《机械设计复习》课件.ppt

1、闭式传动闭式传动开式传动开式传动半开式传动半开式传动封闭在箱体内，润滑条件好封闭在箱体内，润滑条件好外露，润滑较差，外露，润滑较差，易磨损易磨损介于上两者之间介于上两者之间,有防护罩有防护罩硬齿面硬齿面软齿面软齿面齿面硬度大于齿面硬度大于HB350（多用于开式）（多用于开式）齿面硬度小于齿面硬度小于HB350（多用于闭式）（多用于闭式）齿轮传动分类齿轮传动分类二、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

2、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

3、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时易发生胶合失效易发生胶合失效讨论：讨论：d 越大，越大，接触强度接触强度 越大越大越小越小,m 越大，越大，弯曲强度弯曲强度越小越小,越大越大b2=d d1b1=b2b1b2YFa1 Ysa1YFa2 Ysa2中心距中心距 a、传动比、传动比 i 一定时一定时(d不变）不变）：YFa m F FF m 平稳平稳 h 切削量少切削量少原则：在保证齿根弯原则：在保证齿根弯曲强度的前提下，选曲强度的前提下，选取尽可能多的齿数。取尽可能多的齿数。闭式传动：闭式传动：z1=2040开式传动：开

4、式传动：z1=1725斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动21n2n1Fr2Fr1Ft1Ft2n1n2Fa2Fa1分析清楚斜齿轮旋向与受力方向分析清楚斜齿轮旋向与受力方向1.模数模数m和压力角和压力角a a蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即压力角相等，即 ma1=mt2=m a aa1=a at22.2.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

5、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刚度。值，以保证蜗杆有足够的刚度。1221nzinz12dd蜗杆传动蜗杆传动,蜗杆与蜗轮旋向的关系蜗杆与蜗轮旋向的关系,受力的关系受力的关系,受力的大小和方向判断受力的大小和方向判断蜗杆传动效率与蜗杆升角关系蜗杆传动效率与蜗杆升

6、角关系,与蜗杆头数的关系与蜗杆头数的关系 闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？热平衡计算不合要闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？热平衡计算不合要求时有哪些散热措施求时有哪些散热措施?1)2)3)挠性传动挠性传动_带传动带传动 带传动-依靠摩擦力传递运动和功率 V带的优点?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:由紧边和松边拉力产由紧边和松边拉力产生的拉应力；生的拉应力；由离心力产生的拉应由离心力产生的拉应力；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?F1 F0 F/2F

7、2 F0 F/2带所传递的功率为：带所传递的功率为：P F v/1000 kWv 为带速为带速挠性传动挠性传动_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

8、正多边形，边长为 p。z1，1，v 的变化的变化瞬时传动比总在变化：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：由于运动的不由于运动的不均匀性，链传动均匀性，链传动常用于速度较低常用于速度较低的场合。的场合。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另外：另外：垂直方向分速度周期变化，产生动载荷；垂直方向分速度周期变化，产生动载荷；铰链啮入轮齿瞬间，两者的相对运动产生冲

9、击动载荷。铰链啮入轮齿瞬间，两者的相对运动产生冲击动载荷。如何尽量减小动载荷如何尽量减小动载荷?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?6-1 概概 述述一、轴的功用一、轴的功用 支撑回转零件；支撑回转零件；传递运动和转矩传递运动和转矩二、轴的类型二、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 直直 轴轴 曲曲 轴轴按轴心线按轴心线光轴光轴阶梯轴阶梯轴五、轴结构设计示例五、轴结构设计示例确定各零件位置确定各零件位置初估最小轴径初估最小轴径 dmin确定各段

10、直径确定各段直径零件的轴向定位与固定零件的轴向定位与固定零件的周向固定零件的周向固定为保证定位准确为保证定位准确，R 或或 C r 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()0.1cacabMTMW

11、da22()caMMTa110.3bba100.6bba111bba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 防止轴瓦过度磨损防止轴瓦过度磨损,发热胶合。发热胶合。Bd

12、Fr 向心滑动轴承向心滑动轴承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、动压液体滑动轴承的偏心距二、动压液体滑动轴承的偏心

13、距e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 内径代号内径代号用数字或字母表示用数字或字母表示 1 1调心球轴承调心球轴承 2 2调心滚子轴承调心滚子轴承 3 3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 5 5推力球轴承推力球轴承 6 6深沟球轴承深沟球轴承 7 7角接触球轴承角接触球轴承 8 8推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承 N N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 NANA滚针轴承滚针轴承由轴承的宽度系列和直径系列代号由轴承的宽度系列和直径系列代号（2 2位数字）组成。位数字）组成。宽度系列：宽度系列：直径系列：直径系列：0 0窄

14、；窄；0 0特轻；特轻；1 1正常；正常；1 1特轻；特轻；2 2宽；宽；2 2轻；轻；3 3、4 4特宽；特宽；3 3中；中；5 5、6 6特宽。特宽。4 4重。重。内径尺寸内径尺寸 代号代号10 0010 0012 0112 0115 0215 0217 0317 032020500 d/5500 d/52222、2828、3232及及500500以上以上 /内径内径轴承的公称接触角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?实际计算时，常用小时数表示轴承的额定寿命：实际计算时，常用小时数表示轴承的额定寿命：61060thf CLhnPraPXFYF但轴承可能同时承受径向载荷

15、但轴承可能同时承受径向载荷Fr 和轴向载荷和轴向载荷 Fa。FaFr为了与为了与 C 在相同的条件下进行比较，引入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，它对轴同类型，它对轴承的作用与实际载荷的作用等效。用承的作用与实际载荷的作用等效。用 P 表示。表示。计算式：计算式：X 径向系数径向系数Y 轴向系数轴向系数查表查表8-7X、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

16、/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

17、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，但外圈被固定，使得使得221SSFSA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 S1轴向合力向右，轴有向右轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，移动的趋势，左轴承被压紧，会产生反左轴承被压紧，会产生反力力S1，使轴向力平衡：使轴向力平衡：

18、10-1 螺纹联接螺纹联接一、螺纹参数一、螺纹参数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,因为易自锁因为易自锁,牙根强度高牙根强度高矩型螺纹用于传动矩型螺纹用于传动,因为摩擦角小因为摩擦角小,传动效率高传动效率高螺纹旋向螺纹旋向常用右旋，特殊要求时用左旋常用右旋，特殊要求时用左旋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）受横向工作载荷时：）受横向工作载荷时：铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接 普通螺栓联接普通螺栓联接(与铰制孔螺栓不同与铰制孔螺栓不同)受轴向工作载荷的紧螺栓联接受轴向工作载荷的紧螺栓联接(提高疲劳强度的提高疲劳强度的手段有哪些手段有哪些?)1,螺栓联接防松的手段螺栓联接防松的手段FFFC1C2F刚性联轴器刚性联轴器弹性联轴器弹性联轴器键连接键连接