1、軸：軸：1直軸按承受載荷的性質(zhì)分為三類直軸按承受載荷的性質(zhì)分為三類2軸設(shè)計的主要內(nèi)容和軸的設(shè)計步驟軸設(shè)計的主要內(nèi)容和軸的設(shè)計步驟傳動軸：在工作中主要承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩或承受彎矩很小。傳動軸：在工作中主要承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩或承受彎矩很小。心軸：在工作中只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩。心軸又分為固定心軸和轉(zhuǎn)動心軸。心軸：在工作中只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩。心軸又分為固定心軸和轉(zhuǎn)動心軸。轉(zhuǎn)軸：在工作中既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸：在工作中既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩。軸的設(shè)計包括兩個主要內(nèi)容：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和軸的強度計算。軸的設(shè)計包括兩個主要內(nèi)容：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和軸的強度計算。軸的設(shè)計步驟：軸的設(shè)計步驟： 1）選擇軸

2、的材料；）選擇軸的材料；2）估算軸的最小直徑；）估算軸的最小直徑；3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 4）軸的強度校核；）軸的強度校核；5）必要時進行軸的剛度計算和振動穩(wěn)定性計算。）必要時進行軸的剛度計算和振動穩(wěn)定性計算。mmnPAdmin30=扭轉(zhuǎn)強度公式扭轉(zhuǎn)強度公式3軸的剛度條件指標(biāo)和提高剛度的措施軸的剛度條件指標(biāo)和提高剛度的措施軸的剛度條件為：軸的剛度條件為：撓撓 度：度： y y 偏轉(zhuǎn)角：偏轉(zhuǎn)角： 提高軸剛度的措施：增大軸的直徑。提高軸剛度的措施：增大軸的直徑。（注意：用合金鋼代替碳素鋼不能提高軸的剛度。）（注意：用合金鋼代替碳素鋼不能提高軸的剛度。）123456781滾動體和內(nèi)、外圈

3、所受的載荷和應(yīng)力滾動體和內(nèi)、外圈所受的載荷和應(yīng)力滑動軸承、滾動軸承滑動軸承、滾動軸承2滾動軸承的失效形式滾動軸承的失效形式滾動軸承的主要失效形式（又稱正常失效形式）是滾動體或內(nèi)外圈滾道上發(fā)生疲滾動軸承的主要失效形式（又稱正常失效形式）是滾動體或內(nèi)外圈滾道上發(fā)生疲勞點蝕。當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低勞點蝕。當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低(n10r/min)或只慢慢擺動，且靜載荷很大時，其失效形式是或只慢慢擺動，且靜載荷很大時，其失效形式是滾動體或內(nèi)外圈滾道表面發(fā)生塑性變形。滾動體或內(nèi)外圈滾道表面發(fā)生塑性變形。在滾動軸承正常工作時，滾動體和內(nèi)外圈滾道均受變載荷和變應(yīng)力。其中，滾動在滾動軸承正常工作時，滾動體和內(nèi)外圈滾道均受變載

4、荷和變應(yīng)力。其中，滾動體和轉(zhuǎn)動套圈承受周期性非穩(wěn)定脈動循環(huán)的變載荷（變接觸應(yīng)力），固定套圈則承受體和轉(zhuǎn)動套圈承受周期性非穩(wěn)定脈動循環(huán)的變載荷（變接觸應(yīng)力），固定套圈則承受穩(wěn)定的脈動循環(huán)的變載荷（接觸應(yīng)力）。穩(wěn)定的脈動循環(huán)的變載荷（接觸應(yīng)力）。3滾動軸承的基本額定壽命滾動軸承的基本額定壽命基本額定壽命：一批相同的軸承在相同的條件下運轉(zhuǎn)，當(dāng)其中基本額定壽命：一批相同的軸承在相同的條件下運轉(zhuǎn)，當(dāng)其中10%的軸承發(fā)生疲的軸承發(fā)生疲勞點蝕破壞（勞點蝕破壞（90%的軸承沒有發(fā)生點蝕）時，軸承轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)的軸承沒有發(fā)生點蝕）時，軸承轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù) L10（單位為（單位為10E6轉(zhuǎn)），轉(zhuǎn)），或在一定轉(zhuǎn)速下工作的

5、小時數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下工作的小時數(shù) Lh（單位為小時）。（單位為小時）。1動壓油膜形成條件動壓油膜形成條件2未形成動壓潤滑的滑動軸承的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則和驗算內(nèi)容，未形成動壓潤滑的滑動軸承的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則和驗算內(nèi)容，液體動壓潤滑軸承設(shè)計時也要進行的計算液體動壓潤滑軸承設(shè)計時也要進行的計算失效形式：磨損、膠合失效形式：磨損、膠合設(shè)計準(zhǔn)則：維護邊界油膜不被破壞，盡量減少軸承材料的磨損。設(shè)計準(zhǔn)則：維護邊界油膜不被破壞，盡量減少軸承材料的磨損。驗算內(nèi)容：驗算內(nèi)容： 為防止過度磨損，驗算：為防止過度磨損，驗算：P p MPa 為防止溫升過高而膠合，驗算：為防止溫升過高而膠合，驗算：Pv= Pv MPa

6、m/s 為防止局部過度磨損，驗算：為防止局部過度磨損，驗算：V = v m/s 因為在液體動壓潤滑滑動軸承的啟動和停車過程中，也是處于非液體摩因為在液體動壓潤滑滑動軸承的啟動和停車過程中，也是處于非液體摩擦狀態(tài)，也會發(fā)生磨損，也需要進行上述三個條件的驗算。擦狀態(tài)，也會發(fā)生磨損，也需要進行上述三個條件的驗算。(1) 相對運動的兩表面必須構(gòu)成收斂的楔形間隙；相對運動的兩表面必須構(gòu)成收斂的楔形間隙；(2) 兩表面必須有一定的相對速度，其運動方向應(yīng)使?jié)櫥蛷拇罂诹魅搿男杀砻姹仨氂幸欢ǖ南鄬λ俣龋溥\動方向應(yīng)使?jié)櫥蛷拇罂诹魅搿男】诹鞒觯豢诹鞒觯?3) 潤滑油必須具有一定的粘度，且供油要充分。潤滑

7、油必須具有一定的粘度，且供油要充分。1.1.一齒輪減速器的中間軸由代號為一齒輪減速器的中間軸由代號為6212 6212 的滾動軸承支承，已知其徑向載的滾動軸承支承，已知其徑向載荷荷FrFr = 6000 N= 6000 N，無軸向載荷，基本額定動載荷，無軸向載荷，基本額定動載荷C = 36800 NC = 36800 N，軸的轉(zhuǎn)速軸的轉(zhuǎn)速為為n n = 400 r/min= 400 r/min，載荷平穩(wěn)，常溫下工作，已工作過，載荷平穩(wěn)，常溫下工作，已工作過5000 h5000 h，問：，問：1 1）該軸承還能繼續(xù)使用多長時間？）該軸承還能繼續(xù)使用多長時間？2 2）若從此后將載荷改為原載荷的）若

8、從此后將載荷改為原載荷的50%50%，軸承還能繼續(xù)使用多長時間？，軸承還能繼續(xù)使用多長時間？解：解： (1) 已知其徑向載荷已知其徑向載荷 Fr = 6000 N，無軸向載荷，且載荷平穩(wěn)，常溫下工作，無軸向載荷，且載荷平穩(wěn)，常溫下工作 因此：因此：fd =1，ft = 1 當(dāng)量動載荷：當(dāng)量動載荷： P = Fr = 6000N 求其壽命：求其壽命：h4 .9613)600036800(46010)PCf(n6010L366=0 00 0* *t th h已經(jīng)工作了已經(jīng)工作了5000h，還能工作的時間：，還能工作的時間：Lh = 9613.4 5000 = 4613.4 h(2) 若從此后將載荷

9、改為原載荷的若從此后將載荷改為原載荷的50%，即：，即：P減為以前的減為以前的50% 6)PCf(n6010Lt th h而而：=則：載荷變化后的壽命則：載荷變化后的壽命,軸承還能繼續(xù)使用的時間：軸承還能繼續(xù)使用的時間：h2 .36907h4 .4613X8L8L)2(L3 =h hh hh h2.2.一傳動裝置的錐齒輪軸用一對代號為一傳動裝置的錐齒輪軸用一對代號為3021230212的圓錐滾子軸承支承，的圓錐滾子軸承支承，布置如圖。已知軸的轉(zhuǎn)速為布置如圖。已知軸的轉(zhuǎn)速為1200r/min1200r/min，兩軸承所受的徑向載荷，兩軸承所受的徑向載荷F Fr r1= 8500N1= 8500N

10、，F(xiàn) Fr r2 =3400N2 =3400N。fdfd = 1 = 1，常溫下工作。軸承的預(yù)期壽，常溫下工作。軸承的預(yù)期壽命為命為1500015000小時。試求：小時。試求：1 1滾動軸承所受的軸向載荷滾動軸承所受的軸向載荷 FaFa1 1、FaFa2 22 2允許作用在軸上的最大軸向力允許作用在軸上的最大軸向力 FAFAN125482P,h15000)2P102000(16010)PCf(n6010L31066=求求得得2 20 00 0* *預(yù)預(yù)期期壽壽命命：t th h解：根據(jù)機解：根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計手冊械設(shè)計課程設(shè)計手冊查得查得30212軸承其：軸承其：e=0.4,Y=1.5,C=

11、102000N而：Fd=Fr/2Y因此：Fd1 = Fr1/2Y = 8500/3 = 2833.4 N，指向左，指向左 Fd2 = Fr2/2Y = 3400/3 = 1133.4 N，指向右，指向右由于：由于：Fd1Fd2，F(xiàn)d1與與FA同向同向所以：所以：Fd1+FA Fd2，右端軸承被壓緊，左端被放松，右端軸承被壓緊，左端被放松因此：因此：Fa1=Fd1= 2833.4 N (壓緊端壓緊端 ) ， Fa2=Fd1+FA （放松端）（放松端）而：Fa1/Fr1= 2833.4 /8500=0.33 e，P2=0.4 X 3400 + 1.5Fa2由于要求最大軸向力由于要求最大軸向力FA，

12、故用，故用P2進行計算：進行計算：從而求得：從而求得：Fa2 = 7458.6N，F(xiàn)A = 4625.2N，F(xiàn)a1 = 2833.4 N1. 蝸桿蝸輪的正確嚙合條件是什么？為增加蝸桿減速器蝸桿蝸輪的正確嚙合條件是什么？為增加蝸桿減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，決定用雙頭蝸桿代替原來的單頭蝸桿，輸出軸的轉(zhuǎn)速，決定用雙頭蝸桿代替原來的單頭蝸桿，問原來的蝸輪是否可以繼續(xù)使用？為什么？問原來的蝸輪是否可以繼續(xù)使用？為什么？答：答：1. 蝸桿蝸輪的正確嚙合條件：蝸桿蝸輪的正確嚙合條件：蝸桿的軸向模數(shù)蝸桿的軸向模數(shù)ma1等于蝸輪的端面模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)mt2，蝸桿的軸向壓力，蝸桿的軸向壓力角角a1等于蝸輪的端面壓

13、力角等于蝸輪的端面壓力角t1 ，蝸桿導(dǎo)程角，蝸桿導(dǎo)程角等于蝸輪螺旋角等于蝸輪螺旋角。2. 不可以。蝸輪蝸桿正確嚙合的條件中有不可以。蝸輪蝸桿正確嚙合的條件中有 = ，依題意，如用，依題意，如用原來的蝸輪，當(dāng)蝸桿頭數(shù)原來的蝸輪，當(dāng)蝸桿頭數(shù) z1 由由1 變?yōu)樽優(yōu)?，模數(shù)，模數(shù)m 和分度圓直徑和分度圓直徑d1 不能變，據(jù)不能變，據(jù) tg=z1m/d1=z1/q 可知，可知，tg 增大為原來的增大為原來的 2 倍，即倍，即導(dǎo)程角導(dǎo)程角 增大了，與蝸輪的螺旋角增大了，與蝸輪的螺旋角 不再相等。因此，不再符合不再相等。因此，不再符合蝸輪蝸桿的正確嚙合條件。蝸輪蝸桿的正確嚙合條件。蝸桿傳動蝸桿傳動2為什么

14、蝸桿傳動只計算蝸輪輪齒的強度，而不計為什么蝸桿傳動只計算蝸輪輪齒的強度，而不計算蝸桿齒的強度？閉式蝸桿傳動的主要失效形式與設(shè)計算蝸桿齒的強度？閉式蝸桿傳動的主要失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則？準(zhǔn)則？答：因為蝸桿材料的強度和硬度一般大于蝸輪材料的，故蝸答：因為蝸桿材料的強度和硬度一般大于蝸輪材料的，故蝸桿傳動的失效主要發(fā)生在蝸輪的輪齒上。所以強度計算一般也就桿傳動的失效主要發(fā)生在蝸輪的輪齒上。所以強度計算一般也就只計算蝸輪的了。只計算蝸輪的了。閉式蝸桿傳動的主要失效形式是齒面膠合、點蝕和磨損；其閉式蝸桿傳動的主要失效形式是齒面膠合、點蝕和磨損；其設(shè)計準(zhǔn)則是按齒面接觸疲勞強度條件計算蝸桿傳動的承載能力，設(shè)計準(zhǔn)

15、則是按齒面接觸疲勞強度條件計算蝸桿傳動的承載能力，在選擇許用應(yīng)力時適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響，同時應(yīng)進行熱平在選擇許用應(yīng)力時適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響，同時應(yīng)進行熱平衡計算。衡計算。齒輪傳動：齒輪傳動：閉式傳動的軟齒面齒輪：閉式傳動的軟齒面齒輪：主要失效：點蝕及塑性變形主要失效：點蝕及塑性變形閉式傳動的硬齒面齒輪閉式傳動的硬齒面齒輪開式傳動開式傳動主要失效：疲勞折斷或磨損主要失效：疲勞折斷或磨損設(shè)計準(zhǔn)則：接觸應(yīng)力設(shè)計準(zhǔn)則：接觸應(yīng)力HH FF 設(shè)計準(zhǔn)則：彎曲應(yīng)力設(shè)計準(zhǔn)則：彎曲應(yīng)力 v vA A載載荷荷系系數(shù)數(shù)：KKKKK =答題要點：答題要點：依題意：兩組齒輪中，每個齒輪的許用應(yīng)力都相等，只需比較其

16、接觸應(yīng)力和彎依題意：兩組齒輪中，每個齒輪的許用應(yīng)力都相等，只需比較其接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的大小來分析強度的高低。曲應(yīng)力的大小來分析強度的高低。1）比較接觸強度）比較接觸強度因兩對齒輪的傳動比以及齒寬相等，可以通過中心距（或齒輪直徑）的大小比因兩對齒輪的傳動比以及齒寬相等，可以通過中心距（或齒輪直徑）的大小比較兩對齒輪的接觸應(yīng)力。較兩對齒輪的接觸應(yīng)力。A 對齒輪：對齒輪：dA1=mA*zA1= 100mmB 對齒輪：對齒輪： dB2=mB*zB2= 100mm兩對齒輪的分度圓直徑相等，說明在相同的載荷下，接觸應(yīng)力一樣。又因為兩兩對齒輪的分度圓直徑相等，說明在相同的載荷下，接觸應(yīng)力一樣。又因為兩者許

17、用接觸應(yīng)力一樣，所以接觸強度相等。者許用接觸應(yīng)力一樣，所以接觸強度相等。2）比較彎曲強度）比較彎曲強度在中心距和齒寬以及所受載荷相同的條件下，可以通過模數(shù)的大小比較兩對齒在中心距和齒寬以及所受載荷相同的條件下，可以通過模數(shù)的大小比較兩對齒輪的彎曲應(yīng)力，輪的彎曲應(yīng)力，A 對齒輪模數(shù)較小，彎曲應(yīng)力較大，對齒輪模數(shù)較小，彎曲應(yīng)力較大，B 對齒輪模數(shù)較大，彎曲對齒輪模數(shù)較大，彎曲應(yīng)力較小。所以，應(yīng)力較小。所以，A 對齒輪彎曲強度較低，對齒輪彎曲強度較低，B 對齒輪彎曲強度較高。對齒輪彎曲強度較高。1 1有兩對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其材料、熱處理方式都相同，第有兩對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其材料、熱處理方式都相同

18、，第A A 對：對：mA mA = 2mm= 2mm，zAzA1 = 501 = 50，zAzA2 = 1502 = 150；第；第B B 對：對：mB mB = = 4mm4mm，zBzB1 = 251 = 25，zBzB2 = 752 = 75；其齒寬；其齒寬b b、小輪轉(zhuǎn)速、小輪轉(zhuǎn)速n n1 1、傳遞功、傳遞功率率P P 、載荷系數(shù)、載荷系數(shù)也相等。按無限壽命考慮，試分析哪對齒輪的接也相等。按無限壽命考慮，試分析哪對齒輪的接觸強度高，哪對齒輪的彎曲強度高？觸強度高，哪對齒輪的彎曲強度高？8.8.電機通過一對齒輪電機通過一對齒輪1 1和和2 2 帶動圓錐齒輪帶動圓錐齒輪3 3和和4 4，再通過蝸桿，再通過蝸桿5 5和和6 6帶動圓筒帶動圓筒7 7提升重物提升重物WW，輪，輪1 1轉(zhuǎn)向如圖