機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題1課件

軸：1．直軸按承受載荷的性質(zhì)分為三類2．軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和軸的設(shè)計(jì)步驟傳動(dòng)軸：在工作中主要承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩或承受彎矩很小。心軸：在工作中只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩。心軸又分為固定心軸和轉(zhuǎn)動(dòng)心軸。轉(zhuǎn)軸：在工作中既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩。軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)主要內(nèi)容：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸的強(qiáng)度計(jì)算。軸的設(shè)計(jì)步驟：1）選擇軸的材料；2）估算軸的最小直徑；3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4）軸的強(qiáng)度校核；5）必要時(shí)進(jìn)行軸的剛度計(jì)算和振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度公式3．軸的剛度條件指標(biāo)和提高剛度的措施軸的剛度條件為：撓度：y≤[y]偏轉(zhuǎn)角：θ≤[θ]提高軸剛度的措施：增大軸的直徑。（注意：用合金鋼代替碳素鋼不能提高軸的剛度。）123456781．滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈所受的載荷和應(yīng)力滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承2．滾動(dòng)軸承的失效形式滾動(dòng)軸承的主要失效形式（又稱正常失效形式）是滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道上發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低(n≤10r/min)或只慢慢擺動(dòng)，且靜載荷很大時(shí)，其失效形式是滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道表面發(fā)生塑性變形。在滾動(dòng)軸承正常工作時(shí)，滾動(dòng)體和內(nèi)外圈滾道均受變載荷和變應(yīng)力。其中，滾動(dòng)體和轉(zhuǎn)動(dòng)套圈承受周期性非穩(wěn)定脈動(dòng)循環(huán)的變載荷（變接觸應(yīng)力），固定套圈則承受穩(wěn)定的脈動(dòng)循環(huán)的變載荷（接觸應(yīng)力）。3．滾動(dòng)軸承的基本額定壽命基本額定壽命：一批相同的軸承在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)其中10%的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕破壞（90%的軸承沒(méi)有發(fā)生點(diǎn)蝕）時(shí)，軸承轉(zhuǎn)過(guò)的總轉(zhuǎn)數(shù)L10（單位為10E6轉(zhuǎn)），或在一定轉(zhuǎn)速下工作的小時(shí)數(shù)Lh（單位為小時(shí)）。1.一齒輪減速器的中間軸由代號(hào)為6212的滾動(dòng)軸承支承，已知其徑向載荷Fr

=6000N，無(wú)軸向載荷，基本額定動(dòng)載荷C=36800N，軸的轉(zhuǎn)速為n=400r/min，載荷平穩(wěn)，常溫下工作，已工作過(guò)5000h，問(wèn)：1）該軸承還能繼續(xù)使用多長(zhǎng)時(shí)間？2）若從此后將載荷改為原載荷的50%，軸承還能繼續(xù)使用多長(zhǎng)時(shí)間？解：

(1)已知其徑向載荷Fr=6000N，無(wú)軸向載荷，且載荷平穩(wěn)，常溫下工作因此：fd=1，ft=1當(dāng)量動(dòng)載荷：P=Fr=6000N求其壽命：已經(jīng)工作了5000h，還能工作的時(shí)間：Lh’=9613.4–5000=4613.4h(2)若從此后將載荷改為原載荷的50%，即：P減為以前的50%

則：載荷變化后的壽命,軸承還能繼續(xù)使用的時(shí)間：2.一傳動(dòng)裝置的錐齒輪軸用一對(duì)代號(hào)為30212的圓錐滾子軸承支承，布置如圖。已知軸的轉(zhuǎn)速為1200r/min，兩軸承所受的徑向載荷Fr1=8500N，F(xiàn)r2=3400N。fd=1，常溫下工作。軸承的預(yù)期壽命為15000小時(shí)。試求：1．滾動(dòng)軸承所受的軸向載荷Fa1、Fa22．允許作用在軸上的最大軸向力FA解：根據(jù)機(jī)《械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得30212軸承其：e=0.4,Y=1.5,C=102000N而：Fd=Fr/2Y因此：Fd1=Fr1/2Y=8500/3=2833.4N，指向左Fd2=Fr2/2Y=3400/3=1133.4N，指向右由于：Fd1>Fd2，F(xiàn)d1與FA同向所以：Fd1+FA>Fd2，右端軸承被壓緊，左端被放松因此：Fa1=Fd1=2833.4N(壓緊端)，F(xiàn)a2=Fd1+FA（放松端）而：Fa1/Fr1=2833.4/8500=0.33<e，P1=Fr1=8500NFa2/Fr2=(2833.4+FA)/3400=0.84+FA/3400>e，P2=0.4X3400+1.5Fa2由于要求最大軸向力FA，故用P2進(jìn)行計(jì)算：從而求得：Fa2=7458.6N，F(xiàn)A=4625.2N，F(xiàn)a1=2833.4N1.蝸桿蝸輪的正確嚙合條件是什么？為增加蝸桿減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，決定用雙頭蝸桿代替原來(lái)的單頭蝸桿，問(wèn)原來(lái)的蝸輪是否可以繼續(xù)使用？為什么？答：1.蝸桿蝸輪的正確嚙合條件：蝸桿的軸向模數(shù)ma1等于蝸輪的端面模數(shù)mt2，蝸桿的軸向壓力角αa1等于蝸輪的端面壓力角αt1，蝸桿導(dǎo)程角γ等于蝸輪螺旋角β。2.不可以。蝸輪蝸桿正確嚙合的條件中有γ=β，依題意，如用原來(lái)的蝸輪，當(dāng)蝸桿頭數(shù)z1由1變?yōu)?，模數(shù)m和分度圓直徑d1不能變，據(jù)tgγ=z1m/d1=z1/q可知，tgγ

增大為原來(lái)的2倍，即導(dǎo)程角γ增大了，與蝸輪的螺旋角β不再相等。因此，不再符合蝸輪蝸桿的正確嚙合條件。蝸桿傳動(dòng)2．為什么蝸桿傳動(dòng)只計(jì)算蝸輪輪齒的強(qiáng)度，而不計(jì)算蝸桿齒的強(qiáng)度？閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？答：因?yàn)槲仐U材料的強(qiáng)度和硬度一般大于蝸輪材料的，故蝸桿傳動(dòng)的失效主要發(fā)生在蝸輪的輪齒上。所以強(qiáng)度計(jì)算一般也就只計(jì)算蝸輪的了。閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是齒面膠合、點(diǎn)蝕和磨損；其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的承載能力，在選擇許用應(yīng)力時(shí)適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算。答題要點(diǎn)：依題意：兩組齒輪中，每個(gè)齒輪的許用應(yīng)力都相等，只需比較其接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的大小來(lái)分析強(qiáng)度的高低。1）比較接觸強(qiáng)度因兩對(duì)齒輪的傳動(dòng)比以及齒寬相等，可以通過(guò)中心距（或齒輪直徑）的大小比較兩對(duì)齒輪的接觸應(yīng)力。A對(duì)齒輪：dA1=mA*zA1=100mmB對(duì)齒輪：dB2=mB*zB2=100mm兩對(duì)齒輪的分度圓直徑相等，說(shuō)明在相同的載荷下，接觸應(yīng)力一樣。又因?yàn)閮烧咴S用接觸應(yīng)力一樣，所以接觸強(qiáng)度相等。2）比較彎曲強(qiáng)度在中心距和齒寬以及所受載荷相同的條件下，可以通過(guò)模數(shù)的大小比較兩對(duì)齒輪的彎曲應(yīng)力，A對(duì)齒輪模數(shù)較小，彎曲應(yīng)力較大，B對(duì)齒輪模數(shù)較大，彎曲應(yīng)力較小。所以，A對(duì)齒輪彎曲強(qiáng)度較低，B對(duì)齒輪彎曲強(qiáng)度較高。1．有兩對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其材料、熱處理方式都相同，第A對(duì)：m