在作周期性波动，同时还存在着链条的上下抖动，这样就使链传动产生附加动载荷，故链传动不适宜用于高速传动之中。 9.4 滚子链传动的设计计算
这一节编写顺序与带传动设计计算相似的，从失效形式开始谈→计算准则→传递功率→选择计算。
9.4.1 主要失效形式及计算准则
1. 失效形式
链轮与链条相比，链轮强度强，使用寿命长，所以链传动的失效形式主要是链条的失效，常见的形式有五种：
链板疲劳破坏
滚子和套筒的冲击疲劳破坏 链条铰链磨损 作简单介绍 链条铰链胶合 静力拉断
一般链传动的失效形式为铰链内过度磨损，使铰条的节距增大。如过大，就会使链条和链轮啮合不正常，也可能由于突然冲击，过载，导致链条断裂。所以对于v>0.6m/s，主要失效形式为疲劳破坏；v<0.6m/s 重载的链就会发生静强度破坏。那么其计算准则对这二种工作情况就不同了。
2. 计算准则：1） v>0.6时，疲劳破坏的计算准则为不发生疲劳破坏，链条传递的功率值Pc小于许用功率值。
2）v<0.6时，因为低速传动，为防止过载拉断，就应进行静强度校核。 9.4.2 额定功率曲线
做试验，可得出不发生疲劳失效时，链条所能传递的功率值P0得出图9.9额定功率曲线，如与试验条件不同时，必须对P0值加以修正，这里与带传动的分析方法是相似的。具体查图9.9的方法可放课件，演示一下。 9.4.3 选择计算
1. v>0.6m/s （中，低速链传动）
Pc?[P0] ①
Pc?KA?P P—链传动所传递的名义功率值，KA—工作情况系数（表9.4）
[P0] 先从图9.9查出P0值，如与实际工作条件不同的，要对P0进行修正，修正后值为[P0]，即为许用功率值
[P0]?P0?Kz?Ki?Ka?Kpt ② Kz、Ki、Ka、Kpt书中有表可查。 将①、②联立，整理成下式
P0?PKA （9.5）
Kz?Ki?Ka?Kpt2． v<0.6m/s（低速链传动）
进行静强度校核，得出安全系数，即 S?FQ?mKA?F?4?8 （9.6）
公式中参数说明一下，FQ为单排链的极限拉伸载荷，m：排数，F?1000P v链速， vP名义功率。
9.4.4 主要参数与选择
1. 传动比
一般i≤7，推荐i=2~3.5，i过大会使小链轮上包角过小，将加速链轮磨损，通常值不能小于120o。
2. 链轮齿数z
z1为使传动平稳，应增大z1，但z1过大，会使z2加大，结构过大，重量大，z1应按表9.9选取。
z2=i z1，一般z2<120
当链节数为偶数时，齿数就最好取奇数，这样使磨损均匀些。 3. 链速v
不应超过12m/s，否则会出现过大的附加动载荷 4. 链节距p
p↑，链条和链轮尺寸↑，承载能力↑，但p↑会使传动不均匀性↑，动载荷、噪音↑，因此要求在保证承载能力条件下，尽量用小的p。
5. 中心距与链长
a对传动影响大：a小，结构紧凑，a过小使α1↓，与链轮同时啮合的齿数减小，链条磨损↑，容易脱链，此外，a过小，Lp（链节数）↓，每一节参加工作的次数↑，加速链条疲劳，∴加大a对传动有利，但a不能过大，会使链条抖动，消耗能量，η↓。
一般a取（30~50）p，最大中心距amax=80p
链节数Lp：链长度除以链节距就为链节数，即一条链条有几节，L计算可按开口带传动公式计算之，经推导可得出Lp的计算公式（9.8），计算出Lp后，需圆整，最好取偶数。
然后根据圆整后Lp值，可计算出实际中心距a值（式9.9）。一般情况下，中心距设计成可调的。
9.5 布置、张紧及润滑
自学一下。
张紧目的与带传动的不同，这点要学生好好注意，为什么？
1. 布置：两轴应平行，两链轮应位于同一平面内，一般宜采用水平或接近水平的布置，并使松连在下，这是为什么？尽量避免中心线为⊥位置的布置。
2. 张紧：与带传动不同，但它也要求有适当的张紧，其目的为免下垂过大而引起啮合不良。一般情况下链传动设计成中心距可调的，通过调整中心距来张紧，也可用张紧轮来张紧，但一定要放在松边上，这又是为什么？同学去思考。
3. 润滑：可减少铰链内磨损，按图9.11选取。
第10章 齿轮传动
一、教学要求
本章内容较多，是本课程的主要内容。涉及的先修知识较广，设计程序较繁，所用的参数、系数及其有关资料也较多，需要特别细致地分析研究与区别对待。
具体的教学要求如下：
1）了解齿轮传动的类型和特点。
2）熟悉渐开线的性质、啮合线、啮合角的含义。
3）掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性、明确啮合条件和连续传动条件。 4）掌握圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的各部分的名称、基本参数及几何尺寸计算。
5）了解渐开线齿轮的齿形加工原理，根切现象及产生的原因，掌握不发生根切的条件及不发生根切的最少齿数。
6）了解变位齿轮传动的特点。
7）熟悉常用齿轮材料及其热处理方法。
8）掌握不同条件下齿轮传动的失效形式、设计准则及强度计算方法。 9）掌握齿轮传动的受力分析方法。
10）掌握斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的传动特点、当量齿轮和当量齿数的概念。 11）了解齿轮的结构和润滑及效率。
本章要求以齿轮传动的设计原理为基础，直齿圆柱齿轮强度计算为重点，两个强度公式（接触、弯曲）为核心，掌握其理论依据，了解其推导过程，明确其使用范围，熟悉其参数选取，设计出齿轮传动。
二、重点、难点
重点：外啮合标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的基本理论、传动设计及强度计算。 难点：1）齿轮传动的啮合过程。
2）斜齿圆柱齿轮的当量齿数和直齿圆锥齿轮的背锥与当量齿数。
3）如何针对不同工作条件合理确定设计准则和选用相应的设计数据（包括参数和系数的确定）。
三、教学安排
教学内容 1. 齿轮传动的特点和基本类型 2. 渐开线齿轮的齿廓及传动比 3. 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算 4. 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 5. 渐开线齿轮的加工方法 6. 渐开线齿廓的根切现象与标准外啮合直齿轮的最少齿数 7. 变位齿轮 8. 齿轮常见的失效形式与设计准则 9. 齿轮的常用材料及许用应力 10. 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 11. 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 12. 直齿锥齿轮传动 13. 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率 14. 标准齿轮传动的设计计算 学时数 2 2 2 2 2 4 2 2
四、教学思路设计
本章是将齿轮原理部分与齿轮强度部分的内容进行有机地结合，成为一个新体系的“齿轮传动”一章。
本章从齿轮传动的特点、应用开始，以渐开线直齿圆柱齿轮传动为主线，介绍渐开线齿轮齿廓和传动比、渐开线齿廓的啮合原理及特点；渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及其基本尺寸；一对渐开线齿轮的啮合传动；轮齿切削加工原理，根切现象及最少齿数；变位齿轮传动；同时以轮齿的失效形式为基础，讨论其失效产生原因及防止、减轻失效的措施，从而得出在不同工作条件下的设计计算准则；在齿轮传动受力分析时是以作用在主动轮齿面上的作用力为基点进行的（其他类型齿轮传动也是如此），得出了确定作用力大小与方向的法则；齿轮的强度计算是以直齿圆柱齿轮传动为基础讨论其强度计算的理论依据、强度计算公式的物理意义、应用和参数选择（包括材料、热处理、结构）；斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动可在深入学习直齿圆柱齿轮传动的基础上，了解其形成原理、当量齿轮、受力分析和计算特点。最后根据现场经验得出齿轮传动的主要参数的选择，并论述了标准齿轮传动的设计计算方法与步骤。
第10章 第1讲
知识点 1. 1）特点 2）基本类型 2. 1）渐开线形成 2）渐开线性质 3）啮合特点 3. 1）齿轮各部分的名称和符号 2）基本参数 教学手段 参观模型室 课件（各种齿轮传动、渐开线的形成、渐开线齿轮的啮合、齿廓部分的名称） 一、讲授时注意几点
1. 10.1 齿轮传动的特点和基本类型 参观模型室、放课件（各种齿轮传动），作一般性了解。 2. 10.2 渐开线齿轮的齿廓及传动比
要讲清发生线概念，这是这一节的灵魂，从此可得出4点啮合特性。 3. 10.3 主要参数及几何尺寸计算
*基本参数有五个：z、m、α、ha、c*，除z外均应选取标准值。标准齿轮所有尺寸都用上
述五个参数来表示，列表，需熟记、计算时应精确到小数点后两位。再强调一下标准齿轮概念。
二、讲授程序设计
根据渐开线形成的原理，可得出渐开线的5个性质，这是分析齿轮啮合原理的基础。从而得出4点啮合特性。接下来要讲解齿轮的规格、尺寸等问题，也就是要介绍一下齿轮的主要参数及几何尺寸计算。
讲授教案编写如下所述：
第1讲 教案
第10章 齿轮传动
10.1 齿轮传动的特点和基本类型
模型室参观好后，讲解10.1节（放课件）。齿轮传动用于传递任意两轴间的运动和动力，它是依靠轮齿间推压来实现传递。它是现代机械中最重要、最广泛应用的一种机械传动机构。
1. 齿轮传动的特点
与其它传动相比，有下列优缺点：
优点：传递功率和圆周速度范围大，传动效率高，能保持恒定的传动比，工作平稳，安全可靠，且使用寿命长，结构紧凑。
缺点：制造和安装精度要求高，成本高，并且不宜用于轴间距离较大的传动之中。 2. 基本类型
1）按照一对齿轮传动的角速度是否恒比来分??。 本章讨论圆形齿轮传动。
2）按传递的相对运动是平面运动还是空间运动来分??。 3）按齿轮轮齿的齿廓曲线形状来分??。
4）按齿轮传动的工作条件不同来分??。 图 5）按齿轮轮齿齿面硬度来分??。
10.2 渐开线齿轮的齿廓及其传动比 10.2.1 渐开线形成
徒手作图，一直线n—n，在一圆周上作纯滚动，这条直线 上任一点的轨迹，就为该圆的渐开线，这圆称为基圆，它的半 径为rb，称为基圆半径，再放课件（渐开线的形成），巩固一下 图10.2 渐开线的形成 已学的知识。这n—n线称为渐开线的发生线。再在图上注出θK、αK角。
θK：渐开线上任一点K的向径OK与起始点A的向径OA间的夹角、这夹角为∠KOA，称为渐开线的展角θK，OK长度为rK。
αK：在后面会谈到的，称为压力角，随着K点不同，αK值也不同。 10.2.2 渐开线性质
根据渐开线的形成，可得出下列五个性质，教材中已介绍，作一说明。 10.2.3 渐开线齿廓的啮合特点
两轮的瞬时角速度之比称为传动比i，表示为i12。
i12??1 ?2工程中要求：一轮推另一轮，得到传动比为恒定的，也就是当ω1为恒定时，输出的ω2也为恒定，现在分析一下啮合过程。
徒手作图10.3，先作O1、O2点，齿廓E1、E2在K点啮合，O1轮以ω1转，推O2轮以ω2转，啮合点就在变动的，用手势比喻一下。
在K点啮合，也就是过K点可找出一条二个接触的齿廓的公法线N1N2，这N1N2只有一条，根据渐开线的形成原理，这N1N2就是渐开线齿廓的发生线。放课件（渐开线齿轮的啮合），巩固已学的知识。
机械设计基础螺纹连接与螺旋传动（教案）
