接。由于静联接与动联接的失效形式不同，因而计算准则也不相同。对于静联接与动联接，强度校核公式中的主要区别在于许用值不同。当静联接与动联接的材料相同时，。在选取许用值时应注意，应为联接中最弱材料的许用值。
2．图6-6所示的平键联接受力情况只是为了计算方便而进行的一个简化假设，即认为载荷在键的两侧工作面上均匀分布。实际上这样的载荷分布情况是不可能建立的。若区间作为分离提（图6.1a），可知键并非处于平衡状态，而是要沿顺时针方向转动。因而可以判定键在工作时，两侧面压力的合力N必须共线（图6.1b），键才能处于平衡状态。因此，实际上载荷在键两侧工作面的高度方向上为不均匀分布。此外，由于轴的扭转变形，实际上载荷在键的长度方向上也是不均匀分布的。
3．在花键联接强度计算式（6-5）和(6-6)中，考虑到载荷不可能均匀分布的分配到各个花键齿上,所以引入了一个载荷分配不均匀系数。在制造及安装精度相同的情况下，齿数越多，载荷在各花键齿上的分配就愈不均匀，的取值愈偏于0.7～0.8的下限。与平键联接相似，载荷在每个花键齿的高度方向上和长度方向上也是不均匀分布的。应说明的是，载荷分配不均系数并未考虑上述载荷分布不均的影响。
4.平键联接和花键联接中，存在着载荷分布不均的问题；在用花键联接或沿轴向多于一个平键时，还存在着载荷分配不均问题；其它机械零件工作时也常存在这方面的问题。因此，零件的计算模型与零件实际工作情况之间必然存在着差距的简化程度，该差距的大小与计算模型的简化程度有关。在机械零件的强度计算中，这方面的影响常用试验得到的许用应力或修正系数等来考虑。在平键联接和花键联接中，载荷分配不均的影响是由修正系数来考虑的，而载荷分布不均的影响是在许用应力中加以考虑的。
三、本章教学工作的组织及学时分配
本章的教学内容安排3个学时。以多媒体手段介绍结构图，以板书推导和实
物共同完成该章的教学任务。
第七章 铆接、焊接、铰接和过盈联接
一、主要内容、特点、及教学要求
1．主要内容
本章每节讲解一种联接，因而只是简要阐述了关于铆接、焊接、胶接和过盈联接的基本知识，其中主要是：
1）铆缝的类型、结构、应用场合、受力状况、破坏形式及设计计算概要。 2）电弧焊缝的基本类型、结构、应用场合、受力状况、破坏形式及强度计算。 3）胶接接头的类型、结构、应用场合、受力状况、破坏形式及设计要点。 4）过盈联接的类型及应用，过盈联接的工作原理、装配方法、受力及应力状态、失效形式及设计方法。
2．特点
1）本章所述几种联接的结构设计、工艺要求、强度计算、许用应力等，都与它们各自的专业技术规范或规程密切相关，因而教材提供的资料只适用于一般的情况，具体设计各专业产品时，都应以各该专业的技术资料为依据。
2）焊缝强度计算是根据在多种假设条件下建立的简化了的力学模型，并通过实验取得强度校核用的许用应力。采用这种“条件计算”的原因是：焊缝受力时附近的应力分布情况非常复杂（图7.1、7.2、7.3），应立集中及内应力很难准确决定，而通过热处理等工艺措施又可得到一定的改善。在这种情况下，采用“条件计算”既可使计算程序大为简化，又能保证焊缝经得起实践的考验。
3）胶接强度的计算方法一般较为复杂，目前还未达到适合工程需要的简明而通用的程度，同时在通用机械中，胶接还应用较少，故本章未予详细介绍。 3．学习要求
了解关于前述几种联接的基本知识（类型、结构、应用场合、常用材料、有关标准和工艺要求），掌握他们的受力状况、破坏形式和基本的设计计算方法。
二、本章重点及注意事项
1．重点
本章重点是前述几种联接的受力状况、破坏形式及设计要点。
2．注意事项
1）要明确在联接设计中，必须同时满足联接强度和联接零件本身的强度这两个要求，并学会相应的计算方法。
2）要正确理解焊缝强度计算公式的条件性，掌握某些计算公式（如表7-2中图i对应的强度计算公式）与一般力学计算公式的差异。
3）过盈联接中，联接零件强度计算的理论基础是厚壁圆筒的应力分析，如对此项理论还不够熟悉，应先复习材料力学中的这一部分，以便为顺利进行学习准备条件。
4）过盈联接最大径向压力的计算公式（7-11a）只适用于弹性变形范围，而不适用于塑性变形范围。另外，它没有计入离心力的影响，因而也不适用于高转速的过盈联接。
5）当过盈联接的配合部位p很大而有可能进入塑性范围时，应按式（7-15）、（7-16）给出的条件进行检验，以判断联接是否仍可正常工作。
6）过盈联接设计计算的步骤较多，学习时应自行理出一个线索，并搞清何时计入式(7-12)中的2u及何时不计入2u的原因。
7）采用过盈联接时，应注意对配合部位的应力吉中情况采取适当的措施（参考图15-19），以提高廉洁的工作能力。
8）由于本章只是简要介绍有关前述几种联接的基本知识和一般资料，如与专业需要或工作中使用到其中某个部分时，还应适当加学有关的专业规范和技术资料，决不应移花接木，混淆使用条件。
三、本章教学工作的组织及学时分配
本章的教学内容安排0个学时，为了内容完整，要求学生自学。
第八章带传动
一、本章主要内容、特点及教学要求
1. 主要内容
本章主要内容是带传动的类型、工作原理、特点及应用，带传动的受力情况、带的应力、弹性滑动和打滑, 以及V带传动的设计准则和设计方法等。最后对高速
带传动和同步带传动作了简要介绍。
2.特点
本章特点是讨论一种以柔韧体(带)为中间体的摩擦传动。带必须具有初拉力才
能在工作时产生摩擦力和松、紧边的拉力差(有效拉力)。同时，由于带是柔韧体，它本身不可避免的弹性变形，必然在带轮上产生弹性滑动。此外，与啮合传动相比，摩擦传动还有一种特别的失效形式一一打滑。
3. 教学要求：
1）了解带传动的类型、特点和应用场合。
2) 熟悉普通V带的结构及其标准、V带传动的张紧方法和装臵。
3) 掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及打滑等基本理论、V带传动的失效形式及设计准则。
4) 了解柔韧体摩擦的欧拉公式、带的应力及其变化规律。 5) 学会V带传动的设计方法和步骤。
二、本章重点、难点及注意事项
1. 在§8-1中主要应掌握：
1) 对带传动的工作原理，重点是从本质上了解带传动是一种摩擦传动。同时明确靠摩擦传递动力时，摩擦面间一定要有足够的正压力，而带与带轮间的正压力是靠把带张紧而产生的。
2）对各种带传动的特点，应着重了解平带传动与V带传动的特点，并加以比较。
3) 对V带的结构，应着重了解各种V带的结构特点，并加以比较。
4) 对普通V带的结构及其标准，应注意将帘布芯结构与绳芯结构加以比较。 5) 在分析V带传动的工作原理时，应该联系槽面摩擦理论。V带的工作面是两个侧面，因而与平带相比，在同样的张紧力下，带与带轮间能产生较大的正压力及摩擦力，所以能传递较大的圆周力。
2. 带传动工作情况分析(§8-2) 一节是本章的理论基础，包括以下主要内容：
1) 带传动的受力情况分析。其核心就是要找出紧边拉力F1 、 松边拉力F2 、初拉力Fo 、有效拉力Fe 的关系式。从这些关系式中可以得到以下重要结论：
①带工作时，带的两边即产生拉力差，绕上主动轮的一边拉力增大而成紧边，绕出主动轮的一边拉力减小而成松边，而且紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，紧边拉力Fl与松边拉力F2之间存在着
F1?ef?的关系。 F2②有效拉力Fe等于带与带轮整个接触面上的总摩擦力Ff,即等于紧边拉力Fl与松
边拉力F2之差，见式 (8-2) 。
2) 关于最大有效拉力。学习这一部分内容时，应该明确以下几个概念： ①柔韧体摩擦的欧拉公式(8-5)是在具有打滑趋势时摩擦力达到极限值的条件
下推导出来的。
②式（8-5）
F1F?ef?中，只给出了1的比值，并未给出F1与F2的实有值，例F2F2如
F1487.5…无数个不同的实有值的比值，此时，可由F1?F2?2时，可以有，，，2415F2分别得出2、4、7.5等不同值的有效拉力Fe。
③在一定的F1/F2的条件下，F1与F2的具体数值取决于初拉力Fo的大小,故F0对传动有很大的作用，例如Fo 等于O时，就根本不能传动。
④由式(8-7)可知，最大有效拉力 Fec 的大小取决于初拉力Fo、包角α和摩擦
系数f的大小。
⑤实际有效拉力的数值与传动中的包角大小和摩擦系数无关，它是一个己知
数，是由传递的功率P和带的速度v决定的。
3) 关于带的应力分析，应注意以下几点：
①分析带在工作时的各种应力，包括拉应力σ、弯曲应力σb离心应力σc的分
布情况以及最大应力发生在何处。
②弯曲应力σb 与带的厚度h和带轮直径D有关,这就是要限制h/D,特别是要限
制小带轮直径D1的原因。
③离心应力σc 实际上是由离心力(惯性力)引起的拉应力的增量。其根本原因在于带绕带轮作等速圆周运动时,必须有一个使带连续向轮心弯转的力，以产生向心加速度，因而就必然产生一个与该力方向相反的离心力。这个离心力就产生了带上的拉应力增量，即称为离心应力。
《机械设计基础》教案
