哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程(授課老師趙小力)第24講課程總結(jié)課件

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2013-12-12哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程(授課老師趙小力)第24講課程總結(jié)機(jī)械零部件的主要內(nèi)容機(jī)械零部件的主要內(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 牙型角牙型角 -牙側(cè)角牙側(cè)角 旋向旋向常用螺紋的特點(diǎn)與應(yīng)用常用螺紋的特

2、點(diǎn)與應(yīng)用按牙形：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、圓錐螺紋細(xì)牙的缺點(diǎn)：牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣細(xì)牙的缺點(diǎn)：牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣適用場(chǎng)合：沖擊、振動(dòng)及變載荷、或空心、薄壁零件上及微適用場(chǎng)合：沖擊、振動(dòng)及變載荷、或空心、薄壁零件上及微調(diào)裝置中調(diào)裝置中細(xì)牙的優(yōu)點(diǎn)：螺桿強(qiáng)度較高，自鎖性能更好細(xì)牙的優(yōu)點(diǎn)：螺桿強(qiáng)度較高，自鎖性能更好12l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 13l螺紋連接基本類型2 2、

3、螺釘連接、螺釘連接 14l螺紋連接基本類型3 3、雙頭螺柱連接、雙頭螺柱連接 15l螺紋連接基本類型4 4、 緊定螺釘連接緊定螺釘連接 預(yù)緊可使連接在承受工作載荷之前就受到預(yù)緊力預(yù)緊可使連接在承受工作載荷之前就受到預(yù)緊力F的作用，的作用，增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止連接受載后被連接件間出現(xiàn)增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止連接受載后被連接件間出現(xiàn)間隙或橫向滑移。預(yù)緊也可以防松。間隙或橫向滑移。預(yù)緊也可以防松。 擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過(guò)其材料的屈服極限擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過(guò)其材料的屈服極限s s 的的80%80%。預(yù)緊力過(guò)大，會(huì)使連接超載。預(yù)緊力不足，可能導(dǎo)。預(yù)緊力過(guò)大，會(huì)使

4、連接超載。預(yù)緊力不足，可能導(dǎo)致連接失效，重要的螺栓要控制預(yù)緊力。致連接失效，重要的螺栓要控制預(yù)緊力。1、螺紋副的摩擦力矩 T12、螺母與支承面間的摩擦力矩 T2 T= T1 + T2214 Fd緊連接：緊連接：承受工作載荷之前螺母擰緊，使被連接件間產(chǎn)生足夠的預(yù)緊力承受工作載荷之前螺母擰緊，使被連接件間產(chǎn)生足夠的預(yù)緊力目的：承受橫向工作載荷時(shí)，防止摩擦力不足而相對(duì)運(yùn)動(dòng)目的：承受橫向工作載荷時(shí)，防止摩擦力不足而相對(duì)運(yùn)動(dòng) 承受軸向工作載荷時(shí)，防止被連接件之間出現(xiàn)間隙承受軸向工作載荷時(shí)，防止被連接件之間出現(xiàn)間隙受橫向工作載荷的緊螺紋連接受橫向工作載荷的緊螺紋連接: 普通螺紋連接普通螺紋連接21tan2

5、dTFF預(yù)緊力預(yù)緊力摩擦力矩摩擦力矩螺栓截面上的拉應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：螺栓截面上的拉應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：214Fd21232111tan242tan16tdFTdFdWdd在拉應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的復(fù)合作用下，由第四強(qiáng)度理論可得螺在拉應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的復(fù)合作用下，由第四強(qiáng)度理論可得螺栓的當(dāng)量應(yīng)力栓的當(dāng)量應(yīng)力:222233 0.51.3e受橫向工作載荷的緊螺紋連接：受橫向工作載荷的緊螺紋連接：鉸制孔用螺紋連接鉸制孔用螺紋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:42mdFss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：pssphdFmin螺栓在接合面處的橫截面受剪切螺栓在接合面處的橫

6、截面受剪切螺栓與孔壁接觸表面受擠壓螺栓與孔壁接觸表面受擠壓21 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：變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)條件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amBBadFCCC221amaSKk15.6 螺栓組連接設(shè)計(jì)螺栓組連接設(shè)計(jì)5.7 提高螺栓連接強(qiáng)度的措施提高螺栓連接強(qiáng)度的措施一一 、改善螺紋牙上載荷的分配、改善螺紋牙上載荷的分配二二 、提高疲勞強(qiáng)度的措施、提高疲勞強(qiáng)度的措施減小應(yīng)力幅減小應(yīng)力幅減小應(yīng)力集中減小應(yīng)力集中21212

7、)1 (2dFCCCdFCCCmBmmBBa25 帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析1）彈性滑動(dòng)彈性滑動(dòng)：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象稱為間的相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象稱為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)。2）彈性滑動(dòng)會(huì)引起下列后果）彈性滑動(dòng)會(huì)引起下列后果： （1）從動(dòng)輪的圓周速度總是）從動(dòng)輪的圓周速度總是落后落后于主動(dòng)輪的圓周速度，并隨載于主動(dòng)輪的圓周速度，并隨載 荷變化而變化，導(dǎo)致此傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確；荷變化而變化，導(dǎo)致此傳動(dòng)的傳動(dòng)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(dòng)效率降低了傳動(dòng)效率，會(huì)使帶的溫度升高；，會(huì)使帶的溫度升高； 并引起傳動(dòng)帶

8、磨損。并引起傳動(dòng)帶磨損。3）打滑）打滑若傳遞的基本載荷超過(guò)最大有效圓周力若傳遞的基本載荷超過(guò)最大有效圓周力,帶在帶輪上發(fā)生顯著帶在帶輪上發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)即打滑的相對(duì)滑動(dòng)即打滑,打滑總是在小輪上先開(kāi)始的。打滑總是在小輪上先開(kāi)始的。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)度和壽命定的疲勞強(qiáng)度和壽命11maxcb設(shè)計(jì)功率設(shè)計(jì)功率P Pd d選擇帶型號(hào)選擇帶型號(hào)帶輪基準(zhǔn)直徑帶輪基準(zhǔn)直徑d dd

9、1d1 d dd2d2驗(yàn)算帶速度驗(yàn)算帶速度v v中心距中心距a a和帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度L Ld d小輪包角小輪包角a a1 1V V帶根數(shù)帶根數(shù)z z初拉力初拉力F F0 0壓軸力壓軸力Q Q7.4 7.4 普通普通V V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算如圖所示為一塔輪二級(jí)變速裝置，如如圖所示為一塔輪二級(jí)變速裝置，如果輸出軸果輸出軸2 2上的功率不變，應(yīng)該按照那上的功率不變，應(yīng)該按照那一種轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)？為什么？一種轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)？為什么？29l帶的張緊（目的、方法、優(yōu)缺點(diǎn)）定期張緊裝置定期張緊裝置自動(dòng)張緊裝置自動(dòng)張緊裝置用帶輪張緊用帶輪張緊30l齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則l計(jì)算

10、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)8 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)31l主要失效形式： 8.2 齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則32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)：其齒面接觸承載能力較高，故通常先按齒根彎曲

11、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(kāi)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(kāi)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。33載荷系數(shù)載荷系數(shù)KKKKKA8.4 8.4 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷使用系

12、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)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)。3

13、4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 。 35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

14、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。36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)度的設(shè)計(jì)公式齒根

15、彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式3211.2FsFdYYYZKTm37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38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u 5、 螺旋角螺旋角 399 蝸桿傳動(dòng)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)40普通圓柱蝸桿傳動(dòng)普通圓柱蝸桿傳動(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221

16、21tatammm旋向相同旋向相同蝸桿傳動(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。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)算蝸桿傳動(dòng)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。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)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。對(duì)閉式傳動(dòng)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

17、計(jì)算。為什么蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)是為什么蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)是m2d1？42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(lái)判定，即來(lái)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(dòng)件左右手定則來(lái)判斷。也可按照主動(dòng)件左右手定則來(lái)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

18、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(guò)限制齒面接觸應(yīng)力大小來(lái)防止發(fā)生膠是條件性的，通過(guò)限制齒面接觸應(yīng)力大小來(lái)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(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(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。9.4 9.4 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的強(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，MPa45蝸桿

19、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=0.950.96改善閉式蝸桿傳動(dòng)散熱的常用措施有改善閉式蝸桿傳動(dòng)散熱的常用措施有: :1 1、增加散熱片、增加散熱片, ,以增大散熱面積；以增大散熱面積；2 2、在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇、在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇, ,以提高散熱系數(shù)；以提高散熱系數(shù)；3 3、在箱體油池內(nèi)裝設(shè)蛇行冷卻水管、在箱體油池內(nèi)裝設(shè)蛇行冷卻水管; ;4 4、壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑、壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑4610 軸及軸轂連接軸及軸轂連接軸的分類軸的分類

20、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸心軸心軸傳動(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載荷分按載荷分轉(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(huà)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(huà)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。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48九、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

21、l軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)49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51例如例如:7 2 10C7210 C/P5/DF/P5 /DF軸承類型為角

22、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(xiě)省略不寫(xiě), ,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)

23、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。（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。54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

24、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)

25、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(guò)的總轉(zhuǎn)數(shù)，單位為承在疲勞點(diǎn)蝕前轉(zhuǎn)過(guò)的總轉(zhuǎn)數(shù)，單位為10106 6 r r。561C 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)

26、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)fPh57當(dāng)量動(dòng)載荷當(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)ra

27、FF 、軸承的徑向載荷和軸向載荷58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11aFS221aFWSAS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(shí)作用下， 有一個(gè)軸承有被壓緊的趨勢(shì)，另一個(gè)有放松的趨勢(shì)；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。60滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1

28、、安裝和拆卸2、定位和固定3、配合和調(diào)整4、潤(rùn)滑和密封64二、摩擦、磨損和潤(rùn)滑二、摩擦、磨損和潤(rùn)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(rùn)滑狀況，摩擦分為：按照兩表面的潤(rùn)滑狀況，摩擦分為： 1 1）干摩擦）干摩擦-無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài)無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài) 2 2）邊界摩擦）邊界摩擦邊界潤(rùn)滑狀態(tài)邊界潤(rùn)滑狀態(tài) 3 3）流體摩擦流體摩擦流體潤(rùn)滑狀態(tài)流體潤(rùn)滑狀態(tài) 4 4）混合摩擦）混合摩擦混合潤(rùn)滑狀態(tài)混合潤(rùn)滑狀態(tài)磨損過(guò)程（三階段）磨損過(guò)程（三階段）l磨損的五種形式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)軸瓦和軸頸表面間呈現(xiàn)的按滑動(dòng)軸承工作時(shí)軸瓦和軸頸表面間呈現(xiàn)的摩擦狀態(tài)，滑動(dòng)軸承可分為摩擦狀態(tài)，滑動(dòng)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(dòng)壓潤(rùn)滑軸承液體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承液體靜壓潤(rùn)滑軸承液體靜壓潤(rùn)滑軸承