)計(jì)：N≥N0時的設(shè)計(jì)。?。?。2）有限壽命設(shè)計(jì)：N＜N0時的設(shè)計(jì)。?。?。

設(shè)計(jì)中常用的是疲勞曲線上的AB段，其方程為：（常數(shù)）－－－－稱為疲勞曲線方程疲勞曲線3疲勞曲線和極限應(yīng)力圖顯然，B點(diǎn)的坐標(biāo)滿足AB的方程，即，代入上式得：則注：1）計(jì)算時，如N≥，則取N＝。式中：——壽命系數(shù)；m

—壽命指數(shù)，其值見教材P17。

—壽命指數(shù)，其值與零件材質(zhì)有關(guān)，見教材P17。2）工程中常用的是對稱循環(huán)應(yīng)力（

=-1）下的疲勞極限，計(jì)算時，只須把和換成和即可。極限應(yīng)力圖疲勞曲線和極限應(yīng)力圖3）對于受切應(yīng)力的情況，則只需將各式中的換成即可。4）當(dāng)N＜（～）時，因N較小，可按靜強(qiáng)度計(jì)算。二、極限應(yīng)力圖

是在疲勞壽命N

一定時，表示疲勞極限與應(yīng)力比之間關(guān)系的線圖。

疲勞壽命為（無限壽命）時的極限應(yīng)力圖如右圖所示。無限壽命極限應(yīng)力線極限應(yīng)力圖2

極限應(yīng)力線上的點(diǎn)稱為極限應(yīng)力點(diǎn)。三個特殊點(diǎn)A、B、C分別為對稱循環(huán)、脈動循環(huán)、以及靜應(yīng)力下的極限應(yīng)力點(diǎn)。

極限應(yīng)力線上的每個點(diǎn)，都表示了某個應(yīng)力比下的極限應(yīng)力。

對于高塑性鋼，常將其極限應(yīng)力線簡化為折線ABDG。疲勞強(qiáng)度線AD段的方程為：式中：－－等效系數(shù)，其值見教材P18。疲勞曲線和極限應(yīng)力圖屈服強(qiáng)度線極限應(yīng)力圖3疲勞曲線和極限應(yīng)力圖對于低塑性鋼或鑄鐵，其極限應(yīng)力線可簡化為直線AC。注：1）疲勞曲線的用途：在于根據(jù)確定某個循環(huán)次數(shù)N下的條件疲勞極限。2）極限應(yīng)力圖的用途：在于根據(jù)確定非對稱循環(huán)應(yīng)力下的疲勞極限以計(jì)算安全系數(shù)。

3）對于切應(yīng)力，只需將各式中的換成即可?！?-3影響疲勞強(qiáng)度的因素§2-3影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素

前邊提到的各疲勞極限，實(shí)際上是材料的力學(xué)性能指標(biāo)，是用試件通過試驗(yàn)測出的。

而實(shí)際中的各機(jī)械零件與標(biāo)準(zhǔn)試件，在形體，表面質(zhì)量以及絕對尺寸等方面往往是有差異的。因此實(shí)際機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度與用試件測出的必然有所不同。

影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有以下三個：一、應(yīng)力集中的影響

機(jī)械零件上的應(yīng)力集中會加快疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展。從而導(dǎo)致零件的疲勞強(qiáng)度下降。

用疲勞缺口系數(shù)、（也稱應(yīng)力集中系數(shù)）計(jì)入應(yīng)力集中的影響。（、的值見教材或有關(guān)手冊）影響疲勞強(qiáng)度的主要因素2

影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素注：當(dāng)同一剖面上同時有幾個應(yīng)力集中源時，應(yīng)采用其中最大的疲勞缺口系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。二、尺寸的影響

零件的尺寸越大，在各種冷、熱加工中出現(xiàn)缺陷，產(chǎn)生微觀裂紋等疲勞源的可能性（機(jī)會）增大。從而使零件的疲勞強(qiáng)度降低。

用尺寸系數(shù)、，計(jì)入尺寸的影響。（、見教材或有關(guān)手冊）三、表面質(zhì)量的影響

表面質(zhì)量：是指表面粗糙度及其表面強(qiáng)化的工藝效果。表面越光滑，疲勞強(qiáng)度可以提高。強(qiáng)化工藝（滲碳、表面淬火、表面滾壓、噴丸等）可顯著提高零件的疲勞強(qiáng)度。影響疲勞強(qiáng)度的主要因素3

影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素綜合影響系數(shù)

試驗(yàn)證明：應(yīng)力集中、尺寸和表面質(zhì)量都只對應(yīng)力幅有影響，而對平均應(yīng)力沒有明顯的影響。（即對靜應(yīng)力沒有影響）

在計(jì)算中，上述三個系數(shù)都只計(jì)在應(yīng)力幅上，故可將三個系數(shù)組成一個綜合影響系數(shù)：零件的疲勞極限為：

用表面狀態(tài)系數(shù)、計(jì)入表面質(zhì)量的影響。（、的值見教材或有關(guān)手冊）屈服強(qiáng)度線§2-4受恒幅循環(huán)應(yīng)力時§2-4受恒幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度

疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一是計(jì)算危險剖面處的安全系數(shù)，以判斷零件的安全程度。安全條件是：S≥。一、受單向應(yīng)力時零件的安全系數(shù)零件的極限應(yīng)力圖：疲勞強(qiáng)度線

折線即為零件的極限應(yīng)力線。注：由于DG段屬于靜強(qiáng)度，而靜強(qiáng)度不受的影響，故不需修正。受恒幅循環(huán)應(yīng)力時2受恒幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度

計(jì)算零件的疲勞強(qiáng)度時，應(yīng)首先求出零件危險剖面上的工作應(yīng)力和。據(jù)此，在極限應(yīng)力圖中標(biāo)出工作應(yīng)力點(diǎn)N（，）。在零件的極限應(yīng)力線上確定出相應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)，根據(jù)該極限應(yīng)力點(diǎn)表示的極限應(yīng)力和零件的工作應(yīng)力計(jì)算零件的安全系數(shù)。

零件工作應(yīng)力的增長規(guī)律不同，則相應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)也不同。

典型的應(yīng)力增長規(guī)律通常有三種：疲勞強(qiáng)度線的方程為：式中：、為上任意點(diǎn)的坐標(biāo)，即零件的極限應(yīng)力。3、1、＝C（常數(shù)）；2、；受恒幅循環(huán)應(yīng)力時3應(yīng)力增長規(guī)律線

＝C規(guī)律下的極限應(yīng)力點(diǎn)1、＝C（常數(shù)）（即＝常數(shù)）

通過原點(diǎn)和工作應(yīng)力點(diǎn)N的射線即表示此種應(yīng)力增長規(guī)律。

應(yīng)力增長規(guī)律線與零件極限應(yīng)力線的交點(diǎn)即為相應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)。

根據(jù)工作應(yīng)力和點(diǎn)表示的極限應(yīng)力即可計(jì)算零件的安全系數(shù)。按最大應(yīng)力計(jì)算的安全系數(shù)為：≥受恒幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度受恒幅循環(huán)應(yīng)力時4受恒幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度注：1）應(yīng)力增長規(guī)律為時，按應(yīng)力幅計(jì)算的安全系數(shù)等與按最大應(yīng)力計(jì)算的安全系數(shù)。2）如按圖解法求安全系數(shù)，則2、（常數(shù)）應(yīng)力增長規(guī)律線規(guī)律下的極限應(yīng)力點(diǎn)3）如極限應(yīng)力點(diǎn)落在上，則需計(jì)算靜強(qiáng)度

安全系數(shù)計(jì)算公式見教材，（式（2－14）～式（2－17））受恒幅循環(huán)應(yīng)力時53、（常數(shù)）受恒幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度應(yīng)力增長規(guī)律線

安全系數(shù)計(jì)算公式見教材，（式（2－18）～式（2－21））注：對于有限壽命設(shè)計(jì)問題，須將各式中的和換成N次循環(huán)下的條件疲勞極限和。受恒幅循環(huán)應(yīng)力時6二、受復(fù)合應(yīng)力下的安全系數(shù)1塑性材料受彎扭復(fù)合應(yīng)力時的安全系數(shù)式中：、－－為單向恒幅循環(huán)應(yīng)力下的安全系數(shù)。2低塑性和脆性材料受彎扭復(fù)合應(yīng)力時的安全系數(shù)受恒幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度§2-5受變幅循環(huán)應(yīng)力時§2-5受變幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度本節(jié)只介紹規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法。一、Miner法則－－疲勞損傷線性累積假說

由最大應(yīng)力分別為、、的三個恒幅循環(huán)應(yīng)力構(gòu)成的規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力，如右圖所示。累積循環(huán)次數(shù)疲勞壽命－－壽命損傷率

顯然，在的單獨(dú)作用下，當(dāng)，壽命損傷率＝1時，就會發(fā)生疲勞破壞。受變幅循環(huán)應(yīng)力時2受變幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度Minger法則：在規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力中各應(yīng)力的作用下，損傷是獨(dú)立進(jìn)行的，并且可以線性地累積成總損傷。當(dāng)各應(yīng)力的壽命損傷率之和等于1時，則會發(fā)生疲勞破壞。即：上式即為Miner法則的數(shù)學(xué)表達(dá)式，亦即疲勞損傷線性累積假說。注：在計(jì)算時，對于小于的應(yīng)力，可不考慮。二、疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)損傷等效根據(jù)Miner法則，將規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力等效恒幅循環(huán)應(yīng)力（簡稱等效應(yīng)力）－－等效應(yīng)力的大?。刃аh(huán)次數(shù)受變幅循環(huán)應(yīng)力時3受變幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度用表示等效應(yīng)力的疲勞壽命。損傷等效即為：的壽命損傷率＝各應(yīng)力的壽命損傷率之和。即：由疲勞曲線方程可知：代入上式得：等效計(jì)算有兩種方法等效循環(huán)次數(shù)法等效應(yīng)力法（只介紹這種方法）（可看作是等效方程）受變幅循環(huán)應(yīng)力時受變幅循環(huán)應(yīng)力時零件的疲勞強(qiáng)度等效循環(huán)次數(shù)法

這種方法是首先人為選定，之后，將選定的代入上式計(jì)算出。則

將上式求出的代入疲勞曲線方程即可求出下的條件疲勞極限

則可進(jìn)一步計(jì)算零件的安全系數(shù)。（見教材的式（2－29）和式（2－30））第三章摩擦、磨損與潤滑§3-1摩擦§3-2磨損§3-3潤滑§3-4流體動力潤滑的基本原理§3-0引言引言§3-0引言

摩擦現(xiàn)象是自然界中普遍存在的物理現(xiàn)象。對于機(jī)器來講，摩擦?xí)剐式档?，溫度升高，表面磨損。過大的磨損會使機(jī)器喪失應(yīng)有的精度，進(jìn)而產(chǎn)生振動和噪音，縮短使用壽命。

世界上使用的能源大約有1/3~1/2消耗于摩擦。如果能夠盡力減少無用的摩擦消耗，便可大量節(jié)省能源。

機(jī)械產(chǎn)品的易損零件大部分是由于磨損超過限度而報廢。

潤滑是減小摩擦、減小磨損、提高機(jī)械效率的最常用最有效方法。

關(guān)于摩擦、磨損與潤滑的學(xué)科構(gòu)成了摩擦學(xué)。

本章主要介紹有關(guān)摩擦、磨損和潤滑的一些基礎(chǔ)知識。§3-1摩擦§3-1摩擦一、摩擦的分類靜摩擦動摩擦1按運(yùn)動的狀態(tài)不同分為：滑動摩擦滾動摩擦2按運(yùn)動的形式不同分為：干摩擦邊界摩擦流體摩擦混合摩擦3滑動摩擦按潤滑狀態(tài)不同分為：摩擦2摩擦二、滑動摩擦的四種摩擦狀態(tài)1）干摩擦：是指表面間無任何潤滑劑或保護(hù)膜，表面金屬直接接觸時的摩擦。2）邊界摩擦：是指兩摩擦面被吸附在表面的邊界膜隔開，摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面吸附性能的摩擦。

研究干摩擦的理論主要有：“機(jī)械理論”、“分子理論”、“機(jī)械－分子理論”等。

（由于時間按關(guān)系不細(xì)講）

其摩擦阻力最大，磨損最嚴(yán)重。摩擦3摩擦

潤滑劑中的極性分子與金屬表面相互吸引，形成定向排列的分子?xùn)?，稱為物理吸附膜。

潤滑油靠物理吸附形成邊界膜的能力，稱為油性。

潤滑劑中的活性分子靠離子鍵吸附在金屬表面上形成的吸附膜，稱為化學(xué)吸附膜。吸附膜反應(yīng)膜邊界膜分為：物理吸附膜化學(xué)吸附膜

在潤滑劑中添加入硫、磷、氯等元素，它們與表面金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的邊界膜，稱為反應(yīng)膜。

邊界摩擦靠邊界膜起潤滑作用，邊界膜的類型如下：摩擦4摩擦

３）流體摩擦：是指摩擦表面完全被流體膜隔開，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力的摩擦。

能生成反應(yīng)膜的潤滑油稱為極壓油。注：溫度對邊界膜的影響很大。溫度越高，邊界膜越容易破壞。

反應(yīng)膜在高溫下破裂后，能生成新的化合物，形成新的反應(yīng)膜，這種能力稱為極壓性。流體摩擦（或稱流體潤滑）的原理在本章第四節(jié)詳細(xì)介紹。

其摩擦系數(shù)最小，且不會產(chǎn)生磨損，是理想的摩擦狀態(tài)。摩擦5

邊界摩擦和混合摩擦在工程實(shí)際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱為邊界摩擦。4）混合摩擦：是指摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)。

混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。摩擦磨損主要是運(yùn)動副中的摩擦導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移。磨損會影響機(jī)器的效率，降低工作的可靠性，促使機(jī)器提前報廢。§3-2磨損§3-2磨損

單位時間（或單位行程、轉(zhuǎn)等）材料的損失量，稱為磨損率。

耐磨性：是指材料抵抗脫落的能力。與磨損率成倒數(shù)關(guān)系。一、典型宏觀磨損過程

磨損量時間磨合穩(wěn)定磨損劇烈磨損

一個機(jī)械零件的磨損過程大體可分為三個階段：1）磨合階段

磨合（跑合）：是指新零件在運(yùn)轉(zhuǎn)初期的磨損。磨損1

新的摩擦副表面比較粗糙，真實(shí)微觀接觸面積比較小，壓強(qiáng)大，因此運(yùn)轉(zhuǎn)初期的磨損比較快。但是，磨損以后表面的微觀凸峰降低，接觸面積增大，壓強(qiáng)減小，磨損的速度逐漸減慢。新摩擦表面的微觀形貌2）穩(wěn)定磨損階段

這個階段屬于零件的正常工作階段，磨損率穩(wěn)定且較低。這一階段的長短直接影響機(jī)器的壽命。3）劇烈磨損階段

零件經(jīng)長時間工作磨損以后，表面精度下降，效率降低，溫度升高，沖擊振動加大，導(dǎo)致磨損加劇，最終導(dǎo)致零件報廢。磨損注：應(yīng)該力求縮短磨合期，延長穩(wěn)定磨損期，推遲劇烈磨損的到來。磨損2二、磨損的類型磨損

按磨損的機(jī)理不同，機(jī)械零件的磨損大體分為四種基本類型：1）粘著磨損也稱膠合2）疲勞磨損即疲勞點(diǎn)蝕3）磨粒磨損也稱磨料磨損，4）腐蝕磨損

摩擦表面的微觀凸峰粘在一起后，在相對運(yùn)動中，材料從一個表面遷移到另一個表面，便形成粘著磨損。

是外界的硬顆?；虼植诘挠脖砻嬖谙鄬\(yùn)動中，對摩擦表面的擦傷所引起的磨損。

是高副（點(diǎn)、線接觸）機(jī)械零件的常件磨損形式。磨損3

摩擦表面在摩擦過程中，伴隨有表面材料被腐蝕的現(xiàn)象，這種情況下產(chǎn)生的磨損即為腐蝕磨損。三、減小磨損的主要方法

（1）潤滑是減小摩擦、減小磨損的最有效的方法。（2）合理選擇摩擦副材料（3）進(jìn)行表面處理（4）注意控制摩擦副的工作條件等磨損

除了上述四種基本磨損類型以外，還有侵蝕磨損、微動磨損等其他形式，由于時間關(guān)系，不多講。§3-3潤滑§3-3潤滑潤滑：是指在兩個摩擦表面之間加入潤滑劑，以減小摩擦和磨損。此外，潤滑還可起到散熱降溫，防銹、防塵，緩沖吸振等作用。一、潤滑的分類

1）流體動力潤滑：靠兩摩擦表面的相對運(yùn)動建立壓力油膜（稱為動壓油膜），兩表面被壓力油膜完全分開，實(shí)現(xiàn)流體潤滑。2）流體靜力潤滑：兩摩擦表面被外部供油裝備輸入的壓力油完全分開，強(qiáng)迫形成壓力油膜，實(shí)現(xiàn)流體潤滑。3）彈性流體動力潤滑：是指理論上為點(diǎn)、線接觸的摩擦副，在考慮表面的彈性變形等因素的基礎(chǔ)上建立的流體動力潤滑。4）邊界潤滑和混合潤滑（即邊界摩擦和混合摩擦）。潤滑劑二、潤滑劑潤滑：石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等。凡是能減小摩擦阻力，減小磨損的物質(zhì)都可作為潤滑劑。1潤滑劑的分類1）液體潤滑劑：主要有：動植物油、礦物油、水、液態(tài)金屬等。2）潤滑脂：注：潤滑油和潤滑脂在實(shí)際中應(yīng)用最廣。俗稱黃油。由潤滑油+稠化劑混合而成。潤滑脂的主要性能指標(biāo)是：錐入度，反映其稠度大小。

滴點(diǎn)，決定工作溫度。3)固體潤滑劑4）氣體潤滑劑：如空氣、氮?dú)狻⒍趸嫉?。潤滑油的主要性質(zhì)潤滑2潤滑油的主要性質(zhì)1）油性：是潤滑油吸附于摩擦表面形成邊界膜的能力。油性越好，吸附能力就越強(qiáng)。2）粘度：是表示油液內(nèi)部相對運(yùn)動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦阻力大小的性能指標(biāo)。（粘度是選擇潤滑油的主要依據(jù)）。下面分析粘度的物理意義：

兩個平行的平板之間充滿潤滑油，B板靜止，A板以速度運(yùn)動，各油層的速度呈直線分布。相鄰油層之間有相對運(yùn)動，會產(chǎn)生內(nèi)摩擦阻力。粘度潤滑研究表明：油液內(nèi)摩擦切應(yīng)力與速度梯度成正比。即式中：即為潤滑油的動力粘度。其國際單位為：（帕·秒）動力粘度與同溫度下該流體的密度之比，稱為運(yùn)動粘度。即運(yùn)動粘度

運(yùn)動粘度的國際單位是：，此單位太大，常用注：我國潤滑油的牌號就是用40℃下運(yùn)動粘度的平均值表示的。（數(shù)）影響粘度的主要因素：a)溫度溫度潤滑油的粘度（見圖3-10）添加劑潤滑b)壓力當(dāng)壓力≤5MPa時，對粘度的影響不大，可不予考慮。

當(dāng)壓力＞5MPa時，粘度隨壓力升高明顯增加，不能忽略其影響。式中：為一個大氣壓下的粘度；為粘壓指數(shù)；為壓強(qiáng)。三、添加劑

為了改善潤滑劑某些方面的性能，在潤滑劑中加入的化學(xué)合成物，稱為添加劑。

添加劑的種類很多，例如：油性添加劑、極壓添加劑、降凝劑、增粘劑等§3-4流體動力潤滑基本原理§3-4流體動力潤滑的基本原理一、形成動壓油膜的條件

先分析兩個平行平板的情況，兩板之間充滿潤滑油。平行間隙不能形成動壓油膜。

再分析兩板之間構(gòu)成楔形間隙的情況，如右圖所示。油壓分布曲線

楔形間隙能夠形成動壓油膜。

（動畫）

流體動力潤滑是指借助于兩個摩擦表面的相對運(yùn)動產(chǎn)生動壓油膜，靠油膜的壓力將兩摩擦表面完全隔開，實(shí)現(xiàn)流體潤滑。流體動力潤滑原理2形成動壓油膜的條件：1）兩摩擦表面之間必須能形成收斂的楔形間隙；3）兩表面之間必須有一定的相對運(yùn)動速度。2）兩表面之間必須連續(xù)充滿具有一定粘度的液體；二、雷諾潤滑方程

從動壓油膜中取出一個微元體，在一定假設(shè)下對其進(jìn)行受力分析，經(jīng)推導(dǎo)可得表示油膜壓力在x方向的變化率與油膜厚度

h

之間關(guān)系的方程：流體動力潤滑的基本原理詳細(xì)推導(dǎo)流體動力潤滑原理3流體動力潤滑的基本原理式中：為油壓最大處的油膜厚度；、分別為油膜中某截面處的（坐標(biāo)為x）油壓和油膜厚度。上式即為一維雷諾潤滑方程。利用雷諾方程也可解釋形成動壓油膜的條件。流體潤滑２流體潤滑原理簡介二、彈性流體動力潤滑

彈性流體動力潤滑理論是研究在點(diǎn)、線接觸條件下，兩彈性物體間的流體動力潤滑膜的力學(xué)性質(zhì)。這時的計(jì)算必須把在油膜壓力下，摩擦表面的變形的彈性方程、表述潤滑劑粘度與壓力間關(guān)系的粘壓方程與流體動力潤滑的主要方程結(jié)合起來，以求解油膜壓力分布、潤滑膜厚度分布等問題。（詳細(xì)說明）流體靜力潤滑是指借助外部供入的壓力油形成的流體膜來承受外載荷的潤滑方式。三、流體靜力潤滑（詳細(xì)說明）

采用流體靜力潤滑可在兩個靜止且平行的摩擦表面間形成流體膜，其承載能力不依賴于流體粘度，故能用粘度極低的潤滑劑，且既可使摩擦副有較高的承載能力，又可使摩擦力矩降低。

第五章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動§5-1螺紋§5-2螺紋聯(lián)接§5-3單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算§5-6螺旋傳動§5-5提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施§5-4螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算§5-0引言引言§5-0引言

由于使用、結(jié)構(gòu)、制造、裝配、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑颍瑱C(jī)器中很多零件需要彼此聯(lián)接。機(jī)械零件之間的聯(lián)接分為：被聯(lián)接件之間相互完全固定。被聯(lián)接件之間能產(chǎn)生一定的相對運(yùn)動。例如：運(yùn)動副。靜聯(lián)接：動聯(lián)接：本課程介紹的聯(lián)接主要是靜聯(lián)接。聯(lián)接的類型：螺紋聯(lián)接鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接彈性環(huán)聯(lián)接等鉚接焊接粘接聯(lián)接可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接過盈聯(lián)接（介于兩者之間）§5-1螺紋§5-1螺紋一、螺紋的主要參數(shù)大徑d－－是螺紋的公稱直徑。小徑d1－－常用于強(qiáng)度計(jì)算。中徑d2－－常用于幾何計(jì)算。螺距P－－相鄰兩螺紋牙上對應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程S－－沿螺紋上同一條螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離，S=nP。線數(shù)n－－螺紋的螺旋線數(shù)目。牙型角a－－在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。牙型斜角β－－在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型一側(cè)邊與螺紋軸線的垂線之間的夾角。螺紋的類型螺紋升角y－－螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。螺紋二、螺紋的類型螺紋分為外螺紋內(nèi)螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋左旋右旋常用右旋效率較高，主要用于螺旋傳動此外，還有管螺紋：主要用于管路的聯(lián)接。按牙型的不同分為普通螺紋：矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋（詳見表5－1）效率低，易自鎖，多用于聯(lián)接。詳細(xì)介紹§5-2螺紋聯(lián)接§5-2螺紋聯(lián)接一、螺紋聯(lián)接的基本類型受拉螺栓聯(lián)接（普通螺栓聯(lián)接）受剪螺栓聯(lián)接（鉸制孔用螺栓聯(lián)接）1）螺栓聯(lián)接2）雙頭螺柱聯(lián)接3）螺釘聯(lián)接4）緊定螺釘聯(lián)接（詳見表5－2）詳細(xì)說明

螺栓、螺柱、螺釘、螺母等稱為螺紋聯(lián)接件。在機(jī)械制造中常用螺紋聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)型式和尺寸都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時可以根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用。虛擬現(xiàn)實(shí)中的螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的擰緊螺紋聯(lián)接二、螺紋聯(lián)接的擰緊

大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時就已經(jīng)擰緊，稱之為預(yù)緊。預(yù)緊使聯(lián)接中的零件所受的力稱為預(yù)緊力，用

F′表示

。

預(yù)緊的目的：增大聯(lián)接的剛性；提高緊密性；防松。

預(yù)緊力的控制：

通常，通過控制擰緊力矩M

來控制預(yù)緊力。預(yù)緊力和預(yù)緊力矩之間的關(guān)系：

注意：對于重要的聯(lián)接，盡可能不采用直徑過小(＜M12)的螺栓。

可采用測力矩扳手或定力矩扳手控制擰緊力矩。對于重要的螺栓聯(lián)接，也可以通過控制螺栓的伸長量來控制預(yù)緊力。紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接三、螺紋聯(lián)接的防松

螺紋聯(lián)接一般都能滿足自鎖條件不會自動松脫。但在沖擊、振動或變載荷作用下，或在溫度變化較大的情況下，螺紋聯(lián)接可能會產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。防松的本質(zhì)在于防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。按工作原理的不同，防松方法分三類：（詳見表5－3）摩擦防松機(jī)械防松永久止動詳細(xì)說明§5-3單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度§5-3單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

本節(jié)以螺栓聯(lián)接為代表，討論強(qiáng)度計(jì)算問題，其方法和結(jié)論也適用于其他形式的螺紋聯(lián)接。

螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算的目的是：確定防止失效所需的螺栓直徑。

聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算內(nèi)容，根據(jù)其可能的失效形式而定。螺紋聯(lián)接的受載形式基本分為：采用受拉螺栓可用受剪螺栓，也可用受拉螺栓。軸向載荷（沿軸線方向）：橫向載荷（⊥軸線方向）：下面按螺栓類型和受載形式的不同，分別討論其強(qiáng)度計(jì)算方法。一、受剪螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算其主要失效形式為：螺栓被剪斷孔壁被壓潰受剪螺栓的強(qiáng)度2）螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：1）螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為：式中：Fs－螺栓所受的工作剪力（N）；

ds－螺栓剪切面的直徑（mm）；

m－螺栓受剪面數(shù)；－螺栓的許用切應(yīng)力，見表5－9。單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算式中：

h－計(jì)算對象（即最小者）的擠壓面高度（mm）；－計(jì)算對象的許用擠壓應(yīng)力（Mpa)，見表5－9。受拉螺栓的強(qiáng)度單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算二、受拉螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算受拉螺栓聯(lián)接松聯(lián)接：不預(yù)緊的。緊聯(lián)接：預(yù)緊的。1.松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算工作中，松螺栓只受工作拉力

F

。

強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)式為：≥式中：d1－螺紋小徑（mm）；－螺栓的許用拉應(yīng)力（Mpa)。實(shí)例

受拉螺栓的失效形式主要是：螺紋部分的塑性變形。螺桿的疲勞斷裂。僅受預(yù)緊力的螺栓聯(lián)接單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算2.緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算1）僅受預(yù)緊力F′的緊螺栓聯(lián)接

這種聯(lián)接在擰緊的瞬間最危險，此時：F′引起的拉應(yīng)力：

此外，還有擰緊力矩M

引起的切應(yīng)力。經(jīng)分析推導(dǎo)可知：按第四強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力，則承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件為：單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)式為：2）承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接

如右圖所示的氣缸蓋上的聯(lián)接即屬此種類型。

雖然，這種螺栓是在受預(yù)緊力F′的基礎(chǔ)上，又受工作拉力F。但是，螺栓的總拉力

。為什么？承受軸向載荷的緊螺栓2預(yù)緊時受工作載荷后F″－剩余預(yù)緊力螺栓：被聯(lián)接件：螺栓的總拉力為單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算bFdμ￠承受軸向載荷的緊螺栓3可用載荷變形圖分析各力之間的關(guān)系。螺栓的剛度：Cb被聯(lián)接件的剛度：Cm力變形力變形力變形則螺栓的總拉力

或?qū)懗桑菏芰ψ冃蝿赢媶蝹€螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算承受軸向載荷的緊螺栓4單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算令，稱為螺栓的相對剛度，其值見表5－4。

為保證聯(lián)接的緊密性，應(yīng)使F″

＞0

。通常根據(jù)工作拉力F的性質(zhì)確定F″。（見教材P88）

設(shè)計(jì)中，根據(jù)F確定F″計(jì)算滿足F″所需的F′計(jì)算總拉力計(jì)算螺栓的強(qiáng)度。a)靜強(qiáng)度計(jì)算（F不變化時）強(qiáng)度條件為：≤注：式中“

1.3”

考慮的是工作中可能的補(bǔ)充擰緊引起的切應(yīng)力的影響。設(shè)計(jì)式為：≥螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力1b)疲勞強(qiáng)度計(jì)算（F變化時）

當(dāng)工作拉力在0～F之間變化時，螺栓的總拉力在～之間變化。則螺栓的應(yīng)力幅強(qiáng)度條件≤許用應(yīng)力幅單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算三、螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力螺栓、螺釘、螺柱性能等級示例：，含義為（見表5－5）a)靜強(qiáng)度計(jì)算的許用拉應(yīng)力式中：S－安全系數(shù)。松螺栓聯(lián)接：S=1.2～1.7緊螺栓聯(lián)接：S

的值見表5－7。說明螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力2b)疲勞強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力幅式中：、－見表5－8。：可按經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算－見表5－7。c)受剪螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力，見表5－9。單個螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算§5-4螺栓組聯(lián)接受力分析目的：求出螺栓組中受力最大的螺栓及其所受的力，以便進(jìn)行螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。假設(shè)：所有螺栓的剛度和預(yù)緊力均相同；被聯(lián)接件為剛體；各零件的變形在彈性范圍內(nèi)?！?-4螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算一、承受軸向載荷時

當(dāng)通過螺栓組形心時，各螺栓所受的工作載荷相等。則螺栓個數(shù)注：如不通過螺栓組的形心，應(yīng)向形心平移后再計(jì)算。螺栓組聯(lián)接的基本受載類型有四種：受橫向載荷1二、受橫向載荷時1）用受拉螺栓

螺栓預(yù)緊后在被聯(lián)接件的接觸面上產(chǎn)生正壓力，靠由此產(chǎn)生的摩擦力承受。

保證被聯(lián)接件不相對滑動，須滿足：則所需預(yù)緊力為式中：K－可靠性系數(shù)，見教材P94。

－結(jié)合面的摩擦因數(shù)。見教材P94。m－結(jié)合面數(shù)。注：為減小螺栓直徑，可采用減載措施。說明螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算受橫向載荷22）用受剪螺栓

通過螺栓組形心時，在前述假設(shè)下，各螺栓承受的橫向力相等。則注：a)不通過螺栓組形心時，向形心平移后再計(jì)算。b)沿方向上的受剪螺栓個數(shù)不宜過多。螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算承受轉(zhuǎn)矩T時1三、承受轉(zhuǎn)矩T時1）用受拉螺栓

靠結(jié)合面上的摩擦力承受T。

保證底板在T作用下不轉(zhuǎn)動，須滿足≥則所需預(yù)緊力≥式中：、－見教材P94。螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算O承受轉(zhuǎn)矩T時22）用受剪螺栓螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算

在前述假設(shè)下，各螺栓所受的工作剪力與其中心到底板中心的距離成正比。底板的靜力平衡方程為聯(lián)立兩式求解，得最大工作剪力即O受翻轉(zhuǎn)力矩M時1螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算四、受傾翻力矩M時M

在M作用下，底板有繞通過螺栓組形心的軸線O轉(zhuǎn)動的趨勢。

在前述假設(shè)下，各螺栓所受的工作拉力與其中心到翻轉(zhuǎn)軸線的距離成正比。即底板的靜力平衡方程為聯(lián)立兩式求解，得最大工作拉力受翻轉(zhuǎn)力矩M時2為防止結(jié)合面受壓最小處出現(xiàn)間隙，要求：為防止結(jié)合面受壓最大處被壓潰，要求：式中：A－結(jié)合面的面積（mm2）。W－結(jié)合面的抗彎截面模量（mm3）。－許用擠壓應(yīng)力（Mpa），見表5－9。螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算注：實(shí)際中，螺栓組往往同時承受兩種或兩種以上的載荷。實(shí)例螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算例：如圖所示的支架受F力。

將F力分解并向螺栓組形心及結(jié)合面平移，得：軸向載荷橫向載荷翻轉(zhuǎn)力矩設(shè)計(jì)中，需要防止如下四種可能的失效形式：上沿開縫；下沿壓潰支架下滑；需要足夠大的。螺栓拉斷；需要足夠大的螺栓直徑。§5-5提高螺栓強(qiáng)度的措施§5-5

提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施可從以下幾個方面提高螺栓的強(qiáng)度。4）采用合理的制造工藝。2）減小螺栓的應(yīng)力幅。3）減小附加彎曲應(yīng)力。1）改善各螺紋牙受載不均的現(xiàn)象。

工作中，螺栓受拉，螺母受壓，從而產(chǎn)生螺距差，導(dǎo)致旋合的各圈螺紋牙受載不均。見圖5－20。改善措施：采用懸置螺母、環(huán)槽螺母、內(nèi)斜螺母。采用鋼絲螺套。分析見圖5－23。（）減小增大均可使減小。措施：冷鐓、碾壓、氮化、噴丸等工藝均可提高螺栓的強(qiáng)度。說明見圖5－27。凸臺、沉頭座斜墊圈、球面墊圈措施：分析見圖5－20。螺紋聯(lián)接組的設(shè)計(jì)1螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接時，關(guān)鍵是聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它是根據(jù)被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接的用途，確定螺栓數(shù)目和分布形式。為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證聯(lián)接結(jié)合面受力均勻，通常聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀都設(shè)計(jì)成軸對稱的簡單幾何形狀。螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。

為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成4、6、8等偶數(shù)。避免螺栓承受附加的彎曲載荷。說明說明說明一、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

各螺栓之間的距離大小既要保證聯(lián)接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應(yīng)留有足夠的扳手空間。大多數(shù)機(jī)械中螺栓都是成組使用的。

螺栓組聯(lián)接的受載類型螺栓組聯(lián)接的受載類型螺栓組聯(lián)接的基本受載類型：

2．受橫向載荷FSFS4．受傾覆力矩OM3．受轉(zhuǎn)矩riOT1．受軸向載荷FFS螺旋傳動1螺旋傳動一、螺旋傳動的類型和應(yīng)用傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋調(diào)整螺旋螺旋傳動按其螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，又可分為：說明滑動螺旋滾動螺旋靜壓螺旋說明

螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，同時傳遞動力。螺旋傳動按其用途不同，可分為以下三種類型:

螺旋機(jī)構(gòu)在機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、起重設(shè)備、鍛壓機(jī)械、測量儀器、工具、夾具、玩具及其他工業(yè)裝備中有著廣泛的應(yīng)用。

螺旋傳動常見的運(yùn)動形式有：螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動或螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動。

螺旋傳動2螺旋傳動二、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料1．滑動螺旋的結(jié)構(gòu)整體螺母組合螺母剖分螺母螺母結(jié)構(gòu):

滑動螺旋的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。

螺桿的材料要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。螺母的材料除了要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料相配合時摩擦系數(shù)小和耐磨。2．滑動螺旋的材料說明

螺旋傳動3螺旋傳動三、滑動螺旋傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算主要失效形式:螺牙的磨損

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按抗磨損確定直徑，選擇螺距；校核螺桿、螺母強(qiáng)度等。設(shè)計(jì)方法和步驟：1．耐磨性計(jì)算

滑動螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力，其強(qiáng)度條件：設(shè)計(jì)公式：令則得：一般值越大，螺母越厚，螺紋工作圈數(shù)越多。。式中:30o鋸齒形螺紋矩形和梯形螺紋螺紋工作高度

螺旋傳動4螺旋傳動

依據(jù)計(jì)算出的螺紋中徑，按螺紋標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的直徑和螺距。驗(yàn)算：若不滿足要求，則增大螺距。對有自鎖性要求的螺旋傳動，應(yīng)校核自鎖條件：2．螺桿的強(qiáng)度計(jì)算

對于受力比較大的螺桿，需根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險截面的計(jì)算應(yīng)力：螺桿的強(qiáng)度條件：式中，F(xiàn)為螺桿所受的軸向壓力（或拉力），T為螺桿所受的扭矩，

螺旋傳動5螺旋傳動3．螺母螺牙的強(qiáng)度計(jì)算螺牙上的平均壓力為：F/u4．螺母外徑與凸緣的強(qiáng)度計(jì)算5．螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算詳細(xì)說明詳細(xì)說明

對于支撐螺母，需要校核螺母本體的強(qiáng)度。

對于長徑比較大的受壓螺桿，需要校核壓桿的穩(wěn)定性，要求螺桿的工作壓力F要小于臨界載荷Fcr傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋精密螺桿或水平安裝其危險截面a–a

的剪切強(qiáng)度條件和彎曲強(qiáng)度條件分別為：

第六章鍵、花鍵、銷和成形聯(lián)接§6-1鍵聯(lián)接§6-3銷聯(lián)接§6-2花鍵聯(lián)接§6-4成形聯(lián)接

鍵和花鍵聯(lián)接是最常用的軸轂聯(lián)接方式，屬于可拆聯(lián)接。主要用于軸和輪轂之間的周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩。

銷聯(lián)接也常用于軸轂聯(lián)接，此外，還常用來確定零件之間的相對位置（定位銷），或用作安全保護(hù)裝置（安全銷）?！?-1鍵聯(lián)接1

平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底面之間留有間隙。靠鍵與鍵槽側(cè)面的相互擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。1．平鍵聯(lián)接§6-1

鍵聯(lián)接一、鍵聯(lián)接的類型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)松聯(lián)接緊聯(lián)接鍵聯(lián)接平鍵半圓鍵斜鍵切向鍵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，對中性好。

鍵都是標(biāo)準(zhǔn)件，其尺寸和鍵槽尺寸都有國家標(biāo)準(zhǔn)。鍵聯(lián)接2詳細(xì)說明平鍵普通平鍵：導(dǎo)向平鍵滑鍵分為A型、B型、C型。用于靜聯(lián)接，應(yīng)用極為廣泛。鍵聯(lián)接

導(dǎo)向平鍵固定在軸上的鍵槽中，用于移動量不大的場合。

滑鍵固定在輪轂上，與輪轂一起在軸上的鍵槽中移動，用于移動量較大的場合。（見圖6－1）用于動聯(lián)接。（見圖6－2）特點(diǎn)：安裝方便。但對軸的削弱較大。常用于錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。詳細(xì)說明2．半圓鍵聯(lián)接

鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中擺動，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度。鍵聯(lián)接3楔鍵的上、下面為工作面，鍵的上表面及輪轂鍵槽底面均有1:100的斜度。工作時，鍵的上下面分別與輪轂和軸的鍵槽底面相互壓緊。3．楔鍵聯(lián)接詳細(xì)說明普通楔鍵：鉤頭楔鍵：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，能承受單向的軸向力。但對中性很差。用于低速、輕載和對中性要求不高的場合。鍵聯(lián)接分為A、B、C三型。便于拆卸。鍵聯(lián)接44．切向鍵由兩個斜度為1:100的楔鍵組成。一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時，須用互成120°～130°角的兩個鍵。詳細(xì)說明特點(diǎn)：承載能力很大，但對中性差。常用于對中精度要求不高的重型機(jī)械中。二、鍵的選擇和強(qiáng)度校核1．鍵的尺寸選擇詳細(xì)說明平鍵的截面尺寸b×h：

根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得；鍵長L：應(yīng)略短于輪轂的寬度，并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸系列。導(dǎo)向平鍵的長度根據(jù)輪轂寬度及滑動距離確定。鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接52．平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核

普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）

導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動聯(lián)接）一般只校核擠壓強(qiáng)度。通常只進(jìn)行耐磨性計(jì)算。靜聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度條件為:動聯(lián)接的耐磨性計(jì)算條件為：式中：；l：為鍵的接觸長度。鍵聯(lián)接其主要失效形式：工作面的壓潰。其主要失效形式：工作面的過度磨損。鍵聯(lián)接6例題[sp]、[p]：為許用應(yīng)力和許用壓強(qiáng)。（見表6－1）注：當(dāng)強(qiáng)度不足時，可適當(dāng)增加鍵長或采用兩個鍵按180o布置?？紤]到兩個鍵的載荷分布不均勻性，在強(qiáng)度校核中可按1.5個鍵計(jì)算。圓頭平鍵：平頭平鍵：單圓頭平鍵：鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接1§6-2花鍵聯(lián)接

花鍵聯(lián)接由具有縱向鍵齒的外花鍵（花鍵軸）和內(nèi)花鍵（花鍵孔）組成。鍵齒側(cè)面是工作面?？捎糜陟o聯(lián)接，也可用于動聯(lián)接。特點(diǎn)：承載能力高，對中性和導(dǎo)向性好，對軸的削弱小。一般用于定心精度要求高、載荷較大的場合。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。花鍵聯(lián)接矩形花鍵：漸開線花鍵一、花鍵聯(lián)接的特點(diǎn)花鍵聯(lián)接2花鍵聯(lián)接矩形花鍵：鍵齒形狀簡單，加工方便，可通過磨削獲得高精度。國家標(biāo)準(zhǔn)采用小徑定心（定心精度高）。漸開線花鍵：強(qiáng)度高，承載能力大，壽命長；工藝性好，加工精度高；有自動定心作用。詳細(xì)說明壓力角＝30°壓力角＝45°（三角形花鍵）漸開線花鍵：齒數(shù)多，模數(shù)小。多用于軸與薄壁零件之間的聯(lián)接。有：大徑、小徑和齒寬三種定心方式。分為：輕、中兩個系列。二、花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算

其主要失效形式是工作面被壓潰（靜聯(lián)接）或工作面過度磨損（動聯(lián)接）。靜聯(lián)接：動聯(lián)接：式中:花鍵聯(lián)接3[sp]、[p]為花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng)，見表6－2。矩形花鍵鍵的工作高度為：漸開線花鍵a=30°，h=ma=45°，h=0.8m花鍵聯(lián)接§6-3銷聯(lián)接按用途不同，一般分為：定位銷、聯(lián)接銷、安全銷。按結(jié)構(gòu)形式不同分為：圓柱銷、圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等。銷聯(lián)接主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其他零件的聯(lián)接。銷聯(lián)接詳細(xì)說明詳細(xì)說明銷的材料為35、45鋼（開口銷為低碳鋼）。槽銷銷軸和開口銷開尾圓錐銷圓柱銷圓錐銷內(nèi)螺紋圓錐銷

型面聯(lián)接是用非圓截面的柱面體或錐面體的軸與相同輪廓的轂孔配合以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩的可拆聯(lián)接，它是無鍵聯(lián)接的一種型式。

在家用機(jī)械、辦公機(jī)械等中，采用了大量的壓鑄、注塑零件。要注塑出各種各樣的非圓形孔是毫無困難的，故型面聯(lián)接的應(yīng)用獲得了發(fā)展。應(yīng)用較多的是帶切口圓形和正六邊形型面。

由于型面聯(lián)接要用到非圓形孔，以前因其加工困難，限制了型面聯(lián)接的應(yīng)用。一、型面聯(lián)接無鍵聯(lián)接型面聯(lián)接

更多介紹脹緊聯(lián)接脹套的尺寸選擇：無鍵聯(lián)接

脹緊聯(lián)接是在轂孔與軸之間裝入脹緊聯(lián)接套（簡稱脹套），在軸向力作用下，同時脹緊軸與轂而構(gòu)成的一種靜聯(lián)接。

各型脹套已標(biāo)準(zhǔn)化，選用時可根據(jù)軸、轂尺寸及傳遞載荷大小，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇合適的型號和尺寸。選擇時應(yīng)滿足：傳遞轉(zhuǎn)矩時傳遞軸向力時傳遞聯(lián)合作用的轉(zhuǎn)矩和軸向力時鍵聯(lián)接4二、脹緊聯(lián)接更多介紹

當(dāng)一個脹套不滿足要求時，可用兩個以上的脹套串聯(lián)使用，此時總的額定載荷為：m為額定載荷系數(shù)。

第八章帶傳動§8-1概述§8-2帶傳動的工作情況分析§8-3普通Ｖ帶傳動設(shè)計(jì)§8-4普通Ｖ帶輪§8-5帶傳動的張緊裝置§8-6新型帶傳動簡介概述由主動輪、從動輪和傳動帶組成?！?-1概述

嚙合型帶傳動：靠帶上的齒和帶輪上的齒相互嚙合傳遞運(yùn)動和動力。也稱為

同步帶傳動1．帶傳動的組成2．傳動原理本章主要介紹摩擦帶傳動。主動輪從動輪

摩擦型帶傳動：靠帶和帶輪間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力。帶傳動的特點(diǎn)和類型3．帶傳動的類型平帶傳動：V帶傳動：多楔帶傳動：應(yīng)用不太廣，例如：高速磨床。常多根并用，承載能力大。應(yīng)用最為廣泛相當(dāng)于多個小V帶組成，兼有平帶傳動和Ｖ帶傳動的優(yōu)點(diǎn)。適用于輕載的場合，例如：縫紉機(jī)。工作面工作面概述按截面形狀的不同，摩擦帶傳動分為：圓帶傳動：平帶傳動分為：開口傳動；交叉?zhèn)鲃雍桶虢徊鎮(zhèn)鲃樱ㄒ妶D8－2b）。（帶的類型→）帶傳動概述4概述2.帶有彈性，能緩沖減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音?。?.摩擦帶傳動過載時帶與帶輪打滑，以此保護(hù)其他零件。缺點(diǎn)：1.帶的壽命短，在有油的場合，壽命更短；2.對摩擦帶傳動，傳動比不恒定；優(yōu)點(diǎn)：1.適用于中心距較大的傳動，4．帶傳動的特點(diǎn)在各類機(jī)械中應(yīng)用廣泛，但摩擦帶傳動不適用于對傳動比有精確要求的場合。5．帶傳動的應(yīng)用通常，傳遞的功率≤700kW；帶速一般為5～25m/s；傳動比i

≤7。3.效率較低。4.結(jié)構(gòu)簡單，成本低；§8-2帶傳動的工作情況分析兩個名詞：（1）包角

1

，2（2）中心距a一、受力分析尚未工作狀態(tài)

帶傳動尚未工作時，帶所受的拉力稱為張緊力，用F0表示。工作狀態(tài)

帶傳動工作時，一邊拉緊，稱為緊邊；另一邊放松，稱為松邊。松邊拉力緊邊拉力設(shè)帶的總長度不變，則

F1－F0＝F0－F2即：F1＋F2＝2F0主動從動（1）§8-2帶傳動的工作情況分析帶傳動的工作情況分析有效拉力F＝F1－F2有效拉力F（N）的大小取決于所傳遞的功率P（kW）。即帶速（m/s）

有效拉力F是由帶與帶輪接觸面上的摩擦力提供的。當(dāng)傳遞的功率超過極限摩擦力（即過載）時，將發(fā)生“打滑”現(xiàn)象。打滑是由過載引起的一種失效形式。纏繞在帶輪上的帶作圓周運(yùn)動，帶的全長都將受到離心拉力：式中：q－每米帶長的質(zhì)量，kq/m。（2）受力分析1受力分析2由上面公式可知：即將打滑時，有效拉力達(dá)到最大。此時，F(xiàn)1和F2之間的關(guān)系為：

摩擦因數(shù)－－－－－－歐拉公式忽略離心拉力時（3）由（1）、（2）、（3）式整理得：最大有效拉力

預(yù)緊力F0↑，則Fmax↑

包角α↑，則Fmax↑

摩擦因數(shù)

↑，則Fmax↑帶傳動的工作情況分析應(yīng)力分析在工作中，帶所受的應(yīng)力有：二、帶傳動的應(yīng)力分析注：1）打滑總是發(fā)生在小輪上。2）對于V帶傳動，各式中的應(yīng)換為當(dāng)量摩擦因數(shù)。（推導(dǎo)詳見教材P141）松邊拉應(yīng)力：（作用于帶的全長）2）離心拉應(yīng)力：1）緊邊拉應(yīng)力：；顯然，V帶傳動比平帶傳動產(chǎn)生的摩擦力大，承載能力大。帶傳動的工作情況分析應(yīng)力分析3）彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力分析詳見→式中：E－－帶的彈性模量（Mpa）h－－帶的厚度（mm）－－帶輪的直徑（mm）帶中的應(yīng)力分布見圖8－5。緊邊剛繞上小帶輪處應(yīng)力最大。帶受變應(yīng)力作用，會產(chǎn)生“疲勞破壞”－－是帶傳動的另一失效形式。帶的疲勞強(qiáng)度條件：≤小輪上的彎曲應(yīng)力許用應(yīng)力帶傳動的工作情況分析彈性滑動三、帶傳動的彈性滑動

帶傳動中由于帶的彈性和拉力差所引起的帶與帶輪之間的微小相對滑動，稱為彈性滑動?？紤]彈性滑動時，傳動比為：（演示→）主動輪后果：＜用滑動率表示彈性滑動的程度。通常，，一般工程計(jì)算可以忽略不計(jì)，則帶傳動的工作情況分析§8-3普通Ｖ帶傳動設(shè)計(jì)小大§8-3普通Ｖ帶傳動設(shè)計(jì)Ｖ帶的截面尺寸V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、聯(lián)組V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣，本節(jié)主要介紹普通V帶傳動。

普通V帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，是無接頭的環(huán)形帶。（詳見圖8-8）包布頂膠承載層底膠

七種截型：Y，Z，A，B，C，D，E（見表8-1）

基準(zhǔn)長度：沿節(jié)面量得的周線長度。1.普通V帶（標(biāo)準(zhǔn)系列見表8－2）一、普通V帶及V帶輪（h/bp≈0.7）注：V帶在帶輪上彎曲時，帶中保持原有長度不變的周線稱為節(jié)線；由全部節(jié)線組成的面稱為節(jié)面；節(jié)面寬度稱為節(jié)寬，用表示。節(jié)面（詳細(xì)介紹）V帶輪2.普通V帶輪輪緣輪轂注：輪槽的楔角應(yīng)比普通V帶的楔角（40°）小。為什么？（輪槽）輪槽尺寸（見表8－10）?；鶞?zhǔn)直徑：V帶輪的典型結(jié)構(gòu)：實(shí)心式腹板式孔板式

輪輻式（詳細(xì)介紹）（見圖8－12）輪槽寬度等于