機(jī)械設(shè)計(jì) 課程總結(jié)

1、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2一、一、 機(jī)械系統(tǒng)的組成機(jī)械系統(tǒng)的組成其它輔助系統(tǒng)：例如潤滑、顯示、照明等其它輔助系統(tǒng)：例如潤滑、顯示、照明等動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)3 是機(jī)械制造過程中為完成同一目的而由若干協(xié)同是機(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。工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；汽缸 通用零件：齒輪；螺栓通用零件：齒

2、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 4二、摩擦、磨損和潤滑二、摩擦、磨損和潤滑 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)5磨損過程（三階段）磨損過程（三階段）6l磨損的

3、五種形式1）粘著磨損2）磨粒磨損3）疲勞磨損4）沖蝕磨損5）腐蝕磨損7三、螺紋連接三、螺紋連接 - 可拆連接可拆連接l常用螺紋及其特點(diǎn)、應(yīng)用對(duì)螺紋的要求：足夠的強(qiáng)度和良好的工藝性對(duì)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(dòng)螺紋：效率高傳動(dòng)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、圓錐螺紋按母體形狀：圓柱螺紋、圓

4、錐螺紋8d-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 - 危險(xiǎn)截面的計(jì)算直徑危險(xiǎn)截面的計(jì)算直徑d2-螺紋中徑螺紋中徑 - 螺紋幾何關(guān)系及受螺紋幾何關(guān)系及受力分析的基準(zhǔn)力分析的基準(zhǔn) p-螺距螺距n-線數(shù)線數(shù)S S-導(dǎo)程導(dǎo)程y y -螺紋升角螺紋升角 ，牙型角，牙型角 -牙型斜角牙型斜角螺紋的主要參數(shù)螺紋的主要參數(shù)9l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 y10l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 11l螺紋連接基本類型2 2、螺釘連接、螺釘連接

5、 12l螺紋連接基本類型3 3、雙頭螺柱連接、雙頭螺柱連接 13l螺紋連接基本類型4 4、 緊定螺釘連接緊定螺釘連接 14l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15l螺紋連接的防松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(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈(3) (3) 串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲16l螺紋連接的防松3 3、 永久防松永久防松 焊接焊接 沖點(diǎn)沖點(diǎn) 涂膠涂膠17l單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算1 1 、松螺栓連接、松螺栓連接421dF41Fd 7 . 12 . 1s

6、18l單個(gè)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19214dF12213122)tan(4162)tan(dddFddFWTtyy對(duì)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 . 1421dFe3 . 141Fd20（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: :420

7、mdFs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：psphdFmin021 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FCCCFFmBB0FCCCFFmBm 223 . 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)算疲勞強(qiáng)度條件疲勞強(qiáng)度條件為為amBBadFCCC221amaSKk1l提高螺栓連接強(qiáng)度的措施 1. 改變螺紋牙上載荷分配 2. 提高疲勞強(qiáng)度的措施 （1）減少應(yīng)力幅 （2）減少應(yīng)力集中2324五、撓性件傳動(dòng)五、撓性件傳動(dòng)l帶傳動(dòng)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25 帶傳

8、動(dòng)的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析26 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象 若傳遞的基本載荷超過最大有效圓周力若傳遞的基本載荷超過最大有效圓周力, ,帶在帶輪上帶在帶輪上發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)即打滑。發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)即打滑。 打滑總是從小輪上開始。打滑總是從小輪上開始。27 帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動(dòng)的失效形式是：打滑和疲勞破壞帶傳動(dòng)的失效形式是：打滑和疲勞破壞帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是： 在保證帶工作時(shí)不打滑的條件下，具有一定的疲勞在保證帶工作時(shí)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命強(qiáng)度和壽命11maxcb28l帶的張緊定期張緊裝置定期

9、張緊裝置自動(dòng)張緊裝置自動(dòng)張緊裝置用帶輪張緊用帶輪張緊29六、齒輪傳動(dòng)六、齒輪傳動(dòng)l齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則l計(jì)算載荷（四個(gè)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)影響因素l齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)選擇l齒輪結(jié)構(gòu)30l主要失效形式： 31齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)：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(dòng)：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(dòng)：其齒面接觸承載能力較高，故通常先閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)：其齒面

10、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(dòng)：其主要失效形式是齒面磨損，而且在輪齒磨開式齒輪傳動(dòng)：其主要失效形式是齒面磨損，而且在輪齒磨薄后往往會(huì)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(huì)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(dòng)：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(dòng)：可能出現(xiàn)齒面膠合，故需校核齒面膠合強(qiáng)度。強(qiáng)度。32載荷系數(shù)載荷系數(shù)KKKKKA齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷齒輪

11、傳動(dòng)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(dòng)載荷影：考慮由于齒輪嚙合外部因素引起附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)。響的系數(shù)。動(dòng)載系數(shù)動(dòng)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(dòng)載荷影響系數(shù)。部因素引起的附加動(dòng)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(shí)嚙合的各對(duì)輪齒載荷分配不：考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)輪齒載荷分配不均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)。均勻?qū)?/p>

12、齒應(yīng)力的影響系數(shù)。33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(dòng)輪上的各對(duì)力均大小相等，方向相反。作用于主、從動(dòng)輪上的各對(duì)力均大小相等，方向相反。Ft 在主動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向相反，在從動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向在主動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向相反，在從動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向相同。相同。Fr 的方向與嚙合方式有關(guān)，對(duì)于外嚙合，主、從動(dòng)輪上的方向與嚙合方式有關(guān)，對(duì)于外嚙合，主、從動(dòng)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 。 34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()(1.2HHEdHHEdZZZuKT

13、uaZZZuuKTd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)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。35大小齒輪應(yīng)分別進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核時(shí)大小齒輪應(yīng)分別進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核時(shí)111111112FsFsFtFYYYbmdKTYYYbmKF222112222FsFsFtFYYYbmdKTYYYbmKF設(shè)計(jì)模數(shù)時(shí)設(shè)計(jì)模數(shù)時(shí), , 應(yīng)按下式選擇應(yīng)按下式選擇,max222111FsFFsFFsFYYYYYY齒根彎曲疲勞強(qiáng)

14、度的設(shè)計(jì)公式齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式3211.2FsFdYYYZKTm36斜齒輪傳動(dòng)的受力分析斜齒輪傳動(dòng)的受力分析標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算37齒面接觸強(qiáng)度齒面接觸強(qiáng)度HtHEHuubdKFZZZZ112312311).(2) 1()(1.2HHEdHHEdZZZZuKTuaZZZZuuKTd齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度FSFntFYYYYbmKF32121.cos2FsFdnYYZYYKTm38齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇齒輪傳動(dòng)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

15、u 5、 螺旋角螺旋角 39七、蝸桿傳動(dòng)七、蝸桿傳動(dòng)l蝸桿傳動(dòng)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)401 1、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：?jiǎn)渭?jí)傳動(dòng)比大單級(jí)傳動(dòng)比大; ; 結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊; ; 傳動(dòng)平穩(wěn)傳動(dòng)平穩(wěn), ,無噪音無噪音; ; 可自鎖可自鎖; ; 傳動(dòng)效率低傳動(dòng)效率低; ; 成本高。成本高。2 2、蝸桿傳動(dòng)的類型、蝸桿傳動(dòng)的類型環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng)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(dòng)普通蝸桿傳動(dòng); ; 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng) 41普通圓柱蝸桿傳動(dòng)普通圓

16、柱蝸桿傳動(dòng)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(dòng)的正確嚙合條件蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件22121tatammm旋向相同旋向相同42 為了限制蝸輪滾刀的數(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(duì)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(duì)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(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則蝸桿傳動(dòng)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

17、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(dòng)的承載能力。傳動(dòng)的承載能力。在選擇許用應(yīng)力時(shí)，要適當(dāng)考慮膠合和磨損失效因素的影響。在選擇許用應(yīng)力時(shí)，要適當(dāng)考慮膠合和磨損失效因素的影響。對(duì)閉式傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算，必要時(shí)對(duì)蝸桿強(qiáng)度和剛度進(jìn)對(duì)閉式傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算，必要時(shí)對(duì)蝸桿強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算。行計(jì)算。43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(dòng)，而軸向力傳動(dòng)，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

18、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(dòng)件左右手定則來判斷。也可按照主動(dòng)件左右手定則來判斷。1） B300MPa，錫青銅時(shí)，材料本身抗膠合能力強(qiáng)，錫青銅時(shí)，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(shí)，材料本身抗點(diǎn)蝕，鋁鐵青銅或鑄鐵時(shí)，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

19、觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力選擇與選擇與滑動(dòng)速度和材料滑動(dòng)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)算的校核公式為：HEEHZdmKTZddKTZ99221222212，MPa46蝸桿傳動(dòng)的效率蝸桿傳動(dòng)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=0.950.9647八、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）481. 1. 軸的分類軸的分類轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸心

20、軸心軸傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸固定心軸固定心軸按受載荷分按受載荷分（1 1）曲軸）曲軸; ; （2 2）軟軸）軟軸; ; （3 3）空心軸）空心軸按結(jié)構(gòu)形狀分按結(jié)構(gòu)形狀分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)強(qiáng)度計(jì)算三、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算49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，

21、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)接軸轂聯(lián)接51九、滾動(dòng)軸承九、滾動(dòng)軸承l(wèi)滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、類型、代號(hào)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)52滾動(dòng)軸承代號(hào)前置代號(hào) 基本代號(hào) 后置代號(hào) 成 套 軸 承 分 部 件 類型代號(hào) 尺寸系列代號(hào) 內(nèi)徑代號(hào) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào) 密封防塵與外圈形狀變化代號(hào) 保持架結(jié)構(gòu)及材料變化代號(hào) 軸承材料變化

22、代號(hào) 公差等級(jí)代號(hào) 游隙組代號(hào) 配置代號(hào) 其它 滾動(dòng)軸承主要類型代號(hào)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角接觸球軸承0雙列角接觸球軸承代號(hào)軸承類型代號(hào)軸承類型54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(hào)尺寸類型代號(hào), ,其中其中寬度類型代號(hào)為寬度類型代號(hào)為0,0,窄系列窄系列, ,省略不寫省略不寫, ,直徑系列代號(hào)為直徑系列代號(hào)為2,2,輕系列輕系列軸承內(nèi)徑軸承

23、內(nèi)徑5 1050dmm空一個(gè)字符空一個(gè)字符公稱接觸角公稱接觸角15軸承精度等級(jí)為軸承精度等級(jí)為5 5級(jí)級(jí)面對(duì)面配置面對(duì)面配置（1）當(dāng)載荷較大或有沖擊載荷時(shí)，宜用滾子軸承；當(dāng)載荷較小時(shí)，宜用球軸承。（2）當(dāng)只受徑向載荷時(shí)，或雖同時(shí)受徑向和軸向載 荷，但以徑向載荷為主時(shí)，應(yīng)用向心軸承。 當(dāng)只受軸向載荷時(shí)，一般應(yīng)用推力軸承，而當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，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(shí)，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(shí)，應(yīng)用滾子軸承。（5）當(dāng)軸的撓曲變形大或軸承座孔直徑不同、跨度大而對(duì)支承有調(diào)心要求時(shí)，應(yīng)選用調(diào)心軸承。（6）為便于軸承的裝拆，可選用內(nèi)、外圈分離的軸承。

24、（7）從經(jīng)濟(jì)角度看，球軸承比滾子軸承便宜，精度低的軸承比精度高的軸承便宜，普通結(jié)構(gòu)軸承比特殊結(jié)構(gòu)的軸承便宜。（3）當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜用球軸承；當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，可用滾子軸承，也可用球軸承。57滾動(dòng)軸承的失效形式滾動(dòng)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(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則壽命計(jì)算：對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承，疲勞點(diǎn)蝕是其主要失效形式，壽命計(jì)算：對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)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(shí)再作靜強(qiáng)度校核。因而主要是進(jìn)行壽命計(jì)算，必要時(shí)再作靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速或擺動(dòng)的軸承，局

25、部塑性變形靜強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速或擺動(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)軸承的壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算基本額定動(dòng)負(fù)荷基本額定動(dòng)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(shí)，軸承所能承受的最大載荷，時(shí)，軸承所能承受的最大載荷，用用C C表示。表示?；绢~定壽命基

26、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。591C 常數(shù)1CL P在當(dāng)量動(dòng)載荷在當(dāng)量動(dòng)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(dòng)軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系滾動(dòng)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(duì)于球軸承對(duì)于滾子軸承。610 h60hCLnP61060ThPf CLnf P常用小時(shí)數(shù)表示基本額定壽命常用小時(shí)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和載荷系數(shù)和載荷系數(shù)fPh60當(dāng)量動(dòng)載荷

27、當(dāng)量動(dòng)載荷 把實(shí)際載荷折算為與基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向相同把實(shí)際載荷折算為與基本額定動(dòng)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(dòng)載荷，載荷作用下的壽命相同，則稱該假想載荷為當(dāng)量動(dòng)載荷，用用P表示。表示。當(dāng)量動(dòng)載荷當(dāng)量動(dòng)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61角接觸軸承的內(nèi)部軸向力角接觸軸承的內(nèi)部軸向力由力的平衡條件得由力的平衡條件得21WSSA作用在軸承作用在軸承上的軸向載荷為上的軸向載荷為作用在軸承作用在軸承 上的軸向載荷只上的軸向載荷只有自身的內(nèi)部軸向力有自身的內(nèi)部軸向力, ,即即11aFS221aFWSAS62滾動(dòng)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66十、滑動(dòng)軸承十、滑動(dòng)軸承l(wèi)滑動(dòng)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(dòng)壓的形成原理、基本方程67滑動(dòng)軸承的分類滑動(dòng)軸承的分類 按滑動(dòng)軸承工作時(shí)軸瓦和軸