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1、机 械 设 计,教师：陈 丰邮箱：,知识回顾和问题,知识回顾:1、键连接的类型和构造；2、键连接的失效形式。3、键的选择，键连接的强度校核；4、花键连接、无键连接和销连接；,知识回顾和问题,问题:1、平键联接的失效形式是什么？经校核若强度不够时，应采取哪些措施？2、按齿形分，花键分为哪几类？如何选择应用？3、指出下图中的错误结构。,知识回顾和问题,如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相联接。已知轴的材料为45钢，传递的扭矩T=1000N.m，齿轮用锻钢制成，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。试设计两处所用的键。,解（1）选择类型 联轴器和齿轮与轴的周向固定用键联接，
2、并为静联接，从图中看，选用普通A型键。,知识回顾和问题,（2）按轴径确定键的型号联轴器处：轴径70mm，查教材表6-1，选用键bh=2012，轮毂宽130mm，查教材表6-1，选择长度系列L=125,则选用的键为：键20125 GB1096-79,齿轮处：轴径90mm，查表6-1，选用键 bh=2514，轮毂宽90mm，查表6-1，选择长度系列L=80mm。则选用的键为：键2580 GB1096-79,（3）校核其强度 平键静联接的主要失效为压溃，按挤压强度校核。,知识回顾和问题,联轴器用铸铁，载荷轻微冲击，查教材表 6-2，许用应力为50MPa，键的工作长度l=L-b=125-20=105m
3、m,齿轮用锻钢，载荷轻微冲击，查教材表 6-2，许用应力100MPa，键的工作长度l=L-b=80-25=55mm,两键均合适。,一、机器的组成,二、传动装置,机器通常由动力机、传动装置和工作机组成。,定义：是实现能量传递和运动转换的装置。作用：1）能量的分配与传递；2）运动形式的改变；3）运动速度的改变。,机 械 传 动,三、机械传动分类,机械传动分为摩擦传动、啮合传动、液力传动和气力传动，现代机器往往综合运用上述某些传动组成复杂的传动系统，如汽车发动机。,机 械 传 动,机械传动,定传动比传动,机 械 传 动,四、传动类型的选择,主要考虑因素：功率的大小、效率的高低；速度的大小；传动比的大
4、小；外廓尺寸；传动质量成本的要求。,CVT无级变速箱的全称是Continuosusly Variable Transmission，它的内部并没有传统变速箱的齿轮传动结构，而是以两个可改变直径的传动轮，中间套上传动带来传动。基本原理是将传动带两端绕在一个锥形带轮上，带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变化。,机 械 传 动,1-离合器；2-变速器；3-万向节；4-驱动桥；机械式汽车传动系统图,机 械 传 动,1-离合器；2-发电机；3-控制器；4-电动机；5-驱动桥；6-导线混合式电动汽车传动系统图,第六章 带传动,【计划学时】2学时【主要内容】1）带传动的类型、工作原理、特点及应用。2）普通
5、V 带与 V 带轮的规格和基本尺寸。3）带传动的理论基础带传动的几何尺寸，受力分析，应力分析，弹性滑动与打滑现象，带传动的失效形式及设计准则。4）普通 V 带传动的设计，带传动的张紧。,第六章 带传动,【学习目标】1）了解带传动的类型、工作原理、特点及应用（含同步带传动）。2）熟悉 V 带与 V 带轮的结构、规格与基本尺寸。3）掌握带传动的受力分析、应力分析与应力分布图、弹性滑动和打滑的基本理论。4）掌握带传动的失效形式、设计准则、普通 V 带传动的设计计算方法和参数选择原则。【重点难点】重点带传动的受力分析，弹性打滑和打滑；带传动的失效形式、设计准则和设计计算方法以及参数选择。,第1节 概述
6、第2节 带传动工作情况分析第3节 带传动的设计计算第4节 带轮结构设计第5节 带的张紧与维护,主 要 内 容,主 要 内 容,6.1 带传动概述,一、带传动的工作原理及特点,缺点：1）有弹性滑动使传动比 i 不恒定；2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大；3）结构尺寸较大、不紧凑；4）打滑使带寿命较短；5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。,2、优点：1）有过载保护作用；2）有缓冲吸振作用；3）运行平稳无噪音；4）适于远距离传动（amax=15m）；5）制造、安装精度要求不高。,6.1 带传动概述,6.1 带传动概述,二、主要类型与应用,2、V带传动又称三角带传
7、动，应用最广。,1、平带传动最简单，适合于中心距a较大的情况。,4、同步带传动属于啮合传动，高速、高精度，适于 高精度仪器装置中；带比较薄比较轻。,3、多楔带传动适于传递功率较大要求结构紧凑场合。,中性层(节面尺寸)带轮基准直径D 基准长度Ld(公称长度)标注：例 A 2240A型带 公称长度 Ld=2240mm。,三、V带及其标准,6.1 带传动概述,四、目前汽车传动带的技术进展,有背布同步带,齿形多楔带,6.1 带传动概述,人字齿同步带,非圆齿轮传动技术,集成化模块式传动系统,6.1 带传动概述,6.2 带传动的工作情况分析,一、带传动的受力分析,工作前：两边初拉力Fo=Fo,工作时：两边
8、拉力变化：,紧边 FoF1；松边 FoF2；,总带长不变：,F1Fo=FoF2,T0：,F1F2=Ff拉力差,摩擦力Ff有效拉力Fe,紧边拉力：F1=Fo+Fe/2松边拉力：F2=FoFe/2,6.2 带传动的工作情况分析,二、带传动的最大有效圆周拉力及其影响,当带有打滑趋势时：摩擦力达到极限值，带的有效拉力也达到最大值。,松边与紧边拉力 F1 和 F2 的关系(柔韧体的欧拉公式):,1）最大有效圆周拉力Fec,6.2 带传动的工作情况分析,带传动的最大有效圆周力（临界值，不打滑时）：,(3)f:f 越大，Fec越大。,2）影响因素分析,(1)Fo：Fo，Ff，Fec,F0过大，磨损严重、易松
9、弛、寿命短；F0过小，工作潜力不能发挥；故应适当。,(2)包角:Fec随包角增大而增大，承载能力取决于小带轮包角。,6.2 带传动的工作情况分析,三、工作应力分析,3、离心应力,1、拉应力,2、弯曲应力 b=Eh/d,6.2 带传动的工作情况分析,四、弹性滑动与打滑,理论传动比,实际传动比,称滑差率（滑动系数）,1、弹性滑动,主动轮圆周速度大于从动轮,3、弹性滑动与打滑的区别？,2、打滑,1、产生原因不同,带传动弹性打滑与打滑的区别：,2、产生的后果不同,弹性打滑的后果：1）从动轮的圆周速度低于主动轮；2）降低了传动效率；3）引起带的磨损；4）使带温度升高 打滑的后果：带的严重磨损并使带的传动
10、处于不稳定状态，严重时无法工作。,3、打滑是可以避免的，弹性打滑是不可避免的。,6.2 带传动的工作情况分析,6.3 带传动的设计计算,一、失效形式,设计准则保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命。,二、单根V带的基本额定功率P0,6.3 带传动的设计计算,6.3 带传动的设计计算,三、设计数据及内容,设计数据,设计内容,P、n1、n2(i)传动位置要求（中心距a）工作条件等,带：型号、根数、长度轮：直径、结构尺寸 轴压力Q等,四、设计步骤与方法,根据Pca、n1选择带型号,确定计算功率Pca：,工作情况系数见教材P156表8-7,根据计算功率查表,6.3 带传动的设计计算,要求:最
11、佳带速V=2025m/s,V太小:由P=FeV可知，传递同样功率P时，圆周力Fe太大，寿命 V太大:离心力太大，带与轮的正压力减小，摩擦力，承载能力,6.3 带传动的设计计算,6.3 带传动的设计计算,6.3 带传动的设计计算,6.3 带传动的设计计算,评价,Z,V,FQ,F0,a,小,1020,120,适当,6.3 带传动的设计计算,6.4 带轮结构设计,一、设计要求,二、带轮材料,一般铸铁、铸钢、钢板冲压件 小功率铸铝或塑料,三、结构尺寸,(1)实心式 D（2.5-3）d(2)胶板式 D300mm(3)孔板式 D300(D1-d1100mm时)(4)轮辐式 D300,带轮结构:带轮由轮缘、
12、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。V带轮型式：实心带轮（S型）、腹板带轮（P型）、孔板带轮(H型)、轮辐带轮(E型)。,6.4 带轮结构设计,6.4 带轮结构设计,6.4 带轮结构设计,CVT无级变速箱的全称是Continuosusly Variable Transmission，它的内部并没有传统变速箱的齿轮传动结构，而是以两个可改变直径的传动轮，中间套上传动带来传动。基本原理是将传动带两端绕在一个锥形带轮上，带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变化。起步时，主动带轮直径变为最大直径，而被动带轮变为最小，实现较高的传动比。随着车速的增加和各个传感器信号的变化，电脑控制系统来断定控制两个带轮的控制油压，最终改变带轮直径的连续变化，从而在整个变速过程中达到无级变速。,6.4 带轮结构设计,一、带的张紧方法,张紧轮位置：松边内侧靠大轮松边外侧靠小轮,定期张紧法加张紧轮法,6.5 带的张紧与维护,6.5 带的张紧与维护,二、带的维护,安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上）。带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒。不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀。防护罩。定期张紧。安装时两轮槽应对准，处于同一平面。,6.5 带的张紧与维护,
