《機(jī)械設(shè)計(jì)課程 機(jī)械設(shè)計(jì)課程總結(jié)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程 機(jī)械設(shè)計(jì)課程總結(jié)（81頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì) 課程總結(jié)課程總結(jié)哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)系趙小力2011機(jī)械設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容原理特點(diǎn)，受力失效原理特點(diǎn)，受力失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，材料選擇設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，材料選擇強(qiáng)度計(jì)算，參數(shù)選擇強(qiáng)度計(jì)算，參數(shù)選擇3一、一、 機(jī)械系統(tǒng)的組成機(jī)械系統(tǒng)的組成輔助系統(tǒng)：例如潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)：例如潤滑、顯示、照明等動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)4 機(jī)械制造過程中為完成同一目的而由若干協(xié)同工機(jī)械制造過程中為完成同一目的而由若干協(xié)同工作的零件組合在一起的組合體。作的零件組合在一起的組合體。機(jī)械部件機(jī)械部件： 專用零件：氣輪機(jī)的葉片；汽缸專用零件：氣輪機(jī)的葉片

2、；汽缸 通用零件：齒輪；螺栓通用零件：齒輪；螺栓 機(jī)械零件機(jī)械零件：是機(jī)械制造過程中不可分拆的最小單元是機(jī)械制造過程中不可分拆的最小單元 8 摩擦分類：外摩擦（存在于兩物體表面之間）摩擦分類：外摩擦（存在于兩物體表面之間） 內(nèi)摩擦（流體內(nèi)部產(chǎn)生的粘剪力）內(nèi)摩擦（流體內(nèi)部產(chǎn)生的粘剪力） 按照兩表面的潤滑狀況，摩擦分為：按照兩表面的潤滑狀況，摩擦分為： 1 1）干摩擦）干摩擦-無潤滑狀態(tài)無潤滑狀態(tài) 2 2）邊界摩擦）邊界摩擦邊界潤滑狀態(tài)邊界潤滑狀態(tài) 3 3）流體摩擦流體摩擦流體潤滑狀態(tài)流體潤滑狀態(tài) 4 4）混合摩擦）混合摩擦混合潤滑狀態(tài)混合潤滑狀態(tài)4.1 4.1 摩擦摩擦在外力作用下，兩個相互接觸

3、的物體或物體內(nèi)部有相對運(yùn)動或在外力作用下，兩個相互接觸的物體或物體內(nèi)部有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢時，在摩擦界面產(chǎn)生切向阻力，這種切向阻力稱相對運(yùn)動趨勢時，在摩擦界面產(chǎn)生切向阻力，這種切向阻力稱為為摩擦力摩擦力，這種現(xiàn)象稱為，這種現(xiàn)象稱為摩擦摩擦。9磨損磨損磨損過程磨損過程l磨損的五種形式1）粘著磨損, 影響因素：材料、脆塑性、粗糙度等；影響因素：材料、脆塑性、粗糙度等；2）磨粒磨損，環(huán)境，硬度、粗糙度環(huán)境，硬度、粗糙度；3）疲勞磨損，硬度、粗糙度，粘度；硬度、粗糙度，粘度；4）沖蝕磨損，硬度；硬度；5）腐蝕磨損，環(huán)境和潤滑油的腐蝕性。環(huán)境和潤滑油的腐蝕性。潤滑油的粘度潤滑油的粘度 潤滑油的粘度反

4、映了潤滑油在外力作用下抵抗剪切變形的能力，是內(nèi)摩擦力大小的標(biāo)志。Fhh式中 流體剪切面積 流體剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力與流體沿y方向速度的梯度成正比，即/ddy 定義為流體的動力粘度。上式稱為牛頓流體粘性定律牛頓流體粘性定律凡符合此定律的流體稱為牛頓流體牛頓流體,否則稱為非牛頓流體非牛頓流體。粘性流體模型粘性流體模型d-螺紋大徑螺紋大徑 公稱直徑公稱直徑d1 1- -螺紋小徑螺紋小徑 校核直徑校核直徑d2-螺紋中徑螺紋中徑 基準(zhǔn)直徑基準(zhǔn)直徑p-螺距螺距 相鄰兩牙相鄰兩牙n-線數(shù)線數(shù) 螺旋線數(shù)螺旋線數(shù)S S-導(dǎo)程導(dǎo)程 同一螺旋線同一螺旋線-螺紋升角螺紋升角 中徑圓柱中徑圓柱 牙型角牙型角 -牙側(cè)角牙側(cè)角

5、螺旋線旋向螺旋線旋向12l螺紋的自鎖條件：式中式中: -當(dāng)量摩擦角，當(dāng)量摩擦角， f arctan-當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)f 13l常用螺紋及其特點(diǎn)、應(yīng)用對螺紋的要求：足夠的強(qiáng)度和良好的工藝性對螺紋的要求：足夠的強(qiáng)度和良好的工藝性聯(lián)接螺紋：自鎖聯(lián)接螺紋：自鎖管螺紋：緊密性、氣密性管螺紋：緊密性、氣密性傳動螺紋：效率高傳動螺紋：效率高調(diào)整螺紋：精度高調(diào)整螺紋：精度高起重螺紋：效率高、自鎖性好起重螺紋：效率高、自鎖性好螺紋的分類：螺紋的分類：按牙形：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸按牙形：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸 齒形螺紋、管螺紋齒形螺紋、管螺紋按母體形狀：圓柱螺紋、圓錐螺紋按母體形

6、狀：圓柱螺紋、圓錐螺紋14l螺紋連接基本類型普通螺栓連接普通螺栓連接 鉸制孔螺栓連接鉸制孔螺栓連接1 1、 螺栓連接螺栓連接 15l螺紋連接基本類型2 2、螺釘連接、螺釘連接 16l螺紋連接基本類型3 3、雙頭螺柱連接、雙頭螺柱連接 17l螺紋連接基本類型4 4、 緊定螺釘連接緊定螺釘連接 18l螺紋連接的防松1 1、 摩擦防松摩擦防松 (1) (1) 雙螺母雙螺母(2) (2) 彈簧墊圈彈簧墊圈(3)(3)鎖緊螺母鎖緊螺母2 2、 機(jī)械防松機(jī)械防松 (1) (1) 開口銷與六角開槽螺母開口銷與六角開槽螺母(2) (2) 止動墊圈止動墊圈(3) (3) 串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲19l螺紋連接的防松3

7、3、 永久防松永久防松 焊接焊接 沖點(diǎn)沖點(diǎn) 涂膠涂膠20l單個螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算1 1 、松螺栓連接、松螺栓連接421dF41Fd 21l單個螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算2 2 、緊螺栓連接、緊螺栓連接 受橫向載荷的緊螺栓連接受橫向載荷的緊螺栓連接 （1 1） 普通螺栓連接普通螺栓連接靠接合面的摩擦力傳遞外力靠接合面的摩擦力傳遞外力螺栓既受拉應(yīng)力又受扭剪應(yīng)力螺栓既受拉應(yīng)力又受扭剪應(yīng)力22214dF12213122)tan(4162)tan(dddFddFWTt對于常用的M10M68的普通螺栓5 . 0拉應(yīng)力拉應(yīng)力剪應(yīng)力剪應(yīng)力螺栓的當(dāng)量應(yīng)力螺栓的當(dāng)量應(yīng)力3 . 1)5 . 0(332222e3 . 142

8、1dFe3 . 141Fd24（2 2）鉸制孔螺栓連接）鉸制孔螺栓連接 螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為: :420mdFs螺栓與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：螺栓與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：psphdFmin0 受軸向工作載荷的緊螺栓連接受軸向工作載荷的緊螺栓連接0BBmmBmCFFFCCCFFFCC3 . 14210dF3 . 1401Fd校核公式：校核公式：設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式：靜強(qiáng)度計(jì)算：靜強(qiáng)度計(jì)算：221ambbadFCCC0max214Fdmin214Fd疲勞強(qiáng)度計(jì)算：疲勞強(qiáng)度計(jì)算：5.6 螺栓組連接設(shè)計(jì)螺栓組連接設(shè)計(jì)l提高螺栓連接強(qiáng)度的措施 1. 改變螺紋牙上載荷分配 2. 提高疲

9、勞強(qiáng)度的措施 （1）減少應(yīng)力幅 （2）減少應(yīng)力集中28l提高螺栓連接強(qiáng)度的措施2. 提高疲勞強(qiáng)度的措施（1）減少應(yīng)力幅（2）減少應(yīng)力集中 2921212)1 (2dFCCCdFCCCmBmmBBa30五、撓性件傳動五、撓性件傳動l帶傳動的特點(diǎn)、類型、幾何計(jì)算l受力、應(yīng)力、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則l帶輪結(jié)構(gòu)l帶的張緊31帶傳動帶傳動1 總摩擦力總摩擦力Ff2 有效圓周力有效圓周力F3 緊邊和松邊拉力與預(yù)緊力的關(guān)系4 緊邊和松邊拉力關(guān)系121feFF 5 最大有效圓周力11111120maxffeeFF 帶傳動的應(yīng)力分析帶傳動的應(yīng)力分析331）彈性滑動定義彈性滑動定義：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶由于

10、帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對滑動現(xiàn)象稱為輪之間的相對滑動現(xiàn)象稱為彈性滑動。彈性滑動。3）彈性滑動會引起下列后果彈性滑動會引起下列后果： （1）從動輪的圓周速度總是）從動輪的圓周速度總是落后落后于主動輪的圓周速度，并隨載于主動輪的圓周速度，并隨載 荷變化而變化，導(dǎo)致此傳動的傳動比不準(zhǔn)確；荷變化而變化，導(dǎo)致此傳動的傳動比不準(zhǔn)確； （2）損失一部分能量，）損失一部分能量，降低了傳動效率降低了傳動效率，會使帶的溫度升高；，會使帶的溫度升高； 并引起傳動帶磨損。并引起傳動帶磨損。2）彈性滑動特點(diǎn)：）彈性滑動特點(diǎn)：彈性滑動是帶傳動中彈性滑動是帶傳動中不可避免不可避免的現(xiàn)的現(xiàn)象，是正常工作時象，是

11、正常工作時固有的特性固有的特性。351 帶傳動的失效形式：帶傳動的失效形式：打滑和疲勞破壞打滑和疲勞破壞2 帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證帶工作時不打滑的條件在保證帶工作時不打滑的條件 下具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命下具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命11maxcb-在一定條件下，由帶的疲勞強(qiáng)度決在一定條件下，由帶的疲勞強(qiáng)度決定的許用拉應(yīng)力定的許用拉應(yīng)力36l帶的張緊定期張緊裝置定期張緊裝置自動張緊裝置自動張緊裝置用帶輪張緊用帶輪張緊37六、齒輪傳動六、齒輪傳動l齒輪傳動特點(diǎn)、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則l計(jì)算載荷（四個系數(shù)）l受力分析(轉(zhuǎn)向、旋向、力方向)l直齒、斜齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算、各種修正系數(shù)影響

12、因素l齒輪傳動主要參數(shù)選擇l齒輪結(jié)構(gòu)38l主要失效形式： 39齒輪傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 閉式軟齒面齒輪傳動：常因齒面點(diǎn)蝕而失效，故通常先按齒閉式軟齒面齒輪傳動：常因齒面點(diǎn)蝕而失效，故通常先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 閉式硬齒面齒輪傳動：其齒面接觸承載能力較高，故通常先閉式硬齒面齒輪傳動：其齒面接觸承載能力較高，故通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 開式齒輪傳動：其主要失效形式是齒面磨損，而且在輪齒磨開式齒輪傳動：其主要失效形式

13、是齒面磨損，而且在輪齒磨薄后往往會發(fā)生輪齒折斷。故目前多是按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)薄后往往會發(fā)生輪齒折斷。故目前多是按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮磨損的影響將模數(shù)適當(dāng)增大。行設(shè)計(jì)，并考慮磨損的影響將模數(shù)適當(dāng)增大。 高速重載齒輪傳動：可能出現(xiàn)齒面膠合，故需校核齒面膠合高速重載齒輪傳動：可能出現(xiàn)齒面膠合，故需校核齒面膠合強(qiáng)度。強(qiáng)度。40載荷系數(shù)載荷系數(shù)KKKKKA齒輪傳動的計(jì)算載荷齒輪傳動的計(jì)算載荷使用系數(shù)使用系數(shù)K KA A：考慮由于齒輪嚙合外部因素引起附加動載荷影：考慮由于齒輪嚙合外部因素引起附加動載荷影響的系數(shù)。響的系數(shù)。動載系數(shù)動載系數(shù)K K ：考慮由于齒輪制造精度、運(yùn)轉(zhuǎn)速度等輪齒內(nèi)：考慮

14、由于齒輪制造精度、運(yùn)轉(zhuǎn)速度等輪齒內(nèi)部因素引起的附加動載荷影響系數(shù)。部因素引起的附加動載荷影響系數(shù)。齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)K K ：考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)啠嚎紤]沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)。齒應(yīng)力的影響系數(shù)。齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)K K ：考慮同時嚙合的各對輪齒載荷分配不：考慮同時嚙合的各對輪齒載荷分配不均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)。均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)。41輪齒受力分析輪齒受力分析圓周力圓周力徑向力徑向力法向力法向力力的方向判斷力的方向判斷:作用于主、從動輪上的各對力均大小相等，方向相反。作用于主、從動輪上的各對力均大小相等，方向相反。Ft 在主動

15、輪上與運(yùn)動方向相反，在從動輪上與運(yùn)動方向在主動輪上與運(yùn)動方向相反，在從動輪上與運(yùn)動方向相同。相同。Fr 的方向與嚙合方式有關(guān)，對于外嚙合，主、從動輪上的方向與嚙合方式有關(guān)，對于外嚙合，主、從動輪上的徑向力分別指向各自的輪心的徑向力分別指向各自的輪心 。 42齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式: :2312311).(2) 1()(1.2HHEdHHEdZZZuKTuaZZZuuKTd或或兩輪的兩輪的工作工作接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力H1 H2，但但許用許用接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力不相等，即不相等，即H1 H2，它們與兩輪的材料、熱它們與兩輪的材料、熱處理和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等有關(guān)。處理和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

16、等有關(guān)。在設(shè)計(jì)和校核計(jì)算在設(shè)計(jì)和校核計(jì)算中，中，取取HminH1 ， H2。43大小齒輪應(yīng)分別進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核時大小齒輪應(yīng)分別進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核時111111112FsFsFtFYYYbmdKTYYYbmKF222112222FsFsFtFYYYbmdKTYYYbmKF設(shè)計(jì)模數(shù)時設(shè)計(jì)模數(shù)時, , 應(yīng)按下式選擇應(yīng)按下式選擇,max222111FsFFsFFsFYYYYYY齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式3211.2FsFdYYYZKTm44斜齒輪傳動的受力分析斜齒輪傳動的受力分析標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算45齒面接觸強(qiáng)度齒面接觸強(qiáng)度HtHEHu

17、ubdKFZZZZ112312311).(2) 1()(1.2HHEdHHEdZZZZuKTuaZZZZuuKTd齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度FSFntFYYYYbmKF32121.cos2FsFdnYYZYYKTm46齒輪傳動主要參數(shù)的選擇齒輪傳動主要參數(shù)的選擇1、模數(shù)、模數(shù)m和齒數(shù)和齒數(shù)Z12、 齒寬系數(shù)齒寬系數(shù) d、 a3 、分度圓壓力角、分度圓壓力角 4、 齒數(shù)比齒數(shù)比u 5、 螺旋角螺旋角 齒輪傳動的許用應(yīng)力計(jì)算。齒輪傳動的許用應(yīng)力計(jì)算。47七、蝸桿傳動七、蝸桿傳動l蝸桿傳動特點(diǎn)l類型l失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則l受力分析（轉(zhuǎn)向、旋向、力的方向）l效率l結(jié)構(gòu)481 1、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：單級

18、傳動比大單級傳動比大; ; 結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊; ; 傳動平穩(wěn)傳動平穩(wěn), ,無噪音無噪音; ; 可自鎖可自鎖; ; 傳動效率低傳動效率低; ; 成本高。成本高。2 2、蝸桿傳動的類型、蝸桿傳動的類型環(huán)面蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動按蝸桿形狀分按蝸桿形狀分: :根據(jù)齒面形狀不同分為：根據(jù)齒面形狀不同分為： 普通蝸桿傳動普通蝸桿傳動; ; 圓弧圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動 49普通圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動中間平面上的參數(shù)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)中間平面上的參數(shù)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)蝸桿傳動的正確嚙合條件蝸桿傳動的正確嚙合條件22121tatammm旋向相同旋向相同50 為了限制蝸輪

19、滾刀的數(shù)目并便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化，因?yàn)榱讼拗莆佪啙L刀的數(shù)目并便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化，因此對每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑此對每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑m md d1.1.蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式：主要是齒面膠合、點(diǎn)蝕、磨損和輪齒折斷，而且失效形式：主要是齒面膠合、點(diǎn)蝕、磨損和輪齒折斷，而且失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上。失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：通常按齒面（蝸輪）接觸疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算蝸桿設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：通常按齒面（蝸輪）接觸疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算蝸桿傳動的承載能力。傳動的承載能力。在選擇許用應(yīng)力時，要適當(dāng)考慮膠合和磨損失效因素的影響。在選擇許用

20、應(yīng)力時，要適當(dāng)考慮膠合和磨損失效因素的影響。對閉式傳動要進(jìn)行熱平衡計(jì)算，必要時對蝸桿強(qiáng)度和剛度進(jìn)對閉式傳動要進(jìn)行熱平衡計(jì)算，必要時對蝸桿強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算。行計(jì)算。51力的方向：力的方向：確定圓周力確定圓周力Ft及徑向力及徑向力Fr的方向的方法同外嚙合圓柱齒輪的方向的方法同外嚙合圓柱齒輪傳動，而軸向力傳動，而軸向力Fa的方向則可根據(jù)相應(yīng)的圓周力的方向則可根據(jù)相應(yīng)的圓周力Ft的方向的方向來判定，即來判定，即Fa1與與 Ft2方向相反，方向相反， Ft1與與 Fa2的方向相反。的方向相反。也可按照主動件左右手定則來判斷。也可按照主動件左右手定則來判斷。1） B300MPa，錫青銅時，材料本身抗膠合

21、能力強(qiáng)，錫青銅時，材料本身抗膠合能力強(qiáng)，多多 發(fā)生點(diǎn)蝕失效發(fā)生點(diǎn)蝕失效，許用應(yīng)力許用應(yīng)力的選擇主要的選擇主要與循環(huán)次數(shù)與循環(huán)次數(shù)有關(guān)有關(guān)2） B300MPa ，鋁鐵青銅或鑄鐵時，材料本身抗點(diǎn)蝕，鋁鐵青銅或鑄鐵時，材料本身抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，能力強(qiáng)，多發(fā)生膠合失效多發(fā)生膠合失效，進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算是條件性的，通過限制齒面接觸應(yīng)力大小來防止發(fā)生膠是條件性的，通過限制齒面接觸應(yīng)力大小來防止發(fā)生膠合。合。許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力選擇與選擇與滑動速度和材料滑動速度和材料有關(guān)，而與有關(guān)，而與循循環(huán)次數(shù)環(huán)次數(shù)無關(guān)。無關(guān)。9.4.2 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的

22、校核公式為：HEEHZdmKTZddKTZ99221222212，MPa53蝸桿傳動的效率蝸桿傳動的效率321式中：式中： 1 1嚙合效率嚙合效率)tan(tan1 2 2 3 3分別為軸承效率和攪油效率分別為軸承效率和攪油效率 一般取一般取 2 2 3 3=0.950.96=0.950.9655八、軸八、軸l軸的分類l設(shè)計(jì)軸的幾種估算方法l軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l軸上零件的固定方法（軸向、周向）561. 1. 軸的分類軸的分類轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸心軸心軸傳動軸傳動軸轉(zhuǎn)動心軸轉(zhuǎn)動心軸固定心軸固定心軸按受載荷分按受載荷分2.2.軸徑的初步估算軸徑的初步估算一、類比法一、類比法二、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算二、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算三、按扭轉(zhuǎn)

23、強(qiáng)度計(jì)算三、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算57軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1.轉(zhuǎn)軸的一般設(shè)計(jì)步驟轉(zhuǎn)軸的一般設(shè)計(jì)步驟三步：（三步：（1 1）初定軸徑；）初定軸徑；（2 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畫草圖，確定軸的尺寸，得到跨距和力的作用點(diǎn)；）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畫草圖，確定軸的尺寸，得到跨距和力的作用點(diǎn)；（3 3）強(qiáng)度計(jì)算，做出彎矩、扭矩圖，校核危險(xiǎn)截面強(qiáng)度。）強(qiáng)度計(jì)算，做出彎矩、扭矩圖，校核危險(xiǎn)截面強(qiáng)度。2.2.軸上零件的固定方法（軸向、周向）軸上零件的固定方法（軸向、周向）3.3.安全系數(shù)和抗彎扭合成強(qiáng)度校核安全系數(shù)和抗彎扭合成強(qiáng)度校核已知條件選擇軸的材料初算軸徑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩轉(zhuǎn)矩校核計(jì)算完善設(shè)計(jì)修改直徑不滿足第六章第六章 軸轂聯(lián)接

24、軸轂聯(lián)接59九、滾動軸承九、滾動軸承l(wèi)滾動軸承結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、類型、代號l受力分析和失效形式l壽命計(jì)算l角接觸軸承的內(nèi)部軸向力l軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)60滾動軸承代號前置代號 基本代號 后置代號 成 套 軸 承 分 部 件 類型代號 尺寸系列代號 內(nèi)徑代號 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號 密封防塵與外圈形狀變化代號 保持架結(jié)構(gòu)及材料變化代號 軸承材料變化代號 公差等級代號 游隙組代號 配置代號 其它 滾動軸承主要類型代號表6深溝球軸承L直線軸承5推力球軸承U外球面球軸承4雙列深溝球軸承NA滾針軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承29推力調(diào)心滾子軸承9推力圓錐滾子軸承2雙列調(diào)心滾子軸承8推力滾子軸承1雙列調(diào)心球軸承7角接觸球軸

25、承0雙列角接觸球軸承代號軸承類型代號軸承類型62例如例如:7 2 10C7210 C/P5/DF/P5 /DF軸承類型為角接觸球軸承軸承類型為角接觸球軸承尺寸類型代號尺寸類型代號, ,其中其中寬度類型代號為寬度類型代號為0,0,窄系列窄系列, ,省略不寫省略不寫, ,直徑系列代號為直徑系列代號為2,2,輕系列輕系列軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑5 1050dmm空一個字符空一個字符公稱接觸角公稱接觸角15軸承精度等級為軸承精度等級為5 5級級面對面配置面對面配置（1）當(dāng)載荷較大或有沖擊載荷時，宜用滾子軸承；當(dāng)載荷較小時，宜用球軸承。（2）當(dāng)以徑向載荷為主時，應(yīng)用向心軸承； 當(dāng)只受軸向載荷時，一般應(yīng)用推力軸承

26、，而當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時，可用角接觸球軸承或深溝球軸承。當(dāng)徑向和軸向載荷都較大時，應(yīng)采用角接觸軸承。軸承選型（4）當(dāng)要求支承具有較大剛度時，應(yīng)用滾子軸承。（3）當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，宜用球軸承；當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時，可用滾子軸承，也可用球軸承。64滾動軸承的失效形式滾動軸承的失效形式1.1.疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕 2.2.塑性變形塑性變形 3.3.磨粒磨損磨粒磨損 4.4.膠合膠合滾動軸承的計(jì)算準(zhǔn)則滾動軸承的計(jì)算準(zhǔn)則壽命計(jì)算：對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承，疲勞點(diǎn)蝕是其主要失效形式，壽命計(jì)算：對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承，疲勞點(diǎn)蝕是其主要失效形式，因而主要是進(jìn)行壽命計(jì)算，必要時再作靜強(qiáng)度校核。因而主要是進(jìn)行壽命計(jì)算，必要時再作靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度

27、計(jì)算：對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承，局部塑性變形靜強(qiáng)度計(jì)算：對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承，局部塑性變形是其主要失效形式，因而主要是進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。是其主要失效形式，因而主要是進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。校核極限轉(zhuǎn)速：對于高速軸承，發(fā)熱以至膠合是其主要失效形校核極限轉(zhuǎn)速：對于高速軸承，發(fā)熱以至膠合是其主要失效形式，因而除進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)該校核極限轉(zhuǎn)速。式，因而除進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)該校核極限轉(zhuǎn)速。滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的壽命計(jì)算基本額定動負(fù)荷基本額定動負(fù)荷：軸承工作溫度在：軸承工作溫度在100 C以下以下, ,基本額定壽命基本額定壽命61 10Lr 時，軸承所能承受的最大載荷，時，軸承所能承受的最大載荷

28、，用用C C表示。表示?；绢~定壽命基本額定壽命： 一批相同軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，一批相同軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，90%90%軸軸承在疲勞點(diǎn)蝕前轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)，單位為承在疲勞點(diǎn)蝕前轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)，單位為10106 6 r r。661C 常數(shù)1CL P在當(dāng)量動載荷在當(dāng)量動載荷P作用下的基本額定壽命為作用下的基本額定壽命為610CLrP滾動軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系滾動軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系:P L常數(shù):,3;,10/3壽命指數(shù) 對于球軸承對于滾子軸承。610 h60hCLnP61060ThPf CLnf P常用小時數(shù)表示基本額定壽命常用小時數(shù)表示基本額定壽命Lh引入溫度系數(shù)引入溫度系數(shù)fT和載

29、荷系數(shù)和載荷系數(shù)fPh67當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷 把實(shí)際載荷折算為與基本額定動負(fù)荷的方向相同把實(shí)際載荷折算為與基本額定動負(fù)荷的方向相同的一假想載荷，在該假想載荷作用下軸承的壽命與實(shí)際的一假想載荷，在該假想載荷作用下軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同，則稱該假想載荷為當(dāng)量動載荷，載荷作用下的壽命相同，則稱該假想載荷為當(dāng)量動載荷，用用P表示。表示。當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷P的計(jì)算式：的計(jì)算式：raPXFYFXY 、徑向系數(shù)和軸向系數(shù)raFF 、軸承的徑向載荷和軸向載荷軸承軸向載荷計(jì)算總結(jié)：1、軸承的軸向載荷與軸承部件的結(jié)構(gòu)，與固定方式密切相關(guān)。2、在軸上的軸向載荷和軸承的內(nèi)部軸向力同時作用下， 有一個

30、軸承有被壓緊的趨勢，另一個有放松的趨勢；3、被放松的軸承軸向載荷，等于自身的內(nèi)部軸向力；4、被壓緊的軸承軸向載荷，等于除自身以外的軸向力之和。2111S1AS2aASaSF +F FFFFFF若S2AS1a1AS2a2S2F+ F FF= F + FF= F若69滾動軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、安裝和拆卸2、定位和固定3、配合和調(diào)整4、潤滑和密封73十、滑動軸承十、滑動軸承l(wèi)滑動軸承分類、特點(diǎn)、應(yīng)用l結(jié)構(gòu)形式l軸瓦結(jié)構(gòu)l計(jì)算P值、Pv值的意義l流體動壓的形成原理、基本方程74滑動軸承的分類滑動軸承的分類 按滑動軸承工作時軸瓦和軸頸表面間呈現(xiàn)的按滑動軸承工作時軸瓦和軸頸表面間呈現(xiàn)的摩擦狀態(tài)，滑動軸承可分

31、為摩擦狀態(tài)，滑動軸承可分為: : 液體摩擦軸承液體摩擦軸承非液體摩擦軸承非液體摩擦軸承液體動壓潤滑軸承液體動壓潤滑軸承液體靜壓潤滑軸承液體靜壓潤滑軸承 按滑動軸承承受載荷的方向可分為按滑動軸承承受載荷的方向可分為: :徑向滑動軸承徑向滑動軸承推力滑動軸承推力滑動軸承75滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式1 1、徑向滑動軸承、徑向滑動軸承整體式徑向滑動軸承；整體式徑向滑動軸承；剖分式徑向滑動軸承剖分式徑向滑動軸承2 2、推力滑動軸承、推力滑動軸承軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)單金屬軸瓦：結(jié)構(gòu)簡單，成本低單金屬軸瓦：結(jié)構(gòu)簡單，成本低雙金屬軸瓦：節(jié)省貴重金屬雙金屬軸瓦：節(jié)省貴重金屬軸瓦上的油溝軸瓦上的油溝76非

32、液體摩擦徑向滑動軸承的計(jì)算非液體摩擦徑向滑動軸承的計(jì)算1. 驗(yàn)算壓強(qiáng)驗(yàn)算壓強(qiáng) p 壓強(qiáng)壓強(qiáng) p過大可能使軸瓦產(chǎn)生塑性變形破壞邊界膜過大可能使軸瓦產(chǎn)生塑性變形破壞邊界膜2.驗(yàn)算驗(yàn)算 值值pvpv值大表明摩擦功大值大表明摩擦功大,溫升大溫升大,邊界膜易破壞邊界膜易破壞3.驗(yàn)算速度驗(yàn)算速度對于跨度較大的軸，高速易導(dǎo)致偏磨加劇。對于跨度較大的軸，高速易導(dǎo)致偏磨加劇。邊界膜的強(qiáng)度邊界膜的強(qiáng)度與與潤滑油的油性潤滑油的油性軸瓦的材料軸瓦的材料摩擦表面的壓力和溫度摩擦表面的壓力和溫度有關(guān)有關(guān)設(shè)計(jì)中：主要限制溫度和壓力設(shè)計(jì)中：主要限制溫度和壓力77形成流體動壓的條件形成流體動壓的條件(1)(1)流體必須流經(jīng)收斂

33、間隙流體必須流經(jīng)收斂間隙, ,而且間隙傾角越而且間隙傾角越大則產(chǎn)生的油膜壓力越大；大則產(chǎn)生的油膜壓力越大；(2)(2)流體必須有足夠的速度；流體必須有足夠的速度；(3)(3)流體必須是粘性流體。流體必須是粘性流體。流體動壓基本方程（一維雷諾方程）流體動壓基本方程（一維雷諾方程）036hhdpdxh 滑動軸承形成液體摩擦狀態(tài)的充要條件：滑動軸承形成液體摩擦狀態(tài)的充要條件： （4）最小油膜厚度大于許用油膜厚度。）最小油膜厚度大于許用油膜厚度。78十一、聯(lián)軸器、離合器十一、聯(lián)軸器、離合器l聯(lián)軸器的類型、特點(diǎn)、名稱、應(yīng)用l離合器類型、工作原理79十二、彈簧十二、彈簧l彈簧的類型、特點(diǎn)l圓柱螺旋彈簧的主要幾何參數(shù)和尺寸 彈簧指數(shù)C=D/d由強(qiáng)度條件確定彈簧絲的直徑d和彈簧中徑D由剛度條件確定彈簧的工作圈數(shù)n80預(yù)預(yù) 祝?？荚嚳荚図樌樌?，取得，取得好成績好成績！81趙小力趙小力l機(jī)電學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)系l辦公室電話：86402012lEmail: l機(jī)械樓1051室