1、機械設計基礎課程教學教案（參考課堂教學學時：56）（汽車維修教研室）0緒論學時分配：1教學內容：0.1弓1言0.3.2本課程要求的先修課程0.2本課程研究的對象和內容0.3.3本課程的目的和特點0.2.1機械的特征0.4機械設計的基本要求和一般過程0.2.2機器、機構、構件和零件0.4.1機械設計應滿足的基本要求0.2.3機械設計基礎研究的對象和內容0.4.2機械設計的一般過程0.3本課程的目的和特點0.3.1重要的技術基礎課教學要點：重點介紹本課程的性質、研究對象、學習目的、課程特點和學 習方法，簡單介紹機械設計的一般步驟和方法。特別注意講清楚機械、機 器與機構之間的區別，通用零件與專用零件

2、的分類。1 平面機構及其自由度學時分配：3教學內容：1.1運動副及其分類1.1.1自由度1.1.2運動副1.2平面機構運動簡圖1.2.1機構運動簡圖及作用1.2.2構件的分類1.2.3繪制機構運動簡圖的步驟1.3平面機構的自由度及其計算1.3.1平面機構的自由度1.3.2機構具有確定運動的條件1.3.3計算機構自由度時應注意的事項1.4速度瞬心及其在機構速度分析中應用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應用教學要點：重點介紹機構、運動副、運動鏈、自由度與約束及機構具有確 定運動的條件等基本概念、機構運動簡圖的繪制和機構自由度的計算及機 構具有確定運動的條件； 簡單

3、介紹速度瞬心 （包括絕對瞬心和相對瞬心）的基本概念和用“三心定理”確定一般平面機構各瞬心位置的方法。平面機構自由度分析和計算也是本章學習的重點。復合鉸鏈、局部自由度和虛 約束的判斷是正確計算自由度的關鍵。講解機構運動簡圖繪制時，應安排 一次機構運動簡圖測繪實驗，以提高教學效果。2 平面連桿機構學時分配：4教學內容:2.1概述2.2鉸鏈四桿機構的基本類型和特性2.2.1曲柄搖桿機構2.2.2雙曲柄機構2.2.3雙搖桿機構2.3鉸鏈四桿機構的力學特性2.3.1鉸鏈四桿機構曲柄存在條件2.3.2急回運動2.3.3壓力角和傳動角2.3.4死點位置2.4鉸鏈四桿機構的演化2.4.1移動副取代轉動副的演化

4、2.4.2變更機架的演化2.4.3變更桿長的演化2.4.4擴大回轉副的演化2.5平面四桿機構的設計2.5.1平面連桿機構設計的基本問題2.5.2按照給定的行程速比系數設計四桿機構2.5.3按給定連桿位置設計四桿機構2.5.4按照給定兩連架桿對應位置設計四桿機構2.5.5按給定點運動軌跡設計四桿機構2.6平面多桿機構簡介教學要點：重點介紹四桿機構的組成、基本形式、壓力角和傳動角、死點位置、急回特性及其計算、曲柄存在的條件、桿機構的基本演化方法和典 型桿機構的設計方法；簡單介紹平面多桿機構。平面四桿機構的設計是本 章的一個難點。不同的設計任務和設計要求，應采用不同的設計方法。圖 解法直觀，易理解，

5、常用于解決給定位置的設計任務。解析法精確，借助 解析法程序、優化設計程序，大大提高解析法的設計能力，已能完成復雜 要求的的設計任務。3 凸輪機構學時分配：4教學內容:3.1凸輪機構的應用和分類3.1.1應用舉例3.1.2凸輪機構分類3.1.3凸輪機構的特點3.2從動件的常用運動規律3.2.1術語介紹3.2.2幾種常見的從動件運動規律3.3圖解法設計凸輪輪廓3.3.1繪制原理3.3.2幾種常見的凸輪輪廓的繪制3.4解析法設計凸輪輪廓簡介3.5設計凸輪機構應注意的問題3.5.1滾子半徑的選擇3.5.2壓力角的校核3.5.3基圓半徑對凸輪機構的影 響教學要點：重點介紹凸輪機構的組成、分類及特點。注意

6、講解清楚盤形 凸輪、移動凸輪和圓柱凸輪之間的轉化關系。凸輪一般作連續等速轉動， 從動件可作連續或間歇的往復運動或擺動。凸輪機構的種類很多，各具特 色。凸輪機構的優點：只需設計出合適的凸輪輪廓，就可使從動件獲得所 需的運動規律：結構簡單、緊湊、設計方便。它的缺點：凸輪與從動件之 間易于磨損：凸輪輪廓較復雜，加工困難；從動件的行程不能過大。介 紹從動件常用的運動規律。凸輪的輪廓是由從動件運動規律決定的，因此 了解從動件常用的運動規律及其特點是十分重要的。只有某種運動規律的 加速度曲線是連續變化的，這種運動規律才能避免沖擊。等速運動規律在某些點的加速度在理論上為無窮大，所以有剛性沖擊；而等加速等減速

7、運 動規律在某些點的加速度會出現有限值的突然變化，所以有柔性沖擊。 介紹圖解法繪制凸輪輪廓的基本方法。圖解法繪制凸輪輪廓是按照相對運 動原理來繪制凸輪的輪廓曲線的，也就是“反轉法”。用“反轉法”繪制 凸輪輪廓主要包含三個步驟：將凸輪的轉角和從動件位移線圖分成對應的 若干等份；用“反轉法”畫出反轉后從動件各導路的位置；根據所分的等 份量得從動件相應的位移，從而得到凸輪的輪廓曲線。設計凸輪機構應 注意的問題。在選擇滾子半徑，必須保證滾子半徑小于理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑；在確保運動不失真的情況下，可以適當增大滾子半徑，以減小凸輪與滾子之間的接觸應力。為了確保凸輪機構的運動性能，應對 凸輪輪廓各

8、處的壓力角進行校核， 檢查其最大壓力角是否超過許用值。 如 果最大壓力角超過了許用值，一般可以通過增加基圓半徑或重新選擇從動 件運動規律，以獲得新的凸輪輪廓曲線，來保證凸輪輪廓上的最大壓力角 不超過壓力角的許用值。4 齒輪機構學時分配：4教學內容:4.1弓1言4.2齒輪機構的特點及類型4.2.1齒輪機構的優缺點4.2.2齒輪機構的分類4.3齒廓嚙合基本定律4.3.1齒輪嚙合基本定律4.3.2共軛齒廓4.3.3節點和節圓4.4漸開線性質及漸開線齒廓4.4.1漸開線的形成4.4.2漸開線的性質4.4.3漸開線齒廓及嚙合特點4.5漸開線直齒圓柱齒輪各部分的名稱和尺寸計算4.6漸開線標準齒輪的嚙合傳動

9、4.6.1正確嚙合的條件4.6.2標準中心距4.6.3壓力角與嚙合角4.6.4重合度4.7漸開線齒廓的加工原理及變位齒輪的概念4.7.1成形法4.7.2范成法4.7.3根切現象和最少齒數4.7.4變位齒輪4.8平行軸斜齒齒輪機構4.8.1斜齒輪的共軛齒廓曲面4.8.2平行軸漸開線斜齒輪正確嚙合的條件4.8.3斜齒輪各部分名稱和幾何尺寸計算4.8.4斜齒輪法向參數為標準值4.8.5斜齒輪傳動的重合度4.8.6斜齒輪的當量齒數4.8.7斜齒輪的優缺點4.8.8斜齒輪的螺旋角4.9圓錐齒輪機構4.9.1圓錐齒輪概述4.9.2背錐和當量齒數4.9.3直齒圓錐齒輪幾何尺寸計算教學要點：齒輪傳動的最基本要

10、求之一是其瞬時角速度比必須保持恒 定。通過分析一對齒輪的傳動關系導出了齒廓嚙合基本定律，同時引出了 共軛齒廓、節點和節圓等基本概念；漸開線的形成決定了漸開線的性質, 由于漸開線齒廓具有眾多的優點，所以漸開線齒輪是目前使用最廣的齒 輪；漸開線齒輪的各部分的名稱、符號和計算公式等由標準規定，不宜 隨意改動；標準齒輪采用標準壓力角、標準模數、標準齒頂高系數和徑 向間隙系數；漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件是模數相等、壓力角相 等，斜齒輪還應滿足螺旋角大小相等，方向相反。由此可見，直齒輪的互 換性較好，斜齒輪一般是成對設計的；重合度的大小，反映出同時嚙合 的齒對數的多少，斜齒輪有較大的重合度；當用范成法

11、加工齒輪時，若 被加工的齒輪齒數較少時會出現根切， 由此引出了最少齒數的概念； 變 位齒輪的許多的優點，在實現齒輪機構中廣為使用，應進一步增加部分內 容；斜齒輪的法面參數為標準的，端面參數與法面參數存在一定的關系。 斜齒輪的端面仍為漸開線齒輪，所以漸開線直齒中的計算公式可以直接用 于斜齒輪的端面齒輪；本章是本課程的重點和難點內容之一，應安排齒 輪機構泛成實驗和齒輪參數測繪實驗，以強化對本章內容的理解。5 輪系學時分配：3教學內容:5.1弓1言5.3.1輪系的傳動比5.3.2一對齒輪傳動的傳動比分析5.3.3定軸輪系傳動比分析5.3.4惰輪5.3.5疋軸輪系傳動比計算一般式5.2輪系的類型5.3

12、定軸輪系及其傳動比5.4周轉輪系及其傳動比5.4.1周轉輪系的組成5.4.2差動輪系和行星輪系5.4.3周轉輪系傳動比的計算5.5混合輪系及其傳動比5.6輪系的典型應用5.6.1實現遠距離的兩軸之間的齒輪傳動5.6.2實現變速齒輪傳動5.6.3實現大傳動比齒輪傳動5.6.4實現合成運動和分解運動5.7幾種特殊的行星傳動簡介5.7.1漸開線少齒差行星齒輪減5.7.2擺線針輪行星減速器速器5.7.3諧波齒輪傳動教學要點：介紹輪系的分類和應用，通過學習要掌握定軸輪系、周轉輪 系以及混合輪系的傳動比的計算方法和轉向的確定方法，并對新型行星齒輪傳動及特點有所了解。本章學習的重點是輪系的傳動比計算和轉向的

13、 判定。在運用反轉法計算周轉輪系的傳動比時，應十分注意轉化輪系傳動 比計算式中的轉向正負號的確定，并區分行星輪系和差動輪系的傳動比計 算的特點。混合輪系傳動比計算的要點是如何正確劃分出各個基本輪 系，劃分的關鍵是先找出輪系中的周轉輪系部分。輪系的組成情況和運 動傳遞情況十分豐富。在掌握基本輪系和典型輪系的基礎上，可創新設計 出功能獨特的混合輪系。6 其它常用機構學時分配：2教學內容：6.1棘輪機構6.1.1棘輪機構的基本組成及工6.1.2棘輪機構的常見類型作原理6.1.3用棘輪機構實現超越運動6.2槽輪6.2.1槽輪機構的組成及工作原6.2.2槽輪機構的主要參數理機構6.3不完全齒輪機構6.4

14、凸輪間歇運動機構6.5組合機構教學要點：連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、輪系，以及棘輪機構、槽 輪機構、不完全齒輪機構和凸輪間歇運動機構等，是構成機械運動的常見 基本機構。通過學習應掌握各種機構的特點，各個機構能實現何種運動規 律；通過機構間的比較，掌握各機構間的相同點和不同點。同一個運動規 律，可以由多種不同的機構來實現。設計時，根據設計要求的運動規律， 首先應選定某種運動機構，再進行機構的參數設計。也可以選定多個機構 進行設計，再比較各自的性能指標，最終確定選用的哪個機構。除已學 的機構外，還有大量的不常用的機構和特殊用途的機構，平時應注意觀察,了解并掌握這些機構的特點，充實自身的機構知識。

15、另外，與平面機構相 對應的空間機構（如空間槽輪機構等），種類也十分豐富，也應了解、掌 握。當單一基本機構不能滿足設計要求時，可考慮采用組合機構。一般 來說，組合機構能完成復雜的運動規律，同一個運動規律，能實現的組合機構更多，選擇、設計難度更大。另外，機構越復雜、構成機構的構件越 多，機構的可靠性就越低，制造成本就越高。所以，應綜合評價一個組合 機構的優劣。在機械的創新設計設計中，機構的創新設計占據十分重要 的地位。掌握基本機構的特點和機構組合的基本方法，是機械創新設計的 前提和基礎。7 機械的動力性能學時分配：3教學內容:7.1回轉件的平衡7.1.1回轉件平衡的目的7.1.2回轉件的平衡計算7

16、.2機械速度波動與調節7.2.1機械的運轉過程及其速度波動7.2.2周期性速度波動和調節7.2.3非周期性速度波動和調節7.2.4機械運轉的平均速度和不均勻系數7.3機器的機械效率教學要點： 機械的慣性載荷將嚴重影響機械工作的平穩性、 影響機械的 運動質量、降低機械零件的工作壽命，同時還將引起機械本身及周圍環境 的沖擊和振動，甚至造成非常危險的后果。慣性載荷與速度有關，對于高 速運轉的機械來說，應十分重視慣性載荷問題。另外，造成構件的質心偏 離回轉中心的原因很多，如：幾何形狀、制造精度、安裝誤差、材質不均 等。當測出不平衡量（質徑積）和方位后，一般采用增減質量法進行平衡。 但也有的機器其工作原

17、理就是利用慣性載荷的。 機械的速度波動是絕對 的，普遍存在的，而速度恒定是相對的。不同的機械對速度穩定性的要求 也是不同的。當機器對速度有控制要求時，應增加調速功能。調速的方法不外乎是通過改變驅動力所作的功或改變阻力所作的功來實現。機械的效率主要取決于組成機械的機構效率，不同機構的效率有其一定的范圍。在設計傳遞動力的機械時，應選用機械效率較高的機構；對于傳遞運動的 裝置，可采用效率相對較低的機構。對于同一種機構，不同的材料、不同 的制造精度、不同的工作環境，其機械效率也不同。從提高機械效率的角 度來說，應盡可能地提高機構的效率和減少組成機械的機構數。8 機械零件設計概論學時分配：3教學內容:8

18、.1機械零件設計概述8.1.1機械零件設計的基本要求8.1.2機械零件的失效、工作能力和承載能力8.1.3機械零件的設計準則8.1.4機械零件的設計方法和設計步驟8.2機械零件設計要點8.2.1材料及熱處理問題8.2.2公差與配合、表面粗糙度問題8.2.3工藝性問題8.2.4優先數系和標準化問題8.3機械零件的強度8.3.1常用名詞定義8.3.2變應力及其變應力下的許用應力8.4機械零件的接觸強度8.5摩擦、磨損及潤滑概述8.5.1摩擦概述8.5.2磨損概述8.5.3潤滑概述教學要點：機械零件設計的主要任務是合理確定零件的形狀和尺寸，選 擇適當的零件材料。設計時，應根據實際情況確定零件的設計準

19、則， 此外, 還要處理好：材料及熱處理問題、公差與配合問題、表面粗糙度問題、工 藝性問題和標準化問題等；機械零件的主要失效形式有7種，設計時， 應分析出某種零件在某種環境下的主要失效形式， 據此確定零件的設計準 則；機械零件強度問題是零件設計中的主要問題和重要問題。 其中， 變 應力下的疲勞極限問題是建立零件設計準則的基礎，應十分重視；關于 摩擦、磨損及潤滑問題的研究內容十分豐富，對提高機械零件的使用壽命、 改善工作環境等有著十分重要的意義，應進一步充實這方面的內容；機 械整機設計、機械零件設計都存在一個繼承和發展的問題，只有了解掌握 了已有知識、方法后，才有可能進行創新、發展，所以，第一步的

20、任務是 學習現有的知識和方法，通過觀察、收集、總結、實踐積累設計經驗，提 高自身的設計素質。9 聯接學時分配：4教學內容:9.1螺紋的形成、分類和參數9.1.1螺紋的形成9.1.2螺紋的分類9.1.3螺紋的參數9.2螺紋副的受力、效率和自鎖分析9.2.1螺紋副的受力分析9.2.2螺紋副的效率9.2.3螺紋副的自鎖_9.3機械設備常用螺紋9.3.1三角形螺紋9.3.2矩形螺紋9.3.3梯形螺紋9.3.4鋸齒形螺紋9.4螺紋聯接的基本類型和常用螺紋聯接件9.4.1螺紋聯接的基本類型9.4.2常用螺紋聯接件9.5螺紋聯接的預緊和防松9.5.1螺紋聯接的預緊9.5.2螺紋聯接的防松9.6螺栓聯接的強度

21、計算9.6.1普通螺栓聯接強度計算9.6.2鉸制孔螺栓聯接強度計算9.7螺栓的材料和許用應力9.8螺栓聯接設計時應注意的問題9.8.1提高螺栓聯接強度的措施9.8.2螺栓組的結構設計9.9螺旋傳動9.9.1螺旋傳動的應用和類型9.9.2滑動螺旋的設計計算9.9.3滾動螺旋和靜壓螺旋傳動簡介9.10鍵聯接和花鍵聯接9.10.1鍵聯接的類型和結構9.10.2平鍵聯接計算9.10.3花鍵聯接9.11其它聯接9.11.1銷聯接9.11.2焊接和粘接9.11.3過盈聯接、彈性環聯接和 成形聯接教學要點： 聯接可分為可拆聯接和不可拆聯接兩種。 常見的可拆聯接有 螺紋聯接、鍵聯接和銷聯接等，常見的不可拆聯接

22、有焊接和粘接，過盈聯 接一般做成不可拆聯接。聯接螺紋采用三角形螺紋，傳動螺紋主要采用 梯形螺紋和鋸齒形螺紋。這三種螺紋均已標準化。螺紋聯接有螺栓聯接、 螺釘聯接、雙頭螺柱聯接和緊定螺釘聯接四種基本類型。螺紋聯接件品種 很多，大都已標準化，常用的有螺栓、螺釘、雙頭螺柱、緊定螺釘、螺母 和墊圈。大多數螺紋聯接在裝配時都需要預緊，主要目的是增加聯接的 剛性、緊密性和防松能力，在沖擊、振動、變載荷及溫度變化較大的情況 下，則必須采取防松措施。防松方法有摩擦防松、機械防松和破壞螺紋副防松三類。螺栓聯接強度計算時，應首先分析螺栓聯接情況，然后選用 相應公式計算， 最后根據計算結果按標準選取螺栓直徑。螺栓其

23、余部分尺 寸及螺母、墊圈等，一般可根據螺栓公稱直徑直接從標準中選定。螺旋 傳動主要用于把回轉運動變為直線運動，同時可傳遞運動和動力。根據用 途可分為傳力螺旋、傳導螺旋和調整螺旋；根據摩擦情況可分為滑動螺旋、滾動螺旋和靜壓螺旋，其中滑動螺旋應用最廣。鍵和花鍵是最常用的軸 轂聯接方式， 均已標準化。 設計和使用時應根據定心要求、載荷大小、使 用要求和工作條件等合理選擇。根據工作前是否有預緊力，鍵聯接可分 為松聯接和緊聯接。松聯接的工作表面是鍵的側面，靠擠壓工作，屬于這 類聯接的有平鍵（普通平鍵、導鍵和滑鍵）和半圓鍵聯接；緊聯接的工作 表面是上下面，靠摩擦力工作，常用的有楔鍵和切向鍵聯接。平鍵的選

24、用方法是根據軸徑d確定鍵的截面尺寸bxh,根據輪轂寬度B確定鍵長L（LvB=,必要時進行強度校核。普通平鍵聯接的主要失效形式是輪轂壓 潰。銷主要用于定位，也可用于聯接，傳遞不大的載荷；焊接和粘接用 于不可拆聯接；過盈聯接、彈性環聯接和成形聯接主要用于軸和轂孔的聯 接，屬于無鍵聯接。11 齒輪傳動學時分配：8教學內容:10.1齒輪的失效形式10.2齒輪材料熱處理10.3齒輪的傳動精度10.4圓柱齒輪力計算10.5接觸強度的計算10.6彎曲強度的計算10.7圓柱齒輪材料參數10.8斜齒輪傳動10.9圓錐齒輪傳動10.10齒輪的構造10.11齒輪的潤滑效率10.12圓弧齒輪簡介教學要點：齒輪傳動設計

25、運用到前面已學過的“齒輪機構基本原理”、“工程力學”、“金屬材料及熱處理”、“公差與互換性”、“機構制圖” 等多方面的知識； 通過學習要能根據齒輪傳動的工作條件及失效情況，確定設計準則。掌握某一特定條件下的主要失效形式，分析產生的原因， 選用相對應的設計準則，同時應掌握提高齒輪傳動承載能力的方法和措 施；齒輪傳動設計是一個很復雜的設計問題，為了便于教學，本書作了 大量的簡化。通過學習應掌握齒輪傳動設計的基本原理和一般方法，對于 重要的齒輪傳動設計問題，應參照機械設計手冊等設計資料，采用國 際規定的設計方法進行計算；直齒圓柱齒輪傳動設計是斜齒圓柱齒輪傳 動、直齒圓錐齒輪傳動設計的基礎，即，斜齒輪

26、、錐齒輪的強度計算最終將轉為相應的等效的直齒圓柱齒輪的強度問題，所以，應著重掌握直齒圓 柱齒輪傳動的設計問題；齒輪傳動中的受力分析是齒輪強度計算的基 礎，特別是斜齒輪、錐齒輪中的圓向力、徑向力和軸向力三者的關系及相 應的計算公式。12 蝸桿傳動學時分配：6教學內容:11.1蝸桿傳動的特點11.2蝸桿傳動的參數11.3蝸桿傳動的失效形式11.4蝸桿傳動的受力分析11.5蝸桿傳動的強度計算11.6蝸桿傳動的效率計算 教學要點：了解蝸桿傳動的特點。傳動比大，結構緊湊，具有自鎖性， 工作平穩噪聲低，沖擊載荷小。但傳動的效率低，發熱大，易發生磨損和 膠合等失效形式，蝸輪齒圈常需用比較貴重的青銅制造，因此

27、蝸桿傳動成 本較高。合理選擇蝸桿傳動的參數。除模數外，蝸桿的分度圓直徑也應取為標準值，目的是為了限制蝸輪滾刀的數目，并便于滾刀的標準化，并 保證蝸桿與配對蝸輪的正確嚙合。蝸輪齒數的選擇應避免用滾刀切制蝸輪 時產生根切現象，并滿足傳動比的要求。蝸桿頭數的選擇應考慮到效率和 傳動比。蝸桿傳動的受力分析和強度計算。蝸桿傳動受力分析的方法與 齒輪傳動的分析方法類似，但是各力的對應關系與齒輪傳動的不同。在蝸 桿傳動的強度計算時，考慮到蝸桿傳動的相對滑動速度大，效率低，發熱 大，因此蝸輪齒面的主要失效形式是膠合，其次才是點蝕和磨損。然而， 目前還沒有妥善的方法對膠合和磨損進行計算， 所以一般只是仿照圓柱齒

28、 輪進行齒面和齒根強度的條件性計算，在選取許用應力是考慮膠合和磨損 的影響。蝸桿的熱平衡計算。蝸桿傳動結構緊湊，箱體的散熱面積小， 所以在閉式傳動中，產生的熱量不能及時散發出去，容易產生膠合，所以 與一般的閉式齒輪傳動不同，蝸桿傳動一般需進行熱平衡計算。熱平衡計 算的基本原理是單位時間產生的熱量不大于單位時間能散發出去的熱量。 在實際工作中，一般是利用熱平衡條件，找出工作條件下應控制的油溫， 通過控制油的工作溫度，來保證蝸桿傳動的正常工作。13 帶傳動和鏈傳動學時分配：8教學內容:12.1帶傳動的類型及應用12.2帶傳動的受力分析12.3帶的應力分析12.4帶傳動的彈性滑動12.5普通V帶傳動

29、的計算12.6 V帶的結構12.7.同步帶傳動簡介12.8鏈傳動的特點及應用12.9鏈條和鏈輪12.10.鏈傳動的運動、受力分析12.11鏈傳動的參數選擇12.12.滾子鏈傳動12.13鏈傳動的潤滑布置帶傳動教學要點：帶傳動根據工作原理可分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶 傳動兩種。摩擦型帶傳動應用最廣，布置形式多為開口布置。摩擦型帶 傳動在工作前已有一定的初拉力，工作時靠帶與帶輪間的摩擦力工作，帶 的兩邊形成松邊和緊邊，兩邊的拉力差是帶傳遞的有效圓周力，最大有效 圓周力可以通過柔韌體摩擦的歐拉公式計算出來。帶的工作應力為變應力，由帶拉力產生的拉應力二1、離心力產生的拉應力 6 和帶在帶輪上環繞 而產

30、生的彎曲應力 6 三部分組成。為避免 G 過大，應限制最小帶速，為避 免二c過大，應限制最大帶速，為避免 6 過大，應限制小帶輪的最小計算直 徑。帶傳動的失效形式是打滑和帶的疲勞損壞，設計準則是在保證帶傳 動不打滑的條件下，使帶具有足夠的疲勞強度（壽命）。帶傳動的打滑 和彈性滑動是兩個截然不同的概念。打滑是可以避免的，彈性滑動是不可 避免的。彈性滑動造成從動輪圓周速度降低，降低率用滑動率表示。普 通V帶傳動設計計算的主要內容是確定V帶的型號、長度、根數、中心距、 帶輪直徑、材料、結構以及對帶輪軸的壓力等。設計中應注意帶輪最小直 徑、傳動中心距、帶根數的選取和小帶輪包角與帶速的驗算。鏈傳動教學要

31、點：鏈傳動是具有中間繞性件的嚙合傳動， 兼有帶傳動和 齒輪傳動的特點。根據工作性質，鏈傳動可分為傳動鏈、起重鏈和曳引鏈， 一般機械傳動中，常用的是滾子傳動鏈。滾子鏈已標準化，其最重要的參數是鏈節距，鏈節距越大，鏈的各部分尺寸也越大，承載能力也越高。 鏈條的長度用鏈節數表示，為避免使用過渡鏈節，鏈節數一般取偶數。鏈 輪的基本參數是配用鏈條的參數，常用齒廓為“三圓弧一直線”齒廓。 多邊形效應是鏈傳動的固有特性，鏈節距越大，鏈輪齒數越少，鏈輪轉速 越高，多邊形效應就越嚴重。由于多邊形效應，鏈傳動不宜用于有運動平 穩性要求和轉速高的場合。鏈傳動的失效主要是鏈條的失效，其承載能 力受到多種失效形式的限制

32、。如果規定鏈條的壽命，把小鏈輪在不同轉速 下由于各種失效形式所限定的傳遞功率做出曲線，即得到該鏈的極限功率曲線。把特定試驗條件下得到的極限功率曲線作適當修改，可得到鏈的額 定功率曲線，利用它可進行鏈的選型或實際承載能力的校核，但應注意實 際工作條件與試驗條件不同時的修正。 鏈傳動設計可分為一般鏈速和低 速兩種情況，一般鏈速(0.6 m/s)時按功率曲線設計計算，低速(v0.6 m/s=時按靜強度設計計算。鏈傳動張緊的主要目的是避免鏈條 垂度過大時產生嚙合不良和鏈條的振動現象，同時可增加鏈條和鏈輪的嚙合包角，常用的張緊方法有調整中心距和用張緊裝置兩種。鏈傳動的潤 滑方式應根據鏈速和鏈節距按推薦的

33、潤滑方式選擇。14 軸學時分配：4教學內容:14.1.軸的功用和類型；設計軸的一般步驟14.2軸的材料14.3軸的結構14.4軸的強度計算14.5軸的剛度計算14.6軸的臨界轉速 教學要點：軸的功用是支承軸上旋轉零件，并傳遞轉矩和運動。按軸受 載荷的性質不同，可將軸分為傳動軸、心軸和轉軸。軸是機械中的重要 零件，軸的設計直接影響整機的質量。軸的設計一般應解決軸的結構和承 載能力兩方面的問題。軸的結構設計應從多方面考慮，應滿足的基本要 求有：軸上零件有準確的位置、固定可靠，軸具有良好的工藝性，便于加 工和裝拆，合理布置軸上零件，以減小軸的工作應力。軸的強度計算包 括有以下兩種： 按傳矩初步計算軸

34、的直徑，只是根據傳矩計算直徑，忽略了彎矩，計算結果是粗略的； 按彎扭合成的當量彎矩校核軸的強 度，同時考慮了彎矩核扭矩的作用，由于彎矩和傳矩引起的應力性質可能 不同，所以引入了折算系數。15 滑動軸承學時分配：4教學內容:15.1摩擦狀態15.2滑動軸承的結構形式15.3軸瓦及軸承襯材料15.4潤滑劑和潤滑裝置15.5非液體摩擦滑動軸承15.6動壓潤滑的基本原理15.7液體動壓油楔軸承教學要點：滑動軸承根據摩擦狀態不同可分為非液體潤滑軸承和完全液 體潤滑受軸承。完全液體潤滑軸承又分為動壓潤滑軸承與靜壓潤滑軸承。 工程上大多用非液體潤滑軸承。滑動軸承有多種結構型式：整體式、剖分 式、自動調心式等

35、。由于滑動軸承本身有一些獨特的優勢，適用于一些特 殊的場合，如高速、重載、高精。軸承材料和軸瓦結構對滑動軸承的性 能影響較大，應綜合考慮多方面因素選定軸承材料和軸瓦結構。 非液體 摩擦滑動軸承計算和校核時， 限制壓強P,以保證潤滑油膜不被破壞；限 制pv值，以保證軸承溫升不至于太高，因為，溫度太高，容易引起邊界 油膜的破裂。根據流體動壓潤滑的形成原理設計出的動壓潤滑滑動軸 承，主要用于連續高速運轉的場合。動壓潤滑滑動軸承的設計較復雜，故 不在本書中敘述。必要時請參閱有關資料。16 滾動軸承學時分配：4教學內容:16.1滾動軸承的類型特點16.2滾動軸承的代號16.3滾動軸承的選擇計算16.4滾

36、動軸承的潤滑密封16.5滾動軸承的組合設計教學要點：滾動軸承是標準件，在類型和尺寸方面已制定了國家標準，并有專業廠家生產。因此，作為設計者的任務是：熟悉滾動軸承的有關國 家標準，選擇軸承的型號，進行軸承裝置的結構設計。在熟悉常用滾動 軸承的類型、代號、基本性能和結構特點的基礎上，根據軸承所受載荷大 小、方向、性質、工作轉速高低、軸頸的偏轉情況等要求，來選擇滾動軸 承的類型。通過壽命計算，確定軸承尺寸。另外，軸承裝置的結構設計不 可忽視，由于軸承裝置設計不合理而導致設計失敗的情況時有發生，所以,應根據不同類型的軸承、功用、工況、載荷特性等，設計出合理的軸承裝 置結構形式和結構尺寸。GB272卩1

37、993規定了滾動軸承代號的表示方 法，通過學習，應掌握軸承代號中的基本代號，了解前置代號和后置代號。滾動軸承主要承受的是脈動接觸應力，主要的失效形式是疲勞點蝕破 壞。在滾動軸承壽命計算中，基本額定壽命和基本額定動載荷是兩個重 要定義；對于同時受徑向力和軸向力的軸承，載荷由當量動載荷公式進行 計算。當軸承壽命要求不等于基本額定壽命時，或軸承的受力不等于基本 額定動載荷時，可通過軸承的壽命計算公式進行計算。計算時，還應加入 溫度影響系數、載荷系數和可靠度的額定壽命修正系數。當量動載荷計 算不同于一般的合力計算，當軸向力較小時，Fa=O,即軸向力忽略不計；當軸向力較大時，才按比例折算入載荷計算式。較小較大的判斷是由不同 類型的軸承按徑向力與軸