电子科技大学中山学院机械设计期末复习

1、机械设计期末复习机械设计期末复习题型题型 判断题 10 x2 = 20 选择题 10 x2 = 20 填空题 10 x1 = 10 简答题 5x2 = 10 分析题 10 计算题2道，30分第二章第二章 总论总论2-1 机器的组成机器的组成2-2 设计机器的一般程序设计机器的一般程序2-3 对机器的主要要求对机器的主要要求2-4 机械零件的主要失效形式机械零件的主要失效形式2-5 设计机械零件时应满足的基本要求设计机械零件时应满足的基本要求2-6 机械零件的计算准则机械零件的计算准则2-7 机械零件的设计方法机械零件的设计方法2-8 机械零件设计的一般步骤机械零件设计的一般步骤2-9 机械零件

2、材料及其选用机械零件材料及其选用2-10 机械零件设计中的标准化机械零件设计中的标准化3-1 材料的疲劳特性材料的疲劳特性第三章第三章 机械零件的强度机械零件的强度rNrrNKNN0m极限应力：极限应力： r 、 rN寿命系数：寿命系数：mNNNK0工程上通常采用简易画法将工程上通常采用简易画法将等寿命曲线等寿命曲线以直线来近似替代以直线来近似替代3-2 机械零件的疲劳强度计算机械零件的疲劳强度计算零件的极限应力图零件的极限应力图 疲劳安全区疲劳安全区屈服安全区屈服安全区3-4 机械零件的接触强度机械零件的接触强度两圆柱体接触两圆柱体接触线接触线接触)11()11(22212121EEBFH第

3、第 四四 章章 摩擦、磨损及润滑概述摩擦、磨损及润滑概述 干摩擦状态：干摩擦状态： 边界摩擦边界摩擦摩擦状态：摩擦状态：按摩擦界面间的润滑剂情况分类按摩擦界面间的润滑剂情况分类 混合摩擦混合摩擦 流体摩擦流体摩擦油膜油膜4-1 磨擦磨擦 零件的磨损过程大致可分为三个阶段。零件的磨损过程大致可分为三个阶段。磨合磨损阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段IIIIIIqt时间t磨损量qO4-2 磨损磨损磨损基本类型磨损基本类型 粘附磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、粘附磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损。微动磨损。4-3 润滑剂和添加剂和润滑方法润滑剂和添加剂和润滑方法润滑油的

4、粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号润滑油的粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号润滑油的粘温特性润滑油的粘温特性4-4 流体润滑原理简介流体润滑原理简介 微动磨损是一种甚为隐蔽的复合磨损，它发生在名义上微动磨损是一种甚为隐蔽的复合磨损，它发生在名义上相对静止，实际上相对静止，实际上 存在循环的微幅相对滑动存在循环的微幅相对滑动 的两个紧密接的两个紧密接触表面。举例如：触表面。举例如：轴与孔的过盈配合面、轴与孔的过盈配合面、滚动轴承外圈的配滚动轴承外圈的配合面等。合面等。1、普通螺纹：、普通螺纹：a a=60，一般用粗牙，一般用粗牙 2、 矩形螺纹矩形螺纹 3、梯形螺纹、梯形螺纹4、锯齿形螺纹、锯齿形螺

5、纹5、圆柱管螺纹、圆柱管螺纹 6、圆锥螺纹、圆锥螺纹 第五章第五章 螺纹连接和螺旋传动螺纹连接和螺旋传动5-1 螺纹螺纹 一、螺纹的类型和应用一、螺纹的类型和应用、外径（大径）、外径（大径）d 在标准中称在标准中称公称直径。公称直径。、内径（小径）、内径（小径）d1 在强度计算中，作为危险截面的计在强度计算中，作为危险截面的计算直径）。算直径）。二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数 、中径、中径d2 、螺距、螺距P、导程、导程S、线数、线数n S = n P 5-2 螺纹连接的基本类型及标准连接件螺纹连接的基本类型及标准连接件一、螺纹连接的基本类型一、螺纹连接的基本类型1、螺栓连接、螺栓连接

6、2、 双头螺柱连接双头螺柱连接 3、螺钉连接、螺钉连接4、紧定螺钉连接、紧定螺钉连接 应用场合？应用场合？螺纹连接在装配时必须预先拧紧，称为螺纹连接在装配时必须预先拧紧，称为紧连接紧连接。5-3 螺纹连接的预紧螺纹连接的预紧 5-4 螺纹连接的防松螺纹连接的防松防松的方法很多，就其工作原理，可分为三类：防松的方法很多，就其工作原理，可分为三类： 摩擦防松摩擦防松 、 机械防松机械防松 、破坏螺纹副关系的、破坏螺纹副关系的永久防松永久防松。螺纹连接防松的实质是螺纹连接防松的实质是防止螺纹副的相对转动防止螺纹副的相对转动。 5-5 螺栓组连接的设计螺栓组连接的设计 一、螺栓组连接的结构设计一、螺栓

7、组连接的结构设计 、连接接合面的几何形状常设计成、连接接合面的几何形状常设计成轴对称的简单几何形状轴对称的简单几何形状。 当螺栓连接承受弯矩和扭矩时，应使螺栓的位置靠近连接当螺栓连接承受弯矩和扭矩时，应使螺栓的位置靠近连接 接合面的边缘，以减少螺栓的受力。接合面的边缘，以减少螺栓的受力。、 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。 受受力力合合理理 受受力力不不合合理理 铰制孔螺栓，在铰制孔螺栓，在平行于平行于载荷方向不要成排载荷方向不要成排地地布置布置8个以上的个以上的 螺栓，螺栓，以免载荷分布过于不均。以免载荷分布过于不均。 、 螺栓的排列应有合理的间距和边距。螺栓

8、的排列应有合理的间距和边距。 布置螺栓时，各螺栓轴线间及螺栓轴线和机体壁间的最小布置螺栓时，各螺栓轴线间及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应按扳手所需的活动空间的大小来决定。距离，应按扳手所需的活动空间的大小来决定。 对压力容器等紧密性要求较高的重要连接，螺栓的间距对压力容器等紧密性要求较高的重要连接，螺栓的间距 不得大于推荐的数值。不得大于推荐的数值。 0t、 分布在同一圆周上的螺栓数目，应取分布在同一圆周上的螺栓数目，应取4、6、8等偶数；同等偶数；同 一螺栓组中各螺栓的材料、尺寸均应相同，以便于互换、一螺栓组中各螺栓的材料、尺寸均应相同，以便于互换、 加工、拆装，且经济。加工、拆装，且经济

9、。、 避免螺栓承受偏心载荷。避免螺栓承受偏心载荷。、横向载荷用普通螺栓连接、横向载荷用普通螺栓连接 连接靠接合面间的摩擦力平衡外载荷，螺栓只受预紧力。连接靠接合面间的摩擦力平衡外载荷，螺栓只受预紧力。每个螺栓所需的预紧力为每个螺栓所需的预紧力为F0 ，根据力平衡有，根据力平衡有FKzifFs0由此得预紧力由此得预紧力F0 为：为：fziFKFS0（5-9）二、螺栓组连接的受力分析二、螺栓组连接的受力分析、横向载荷用铰制孔螺栓连接、横向载荷用铰制孔螺栓连接 2、受旋转力矩、受旋转力矩T 的螺栓组连接的螺栓组连接 、受旋转力矩用普通螺栓组连接、受旋转力矩用普通螺栓组连接f F0 f F0 、受旋转

10、力矩用铰制孔螺栓组连接、受旋转力矩用铰制孔螺栓组连接3、受轴向载荷、受轴向载荷F 的螺栓组连接的螺栓组连接 设螺栓数目为设螺栓数目为z，则作用在单个，则作用在单个螺栓上的轴向载荷螺栓上的轴向载荷F 即为：即为： zFF（5-14）2FmF2minpmaxp4、受倾覆力矩、受倾覆力矩M 的螺栓组连接的螺栓组连接 1、仅承受预紧力的仅承受预紧力的紧螺栓连接紧螺栓连接 0F0FFF二、紧螺栓连接的强度计算二、紧螺栓连接的强度计算 设计式为：设计式为： ）（mmFd3 . 1401 仅受预紧力作用的紧螺栓连接，在计算时仅受预紧力作用的紧螺栓连接，在计算时 可只按拉伸强度计算，并将预紧力增大可只按拉伸强

11、度计算，并将预紧力增大30%， 其原因是考虑（其原因是考虑（ 拉伸和扭转的联合作用拉伸和扭转的联合作用 ）。）。 对于普通螺栓连接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷对于普通螺栓连接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷 是是(拉力和扭矩拉力和扭矩 )。2、承受预紧力和工作拉力（、承受预紧力和工作拉力（轴向载荷轴向载荷）紧螺栓连接）紧螺栓连接2D1D汽缸盖的螺栓连接汽缸盖的螺栓连接 拉伸强度条件拉伸强度条件3 .14212dFca（5-33）设计式设计式：3 . 1421Fd 受横向工作载荷时，常采用受横向工作载荷时，常采用铰制孔用螺栓连接铰制孔用螺栓连接。 螺栓杆与孔壁间无间隙。螺栓杆与孔壁间无间隙。3、

12、承受工作剪力的紧螺栓连接、承受工作剪力的紧螺栓连接螺栓杆的剪切强度条件为螺栓杆的剪切强度条件为 ：420mdFppLdFmin0螺栓杆的挤压力度条件为螺栓杆的挤压力度条件为 ：5-7 螺栓连接件的材料及其许用应力螺栓连接件的材料及其许用应力 螺纹连接件的许用螺纹连接件的许用拉拉应力应力: sS （5-37）5-8 提高螺栓连接的措施提高螺栓连接的措施 从各方面采取提高螺栓连接的措施，是螺纹连接设计和正从各方面采取提高螺栓连接的措施，是螺纹连接设计和正确使用螺栓所必需的。确使用螺栓所必需的。 平键的两侧面是工作面，上平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有间隙，表面与轮毂键槽底面间有间隙，

13、工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩。受挤压来传递转矩。、平键连接、平键连接工 作 面第六章第六章 键、花键、无键连接和销连接键、花键、无键连接和销连接6-1 键连接键连接、半圆键连接、半圆键连接键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底面间有间隙，键的侧面为工作面，键的上表面与毂槽底面间有间隙，工作工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。时靠其侧面的挤压来传递扭矩。 楔键的上下面为工作面楔键的上下面为工作面。 、楔键连接、楔键连接 、切向键连接、切向键连接 两个楔键沿斜面拼合后两个楔键沿斜面拼合后相互平行的上、下两面为工作面相互平行的上、下两面为工作面。1、键的选择、键

14、的选择 二、键的选择和键连接的强度计算二、键的选择和键连接的强度计算 尺寸选择：尺寸选择：键的主要尺寸为键的剖面尺寸键的主要尺寸为键的剖面尺寸 （键的宽度（键的宽度b键高键高h表示）与长度。表示）与长度。 键的剖面尺（键的剖面尺（b及高度及高度 h）按）按轴径轴径d从标准中查得从标准中查得,长度长度L按轮毂长度从标准中查得，按轮毂长度从标准中查得， 但应比轮毂长略短些。但应比轮毂长略短些。 2、平键连接的强度计算、平键连接的强度计算 平键连接平键连接(静连接静连接) ：主要失效形式是键、轴槽、和毂槽三主要失效形式是键、轴槽、和毂槽三者中强度最弱的者中强度最弱的工作面被压溃工作面被压溃。极个。极

15、个别情况也有键被剪断。别情况也有键被剪断。一般键的一般键的强度最弱。强度最弱。第八章第八章 带传动带传动 8-1 概概 述述 带传动常用于中心距大，传动比要求不高，功率不大的高带传动常用于中心距大，传动比要求不高，功率不大的高速级传动。速级传动。 8-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析而带的紧、松边拉力之差就是带传递的而带的紧、松边拉力之差就是带传递的有效圆周力有效圆周力F Fe e 。、由紧边和松边拉力产生的应力、由紧边和松边拉力产生的应力 三、三、带传动的应力分析带传动的应力分析 、由带弯曲产生的应力、由带弯曲产生的应力 带轮直径越小，带越厚

16、，弯曲应力愈大。带轮直径越小，带越厚，弯曲应力愈大。 、由离心力产生的应力、由离心力产生的应力离心力引起的拉应力作用在带的全长上，且各处大小相等离心力引起的拉应力作用在带的全长上，且各处大小相等。 带中各截面上的应力大小，如用自该处所作的径向线带中各截面上的应力大小，如用自该处所作的径向线(即把应力即把应力相位转相位转90)长短可画成如图所示的应力分布图。可见，带在工长短可画成如图所示的应力分布图。可见，带在工作中所受的应力是变化的，最大应力由紧边进入小带轮处。作中所受的应力是变化的，最大应力由紧边进入小带轮处。 最大应力由紧边进入小带轮处，其值为最大应力由紧边进入小带轮处，其值为 max=1

17、+c+b1 在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力较小。离心应力在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力较小。离心应力随带速的增加而增加。随带速的增加而增加。 显然处于变应力状态下工作的传动带，当应力循环次数达显然处于变应力状态下工作的传动带，当应力循环次数达到某一值后，到某一值后， 带将发生疲劳破坏。带将发生疲劳破坏。 （8-11）最大应力点：紧边进入小带轮处。最大应力点：紧边进入小带轮处。带传动的弹性滑动和打滑现象带传动的弹性滑动和打滑现象 8-3 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算 带传动的主要失效形式是带传动的主要失效形式是打滑打滑和和带的疲劳破坏带的疲劳破坏。 因此，带传动的因此，

18、带传动的设计准则设计准则是：是： 在保证带工作时不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命在保证带工作时不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 带传动的设计计算带传动的设计计算8-4 V带轮的设计带轮的设计 滚子链接头形式滚子链接头形式第九章第九章 链传动链传动9-1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 9-2 传动链的结构特点传动链的结构特点过渡链节过渡链节 过渡链节连接过渡链节连接当链节数为奇数时当链节数为奇数时, 需用一个过渡链节需用一个过渡链节,如图所示。如图所示。 由于过渡链节的弯链板工作时受到附加弯曲应力，其强度由于过渡链节的弯链板工作时受到附加弯曲应力，其强度仅为通常链节的仅

19、为通常链节的80%左右，故左右，故设计时应尽量避免奇数链节。设计时应尽量避免奇数链节。 3、链与轮啮合的基本参数、链与轮啮合的基本参数链的链的节距节距p，滚子外径，滚子外径d1，内链节宽度内链节宽度b1，排距排距pt（多排）。（多排）。 链条上相邻销轴的中心距链条上相邻销轴的中心距 称为称为节距节距 p，它是链传动的主要参数。它是链传动的主要参数。滚子链的标记为滚子链的标记为 链号链号 排数排数链节数链节数 标准代号标准代号 例如：例如： A系列滚子链，链节距系列滚子链，链节距p=25.4 mm，双排，链节数，双排，链节数88， 则其标记方法为：则其标记方法为：16A-288 GB/T 124

20、3 2006 4、 滚子链的标准滚子链的标准链节距链节距p等于等于链号乘以链号乘以25.4mm/16 链传动的瞬时传动比链传动的瞬时传动比coscos122112RRi特殊情况：只有在特殊情况：只有在z1=z2(D1=D2)、a =np 时（时（=），）， i 恒等于恒等于1。链链传动的传动比与链条绕在链轮上的多边形特征有关，故将传动的传动比与链条绕在链轮上的多边形特征有关，故将这种这种瞬时传动比的变化等现象称为瞬时传动比的变化等现象称为链传动多边形效应链传动多边形效应。换言之换言之，只有在，只有在 i=1 ，且传动的中心距恰为链节数的整数倍时，且传动的中心距恰为链节数的整数倍时，传动比才能在

21、全部啮合过程中保持不变。传动比才能在全部啮合过程中保持不变。9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析链传动的动载荷链传动的动载荷 链链传动的传动比与链条绕在链轮上的多边形特征有关，传动的传动比与链条绕在链轮上的多边形特征有关，故将故将这种这种瞬时传动比的变化等现象称为瞬时传动比的变化等现象称为链传动多边形效应链传动多边形效应。9-5 链传动的失效形式、计算准则和设计计算链传动的失效形式、计算准则和设计计算9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护链传动的布置、张紧、润滑与防护 链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸越大链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸越大 ，链传动，链传动的运动不均匀性越

22、大的运动不均匀性越大 。 链传动瞬时传动比是变量，其平均传动比是常数。链传动瞬时传动比是变量，其平均传动比是常数。10-1 概述概述 齿轮传动的主要特点、分类齿轮传动的主要特点、分类第十章第十章 齿轮传动齿轮传动1、 按齿轮传动的工作条件分：开式、半开式和闭式传动。按齿轮传动的工作条件分：开式、半开式和闭式传动。 2、按齿面硬度分：、按齿面硬度分： 软齿面（硬度软齿面（硬度350HBS）和）和 硬齿面硬齿面(硬度硬度350HBS)齿轮传动。齿轮传动。 10-2 齿轮传动的失效形式和设计准则齿轮传动的失效形式和设计准则一、齿轮传动的主要失效形式一、齿轮传动的主要失效形式轮齿折断、齿面磨损、齿面点

23、蚀、齿面胶合、塑性变形。轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。圆柱齿轮传动，当齿轮分度圆直径不变，而减小模数时，可圆柱齿轮传动，当齿轮分度圆直径不变，而减小模数时，可以（以（改善传动的平稳性改善传动的平稳性）。）。二、齿轮传动的设计准则二、齿轮传动的设计准则1 1、闭式软齿面齿轮、闭式软齿面齿轮(350 HBS)传动传动 易发生齿面点蚀而失效。易发生齿面点蚀而失效。故通常先按故通常先按齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度进进行行设计设计，然后，然后校核校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度。 2、闭式硬齿面齿轮、闭式硬齿面齿轮( 350 HBS) 传动传动齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀通

24、常首先发生在（齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀通常首先发生在（靠近节靠近节线的齿根部分线的齿根部分）。）。直齿圆柱齿轮传动，当齿轮分度圆直径不变，而减小模数增直齿圆柱齿轮传动，当齿轮分度圆直径不变，而减小模数增加齿数时，则（加齿数时，则（降低了轮齿的弯曲强度降低了轮齿的弯曲强度）。）。 3、开式（半开式）齿轮传动、开式（半开式）齿轮传动 开式（半开式）齿轮传动开式（半开式）齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损，而的主要失效形式是齿面磨损，而且在轮齿磨薄后往往会发生轮齿折断。故目前多是且在轮齿磨薄后往往会发生轮齿折断。故目前多是按按齿根弯曲齿根弯曲疲劳强度疲劳强度进行进行设计，设计，并考虑并考虑磨损的

25、影响磨损的影响将将模数适当增大模数适当增大。10-3 齿轮的材料及其选择原则齿轮的材料及其选择原则对齿轮材料性能的基本要求对齿轮材料性能的基本要求齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力， 而而齿轮齿轮的齿的齿根根应有较高的抗折断能力，应有较高的抗折断能力， 即要求：即要求：齿面硬、齿芯韧齿面硬、齿芯韧。 金属软齿面齿轮，金属软齿面齿轮，在确定大小齿轮硬度时应注意使在确定大小齿轮硬度时应注意使小齿轮小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一一50HBS或更多或更多。 易发生轮齿折断而失效，故通常易发生轮齿折断而

26、失效，故通常先按先按齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度进进行行设计设计，然后，然后校核校核齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度。 这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮薄为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。的齿面硬一些。 当速度较高时，小齿轮齿面对大齿轮的齿面有一定的冷作当速度较高时，小齿轮齿面对大齿轮的齿面有一定的冷作硬化效应，因此大齿轮的许用接触疲劳强度值可提高硬化效应，因此大齿轮的许用接触疲劳强度值可提高20%。 但应注意硬度高的齿面，但应注意硬度高的齿

27、面，Ra也要相应的减小。也要相应的减小。10-4 齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷 Kca= KFn (K为载荷系数为载荷系数) （10-1） K = KAKvKK （10-2）KA 原动机及工作机的性能对轮齿实际所受载荷大小的影响，原动机及工作机的性能对轮齿实际所受载荷大小的影响，一、使用系数一、使用系数 KA Kv是考虑由于齿轮及安装的不精确，以及受载后还要是考虑由于齿轮及安装的不精确，以及受载后还要产生弹性变形，而引入的系数。产生弹性变形，而引入的系数。二、动载系数二、动载系数 Kv三、啮合齿对间载荷分配系数三、啮合齿对间载荷分配系数 K K大小取决于大小取决于： 载荷大小载荷大小、

28、啮合刚度啮合刚度、制造误差、修缘。、制造误差、修缘。四、齿向载荷分布不均系数四、齿向载荷分布不均系数 K 考虑齿向载荷集中对轮齿强度的影响考虑齿向载荷集中对轮齿强度的影响10-5 标准直齿圆柱齿轮的强度计算标准直齿圆柱齿轮的强度计算21ttFF21nnFF21rrFF方向：方向：Ft 主反主反(受阻力受阻力)，从同从同(受驱动力受驱动力)（相对于转速的方向）（相对于转速的方向） Fr 指向各自轮心指向各自轮心受力分析：受力分析：直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点节点处的接触应力为计算依处的接触应力为计算依据，其载荷由据，其载荷由一对轮齿一对轮齿承担。承担。齿形系数

29、，齿形系数，只与齿廓形状有关只与齿廓形状有关，而与模数无关。，而与模数无关。FaY小的齿轮抗弯强度高。FaYFSaFatFbmYYKF齿根弯曲疲劳强度的设计公式齿根弯曲疲劳强度的设计公式32112FdSaFazYYKTm齿根弯曲疲劳强度的校核公式齿根弯曲疲劳强度的校核公式 YSa 载荷作用于齿顶时，计及齿根过渡圆角处应力集中作用载荷作用于齿顶时，计及齿根过渡圆角处应力集中作用的的应力校正系数应力校正系数。 （10-9a） 设计公式设计公式（10-8a） 校核公式校核公式15 . 21HtEHuubdKFZ注意的问题：注意的问题： 两齿轮的齿面接触应力是相等的两齿轮的齿面接触应力是相等的，即，即

30、H1 = =H2许用接触应力许用接触应力 H 不同，将小的代入，不同，将小的代入，1232. 211HEdZuuKTd3齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算 10-6 齿轮传动的设计参数，许用应力与精度选择齿轮传动的设计参数，许用应力与精度选择一、轮齿的受力分析（在节点分析）一、轮齿的受力分析（在节点分析）10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算主动轮主动轮轴向力方向：右（左）手定则。轴向力方向：右（左）手定则。从动轮轴向力方向：从动轮轴向力方向：Fa1=Fa2。圆周力圆周力Ft 的判断的判断主反从同主反从同。径向力。径向力Fr 方向指向轮心。方向指向轮心。1

31、0-8 标准圆锥齿轮传动的强度计算标准圆锥齿轮传动的强度计算轮齿的轮齿的受力分析受力分析圆周力方向：圆周力方向：主反从同主反从同；径向分力方向：指向各自轮心；径向分力方向：指向各自轮心；轴向分力方向：分别指向大端。轴向分力方向：分别指向大端。 21212t1 raartFFFFFF10-9 变位齿轮传动的强度计算概述变位齿轮传动的强度计算概述10-11 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑 齿轮传动时齿轮传动时, ,相啮合的齿面间承受很大压力相啮合的齿面间承受很大压力, ,又有相对滑动又有相对滑动, ,所以必须进行润滑。润滑油除减小摩擦外，还可以散热。所以必须进行润滑。润滑油除减小摩擦外，还可以散热。

32、 第十一章第十一章 蜗杆传动蜗杆传动11-1 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型11-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算蜗杆的直径系数：蜗杆的直径系数：mdq1（11-1）121221ddzznni 蜗杆传动传动比：蜗杆传动传动比： 为了限制滚刀数目并便于滚刀的标准化，国标对每种标准模为了限制滚刀数目并便于滚刀的标准化，国标对每种标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1 。 蜗杆传动的标准中心距为蜗杆传动的标准中心距为：(11-4)(11-4)22221zqmdda 蜗杆传动变位的特点蜗杆传动变位的特点 1、配凑中心

33、距、配凑中心距2、微量改变传动比、微量改变传动比3、为了提高蜗杆传动的承载能力及传动效率。、为了提高蜗杆传动的承载能力及传动效率。11-311-3普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料蜗杆传动的失效形式蜗杆传动的失效形式 点蚀，齿根折断、齿面胶合、过度磨损。点蚀，齿根折断、齿面胶合、过度磨损。2、设计准则、设计准则开式开式多发生齿面磨损及轮齿折断多发生齿面磨损及轮齿折断 应以保证齿根的弯曲强度作为开式的设计准则。应以保证齿根的弯曲强度作为开式的设计准则。闭式闭式多发生齿面胶合或点蚀多发生

34、齿面胶合或点蚀设计准则为接触疲劳强度，设计准则为接触疲劳强度， 校核弯曲疲劳强度，热平衡计算。校核弯曲疲劳强度，热平衡计算。 二、蜗杆传动的受力分析二、蜗杆传动的受力分析力的方向判别力的方向判别 径向力：径向力： Fr 指向各自的轴线（中心）指向各自的轴线（中心） 圆周力：圆周力： Ft 主反从同主反从同 轴向力：轴向力： Fa1 蜗杆右（左）手螺旋定则蜗杆右（左）手螺旋定则。圆周力圆周力: :21atFF21taFF轴向力轴向力: : 径向力径向力: : 21rrFF主动轮从动轮作用力与反作用力关系主动轮从动轮作用力与反作用力关系: :11-5 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算普通圆

35、柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算一、蜗杆传动的效率一、蜗杆传动的效率 闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：齿面间啮合摩擦损耗、闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：齿面间啮合摩擦损耗、蜗杆轴上轴承的摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的溅油损耗。蜗杆轴上轴承的摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的溅油损耗。蜗杆传动的总效率为：蜗杆传动的总效率为：321二、蜗杆传动的润滑二、蜗杆传动的润滑 三、蜗杆传动的热平衡计算三、蜗杆传动的热平衡计算 由于蜗杆传动的传动效率低，工作时发热量大，在闭式由于蜗杆传动的传动效率低，工作时发热量大，在闭式蜗杆传动中，如果产生的热量不能及时散逸，油温将不断升蜗杆传动中，如果产生的热量不能及时

36、散逸，油温将不断升高，使润滑油稀释，从而导致齿面磨损加剧，甚至发生胶合。高，使润滑油稀释，从而导致齿面磨损加剧，甚至发生胶合。所以所以对闭式蜗杆传动，对闭式蜗杆传动，要根据单位时间内的发热量要根据单位时间内的发热量1 1等于同等于同时间内的散热量时间内的散热量2 2的条件，的条件，进行热平衡计算进行热平衡计算，以保证油温在，以保证油温在规定的范围内。规定的范围内。第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承12-1 概述概述 12-2 径向滑动轴承的主要结构型式径向滑动轴承的主要结构型式 常用的径向滑动轴承有整体式和对开式（常用的径向滑动轴承有整体式和对开式（剖分式剖分式）两大类）两大类12-3 滑动轴

37、承失效形式及常用材料滑动轴承失效形式及常用材料滑动轴承的失效形式：滑动轴承的失效形式：磨粒磨损、刮伤、咬粘磨粒磨损、刮伤、咬粘(胶合胶合)、疲劳剥蚀、腐蚀。、疲劳剥蚀、腐蚀。12-4 轴瓦的结构轴瓦的结构 12-5 滑动轴承润滑剂的选用滑动轴承润滑剂的选用12-6 不完全液体润滑滑动轴承设计计算不完全液体润滑滑动轴承设计计算 设计准则：保证边界膜不破裂。设计准则：保证边界膜不破裂。校核内容：轴承的平均压力校核内容：轴承的平均压力 p p、 轴承的轴承的 pvpv、 滑动速度滑动速度vvp p：限制过度磨损。：限制过度磨损。pvpv ：限制温升，避免胶合。：限制温升，避免胶合。vv：限制：限制局

38、部局部pv 值超过许用值值超过许用值。 也可：也可：vv：限制：限制局部局部磨损和胶合磨损和胶合。 12-7 流体动力润滑径向滑动轴承设计计算流体动力润滑径向滑动轴承设计计算油膜能承受外载荷的条件：油膜能承受外载荷的条件： 或问或问形成流体动压的条件形成流体动压的条件 、相对运动表面必须形成收敛的楔形间隙；、相对运动表面必须形成收敛的楔形间隙； 、两表面必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须、两表面必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须 使润滑油由大口流入、小口使润滑油由大口流入、小口流出流出； 、润滑油必须有一定的粘度，供油充分。、润滑油必须有一定的粘度，供油充分。第十三章第十三章 滚动

39、轴承滚动轴承13-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 13-1 概述概述一、滚动轴承的主要类型、性能与特点一、滚动轴承的主要类型、性能与特点 二、滚动轴承的代号二、滚动轴承的代号 1 1、基本代号、基本代号1 调心球轴承调心球轴承3 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承5 推力球轴承推力球轴承6 深沟球轴承深沟球轴承7 角接触球轴承角接触球轴承 滚动轴承接触角越大，承受滚动轴承接触角越大，承受 轴向轴向 载荷的能力也越大。载荷的能力也越大。2、内径代号：、内径代号： 右起一二位（数字）右起一二位（数字） d = 10, 12, 15, 17mm 时，时， 代号代号 00 01 02

40、03 d = 20 480mm 时时 d = 代号代号5(mm)轴承内径是指轴承内圈的内径，常用轴承内径是指轴承内圈的内径，常用 d 表示表示3、直径系列代号：、直径系列代号： 基本代号基本代号右起第三位数字右起第三位数字 0 9 4、宽度系列代号：、宽度系列代号： 基本代号基本代号右起第四位数字右起第四位数字 0 9 （多数轴承（多数轴承0不标注：正常宽）不标注：正常宽）直径系列代号和直径系列代号和宽度系列代号统称为宽度系列代号统称为尺寸系列代号尺寸系列代号5、公差等级代号：、公差等级代号： 精度高精度高 低低公差等级公差等级 2 4 5 6 6x 0代号代号 /P2、/P4、/P5、/P6

41、、/P6x、/P0 0为普通等级为普通等级 普通等级可省略标注普通等级可省略标注 6、游隙代号：、游隙代号：代号：代号： /C1、 /C2、 、 /C3、 /C4、 /C51组组 2组组 0组组 3组组 4组组 5组组游隙小游隙小 大大0为常用的游隙组别为常用的游隙组别 在轴承代号中不标出在轴承代号中不标出 13-3 滚动轴承类型滚动轴承类型的的选择选择13-4 滚动轴承的工作情况滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择一、滚动轴承的失效形式及基本额定寿命一、滚动轴承的失效形式及基本额定寿命1、失效形式：、失效形式： 疲劳点蚀（主要）、塑性变形、磨粒磨损、胶合。疲劳点蚀

42、（主要）、塑性变形、磨粒磨损、胶合。2、滚动轴承的计算准则、滚动轴承的计算准则3、寿命、寿命 轴承在点蚀破坏前所经历的转数轴承在点蚀破坏前所经历的转数(以以 106 为单位为单位)或小时数或小时数称为轴承的寿命。称为轴承的寿命。4、基本额定寿命、基本额定寿命 按一组轴承中按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏，而的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不的轴承不发生点蚀破坏前的转数发生点蚀破坏前的转数(以以 106 为单位为单位)或小时数作为轴承的基本或小时数作为轴承的基本额定寿命。额定寿命。 对于具有基本额定动载荷对于具有基本额定动载荷C的轴承，当它受到的当量动载荷的轴承，当它受到的当量动载荷P恰好

43、为恰好为C时，基本额定时，基本额定寿命就是寿命就是106r。三、滚动轴承寿命的计算公式三、滚动轴承寿命的计算公式61060thf CLnP （13-5）（13-6）161060htLnfPC滚动轴承的滚动轴承的当量动载荷当量动载荷）（arPYFXFfP(13-8)五、角接触轴承和圆锥滚子轴承的五、角接触轴承和圆锥滚子轴承的 径向载荷径向载荷Fr与轴向载荷与轴向载荷Fa的计算的计算2dF1dFaeF 派生轴向力的方向与外派生轴向力的方向与外加轴向力方向一致的轴承加轴向力方向一致的轴承标为标为2号号轴承，另一轴承，另一端端标为轴承标为轴承1。、派生轴向力的方向与派生轴向力的方向与外加轴向力外加轴向力方向一致的轴承标为方向一致的轴承标为2号号 轴承，另一端标为轴承，另一端标为1号轴承。号轴承。、通过、通过计算、分析，计算、分析，判断哪个轴承被判断哪个轴承被“压紧压紧”，哪个轴承被，哪个轴承被“放松放松”。 按给定公式计算派生轴向力，方向：外圈宽边指向窄边。按给定公式计算派生轴向力，方向：外圈宽边指向窄边。、被被“压紧压紧” 的轴承所受的轴向力则等于：除去本身派生的的轴承所受的轴向力则等于：除去本身派生的轴向力外，其余各轴向力的代数和。轴向力外，其余各轴向力的代数和。 被被“放松放松” 的轴承所受的轴向力等于本身派生的轴向力的轴承所受的轴向力等于本身派生的轴向力。13-6 轴承