机械设计基础总结课件.ppt

1、1、典型约束及其约束反力（1）柔索约束，如绳索、链条、皮带约束反力方向沿着它的中心线而背离物体(拉力)；约束反力作用在物体与链条的连结点处。（2）光滑面约束：不计摩擦 法向反力：过接触点的公法线且指向物体（3）光滑圆柱铰链约束：由于接触点位置未知，反力通常用通过铰链中心的两个正交分力表示（4）可动铰链支座：只能限制物体在垂直于支承面方向的运动，不能限制物体沿支承面的运动和绕圆柱销的转动。因此反力通过铰链中心，垂直于支承面，指向被约束物体。第1章 物体的受力分析与平衡2、物体的受力分析及受力图的绘制步骤和注意事项：（1）根据题意确定研究对象（取分离体），画出其图形。（2）先画出作用在研究对象上的

2、主动力。（3）在解除约束处，画出相应的约束反力，约束反力的方向应根据约束的类型确定。对于铰链约束，通常用两个正交分力来表示其反力。（4）在分析两物体间的相互作用时，要注意作用力与反作用力的关系；若作用力方向暂时已定，则反作用力的方向就与它相反。（5）画受力图时，通常应先找出二力体，画出它的受力图，然后再画其他物体的受力图。3、合力投影定理合力在某轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。2222xyRRRXY tanyxRR合力方向由Rx和Ry的正负号判断4、平面汇交力系平衡的充要条件:力系中各力在X、Y轴上投影的代数和均为零。22RXY 00XY5、合力矩定理:平面汇交力系的合力对平面内

3、任一点的矩等于力系中各力对该点之矩的代数和。6、力偶的性质（1）力偶在任一轴上投影的代数和等于零（力偶没有合力）。（2）平面力偶的等效性质 力偶不能与一个力等效，而只能与另一个力偶等效。（3）力偶的可移性 力偶在其作用面内的位置，可以任意移动，而不改变它对物体的作用效果。（4）只要力偶矩的大小和转动方向不变，可同时改变力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶对物体的作用效果。7、平面力偶系的合成与平衡 平面力偶系可以合成为一个合力偶，此合力偶之矩等于原力偶系中各力偶矩的代数和。平面力偶系平衡的充要条件是力偶系中各力偶矩的代数和等于零123123123iOiRFFFFFFFMmmmm-主矢-主矩8、

4、平面任意力系向一点的简化(基于力的平移定理)9、平面力系的平衡方程（三个方程）两个投影方程和一个力矩方程（一矩式）；一个投影方程和两个力矩方程（二矩式）；三个力矩方程（三矩式）。第2章 轴向拉伸和压缩1.内力 构件因外力作用而产生变形，其内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用，称内力。用截面法求内力的步骤：（1）在欲求内力的截面处，假想地将杆件截成两段；（2）留下任一段，在截面上加上内力，以代替弃去部分对它的作用；（3）运用平衡条件确定内力的大小和方向。2.低碳钢在拉伸时的力学性质(1)拉伸试验过程的几个阶段 1)弹性阶段(OA段)2)屈服阶段(BC段)3)强化阶段(CD段)4)缩颈断裂

5、阶段OSBpeABCDE 1）许用应力和安全系数工作应力极限应力工作应力许用应力极限应力安全系数2）拉(压)杆的强度计算(塑料材料)(脆性材料)一般静强度计算中，对塑性材料，S=1.5-2.0；对脆性材料，S=2.0-4.5 nAFNlimbsnn 3.拉（压）杆的强度计算第3章 剪切与圆轴扭转1、剪切强度计算 QQFA剪切面上内力剪力2、挤压强度计算（接触面上产生较大的压力，致使接触处的局部区域产生塑性变形，这种现象称为挤压）QQFAePM/:TPN mrad sW1000 30100010009550()30ePPPPMnNnmn260n69.55 10()N mmPn3、转矩的计算4、扭

6、矩与扭矩图内力偶矩 T 扭矩nnTTABMeMennMex规定:用右手螺旋法则:指出截面外:+指向截面内:-MennABeeMTMTM0,0 5、圆轴扭转时的强度条件：为保证圆轴扭转时具有足够的强度而不破坏，必须限制轴的最大剪应力不得超过材料的许用扭转剪应力。对于等截面圆轴，其最大剪应力发生在扭矩值最大的横截面（称为危险截面）的外缘处，故圆轴扭转的强度条件为：maxmaxTWT第第4 4章章 梁的弯曲梁的弯曲 1、梁的内力梁的内力弯矩和剪力弯矩和剪力 取左段为研究对象：ABxaF1FBFAF2mmxyFAF1FQM剪力剪力C10:()0CAmMFxaFx若把左段上所有外力和内力对截面mm的形心

7、C取矩，应满足力矩平衡，这就要求在截面mm上有一内力偶矩M1()AMFxFxa弯矩弯矩0:01QAyFFFF1FFFAQ剪力剪力FQ的正负的正负左段对右段：左段对右段：向上相对错动为正向上相对错动为正向下相对错动为负向下相对错动为负凹向下为正凹向下为正凸向上为负凸向上为负弯矩弯矩M的正负的正负截面左侧截面左侧外力对截面形心的力矩顺时外力对截面形心的力矩顺时针转向取正值，逆时针转向取负值；针转向取正值，逆时针转向取负值；截面右侧截面右侧外力对截面形心的力矩逆时外力对截面形心的力矩逆时针转向取正值，顺时针转向取负值。针转向取正值，顺时针转向取负值。2、梁的弯矩图梁的弯矩图图示简支梁图示简支梁AB,

8、在梁的全长受均布载荷在梁的全长受均布载荷q的作用的作用,试画出梁的弯矩图试画出梁的弯矩图解解:(1)求支反力求支反力 ABFBFAq2ABqlFF(2)列弯矩方程列弯矩方程lx2()222AxqlqxM xFxqxx(3)画弯矩图画弯矩图x=0和和x=l 两处两处,M=0二次方程，抛物线二次方程，抛物线,x=?,Mmax()02lM xx2max8qlM+28qlxMOmaxmaxzMyImaxmaxzzMMIWyIz 轴惯性矩轴惯性矩Wz 抗弯截面系数抗弯截面系数拉压拉压剪切剪切扭转扭转弯曲弯曲maxzMWTQQNWTAFAFmax maxmaxzMW第第5章章 平面机构的自由度和速度分析平

9、面机构的自由度和速度分析 F3n2plph 机构自由度机构自由度3活动构件数活动构件数(2低副数低副数+1高副数高副数)1、复合铰链、复合铰链计算在内计算在内 2、局部自由度、局部自由度排除排除 3、虚约束、虚约束-重复约束重复约束排除排除一、平面机构自由度计算小结一、平面机构自由度计算小结F0，构件间无相对运动，不能成为机构。，构件间无相对运动，不能成为机构。F0原动件数原动件数=F，运动确定，运动确定原动件数原动件数F，机构破坏，机构破坏机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件:自由度大于零（自由度大于零（F0F0）且原动件数）且原动件数 =自由度数自由度数二、机构具有确定相对运动结论

10、二、机构具有确定相对运动结论三、速度瞬心及其求法三、速度瞬心及其求法1 12 2P P1212瞬心的数目瞬心的数目:瞬心的求法瞬心的求法:已知两个重合点已知两个重合点的相对速度求瞬心的相对速度求瞬心组成转动副组成转动副转动副是瞬心转动副是瞬心组成移动副组成移动副瞬心位于导轨垂线的无穷远处瞬心位于导轨垂线的无穷远处所有重合点的相对速度所有重合点的相对速度移动方向移动方向P P12122)1()!2(!2!2KKKKCNKP P12122VA2A11VB2B1组成纯滚动高副组成纯滚动高副接触点是瞬心接触点是瞬心接触点的接触点的相对速度相对速度=0P P1212组成滑动兼滚动副组成滑动兼滚动副瞬心位

11、于过接触点的公法瞬心位于过接触点的公法线方向线方向接触点的相对速度沿切线方向接触点的相对速度沿切线方向不直接接触两构件的瞬心不直接接触两构件的瞬心三心定理：三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心作平面运动的三个构件共有三个瞬心,它们位于同一直线上。它们位于同一直线上。第第6 6章章 平面连杆机构平面连杆机构1 曲柄存在条件2 结论(1)(1)最短与最长杆之和小于或等于其它两杆之和最短与最长杆之和小于或等于其它两杆之和 (2)(2)连架杆和机架中必有一杆为最短杆（整转副连架杆和机架中必有一杆为最短杆（整转副是由最短杆与其邻边组成的）是由最短杆与其邻边组成的）在满足条件在满足条件(1)(1)基

12、础上基础上(1)(1)取最短杆为机架取最短杆为机架双曲柄双曲柄机构机构(2)(2)取最短杆邻边为取最短杆邻边为机机架架曲柄摇杆曲柄摇杆机构机构(3)(3)取最短杆对边为机架取最短杆对边为机架双摇杆双摇杆机构机构特例：特例：当四杆机构中对面两杆的长度两两相等时，则不论当四杆机构中对面两杆的长度两两相等时，则不论哪个构件为机架，都是双曲柄机构。哪个构件为机架，都是双曲柄机构。若不满足条件若不满足条件(1)(1)，则不论取哪个构件为机架，都是，则不论取哪个构件为机架，都是双摇杆双摇杆机构机构 当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征机构具有

13、急回特征 极位夹角：极位夹角：急回特性分析：急回特性分析：1=C 1=1 t1=1800+2=1 t2=1800-t1 t2,v2 v1行程速比系数行程速比系数K K=1,无急回特性无急回特性 K急回特征越显著急回特征越显著1jB2C212v2v1 00212112122112180180tttCCtCCvvK/11180 KK 慢快v急回特性的应用例：急回特性的应用例：牛头刨牛头刨工作要求工作要求B1C14ABCD231二、急回特性二、急回特性描述传力性能描述传力性能1 定义定义压力角压力角-作用在从动件作用在从动件CD上的驱动力上的驱动力F与该力作用点绝对速与该力作用点绝对速度度Vc之间所

14、夹的锐角之间所夹的锐角。传动角传动角连杆与摇杆连杆与摇杆CD之间所夹的锐角之间所夹的锐角(它是它是的余角的余角)。min位置的确定：曲柄与机架两次共线的位置位置的确定：曲柄与机架两次共线的位置min值：对于一般机械，通常取值：对于一般机械，通常取min40。4 4、压力角和传动角、压力角和传动角衡量机构传动性能好坏的重要参数衡量机构传动性能好坏的重要参数CBADdVcFFtFn压力角从动件受力方向与受力点速度方向所夹的锐角。与压力角互余的角称为传动角。传力性能好。死点死点:传动角为零传动角为零=0(=0(连杆与从动件共线连杆与从动件共线),),机构顶死机构顶死 M=F*LB1C1B2C24AB

15、CD231Fv=00Fv=00=00C2B2=00BACB1C5 5、死点、死点第第7章章 凸轮机构凸轮机构按从动件的运动分类摆动从动件凸轮机构摆动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构按从动件的形状分类滚子从动件凸轮机构滚子从动件凸轮机构尖顶从动件凸轮机构尖顶从动件凸轮机构平底从动件凸轮机构平底从动件凸轮机构按凸轮的形状分类盘形凸轮机构盘形凸轮机构移动凸轮机构移动凸轮机构圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构二、凸轮运动常用术语二、凸轮运动常用术语基圆：基圆：以轮廓的最小向径以轮廓的最小向径所作的圆所作的圆(rmin基圆半径基圆半径)升程：升程：推程所移动的距离推程所移动的距离推程运动角推程运

16、动角t：与推程对与推程对应的凸轮转角。应的凸轮转角。推程：推程：从动件从离回转中从动件从离回转中心最近心最近最远的这一过程最远的这一过程回程运动角回程运动角h：与回程对与回程对应的凸轮转角。应的凸轮转角。远休止角远休止角s:从动件在从动件在最远位置不动凸轮转最远位置不动凸轮转角角(BC)(BC)近休止角近休止角s:从动件从动件最近位置不动的转最近位置不动的转角角(DA)(DA)位移位移2:从动件移动从动件移动的距离的距离2 2 是时间是时间的函数的函数 多项式运动规律多项式运动规律 一次多项式运动规律一次多项式运动规律等速运动（刚性冲击）等速运动（刚性冲击）二次多项式运动规律二次多项式运动规律

17、等加速等减速运动等加速等减速运动（柔性冲击）（柔性冲击）三角函数运动规律三角函数运动规律 余弦加速度运动余弦加速度运动简谐运动（柔性冲击）简谐运动（柔性冲击）正弦加速度运动正弦加速度运动摆线运动（无冲击）摆线运动（无冲击）三、凸轮常用运动规律：三、凸轮常用运动规律：有害分力有害分力F当当 大于一定值大于一定值,将自锁将自锁.一般一般,推程推程 =30 (直动直动)35 45 (摆动摆动)回程回程 =70 80 Q四、压力角四、压力角与作用力的关系与作用力的关系FFFopsincos FFFF第八章第八章 齿轮机构齿轮机构(1)齿数齿数：z(2)模数：模数：m d=zp d=zp/令 m=p/则

18、 d=zm(3)压力角压力角a：分度圆压力角分度圆压力角的的简称简称标准压力角：标准压力角：20(人为规定人为规定)少数场合有少数场合有14.5、15、22.5、25 Ohhfharrarb齿间齿间(齿槽齿槽)齿齿zrfespBpbpn N coscosmzddb基本参数基本参数 ddrrbbarccosarccos一、基本参数一、基本参数分度圆直径分度圆直径d:齿顶高齿顶高ha：齿顶高系数齿顶高系数ha*:齿根高齿根高hf：顶隙系数顶隙系数c*:齿全高齿全高h：齿顶圆直径齿顶圆直径da:齿根圆直径齿根圆直径df:基圆直径基圆直径db:齿距齿距p：齿厚齿厚s与齿间与齿间e:基圆齿厚基圆齿厚sb

19、：标准齿轮参数标准齿轮参数:Ohhfharrarb齿间齿间(齿槽齿槽)齿齿zrfsieiespBpb*,chmza mzd mhhaa*0.1*ahmchhaf)(*25.0*cfahhh mhzhddaaa)2(2*mchzhddaff)22(2*coscosmzddb mp 2/mes coscospm zmzzdpbb/cos/二、几何尺寸二、几何尺寸 斜齿轮的几何参数分斜齿轮的几何参数分端面参数端面参数(t)(t)、法法面参数面参数(n)(n)加工斜齿轮的轮齿时，刀具沿螺旋齿加工斜齿轮的轮齿时，刀具沿螺旋齿槽方向切削槽方向切削 法面参数与刀具参数相同法面参数与刀具参数相同 定义法向模数

20、为标准模数定义法向模数为标准模数 法面参数是标准参数法面参数是标准参数，也是斜齿轮的，也是斜齿轮的强度计算参数强度计算参数 从斜齿轮的端面看，斜齿轮的啮合传动与直齿轮的啮从斜齿轮的端面看，斜齿轮的啮合传动与直齿轮的啮合传动一样合传动一样 端面参数也可以认为是斜齿轮的几何计算参数端面参数也可以认为是斜齿轮的几何计算参数三、斜齿轮三、斜齿轮 ab nacb t 四、小四、小 结结基圆、发生线、渐开线。1.渐开线的形成渐开线的形成:压力角K、K点的法线、曲率中心、曲率半径。KAB KKrbrk3.节圆、公法线、公切线、节圆、公法线、公切线、啮合角啮合角。2.齿轮传动的基本要求齿轮传动的基本要求齿廓实

21、现定传动比的条件齿廓实现定传动比的条件:渐开线齿廓满足定传动比的条件渐开线齿廓满足定传动比的条件KnCnttO1O2BK=?=?AB 不论齿廓在何处啮合不论齿廓在何处啮合,啮合啮合点均在点均在n-n(公法线公法线)线上。线上。:i i=C;承载力强C C点定点分度圆分度圆:标准齿轮标准齿轮:标准中心距标准中心距:变位齿轮变位齿轮:pk/=标准=m,20分度圆 Se;ha*、C*为标准值 一对标准齿轮分度圆相切刀具中线不与齿坯分度圆相切 正、负变位4.正确啮合条件正确啮合条件:连续传动条件连续传动条件:可分性可分性:根切现象和最少齿数根切现象和最少齿数:模数、压力角相等 1a 实a 理 (误差,

22、磨损)i 不变实际啮合线超过理论啮合线将根部已加工出的渐开线切去(范成法)Zmin=2ha*/sin2,当ha*=1,=20,Zmin=17(直齿轮直齿轮)定轴轮系定轴轮系:所有齿轮的轴线位置都是固定的。所有齿轮的轴线位置都是固定的。复合轮系复合轮系：由两个以上基本轮系组成。：由两个以上基本轮系组成。周转轮系周转轮系：至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮轴：至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮轴 线转动的线转动的(行星行星,差动差动)321HOHO1O3O2一、轮系的分类一、轮系的分类第第9章章 轮轮 系系13423121)1(kkmkzzzzzzzzi1)1(zzkm惰轮惰轮过桥轮过桥轮(惰轮既

23、是主动轮又作从动轮)其齿数对传动比无影响作用作用:控制转向二、定轴轮系二、定轴轮系总传动比总传动比=各级传动比的连乘积m 外啮合次数积间所有主动轮齿数连乘至轮轮积间所有从动轮齿数连乘至轮轮KKnnimkk11)1(11转化轮系的传动比转化轮系的传动比(假想定轴轮系传动比）假想定轴轮系传动比）132132313113ZZZZZZnnnnnniHHHHH321HO2O1O3所有主动轮齿数的乘积至转化轮系从所有从动轮齿数的乘积至转化轮系从KGKGnnnnnniHKHGHKHGHGK一般计算式一般计算式1)1)齿数连乘积之比前齿数连乘积之比前“”号取决于号取决于转化轮系转化轮系中中G G、K K轮轮的

24、转向；的转向；2)2)轮轮G G、轮、轮K K和系杆和系杆H H必须是同一个必须是同一个周转轮系中周转轮系中轴线平行或重合轴线平行或重合的三个构件；的三个构件；3)n3)nG G、n nK K、n nH H 中，已知值中，已知值应根据转向相同还是相反代入正负号应根据转向相同还是相反代入正负号,未知值的转向由计算结果判定。未知值的转向由计算结果判定。注意注意:三、周转轮系三、周转轮系 在计算复合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴在计算复合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法。轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法。计算复合轮系传动比的正

25、确方法：计算复合轮系传动比的正确方法：1 1、首先将各个基本轮系正确地区分开来、首先将各个基本轮系正确地区分开来(先找周转轮系先找周转轮系)2 2、分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。、分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。3 3、找出各基本轮系之间的联系。、找出各基本轮系之间的联系。4 4、将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得复、将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得复 合轮系的传动比。合轮系的传动比。四、复合轮系四、复合轮系第11章 机械零件设计概论1、机械零件的工作能力准则、机械零件的工作能力准则1、机械零件常见失效形式2、工作能力准则3、强度准则4、刚度准则5、耐磨性准则6

26、、振动稳定性准则2 2、载荷、载荷 载荷：载荷：作用于零件上的力或力矩作用于零件上的力或力矩 工作载荷：工作载荷：机器正常工作时所受的实际载荷机器正常工作时所受的实际载荷 名义载荷：名义载荷：理想工作条件下的载荷理想工作条件下的载荷 计算载荷：计算载荷：作用于零件的实际载荷，考虑各种附加载荷作用于零件的实际载荷，考虑各种附加载荷 计算载荷计算载荷=K 名义载荷名义载荷载荷系数2、稳定循环变应力的基本参数和种类 1）基本参数 应力循环特性（应力比）ammaxammin2minmaxm2minmaxamaxmin最大应力最小应力平均应力应力幅2）稳定循环变应力种类=+1 静应力 =-1 对称循环变

27、应力=0脉动循环变应力-10 0 F2;F1F2 分别计算 轮齿的弯曲强度主要取决于，须取标准值 查表(8-2);传递动力齿轮模数m1.5mm;11FF22FF校核时:分别校核111FSaFaYY弯曲强度计算说明:32112FSaFadYYzKTmj222FSaFaYY一、轴结构设计的内容一、轴结构设计的内容 合理外型合理外型 各段直径和长度各段直径和长度轴颈轴颈轴头轴头轴身轴身轴头轴头轴环轴环轴颈轴颈1 轴的组成2 轴结构设计的内容第第16章章 轴轴二、轴结构设计的要求二、轴结构设计的要求1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆和调整；轴应便于制造，轴上零件要易于装拆和调整；(制造安装要求制造安

28、装要求)2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位定位)3.各零件要牢固而可靠地相对固定；各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定固定)4.使轴具有良好的工艺性。使轴具有良好的工艺性。5.改善应力状况，减小应力集中和提高疲劳强度。改善应力状况，减小应力集中和提高疲劳强度。三、制造安装要求三、制造安装要求1 零件的轴向定位和固定方法轴肩轴肩/环、套筒、圆螺母、挡圈、轴承端盖环、套筒、圆螺母、挡圈、轴承端盖1）轴肩）轴肩/环：环：阶阶梯轴上截面变化之处梯轴上截面变化之处四、轴上零件的定位四、轴上零件的定位轴肩套筒套筒b)b)要求要求r r轴轴RR零零或或r r轴轴CC零

29、零 注意：注意：a)a)定位轴肩高度定位轴肩高度零件定位零件定位h h3 35 mm5 mm 或或h=(0.07d+3)h=(0.07d+3)(0.1d+5)(0.1d+5)非定位轴肩非定位轴肩h=(1h=(12)mm2)mm错误错误 正确正确 错错误误 正正确确c)要求轴肩高度要求轴肩高度滚动轴承内圈高度滚动轴承内圈高度正确正确 错误错误 b)b)要求要求r r轴轴RR零零或或r r轴轴CC零零 2）套筒）套筒 3）轴用圆螺母）轴用圆螺母 4）轴端挡圈）轴端挡圈 5）弹性挡圈）弹性挡圈 6）紧定螺钉或销）紧定螺钉或销 注意：注意：当用套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位

30、可靠，当用套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求要求L L轴轴 轮毂宽（轮毂宽（2-32-3）mmmm2 零件的周向定位 1）键）键2）花键）花键3）紧定螺钉、销）紧定螺钉、销 4）过盈配合）过盈配合 常用的与轴相配的标准件有滚动轴承、联轴器等。常用的与轴相配的标准件有滚动轴承、联轴器等。配合轴段的直径配合轴段的直径 应由标准应由标准件和配合性质确定。件和配合性质确定。1)装配轴承装配轴承 与滚动轴承配合段轴径一般为与滚动轴承配合段轴径一般为5的倍数；的倍数；(20385 mm)2)装配联轴器装配联轴器 配合段直径应符合联轴器的尺寸系列：配合段直径应符合联轴器的尺

31、寸系列：联轴器的孔径与长度系列联轴器的孔径与长度系列 孔径孔径d 30 32 35 38 40 42 45 48 50 55 65 60 63 65长系列长系列 82 112 142 短系列短系列 60 84 107 长度长度L3)密封圈密封圈 便于零件的装配，减少配合表面的擦伤的措施：便于零件的装配，减少配合表面的擦伤的措施：H7/r6H7/d11H7/r6 为了便于轴上零件的拆卸，轴肩高度不能过大。为了便于轴上零件的拆卸，轴肩高度不能过大。2)配合段前端制成锥度；配合段前端制成锥度；3)配合段前后采用不同的尺寸公差。配合段前后采用不同的尺寸公差。1)在配合轴段前应采用较小的直径；在配合轴段

32、前应采用较小的直径；结构不合理！结构不合理！轴的设计要便于加工及轴上零件装拆轴的设计要便于加工及轴上零件装拆,因而要注意因而要注意:2 轴肩处要有过渡圆角，轴端有倒角 3 若用多个键，键槽应位于同一母线上4 螺纹退刀槽 5 砂轮越程槽五、轴的结构工艺性五、轴的结构工艺性 1 轴应制成阶梯状且利于装配磨削磨削 砂轮越程槽砂轮越程槽 为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。在满足使用要求的前提下，轴的结构越简单，工艺性越好。梯状。在满足使用要求的前提下，轴的结构越简单，工艺性越好。六、尽量减少应力集中六、尽量减少应力

33、集中,改善轴的受力状态改善轴的受力状态1 尽量减少应力集中增大轴肩圆角半径增大轴肩圆角半径加卸载槽加卸载槽利用过渡肩环利用过渡肩环凹切圆环凹切圆环卸载槽卸载槽2 改善零件位置及结构,以改善轴的受力状态心轴转轴轴环太高轴环太高轴向定位不确定轴向定位不确定无螺纹退刀槽无螺纹退刀槽键槽太长键槽太长套筒太高套筒太高键槽位置不对键槽位置不对例例2：一、滚动轴承的基本类型和特点一、滚动轴承的基本类型和特点1 向心轴承(a=0)深沟球轴承深沟球轴承:6类类 nlim最高、价廉最高、价廉,优先采用优先采用 受力类型受力类型:Fr,不大的不大的Fa(双向双向)圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承:N类类承载力较大承载力较大

34、 受力类型受力类型:很大的很大的Fr,不能承受轴向力不能承受轴向力Fa滚针轴承滚针轴承:NA类类 内外圈可分离内外圈可分离,径向尺寸小径向尺寸小 受力类型受力类型:很大的很大的Fr,不能承受轴向力不能承受轴向力Fa第第18章章 滚动轴承滚动轴承2 向心推力轴承(090)角接触球轴承角接触球轴承:类，类，15、25、40 受力类型：受力类型：Fr,单向单向Fa圆锥滚子轴承：圆锥滚子轴承：3类类 受力类型：受力类型：Fr,单向单向Fa3 推力轴承(a=90)推力球轴承推力球轴承:5类类 受力类型：受力类型：只承受轴向只承受轴向(Fa)单列：单列：承受单向轴向力承受单向轴向力 双列：双列：承受双向轴

35、向力承受双向轴向力二、滚动轴承的代号二、滚动轴承的代号前置代号前置代号 基基 本本 代代 号号 后置代号后置代号 尺寸系列尺寸系列代代 号号 分分部部件件代代号号 类类型型代代号号内内径径代代号号直径直径系列系列代号代号 宽度宽度系列系列代号代号 内内部部结结构构代代号号 密密封封与与防防尘尘代代号号 公公差差等等级级代代号号 。字母字母 2 1 3 4 5 字母字母(+数字数字)三、当量动载荷 P 的计算 对于向心轴承，对于向心轴承，C 为径向载荷为径向载荷Cr 对于推力轴承，对于推力轴承，C 为轴向载荷为轴向载荷Ca 但轴承可能同时承受径向载荷但轴承可能同时承受径向载荷Fr 和轴向载荷和轴

36、向载荷 Fa 为了与为了与C在相同的条件下进行比较，引入当量动载荷的概念在相同的条件下进行比较，引入当量动载荷的概念 当量动载荷：当量动载荷：一假想载荷，与一假想载荷，与C 同类型，它对轴承的作用与同类型，它对轴承的作用与实际载荷的作用等效。用实际载荷的作用等效。用 P 表示表示 实际载荷的条件不同时，按确定基本额定动载荷的条件进行实际载荷的条件不同时，按确定基本额定动载荷的条件进行换算后的载荷换算后的载荷即为纯径向力即为纯径向力Fr、纯轴向力、纯轴向力Fa 计算式：计算式：X 径向径向载荷载荷系数系数 Y 轴向轴向载荷载荷系数系数 见表见表18-11FaFrarYFXFP1 1、求、求F F

37、r1r1、F Fr2r2:(径向载荷径向载荷)求支反力求支反力2 2、求、求F Fa1a1、F Fa2a2:(1)(1)径向接触轴承径向接触轴承(6(6、1 1、2 2类类)F FA A1 12 21 12 2F FA A 一端固定、一端游动一端固定、一端游动 F Fa1a1=F=FA A,F,Fa2a2=0=0F FA A指向者受力指向者受力F Fa1a1=0,F=0,Fa2a2=F=FA A 两端固定两端固定固定端受力固定端受力(2)(2)角接触轴承角接触轴承(3(3、7 7类类)安装型式安装型式正安装正安装s s面对面面对面反安装反安装s s背对背背对背F F1 1F F2 2F F1

38、1F F2 2画安装简图画安装简图求求F Fs1s1、F Fs2s2表表(18-12)(18-12)F Fa a=本身的内部轴向力本身的内部轴向力(放松端）放松端）除本身的内部轴向力外其余轴向力之和（紧端）除本身的内部轴向力外其余轴向力之和（紧端）四、轴承寿命计算步骤四、轴承寿命计算步骤3 3 求求P P1 1、P P2 2:(当量动载荷当量动载荷)P PXFXFr rYFYFa a查判断系数查判断系数e e深沟球轴承深沟球轴承角接触球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承按按F Fa a/C/C0r 0r 查查e e 1515按按 F Fa a/C/C0r 0r 查查e e 2525、4040表表18-1218-12e=1.5tge=1.5tg p.299 p.299判判 F Fa a/F/Fr r 与与 e e 的关系的关系定定X X、Y Y F Fa a/F/Fr ree 轴向力较小轴向力较小,可忽略不计可忽略不计,只计只计F Fr r F Fr r即：即：X=1,Y=0X=1,Y=0 轴向力较大轴向力较大,要计要计即：即：X 1,Y 0X 1,Y 0F Fa a/F/Fr re e4 4 求求L Lh h(C)(C)661060)(6010htPPthnLfPfCPfCfnL