機(jī)械設(shè)計(jì)重點(diǎn)總結(jié)

1、螺紋零件可制成螺紋零件可制成緊固件緊固件作為連接零件使用。螺紋緊固件多作為連接零件使用。螺紋緊固件多為標(biāo)為標(biāo) 準(zhǔn)件。準(zhǔn)件。 螺紋連接螺紋連接 矩形螺紋矩形螺紋、三角形螺紋三角形螺紋、梯形螺紋梯形螺紋、鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 螺栓連接、螺栓連接、雙頭螺柱雙頭螺柱連連接接、螺釘螺釘連連接接、緊定螺釘緊定螺釘連連接接 螺紋連接螺紋連接是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆連連接，它的主要功能是把接，它的主要功能是把 若干個(gè)零若干個(gè)零連連接在一起。接在一起。 螺紋零件也可制成螺旋作為傳動零件使用。螺紋零件也可制成螺旋作為傳動零件使用。 螺紋的主要類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)：螺紋的主要類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)：

2、螺紋螺紋連連接接的主要類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)：的主要類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)： 螺紋螺紋連連接的擰緊、接的擰緊、擰緊力矩、擰緊力、擰緊力矩、擰緊力、防松防松 螺紋副的受力分析、螺紋副的受力分析、效率、效率、自鎖條件自鎖條件 螺紋螺紋連連接的防松接的防松 防松的根本在于防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動防松的根本在于防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動 利用摩擦防松利用摩擦防松:就是使螺紋副中有不隨聯(lián)接載荷而變化的壓力，就是使螺紋副中有不隨聯(lián)接載荷而變化的壓力， 因而始終有摩擦力和摩擦力矩存在，防止螺紋副相對轉(zhuǎn)動。因而始終有摩擦力和摩擦力矩存在，防止螺紋副相對轉(zhuǎn)動。 其壓力可由螺紋副縱向或橫向壓緊而產(chǎn)生。其壓力可由螺紋副縱向或橫向壓緊而產(chǎn)

3、生。 具體的防松裝置或方法很多，就工作原理來看，可以分為具體的防松裝置或方法很多，就工作原理來看，可以分為 摩擦防松摩擦防松 、直接鎖住直接鎖住(機(jī)械防松機(jī)械防松)和和破壞螺紋副防松三種。破壞螺紋副防松三種。 例：例： 雙螺母、雙螺母、 彈簧墊圈等彈簧墊圈等 直接鎖住或直接鎖住或(機(jī)械防松機(jī)械防松): 就是利用便于更換的金屬元件約束螺就是利用便于更換的金屬元件約束螺 紋副的相對轉(zhuǎn)動。紋副的相對轉(zhuǎn)動。 例例:開口銷與開口銷與 槽形螺母等槽形螺母等 破壞螺紋副防松破壞螺紋副防松:是把螺紋副轉(zhuǎn)變?yōu)榉沁\(yùn)動副，從而排除相對是把螺紋副轉(zhuǎn)變?yōu)榉沁\(yùn)動副，從而排除相對 轉(zhuǎn)動的可能。轉(zhuǎn)動的可能。 例例 ： 焊住、

4、粘住、沖點(diǎn)焊住、粘住、沖點(diǎn) vv ftg 1 自鎖條件：自鎖條件： )( v tg tg 擰緊螺母時(shí)的效率：擰緊螺母時(shí)的效率： 螺紋緊固件常用材料：螺紋緊固件常用材料： 優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼 2、內(nèi)徑（強(qiáng)度計(jì)算）、內(nèi)徑（強(qiáng)度計(jì)算）d1 5、導(dǎo)程、導(dǎo)程 S S=np 22 d np d s tg 螺紋的主要參數(shù)：螺紋的主要參數(shù)： d 2 d 1 d s p 外螺紋外螺紋 內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋 8、牙型半角、牙型半角 7、牙型角、牙型角 6、螺紋升角、螺紋升角 4、螺距、螺距 p 3、中徑（平均直徑）、中徑（平均直徑）d2 1、外徑（名義尺寸）、外徑（名義尺寸）d 單個(gè)螺栓單個(gè)螺栓連連接的

5、強(qiáng)度計(jì)算接的強(qiáng)度計(jì)算（重點(diǎn)重點(diǎn)） 受拉螺栓受拉螺栓（在螺栓和栓孔之間留有間隙）在螺栓和栓孔之間留有間隙） 受剪螺栓受剪螺栓連連接可用來承受橫向載荷接可用來承受橫向載荷 受剪受剪螺栓的失效形式螺栓的失效形式 ： 剪斷剪斷、壓潰壓潰 受剪螺栓受剪螺栓（在螺栓和栓孔之間沒有間隙）（在螺栓和栓孔之間沒有間隙） 靜載荷時(shí)靜載荷時(shí) ： 斷裂、塑性變形斷裂、塑性變形 變載荷時(shí)：變載荷時(shí)： 疲勞斷裂疲勞斷裂 受拉螺栓的主要失效形式受拉螺栓的主要失效形式 ： 受拉螺栓受拉螺栓連連接接可用來承受軸向載荷和可用來承受軸向載荷和 橫向載荷橫向載荷 受軸向載荷單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算受軸向載荷單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算 1、受拉、受

6、拉松螺栓松螺栓聯(lián)接聯(lián)接 4 2 1 d F A F 4 1 F d 校核公式：校核公式： 設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式： 2、受拉緊螺栓聯(lián)接、受拉緊螺栓聯(lián)接 （1）只受）只受預(yù)緊力預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接的緊螺栓聯(lián)接 4 3.1 2 1 d F 3 . 14 1 F d 校核公式：校核公式： 設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式： 力力 0 F F F CC C 21 1 F F 1 變形變形 2 1 2 21 F CC C FFFF 21 1 0 F CC C FF 21 2 0 3 既既受預(yù)緊力受預(yù)緊力F又又受受軸向載荷軸向載荷F 的的緊螺栓緊螺栓連接連接的受力分析的受力分析 FFF 0 F CC C 21 2 F F 變

7、形變形 1）既受預(yù)緊力）既受預(yù)緊力F又受又受軸向變載荷緊螺栓軸向變載荷緊螺栓的強(qiáng)度計(jì)算的強(qiáng)度計(jì)算 2 F 01 F 02 F 1 21 1 F CC C 2 21 1 F CC C 0 F FF 2 0102 )( 2 2 1 12 21 1 aa d FF CC C 3 . 14 1 2 02 d F F 力力 1 F 2）既受）既受預(yù)緊力預(yù)緊力又受又受軸向靜載荷軸向靜載荷緊螺栓緊螺栓的強(qiáng)度計(jì)算的強(qiáng)度計(jì)算 3 .14 2 1 0 d F 校核公式：校核公式： 3.14 0 1 F d 設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式： 4、受剪、受剪螺栓螺栓聯(lián)接聯(lián)接 2 4 d Fs p s p dh F 螺栓組的受力分析

8、：螺栓組的受力分析：主要在于找出螺栓組當(dāng)中受力最大的螺主要在于找出螺栓組當(dāng)中受力最大的螺 栓，然后按單個(gè)螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。栓，然后按單個(gè)螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 螺栓組的受力分析：無非是螺栓組的受力分析：無非是軸向載荷、軸向載荷、橫向載荷橫向載荷、旋轉(zhuǎn)力矩旋轉(zhuǎn)力矩、 翻轉(zhuǎn)力矩，翻轉(zhuǎn)力矩，或者是以某幾種力或力矩的組合?；蛘呤且阅硯追N力或力矩的組合。 1、受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接、受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接 Z Q F F CC C FF 21 1 0 Q 每個(gè)螺栓每所受的載荷每個(gè)螺栓每所受的載荷 每個(gè)螺栓所受的總載荷每個(gè)螺栓所受的總載荷 2、 受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接 1）用受拉螺栓組聯(lián)

9、接，每）用受拉螺栓組聯(lián)接，每 個(gè)螺栓的受力個(gè)螺栓的受力 mZ Rk F s f 2）用受剪螺栓組聯(lián)接，）用受剪螺栓組聯(lián)接， 每個(gè)螺栓的受力每個(gè)螺栓的受力 Z R Fs 3、受旋轉(zhuǎn)力矩、受旋轉(zhuǎn)力矩T作用的螺栓組聯(lián)接作用的螺栓組聯(lián)接 （1）用受拉螺栓組聯(lián)）用受拉螺栓組聯(lián) 接，接，每個(gè)螺栓的受力每個(gè)螺栓的受力 )( 21Zs f rrr Tk F （2）用受剪螺栓組聯(lián)接，）用受剪螺栓組聯(lián)接， 其中螺栓的最大受力其中螺栓的最大受力)( 22 2 2 1 max max n S rrr Tr F 4、受翻轉(zhuǎn)力矩、受翻轉(zhuǎn)力矩 M 作用的螺栓組聯(lián)接作用的螺栓組聯(lián)接 22 2 2 1 max max n rr

10、r Mr F 保證接合面最大受壓處保證接合面最大受壓處 不壓潰的條件是不壓潰的條件是: PP W M A FZ max 保證接合面最小受壓處不保證接合面最小受壓處不 出間隙的條件是出間隙的條件是: 0 min W M A FZ P 其中螺栓的最大受力其中螺栓的最大受力 螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接 受拉螺栓聯(lián)接受拉螺栓聯(lián)接受剪螺栓聯(lián)接受剪螺栓聯(lián)接 松螺栓聯(lián)接松螺栓聯(lián)接 4 2 1 d F 緊螺栓緊螺栓 4 1 F d 只受預(yù)緊只受預(yù)緊 力力F 4 3.1 2 1 d F 3 . 14 1 F d 受預(yù)緊受預(yù)緊 力力F 和軸向和軸向 載荷載荷F 3 .14 2 1 0 d F 3.14 0 1 F d 2

11、4 d Fs p s p dh F )(2 2 1 12 21 1 aa d FF CC C 鍵、花鍵、銷聯(lián)接鍵、花鍵、銷聯(lián)接 銷主要用來固定零件間的相互位置。銷聯(lián)接通常只傳遞少量載銷主要用來固定零件間的相互位置。銷聯(lián)接通常只傳遞少量載 荷。銷還可用作安全保險(xiǎn)零件。荷。銷還可用作安全保險(xiǎn)零件。 鍵是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零件鍵是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零件 了解了解平鍵平鍵、半圓鍵、半圓鍵、導(dǎo)向鍵、導(dǎo)向鍵、滑鍵、滑鍵、切向鍵、切向鍵、楔鍵、楔鍵、花鍵等花鍵等 各種鍵的工作原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。各種鍵的工作原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。 當(dāng)用一個(gè)鍵傳遞轉(zhuǎn)矩不夠時(shí)，當(dāng)用一個(gè)鍵傳遞轉(zhuǎn)矩不夠時(shí)，可用兩個(gè)鍵或更多的鍵來傳遞可用兩個(gè)鍵或更

12、多的鍵來傳遞 轉(zhuǎn)矩。采用兩個(gè)鍵時(shí)應(yīng)相隔轉(zhuǎn)矩。采用兩個(gè)鍵時(shí)應(yīng)相隔180 。 鍵和花鍵聯(lián)接主要用于實(shí)現(xiàn)鍵和花鍵聯(lián)接主要用于實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件軸和軸上零件（如齒輪、蝸輪）的（如齒輪、蝸輪）的 周向固定周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩的軸轂聯(lián)接。，并傳遞轉(zhuǎn)矩的軸轂聯(lián)接。其中有些能實(shí)現(xiàn)軸向固定，其中有些能實(shí)現(xiàn)軸向固定， 傳遞軸向力；有些還能構(gòu)成動聯(lián)接。傳遞軸向力；有些還能構(gòu)成動聯(lián)接。 平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算: h h d 根據(jù)軸徑根據(jù)軸徑d 從標(biāo)準(zhǔn)中確定鍵的從標(biāo)準(zhǔn)中確定鍵的 剖面尺寸（剖面尺寸（bh），根據(jù)轂長），根據(jù)轂長 確定鍵長。確定鍵長。 pp lh d T 2 p dlhT 4 1 2 p lh

13、 d T p 4 1 pdlhT 靜聯(lián)接靜聯(lián)接: 動聯(lián)接動聯(lián)接: T 失效形式：失效形式：剪斷、壓潰、磨損剪斷、壓潰、磨損 選擇鍵的尺寸：選擇鍵的尺寸： 帶帶 傳傳 動動 帶傳動是機(jī)械傳動中常用的一種傳動方式。常用于兩距離較遠(yuǎn)帶傳動是機(jī)械傳動中常用的一種傳動方式。常用于兩距離較遠(yuǎn) 的平行軸的傳動。的平行軸的傳動。帶傳動是利用中間撓性件把主動軸的運(yùn)動和帶傳動是利用中間撓性件把主動軸的運(yùn)動和 動力傳給從動軸的。動力傳給從動軸的。 1 2 3 傳動帶一般由主動輪傳動帶一般由主動輪1，從動輪，從動輪2和張緊在兩輪上的傳動帶和張緊在兩輪上的傳動帶3所組所組 成。成。當(dāng)驅(qū)動力矩使主動輪轉(zhuǎn)動時(shí)，依靠帶和帶輪

14、間的摩擦力的當(dāng)驅(qū)動力矩使主動輪轉(zhuǎn)動時(shí)，依靠帶和帶輪間的摩擦力的 作用，帶動從動輪。帶傳動是靠摩擦力來傳遞運(yùn)動和動力的，作用，帶動從動輪。帶傳動是靠摩擦力來傳遞運(yùn)動和動力的， 所以帶傳動是摩擦傳動。所以帶傳動是摩擦傳動。 帶傳動常用于高速級。帶傳動常用于高速級。主要原因在于傳遞的載荷一定時(shí)，用于高主要原因在于傳遞的載荷一定時(shí)，用于高 速級可以減少帶的拉力。速級可以減少帶的拉力。并有吸振、減振和過載保護(hù)作用。并有吸振、減振和過載保護(hù)作用。 帶的主要類型及特點(diǎn)和應(yīng)用帶的主要類型及特點(diǎn)和應(yīng)用 平型帶、平型帶、三角膠帶三角膠帶 、圓型帶、圓型帶、多楔帶、同步帶多楔帶、同步帶 三角膠帶的工作原理、受力分析

15、三角膠帶的工作原理、受力分析 21 FFF 有效圓周力有效圓周力: 21 FFFF f 歐拉公式）( 2 1 f e F F 1 1 2 0max f f e e FF 最大有效圓周力最大有效圓周力: 彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象，彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象，它除了使從動輪的圓它除了使從動輪的圓 周速度低于主動輪的圓周速度周速度低于主動輪的圓周速度即傳動比不準(zhǔn)確之外，即傳動比不準(zhǔn)確之外，并使傳并使傳 動效率降低，引起帶的磨損并使帶的溫度升高。動效率降低，引起帶的磨損并使帶的溫度升高。 由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的相對滑動，稱為帶的由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的相對滑動，

16、稱為帶的 彈性滑動。彈性滑動。 很顯然彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象。很顯然彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象。 帶的彈性滑動帶的彈性滑動 2b 1b 1 2 11maxbc c 11maxbc 最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開始進(jìn)入小帶輪處最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開始進(jìn)入小帶輪處 帶的應(yīng)力帶的應(yīng)力 bc 總 帶的最大應(yīng)力帶的最大應(yīng)力: 最大應(yīng)力最大應(yīng)力 為了避免彎曲應(yīng)為了避免彎曲應(yīng) 力過大應(yīng)限制小力過大應(yīng)限制小 帶輪直徑帶輪直徑d1min 帶傳動的主要失效形式：帶傳動的主要失效形式： 打滑打滑、和、和疲勞拉斷疲勞拉斷 maxmax 2 2 2 f FF D T F 打滑基本條件：打滑基本條件： 打滑首先發(fā)生在

17、小帶輪上。打滑首先發(fā)生在小帶輪上。 帶的緊邊拉力帶的緊邊拉力F1 和松邊拉力和松邊拉力F2的大小取決于什么？的大小取決于什么？他們之間他們之間 有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？ 何謂帶的傳動的彈性滑動和打滑？二者是什么原因引起的？何謂帶的傳動的彈性滑動和打滑？二者是什么原因引起的？ 對傳動有何影響？他們的性質(zhì)有何根本區(qū)別？對傳動有何影響？他們的性質(zhì)有何根本區(qū)別？ 何為帶傳動的滑動率？如何計(jì)算？何為帶傳動的滑動率？如何計(jì)算？ 帶傳動工作時(shí)，帶的應(yīng)力變化情況如何？最大應(yīng)力有哪些應(yīng)力帶傳動工作時(shí)，帶的應(yīng)力變化情況如何？最大應(yīng)力有哪些應(yīng)力 組成？發(fā)生在什么位置？組成？發(fā)生在什么位置？ 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：既不

18、打滑，又有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。既不打滑，又有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。 帶和帶輪的帶和帶輪的常用材料是什么？常用材料是什么？ 齒齒 輪輪 傳傳 動動 齒輪傳動是機(jī)械傳動中最主要的一種傳動方式齒輪傳動是機(jī)械傳動中最主要的一種傳動方式, 是一種傳動比準(zhǔn)是一種傳動比準(zhǔn) 確的嚙合傳動確的嚙合傳動, 傳遞功率傳遞功率 、速度范圍很寬，所以應(yīng)用范圍很廣、速度范圍很寬，所以應(yīng)用范圍很廣 輪齒折斷、輪齒折斷、疲勞點(diǎn)蝕、疲勞點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面膠合、齒面磨損齒面磨損和和齒面塑性流動齒面塑性流動 齒輪傳動的失效形式：齒輪傳動的失效形式： 齒輪常用材料：優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼齒輪常用材料：優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)

19、計(jì)準(zhǔn)則： 閉式齒輪閉式齒輪 軟齒面軟齒面 350HB 主要失效形式：主要失效形式：疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕、輪齒的折斷輪齒的折斷 首先按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)首先按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按彎曲強(qiáng)度較核。再按彎曲強(qiáng)度較核。 閉式齒輪閉式齒輪 硬齒面硬齒面 350HB 主要失效形式：主要失效形式：輪齒的折斷、輪齒的折斷、疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕 首先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，首先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按接觸強(qiáng)度較核再按接觸強(qiáng)度較核。 開式齒輪開式齒輪 主要失效形式：磨損、輪齒的折斷主要失效形式：磨損、輪齒的折斷 首先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后增大首先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后增大m(1020)% 接觸疲勞強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式各針

20、對什么失效形式和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式各針對什么失效形式 而設(shè)計(jì)的？而設(shè)計(jì)的？ HHEH u u bd KT ZZZ 12 2 1 1 FSaFaF YYY mbZ KT 2 2 1 1 要求了解和掌握接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式中各參要求了解和掌握接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式中各參 數(shù)的意義，數(shù)的意義，比如齒形系數(shù)的含義？與那些因素有關(guān)比如齒形系數(shù)的含義？與那些因素有關(guān)？并會應(yīng)用？并會應(yīng)用 接觸疲勞強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式分析問題和解決問題。和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式分析問題和解決問題。 3 2 1 1 ) ( 12 H HE d ZZZ u uKT d YYY Z KT

21、 m SaFa Fd 2 2 1 1 影響接觸疲勞強(qiáng)度的最主要的因素是什么？影響接觸疲勞強(qiáng)度的最主要的因素是什么？ 影響彎曲疲勞強(qiáng)度的最主要的因素是什么？影響彎曲疲勞強(qiáng)度的最主要的因素是什么？ 怎樣判斷一對相嚙合齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度的高低？怎樣判斷一對相嚙合齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度的高低？ 怎樣判斷非一對相嚙合齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度的高低？怎樣判斷非一對相嚙合齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度的高低？ 怎樣判斷一對相嚙合齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度的高低？怎樣判斷一對相嚙合齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度的高低？ 怎樣判斷非一對相嚙合齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度的高低？怎樣判斷非一對相嚙合齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度的高低？ 直齒圓柱齒輪的受力分析：直齒圓柱齒輪的

22、受力分析： n F t F r F 1 1 1 1 2 2 d T d T Ft tgFF tr cos t n F F 力的大?。毫Φ拇笮。?力的方向：力的方向： Fr均指向各自的輪心均指向各自的輪心 圓周力圓周力 徑向力徑向力 法向力法向力 一對相嚙合直齒圓柱齒輪力的關(guān)系：一對相嚙合直齒圓柱齒輪力的關(guān)系： 21tt FF 21rr FF 1、分離出受力體、分離出受力體 2 、力畫在嚙合點(diǎn)處、力畫在嚙合點(diǎn)處 3、力畫在、力畫在1/2 b處處 Ft1與本身的轉(zhuǎn)向相反與本身的轉(zhuǎn)向相反 Ft2與本身的轉(zhuǎn)向相同與本身的轉(zhuǎn)向相同 1、計(jì)算、計(jì)算主從主從動輪的動輪的H和和F都用都用T1和和d1代入公式進(jìn)

23、行計(jì)算。代入公式進(jìn)行計(jì)算。 HHEH u u bd KT ZZZ 12 2 1 1 2、一對相嚙合的大小齒輪的尺寸和材料雖然不同，但一對、一對相嚙合的大小齒輪的尺寸和材料雖然不同，但一對 相嚙合的齒輪其接觸應(yīng)力是相等的相嚙合的齒輪其接觸應(yīng)力是相等的H1=H2 。 FSaFaF YYY mbZ KT 2 2 1 1 3 2 1 1 ) ( 12 H HE d ZZZ u uKT d YYY Z KT m SaFa Fd 2 2 1 1 齒輪傳動時(shí)，在法向力的作用下，輪齒上主要產(chǎn)生彎曲應(yīng)力齒輪傳動時(shí)，在法向力的作用下，輪齒上主要產(chǎn)生彎曲應(yīng)力 F 和接觸應(yīng)力和接觸應(yīng)力H 。 但由于但由于H1=H2，

24、所以判斷一對相嚙合的齒輪的接觸強(qiáng)度的高所以判斷一對相嚙合的齒輪的接觸強(qiáng)度的高 低，只需判斷低，只需判斷H1;H2的高低。的高低。很顯然很顯然H大者既為接觸大者既為接觸 強(qiáng)度高者。反之強(qiáng)度高者。反之H小者既接觸強(qiáng)度低者。小者既接觸強(qiáng)度低者。 4、對接觸應(yīng)力和接觸強(qiáng)度影響最主要的參數(shù)是、對接觸應(yīng)力和接觸強(qiáng)度影響最主要的參數(shù)是d1或或a 5、一對相嚙合的齒輪，由于齒數(shù)不同，即、一對相嚙合的齒輪，由于齒數(shù)不同，即Z1Z2 ，所，所 以以YFa1YFa2 ，YSa1YSa2也不同。也不同。 很顯然一對相嚙合的齒很顯然一對相嚙合的齒 輪其彎曲應(yīng)力是不相等的輪其彎曲應(yīng)力是不相等的F1F2 。 3、如何判斷、

25、如何判斷一對相嚙合的齒輪的接觸強(qiáng)度的高低，一對相嚙合的齒輪的接觸強(qiáng)度的高低，判斷強(qiáng)判斷強(qiáng) 度的高低，需看能力和負(fù)擔(dān)的比值，既度的高低，需看能力和負(fù)擔(dān)的比值，既/的比值。的比值。 由于大小齒輪的材料和熱處理不同，所以由于大小齒輪的材料和熱處理不同，所以 H1H2 ， 由于大小齒輪的材料和熱處理不同，所以由于大小齒輪的材料和熱處理不同，所以F1F2，但由于但由于 F1F2，所以判斷一對相嚙合的齒輪的彎曲強(qiáng)度的高低所以判斷一對相嚙合的齒輪的彎曲強(qiáng)度的高低 7、對彎曲應(yīng)力和彎曲強(qiáng)度影響最主要的參數(shù)是、對彎曲應(yīng)力和彎曲強(qiáng)度影響最主要的參數(shù)是m 。 11 1 SaFa F YY 22 2 SaFa F Y

26、Y 8、按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，首先按設(shè)計(jì)公式求出、按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，首先按設(shè)計(jì)公式求出m，再取標(biāo)，再取標(biāo) 準(zhǔn)值。準(zhǔn)值。如是開式齒輪需先將計(jì)算出的如是開式齒輪需先將計(jì)算出的m擴(kuò)大（擴(kuò)大（1020）%后再后再 取標(biāo)準(zhǔn)值。取標(biāo)準(zhǔn)值。 6、如何判斷一對相嚙合的齒輪的彎曲強(qiáng)度的高低，判斷強(qiáng)度如何判斷一對相嚙合的齒輪的彎曲強(qiáng)度的高低，判斷強(qiáng)度 的高低，需看能力和負(fù)擔(dān)的比值，既的高低，需看能力和負(fù)擔(dān)的比值，既/ 的比值。的比值。 要看判別式要看判別式 和和 的高低。的高低。很顯然判別很顯然判別 式大者既為彎曲強(qiáng)度高者。反之判別式小者既彎曲強(qiáng)度低者。式大者既為彎曲強(qiáng)度高者。反之判別式小者既彎曲強(qiáng)度低者。

27、t F a F n F t F r F n t F 1 1 2 d T Ft 圓周力圓周力 徑向力徑向力 力的大小：力的大?。?ttr tgFF 軸向力軸向力 tgFF ta 斜齒圓柱齒輪的受力分析：斜齒圓柱齒輪的受力分析： 一對相嚙合的斜齒輪，一對相嚙合的斜齒輪， 其螺旋角大小相等旋其螺旋角大小相等旋 向相反。向相反。 一對相嚙合斜齒圓柱齒輪力的關(guān)系一對相嚙合斜齒圓柱齒輪力的關(guān)系 21tt FF 21rr FF 21aa FF 力的方向：力的方向： Fa1根據(jù)主動輪是左、右旋，根據(jù)主動輪是左、右旋， 用左、右手法則用左、右手法則,手的四指表示手的四指表示 主動輪的旋轉(zhuǎn)方向，主動輪的旋轉(zhuǎn)方向，

28、大拇指的大拇指的 指向即為軸向力的方向。指向即為軸向力的方向。 1r F 1a F 1t F 2t F 2r F 2a F Fa2與主動輪軸向力方向相反與主動輪軸向力方向相反 例：例： 1、分離出受力體、分離出受力體 2、力畫在嚙合點(diǎn)處、力畫在嚙合點(diǎn)處 3、力畫在、力畫在 b/2 處處 Ft1與本身的轉(zhuǎn)向相反與本身的轉(zhuǎn)向相反 Ft2與本身的轉(zhuǎn)向相同與本身的轉(zhuǎn)向相同 Fr均指向各自的輪心均指向各自的輪心 1 F 1n F 1t F F 1r F 1a F 1 力的大?。毫Φ拇笮。?1 1 1 2 m t d T F 圓周力圓周力 徑向力徑向力1111 coscostgFFF tr 軸向力軸向力

29、1111 sinsintgFFF ta 一對相嚙合齒輪一對相嚙合齒輪 的受力關(guān)系：的受力關(guān)系： 21 21 21 ra ar tt FF FF FF 力的方向：力的方向： b40 Fa指向大端指向大端 直齒圓錐齒輪的受力分析直齒圓錐齒輪的受力分析 Ft1與本身的轉(zhuǎn)向相反與本身的轉(zhuǎn)向相反 Ft2與本身的轉(zhuǎn)向相同與本身的轉(zhuǎn)向相同 Fr均指向各自的輪心均指向各自的輪心 蝸蝸 桿桿 傳傳 動動 蝸桿傳動是用來傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動和動力。蝸桿傳動是用來傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動和動力。通常兩軸在通常兩軸在 空間是互相垂直而不相交（交錯(cuò)角為空間是互相垂直而不相交（交錯(cuò)角為90 ）。）。蝸桿傳動在機(jī)床、蝸桿傳

30、動在機(jī)床、 汽車、儀器、冶金、礦山及起重設(shè)備等有廣泛的應(yīng)用。汽車、儀器、冶金、礦山及起重設(shè)備等有廣泛的應(yīng)用。 蝸桿傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用蝸桿傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用 1）傳動比大，在動力傳動中單級傳動比）傳動比大，在動力傳動中單級傳動比 一般為一般為880，只傳遞運(yùn)動時(shí)，單級傳動比，只傳遞運(yùn)動時(shí)，單級傳動比 可達(dá)可達(dá)1000，結(jié)構(gòu)緊湊。，結(jié)構(gòu)緊湊。 蝸桿傳動的優(yōu)缺點(diǎn)：蝸桿傳動的優(yōu)缺點(diǎn)： 4）蝸桿傳動效率低?；瑒铀俣却螅l(fā)熱量大，宜產(chǎn)生膠合、）蝸桿傳動效率低?；瑒铀俣却螅l(fā)熱量大，宜產(chǎn)生膠合、 磨損。蝸輪常用減磨材料，成本高。磨損。蝸輪常用減磨材料，成本高。 3）當(dāng)）當(dāng)v 時(shí)，蝸桿傳動具有自鎖性。時(shí)，蝸桿傳動

31、具有自鎖性。 2）蝸桿為連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪輪齒的嚙合過程是連續(xù)的，）蝸桿為連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪輪齒的嚙合過程是連續(xù)的， 同時(shí)嚙合的齒的對數(shù)又多，故傳動平穩(wěn)，沒有噪音。同時(shí)嚙合的齒的對數(shù)又多，故傳動平穩(wěn)，沒有噪音。 中間平面中間平面通過蝸桿軸線并與蝸輪軸通過蝸桿軸線并與蝸輪軸 線相垂直的平面叫中間平面。線相垂直的平面叫中間平面。阿基米德阿基米德 蝸桿和蝸輪在中間平面相當(dāng)于直齒條和蝸桿和蝸輪在中間平面相當(dāng)于直齒條和 漸開線齒輪嚙合。漸開線齒輪嚙合。 蝸桿傳動的失效形式和齒輪傳動相同。由于蝸桿傳動效率低，蝸桿傳動的失效形式和齒輪傳動相同。由于蝸桿傳動效率低， 相對滑動速度大，發(fā)熱量就大，相對滑動速

32、度大，發(fā)熱量就大，更容易產(chǎn)生磨損與膠合。更容易產(chǎn)生磨損與膠合。 由于蝸桿齒是連續(xù)的螺旋，且材料強(qiáng)度也較高，所以由于蝸桿齒是連續(xù)的螺旋，且材料強(qiáng)度也較高，所以失效總失效總 是出現(xiàn)在蝸輪上，是出現(xiàn)在蝸輪上，只需對蝸輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。只需對蝸輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 蝸桿傳動的失效形式蝸桿傳動的失效形式 中間平面中間平面 阿基米德蝸桿螺旋線的形成與螺紋的阿基米德蝸桿螺旋線的形成與螺紋的 形成相同。形成相同。 實(shí)踐證明，實(shí)踐證明，在一般情況下蝸輪輪齒因彎曲疲勞強(qiáng)度不夠而失效在一般情況下蝸輪輪齒因彎曲疲勞強(qiáng)度不夠而失效 的情況很少，只有在齒數(shù)很多（的情況很少，只有在齒數(shù)很多（Z2 90100 ）或開式傳動中，）或

33、開式傳動中， 才需以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。才需以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 蝸桿傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則蝸桿傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 對于閉式蝸桿傳動，由于發(fā)熱量大，散熱困難，所以還要進(jìn)行對于閉式蝸桿傳動，由于發(fā)熱量大，散熱困難，所以還要進(jìn)行 熱平衡計(jì)算，避免過高的溫升引起潤滑失效，導(dǎo)致齒面膠合。熱平衡計(jì)算，避免過高的溫升引起潤滑失效，導(dǎo)致齒面膠合。 蝸桿蝸桿、蝸輪的材料選擇蝸輪的材料選擇 蝸桿、蝸輪的材料不僅要求有足夠的強(qiáng)度，更重要的應(yīng)使配對蝸桿、蝸輪的材料不僅要求有足夠的強(qiáng)度，更重要的應(yīng)使配對 材料具有良好的減磨性、耐磨性和跑合性能。材料具有良好的減磨性、耐磨性和跑合性能。 常用的蝸輪材料為鑄

34、造錫青銅常用的蝸輪材料為鑄造錫青銅ZQSn101，ZQSn663 鑄鋁青銅鑄鋁青銅 ZQAl94及灰鑄鐵及灰鑄鐵HT1533，HT2040 蝸桿一般是用碳鋼或合金鋼制成。蝸桿一般是用碳鋼或合金鋼制成。 對于閉式對于閉式蝸桿蝸桿傳動通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后按傳動通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后按 彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 圓柱蝸桿傳動的圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù)基本參數(shù) 1、模數(shù)、模數(shù)m和壓力角和壓力角 m m mm n tx cos 20 tx 2、蝸桿直徑系數(shù)、蝸桿直徑系數(shù)q m d q 1 在此在此d1 、m 都是標(biāo)準(zhǔn)值。而蝸桿直徑系數(shù)都是標(biāo)準(zhǔn)值。而蝸桿直徑

35、系數(shù)q 是導(dǎo)出值。是導(dǎo)出值。 11 mZmqd 3、蝸桿的頭數(shù)、蝸桿的頭數(shù)Z1（Z1=14） 4、傳動比、傳動比i 1 2 1 2 2 1 d d Z Z n n i 蝸桿的頭數(shù)蝸桿的頭數(shù)Z1需根據(jù)傳動比和效率來決定。需根據(jù)傳動比和效率來決定。 由于蝸桿的螺旋線的形成與螺紋由于蝸桿的螺旋線的形成與螺紋 的螺旋線的形成是相同的。所以的螺旋線的形成是相同的。所以 蝸桿的分度圓上的導(dǎo)程角蝸桿的分度圓上的導(dǎo)程角 1 d z p x p q Z qm mZ d pZ d p tg xz11 1 1 1 蝸桿的導(dǎo)程蝸桿的導(dǎo)程 蝸桿軸向齒距蝸桿軸向齒距 z p x p 275 . 3 v 自鎖條件：自鎖條件

36、： 6、蝸輪的齒數(shù)、蝸輪的齒數(shù)Z2 8028 2 Z 5、蝸桿的分度圓導(dǎo)程角、蝸桿的分度圓導(dǎo)程角 蝸桿傳動的受力分析：蝸桿傳動的受力分析： 1r F 2r F 1a F 2a F 1t F 2t F 2 n 1 n 蝸桿傳動的受力分析和斜齒輪傳蝸桿傳動的受力分析和斜齒輪傳 動相似，蝸桿上力的大小，借助動相似，蝸桿上力的大小，借助 于蝸輪受力確定。于蝸輪受力確定。 2 2 12 2 d T FF at tgFFF trr212 1 1 12 2 d T FF ta 力的大?。毫Φ拇笮。?112 iTT 蝸桿和蝸輪相嚙合時(shí)，蝸桿的導(dǎo)程角與蝸輪的螺旋角大蝸桿和蝸輪相嚙合時(shí)，蝸桿的導(dǎo)程角與蝸輪的螺旋角

37、大 小相等，并且旋向相同。小相等，并且旋向相同。 蝸桿傳動的受力分析：蝸桿傳動的受力分析： 1r F 2r F 1a F 2a F 1t F 2t F 2 n 1 n 力的方向：力的方向： Ft1與本身的轉(zhuǎn)向相反與本身的轉(zhuǎn)向相反 Ft2與本身的轉(zhuǎn)向相同與本身的轉(zhuǎn)向相同 Fr指向各自的輪心指向各自的輪心 Fa1根據(jù)蝸桿的左、右旋根據(jù)蝸桿的左、右旋 用左、右手法則來判斷蝸桿用左、右手法則來判斷蝸桿 的軸向力。的軸向力。 Fa2與與Ft1的方向相反的方向相反 蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷可借蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷可借 助于助于Ft2的方向。的方向。 蝸桿和蝸輪相嚙合時(shí)，蝸桿蝸桿和蝸輪相嚙合時(shí)，蝸桿 的導(dǎo)程角與蝸輪的螺旋角

38、大的導(dǎo)程角與蝸輪的螺旋角大 小相等，并且旋向相同。小相等，并且旋向相同。 )( 1 v tg tg 蝸桿主動時(shí)：蝸桿主動時(shí)： 蝸輪主動時(shí)：蝸輪主動時(shí)： 2 1 1 1 v 2 v 2 v s v 滑動速度：滑動速度： sincos 21 vv vs 蝸桿傳動效率蝸桿傳動效率: tg tg v )( 1 導(dǎo)程角導(dǎo)程角是影響蝸桿傳動嚙合效率最主要的參是影響蝸桿傳動嚙合效率最主要的參 數(shù)。數(shù)。1將隨著將隨著角的增加而增加。角的增加而增加。 1 d 蝸輪輪齒與斜齒輪有哪些區(qū)別？蝸輪輪齒與斜齒輪有哪些區(qū)別？ 蝸桿傳動的中心距等于什么蝸桿傳動的中心距等于什么? 軸軸 軸的主要功能是用來支承旋轉(zhuǎn)零件、傳遞力

39、、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動。軸的主要功能是用來支承旋轉(zhuǎn)零件、傳遞力、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動。 它是機(jī)械設(shè)備中的重要零件之一。它是機(jī)械設(shè)備中的重要零件之一。 根據(jù)軸的承載情況，可分為根據(jù)軸的承載情況，可分為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸、心軸心軸和和傳動軸傳動軸。 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸工作中既受彎矩又受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。工作中既受彎矩又受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。 心軸心軸只受彎矩而不受扭矩的軸稱為心軸。只受彎矩而不受扭矩的軸稱為心軸。 心軸又分為心軸又分為轉(zhuǎn)動心軸轉(zhuǎn)動心軸和和不轉(zhuǎn)動心軸。不轉(zhuǎn)動心軸。如自行如自行 車的前軸就是一個(gè)不轉(zhuǎn)動的心軸。車的前軸就是一個(gè)不轉(zhuǎn)動的心軸。 傳動軸傳動軸只受扭矩而不受彎矩的軸稱為傳動軸。只受扭矩而不受彎矩的軸稱為傳動軸。 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

40、軸軸 轉(zhuǎn)動心軸轉(zhuǎn)動心軸固定心軸固定心軸傳動軸傳動軸 載荷載荷 應(yīng)力應(yīng)力 彎矩、扭矩彎矩、扭矩 彎矩彎矩彎矩彎矩 扭矩扭矩 1 1 1 o o , 11o , 11 軸的材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、剛度、韌性、耐磨性和耐腐蝕性。軸的材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、剛度、韌性、耐磨性和耐腐蝕性。 同時(shí)還應(yīng)考慮工藝性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)還應(yīng)考慮工藝性和經(jīng)濟(jì)性。軸的材料主要采用碳素鋼與合軸的材料主要采用碳素鋼與合 金鋼。金鋼。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)） 軸的強(qiáng)度計(jì)算主要有三種方法，軸的強(qiáng)度計(jì)算主要有三種方法，許用切應(yīng)力計(jì)算法；許用切應(yīng)力計(jì)算法；許用許用 彎曲應(yīng)力計(jì)算法；彎曲應(yīng)力計(jì)算法；安全系數(shù)校核計(jì)算法。安

41、全系數(shù)校核計(jì)算法。 軸的強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)根據(jù)軸的受載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法。軸的強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)根據(jù)軸的受載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法。 軸的主要失效形式：軸的主要失效形式：疲勞斷裂和變形疲勞斷裂和變形 一、零件在軸上的軸向固定一、零件在軸上的軸向固定 二、零件在軸上的周向定位二、零件在軸上的周向定位 三、確定軸的各段直徑和長度三、確定軸的各段直徑和長度 四、提高軸的疲勞強(qiáng)度、避免或減少應(yīng)力集中四、提高軸的疲勞強(qiáng)度、避免或減少應(yīng)力集中 一、許用切應(yīng)力計(jì)算法一、許用切應(yīng)力計(jì)算法 對于僅承受轉(zhuǎn)矩或主要承受轉(zhuǎn)矩的傳動軸，可以用此法計(jì)對于僅承受轉(zhuǎn)矩或主要承受轉(zhuǎn)矩的傳動軸，可以用此法計(jì) 算。算。此外在開始設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)

42、軸時(shí)，由于支點(diǎn)的距離一般還不知此外在開始設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)軸時(shí)，由于支點(diǎn)的距離一般還不知 道，力的作用點(diǎn)也不知道，所以無法直接按彎扭組合計(jì)算道，力的作用點(diǎn)也不知道，所以無法直接按彎扭組合計(jì)算 法計(jì)算轉(zhuǎn)軸。法計(jì)算轉(zhuǎn)軸。這時(shí)常用此法初估轉(zhuǎn)軸的直徑，適當(dāng)降低許這時(shí)常用此法初估轉(zhuǎn)軸的直徑，適當(dāng)降低許 用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力來考慮彎矩的影響。用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力來考慮彎矩的影響。 T T T d n p W T 2 . 0 1055. 9 3 6 3 3 6 2 . 0 1055. 9 n p C n p d T 按上式計(jì)算的直徑，還按上式計(jì)算的直徑，還 應(yīng)考慮軸上是否有鍵槽。應(yīng)考慮軸上是否有鍵槽。 有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增有一個(gè)鍵槽，

43、軸徑應(yīng)增 大大3%；開兩個(gè)鍵槽軸徑；開兩個(gè)鍵槽軸徑 應(yīng)增大應(yīng)增大7%。 在在許用彎曲應(yīng)力計(jì)算許用彎曲應(yīng)力計(jì)算中，計(jì)算當(dāng)量彎矩時(shí)中，計(jì)算當(dāng)量彎矩時(shí) M 式中的式中的 是考慮到彎曲力矩與扭轉(zhuǎn)力矩所產(chǎn)生的應(yīng)力循環(huán)特是考慮到彎曲力矩與扭轉(zhuǎn)力矩所產(chǎn)生的應(yīng)力循環(huán)特 性不同，而引入的系數(shù)。性不同，而引入的系數(shù)。也就是也就是將扭轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)化為當(dāng)量彎矩將扭轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)化為當(dāng)量彎矩 的折合系數(shù)。的折合系數(shù)。這是因?yàn)閺澗厮a(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)性這是因?yàn)閺澗厮a(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)性 質(zhì)的應(yīng)力，而軸的扭轉(zhuǎn)力矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力不一定是對質(zhì)的應(yīng)力，而軸的扭轉(zhuǎn)力矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力不一定是對 稱循環(huán)性質(zhì)的應(yīng)力，由于兩者的

44、應(yīng)力性質(zhì)不同，而將兩者直稱循環(huán)性質(zhì)的應(yīng)力，由于兩者的應(yīng)力性質(zhì)不同，而將兩者直 接相迭加，顯然是不合理的，故引入系數(shù)接相迭加，顯然是不合理的，故引入系數(shù) 。其其 22 )( TMM 因?yàn)檩S的材料一般都是碳素鋼或合金鋼。對于結(jié)構(gòu)鋼，軸的因?yàn)檩S的材料一般都是碳素鋼或合金鋼。對于結(jié)構(gòu)鋼，軸的 彎曲力矩與扭轉(zhuǎn)力矩的合成，可按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，其當(dāng)彎曲力矩與扭轉(zhuǎn)力矩的合成，可按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，其當(dāng) 量彎矩為：量彎矩為： 二、許用彎曲應(yīng)力計(jì)算法二、許用彎曲應(yīng)力計(jì)算法 對于對于不變不變的扭矩的扭矩 對于對于脈動脈動的扭矩的扭矩 對于對于對稱循環(huán)的扭矩對稱循環(huán)的扭矩 3 .0 1 1 b b 6.0 0 1

45、b b 1 1 1 b b 滑滑 動動 軸軸 承承 滑動軸承是支承軸的部件或零件，有時(shí)也用來支承軸上的傳滑動軸承是支承軸的部件或零件，有時(shí)也用來支承軸上的傳 動零件。動零件。在工作中軸頸與軸承孔之間構(gòu)成滑動摩擦。在工作中軸頸與軸承孔之間構(gòu)成滑動摩擦。 滑動軸承的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用滑動軸承的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用 根據(jù)滑動軸承工作時(shí)的潤滑狀態(tài)不同，可分為根據(jù)滑動軸承工作時(shí)的潤滑狀態(tài)不同，可分為液體潤滑軸承液體潤滑軸承和和 非非液液體潤滑軸承。體潤滑軸承。 非非液體潤滑滑動軸承液體潤滑滑動軸承是摩擦表面在工作時(shí)不能完全被潤滑油是摩擦表面在工作時(shí)不能完全被潤滑油 隔開，有表面的直接接觸。隔開，有表面的直接接

46、觸。 一、徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式一、徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式 常用的徑向滑動軸承有整體式和剖分式兩種常用的徑向滑動軸承有整體式和剖分式兩種 1、整體式徑向滑動軸承、整體式徑向滑動軸承2、剖分式徑向滑動軸承、剖分式徑向滑動軸承 液體潤滑軸承液體潤滑軸承是摩擦表面在工作時(shí)完全被潤滑油隔開，這種軸是摩擦表面在工作時(shí)完全被潤滑油隔開，這種軸 承的摩擦阻力取決于潤滑油內(nèi)部分子間的摩擦力，承的摩擦阻力取決于潤滑油內(nèi)部分子間的摩擦力， 非非液體潤滑徑向滑動軸承液體潤滑徑向滑動軸承的的主要失效形式是磨損和膠合主要失效形式是磨損和膠合。由。由 于影響因素很多，難以精確計(jì)算，因此目前仍采用簡化的條于影響因素很多，難

47、以精確計(jì)算，因此目前仍采用簡化的條 件性計(jì)算，其計(jì)算準(zhǔn)則是：件性計(jì)算，其計(jì)算準(zhǔn)則是： 1、限制軸承的平均壓強(qiáng)、限制軸承的平均壓強(qiáng) p 為了保證軸承的潤滑，不產(chǎn)生過度的磨損，為了保證軸承的潤滑，不產(chǎn)生過度的磨損， 應(yīng)限制軸承的平均壓強(qiáng)應(yīng)限制軸承的平均壓強(qiáng) P p dB F p r Fd B 二、二、非非液體潤滑徑向軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算液體潤滑徑向軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 2、限制軸承的、限制軸承的 pv值值 20000100060 pv B Fndn dB F pv 3、限制軸承的、限制軸承的 v值值 vv 軸瓦軸瓦和和軸承襯軸承襯常用材料有：常用材料有： 1）軸承合金（通稱巴氏合金）軸承合金（通稱巴氏合金）2

48、）青銅合金）青銅合金 3）鑄鐵）鑄鐵 2）兩板之間必須有相對運(yùn)動，其速度必須足夠的大，可以使）兩板之間必須有相對運(yùn)動，其速度必須足夠的大，可以使 液體連續(xù)不斷地泵入油楔中，依靠運(yùn)動中的楔形擠壓作用來建液體連續(xù)不斷地泵入油楔中，依靠運(yùn)動中的楔形擠壓作用來建 立壓力油膜。立壓力油膜。 v FF vv F 三、形成液體動壓潤滑的基本條件三、形成液體動壓潤滑的基本條件 1）兩板沿運(yùn)動方向之間的間隙，必須是由大變小的形狀，即必）兩板沿運(yùn)動方向之間的間隙，必須是由大變小的形狀，即必 須呈須呈 收斂楔形間隙。收斂楔形間隙。 4）其潤滑油要有一定的粘度，粘度越大，承載能力越大。）其潤滑油要有一定的粘度，粘度越

49、大，承載能力越大。 3）要有充分、足夠的供油量。）要有充分、足夠的供油量。 徑向滑動軸承形成流體動壓潤滑的過程一般分為四個(gè)階段徑向滑動軸承形成流體動壓潤滑的過程一般分為四個(gè)階段 由于軸頸與軸承孔的相對偏心由于軸頸與軸承孔的相對偏心，軸頸沉在下部，軸頸沉在下部，軸頸表面與軸頸表面與 軸承孔表面構(gòu)成了收斂楔形間隙，軸承孔表面構(gòu)成了收斂楔形間隙，這就滿足了形成動壓油膜這就滿足了形成動壓油膜 的首要條件。的首要條件。 第一階段為第一階段為安裝準(zhǔn)備安裝準(zhǔn)備階段階段 第二階段為啟動階段第二階段為啟動階段 當(dāng)軸頸開始旋轉(zhuǎn)時(shí)速度很低，當(dāng)軸頸開始旋轉(zhuǎn)時(shí)速度很低，軸頸與軸承表面直接接觸，軸頸與軸承表面直接接觸，產(chǎn)

50、產(chǎn) 生的摩擦力迫使軸頸沿孔壁向右生的摩擦力迫使軸頸沿孔壁向右（即與軸頸轉(zhuǎn)向相反的方向）（即與軸頸轉(zhuǎn)向相反的方向） 爬升。爬升。 一階段一階段 二階段二階段 三階段三階段 四階段四階段 FF F F 第三階段第三階段 啟動加速啟動加速階段階段 啟動以后，啟動以后，隨著軸頸轉(zhuǎn)速的增大，帶入楔形間隙的油量也逐漸隨著軸頸轉(zhuǎn)速的增大，帶入楔形間隙的油量也逐漸 增加，這時(shí)右側(cè)楔形間隙逐漸形成壓力油，壓力油將軸頸推向增加，這時(shí)右側(cè)楔形間隙逐漸形成壓力油，壓力油將軸頸推向 左邊，左邊，同時(shí)逐漸建立起壓力油膜，使軸浮起。同時(shí)逐漸建立起壓力油膜，使軸浮起。 當(dāng)軸頸達(dá)到工作轉(zhuǎn)速時(shí)，軸頸便穩(wěn)定在一定的偏心位置上，當(dāng)軸

51、頸達(dá)到工作轉(zhuǎn)速時(shí)，軸頸便穩(wěn)定在一定的偏心位置上，這這 時(shí)，軸承時(shí)，軸承間隙間隙處于液體動力潤滑狀態(tài)，處于液體動力潤滑狀態(tài)，形成一穩(wěn)定的壓力油膜，形成一穩(wěn)定的壓力油膜， 壓力油膜將軸頸完全托起。壓力油膜將軸頸完全托起。油膜內(nèi)的壓力，其垂直方向的合力油膜內(nèi)的壓力，其垂直方向的合力 與與外載荷外載荷F 平衡，平衡，其水平方向的壓力，左右自行抵消。其水平方向的壓力，左右自行抵消。 第四階段第四階段 正常工作正常工作階段階段 一階段一階段 二階段二階段 三階段三階段 四階段四階段 FF F F 滾滾 動動 軸軸 承承 滾動軸承的功能是在保證軸承有足夠壽命條件下，用以支承滾動軸承的功能是在保證軸承有足夠壽

52、命條件下，用以支承軸軸 的部件，可以減少運(yùn)動付之間的摩擦，的部件，可以減少運(yùn)動付之間的摩擦，使運(yùn)動付轉(zhuǎn)動靈活。滾使運(yùn)動付轉(zhuǎn)動靈活。滾 動軸承是利用滾動摩擦原理設(shè)計(jì)而成的。所以叫做滾動軸承。動軸承是利用滾動摩擦原理設(shè)計(jì)而成的。所以叫做滾動軸承。 滾動軸承的材料滾動軸承的材料 滾動軸承的內(nèi)外環(huán)和滾動體一般用含鉻的合金鋼制造，如：滾動軸承的內(nèi)外環(huán)和滾動體一般用含鉻的合金鋼制造，如： GCr15 GCr15SiMn 等。等。 滾動軸承的類型滾動軸承的類型 在新的國家標(biāo)準(zhǔn)中滾動軸承共分為在新的國家標(biāo)準(zhǔn)中滾動軸承共分為12種類型，各類軸承的結(jié)種類型，各類軸承的結(jié) 構(gòu)形式，工作性能都有所不同，分別適用于不同

53、載荷、轉(zhuǎn)速構(gòu)形式，工作性能都有所不同，分別適用于不同載荷、轉(zhuǎn)速 及特殊的工作條件。及特殊的工作條件。 滾動軸承是由滾動軸承是由內(nèi)環(huán)、內(nèi)環(huán)、外環(huán)外環(huán)、滾動體滾動體和和保持架保持架四種零件組成。四種零件組成。 滾滾 動動 軸軸 承承 向向 心心 軸軸 承承 球軸承球軸承 雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承 （6，0 ） 角接觸球軸承角接觸球軸承 （6 ，7 ） 四點(diǎn)接觸球軸承四點(diǎn)接觸球軸承 （6 ，QJ ) 滾子軸承滾子軸承 球軸承球軸承 滾子軸承滾子軸承 推力軸承推力軸承 球軸承球軸承 滾子軸承滾子軸承 0 450 9045 深溝球軸承深溝球軸承 （0 ，6 ） 雙列深溝球軸承雙列深溝球軸承 （0

54、 ，4 ） 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 （1 ，1 ） 外球面球軸承外球面球軸承 （0 ，U ） 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 （2 ，N ） 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 （3 ，2 ） 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 （7 ，3 ） 推力球軸承推力球軸承 （8 ，5 ） 雙向推力球軸承雙向推力球軸承 （8 ，5 ） 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 （9 ，2 ） 推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承 （9 ，8 ） r F Z F 37.4 0 對于向心滾子軸承：對于向心滾子軸承： r F Z F 08. 4 0 對于向心球軸承：對于向心球軸承： 考慮到軸承游隙和內(nèi)外圈變形的影響考慮到軸承游隙和內(nèi)外圈變形的影響

55、 因?yàn)檩S承的壽命是由受力最大的滾動體所決定的因?yàn)檩S承的壽命是由受力最大的滾動體所決定的 r F Z 5 r F Z 6 .4 向心軸承在徑向力作用下的載荷分布向心軸承在徑向力作用下的載荷分布 滾動軸承的受力分析與載荷計(jì)算滾動軸承的受力分析與載荷計(jì)算 向心軸承僅受徑向載荷時(shí)，向心軸承僅受徑向載荷時(shí)，此時(shí)上半圈滾動體不受力，只有此時(shí)上半圈滾動體不受力，只有 下半圈滾動體受力，下半圈滾動體受力，而且下半圈各滾動體受力而且下半圈各滾動體受力大小也是不同大小也是不同 的的，處于最下方的滾動體受力最大。，處于最下方的滾動體受力最大。 角接觸軸承角接觸軸承只作用徑向載荷只作用徑向載荷Fr時(shí)，由于軸承本身的結(jié)

56、構(gòu)上的特時(shí)，由于軸承本身的結(jié)構(gòu)上的特 點(diǎn)，即在套圈和滾動體之間存在著接觸角點(diǎn)，即在套圈和滾動體之間存在著接觸角，這時(shí)軸承，這時(shí)軸承除了除了 產(chǎn)生一個(gè)徑向分力之外，產(chǎn)生一個(gè)徑向分力之外，還會產(chǎn)生一個(gè)附加軸向分力。還會產(chǎn)生一個(gè)附加軸向分力。 滾動軸承的各元件受到的都是變載荷和變應(yīng)力的作用。滾動軸承的各元件受到的都是變載荷和變應(yīng)力的作用。 滾動軸承的代號滾動軸承的代號 滾動軸承的類型很多，滾動軸承的類型很多，而各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、精而各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、精 度和技術(shù)要求，為便于組織生產(chǎn)和選用滾動軸承。度和技術(shù)要求，為便于組織生產(chǎn)和選用滾動軸承。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定了滾動軸承代

57、號。定了滾動軸承代號。 我國滾動軸承的代號由我國滾動軸承的代號由基本代號、基本代號、前置代號前置代號和和后置代號后置代號構(gòu)成，構(gòu)成， 其排列順序見下表。其排列順序見下表。 前置代號前置代號基基 本本 代代 號號后置代號后置代號 成套軸承成套軸承 分部件代分部件代 號號 ( () ) 類型類型 代號代號 內(nèi)徑內(nèi)徑 代號代號 或加或加 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 改變公差改變公差 等級及其等級及其 他他 尺寸系列代號尺寸系列代號 寬（高）度寬（高）度 系列代號系列代號 直徑系列直徑系列 代號代號 滾動軸承代號是由滾動軸承代號是由字母加數(shù)字字母加數(shù)字組成的。組成的。主要用來表示滾動軸承主要用來表示滾動軸承 的

58、結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、技術(shù)性能等特征的。的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、技術(shù)性能等特征的。 基本代號基本代號是軸承代號的核心。軸承基本代號包括三項(xiàng)內(nèi)容是軸承代號的核心。軸承基本代號包括三項(xiàng)內(nèi)容 滾動軸承的失效形式滾動軸承的失效形式 1）疲勞點(diǎn)蝕）疲勞點(diǎn)蝕 2）磨損）磨損 3）塑性變形）塑性變形 基基 本本 代號代號 類型類型 代號代號 內(nèi)徑內(nèi)徑 代號代號 尺寸系列代號尺寸系列代號 寬（高）度寬（高）度 系列代號系列代號 直徑系列直徑系列 代號代號 深溝球軸承深溝球軸承 （0 ，6 ） 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 （2 ，N ） 角接觸球軸承角接觸球軸承 （6 ，7 ） 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 （7 ， 3 ） 推力球軸承推力球軸承 （8 ，5 ） 常用的常用的滾動軸承滾動軸承 基本額定壽命和基本額定壽命和基本額定動載荷基本額定動載荷 基本額定壽命基本額定壽命是指一批完全相同的軸承，在同一條件下運(yùn)是指一批完全相同的軸承，在同一條件下運(yùn) 轉(zhuǎn)，其中轉(zhuǎn)，其中90%的軸承在發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)，的軸承在發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)，或在或在 某一轉(zhuǎn)速下所經(jīng)歷的總的工作小時(shí)數(shù)稱為基本額定壽命。某一轉(zhuǎn)速下所經(jīng)歷的總的工作小時(shí)數(shù)稱為基本額定壽命。其可其可 靠度為靠度為90%，失效率為，失效率為10%，分別用，分別用