(2)學習中要掌握帶的應力分布,充分理解帶是在變應力狀態下工作的。因此,帶可能會因疲勞破壞而失效。同時,還要熟悉彎曲應力在帶的應力中起主要作用,而帶輪直徑的大小直接影響彎曲應力的大小,從而決定了帶輪直徑應選擇適當、且需大於允許的最小值。
(3)運動分折運動分析著重闡述了彈性滑動和打滑的形成、產生原因及二者的區別。學習中務必弄清楚彈性滑動是帶傳動的固有特征、是不可避免的,而打滑則是可以避免而且必須避免的。正是因為彈性滑動的存在致使帶傳動的傳動比不準確,且加逨帶的磨損和降低傳動效率。
(4)應力分析帶在前述各力的作用下,失效分折在作用力、應力和運動分析的基礎上,找出帶傳動可能產生的主要失效形式,目的是確定帶傳動的設計準則,為設計計算提供依據。對於各種可能的失效形式、產生的原因與影響因素必須十分清楚。
2.鏈傳動
鏈傳動工作情況分析中,主要從運動學和動力學分折入手,詳細地闡述了鏈傳動運動不均勻性和由此而引起的動載荷、衝擊動能等產生的原因,對鏈傳動性能的影響和對運動不均勻性、動載荷等程度的影響因素。目的在於為鏈傳動參數的合理選擇提供依據。這當中充分理解運動不均勻性和動載荷的產生原因,尤其是鏈節距大小,鏈輪齒數的多少和鏈速的高低對運動不均勻性、動載荷、鏈條的壽命等的影響要徹底搞清楚,從而歸納出有關參數的選取原則。還須說明,盡管鏈傳動有上述特性,但在大多數傳動中使用沒有問題,隻是不能用於兩軸傳動比要求嚴格的場合。
鏈傳動的作用力分析是為了確定軸上的作用力。失效分析則是為設計計算提供依據。學習中,不僅要了解其現象,而且要深刻理解不同條件下可能出現的主要失效形式、產生的原因和影響因素。
關於帶傳動和鏈傳動的設計計算,要以設計程序為主線,著重學會如何把基本知識和基本理論運用到設計計算中去;搞清楚各公式建立的依據和相互關係;掌握公式的使用條件和參數、係數的意義、對傳動性能的影響與選用原則。
此外,因帶和鏈條為標準件,還必須熟悉有關的國家標準。為便於學習,帶傳動的設計程序,鏈傳動的設計程序在學完之後,可自行仿帶傳動程序總結,並建議對二者比較,在一些問題的處理上有哪些異同。
四、複習思考題
1.帶傳動與齒輪傳動比較有哪些優缺點?
2.帶傳動、鏈傳動一般應置於傳動係統的高速級還是低速級?為什麼?
3.試作圖說明帶傳動工作時帶剖麵中的應力種類及其分布,並指出最大應力點。
4.帶傳動中的彈性滑動和打滑各是如何發生的,能否設法避免,其產生的後果是什麼?
5.為避免打滑、提高承載能力,將帶輪槽側麵加工得粗糙些,以增大摩擦,是否合理?為什麼?
6.帶傳動的主要失紋形式是什麼?其設計準則是什麼?
7.帶傳動的帶輪基準直徑山、帶速中心距、帶長、包角及初拉力的大小對傳動性能有何影響?
8.鏈傳動與帶傳動和齒輪傳動比較有哪些優缺點?
9.分析鏈傳動的運動不均性與動載荷產生的原因,影響它們的主要參數有哪些?
10.鏈傳動的主要失效形式有哪些?
11.高速、重載條件下的鏈傳動與低速重載鏈傳動在主要參數的選取、設計計算等方麵有何不同?為什麼?
12.兩係列滾子鏈各適用於何種場合?
13.為什麼鏈長節數宜取偶數,此吋鏈輪齒數宜取成什麼樣的數值為宜?為什麼?
第十二節 齒輪傳動
一、基本內容
齒輪傳動的設計。
二、基本要求
本章應以齒輪強度計算為重點,兩套強度公式(接觸、彎曲)為核心,掌握其理論依據,了解其推導過程,明確其使用範圍,熟悉其參數選擇及掌握具體的計算方法。通過學習能夠根據設計的已知條件(工作情況,傳遞功率,主、從動輪的轉速)合理選擇齒輪材料,確定主要尺寸和結構,並能校核齒輪傳動的承載能力。
三、學習指導
本章重點是齒輪傳動的失效形式、設計準則,標準漸開線直齒圓柱齒輪傳動的受力分析和強度計算。難點是如何計同條件合理地確定設計準則和選用相應的設計數據。此外,斜齒圓柱齒輪傳動和直齒圓錐齒輪傳動的受力分析也是一個難點。由於本章內容多,複習時一定要明確基本要求,抓住重點,在係統地掌握標準直齒圓柱齒輪傳動的基本內容後,對於其他類型的齒輪傳動,著重掌握其特點,將基本內容加以分析對比,加深對難點的理解。
正確地選擇材料和熱處理方法是設計中一個首要問題,它將直接影響傳動的尺寸、工藝、毛還和成本。如選擇不當會造成不良後果。因此,必須注意兩點:一是選材要遵循“齒麵要硬、齒芯要韌”的配對原則;二是要密切結合生產實際,除了特殊需要外,一般應考慮生產單位所能提供的材料及毛還,力求符合技術經濟原則。一對相齧合的齒輪,如果是軟齒麵,小齒輪齒麵硬度應比大齒輪的硬度高。其原因,一是單位時間內小齒輪應力循環次數多;二是小齒輪齒根危險剖麵的齒厚小,故彎曲應力大。因此,小齒輪齒麵硬度高,可使大、小齒輪壽命接近。此外,大小齒輪齒麵的硬度差還有利於齒麵跑合,接觸均勻,減少膠合的危險。硬齒麵齒輪傳動的優點是承載能力高,結構緊湊,可采用較高的精度,但缺點是由於齒輪真徑小,當傳遞一定轉矩時,輪齒的作用力大,並導致軸和軸承受載較重。合金鋼的優良性能,通過熱處理才能充分表現出來,與碳素鋼相比,合金鋼淬硬後,在相同的硬度時,具有較高的韌性。同時,熱處理後產生的扭曲變形較小,滲透深度較大,因此,合金鋼宜用於硬齒麵齒輪。
齒輪的失效形式主要有五種,應掌握產生各種失效的現象、機理和部位,以及減輕或避免的主要措施,進而理解各種強度計算的基本準則。
齒輪的受力分析包括作用力大小的計算和方向的判斷。這是一個重要的問題,如果把力的大小和方向判斷錯了,就會帶來一係列的錯誤,致使齒輪、軸、軸承的設計不當而造成嚴重後果,因此,對輪齒上各力的大小,方向和作用點要求反複練習和熟練掌握。載荷係數是考慮各種影響載荷的因素對名義載荷進行修正的係數,對載荷係數的物理意義,係數的選擇方法及影響因素應有所了解。