第二部分 機(jī)械設(shè)計實(shí)訓(xùn)（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）

第二部分機(jī)械設(shè)計實(shí)訓(xùn)

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》

第二部分機(jī)械設(shè)計實(shí)訓(xùn)項目一平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計項目二凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計項目三帶傳動設(shè)計項目四齒輪設(shè)計項目五軸的設(shè)計項目六軸承選擇項目七聯(lián)接件選擇項目一平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)一汽車刮雨器曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計汽車刮雨器可用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，已知搖桿長度l3=80mm，擺角Ψ=40°，搖桿的行程速比系數(shù)K=1.4，且要求搖桿CD的一個極限位置與機(jī)架間的夾角∠CDA=90°。二、任務(wù)要求1、試用圖解法確定其余三桿的長度。2、用三維軟件（UGNX）繪制機(jī)構(gòu)各零件圖，并裝配實(shí)現(xiàn)運(yùn)動仿真。三、相關(guān)知識步驟如下：

①計算θ＝180°(K-1)/(K+1);②任取一點(diǎn)D，作等腰三角形腰長為CD，夾角為φ;③作C2P⊥C1C2，作C1P使∠C2C1P=90°－θ,交于P;④作△PC1C2的外接圓，則A點(diǎn)必在此圓上。⑤選定A，設(shè)曲柄為l1，連桿為l2，則:AC1=l1+l2

AC2=l2-l1=>l1=(AC1－AC2)/2⑥以A為圓心，AC2為半徑作弧交于E,得：l1=EC1/2

l2=AC1－EC1/2E

φ

θ

θ

90°-θPDAC1C2已知：CD桿長，擺角φ及K，設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。四、任務(wù)實(shí)施1、參考上述知識點(diǎn)中作圖步驟①至⑥繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；2、用UGNX繪制桿件三維模型3、機(jī)構(gòu)三維模型裝配4、機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真實(shí)現(xiàn)項目一平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)二牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計設(shè)計牛頭刨床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。已知機(jī)架長度l4=100mm，行程速比系數(shù)K=1.4。二、任務(wù)要求1、試用圖解法確定曲柄的長度。2、用三維軟件（UGNX）繪制機(jī)構(gòu)各零件圖，并裝配實(shí)現(xiàn)運(yùn)動仿真。三、相關(guān)知識分析（機(jī)構(gòu)簡圖演示）：對于擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其極位夾角θ等于導(dǎo)桿的擺角Ψ，而所需要確定的尺寸是曲柄長度lAB。已知條件：行程速比系數(shù)K、機(jī)架長度lAC

①計算極位夾角；

②選擇適當(dāng)?shù)谋壤咦髦本€μl，任選固定鉸鏈點(diǎn)C；③按夾角Ψ（＝θ）作出導(dǎo)桿的兩極限位置Cm和Cn；④作擺角Ψ的角平分線CA，并在AD上截取AC=lAD/μl，即可得到曲柄軸心A點(diǎn)的位置；

⑤過A點(diǎn)作導(dǎo)桿極限位置的垂線AB1（或AB2），即得曲柄長度lAB=μlAB。四、任務(wù)實(shí)施1、參考上述知識點(diǎn)中作圖步驟①至⑤繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；2、用UGNX繪制桿件三維模型3、機(jī)構(gòu)三維模型裝配4、機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真實(shí)現(xiàn)項目一平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)三熱爐門啟閉機(jī)構(gòu)設(shè)計設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為加熱爐爐門的啟閉機(jī)構(gòu)。已知爐門上兩活動鉸鏈的中心距為50mm，爐門打開后成水平位置時，要求爐門溫度較低的一面朝上（如圖雙點(diǎn)劃線所示），設(shè)固定鉸鏈安裝在

軸線上，其相關(guān)尺寸如圖所示。二、任務(wù)要求1、試用圖解法確定各桿的長度。2、用三維軟件（UGNX）繪制機(jī)構(gòu)各零件圖，并裝配實(shí)現(xiàn)運(yùn)動仿真。三、相關(guān)知識1)給定連桿兩組位置B2C2AD將鉸鏈A、D分別選在B1B2，C1C2連線的垂直平分線上任意位置都能滿足設(shè)計要求。有無窮多組解。A’D’B1C1二、任務(wù)要求有唯一解。2)給定連桿上鉸鏈BC的三組位置B2C2B3C3ADB1C1四、任務(wù)實(shí)施1、參考上述知識點(diǎn)中出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；2、用UGNX繪制桿件三維模型3、機(jī)構(gòu)三維模型裝配、仿真項目二凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)一內(nèi)燃機(jī)滾子對心直動從動件盤形凸輪設(shè)計對心滾子直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪以等角速度w1順時針轉(zhuǎn)動，從動件的運(yùn)動規(guī)律：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過120°時，從動件以等速運(yùn)動規(guī)律上升20mm；當(dāng)凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)60°時，從動件在最高位置停止不動；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)90°時，從動件以等加速等減速運(yùn)動規(guī)律下降到初始位置；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)其余90°時，從動件又停止不動。取凸輪基圓半徑rmin=50mm,滾子半徑rr

=10mm。二、任務(wù)要求1、用圖解法繪制凸輪的輪廓。2、用三維軟件（UGNX）繪制機(jī)構(gòu)各零件圖，并裝配實(shí)現(xiàn)運(yùn)動仿真。三、相關(guān)知識知識點(diǎn)1：設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的問題知識點(diǎn)2：滾子對心直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制知識點(diǎn)1：設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的問題—理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑；—滾子半徑則實(shí)際輪廓的曲率半徑：1、滾子半徑的選擇滾子半徑（a）＞（b）=（c）＜＜0實(shí)際輪廓：平滑曲線實(shí)際輪廓：存在尖點(diǎn)（易磨損，改變運(yùn)動規(guī)律）＞0=0實(shí)際輪廓：曲線相交（實(shí)際加工被切去，無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動規(guī)律）2、壓力角及其許用值凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角自鎖現(xiàn)象：當(dāng)增大到一定程度，使所引起的摩擦阻力大于有效分力時，則無論凸輪機(jī)構(gòu)加給從動件的作用力多大，從動件都不能運(yùn)動。直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)：擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)：3、基圓半徑的選擇基圓半徑rmin越小，機(jī)構(gòu)越緊湊。但同時使壓力角增大，機(jī)構(gòu)傳力性能變差，效率降低，甚至發(fā)生自鎖。實(shí)際設(shè)計凸輪時，選用經(jīng)驗(yàn)公式：ds為凸輪軸直徑r060°90°90°120°-ωω1’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’對心直動滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和推桿的運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計該凸輪輪廓曲線。設(shè)計步驟：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運(yùn)動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動件滾子中心在各等份點(diǎn)的位置。④將各中心點(diǎn)連接成一條光滑曲線。A⑤作各位置滾子圓的內(nèi)(外)包絡(luò)線(中心軌跡的等距曲線)。sδ60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’理論輪廓實(shí)際輪廓1876543214131211109知識點(diǎn)2：滾子對心直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制四、任務(wù)實(shí)施1、參考知識點(diǎn)2中作圖步驟繪出凸輪的輪廓。位移線圖凸輪輪廓2、用UGNX繪制凸輪及從動桿三維模型3、機(jī)構(gòu)三維模型裝配4、機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真實(shí)現(xiàn)項目二凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)二送料機(jī)構(gòu)偏置直動從動件盤形凸輪設(shè)計設(shè)計一偏置滾子直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度w1順時針轉(zhuǎn)動，偏距e=10mm，基圓半徑rmin=40mm,滾子半徑rr=10mm，從動件的升程h=30mm，ζt=150°，

ζs=30°,

ζh=120°,

ζs’=60°,

從動件在推程作簡諧運(yùn)動，在回程作等加速等減速運(yùn)動。二、任務(wù)要求1、作圖法繪出其運(yùn)動線圖s-t；用圖解法繪制凸輪的輪廓。2、用三維軟件（UGNX）繪制機(jī)構(gòu)各零件圖，并裝配實(shí)現(xiàn)運(yùn)動仿真。三、相關(guān)知識當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)造不允許從動件軸線通過凸輪軸心時，或者為了獲得較小的機(jī)構(gòu)尺寸，機(jī)械中有時采用偏置從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。先繪制偏置尖頂直動從動件盤形凸輪輪廓。若采用滾子從動件，則在各點(diǎn)所得的光滑曲線為凸輪的理論輪廓，過這些點(diǎn)作一系列滾子圓，然后作它們的包絡(luò)線即可求得凸輪的實(shí)際輪廓曲線。eA-ωωO

偏置直動尖頂推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和推桿的運(yùn)動規(guī)律和偏心距e，設(shè)計該凸輪輪廓曲線。sδ60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’12345678k1k2k3k5k4k6k7k81514131211109k9k10k11k12k13k14k151’2’3’4’5’6’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設(shè)計步驟：①選比例尺μl作基圓r0;②反向等分各運(yùn)動角;③確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等份點(diǎn)的位置;④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。知識點(diǎn)：偏置直動尖頂從動件盤形凸輪輪廓的繪制四、任務(wù)實(shí)施1、參考知識點(diǎn)中作圖步驟繪出凸輪的輪廓。位移線圖凸輪輪廓2、用UGNX繪制凸輪及從動桿三維模型3、機(jī)構(gòu)三維模型裝配4、機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真實(shí)現(xiàn)項目三帶傳動設(shè)計一、任務(wù)提出設(shè)計一通風(fēng)機(jī)用的V帶傳動。選用異步電動機(jī)驅(qū)動，已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速n1=1460r/min，通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n2=640r/min，通風(fēng)機(jī)輸入功率P=9KW，兩班制工作。二、任務(wù)要求1、列出帶型號、帶的基準(zhǔn)長度Ld、帶的根數(shù)z、帶輪直徑d、中心距a、軸上壓力FQ；2、用三維軟件（UGNX）繪制V帶及帶輪的零件圖，并裝配實(shí)現(xiàn)運(yùn)動仿真。任務(wù)一通風(fēng)機(jī)的Ｖ帶傳動設(shè)計三、相關(guān)知識知識點(diǎn)1：帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則失效形式帶與帶輪之間的磨損、打滑和帶的疲勞破壞（如脫層、撕裂或拉斷）等。設(shè)計準(zhǔn)則在傳遞規(guī)定功率時不打滑，同時具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命。設(shè)計帶傳動的原始數(shù)據(jù)是：傳動用途、載荷性質(zhì)、傳遞功率、帶輪轉(zhuǎn)速以及對傳動的外廓尺寸的要求等。設(shè)計帶傳動的主要任務(wù)是：選擇合理的傳動參數(shù)、確定V帶型號、長度和根數(shù)；確定帶輪材料、結(jié)構(gòu)和尺寸。知識點(diǎn)2：帶傳動的設(shè)計步驟和方法1.選普通V帶型號

由計算功率PC和小輪轉(zhuǎn)速n1，查選型圖確定帶的型號。2.確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1、d2，驗(yàn)算帶速

3.確定V帶基準(zhǔn)長度Ld和中心距a4.驗(yàn)算包角α1、傳動比i

一般：α1≥120°、i≤75.確定V帶根數(shù)zV帶根數(shù)不宜太多，通常z<10

6.初拉力F0

保持適當(dāng)?shù)某趵κ菐鲃诱９ぷ鞯氖滓獥l件。初拉力不足，會出現(xiàn)打滑；初拉力過大將增大軸和軸承上的壓力，并降低帶的壽命。7.V帶的張緊對軸、軸承產(chǎn)生的壓力FQ

8.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計9.張緊裝置計算功率：KA---工作情況系數(shù)（詳見表14-7P169）載荷性質(zhì)工作機(jī)原動機(jī)空、輕載啟動重載啟動每天工作的小時數(shù)/h＜1010~16＞16＜1010~16＞16載荷變動很小液體攪拌機(jī)、通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5KW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕負(fù)荷輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)（＞7.5KW）旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)（非離心式）發(fā)動機(jī)、切削機(jī)床、印刷機(jī)、木工機(jī)械1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、重載輸送機(jī)、紡織機(jī)械1.21.31.41.41.51.6載荷變動很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8工作情況系數(shù)KA型號的確定:根據(jù)Pc和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1，由選型圖確定。300050002000160040002008005001004003001000小帶輪的轉(zhuǎn)速n1(r/min)125025000.811.2523.154581016203040506380100200250普通V帶選型圖ZABCDEd1=50~71d1=80~100d1=112~140d1=125~140d1=160~200d1=200~315d1=355~400d1=450~500d1=80~100

帶輪的直徑過小，則帶的彎曲應(yīng)力大，壽命降低。應(yīng)?。篸1>dmin型號

YZABCDEdmin205075125200315500帶輪的最小直徑dmin2022.4252831.535.54045505663677175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153553754004254755005305606306707107508009001000大帶輪的直徑d2：d1

、d2：必須符合帶輪的基準(zhǔn)直徑系列：帶速：一般應(yīng)使v在5~25m/s的范圍內(nèi)。中心距、帶長和包角：推薦范圍：0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)初定V帶基準(zhǔn)長度：根據(jù)L0由表14-2選取接近的基準(zhǔn)長度Ld，然后計算中心距：中心距變動范圍為：考慮帶傳動的安裝、調(diào)整和V帶張緊的需要。(a-0.015Ld)~(a+0.015Ld)小輪包角：一般應(yīng)使α1≥120?，否則可加大中心距或增加張緊輪。初拉力保持適當(dāng)?shù)某趵κ菐鲃庸ぷ鞯氖滓獥l件。初拉力不足，會出現(xiàn)打滑，初拉力過大將增大軸和軸承上的壓力，并降低帶的壽命。計算公式：其中：Pc為計算功率；z為V帶根數(shù)；v為帶速；q為V帶每米長的質(zhì)量；ka為包角修正系數(shù)；帶型YZABCDEq/(kg/m)0.020.060.100.170.300.620.90基準(zhǔn)寬度制V帶每米長的質(zhì)量q四、任務(wù)實(shí)施1、帶的設(shè)計①求計算功率Pc查表得,故②選普通V帶型號根據(jù)，，查圖可知此坐標(biāo)點(diǎn)位于A型與B型交界處，現(xiàn)暫按選用B型計算。

③求大、小帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d2，驗(yàn)算帶速根據(jù)表，取d1=140mm根據(jù)表，取d2=315mm

則實(shí)際傳動比則實(shí)際傳動比i、從動輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為：從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為在±5%以內(nèi)，為允許值。驗(yàn)算帶速帶速在5∽25m/s范圍內(nèi)，合適。④求V帶基準(zhǔn)長度Ld和中心距a初步選取中心距取a0=700mm，符合帶長

=

=2126mm經(jīng)查表，對B型帶選用Ld=2240mm。再計算實(shí)際中心距驗(yàn)算小帶輪包角а1合適⑤求V帶根數(shù)。查表得得傳動比查表得取z=4根⑥求作用在帶輪軸上的壓力FQ單根V帶的初拉力作用在軸上的壓力2、帶及帶輪的三維設(shè)計3、帶傳動裝配及運(yùn)動仿真項目四齒輪設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)一單級直齒圓柱齒輪減速器齒輪傳動設(shè)計設(shè)計一單級直齒圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動。已知：傳遞功率P=10KW，電動機(jī)驅(qū)動，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=955r/min，傳動比i=4，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。使用壽命10年，單班制工作。二、任務(wù)要求1、齒輪設(shè)計理論計算2、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計3、齒輪三維成型4、齒輪傳動運(yùn)動仿真三、相關(guān)知識知識點(diǎn)1：齒輪的失效形式輪齒折斷塑性變形齒面磨損齒面膠合齒面點(diǎn)蝕知識點(diǎn)2：齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則對于閉式軟齒面齒輪傳動，齒面點(diǎn)蝕是主要的失效形式，應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核；對于閉式硬齒面齒輪傳動，輪齒折斷是主要的失效形式，應(yīng)先按齒面彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算，確定齒輪的模數(shù)和其他尺寸，然后再按接觸疲勞強(qiáng)度校核齒面的接觸強(qiáng)度。對于開式齒輪傳動中的齒輪，齒面磨損為其主要失效形式，故通常按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算，確定齒輪的模數(shù)，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%~20%，而無需校核接觸強(qiáng)度。知識點(diǎn)3：齒輪材料及許用應(yīng)力材料牌號熱處理抗拉強(qiáng)度σb/MPa屈服點(diǎn)齒面硬度HBSHRCHT250

220～240

170～241

HT300250～290

187～255

HT350290～340

197～269

QT500-7正火500320170～230

QT600-3600370190～270

ZG310-570570310163～197

ZG340-640640340179～207

ZG35SiMn正火、回火569343163～217表面淬火45～53調(diào)質(zhì)637412197～248ZG35CrMnSi正火、回火686343162～217

調(diào)質(zhì)785588197～269

45正火、回火569～588284～294162～247表面淬火40～50調(diào)質(zhì)628～647343～373217～28635CrMo調(diào)質(zhì)686～735490～539241～286表面淬火45～5540MnB690～740440～490241～28645～5537SiMn2MoV814～863637～686241～30250～5540Cr686～735490～539241～28648～5520Cr滲碳、淬火、回火637392

56～620CrMnTi1079834

38CrMoAlA調(diào)質(zhì)后滲氮980834心部229≥850HV夾布塑膠

100

25～35

齒輪的常用材料及力學(xué)性能齒面類型他輪種類熱處理兩輪工作齒面硬度差工作齒面硬度舉例備注小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪軟齒面直齒調(diào)質(zhì)正火調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)20～25HBS240～270HBS260～290HBS280～310HBS300～330HBS180～220HBS220～240HBS240～260HBS260～280HBS用于重載中速有低速固定式傳動裝置斜齒及人字齒調(diào)質(zhì)正火正火調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)30～50HBS240～270HBS260～290HBS270～300HBS300～330HBS160～190HBS180～210HBS200～230HBS230～260HBS軟硬組合斜齒及人字齒表面淬火調(diào)質(zhì)齒面硬度差很大45～50HRC45～50HRC200～230HBS230～260HBS270～300HBS300～330HBS用于愛沖擊載荷和過載均不大的固定式傳動裝置滲碳調(diào)質(zhì)56～62HRC硬齒面直齒、斜齒及人字齒表面淬火表面淬火齒面硬度大致相同45～50HRC用在于傳動尺寸受結(jié)構(gòu)條件限制的情況和運(yùn)輸機(jī)械上的傳動滲碳滲碳56～62HRC輪齒齒面硬度及其配對給合齒面接觸疲勞許用應(yīng)力為a)鑄鐵b)正火結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼c)調(diào)質(zhì)鋼和鑄鋼d)滲碳淬火及表面淬火鋼試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限σHlim齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力為（a）鑄鐵（b）正火結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限σFlim(c)調(diào)質(zhì)鋼和鑄鋼(d)表面硬化鋼安全系數(shù)軟齒面（≤350HBS）硬齒面（＞350HBS）重要的傳動、滲碳淬火齒輪或鑄造齒輪SH1.0~1.11.1~1.21.3SF1.3~1.41.4~1.61.6~2.2安全系數(shù)SH和SF知識點(diǎn)4：齒輪設(shè)計主要參數(shù)的選擇1）傳動比ii小于8時可采用一級齒輪傳動。如果傳動比過大時采用一級傳動，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大，所以這種情況下要采用分級傳動。如果總傳動比i為8~40，可分成二級傳動；如果總傳動比i大于40，可分為三級或三級以上傳動。一般取每對直齒圓柱齒輪的傳動比i∠3，最大可達(dá)5；斜齒圓柱齒輪的傳動比可大些，取i≤5，最大可達(dá)8；直齒錐齒輪的傳動比i≤3，最大可達(dá)i≤5∽7.5。2）齒數(shù)z一般設(shè)計中取閉式軟齒面齒輪傳動中，開式傳動中，閉式硬齒面齒輪傳動中，可適當(dāng)?shù)販p少齒數(shù)以保證模數(shù)取值合理；3）模數(shù)

4)螺旋角β一般設(shè)在設(shè)計時常取β=8°∽15°。一般情況下、大功率傳動的場合，宜取大些；低速、小功率傳動的場合，宜取小些。5）齒寬系數(shù)ψd齒輪相對于軸承的位置齒面硬度軟齒面（≤350HBS）硬齒面（＞350HBS）對稱布置0.8~1.40.4~0.9不對稱布置0.6~1.20.3~0.6懸臂布置0.3~0.40.2~0.25注：1.對于直輪圓柱齒輪取較小值；斜齒輪可取較大值；人字齒輪可取更大值；

2.載荷平穩(wěn)、軸的剛性較大時，取值應(yīng)大一些；變載荷、軸的剛性較小時，取值應(yīng)小一些。知識點(diǎn)5：齒輪精度等級的選擇漸開線圓柱齒輪精度等級的國標(biāo)為GB10095—88，規(guī)定了12個精度等級，其中1級的精度最高，12級的精度蕞低，常用的精度等級為6~9級。機(jī)器名稱精度等級機(jī)器名稱精度等級汽輪機(jī)金屬切削機(jī)床輕型汽車載重汽車拖拉機(jī)3~63~85~87~96~8通用減速器鍛壓機(jī)床起重機(jī)礦山用卷揚(yáng)機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械6~86~97~108~108~11常用機(jī)器中齒輪的精度等級

齒輪的精度等級6級（高精度）7級（較高精度）8級（普通）9級（低精度）加工方法用展成法在精密機(jī)床上精磨或精剃用展成法在精密機(jī)床上精插或精滾,對淬火齒輪需磨齒或研齒等.用展成法插齒或滾齒用展成法或仿形法粗滾或型銑削齒面粗糙度Ra/μm≤0.80~1.601.60~3.23.2~6.36.3用途用于分度機(jī)構(gòu)或高速重載的齒輪,如機(jī)床、精密儀器、汽車、船舶、飛機(jī)中的重要齒輪用于高、中速重載齒輪，如機(jī)床、汽車、內(nèi)然機(jī)中的較重要齒輪，標(biāo)準(zhǔn)系列減速器中草藥的齒輪一般機(jī)械中的齒輪，不屬于分度系統(tǒng)的機(jī)床，飛機(jī)、拖拉機(jī)中不重要的齒輪，紡織機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械中的重要齒輪輕載傳動的不重要齒輪，低速傳動、對精度要求低的齒輪圓周速度υ/（m/s）≤圓柱齒輪直齒≤15≤10≤5≤3斜齒≤25≤17≤10≤3.5錐齒輪直齒≤9≤6≤3≤2.5常用精度等級齒輪的加工方法知識點(diǎn)5：齒輪的強(qiáng)度計算1）輪齒的計算載荷Fn---名義載荷Fnc---計算載荷K---載荷系數(shù)工作機(jī)械載荷特性原動機(jī)電動機(jī)多缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)均勻加料的運(yùn)輸機(jī)和加料機(jī)、輕型卷揚(yáng)機(jī)、發(fā)動機(jī)、機(jī)床輔助傳動均勻、輕微沖擊1~1.21.2~1.61.6~1.8不均勻加料的運(yùn)輸機(jī)和加料機(jī)、重型卷揚(yáng)機(jī)、球磨機(jī)、機(jī)床主傳動中等沖擊1.2~1.61.6~1.81.8~2.0沖床、鉆床、軋機(jī)、破碎機(jī)、挖掘機(jī)大的沖擊1.6~1.81.9~2.12.2~2.4載荷系數(shù)K2）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計公式[σH]--齒輪材料的許用接觸應(yīng)力，MPa；“+”用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合；T1--主動輪的轉(zhuǎn)矩，單位為N.mm；b--輪齒的接觸寬度，mm；u為兩齒輪的齒數(shù)比齒寬系數(shù)ψd

材料

材料鍛鋼鑄鋼球墨鑄鐵灰鑄鐵=20.6×104E=20.2×104E=17.3×104E=11.8×104=0.3μ=0.3μ=0.3μ=0.3鍛鋼189.8188.9181.4162.0鑄鋼—188.0180.5161.4球墨鑄鐵—173.9156.6灰鑄鐵—143.7彈性系數(shù)ZE

3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計公式z1214161718192022252830354045506080100≥200YF3.473.223.032.972.912.852.812.752.652.582.542.472.412.372.352.302.252.182.14標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)YFz1214161718192022252830354045506080100≥200YS1．441.471.511.531.541.551.561.581.591.611.631.651.671.691.711.731.771.801.88標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YS四、任務(wù)實(shí)施（1）齒輪設(shè)計理論計算小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為210~230HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170~210HBS。根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則，閉式軟齒面?zhèn)鲃?，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計。1）轉(zhuǎn)矩T12)載荷系數(shù)K查表，取K=1.13）齒輪Z1和齒寬系數(shù)ψd小齒輪的齒數(shù)Z1取為25，則大齒輪齒數(shù)Z2=100。因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由表選取ψd=1。4）許用接觸應(yīng)力[σH]查得SH=1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.55)主要尺寸計算經(jīng)圓整后取b2=65mm6)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由公式得出σF,如σF≤

[σF]，則校核合格。7)確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)齒輪系數(shù)YF應(yīng)力修正系數(shù)Ys許用彎曲應(yīng)力[σF]齒根彎曲強(qiáng)度較核合格。8)驗(yàn)算齒輪的圓周速度V可選8級精度9)齒輪幾何尺寸計算（2）齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計小齒輪可選齒輪軸或?qū)嵭氖剑簖X輪選擇腹板式(3）齒輪三維模型小齒輪大齒輪（4）機(jī)械三維模型裝配及運(yùn)動仿真項目四齒輪設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)二單級斜齒圓柱齒輪減速器齒輪傳動設(shè)計設(shè)計單級斜齒圓柱齒輪減速器。該減速器用于重型機(jī)機(jī)械上，由電動機(jī)驅(qū)動。已知傳遞功率P=70kw，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min，傳動比i=3，載荷有中等沖擊，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪相對于軸承對稱布置，工作壽命為10年，單班制工作。二、任務(wù)要求1、斜齒輪設(shè)計理論計算2、斜齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計3、斜齒輪三維成型4、齒輪裝配及傳動運(yùn)動仿真三、相關(guān)知識知識點(diǎn)：斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計算（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算校核公式設(shè)計公式（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算校核公式設(shè)計公式四、任務(wù)實(shí)施1、斜齒輪設(shè)計理論計算(1）選擇齒輪材料及熱處理方法因傳遞功率較大，選用硬齒面齒輪組合。小組輪用20CrMnTi滲碳淬火，硬度為56~62HRC；大輪用40Cr表面淬火，硬度為52~56HRC。根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則，閉式硬齒面?zhèn)鲃?，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計。由斜齒輪傳動齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計公式可得（2）確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)T1=9550P/n=6.96KN˙m1）轉(zhuǎn)矩T12）載荷系數(shù)K查表取3）齒數(shù)z、螺旋角β和齒寬系數(shù)ψd硬齒面?zhèn)鲃?，取z1=20，則初選螺旋角當(dāng)量齒數(shù)Zv由表查得齒形系數(shù)由表查得應(yīng)力修正系數(shù)4）許用彎曲應(yīng)力[σF]小齒輪按

查取，大齒輪按感應(yīng)淬火查取，得因硬齒面，mn應(yīng)選大些。取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值5）確定中心距a及螺旋角β傳動的中心距a取確定螺旋角

6）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度7）確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)分度圓直徑d取齒數(shù)比u許用接觸應(yīng)力[σH]查得彈性系數(shù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核合格。8）驗(yàn)算齒輪圓周速度v可選8級精度。（3）齒輪零件結(jié)構(gòu)設(shè)計齒輪的分度圓直徑小齒輪可選齒輪軸或?qū)嵭氖剑簖X輪選擇腹板式（4）齒輪幾何尺寸計算（5）齒輪三維模型設(shè)計小齒輪大齒輪（6）機(jī)械三維模型裝配及運(yùn)動仿真項目四齒輪設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)三單級直齒圓錐齒輪減速器齒輪傳動設(shè)計設(shè)計單級直齒圓錐齒輪減速器。軸交角

，已知小齒輪1傳遞的功率P1=5.45，小齒輪1的轉(zhuǎn)速為n1=960r/min，傳動比i=2.5，電動機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn),每天工作兩班。二、任務(wù)要求1、錐齒輪設(shè)計理論計算2、錐齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計3、錐齒輪三維成型4、齒輪裝配及傳動運(yùn)動仿真三、相關(guān)知識知識點(diǎn)：直齒錐齒輪的強(qiáng)度計算（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算校核公式設(shè)計公式（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算校核公式設(shè)計公式計算得到的模數(shù)me應(yīng)按表進(jìn)行圓整

0.10.350.91.753.255.51020360.120.4123.561122400.150.51.1252.253.756.51225450.20.61.252.5471428500.250.71.3752.754.581630—0.30.81.53591832—錐齒輪模數(shù)系列四、任務(wù)實(shí)施1、直齒圓錐齒輪設(shè)計理論計算(1）選擇齒輪材料及熱處理方法小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為210~230HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170~210HBS。2）強(qiáng)度計算根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則，閉式軟齒面?zhèn)鲃樱待X面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1載荷系數(shù)K=1.1小齒輪的齒數(shù)z1取為24，則大齒輪齒數(shù)z2=60。一般取Ψr=0.3許用接觸應(yīng)力[σH]查得SH=1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)me=3mm3）主要尺寸計算經(jīng)圓整后取4）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核校核合格確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：齒輪系數(shù)查表得應(yīng)力修正系數(shù)查表得許用彎曲應(yīng)力查表得可得齒根彎曲強(qiáng)度較核合格。圓錐齒輪幾何尺寸計算列表2、齒輪零件結(jié)構(gòu)設(shè)計?？紤]前述齒輪結(jié)構(gòu)的選擇方法和裝配齒輪的軸的尺寸，小齒輪可選齒輪軸或?qū)嵭氖剑簖X輪選擇腹板式，結(jié)構(gòu)圖略直接生成三維圖。3、齒輪三維模型大圓錐齒輪小圓錐齒輪4、齒輪三維模型裝配及運(yùn)動仿真項目五軸的設(shè)計一、任務(wù)提出任務(wù)一一級斜齒圓柱齒輪減速器從動軸設(shè)計已知：設(shè)計圖中所示的斜齒輪圓柱齒輪減速器的從動軸。已知傳遞功率P=8kw，從動齒輪的轉(zhuǎn)速n=280r/min，分度圓直徑d=265mm，圓周力Ft=2059N，徑向力Fr=763.8N,軸向力Fa=405.7N。齒輪輪轂寬度為60mm，工作時單向運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承采用深溝球球軸承。二、任務(wù)要求1、軸的尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計2、用UGNX繪制軸的三維模型三、相關(guān)知識知識點(diǎn)1：軸的失效形式折斷、磨損、疲勞斷裂等軸的折斷知識點(diǎn)2：軸的材料軸的常用材料及主要力學(xué)性能知識點(diǎn)3：軸的設(shè)計方法1、類比法根據(jù)軸的工作條件，選擇與其相似的軸進(jìn)行類比及結(jié)構(gòu)設(shè)計，畫出軸的零件圖。特點(diǎn)：1、一般不進(jìn)行強(qiáng)度計算；2、完全依靠現(xiàn)有資料及設(shè)計者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行軸的設(shè)計，設(shè)計結(jié)果比較可靠、穩(wěn)妥，同時又可加快設(shè)計進(jìn)程，因此類比法較為常用。3、帶有一定的盲目性。2、設(shè)計計算法根據(jù)軸的工作條件選擇材料,確定許用應(yīng)力按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算出軸的最小直徑設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核繪制軸的零件圖YN繪制出軸的結(jié)構(gòu)圖時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：根據(jù)工作要求確定軸上零件的位置和固定方式；確定各軸段的直徑；確定各軸段的長度；根據(jù)有關(guān)設(shè)計手冊確定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽等的尺寸。知識點(diǎn)4：軸的尺寸設(shè)計(1)按軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算軸頸T--軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為N．mm；WT--軸的抗扭截面系數(shù)，單位為mm3；P--軸所傳遞的功率，單位為Kw；n--軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；τ，[τ]--軸的剪應(yīng)力、許用剪應(yīng)力，單位為MPa；軸的設(shè)計計算公式d--軸的估算直徑，單位為mm。注意：C值的大小與軸的材料及受載情況有關(guān)。當(dāng)作用在軸上的彎矩比轉(zhuǎn)矩小，或軸只受轉(zhuǎn)矩時，[τ]值取較大值，C值取較小值，否則相反。(2)按軸的彎扭組合強(qiáng)度計算軸頸a--考慮彎曲應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力循環(huán)特性的不同而引入的修正系數(shù)。不變轉(zhuǎn)矩取α=[σ-1b]/[σ+1b]≈0.3；脈動循環(huán)轉(zhuǎn)矩取α=[σ-1b]/[σ0b]≈0.6對稱循環(huán)轉(zhuǎn)矩取α=1[σ-1b]、[σ0b]、[σ+1b]分別為對稱循環(huán)、脈動循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力軸的許用彎曲應(yīng)力f）校核危險截面的強(qiáng)度。W--軸的抗彎截面系數(shù)，單位為mm3

；M、T、Me的單位均為N．mm；d的單位為mm；σe--當(dāng)量彎曲應(yīng)力，單位為MPa。(3)按軸的剛度計算軸頸①軸的彎曲剛度校核計算應(yīng)用材料力學(xué)的計算公式和方法算出軸的撓度或轉(zhuǎn)角φ--許用撓度、許用轉(zhuǎn)角軸的許用變形量②軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算應(yīng)用材料力學(xué)的計算公式和方法算出軸每米長的扭轉(zhuǎn)角φ--軸每米長的許用扭轉(zhuǎn)角四、任務(wù)實(shí)施（1）軸的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計①選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器傳遞的功率屬中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表查得強(qiáng)度極限σB=650MPa，許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60MPa②按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑由表查得C=118~107考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將估算值加大3%~5%，取為33.68~37.91mm。由設(shè)計手冊取標(biāo)誰直徑③設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖由于設(shè)計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。確定軸上零件的位置和固定方式

要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩（或軸環(huán)）定位，右端用套套筒固定。這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定采用平鍵連接。軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向采用過盈配合固定。確定各軸段的直徑

如圖X5-2a所示，軸段外伸端直徑最小，d1=35mm；考慮到要對安裝在軸段①（外伸端）上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段①上應(yīng)有軸肩，同時為能很順利地在軸段②上安裝軸承，軸段②必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段②的直徑d2為40mm；用相同的方法確定軸段③④的直徑d3=45mm、d4=55mm；為了便于拆卸左軸承，可查出6208型滾動軸承的安裝高度為3.5mm，取d5=47mm。確定各軸段的長度

齒輪輪轂寬度為60mm，為保證齒輪固定可靠，軸段③的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取為58mm，為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該間距為15mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為18mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段④的長度取為20mm，軸承支點(diǎn)距離

；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求，取

；查閱有關(guān)的聯(lián)軸器的手冊取

；在軸段①、③上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約5~10mm，鍵槽的寬度按軸段直徑查手冊得到，選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽等的尺寸。按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖。④按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑a）畫出軸的受力圖（b）b）作水平面內(nèi)彎矩圖（c）。支點(diǎn)反力為Ⅰ—Ⅰ截面處的彎矩為：Ⅱ—Ⅱ截面處的彎矩為：c）作垂直面內(nèi)的彎矩圖（d），支點(diǎn)反力為Ⅰ—Ⅰ截面左側(cè)彎矩為：Ⅰ—Ⅰ截面右側(cè)彎矩為：Ⅱ—Ⅱ截面處的彎矩為：d）作合成彎矩圖(e)Ⅰ—Ⅰ截面Ⅱ—Ⅱ截面e）作轉(zhuǎn)矩圖（f）圖x5-2減速器從動軸設(shè)計Ⅰ—Ⅰ截面Ⅱ—Ⅱ截面g）確定危險截面及校核強(qiáng)度由圖可以看出，截面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩

，且軸上還有鍵槽，故截面Ⅰ—Ⅰ可能為危險截面。但由于軸徑

，故也應(yīng)對截面Ⅱ—Ⅱ進(jìn)行校核。

Ⅰ—Ⅰ截面：Ⅱ—Ⅱ截面：f）求當(dāng)量彎矩因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)α為0.6。查表得[σ-1b]=60MPa，滿足強(qiáng)度的條件，故設(shè)計的軸有足夠強(qiáng)度，并有一定余量。⑤修改軸的結(jié)構(gòu)因所設(shè)計軸的強(qiáng)度裕度不大，此軸不必再作修改。⑦繪制軸的零件圖a）視圖一般只需一個視圖，在有鍵槽和孔的地方，可增加必要的剖面圖。對于不易表達(dá)清楚的部位，如中心孔、退刀槽等，必要時應(yīng)繪制局部放大圖。b）尺寸標(biāo)注標(biāo)注軸向尺寸時需要考慮基準(zhǔn)面和尺寸鏈的問題，選定尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)面時，應(yīng)盡量使尺寸的標(biāo)注反映加工工藝的要求，軸向尺寸不允許出現(xiàn)封閉的尺寸鏈。圖中軸向尺寸的標(biāo)注中20、32、258以軸的左端面為基準(zhǔn)，因?yàn)檩S的左端面是主要基準(zhǔn)面，58、37標(biāo)注尺寸的端面為輔基準(zhǔn)面65以軸的右端面為輔助基準(zhǔn)面，這是因?yàn)?2、58、65均為主要軸尺寸，這種標(biāo)注方法反映出零件在車床上的加工順序。c)表面粗糙度與軸承相配合表面及軸肩端面粗糙度的選擇查表。軸的所有表面都要加工，其表面粗糙度值可按表X5-54-6、表X5-64-7選擇或查設(shè)計手冊。d)形位公差在軸的零件工作圖上應(yīng)標(biāo)注必要的形位公差，以保證減速器的裝配質(zhì)量及工作性能。表X5-8列出了軸上應(yīng)標(biāo)注的形位公差項目，供參考。軸的形位公差標(biāo)注方法及公差值可參考設(shè)計手冊，標(biāo)注示例如軸的零件圖e)技術(shù)要求軸類零件工作除了生產(chǎn)的技術(shù)要求通常包括：

對材料的機(jī)械性能和成分的要求，允許的代用材料等；對材料的表面機(jī)械性能的要求，如熱處理方法、熱處理后的硬度、滲碳層深度及淬火硬化層深度等；對加工的要求。例如，是否要保留中心孔，若要保留中心孔，應(yīng)在零件圖上畫出中心孔或按國標(biāo)加以說明；是否與其他零件一起配合加工，如配鉆或配鉸等，若有要求也應(yīng)加以說明；對于未注明圓角、倒角的說明，以及對較長的軸要求進(jìn)行毛坯校直等的說明。(2)軸的三維成型設(shè)計

項目六軸承選擇一、任務(wù)提出任務(wù)一減速器從動軸滾動軸承的選擇如圖為單級斜齒圓柱齒輪減速器從動軸兩端軸承承受的徑向載荷分別為

，，軸上作用的軸向載荷

，軸的轉(zhuǎn)速

，軸的直徑

，工作時有中等沖擊和振動，工作溫度低于100℃。要求軸承壽命不低于15000h。選擇軸承的型號。二、任務(wù)要求1、選擇軸承型號2、驗(yàn)算軸承壽命三、相關(guān)知識知識點(diǎn)1：滾動軸承的失效形式及計算準(zhǔn)則（1）主要失效形式：疲勞點(diǎn)蝕、塑性變形和磨損（2）計算準(zhǔn)則②對于高速軸承，除疲勞點(diǎn)外其工作表面的過熱而導(dǎo)致的軸承失效也是重要的失效形式，因此除需進(jìn)行壽命計算外還應(yīng)校驗(yàn)其極限轉(zhuǎn)速。知識點(diǎn)2：滾動軸承類型的選擇原則載荷的大小、方向和性質(zhì)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度

球軸承的極限轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度比滾子軸承的高，推力軸承的極限轉(zhuǎn)速低，整體保持架的極限轉(zhuǎn)速比分離的高。高速、輕載時，選用球軸承。低速、重載時，選用滾子軸承。調(diào)心性能當(dāng)軸承座孔不同軸、軸撓曲變形大、多支點(diǎn)時，要求內(nèi)外圈相對偏轉(zhuǎn)一定角度仍可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，選用調(diào)心軸承。④其它裝拆方便：對于經(jīng)常需拆卸或裝拆有困難的地方，常選用內(nèi)外圈可分離的軸承或具有內(nèi)錐孔的軸承。內(nèi)外圈可分離的軸承有圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承。價格：球軸承的價格比滾子軸承低。精度低的軸承價格低。知識點(diǎn)3：選擇軸承的尺寸規(guī)格一般根據(jù)作用于軸承上的載荷以及對軸承壽命與額定載荷的要求選擇軸承的尺寸，詳細(xì)計算參考有關(guān)設(shè)計內(nèi)容。①軸承的精度（尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度）；②軸承的內(nèi)部游隙及預(yù)載荷；③軸承材料及熱處理；④保持架的結(jié)構(gòu)型式及材質(zhì)。知識點(diǎn)4：選擇軸承的安裝方法①選擇合理的軸承配合②選擇適宜的潤滑方法和潤滑劑；③適宜的軸承密封方法、密封裝置；④軸與軸承座（或機(jī)體）的結(jié)構(gòu)和尺寸。知識點(diǎn)5：滾動軸承的壽命計算①滾動軸承的壽命和額定壽命a)軸承壽命（對單個滾動軸承而言）在內(nèi)、外套圈和滾動體三者之間，任何一個元件出現(xiàn)首次疲勞點(diǎn)蝕前軸承的總轉(zhuǎn)動數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下的總運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)，稱為軸承壽命。b)軸承壽命的可靠度軸承壽命的可靠度是指一給相同型號的軸承在同一條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時，期望達(dá)到某一規(guī)定壽命的百分率（概率）。如圖所示的這批軸承在規(guī)定壽命為

時，軸承壽命的可靠度為90%。c)基本額定壽命d)基本額定動載荷②當(dāng)量動載荷及計算注：1.C0r為軸承的基本額定靜載荷，查軸承手冊。2.e為軸向負(fù)荷影響系數(shù)或界限系數(shù)，用以估價軸向負(fù)荷的影響。3.與Fa/C0r中間值相對應(yīng)的e，Y值可用線性插值求得。4.由接觸角α確定的各項e，y值也可根據(jù)軸承型號在手冊中直接查取。③滾動軸承的壽命計算額定壽命的計算公式④向心角接觸軸承軸向載荷的計算作用在軸承1上的軸向載荷作用在軸承2上的軸向載荷四、任務(wù)實(shí)施①初選軸承型號根據(jù)工作條件和軸徑，初選30208軸承。查軸承手冊得，②計算軸承的內(nèi)部軸向力采用正裝方式，軸承的受力如圖所示③計算兩端軸承的軸向載荷Fa判斷軸的趨勢，哪端軸承被“壓緊”，哪端軸承被“放松”軸有向左移動的趨勢，左端軸承1“壓緊”，右端軸承2“放松”。計算兩端軸承的軸向載荷④計算當(dāng)量動載荷查表得查表得選擇兩端為同一型號軸承，當(dāng)量載荷按⑤計算實(shí)際需要的額定動載荷根據(jù)工作條件，查表,壽命指數(shù)實(shí)際動載荷計算值30208軸承的滿足使用要求項目七聯(lián)接件的選擇一、任務(wù)提出任務(wù)一液壓油缸螺紋聯(lián)接件選擇一鋼制液壓油缸，油缸壁厚為10mm，油壓P=1.6MPa，D=160mm,螺栓組個數(shù)為8個，試設(shè)計其上蓋的螺栓聯(lián)接。二、任務(wù)要求1、選擇螺栓聯(lián)接類型2、確定螺栓直徑三、相關(guān)知識知識點(diǎn)1：螺旋副受力分析、效率和自鎖①矩形螺旋副的受力分析矩形螺紋上升時的受力分析分析矩形螺紋下降時受力分析則螺旋副不下滑，即處于自鎖狀態(tài)?？赏瞥觯捍思醋枣i條件。②非矩形螺紋的受力分析非矩形螺紋的摩擦阻力可寫為當(dāng)滑塊沿非矩形螺紋等速上升時:當(dāng)滑塊沿非矩形螺紋等速下滑時:相應(yīng)的力矩非矩形螺紋的自鎖條件可表示為③螺旋副的效率知識點(diǎn)2：螺紋選擇及強(qiáng)度設(shè)計螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算主要是確定螺紋小徑d1,，然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋公稱直徑d和螺距P。一般分為松聯(lián)接和緊聯(lián)接兩種情況。①松螺栓聯(lián)接計算出數(shù)值后再從普通螺紋的基本尺寸關(guān)系表X7-1確定螺紋的公稱直徑。②緊螺栓聯(lián)接螺栓螺紋部分的強(qiáng)度條件為：設(shè)計公式為：螺栓的材料和許用應(yīng)力螺栓的常用材料為Q215、Q235、10、35和45鋼，重要和特殊用途的螺紋聯(lián)接可采用40Cr、30CrMnSi等力學(xué)性能較高的合金鋼。螺紋聯(lián)接的許用應(yīng)力及安全系數(shù)見表X7-2和表X7-3。知識點(diǎn)2：螺紋選擇及強(qiáng)度設(shè)計a)降低螺栓總拉伸載荷采用螺栓用腰桿狀螺栓和空心螺栓可降低