机械设计复习稿

1、齿轮传动中，载荷不变的情况下，齿轮分度圆直径越大，齿轮传动中，载荷不变的情况下，齿轮分度圆直径越大，则齿面接触应力越小则齿面接触应力越小 进行闭式软齿面齿轮传动设计时，由于小齿轮受到的进行闭式软齿面齿轮传动设计时，由于小齿轮受到的弯曲应力大于大齿轮的弯曲应力，且小齿轮应力循环次数弯曲应力大于大齿轮的弯曲应力，且小齿轮应力循环次数多于大齿轮，应该多于大齿轮，应该小齿轮材料稍好，硬度稍高小齿轮材料稍好，硬度稍高。一对减速齿轮传动，它们的齿面接触应力一对减速齿轮传动，它们的齿面接触应力 ，齿，齿根弯曲应力根弯曲应力由于大小齿轮的材料和热处理不同，许用应力不相等。由于大小齿轮的材料和热处理不同，许用应

2、力不相等。1312(1)HEHHPdKTuZZZdu13212FFasaFPdKTYY Ym zm 越大，越大，越小越小,齿轮啮合时齿轮啮合时受力方向分析：受力方向分析：抵消中间轴的抵消中间轴的轴向力轴向力b2 = d d1b1=b2b1b2二、齿轮传动的设计准则二、齿轮传动的设计准则(约束约束)主要针对疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式主要针对疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度齿轮抵抗轮齿疲劳折断的能力齿轮抵抗轮齿疲劳折断的能力齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度齿轮抵抗齿面疲劳点蚀的能力齿轮抵抗齿面疲劳点蚀的能力开式齿轮传动易磨损开式齿轮传动易磨损,采用准则二，防止

3、因磨损过多采用准则二，防止因磨损过多而折断而折断设计准则一：设计准则一：对于闭式软齿面（对于闭式软齿面（ HBS350）传动，）传动，主要失效形式是齿面点蚀，主要失效形式是齿面点蚀， 所以按齿面接触疲劳强所以按齿面接触疲劳强度设计，度设计， 而校核齿根弯曲疲劳强度。而校核齿根弯曲疲劳强度。设计准则二：设计准则二： 对于闭式硬齿面（对于闭式硬齿面（ HBS350）传动，）传动，主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，所以按齿根弯所以按齿根弯曲疲劳强度设计，曲疲劳强度设计，而校核齿面接触疲劳强度。而校核齿面接触疲劳强度。高速重载齿轮，高速重载齿轮，散热条件不好时散热条件不好

4、时易发生胶合失效易发生胶合失效蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d d1 1和蜗杆直径系数和蜗杆直径系数q q由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限制由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆直径直径d1。mdq1 当模数当模数m m一定时，一定时，q q值增大则蜗杆直径值增大则蜗杆直径d d1 1增大，蜗杆的刚度提高。因此，增大，蜗杆的刚度提高。因此，对于小模数蜗杆，规定了较大的对于小模数蜗杆，规定了较大的q q值，以保证蜗杆有足够的

5、刚度。值，以保证蜗杆有足够的刚度。 1221nzinz12dd蜗杆传动效率与蜗杆导程角关系蜗杆传动效率与蜗杆导程角关系,与蜗杆头数的关系？与蜗杆头数的关系？导程角越大，蜗杆传动效率越大。蜗杆头数（线数）增多，导程角导程角越大，蜗杆传动效率越大。蜗杆头数（线数）增多，导程角增大增大 闭式蜗杆传动的散热方式：增大散热面积；采用水冷管或油冷管冷闭式蜗杆传动的散热方式：增大散热面积；采用水冷管或油冷管冷却润滑油，增加通风量，压力喷冷却油进行润滑等。却润滑油，增加通风量，压力喷冷却油进行润滑等。 挠性传动挠性传动_带传动带传动 带传动带传动-依靠摩擦力传递运动和功率依靠摩擦力传递运动和功率 V带的优点带

6、的优点?依靠两侧面与带轮摩擦，当量摩擦系数大。依靠两侧面与带轮摩擦，当量摩擦系数大。最大应力发生在最大应力发生在 紧边开始进入小带轮处紧边开始进入小带轮处:由紧边和松边拉由紧边和松边拉力产生的拉应力；力产生的拉应力；由离心力产生的由离心力产生的拉应力；拉应力；由弯曲产生的由弯曲产生的弯曲应力弯曲应力(弯曲应力大小与什么有弯曲应力大小与什么有关关?)。弹性滑动产生的原因弹性滑动产生的原因?松紧边的拉力差引起带的收缩或拉长松紧边的拉力差引起带的收缩或拉长F1 F0 F/2F2 F0 F/2带所传递的功率为：带所传递的功率为：P F v /1000 kWv 为带速，速度越为带速，速度越快，摩擦力越小

7、快，摩擦力越小挠性传动挠性传动_链传动（啮合传动）链传动（啮合传动）( (一一) )、链传动的概述、链传动的概述传动链常用：传动链常用： 滚子链和齿形链滚子链和齿形链滚子链应用较多，且为标准件，其主要参数包括：滚子链应用较多，且为标准件，其主要参数包括：p 节距；节距；Lp 链节数，链节数，z 链轮齿数，链轮齿数，取偶数；取偶数；取奇数。取奇数。啮合传动啮合传动,无须大的预紧力无须大的预紧力( (二二) )、链传动的运动特性、链传动的运动特性假定：主动边总处于水平位置，假定：主动边总处于水平位置，链轮抽象成正多边形，边长为链轮抽象成正多边形，边长为 p 。z1，1，v 的变化的变化瞬时传动比总

8、在变化：瞬时传动比总在变化：瞬时速比周期性变化，瞬时速比周期性变化，称为称为多边形效应多边形效应。平均传动比恒定：平均传动比恒定： 由于运动的不均匀性，由于运动的不均匀性，链传动常用于速度较低的链传动常用于速度较低的场合。场合。链传动水平布置时链传动水平布置时最好紧边在上最好紧边在上松边在下，松边在下，以防止脱链。以防止脱链。 ( (三三) )、链传动的动载荷、链传动的动载荷V越大越大,p越大越大,则动载荷就越大则动载荷就越大如何尽量减小动载荷如何尽量减小动载荷? ? 低速或者小节距低速或者小节距。 高速重载高速重载, ,低速重载的时候低速重载的时候, ,分别怎样选择链传动分别怎样选择链传动?

9、 ?高速重载荷，为避免动载荷过大，采用小节距，多排高速重载荷，为避免动载荷过大，采用小节距，多排链，低速重载荷，动载荷不大，可以采用大节距，单链，低速重载荷，动载荷不大，可以采用大节距，单排链。排链。轴的类型轴的类型 心轴心轴 只承受弯矩只承受弯矩 传动轴传动轴 只承受转矩只承受转矩 转轴转轴 既受弯矩、又受转矩既受弯矩、又受转矩按受载按受载为保证定位准确为保证定位准确，轴上零件的孔倒角，轴上零件的孔倒角R 或或 C 轴的圆角轴的圆角r 轴结构设计易出问题的地方轴结构设计易出问题的地方（轴承采用油沟里的油润滑；轴承盖加垫片，轴（轴承采用油沟里的油润滑；轴承盖加垫片，轴承盖外表面应有凹下去的部分

10、，减小加工面积。承盖外表面应有凹下去的部分，减小加工面积。轴承盖内应加工缺口槽便于润滑油流入轴承）轴承盖内应加工缺口槽便于润滑油流入轴承）12345678910111213由于由于 b b 与与 T T 的循环特征可能不同，需引进的循环特征可能不同，需引进校正系数校正系数将将 T T 折合成对称循环变应力。折合成对称循环变应力。则强度条件为：则强度条件为： 当量弯矩当量弯矩校正系数校正系数的取值：的取值： 对于不变的转矩：对于不变的转矩： 频繁启动、振动或频繁启动、振动或情况不明：情况不明： 经常双向运转：经常双向运转：对称循环变对称循环变应力下的许应力下的许用应力用应力2213()0.1ca

11、cabMTMWd22()caMMT110.3bb100.6bb111bb液体摩擦滑动轴承的工作原理液体摩擦滑动轴承的工作原理一、动压油膜的形成机理一、动压油膜的形成机理两摩擦表面平行，两摩擦表面平行，不会产生压力油膜不会产生压力油膜两摩擦表面成楔形间隙，两摩擦表面成楔形间隙，产生了压力油膜产生了压力油膜二、形成动压油膜的必要条件二、形成动压油膜的必要条件 两摩擦表面必须形成楔形间隙两摩擦表面必须形成楔形间隙 润滑油必须从大口进小口出润滑油必须从大口进小口出 必须具有足够的滑动速度必须具有足够的滑动速度 必须充满足够粘度的润滑油必须充满足够粘度的润滑油vFvp进油口进油口出油口出油口二、动压液体

12、滑动轴承的偏心距二、动压液体滑动轴承的偏心距e随转速增加而变小，随载随转速增加而变小，随载荷增大而增大荷增大而增大一、失效形式一、失效形式1 1、磨损、磨损导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚至使轴承不能正常工作。至使轴承不能正常工作。限制轴承的限制轴承的 p ,v, pv：高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴承上较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合。轴承上较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合。二、设计准则二、设计准则非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计2 2、胶合、胶合目的目的 防止轴瓦

13、过度磨损防止轴瓦过度磨损,发热胶合。发热胶合。BdFr 向心滑动轴承向心滑动轴承滚动轴承代号：滚动轴承代号： 前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号 类型代号类型代号 尺寸系列代号尺寸系列代号 内径代号内径代号（5的倍数）的倍数）角接触轴承的公称接触角角接触轴承的公称接触角与轴承的什么性质有关与轴承的什么性质有关?承受轴向载荷的能力随接触角的减小而减小承受轴向载荷的能力随接触角的减小而减小轴承的额定寿命：轴承的额定寿命：6101060thf CLnP90%可靠性，同型号轴承只有可靠性，同型号轴承只有90%能够达到此寿命能够达到此寿命球轴承指数为球轴承指数为3，载荷，载荷P与寿命与

14、寿命L之间的比例关系？之间的比例关系？根据公式，轴承载荷根据公式，轴承载荷P增加一倍，则寿命缩短多少？增加一倍，则寿命缩短多少？ 同时承受轴向和径向载荷时，滚动轴承的动载同时承受轴向和径向载荷时，滚动轴承的动载荷荷P如何计算？如何计算？raPXFYFX、Y 的作用是将的作用是将Fr、Fa 折合成当量动载荷。折合成当量动载荷。实际工作条件下，需引入载荷系数实际工作条件下，需引入载荷系数 fp 修正修正 P：X、Y 取决于：取决于：Fa/Fr 和参数和参数 e 。若：若： Fa/Fr e X 0、Y 0若：若： Fa/Fr e X 1、Y 0参数参数 e 根据根据 Fa/C0 确定，它反映了轴承承

15、受轴向载荷的能力。确定，它反映了轴承承受轴向载荷的能力。基本额定基本额定静载荷静载荷对于只能承受径向力的向心轴承（如圆柱滚子轴承）：对于只能承受径向力的向心轴承（如圆柱滚子轴承）：对于只能承受轴向力的推力轴承（如推力球轴承）：对于只能承受轴向力的推力轴承（如推力球轴承）：rPFaPF()praPfXFYF S2 和和 S2 都是右轴承所受的力，故：都是右轴承所受的力，故： 若若 S1 + FA S2S1S2FAS2圆锥滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：圆锥滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：12轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，但外圈被固定，但外

16、圈被固定，使得使得使轴向力平衡，使轴向力平衡，右轴承被压紧，会产生反力右轴承被压紧，会产生反力S2，而左轴承被放松，而左轴承被放松，Fr1Fr2即：即：Fa1=S1 （放松端）（放松端） Fa2=S1 FA （压紧端）（压紧端）合力合力222aFSS11aFS 若若 S1 + FA S2S1S2FAS112轴向合力向左，轴有向左移动的趋势，轴向合力向左，轴有向左移动的趋势， S1 和和 S1 都是左轴承所受的力都是左轴承所受的力使轴向力平衡：使轴向力平衡：左轴承被压紧，会产生反力左轴承被压紧，会产生反力S1，而右轴承被放松而右轴承被放松合力合力10-1 螺纹联接螺纹联接一、螺纹参数一、螺纹参数

17、螺纹牙型螺纹牙型三角螺纹三角螺纹普通螺纹普通螺纹矩形螺纹矩形螺纹锯齿型螺纹锯齿型螺纹梯形螺纹梯形螺纹管螺纹管螺纹管路联接管路联接一般联接一般联接传递运动或传力传递运动或传力三角螺纹用于连接三角螺纹用于连接,因为当量摩擦角大，易自锁因为当量摩擦角大，易自锁,牙根牙根强度高强度高矩型螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹用于传动矩型螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹用于传动,因为当因为当量摩擦角小量摩擦角小,传动效率高传动效率高 （因为牙侧斜角小，当量摩（因为牙侧斜角小，当量摩擦角小）擦角小）粗牙螺纹粗牙螺纹一般联接一般联接细牙螺纹细牙螺纹d1大、强度大、升角小、大、强度大、升角小、自锁性好自锁性好，常用于变载，常用于变载2,松螺栓联接的计算松螺栓联接的计算3、紧螺栓联接的计算、紧螺栓联接的计算,Fv=1.3F1）受