第五章：机械传动
机械设计基础第5章齿轮传动1原理
由前所述已知，标准齿轮分度圆 的齿厚与齿槽宽相等，又知正确啮合 的一对渐开线齿轮的模数相等，故
s1=e1=s2=e2=πm/2 我们把一对标准齿轮分度圆相切
一直线在一圆周上作纯滚动，直线 上任意点的轨迹称为圆的渐开线，这个圆 称为渐开线的基圆，该直线称为发生线 (参见右图)。
由渐开线形成过程可知，渐开线具有 下列特性：
（1）因发生线与基圆之间为纯滚动， 没有相对滑动，所以
KB=AB （2）当发生线沿基圆作纯滚动时，B点 是它的速度瞬心，因此直线BK是渐开线上 K点的法线，且线段BK为其曲率半径。又 因发生线始终切于基圆，故渐开线上任意 一点的法线必与基圆相切；或者说，基圆 的切线必为渐开线上某一点的法线。
重合度越大，同时啮合的齿对数越多。 可以证明，重合度的计算公式为：
直齿：
1.88
3.2( 1 z1
1 z2
)
斜齿：
[1.88 3.2( 1 z1
1 )] cos z2
上式表明：相啮合的一对齿轮，齿数和越 大，重合度越大。对于标准齿轮传动，重合度 恒大于1，故标准齿轮一定满足连续条件。
三、无侧隙啮合和标准中心距
为了简便，分度圆上的 齿距、齿厚及齿槽宽习惯上 不加分度圆字样，而直接称 为齿距、齿厚及齿槽宽，各 参数的代号也都不带下标。
模数与齿高
分度圆上的齿距p对π 的比值 称为模数，用m表示，单位为mm，
即m=p/π。
模数是齿轮的主要参数之一， 齿轮的主要几何尺寸都与模数成正
比，m越大，则p越大，轮齿就越大，
机械传动结构
第 三 节 机 械 传 动 结 构
14
数 控 技 术
10:33
内装式电主轴
第 三 节 机 械 传 动 结 构
15
数 控 技 术
10:33
§5.3 进给伺服系统的机械传动结构 1. 机械传动结构包括： 机械传动结构包括：
减速齿轮、连轴节、滚珠丝杠螺母副、丝 杠支承、导轨副、传动数控回转工作台的 蜗杆蜗轮等机械环节
第 三 节 机 械 传 动 结 构
28
数 控 技 术
10:33
滚珠丝杠螺母副
1. 垫片调隙式 ，调整垫片厚度可通过改变两个螺母间位移消除传 动副的轴向间隙。它的结构简单、可靠性好、刚度高、装卸方 便，但调整比较困难。 螺纹调隙式 ，通过转动螺母改变两个螺母间位移来消除传动副 的轴向间隙。它的优点是调整方便，在出现磨损后还可以随时 进行补充调整。缺点是轴向尺寸较长，会增加丝杠螺纹部分的 长度。 齿差调隙式 ，在两个螺母1、5的端面法兰上分别加工出外齿Z1 和Z2，并各自装入对应的内齿圈6中。内齿圈通过螺钉固定在螺 母外的套筒3端面。通常两个外齿轮相差1齿(如Z1=100， Z2=99)。当调整间隙时，将两个外齿轮从内齿圈中抽出并相对 内齿圈分别同向转动一个齿，然后插回原内齿圈中。此时，两 个螺母间产生的相对位移为：
10:33
滚珠丝杠螺母副 滚珠丝杠的选定
精度 直径 工作长度 扭转刚度 压曲刚度 临界转速 工作寿命
30
第 三 节 机 械 传 动 结 构
数 控 技 术
10:33
滚珠丝杠螺母副
机床定位要求与丝杠精度
普通精度的机床，选择D级，精密级数控机床选用C 普通精度的机床，选择D级，精密级数控机床选用C级 精度 另外，由于丝杠在运行过程中由于温升导致丝杠伸长， 将直接影响机床的定位精度，通常需要把导程值 预先设定为负值，叫做丝杠的方向目标T 方向目标T
机械基础——第五章 第一节 带传动
V带已经标准化，每根V带顶面都有水洗不掉的标记。
普通V带标记：
A2000 GB/T11544——1997
标准号 基准长度Ld=2000mm A型普通V带
（二）普通V带轮的典型结构
材料：灰铸铁、铸钢、铸铝、工程塑料
带轮由轮缘、腹板（轮辐） 和轮毂三部分组成。 轮缘指带轮的工作部分，制
有梯形轮槽。
轮毂是带轮与轴的联接部分。 轮辐（腹板）是连接轮缘与 轮毂的部分。
（二）普通V带轮的典型结构
V带轮按腹板结构的不同分为以下几种型式： 实心带轮 dd≤(2.5～3)d d—轴的直径
腹板带轮
dd≤250～300mm
孔板带轮 Dd=250～400mm
椭圆轮辐带轮 dd＞ 400 mm
三、V带的安装与张紧装臵 1、V带的正确安装与使用
（1）保证V带的截面在轮槽中的正确位臵。
二、普通V带与带轮的结构、型号 （一）普通V带的结构、型号
V 带为无接头环形带 , 带两侧
工作面的夹角α称为带的楔角 , 一
般取α=40°。
有帘布芯结构和绳芯结构两种。 帘布芯结构的V带抗拉强度较高，制造方便； 绳芯结构的V带柔韧性好，抗弯强度高，适用于转速较高、 带轮直径较小的场合。 现在生产中越来越多地采用绳芯结构的V带。
带的弹性滑动
产生的原因 带的弹性、松边与紧边拉力差
弹性滑动的特点
不可避免的
对带传动影响
传动比不准确、效率降低、带的磨损加重
带的打滑
带打滑时的现象？
产生的原因
外载荷增加，使得 F F f max 如何避免带发生 打滑？
打滑的特点
可以避免的
带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下 降，直至传动失效。
机械原理第五章
正常齿标准 ha* 1, c* 0.25 短齿标准 ha* 0.8, c* 0.3
（6）渐开线圆柱齿轮的基本（基准）齿廓（齿形）
（1）齿条同侧齿廓为平行的直线，齿廓上各点具有相同的压 力角，即为其齿形角，它等于齿轮分度圆压力角。
（2）与齿顶线平行的任一直线上具有相同的齿距p m 。
（7）斜齿齿轮齿条机构
斜齿轮斜齿条啮 合传动应用较少。
（8）非圆齿轮机构
轮齿分布在非圆柱体上，可实现一对齿轮的变 传动比。需要专用机床加工，加工成本较高， 设计难度较大。
这是利用非圆齿轮变传动比的工作原理，设计的 一种容积泵。现已获得实用新型专利。
2、相交轴之间传递运动 (1) 直齿圆锥齿轮机构
s pb a
公
式
d1=mz1 d2=mz2
db1=mz1cos、
ha = ha*m
db2=mz2cos
hf = (ha* + c* )m
da1 d1 2ha m( z1 2ha* )
da2 d2 2ha m( z2 2ha* )
*
*
d f 1 d1 2h f m(z1 2ha 2c )
3.渐开线方程
如右图所示，以OA为极坐标轴， 渐开线上的任一点K可用向径rK和 展角θK来确定。根据渐开线的性 质，有
rb(K +K ) = AN = KN = rbtanK
故 K = tan K － K
式中K称为渐开线在K点的压力角，它是K点作用力F的方
向(K点渐开线的法线方向)与该点速度VK方向的夹角。
两螺旋角数值不等的斜齿轮啮合时， 可组成两轴线任意交错传动，两轮 齿为点接触，且滑动速度较大，主 要用于传递运动或轻载传动。
初中机械传动教案
初中机械传动教案教学目标：1. 了解机械传动的基本概念和分类；2. 掌握齿轮传动、皮带传动和链传动的特点和应用；3. 能够分析实际问题，选择合适的机械传动方式。
教学重点：1. 机械传动的基本概念和分类；2. 齿轮传动、皮带传动和链传动的特点和应用。
教学难点：1. 齿轮传动、皮带传动和链传动的工作原理；2. 实际问题中机械传动方式的选择。
教学准备：1. 教学课件；2. 齿轮模型；3. 皮带和链传动模型。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生思考：什么是机械传动？它在我们的生活中有哪些应用？2. 学生回答后，总结机械传动的定义和应用。
二、基本概念和分类（10分钟）1. 讲解机械传动的基本概念，如传动比、传动效率等；2. 介绍机械传动的分类，如齿轮传动、皮带传动和链传动等。
三、齿轮传动（15分钟）1. 讲解齿轮传动的工作原理；2. 展示齿轮模型，让学生直观地了解齿轮传动的过程；3. 分析齿轮传动的特点和应用，如精度高、传动平稳等。
四、皮带传动和链传动（15分钟）1. 讲解皮带传动和链传动的工作原理；2. 展示皮带和链传动模型，让学生直观地了解这两种传动方式；3. 分析皮带传动和链传动的特点和应用，如传动距离远、噪音小等。
五、实际问题分析（10分钟）1. 给出一个实际问题，如某设备的传动方式选择；2. 引导学生根据问题特点，选择合适的机械传动方式；3. 分析不同传动方式的优缺点，给出最终答案。
六、总结和布置作业（5分钟）1. 总结本节课所学内容，让学生明确机械传动的基本概念、分类和特点；2. 布置作业：让学生结合生活实际，分析某个机械传动装置的工作原理和应用。
教学反思：本节课通过讲解和展示，让学生了解了机械传动的基本概念、分类和特点。
在实际问题分析环节，学生能够结合问题特点，选择合适的机械传动方式。
但仍有部分学生对齿轮传动、皮带传动和链传动的工作原理理解不够深入，需要在今后的教学中加强讲解和练习。
机械传动名词解释 -回复
机械传动名词解释-回复
机械传动是指通过机械装置将能量从一个或多个源转换和传递到另一个位置或系统的过程。
在机械传动系统中，通常使用各种机械装置（如齿轮、皮带和链条等）来传递和转换能量。
机械传动可以实现不同种类的运动，如旋转、直线、往复等，并且可以提供不同的转速和扭矩。
机械传动主要有以下几种类型：
1. 齿轮传动：通过齿轮的啮合将能量传递和转换。
2. 皮带传动：通过拉伸的皮带将能量传递和转换。
3. 链条传动：通过链条的运动将能量传递和转换。
4. 蜗杆传动：通过蜗杆和蜗轮的啮合将能量传递和转换。
5. 曲柄连杆传动：通过曲柄和连杆的运动将能量传递和转换。
6. 摆线传动：通过摆线齿轮的啮合将能量传递和转换。
7. 锥齿轮传动：通过锥齿轮的啮合将能量传递和转换。
机械传动在各个领域广泛应用，如汽车、机床、船舶、工程机械等。
它能够满足不同的需求，提供稳定的传动性能和高效的能量转换。
第5章_常用机械传动机构
4. 认识平面连杆机构
5.2.8 铰链四杆机构各基本形式 的形成条件？
一个曲柄 曲柄摇杆机构 二个曲柄 双曲柄机构 无曲柄 双摇杆机械
2.铰链四杆机构3种基本类型的判别方法 根据曲柄存在的条件，推论出铰链四杆机构3种基本类型的 判别方法。 （1）在“短+长≤其余两杆长之和”满足的前提下： 以最短杆为机架，则该机构为双曲柄机构； 以最短杆的相邻杆（有两根）为机架，则该机构为曲 柄摇杆机构； 以最短杆的相对杆为机架，则该机构为双摇杆机构。 （2）若“短+长≤其余两杆长之和” 不满足：则无论以何杆 为机架，都只能是双摇杆机构。
4. 平面连杆机构
4.1.2 平面连杆机构的特点
常用机构可分为：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、摩擦传动 机构和螺旋传动机构。 1）实现运动形式的变换 2）实现动力传递，完成一定的动作 优点：承载能力强、耐磨损，连杆接触面为圆柱面或平面，易 于制造和获取较高的精度。 缺点:效率低，连杆接触处有间隙,构件数目较多时会产生较大累 计误差，降低运动精度。
其它种种间歇运动机构
不完整齿轮机构
5.4 带传动 5.4.1 机械传动 机械传动 用来传递运动和动力的机械装置。 机械传动的类型：
5.4 带传动 5.4.2 带传动的工作原理和传动比 1. 带传动的含义及组成 带传动是利用中间挠性件（传动带）与带轮 来传递动力的机械传动方式。 2. 带传动的工作原理 带传动分为摩擦型传动和啮合型传动； 摩擦型传动靠带与带轮上接触面上的摩擦力 来传递运动和力; 啮合型传动靠带齿与带轮齿之间的啮合来实 现传动
5.2 平面连杆机构
4.1.3
4. 认识平面连杆机构
4.2 铰链四杆机构
铰链四杆机构 用四个铰链将构件 相连接的平面四杆机构。 4.2.1铰链四杆机构的组成 组成：1个机架、2个连架杆（曲柄或摇 杆）、1个连杆。 机架：相对固定不动的构件。 连杆：不与机架相连的杆。 连架杆：与机架相连的2根杆件。 曲柄：能绕铰链轴线做整周连续旋转的 连架杆。 摇杆：只能绕铰链轴线在一定角度摆动 的连架杆。
液力-第5章 液力机械传动
总功率 P
差速器
执行机构
分功率流 P2
图5-5 外分流式液力机械传动框图
16
图5-6为功率外分流式的液力机械复合传动方案，其中56a是行星排在输入端的一般原理；图5-6b、c是行星排在输入 端的两个可实现的方案（行星排的行星架为主动件）；
图5-6 功率外分流式液力机械传动方案
17
5.2
行星齿轮机构的传动常识
行星齿轮机构结构紧凑、动力运输能力强、传动效率高、 便于行驶中换档，尤其是其工作主构件具有同一个旋转轴线， 可以方便地与液力元件的泵轮和涡轮相连，因而常作为理想 的机械元件与液力装置组合成液力机械传动系统。 液力机械传动中，常用行星齿轮传动机构有单行星排、 双行星排和复合行星排三种，如图5-4所示。 （1）简单行星排：单排、单行星、内外啮合式行星齿轮 机构（图5-4a）。
第二类传动装置是在液力元件内部存在功率分流，然后 借助于机械元件实现汇流输出。此称之为内分流式液力机械 传动。 第三类传动装置，其功率呈串流式全部通过液力元件和 机械元件，具体是在液力传动上串联一个机械变速器，如图 5-2b所示。 此外，还有内、外分流兼而有之的液力机械传动系统。
图5-2b 液力机械传动的功率分流示意
起步工况后，第一涡轮TI转速提高。由第一涡轮流出的 液流冲向第二涡轮TII叶片的工作面，液流对第二涡轮产生正 力矩。在i21=0～0.525区段，是两个涡轮共同输出功率的工作 范围。但第二涡轮的力矩是逐渐增大的，第一涡轮的力矩将逐 28 渐减小，直至退出工作。
离合器的工作原理 演示 2
1 3 4
19
图5-7 轮式牵引车的传动装置
液力机械变矩器有如下三种工况： （1）闭锁离合器C和制动器B同时松脱：
《机械设计基础》课程教学大纲
《机械设计基础》课程教学大纲一、教学内容本节课的教学内容来自于《机械设计基础》教材的第五章，主要讲述了机械传动的基本原理和常见传动机构。
具体内容包括齿轮传动、蜗轮传动、链传动和皮带传动等。
二、教学目标1. 使学生掌握机械传动的基本原理和常见传动机构；2. 培养学生分析问题和解决问题的能力；3. 培养学生的动手能力和团队协作精神。
三、教学难点与重点重点：齿轮传动、蜗轮传动、链传动和皮带传动的基本原理和结构特点；难点：齿轮传动的啮合原理和传动比的计算。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、齿轮模型、蜗轮模型、链条和皮带等；学具：笔记本、尺子、计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示汽车的传动系统，让学生了解机械传动在实际中的应用；2. 理论知识讲解：介绍齿轮传动、蜗轮传动、链传动和皮带传动的基本原理和结构特点；3. 例题讲解：分析齿轮传动的啮合原理和传动比的计算方法；4. 随堂练习：让学生自行计算一组齿轮传动的传动比；5. 动手实践：让学生分组进行齿轮模型的组装和传动比的实验；7. 课堂作业：布置一道齿轮传动和一道蜗轮传动的计算题目；8. 课后拓展延伸：让学生思考机械传动在现代工业中的应用和发展趋势。
六、板书设计齿轮传动：基本原理：齿轮的啮合传递动力和运动；结构特点：齿轮的形状和啮合方式；传动比：齿轮的齿数比。
蜗轮传动：基本原理：蜗轮的蜗杆啮合传递动力和运动；结构特点：蜗轮的形状和蜗杆的形状；传动比：蜗轮的齿数比。
链传动：基本原理：链条的传递动力和运动；结构特点：链条的方式和链条的强度；传动比：链轮的齿数比。
皮带传动：基本原理：皮带的摩擦传递动力和运动；结构特点：皮带的材质和皮带的宽度；传动比：主动轮和从动轮的齿数比。
七、作业设计1. 题目一：计算一组齿轮传动的传动比。
答案：传动比 = 从动轮齿数 / 主动轮齿数；2. 题目二：计算一组蜗轮传动的传动比。
答案：传动比 = 从动轮齿数 / 主动轮齿数；3. 题目三：计算一组链传动的传动比。
机械设计基础第五章 齿轮传动与蜗杆传动
第十节 轮系
一、轮系及其分类 1 轮系的概念----由一系列齿轮组成的传动系统称之。
2 轮系的分类----定轴轮系和行星轮系两大类。
二、定轴轮系的传动比计算
包含传动比大小的计算和转向的确定。 1 一对 圆柱齿轮啮合的传动比
2 定轴轮系的传动比：
1）轴线平行的定轴轮系（以图5--30为例分析） 2）轴线不平行的定轴轮系（以图5--32为例分析）。 三、简单行星轮系传动比计算 四、轮系的功用 1 传递相距较远的两轴间的运动和动力；2 实现分路传 动；3 实现变速传动；4 获得大传动比；5 用做运动的合 成和分解。 作业：32、33、34、36
四、径节制齿轮简介
英、美等国的标准制度；
径节——齿数与分度圆直径（英寸）的比值。DP
第四节 渐开线齿轮的啮合
一、渐开线齿轮可以保证定传动比传动 二、渐开线齿轮传递的压力方向不变 三、渐开线齿轮中心距具有可分性
（以上三点为：渐开线齿轮传动的特点）源自四、渐开线齿轮正确啮合的条件
五、直齿轮的标准中心距
六、连续传动条件
蜗
轮
pa
2 基本参数：
1）模数m和压力角； 2）蜗杆分度圆直径和导程角（如右图）；
d 1
蜗 杆 加 工
蜗 轮 加 工
3）蜗杆头数和蜗轮齿数；
4）标准中心距和传动比 3 蜗杆传动的几何尺寸（表5--10）
p z(导程)=z 1p a
三、蜗杆传动的失效和常用材料 1 蜗杆传动的失效形式 主要是蜗轮，和齿轮失效形式相似-------磨 损、胶合、疲劳点蚀和轮齿折断。 闭式传动中：胶合和点蚀； 开式传动：主要是磨损。 2 蜗杆、蜗轮的常用材料 1）蜗杆传动的相对滑动速度Vs 2）蜗杆材料 3）蜗轮材料
机械设计手册机械传动
机械设计手册机械传动
机械设计手册中的机械传动部分主要涵盖了各种机械传动系统的原理、设计方法和计算公式。
其中常见的机械传动类型包括：
1. 齿轮传动：利用齿轮之间的啮合传递动力和运动。
包括圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等。
2. 链传动：通过链条将动力从一个轴传递到另一个轴。
适用于较远距离的传动。
3. 带传动：通过传动带将动力从一个轴传递到另一个轴。
适用于较短距离的传动。
4. 离合器传动：在机械传动系统中，用于连接和切断动力传递的部件。
如摩擦离合器、液力离合器等。
5. 联轴器：用于连接两个轴，传递转矩和运动。
如膜片联轴器、挠性联轴器等。
6. 减速器：用于降低输入轴的转速，提高输出轴的扭矩。
如齿轮减速器、蜗轮减速器等。
7. 变速器：用于在运行过程中改变输入轴和输出轴的转速比。
如齿轮变速器、液力变速器等。
8. 传动轴：用于连接不同轴之间的传动装置，传递转矩和运动。
9. 万向节：用于连接传动轴和驱动部件，允许在一定角度范围内摆动。
10. 导向部件：用于引导和定位运动部件，如导轨、丝杠等。
在实际应用中，可以根据需求选择合适的机械传动系统进行设计。
设计时需考虑传动比、扭矩、功率、材料、尺寸等因素。
机械传动手册提供了丰
富的设计资料、计算方法和实例，有助于工程师更好地进行机械传动系统的设计与优化。
机构与机械传动
第五章机构与机械传动1.机构中的运动副若为低副，指的是＿＿＿＿＿。
A．回转副和齿轮副B．移动副和凸轮副C．回转副和移动副D．齿轮副和凸轮副2.机构中的运动副若为高副，指的是＿＿＿＿＿。
A．回转副和齿轮副B．移动副和齿轮副C．回转副和移动副D．齿轮副和凸轮副3.连杆机构中的所谓连杆是指＿＿＿＿＿。
A．不与机架相连的杆B．与机架相连的杆C．能作整周旋转的杆D．只能作往复摆动的杆4.平面铰链四杆中，能作整周旋转的连架杆称为＿＿＿＿＿，只能作往复摆动的连架杆称为＿＿＿＿＿。
A．曲柄/连杆B．曲柄/摇杆C．摇杆/曲柄D．曲柄/导杆5.在铰链四杆机构中，能作整周旋转的连架杆称为＿＿＿＿＿＿；只能作往复摇摆某一角度的连架杆称为＿＿＿＿＿＿；与两连架杆相连接，借以传递运动和动力的构件称为＿＿＿＿＿。
A．摇杆/曲柄/滑块B．摇杆/曲柄/连杆C．曲柄/连杆/摇杆D．曲柄/摇杆/连杆6.在平面铰链四杆机构中，与机架相对的构件称为＿＿＿＿＿。
A．连架杆B．连杆C．曲柄D．摇杆7.铰链四杆机构的三种基本形式是：＿＿＿＿＿机构、＿＿＿＿＿机构和双摇杆机构。
A．曲柄摇杆/曲柄滑块B．曲柄摇杆/双曲柄C．双曲柄/双连杆D．曲柄摇杆/双连杆8.若平面四杆机构中，一个连架杆能作整周旋转，另一个连架杆只能作往复摆动，则该机构称为＿＿＿＿＿。
A．双曲柄机构B．双摇杆机构C．曲柄摇杆机构D．曲柄滑块机构9.曲柄摇杆机构的运动特点是能够将原动件的等速转动变为从动杆的＿＿＿＿往复摇动。
A．等速B．不等速C．等加速D．等减速10.若平面铰链四杆机构的两个连架杆均能作整周旋转，则称为＿＿＿＿＿机构。
A．双摇杆机构B．曲柄摇杆机构C．双曲柄机构D．连杆机构11.双曲柄机构的运动特点是能够将原动件的等速整周转动变为从动件的＿＿＿＿＿整周转动。
A．等速B．变速C．等加速D．等减速12.当铰链四杆机构的最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，并以与最短杆相邻的杆为机架时，该铰链四杆机构为＿＿＿＿＿。
机械设计 第5章 链传动
式中 S ——静强度安全系数； FQmin ——单排链最小抗拉载荷，见表5-1。 [S] ——许用安全系数，取4~8
§5.5链传动 的布置.张紧 和润滑
一、链传动 的布置
二 、 链 传 动 的 张 紧
三、链传动的润滑
（2）初选中心距a0
中心距小，则结构紧凑，链的总长短，啮合次数多，寿命低。 中心距大，链松边下垂量大，链条颤动。 通常取：a0=(30-50)p, amax=80p， 小链轮包角大于120o,大小链轮不相碰的最小中心距的初定值：
i 4 a0min 0.2z1(i 1) p
i4
（3） 确定链节数Lp
表5-5小链轮齿数Z1的推荐值
传动比i
1~2
2.5~4
4.6~6
>7
小链轮齿数Z1 31~27
25~21
22~28
17
Z1,Z2应优先选用数列17、19、21、23、25、38、57、76、95、114
大小链轮齿数取为互质的奇数。
传动比i<=7,推荐i=2~3.5，v<2m/s、载荷平稳i<=10
机械设计
第5章 链传动
第5章 链传动
§5.1 概述
1.链传动的构成——两个链轮+一个传动链 2. 链传动的特点：结构紧凑，无弹性滑动和
打滑现象；平均传动比准确；承载能力大；
效率高； 能在恶劣 环境中工 作。传动 中有冲击 和噪声。
§5.2 滚子链和链轮
1.滚子链的结构和链接头形式
表5-1滚子链规格和主要参数 （摘自GB/T1243-1997）
实际工作一般与实验条件不同，对功率P进行修正，得设计功率Pd
机械设计基础(黄华梁)第5章 齿轮传动设计
第5章 齿轮传动设计一、基本内容及要求本章学习的主要内容是：（1）齿廓啮合基本定律。
渐开线及其性质。
渐开线齿轮的正确啮合条件、可分性和啮合过程；（2）齿轮各部分名称及标准齿轮的几何尺寸计算；（3）渐开线齿轮的切齿原理、根切现象和最小齿数，变位齿轮概念；（4）斜齿圆柱齿轮的齿廓形成、啮合特点、当量齿数和几何尺寸计算；（5）直齿圆锥齿轮的齿廓曲面、背锥、当量齿数和几何尺寸计算。
（6）轮齿失效形式、齿轮传动受力分析、齿轮传动强度计算的理论依据；（7）强度公式的物理意义、应用和参数选择。
本章的学习要求：1. 掌握齿廓啮合基本定律和渐开线特性。
理解渐开线齿轮啮合中的啮合线、重合度和可分性。
知道正确啮合条件和最小齿数。
2. 熟练掌握正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算。
3. 了解斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的特点。
能够根据教材上的公式计算它们的几何尺寸。
4. 以直齿圆柱齿轮强度计算为重点，两个强度公式（弯曲、接触）为核心，掌握其理论依据、了解其推导过程、明确其使用范围、熟习其参数选取；5. 了解齿轮的构造、润滑和效率。
6. 掌握齿轮结构设计，结构设计中有些尺寸按经验公式计算，这些尺寸毋须严格保持计算值，应适当圆整，以便于加工和检验时测量。
二、自学指导1. 齿廓啮合基本定律的证明过程只要求看懂，此定律的结论应记住。
瞬时角速比不变是对齿廓的最基本要求，也是推导齿廓啮合基本定律的出发点。
今后只要不作特殊说明，所有齿廓都认为符合这一定律。
常用齿数表示角速比或转数比=21ωω21n n =12z z 。
应当注意，如果瞬时角速比不能保持常数，则上式关系不能成立，即21n n =12z z ≠21ωω。
从本节开始，学生就应建立节圆的概念并明确：（1）一对节圆作纯滚动；（2）节圆半径之和等于中心距；（3）节圆半径之反比等于角速比。
也可以形象地把一对节圆比作具有与齿轮相同中心距的一对摩擦轮。
2. 渐开线性质是研究渐开线齿轮的理论基础。
工大839机械设计基础大纲
工大839机械设计基础大纲机械设计基础是工大839专业的一门重要课程，旨在培养学生具备机械设计基本理论和实践技能。
通过本课程的学习，学生将掌握机械设计的基本原理、方法和技巧，为今后深入学习和从事机械设计工作打下扎实的基础。
本课程的主要内容包括：机械设计基础原理、机械设计主要参数、机械工程材料、机械零件设计、机械传动设计等。
具体的大纲如下：第一章机械设计基础原理1.1机械设计的基本概念与目标1.2机械设计的基本原理和方法1.3机械设计的发展历程和现状第二章机械设计主要参数2.1机械设计的一般要求和参数2.2机械传动的参数设计2.3机械结构的参数设计第三章机械工程材料3.1金属材料的分类和性能3.2非金属材料的分类和性能3.3材料的选择、使用与处理第四章机械零件设计4.1机械零件的结构与功能4.2机械零件的设计原则4.3机械零件的计算与分析第五章机械传动设计5.1机械传动的基本原理和种类5.2机械传动的设计与计算5.3机械传动装置的选择与优化设计通过本课程的学习，学生将能够掌握机械设计的基本知识和技能，包括机械设计的基本原理和方法、机械设计的主要参数、机械工程材料的选择、使用与处理、机械零件的结构与功能、机械零件的设计与计算，以及机械传动装置的选择与设计等方面的知识。
此外，本课程还将通过理论与实践相结合的方式，培养学生的实际操作能力和分析问题的能力。
学生将会参与一些实际的机械设计项目，通过实践锻炼自己的设计能力和解决问题的能力。
总之，机械设计基础课程是工大839专业的核心课程，它为学生今后深入学习和从事机械设计工作提供了必要的理论和实践基础。
通过本课程的学习，学生将能够掌握机械设计的基本原理、方法和技巧，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
机械原理课程设计题目
4.蜗轮蜗杆传动中的润滑和冷却问题，以及提高传动效率的措施。
4、教学内容
本节课程将重点强化以下教学内容：
1.齿轮传动系统中的齿轮强度计算，包括接触强度和弯曲强度的校核；
2.带传动中的动态分析，探讨带传动的振动和噪声控制方法；
3.链传动中的链条寿命评估，以及提高链条使用寿命的措施；
2.带传动中传动带的类型选择、弹性滑动和打滑的计算；
3.链传动中链条节距和链轮齿数的匹配，以及链条张紧装置的设计；
4.蜗轮蜗杆传动中蜗杆直径和螺旋角的确定，以及传动效率的分容：
1.齿轮传动中的齿轮啮合原理，探讨无侧隙齿轮传动的设计方法；
2.带传动中传动带的张力计算，以及带轮的结构设计；
机械原理课程设计题目
一、教学内容
本节课选自《机械原理》第五章“机械传动原理及其设计”，围绕以下课程设计题目展开：
1.齿轮传动的设计原理与计算方法；
2.带传动的工作原理及主要参数的确定；
3.链传动的设计与应用；
4.蜗轮蜗杆传动的设计计算。
2、教学内容
本节课程将深入探讨以下教学内容：
1.齿轮传动中齿轮齿数的选取、模数和压力角的确定；
4.蜗轮蜗杆传动中的误差分析和补偿方法，以及传动系统的整体优化设计。
5、教学内容
本节课将深化以下教学内容：
1.齿轮传动中齿轮修形技术的应用，以及修形对传动性能的影响；
2.带传动中带轮的材料选择和热处理工艺对传动性能的影响；
3.链传动中链条的维护与保养方法，以及故障诊断与排除技巧；
4.蜗轮蜗杆传动中蜗杆副的安装与调整，以及传动系统的动态平衡分析。
第05章螺旋传动1
f ϕ v = tg cosα f为螺纹表面摩擦系数(表5-6), α为螺纹牙形半角。
−1
三.螺旋传动的设计和计算
②承受与螺 杆轴线有偏心 距为a的轴向 载荷Fa，相当 于计算有一轴 向载荷Fa和一 力矩aFa作用 在此螺杆轴线 上，由此引起 的摩擦力矩。
aFa=N0b
三.螺旋传动的设计和计算
aFa 1 Fn = b sin α
§5-1螺旋传动的类型、特点和应用
在螺旋传动中，螺杆和螺母的相对运动 关系为：
zt l= ϕ 2π
(5-1)
式中： l－螺杆或母移动的距离或行程； t－螺杆(螺母)的螺距； z－螺纹线头数，常用z=1； ϕ－杆螺母间的相对转角；
一.螺旋传动的类型和应用
按用途分类 ⑴传力螺旋 传递动力，承受较大的载荷，传动精度要 求较低，要具有足够的强度。 ⑵测量螺旋(称示数螺旋) 精确地传递相对运动或位移，要求传动精 度高、回差小、运动灵活。 ⑶一般传动螺旋 精确定位，要求螺纹不松动，自锁，一般 的传动。
通常螺纹的圈数n≤10。
三.螺旋传动的设计和计算 ⑵刚度计算 螺杆受轴向载荷时，一个螺距的变化量 λFt为： 式中： λ F ---一个螺距的变化量； Fa---轴向载荷； t---螺距； E---螺杆材料拉压弹性模量， 对于钢： E=2.0×105MPa； A---螺杆螺纹截面面积，对梯形螺纹按螺纹中 径计算；螺杆受拉时上式取“＋”号，受压时取“－” 号。
三.螺旋传动的设计和计算
2.螺旋传动的设计方法：类比法和计算法 类比法 ⑴螺杆工作长度L，应满中仪器的行程要求， 设计时L应为:
L ≥ l1 + l2 + l3
(5-３)
式中：l1 ---精密机械与仪器需要的行程； l2---螺母的工作轴向长度(或高度); l3 ---满足精密机械与仪器行程要求 外适当的余量，一般 5~10mm。
机械设计手册机械传动
机械设计手册机械传动机械设计手册是机械工程师必备的工具书，用于指导机械传动的设计和计算。
机械传动是将动力从一个部件传递给另一个部件的过程，它是机械系统运行的关键环节之一。
机械传动的设计对于机械系统的性能和可靠性具有重要影响。
机械传动可以分为多种类型，包括齿轮传动、带传动、链传动等。
每种传动类型都有其特点和适用范围。
齿轮传动是最常见和最普遍应用的机械传动形式之一。
它主要由两个或多个齿轮组成，通过齿轮的啮合将动力传递给其他部件。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定、传动精度高等优点，广泛应用于各个领域。
在机械传动的设计过程中，需要考虑多个因素。
首先是传动比的选择，传动比决定了传动输出转速和扭矩与输入转速和扭矩的关系。
传动比的选择要根据系统要求和传动部件的可靠性等因素进行合理确定。
其次是传动装置的布局和安装方式。
传动装置的布局应考虑机械的布局结构和空间限制等因素，合理安装传动装置可以提高机械系统的运行效率和可靠性。
机械传动的设计还需要考虑传动件的强度和寿命。
传动件的强度是指传动部件在工作过程中所能承受的最大载荷，而传动件的寿命则是指传动部件在规定工况下能够工作的时间。
在设计过程中，要根据传动装置的工作负荷和传动件的材料等因素，进行合理的强度计算和寿命评估。
此外，机械传动的设计还要考虑传动效率和噪声。
传动效率是指机械系统在能量传递过程中的损失程度，传动效率的高低直接影响着机械系统的能源利用效率。
而噪声是机械系统运行时产生的声音，对于某些应用领域，如航空航天、医疗器械等，噪声控制往往是设计的重要考虑因素之一。
综上所述，机械传动的设计是机械设计中重要的一部分，涉及到传动类型选择、传动比确定、布局和安装、传动件强度和寿命计算、传动效率和噪声控制等方面。
只有通过科学合理的设计和计算，才能够确保机械传动系统的正常运行和高效性能。
因此，机械设计手册中关于机械传动的内容是机械工程师在设计实践中必不可少的参考资料。
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• 传动的类型 开口传动；叉传动；角度传动。
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第五章：机械传动
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二、带传动的特点和应用
• 适用 通常用于传递中小功率；常用于多级传 动中的高速级；传动比i≤7，传动效率 =0.94~0.97。
• 优点 中心距较大的传动；过载时，出现打滑， 起到过载保护作用；结构简单，制造、 安装精度低，成本低。
由此得到
KZ O2 C O1 K O1 C
i12 1 2
KZ O1 K
O2 C O1 C
欲保证传动比i12恒定，O2C/O1C应为常数。
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第五章：机械传动
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• 互相啮合传动的一对齿廓，在任一瞬时 的传动比，与连心线被其啮合齿廓在接 点的公法线nn所分的两线段成反比。
• 齿廓公法线nn与两连心线的交点C称为啮 合节点。
• 带的弹性滑动 • 带传动的传动比
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第五章：机械传动
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带的弹性滑动
v主＞v带＞v从 ，这是带传动正常工作时 固有的特性，无法避免。
带的弹性滑动就是带一边绕行主动 轮，一边徐徐向后收缩。
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第五章：机械传动
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带传动的传动比
由于弹性滑动的影响，从动轮的圆周 速度 v2 低于主动轮的圆周速度 v1 ，其降 低量用滑动率ε表示。
• 特点及应用
保证恒定的传动比，传动平稳；传动效 率高；结构紧凑，寿命长；不适用于轴 间距远的传动。
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二、传动比和齿廓曲线
• 传动比
vk1= ω1O1K vk2 =ω2 O2K
o1
a ω1 r1′ n
vk2
K
vk1 b C
n ω2
r2′
z
o2
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第五章：机械传动
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第五章：机械传动
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• 缺点 传动装置尺寸较大； 不能保证准确的传动比； 带的寿命较短； 传动效率较低。
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三、带传动的受力分析与打滑现象
• 带传动的受力分析 • 带传动的打滑现象 • 影响圆周力的因素
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第五章：机械传动
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带传动的受力分析
• 要保持恒定的传动比，则不论齿廓在任 何位置接触，过接触点所作的齿廓公法 线nn必须与连心线交于定点C。
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第五章：机械传动
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三、渐开线齿廓
• 渐开线的形成 • 渐开线的性质 • 渐开线齿廓的啮合特性
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第五章：机械传动
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渐开线的形成
Fn
vk
K
αk
rk
B
θk
Ⅱ
A o rb
F2=F0 - Fe/2
∴ F1=F0+Fe/2
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第五章：机械传动
（1） （2）
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带传动的打滑现象
因为，P=Fe·v 若 v 一定，P增大时， 圆周力Fe也增大。但在具体条件下，摩擦 力Ff是有一极限值，相应的带传递功率P 也有一定值。
当带传递的功率超过此定值时，带与 带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称 为打滑。打滑时，带和从动轮不能正常转 动，甚至完全不动，使传动失效。打滑将 造成带的严重磨损。
第五章：机械传动
带传动与齿轮传动
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第五章：机械传动
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第一节：带传动
一、带传动的工作原理及类型 二、带传动的特点和应用 三、带传动的受力分析与打滑现象 四、带传动中的弹性滑动与传动比 五、V型带及带轮
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第五章：机械传动
2
一、带传动的工作原理及类型
• 带传动的组成 主动轮、从动轮、传动带。
• V型带的结构 • V型带的型号和规格 • V型带轮的材料 • V型带轮的结构
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第五章：机械传动
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第二节：齿轮传动工作原理
一、齿轮传动的类型、特点及应用 二、传动比和齿廓曲线 三、渐开线齿廓
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第五章：机械传动
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一、齿轮传动的类型、特点及应用
• 类型
按轴的相对位置划分；按齿向划分；按 工作条件划分。
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过O2作O2Z∥nn，与O1K的延长线交 于Z点，因△Kab与△KO2Z的对应边互 相垂直，所以△Kab∽△KO2Z，故有
由上式可得
KZ Kb vk1 O 1 1 K O2 K Ka vk2 2 O2 K
i12
1 2
KZ O1 K
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又因△O1O2Z∽△O1CK故有
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影响圆周力的因素
根据欧拉公式：F1=F2efα
圆周力，
Fe=Ff=F1-F2
以及
F2=F0 - Fe/2
∴
Fe
2F0
ef ef
1 1
由上式可知，影响圆周力的因素有：
初始拉力F0、包角α、摩擦系数f。
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四、带传动中的弹性滑动与传动比
Ⅰ
r
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渐开线的性质
1、发生线长度等于基圆上被滚过的弧长， 即 BK=AB；
2、发生线即为渐开线在K点的法线； 3、基圆越大，渐开线越平直； 4、基圆以内无渐开线；
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5、压力角k，为渐开线上某一点法线与 该点速度方向所夹之锐角。
F0
F0
O1
O2
F0 F0
a
静止时，带两边的拉力都等于初拉力F0
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n1 Ff
F2
F2
O1
F1 F1
a
n2 O2 Ff
啟动时，F1-F0=F0-F2 主动轮，F2+Ff=F1
从动轮， F1=Ff+F2
圆周力，Fe=F1-F2
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啟动时，F1-F0=F0-F2 所以， F0=（F1+F2）/2 圆周力，Fe=Ff=F1-F2 由（1）式减（2）式，得
规定
cos
k
OB OK
rb
rk
cos r b
r
中国规定标准齿轮的压力角α=20°， （在分度圆上的压力角为之）。
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渐开线齿廓的啮合特性
1、渐开线齿廓能保证定传动比
因为渐开线上任意一点都于基圆相 切，所以，过两齿廓的接触点，作两齿 廓的公法线与两齿轮的连心线交于定点。
v1v210% 01~2%
v1
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因为 所以 若略去ε，则
d 1 n1 d 2 n2 1 d 2 n2
d 1 n1
d 1 n1
i n1 d 2 n 2 d 1 (1 )
i n1 d 2
n2 d1
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五、V型带及带轮