机械设计重点总结..ppt

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1、螺纹零件可制成螺纹零件可制成紧固件紧固件作为连接零件使用。螺纹紧固件多作为连接零件使用。螺纹紧固件多为标为标准件。准件。螺纹连接螺纹连接矩形螺纹矩形螺纹、三角形螺纹三角形螺纹、梯形螺纹梯形螺纹、锯齿形螺纹锯齿形螺纹螺栓连接、螺栓连接、双头螺柱双头螺柱连连接接、螺钉螺钉连连接接、紧定螺钉紧定螺钉连连接接螺纹连接螺纹连接是利用螺纹零件构成的可拆是利用螺纹零件构成的可拆连连接，它的主要功能是把接，它的主要功能是把若干个零若干个零连连接在一起。接在一起。螺纹零件也可制成螺旋作为传动零件使用。螺纹零件也可制成螺旋作为传动零件使用。螺纹的主要类型、结构、特点：螺纹的主要类型、结构、特点：螺纹螺纹连连接接的

2、主要类型、结构、特点：的主要类型、结构、特点：螺纹螺纹连连接的拧紧、接的拧紧、拧紧力矩、拧紧力、拧紧力矩、拧紧力、防松防松螺纹副的受力分析、螺纹副的受力分析、效率、效率、自锁条件自锁条件螺纹螺纹连连接的防松接的防松防松的根本在于防止螺纹副的相对转动防松的根本在于防止螺纹副的相对转动利用摩擦防松利用摩擦防松:就是使螺纹副中有不随联接载荷而变化的压力，就是使螺纹副中有不随联接载荷而变化的压力，因而始终有摩擦力和摩擦力矩存在，防止螺纹副相对转动。因而始终有摩擦力和摩擦力矩存在，防止螺纹副相对转动。其压力可由螺纹副纵向或横向压紧而产生。其压力可由螺纹副纵向或横向压紧而产生。具体的防松装置或方法很多，就

3、工作原理来看，可以分为具体的防松装置或方法很多，就工作原理来看，可以分为摩擦防松摩擦防松、直接锁住直接锁住(机械防松机械防松)和和破坏螺纹副防松三种。破坏螺纹副防松三种。例：例：双螺母、双螺母、弹簧垫圈等弹簧垫圈等直接锁住或直接锁住或(机械防松机械防松):就是利用便于更换的金属元件约束螺就是利用便于更换的金属元件约束螺纹副的相对转动。纹副的相对转动。例例:开口销与开口销与 槽形螺母等槽形螺母等 破坏螺纹副防松破坏螺纹副防松:是把螺纹副转变为非运动副，从而排除相对是把螺纹副转变为非运动副，从而排除相对转动的可能。转动的可能。例例：焊住、粘住、冲点焊住、粘住、冲点自锁条件：自锁条件：拧紧螺母时的效

4、率：拧紧螺母时的效率：螺纹紧固件常用材料：螺纹紧固件常用材料：优质碳素钢、合金钢优质碳素钢、合金钢2、内径（强度计算）内径（强度计算）d15、导程导程 S S=np 螺纹的主要参数：螺纹的主要参数：外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹8、牙型半角、牙型半角 7、牙型角、牙型角 6、螺纹升角、螺纹升角 4、螺距、螺距 p3、中径（平均直径）、中径（平均直径）d21、外径（名义尺寸）、外径（名义尺寸）d 单个螺栓单个螺栓连连接的强度计算接的强度计算（重点重点）受拉螺栓受拉螺栓（在螺栓和栓孔之间留有间隙）在螺栓和栓孔之间留有间隙）受剪螺栓受剪螺栓连连接可用来承受横向载荷接可用来承受横向载荷受剪受剪螺栓的失效形式

5、螺栓的失效形式：剪断剪断、压溃压溃受剪螺栓受剪螺栓（在螺栓和栓孔之间没有间隙）（在螺栓和栓孔之间没有间隙）静载荷时静载荷时 ：断裂、塑性变形断裂、塑性变形变载荷时：变载荷时：疲劳断裂疲劳断裂受拉螺栓的主要失效形式受拉螺栓的主要失效形式 ：受拉螺栓受拉螺栓连连接接可用来承受轴向载荷和可用来承受轴向载荷和横向载荷横向载荷受轴向载荷单个螺栓的强度计算受轴向载荷单个螺栓的强度计算1、受拉、受拉松螺栓松螺栓联接联接校核公式：校核公式：设计公式：设计公式：2、受拉紧螺栓联接、受拉紧螺栓联接（1）只受）只受预紧力预紧力的紧螺栓联接的紧螺栓联接校核公式：校核公式：设计公式：设计公式：力力变形变形03 既既受预

6、紧力受预紧力F又又受受轴向载荷轴向载荷F 的的紧螺栓紧螺栓连接连接的受力分析的受力分析变形变形1）既受预紧力）既受预紧力F又受又受轴向变载荷紧螺栓轴向变载荷紧螺栓的强度计算的强度计算0力力2）既受）既受预紧力预紧力又受又受轴向静载荷轴向静载荷紧螺栓紧螺栓的强度计算的强度计算校核公式：校核公式：设计公式设计公式：4、受剪、受剪螺栓螺栓联接联接螺栓组的受力分析：螺栓组的受力分析：主要在于找出螺栓组当中受力最大的螺栓，主要在于找出螺栓组当中受力最大的螺栓，然后按单个螺栓进行强度计算。然后按单个螺栓进行强度计算。螺栓组的受力分析：无非是螺栓组的受力分析：无非是轴向载荷、轴向载荷、横向载荷横向载荷、旋转

7、力矩旋转力矩、翻转力矩，翻转力矩，或者是以某几种力或力矩的组合。或者是以某几种力或力矩的组合。1、受轴向载荷的螺栓组联接、受轴向载荷的螺栓组联接每个螺栓每所受的载荷每个螺栓每所受的载荷每个螺栓所受的总载荷每个螺栓所受的总载荷2、受横向载荷的螺栓组联接受横向载荷的螺栓组联接1）用受拉螺栓组联接，每）用受拉螺栓组联接，每个螺栓的受力个螺栓的受力2）用受剪螺栓组联接，）用受剪螺栓组联接，每个螺栓的受力每个螺栓的受力3、受旋转力矩、受旋转力矩T作用的螺栓组联接作用的螺栓组联接 （1）用受拉螺栓组联）用受拉螺栓组联接，接，每个螺栓的受力每个螺栓的受力（2）用受剪螺栓组联接，）用受剪螺栓组联接，其中螺栓的

8、最大受力其中螺栓的最大受力4、受翻转力矩、受翻转力矩 M 作用的螺栓组联接作用的螺栓组联接保证接合面最大受压处保证接合面最大受压处不压溃的条件是不压溃的条件是:保证接合面最小受压处不保证接合面最小受压处不出间隙的条件是出间隙的条件是:其中螺栓的最大受力其中螺栓的最大受力螺螺栓栓联联接接受受拉拉螺螺栓栓联联接接受受剪剪螺螺栓栓联联接接松螺栓联接松螺栓联接紧螺栓紧螺栓只受预紧只受预紧力力F受预紧受预紧力力F 和轴向和轴向载荷载荷F 键、花键、销联接键、花键、销联接销主要用来固定零件间的相互位置。销联接通常只传递少量载销主要用来固定零件间的相互位置。销联接通常只传递少量载荷。销还可用作安全保险零件。

9、荷。销还可用作安全保险零件。键是一个标准零件键是一个标准零件了解了解平键平键、半圆键、半圆键、导向键、导向键、滑键、滑键、切向键、切向键、楔键、楔键、花键等花键等各种键的工作原理、特点、结构和应用。各种键的工作原理、特点、结构和应用。当用一个键传递转矩不够时，当用一个键传递转矩不够时，可用两个键或更多的键来传递可用两个键或更多的键来传递转矩。采用两个键时应相隔转矩。采用两个键时应相隔180。键和花键联接主要用于实现键和花键联接主要用于实现轴和轴上零件轴和轴上零件（如齿轮、蜗轮）的（如齿轮、蜗轮）的周向固定周向固定，并传递转矩的轴毂联接。，并传递转矩的轴毂联接。其中有些能实现轴向固定，其中有些能

10、实现轴向固定，传递轴向力；有些还能构成动联接。传递轴向力；有些还能构成动联接。平键联接的强度计算平键联接的强度计算:根据轴径根据轴径d 从标准中确定键的剖从标准中确定键的剖面尺寸（面尺寸（bh），根据毂长确定），根据毂长确定键长。键长。静联接静联接:动联接动联接:失效形式：失效形式：剪断、压溃、磨损剪断、压溃、磨损选择键的尺寸：选择键的尺寸：带带 传传 动动带传动是机械传动中常用的一种传动方式。常用于两距离较远带传动是机械传动中常用的一种传动方式。常用于两距离较远的平行轴的传动。的平行轴的传动。带传动是利用中间挠性件把主动轴的运动和带传动是利用中间挠性件把主动轴的运动和动力传给从动轴的。动力传

11、给从动轴的。传动带一般由主动轮传动带一般由主动轮1，从动轮，从动轮2和张紧在两轮上的传动带和张紧在两轮上的传动带3所组所组成。成。当驱动力矩使主动轮转动时，依靠带和带轮间的摩擦力的当驱动力矩使主动轮转动时，依靠带和带轮间的摩擦力的作用，带动从动轮。带传动是靠摩擦力来传递运动和动力的，作用，带动从动轮。带传动是靠摩擦力来传递运动和动力的，所以带传动是摩擦传动。所以带传动是摩擦传动。带传动常用于高速级。带传动常用于高速级。主要原因在于传递的载荷一定时，用于高主要原因在于传递的载荷一定时，用于高速级可以减少带的拉力。速级可以减少带的拉力。并有吸振、减振和过载保护作用。并有吸振、减振和过载保护作用。带

12、的主要类型及特点和应用带的主要类型及特点和应用平型带、平型带、三角胶带三角胶带、圆型带、圆型带、多楔带、同步带多楔带、同步带 三角胶带的工作原理、受力分析三角胶带的工作原理、受力分析有效圆周力有效圆周力:最大有效圆周力最大有效圆周力:弹性滑动是带传动中不可避免的现象，弹性滑动是带传动中不可避免的现象，它除了使从动轮的圆它除了使从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度周速度低于主动轮的圆周速度即传动比不准确之外，即传动比不准确之外，并使传并使传动效率降低，引起带的磨损并使带的温度升高。动效率降低，引起带的磨损并使带的温度升高。由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的相对滑动，称为带的由于带的弹性变形而引

13、起的带与带轮间的相对滑动，称为带的弹性滑动。弹性滑动。很显然弹性滑动是带传动中不可避免的现象。很显然弹性滑动是带传动中不可避免的现象。带的弹性滑动带的弹性滑动 最大应力发生在紧边开始进入小带轮处最大应力发生在紧边开始进入小带轮处带的应力带的应力带的最大应力带的最大应力:最大应力最大应力为了避免弯曲应为了避免弯曲应力过大应限制小力过大应限制小带轮直径带轮直径d1min带传动的主要失效形式：带传动的主要失效形式：打滑打滑、和、和疲劳拉断疲劳拉断打滑基本条件：打滑基本条件：打滑首先发生在小带轮上。打滑首先发生在小带轮上。带的紧边拉力带的紧边拉力F1 和松边拉力和松边拉力F2的大小取决于什么？的大小取

14、决于什么？他们之间他们之间有什么关系？有什么关系？何谓带的传动的弹性滑动和打滑？二者是什么原因引起的？对何谓带的传动的弹性滑动和打滑？二者是什么原因引起的？对传动有何影响？他们的性质有何根本区别？传动有何影响？他们的性质有何根本区别？何为带传动的滑动率？如何计算？何为带传动的滑动率？如何计算？带传动工作时，带的应力变化情况如何？最大应力有哪些应力带传动工作时，带的应力变化情况如何？最大应力有哪些应力组成？发生在什么位置？组成？发生在什么位置？设计准则：设计准则：既不打滑，又有一定的疲劳强度和寿命。既不打滑，又有一定的疲劳强度和寿命。带和带轮的带和带轮的常用材料是什么？常用材料是什么？齿齿 轮轮

15、 传传 动动齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动方式齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动方式,是一种传动比准是一种传动比准确的啮合传动确的啮合传动,传递功率传递功率、速度范围很宽，所以应用范围很广、速度范围很宽，所以应用范围很广轮齿折断、轮齿折断、疲劳点蚀、疲劳点蚀、齿面胶合、齿面胶合、齿面磨损齿面磨损和和齿面塑性流动齿面塑性流动齿轮传动的失效形式：齿轮传动的失效形式：齿轮常用材料：优质碳素钢、合金钢齿轮常用材料：优质碳素钢、合金钢设计准则：设计准则：闭式齿轮闭式齿轮软齿面软齿面主要失效形式：主要失效形式：疲劳点蚀疲劳点蚀、轮齿的折断轮齿的折断首先按接触疲劳强度设计首先按接触疲劳强度设计，再按

16、弯曲强度较核。再按弯曲强度较核。闭式齿轮闭式齿轮硬齿面硬齿面主要失效形式：主要失效形式：轮齿的折断、轮齿的折断、疲劳点蚀疲劳点蚀首先按弯曲强度设计，首先按弯曲强度设计，再按接触强度较核再按接触强度较核。开式齿轮开式齿轮主要失效形式：磨损、轮齿的折断主要失效形式：磨损、轮齿的折断首先按弯曲强度设计，然后增大首先按弯曲强度设计，然后增大m(1020)%接触疲劳强度接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算公式各针对什么失效形式和弯曲疲劳强度计算公式各针对什么失效形式而设计的？而设计的？要求了解和掌握接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算公式中各参要求了解和掌握接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算公式中各参数的意义，数的意义

17、，比如齿形系数的含义？与那些因素有关比如齿形系数的含义？与那些因素有关？并会应用？并会应用接触疲劳强度接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算公式分析问题和解决问题。和弯曲疲劳强度计算公式分析问题和解决问题。影响接触疲劳强度的最主要的因素是什么？影响接触疲劳强度的最主要的因素是什么？影响弯曲疲劳强度的最主要的因素是什么？影响弯曲疲劳强度的最主要的因素是什么？怎样判断一对相啮合齿轮的接触疲劳强度的高低？怎样判断一对相啮合齿轮的接触疲劳强度的高低？怎样判断非一对相啮合齿轮的接触疲劳强度的高低？怎样判断非一对相啮合齿轮的接触疲劳强度的高低？怎样判断一对相啮合齿轮的弯曲疲劳强度的高低？怎样判断一对相啮合齿轮的弯

18、曲疲劳强度的高低？怎样判断非一对相啮合齿轮的弯曲疲劳强度的高低？怎样判断非一对相啮合齿轮的弯曲疲劳强度的高低？直直齿圆柱齿轮的受力分析：齿圆柱齿轮的受力分析：力的大小：力的大小：力的方向：力的方向：Fr均指向各自的轮心均指向各自的轮心圆周力圆周力径向力径向力法向力法向力一对相啮合直齿圆柱齿轮力的关系：一对相啮合直齿圆柱齿轮力的关系：1、分离出受力体、分离出受力体2、力画在啮合点处、力画在啮合点处3、力画在、力画在1/2 b处处Ft1与本身的转向相反与本身的转向相反Ft2与本身的转向相同与本身的转向相同1、计算、计算主从主从动轮的动轮的H和和F都用都用T1和和d1代入公式进行计算。代入公式进行计

19、算。2、一对相啮合的大小齿轮的尺寸和材料虽然不同，但一对相、一对相啮合的大小齿轮的尺寸和材料虽然不同，但一对相啮合的齿轮其接触应力是相等的啮合的齿轮其接触应力是相等的H1=H2 。齿轮传动时，在法向力的作用下，轮齿上主要产生弯曲应力齿轮传动时，在法向力的作用下，轮齿上主要产生弯曲应力F 和接触应力和接触应力H 。但由于但由于H1=H2，所以判断一对相啮合的齿轮的接触强度的高所以判断一对相啮合的齿轮的接触强度的高低，只需判断低，只需判断H1;H2的高低。的高低。很显然很显然H大者既为接触大者既为接触强度高者。反之强度高者。反之H小者既接触强度低者。小者既接触强度低者。4、对接触应力和接触强度影响

20、最主要的参数是、对接触应力和接触强度影响最主要的参数是d1或或a5、一对相啮合的齿轮，由于齿数不同，即、一对相啮合的齿轮，由于齿数不同，即Z1Z2，所，所以以YFa1YFa2，YSa1YSa2也不同。也不同。很显然一对相啮合的齿很显然一对相啮合的齿轮其弯曲应力是不相等的轮其弯曲应力是不相等的F1F2。3、如何判断、如何判断一对相啮合的齿轮的接触强度的高低，一对相啮合的齿轮的接触强度的高低，判断强判断强度的高低，需看能力和负担的比值，既度的高低，需看能力和负担的比值，既/的比值。的比值。由于大小齿轮的材料和热处理不同，所以由于大小齿轮的材料和热处理不同，所以 H1H2，由于大小齿轮的材料和热处理

21、不同，所以由于大小齿轮的材料和热处理不同，所以F1F2，但由于但由于 F1F2，所以判断一对相啮合的齿轮的弯曲强度的高低所以判断一对相啮合的齿轮的弯曲强度的高低7、对弯曲应力和弯曲强度影响最主要的参数是、对弯曲应力和弯曲强度影响最主要的参数是m。8、按弯曲强度设计齿轮时，首先按设计公式求出、按弯曲强度设计齿轮时，首先按设计公式求出m，再取标再取标准值。准值。如是开式齿轮需先将计算出的如是开式齿轮需先将计算出的m扩大（扩大（1020）%后再后再取标准值。取标准值。6、如何判断一对相啮合的齿轮的弯曲强度的高低，判断强度如何判断一对相啮合的齿轮的弯曲强度的高低，判断强度的高低，需看能力和负担的比值，

22、既的高低，需看能力和负担的比值，既/的比值。的比值。要看判别式要看判别式 和和 的高低。的高低。很显然判别很显然判别式大者既为弯曲强度高者。反之判别式小者既弯曲强度低者。式大者既为弯曲强度高者。反之判别式小者既弯曲强度低者。圆周力圆周力径向力径向力力的大小：力的大小：轴向力轴向力斜齿圆柱齿轮的受力分析：斜齿圆柱齿轮的受力分析：一对相啮合的斜齿轮，一对相啮合的斜齿轮，其螺旋角大小相等旋其螺旋角大小相等旋向相反。向相反。一对相啮合斜齿圆柱齿轮力的关系一对相啮合斜齿圆柱齿轮力的关系力的方向：力的方向：Fa1根据主动轮是左、右旋，根据主动轮是左、右旋，用左、右手法则用左、右手法则,手的四指表示手的四指

23、表示主动轮的旋转方向，主动轮的旋转方向，大拇指的大拇指的指向即为轴向力的方向。指向即为轴向力的方向。Fa2与主动轮轴向力方向相反与主动轮轴向力方向相反例：例：1、分离出受力体、分离出受力体2、力画在啮合点处、力画在啮合点处3、力画在、力画在 b/2 处处Ft1与本身的转向相反与本身的转向相反Ft2与本身的转向相同与本身的转向相同Fr均指向各自的轮心均指向各自的轮心力的大小：力的大小：圆周力圆周力径向力径向力轴向力轴向力一对相啮合齿轮一对相啮合齿轮的受力关系：的受力关系：力的方向：力的方向：Fa指向大端指向大端直齿圆锥齿轮的受力分析直齿圆锥齿轮的受力分析Ft1与本身的转向相反与本身的转向相反Ft

24、2与本身的转向相同与本身的转向相同Fr均指向各自的轮心均指向各自的轮心蜗蜗 杆杆 传传 动动蜗杆传动是用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗杆传动是用来传递两交错轴之间的运动和动力。通常两轴在通常两轴在空间是互相垂直而不相交（交错角为空间是互相垂直而不相交（交错角为90）。）。蜗杆传动在机床、蜗杆传动在机床、汽车、仪器、冶金、矿山及起重设备等有广泛的应用。汽车、仪器、冶金、矿山及起重设备等有广泛的应用。蜗蜗杆传动的特点及应用杆传动的特点及应用1）传动比大，在动力传动中单级传动比一）传动比大，在动力传动中单级传动比一般为般为880，只传递运动时，单级传动比可，只传递运动时，单级传动比可达达1000

25、，结构紧凑。，结构紧凑。蜗杆传动的优缺点：蜗杆传动的优缺点：4）蜗杆传动效率低。滑动速度大，发热量大，宜产生胶合、）蜗杆传动效率低。滑动速度大，发热量大，宜产生胶合、磨损。蜗轮常用减磨材料，成本高。磨损。蜗轮常用减磨材料，成本高。3）当）当v 时，蜗杆传动具有自锁性。时，蜗杆传动具有自锁性。2）蜗杆为连续的螺旋齿，与蜗轮轮齿的啮合过程是连续的，）蜗杆为连续的螺旋齿，与蜗轮轮齿的啮合过程是连续的，同时啮合的齿的对数又多，故传动平稳，没有噪音。同时啮合的齿的对数又多，故传动平稳，没有噪音。中间平面中间平面通过蜗杆轴线并与蜗轮轴通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线相垂直的平面叫中间平面。线相垂直的平面叫中间平面

26、。阿基米德阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面相当于直齿条和蜗杆和蜗轮在中间平面相当于直齿条和渐开线齿轮啮合。渐开线齿轮啮合。蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相同。由于蜗杆传动效率低，蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相同。由于蜗杆传动效率低，相对滑动速度大，发热量就大，相对滑动速度大，发热量就大，更容易产生磨损与胶合。更容易产生磨损与胶合。由于蜗杆齿是连续的螺旋，且材料强度也较高，所以由于蜗杆齿是连续的螺旋，且材料强度也较高，所以失效总是失效总是出现在蜗轮上，出现在蜗轮上，只需对蜗轮进行强度计算。只需对蜗轮进行强度计算。蜗杆传动的失效形式蜗杆传动的失效形式中间平面中间平面阿基米德蜗杆螺旋线的形成与螺纹的阿基米

27、德蜗杆螺旋线的形成与螺纹的形成相同。形成相同。实践证明，实践证明，在一般情况下蜗轮轮齿因弯曲疲劳强度不够而失效在一般情况下蜗轮轮齿因弯曲疲劳强度不够而失效的情况很少，只有在齿数很多（的情况很少，只有在齿数很多（Z2 90100 ）或开式传动中，）或开式传动中，才需以保证齿根弯曲疲劳强度为设计准则。才需以保证齿根弯曲疲劳强度为设计准则。蜗蜗杆传动的设计准则杆传动的设计准则对于闭式蜗杆传动，由于发热量大，散热困难，所以还要进行对于闭式蜗杆传动，由于发热量大，散热困难，所以还要进行热平衡计算，避免过高的温升引起润滑失效，导致齿面胶合。热平衡计算，避免过高的温升引起润滑失效，导致齿面胶合。蜗杆蜗杆、蜗

28、轮的材料选择蜗轮的材料选择蜗杆、蜗轮的材料不仅要求有足够的强度，更重要的应使配对蜗杆、蜗轮的材料不仅要求有足够的强度，更重要的应使配对材料具有良好的减磨性、耐磨性和跑合性能。材料具有良好的减磨性、耐磨性和跑合性能。常用的蜗轮材料为铸造锡青铜常用的蜗轮材料为铸造锡青铜ZQSn101，ZQSn663 铸铝青铜铸铝青铜 ZQAl94及灰铸铁及灰铸铁HT1533，HT2040蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成。蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成。对于闭式对于闭式蜗杆蜗杆传动通常按齿面接触疲劳强度进行设计，然后按传动通常按齿面接触疲劳强度进行设计，然后按弯曲疲劳强度进行校核。弯曲疲劳强度进行校核。圆柱蜗杆传动的圆柱

29、蜗杆传动的基本参数基本参数1、模数、模数m和压力角和压力角2、蜗杆直径系数、蜗杆直径系数q在此在此d1、m 都是标准值。而蜗杆直径系数都是标准值。而蜗杆直径系数q 是导出值。是导出值。3、蜗杆的头数、蜗杆的头数Z1（Z1=14）4、传动比、传动比i蜗杆的头数蜗杆的头数Z1需根据传动比和效率来决定。需根据传动比和效率来决定。由于蜗杆的螺旋线的形成与螺纹的由于蜗杆的螺旋线的形成与螺纹的螺旋线的形成是相同的。所以蜗杆螺旋线的形成是相同的。所以蜗杆的分度圆上的导程角的分度圆上的导程角蜗杆的导程蜗杆的导程蜗杆轴向齿距蜗杆轴向齿距自锁条件：自锁条件：6、蜗轮的齿数、蜗轮的齿数Z25、蜗杆的分度圆导程角、蜗

30、杆的分度圆导程角蜗杆传动的受力分析：蜗杆传动的受力分析：蜗蜗杆传动的受力分析和斜齿轮传杆传动的受力分析和斜齿轮传动相似，蜗杆上力的大小，借助动相似，蜗杆上力的大小，借助于蜗轮受力确定。于蜗轮受力确定。力的大小：力的大小：蜗杆和蜗轮相啮合时，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大蜗杆和蜗轮相啮合时，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大小相等，并且旋向相同。小相等，并且旋向相同。蜗杆传动的受力分析：蜗杆传动的受力分析：力的方向：力的方向：Ft1与本身的转向相反与本身的转向相反Ft2与本身的转向相同与本身的转向相同Fr指向各自的轮心指向各自的轮心Fa1根据蜗杆的左、右旋根据蜗杆的左、右旋用左、右手法则来判断蜗杆用左、

31、右手法则来判断蜗杆的轴向力。的轴向力。Fa2与与Ft1的方向相反的方向相反蜗轮转向的判断可借蜗轮转向的判断可借助于助于Ft2的方向。的方向。蜗杆和蜗轮相啮合时，蜗杆蜗杆和蜗轮相啮合时，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大的导程角与蜗轮的螺旋角大小相等，并且旋向相同。小相等，并且旋向相同。蜗杆主动时：蜗杆主动时：蜗轮主动时：蜗轮主动时：滑动速度：滑动速度：蜗杆传动效率蜗杆传动效率:导程角导程角是影响蜗杆传动啮合效率最主要的参是影响蜗杆传动啮合效率最主要的参数。数。1将随着将随着角的增加而增加。角的增加而增加。蜗轮轮齿与斜齿轮有哪些区别？蜗轮轮齿与斜齿轮有哪些区别？蜗杆传动的中心距等于什么蜗杆传动的中心距

32、等于什么?轴轴 轴的主要功能是用来支承旋转零件、传递力、转矩和运动。轴的主要功能是用来支承旋转零件、传递力、转矩和运动。它是机械设备中的重要零件之一。它是机械设备中的重要零件之一。根据轴的承载情况，可分为根据轴的承载情况，可分为转轴转轴、心轴心轴和和传动轴传动轴。转轴转轴工作中既受弯矩又受扭矩的轴称为转轴。工作中既受弯矩又受扭矩的轴称为转轴。心轴心轴只受弯矩而不受扭矩的轴称为心轴。只受弯矩而不受扭矩的轴称为心轴。心轴又分为心轴又分为转动心轴转动心轴和和不转动心轴。不转动心轴。如自行如自行车的前轴就是一个不转动的心轴。车的前轴就是一个不转动的心轴。传动轴传动轴只受扭矩而不受弯矩的轴称为传动轴。只

33、受扭矩而不受弯矩的轴称为传动轴。转转 轴轴转动心轴转动心轴固定心轴固定心轴传动轴传动轴载荷载荷应力应力弯矩、扭矩弯矩、扭矩弯矩弯矩弯矩弯矩扭矩扭矩轴的材料应具有一定的强度、刚度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。轴的材料应具有一定的强度、刚度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。同时还应考虑工艺性和经济性。同时还应考虑工艺性和经济性。轴的材料主要采用碳素钢与合轴的材料主要采用碳素钢与合金钢。金钢。轴的结构设计（重点）轴的结构设计（重点）轴的强度计算主要有三种方法，轴的强度计算主要有三种方法，许用切应力计算法；许用切应力计算法；许用许用弯曲应力计算法；弯曲应力计算法；安全系数校核计算法。安全系数校核计算法。轴轴的强度

34、计算，应根据轴的受载情况，采用相应的计算方法。的强度计算，应根据轴的受载情况，采用相应的计算方法。轴的主要失效形式：轴的主要失效形式：疲劳断裂和变形疲劳断裂和变形一、零件在轴上的轴向固定一、零件在轴上的轴向固定二、零件在轴上的周向定位二、零件在轴上的周向定位三、确定轴的各段直径和长度三、确定轴的各段直径和长度四、提高轴的疲劳强度、避免或减少应力集中四、提高轴的疲劳强度、避免或减少应力集中一、许用切应力计算法一、许用切应力计算法对于仅承受转矩或主要承受转矩的传动轴，可以用此法计对于仅承受转矩或主要承受转矩的传动轴，可以用此法计算。算。此外在开始设计转轴时，由于支点的距离一般还不知此外在开始设计转

35、轴时，由于支点的距离一般还不知道，力的作用点也不知道，所以无法直接按弯扭组合计算道，力的作用点也不知道，所以无法直接按弯扭组合计算法计算转轴。法计算转轴。这时常用此法初估转轴的直径，适当降低许这时常用此法初估转轴的直径，适当降低许用扭转剪应力来考虑弯矩的影响。用扭转剪应力来考虑弯矩的影响。按按上式计算的直径，还上式计算的直径，还应考虑轴上是否有键槽。应考虑轴上是否有键槽。有一个键槽，轴径应增有一个键槽，轴径应增大大3%；开两个键槽轴径；开两个键槽轴径应增大应增大7%。在在许用弯曲应力计算许用弯曲应力计算中，计算当量弯矩时中，计算当量弯矩时式中的式中的 是考虑到弯曲力矩与扭转力矩所产生的应力循环

36、特是考虑到弯曲力矩与扭转力矩所产生的应力循环特性不同，而引入的系数。性不同，而引入的系数。也就是也就是将扭转力矩转化为当量弯矩将扭转力矩转化为当量弯矩的折合系数。的折合系数。这是因为弯矩所产生的弯曲应力是对称循环性这是因为弯矩所产生的弯曲应力是对称循环性质的应力，而轴的扭转力矩所产生的扭转剪应力不一定是对质的应力，而轴的扭转力矩所产生的扭转剪应力不一定是对称循环性质的应力，由于两者的应力性质不同，而将两者直称循环性质的应力，由于两者的应力性质不同，而将两者直接相迭加，显然是不合理的，故引入系数接相迭加，显然是不合理的，故引入系数。其其因为轴的材料一般都是碳素钢或合金钢。对于结构钢，轴的弯因为轴

37、的材料一般都是碳素钢或合金钢。对于结构钢，轴的弯曲力矩与扭转力矩的合成，可按第三强度理论计算，其当量弯曲力矩与扭转力矩的合成，可按第三强度理论计算，其当量弯矩为：矩为：二、许用弯曲应力计算法二、许用弯曲应力计算法对于对于不变不变的扭矩的扭矩对于对于脉动脉动的扭矩的扭矩对于对于对称循环的扭矩对称循环的扭矩滑滑 动动 轴轴 承承滑动轴承是支承轴的部件或零件，有时也用来支承轴上的传滑动轴承是支承轴的部件或零件，有时也用来支承轴上的传动零件。动零件。在工作中轴颈与轴承孔之间构成滑动摩擦。在工作中轴颈与轴承孔之间构成滑动摩擦。滑动轴承的类型、特点和应用滑动轴承的类型、特点和应用根据滑动轴承工作时的润滑状

38、态不同，可分为根据滑动轴承工作时的润滑状态不同，可分为液体润滑轴承液体润滑轴承和和非非液液体润滑轴承。体润滑轴承。非非液体润滑滑动轴承液体润滑滑动轴承是摩擦表面在工作时不能完全被润滑油隔是摩擦表面在工作时不能完全被润滑油隔开，有表面的直接接触。开，有表面的直接接触。一、径向滑动轴承的结构型式一、径向滑动轴承的结构型式常用的径向滑动轴承有整体式和剖分式两种常用的径向滑动轴承有整体式和剖分式两种1、整体式径向滑动轴承、整体式径向滑动轴承2、剖分式径向滑动轴承、剖分式径向滑动轴承液体润滑轴承液体润滑轴承是摩擦表面在工作时完全被润滑油隔开，这种轴是摩擦表面在工作时完全被润滑油隔开，这种轴承的摩擦阻力取

39、决于润滑油内部分子间的摩擦力，承的摩擦阻力取决于润滑油内部分子间的摩擦力，非非液体润滑径向滑动轴承液体润滑径向滑动轴承的的主要失效形式是磨损和胶合主要失效形式是磨损和胶合。由。由于影响因素很多，难以精确计算，因此目前仍采用简化的条于影响因素很多，难以精确计算，因此目前仍采用简化的条件性计算，其计算准则是：件性计算，其计算准则是：1、限制轴承的平均压强、限制轴承的平均压强 p为了保证轴承的润滑，不产生过度的磨损，为了保证轴承的润滑，不产生过度的磨损，应限制轴承的平均压强应限制轴承的平均压强 P二、二、非非液体润滑径向轴承的设计计算液体润滑径向轴承的设计计算2、限制轴承的、限制轴承的 pv值值3、

40、限制轴承的、限制轴承的 v值值轴瓦轴瓦和和轴承衬轴承衬常用材料有：常用材料有：1）轴承合金（通称巴氏合金）轴承合金（通称巴氏合金）2）青铜合金）青铜合金 3）铸铁）铸铁2）两板之间必须有相对运动，其速度必须足够的大，可以使）两板之间必须有相对运动，其速度必须足够的大，可以使液体连续不断地泵入油楔中，依靠运动中的楔形挤压作用来建液体连续不断地泵入油楔中，依靠运动中的楔形挤压作用来建立压力油膜。立压力油膜。三、形成液体动压润滑的基本条件三、形成液体动压润滑的基本条件1）两板沿运动方向之间的间隙，必须是由大变小的形状，即必）两板沿运动方向之间的间隙，必须是由大变小的形状，即必须呈须呈 收敛楔形间隙。

41、收敛楔形间隙。4）其润滑油要有一定的粘度，粘度越大，承载能力越大。）其润滑油要有一定的粘度，粘度越大，承载能力越大。3）要有充分、足够的供油量。）要有充分、足够的供油量。径向滑动轴承形成流体动压润滑的过程一般分为四个阶段径向滑动轴承形成流体动压润滑的过程一般分为四个阶段由于轴颈与轴承孔的相对偏心由于轴颈与轴承孔的相对偏心，轴颈沉在下部，轴颈沉在下部，轴颈表面与轴颈表面与轴承孔表面构成了收敛楔形间隙，轴承孔表面构成了收敛楔形间隙，这就满足了形成动压油膜这就满足了形成动压油膜的首要条件。的首要条件。第一阶段为第一阶段为安装准备安装准备阶段阶段第二阶段为启动阶段第二阶段为启动阶段当轴颈开始旋转时速度

42、很低，当轴颈开始旋转时速度很低，轴颈与轴承表面直接接触，轴颈与轴承表面直接接触，产生产生的摩擦力迫使轴颈沿孔壁向右的摩擦力迫使轴颈沿孔壁向右（即与轴颈转向相反的方向）（即与轴颈转向相反的方向）爬爬升。升。一阶段一阶段二阶段二阶段三阶段三阶段四阶段四阶段第三阶段第三阶段 启动加速启动加速阶段阶段启动以后，启动以后，随着轴颈转速的增大，带入楔形间隙的油量也逐渐随着轴颈转速的增大，带入楔形间隙的油量也逐渐增加，这时右侧楔形间隙逐渐形成压力油，压力油将轴颈推向增加，这时右侧楔形间隙逐渐形成压力油，压力油将轴颈推向左边，左边，同时逐渐建立起压力油膜，使轴浮起。同时逐渐建立起压力油膜，使轴浮起。当轴颈达到

43、工作转速时，轴颈便稳定在一定的偏心位置上，当轴颈达到工作转速时，轴颈便稳定在一定的偏心位置上，这这时，轴承时，轴承间隙间隙处于液体动力润滑状态，处于液体动力润滑状态，形成一稳定的压力油膜，形成一稳定的压力油膜，压力油膜将轴颈完全托起。压力油膜将轴颈完全托起。油膜内的压力，其垂直方向的合力油膜内的压力，其垂直方向的合力与与外载荷外载荷F 平衡，平衡，其水平方向的压力，左右自行抵消。其水平方向的压力，左右自行抵消。第四阶段第四阶段 正常工作正常工作阶段阶段一阶段一阶段二阶段二阶段三阶段三阶段四阶段四阶段滚滚 动动 轴轴 承承滚动轴承的功能是在保证轴承有足够寿命条件下，用以支承滚动轴承的功能是在保证

44、轴承有足够寿命条件下，用以支承轴轴的部件，可以减少运动付之间的摩擦，的部件，可以减少运动付之间的摩擦，使运动付转动灵活。滚使运动付转动灵活。滚动轴承是利用滚动摩擦原理设计而成的。所以叫做滚动轴承。动轴承是利用滚动摩擦原理设计而成的。所以叫做滚动轴承。滚动轴承的材料滚动轴承的材料滚动轴承的内外环和滚动体一般用含铬的合金钢制造，如：滚动轴承的内外环和滚动体一般用含铬的合金钢制造，如：GCr15 GCr15SiMn 等。等。滚动轴承的类型滚动轴承的类型在新的国家标准中滚动轴承共分为在新的国家标准中滚动轴承共分为12种类型，各类轴承的结构种类型，各类轴承的结构形式，工作性能都有所不同，分别适用于不同载

45、荷、转速及特形式，工作性能都有所不同，分别适用于不同载荷、转速及特殊的工作条件。殊的工作条件。滚动轴承是由滚动轴承是由内环、内环、外环外环、滚动体滚动体和和保持架保持架四种零件组成。四种零件组成。滚滚 动动 轴轴 承承向向 心心 轴轴 承承球轴承球轴承双列角接触球轴承双列角接触球轴承（6，0）角接触球轴承角接触球轴承 （6 ，7）四点接触球轴承四点接触球轴承 （6 ，QJ)滚子轴承滚子轴承球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承推推力力轴轴承承球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承深沟球轴承深沟球轴承 （0 ，6 ）双列深沟球轴承双列深沟球轴承（0 ，4）调心球轴承调心球轴承 （1 ，1 ）外球面球轴承外球面球轴承

46、 （0 ，U ）圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 （2 ，N ）调心滚子轴承调心滚子轴承 （3 ，2）圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 （7 ，3）推力球轴承推力球轴承 （8，5）双向推力球轴承双向推力球轴承 （8，5）推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承 （9，2）推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承 （9，8）对于向心滚子轴承：对于向心滚子轴承：对于向心球轴承：对于向心球轴承：考虑到轴承游隙和内外圈变形的影响考虑到轴承游隙和内外圈变形的影响因为轴承的寿命是由受力最大的滚动体所决定的因为轴承的寿命是由受力最大的滚动体所决定的向心轴承在径向力作用下的载荷分布向心轴承在径向力作用下的载荷分布滚动轴承的受力分析与载荷计算

47、滚动轴承的受力分析与载荷计算 向心轴承仅受径向载荷时，向心轴承仅受径向载荷时，此时上半圈滚动体不受力，只有下此时上半圈滚动体不受力，只有下半圈滚动体受力，半圈滚动体受力，而且下半圈各滚动体受力而且下半圈各滚动体受力大小也是不同的大小也是不同的，处于最下方的滚动体受力最大。处于最下方的滚动体受力最大。角接触轴承角接触轴承只作用径向载荷只作用径向载荷Fr时，由于轴承本身的结构上的特时，由于轴承本身的结构上的特点，即在套圈和滚动体之间存在着接触角点，即在套圈和滚动体之间存在着接触角，这时轴承，这时轴承除了产除了产生一个径向分力之外，生一个径向分力之外，还会产生一个附加轴向分力。还会产生一个附加轴向分

48、力。滚动轴承的各元件受到的都是变载荷和变应力的作用。滚动轴承的各元件受到的都是变载荷和变应力的作用。滚动轴承的代号滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多，滚动轴承的类型很多，而各类轴承又有不同的结构、尺寸、精而各类轴承又有不同的结构、尺寸、精度和技术要求，为便于组织生产和选用滚动轴承。度和技术要求，为便于组织生产和选用滚动轴承。国家标准规国家标准规定了滚动轴承代号。定了滚动轴承代号。我国滚动轴承的代号由我国滚动轴承的代号由基本代号、基本代号、前置代号前置代号和和后置代号后置代号构成，构成，其排列顺序见下表。其排列顺序见下表。前置代号前置代号基基 本本 代代 号号后置代号后置代号成套轴承成套轴承分部

49、件代分部件代号号()类型类型代号代号 内径内径代号代号或加或加内部结构内部结构改变公差改变公差等级及其等级及其他他尺寸系列代号尺寸系列代号宽（高）度宽（高）度系列代号系列代号直径系列直径系列 代号代号滚动轴承代号是由滚动轴承代号是由字母加数字字母加数字组成的。组成的。主要用来表示滚动轴承主要用来表示滚动轴承的结构、尺寸、公差等级、技术性能等特征的。的结构、尺寸、公差等级、技术性能等特征的。基本代号基本代号是轴承代号的核心。轴承基本代号包括三项内容是轴承代号的核心。轴承基本代号包括三项内容滚动轴承的失效形式滚动轴承的失效形式1）疲劳点蚀）疲劳点蚀 2）磨损）磨损 3）塑性变形）塑性变形基基 本本

50、 代号代号类型类型代号代号 内径内径代号代号尺寸系列代号尺寸系列代号宽（高）度宽（高）度系列代号系列代号直径系列直径系列 代号代号深沟球轴承深沟球轴承 （0 ，6 ）圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 （2 ，N ）角接触球轴承角接触球轴承（6 ，7 ）圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 （7 ，3 ）推力球轴承推力球轴承 （8 ，5）常用的常用的滚动轴承滚动轴承基本额定寿命和基本额定寿命和基本额定动载荷基本额定动载荷基本额定寿命基本额定寿命是指一批完全相同的轴承，在同一条件下运是指一批完全相同的轴承，在同一条件下运转，其中转，其中90%的轴承在发生疲劳点蚀前所经历的总转数，的轴承在发生疲劳点蚀前所经历的总转数，