机械设计手册第2卷摘录

1、成大先主编机械设计丰册第五版 第巳卷2.机械设计手册第五版共5卷，涵盖了机械常规设计的所冇内容。其中第1卷包括一般设计资料，机械 制图、极限与配合、形状和位置公整及表面结构，常用机械工程材料，机构；第2卷包样连接与紧固，轴及其连 接，轴承，起1运输机械零部件，操作件、小五金及管件；第3卷包括汨滑与密封，弹簣,螺旋传动、岸探轮传 动，带、链传动，齿轮传动；第4卷包括多点啮合柔性传动.减速器、变速器，常用电机.电器及电动（液） 推杆与升降机，机械振动的控制及利用.机架设计.塑料制品与塑料注射成型樓具设计；第5卷包括液压传动， 液压控制，气压传动等。，机械设计手册第五版杲在总结前四版的成功经洽，考虑

2、广大读者的使用习惯及对机械设计手册提出 新要求的基础上进行编写的。机械设计手册保持了前四版的风格、转色和品位：突出实用性，从机拡设计人 员的角度考虑，合理安排内容取舍和编排体系；强调准确性，数据、资料主要来自标准、规范和其他权威资料， 设计方法、公式、参数选用经过长期实践检验，设计举例来自工程实践；反映先进性，增加了许多适合我国国 悄、具有广匍应用前景的新材料、新方法、新技术、新工艺，采用了最新的标准、规范，广泛收集了具有先进水 平并实现标准化的新产品；突出了实用、便查的待点。机械设计手册可件为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书.也可供高等院校有关专业师生餐考 使用。图书在版编目（CIP）

3、数据机械设计手册第2卷倣大先主编 一5版.一北京： 化学工业出版社，2007.11ISBN 978-7-122-01409-2I 机！i 成in 机械设计技术手册 "TH122-62中国版本图书馆CIP数据核字（2007 ）第164152号责任编辑：罔国庆张兴辉王烽贾娜文字编辑：闻敏张燕文责任较对：李 林 王素芹装緘设计：尹琳琳出版发行：化学工业出版社（北京市东城区靑年湖南街13号 邮政编码100011） 印北京云浩印刷有限责任公司装订：三河市万龙印装有限公司J787mm x 1092mm /16 印张 100% 字数 36辛5 千字1969年6月第版2008年4月北京第5版*28次

4、印刷购书咨询（传真：01064519686） 售后服务网 址:http: /www cip. com. cn凡购买本书，如有缺损质问题，本社销色中心负责调换。定 价:130.00元京化广临字20C8-10号版权所有违者必究6-4钢；对丁樓要的轴、受载较大的轴、/径变化较人的阶樺轴-般采用飯坯；对于形状复杂的轴可用倚造毛坯。(2) 根据使用条件选用轴的材质多数抽规承受转矩又承受弯矩.多处T变应力条件下工作.因此轴的材料应具右较好的强度和韧性.用于滑 动轴承时.还耍具有较好的耐瞎性。釉的需用材料见表611。其中优质碳索结构钢使用广泛.45钢最

5、为常用.它调质后具有优良的综合力学性 能。不太範要的轴也可用Q235、Q275竽普通碳素结构倒°离速、重栽的轴.受力较大而要求尺寸小的轴以及冇 特殊變求的轴.耍用合金结构钢.如济钢.倂镰钢、硅絃钢及硼钢等°合金钢对应力集中的敏感性髙，所以采用 合金钢的轴的结构形状应尽虽滅少应力集中源并要求我面粗髓度值低。对于形状蚁杂的轴，如汽车拖拉机的轴类零件可用铸造方法.常用的铸材有球冬铸浹、稀土镁球段铸铁 等.由于其强度较高、冲击甸度较好具有减摩、吸振和对应力集屮敏感性小.价廉等优点.在机械行业应用日 趟增多。在髙温和腐恤条件下工作的轴.应用耐热例和不锈钢.常用的in lCr!8Ni9

6、Ti0(3) 用热处理和表面处理匸艺提高材料的力学性能轴类零件的热处理匸艺和衣面处理匸艺详见本手册第1卷第丨為第6章。本章农612、*6-1-3的内容可 供参考。材料牌孑热处珅毛址比0/mm硬度HB坑拉冬度6劳极限扭转枝 劳极限务注MPa不小于Q235.Q23SF440240180105用于不板豪或找荷不大的轴正火25W1S6420250180100用于載荷不大要征火<10040022016595求韧性较矗的轴20>100-30038020015590> 300 * 500103*15637019015085同火>500 - 70036018014580正火25<

7、187540320230130W100520270210120正火> 100 -300149 - 187500260205115>300 500143 - 187480240190no35回火>500 -750137-187460230185105应用较广泛>750 - 1000440220175100W100560300230!30调质156 -207> 100-300540280220125正火25W241610360260ISO:<10()170-217600300240140> 100*30058029023513545> 300 * 5

8、00162 -217560280225130应用垠广泛M X>500 - 75()!56 -217540270215125调质W200217 -255650360270155251000800485280W100241 -286750550350200用于戮荷较大而40<：r> 100 -300229 - 269700500320185无很大冲由的重>300 - 500650450295170> 500 * 800217 -255600350255145a 6-bi轴的常用材料及其主要力学性能冷作便化足-种机械衷面处理丁艺.也可以用来改荐轴的表面质it,提高疲劳强

9、度，其方法有喷丸和滚压 等。喷丸表面产生薄层切件变形和残余压缩应力.能消除傲裂纹和其他加工方法造成的残余应力.多用于热处理 或锻压后不需要箱加工的表面滾压便表面产生薄层刻性变形.并大大降低我面粗糙度.硬化表层.也能消除微 裂纹.使表面产生残余压缩应力。6-22疲劳强度安全系数枝核，是在轴经过初步计算和结构设计后.根据轴的实际尺寸.考虑零件的表面质械、应 力集中、尺寸形响以及材料的疲劳极限等因索絵算轴的危险截面处的疲劳安全系数。枝核公式见表6125。A 6-1-25危険戴面安全系敛S的校核公式公7£式5 -八c .r-«。K.* K.P &S只考虑弯矩作用时的安全系数

10、S -只勺虑扭矩作用时的安全系数Sp按疲劳强度计算的许用安全疾数，见44 6-1.27陷6一一芳曲和扭转时的尺寸影响系数见Q .1对称循环应力卜的材料疔曲授劳极限.MPa.A 6-1-35见衣6l 1e仪-材料拉伸和扭转的半均应力折筛系数，屹VGr-l对称循环硏下的材料扭转彼劳极W.MPa,6-1-34见衣6】厂叭“-弯曲应力的应力糾和平为应力. MP"见表明弯曲和扭转时的右效应力集中系数.6-1-26见表6131 衣6丨33-扭转应力的应力編和平均应力. MP。见衣B表质域系数一殼用衣6137；铀表血 强化处理后用*6-139；有腐怏悄况时用 衣6136或表61386-1-26如集

11、计算结果不能满足S>St应改进轴的结构.降低应力集中.提高柚的表面质卅.采用热处理或表面 强化处理等嘗施或改用强度较岛的材质以及加大轴轻的方法解决"一般，枪的疲劳强度是根据长期作用在轴上的最大变载荷进行校核计算的，即按无限疲劳进行设计。其材料 的疲劳极限br和r.,M应力循环数为IO?（即循环垄数叫）时的数值.如果轴在全眼务期内，其应力狮环数/V <他则按有限寿命设计轴的结构.详细内容可参考有关抗疲劳沐« 6126应力幅及平均应力计算公式循歼待性应力名称弯曲应力扭转应力对称循环应力辐M" s= pT平均应力<rm =0牀动循环° M 化

12、 S = 2Zj rT = s 2 2Zf平均应力说明M . T 轴危睑飲面上的厅矩和扭矩.N mZ、Z.轴危険戟闻的抗弯和抗扭的裁面系数5见衣6亠28 衣6亠30表6127许用安全系数条件S,栽荷筑定辆确炖力计祥洛确1.3-1.5材料的力学性能符合杯准规宦（或 实验数据），加1：质电能満足设计耍求銭何瑞定不够梢应力计"较近個找荷的定不帝确应力计算较机略或紬轻较大（</>200mm） 脍性材料制造的轴1.5 *!.81.8 -2.52.5-3注：如果柚的损坏会引起严钦鄭故.S» （ft应适巧加大。6-28(2)静强度安全系数校核本方法的目的圧校验轴对纲性变形的抵

13、抗能力，即校核危险截面的紳强度安全系数C轴的胖强度足根据轴止作用 的最大瞬吋载荷(包括动载荷和冲击戟荷)来计算的。一般.对于没有特殊安全保护装置的传动.嚴大睨时载荷可按 电机最大过载能力确定。危险截面应是受力较大.截面较小即静应力较大的若干載面。校核公式见表6140“公式s工W杭ns弯曲时s_二吕丄扭转时s”二子* »ai石说明Sy 只考虑殍曲时的安全系数叭1材料的拉粗嚴点，见S”只唐虑扭转时的安全系数八材tt*T.-(0.55、062)o.z.zf釉危险戡fM的抗弯和抗扭假面系才区一轴危购假面上的只大弯即和用大扭 衣 0-1 -28 * 衣 6-1 -30静遥度的许用安全系数见&#

14、171; 6-1-41.fe轴的矩川 m损坏会引起严永审故该值应适当加大衰6-1-40危竝截面安全系数&的校核公式0. 45 -0. 551.2 -1.50. 55 -0.71.4 *1.807 -0.91.7 -2.2铸适轴1.6 -2.5表6-1U1 静强度的许用安全系数S*如最大载荷只能近似求得及应力无法准确计算时.I：述以?值应增大20% -50%。如果校核计算结采表明安全系数太低.可通过增大轴轻尺寸及改用较好的材料等措施以提高轴的斛强度安全系数。16轴的刚度校核轴在载荷的作用卜会产生弯曲和押转变形.当这些变形超过某个允许值时，会使机器的零部件工作状况恶 化.甚至使机器无法正常

15、工作.故对精幣机器的传动和对刚度要求高的轴.耍进行刚度校核，以保证釉的正常工 作。轴的則度分为扭转刚度和弯曲刚度两种.前者是用扭转角©来度fit,厉者以挠度y和偏转角0来度城。16.1轴的扭转剛度轴的扭转刚度校核是计算轴在工作时的扭转变形塑楚用毎米轴长的扭转角©度就的。轴的扭转变形会影 响机器的性能和工作精度，如内燃机凸轮轴的扭转角过大，会影响气门的正确启闭时间；龙门式起輩机运行机构 传动轴的扭转角会影晌驰动轮的同步性；对冇发生扭转振动危险的轴以及操纵系统中的轴.都需具有较大的扭转 刚度。轴的扭转角©的计算公式列于衷6142。1.6.2轴的弯曲刚度轴在受載的悄况下会产牛.弯曲变形.过大的弯曲变形也会彩响抽上零件的正常工作.对于工作要求髙的榊密 机械如机床等.安装齿轮的轴会因轴的变形影响齿轮的啮合正确性及工作平稳性；轴的備转角0会使滾动轴承的 内外理