内蒙古工业大学机械设计考试重点大总结

1、重点和难点重点和难点第一章：基本概念（机械，构件，零件，部件）第一章：基本概念（机械，构件，零件，部件）第二章：失效形式，设计基本要求，计算准则，设计方法第二章：失效形式，设计基本要求，计算准则，设计方法第三章：极限应力图的绘制及应用，单双向变应力疲劳强度第三章：极限应力图的绘制及应用，单双向变应力疲劳强度第四章：摩擦基本性质，典型磨损过程，润滑剂的特性第四章：摩擦基本性质，典型磨损过程，润滑剂的特性第五章：螺纹连接的类型，防松，受力分析，强度计算，螺旋第五章：螺纹连接的类型，防松，受力分析，强度计算，螺旋 第六章：键连接的功能、分类，键连接的强度计算第六章：键连接的功能、分类，键连接的强度计

2、算 第八章：受力分析，临界摩擦力，应力分布，弹性打滑，设计第八章：受力分析，临界摩擦力，应力分布，弹性打滑，设计第十章：失效形式和设计，材料与热处理，受力分析，强度计算第十章：失效形式和设计，材料与热处理，受力分析，强度计算 设计参数选择，斜齿轮受力分析和计算，圆锥齿轮受力分析设计参数选择，斜齿轮受力分析和计算，圆锥齿轮受力分析第十一章：传动特点，类型，主要参数，受力分析第十一章：传动特点，类型，主要参数，受力分析第十二章：结构型式第十二章：结构型式 ，轴瓦结构，液体动力润滑，承载能力轴瓦结构，液体动力润滑，承载能力第十三章：轴承的代号，寿命计算，固定，调整，密封，润滑第十三章：轴承的代号，寿

3、命计算，固定，调整，密封，润滑第十四章：联轴器，离合器类型，特点及应用第十四章：联轴器，离合器类型，特点及应用第十五章：轴的结构设计，强度计算第十五章：轴的结构设计，强度计算失效失效零部件不能满足工作要求称为失效。零部件不能满足工作要求称为失效。机械零件的主要失效形式机械零件的主要失效形式破坏正常工作条件引起的失效：破坏正常工作条件引起的失效：打滑、共振、胶合打滑、共振、胶合整体断裂：拉、压、弯、剪、扭整体断裂：拉、压、弯、剪、扭零件表面的破坏：腐蚀、磨损，接触零件表面的破坏：腐蚀、磨损，接触疲劳疲劳过大的残余变形过大的残余变形2-4 机械零件的主要失效形式机械零件的主要失效形式2-5 设计机

4、械零件时应满足的基本要求设计机械零件时应满足的基本要求一、避免在预期寿命期内失效的要求一、避免在预期寿命期内失效的要求 强度、刚度、寿命强度、刚度、寿命二、结构工艺性的要求二、结构工艺性的要求 零件具有良好的结构工艺性零件具有良好的结构工艺性三、经济性要求三、经济性要求 零件本身的生产成本要低零件本身的生产成本要低四、质量小的要求四、质量小的要求 减小质量的优点：节约材料、减小惯性减小质量的优点：节约材料、减小惯性五、可靠性要求五、可靠性要求2-6 机械零件的计算准则机械零件的计算准则设计准则设计准则计算公式计算公式失效形式失效形式典型零部件典型零部件强度准则强度准则lim/S断裂、疲劳断裂、

5、疲劳破坏、残余破坏、残余变形变形轴、齿轮、轴、齿轮、带轮等带轮等刚度准则刚度准则yy弹性变形弹性变形轴、蜗杆等轴、蜗杆等寿命准则寿命准则满足额定寿满足额定寿命命腐蚀、磨损、腐蚀、磨损、疲劳疲劳滚动轴承等滚动轴承等振动稳定性振动稳定性准则准则0.85f fp或或1.15ffp共振产生的共振产生的工作失常工作失常滚动轴承、滚动轴承、齿轮、滑动齿轮、滑动轴承轴承R=N/N0可靠性准则可靠性准则2-7 机械零件的设计方法机械零件的设计方法一、设计方法分类一、设计方法分类1、常规（传统）设计方法：、常规（传统）设计方法：理论设计、经验设计、模型实验设计理论设计、经验设计、模型实验设计2、现代设计方法、现

6、代设计方法二、常规设计方法二、常规设计方法理论设计：根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行理论设计：根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计。（以受拉杆为例）的设计。（以受拉杆为例）Slim或或SAFlim对公式的两种处理方法：对公式的两种处理方法：A A、设计计算：、设计计算：limSFAB B、校核计算：、校核计算：1)1)应力校核应力校核3)3)校核安全系数校核安全系数2)2)力校核力校核4)4)校核极限应力校核极限应力AFAFSSlimcaSlim零件的极限应力线图零件的极限应力线图ADGCOamS-12/0-1e=-1/K45450/2KAD式中：式中：-1-1材料对称循

7、环弯曲疲劳极限材料对称循环弯曲疲劳极限 -1e-1e零件对称循环弯曲疲劳极限零件对称循环弯曲疲劳极限 e11KADGCOamS200/2K45-1e =-1/KMNM1N11、r=C的情况的情况mamax1maam1meaemax)(KKSKOMOMSma1maxmaxlimcaSONONSmaSmaxSlimca11minmaxminmaxmaCrrADGCOamS200/2K45-1e =-1/KMNM2N2H2、m=C的情况的情况KKKm1me1max)()1 (SKKS)()(amm1maxmaxlimcaAGCOamS45MNM3N3LIJSKKS)2)()(2minamin1max

8、maxlimca3、min=C的情况的情况（二）单向不稳定变应力时疲劳强度计算（二）单向不稳定变应力时疲劳强度计算 分类：分类：非规律性、规律性不稳定变应力非规律性、规律性不稳定变应力n1n2n3n4n4321maxO-11332211NnNnNn当损伤率达到当损伤率达到100%100%时，材料发生疲劳破坏，故极限状况为时，材料发生疲劳破坏，故极限状况为11ziiiNn2 . 27 . 01ziiiNn规律性不稳定变应力研究方法：规律性不稳定变应力研究方法：疲劳损伤累积假说（疲劳损伤累积假说（MinerMiner法则）法则）n1n2n3N321NDOrN1N2N3-1Oe1ae1aDDBCCA

9、MM（三）双向稳定变应力时疲劳强度计算（三）双向稳定变应力时疲劳强度计算 12e1a2e1aODODOCOCOMOMScae1ae1ae1ae1a,ODODOCOCacaae1acae1aSS，即acaae1acae1aSS，即12e1aca2e1acaSSae1Sae1S12ca2caSSSS22caSSSSS二、滑动摩擦分类二、滑动摩擦分类1 1、干摩擦干摩擦：指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。属接触时的摩擦。2 2、边界摩擦边界摩擦：当运动副的摩擦表面被吸附在表面的当运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸

10、附边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。性能时的摩擦。3 3、流体摩擦流体摩擦：当运动副的摩擦表面被流体膜隔开，当运动副的摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。4 4、混合摩擦混合摩擦：当摩擦状态处于边界摩擦及流体摩擦当摩擦状态处于边界摩擦及流体摩擦的混合状态时的摩擦。的混合状态时的摩擦。边边界界润润滑、滑、流流体体润润滑、滑、混混合合润润滑滑三、摩擦状态的判定方法三、摩擦状态的判定方法2/12221min)(qqRRhhmin两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度，两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度，m；

11、Rq1、Rq2分别为两表面轮廓的均方根偏差，分别为两表面轮廓的均方根偏差， m。3，流体摩擦（润滑）状态；流体摩擦（润滑）状态；13，混合摩擦（润滑）状态。混合摩擦（润滑）状态。膜厚比：膜厚比：二、磨损的类型（磨损的机理）二、磨损的类型（磨损的机理）1、粘附磨损、粘附磨损 2、磨粒磨损、磨粒磨损 3、疲劳磨损、疲劳磨损 5、机械化学磨损（腐蚀磨损）、机械化学磨损（腐蚀磨损） 4、流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损（冲蚀磨损）、流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损（冲蚀磨损） 6、微动磨损（微动损伤）、微动磨损（微动损伤） 性能指标：性能指标： 1）粘度）粘度 2）油性）油性 3）极压性）极压性4）闪点）闪点5）

12、凝点）凝点6）氧化稳定性）氧化稳定性 2、润滑脂、润滑脂 钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂 性能指标：性能指标： 1）针入度（或稠度）针入度（或稠度） 2）滴点）滴点 3、固体润滑剂、固体润滑剂 石墨、二硫化钼、氮化硼石墨、二硫化钼、氮化硼 、蜡、蜡、 聚氟乙烯、聚氟乙烯、 酚醛树脂酚醛树脂 4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法润滑剂、添加剂和润滑方法 一、润滑剂一、润滑剂1、润滑油、润滑油 有机油、矿物油、化学合成油有机油、矿物油、化学合成油润滑的目的：减小摩擦和磨损、冷却、吸振、防锈、密封等。润滑的目的：减小摩擦和磨损、冷却、吸振、防

13、锈、密封等。4 4、气体润滑剂、气体润滑剂5-2 螺纹连接的类型及标准连接件螺纹连接的类型及标准连接件一、螺纹连接的基本类型一、螺纹连接的基本类型1. 1. 螺栓连接：螺栓连接： 普通螺栓连接普通螺栓连接：应用广泛，两被连接件不太厚，：应用广泛，两被连接件不太厚，便于从两边装配。便于从两边装配。 铰制孔用螺栓连接：铰制孔用螺栓连接：受横向载荷。受横向载荷。普通螺栓连接普通螺栓连接铰制孔用螺栓连接铰制孔用螺栓连接2. 2. 双头螺栓连接：被连接件之一较厚，常拆卸。双头螺栓连接：被连接件之一较厚，常拆卸。双头螺柱连接双头螺柱连接3. 3. 螺钉连接：不常拆卸。螺钉连接：不常拆卸。螺钉连接螺钉连接4

14、.4.紧定螺钉连接紧定螺钉连接5.5.其它类型：其它类型：吊环螺钉吊环螺钉T T形槽螺栓形槽螺栓地脚螺栓地脚螺栓 5-4 螺纹连接的防松螺纹连接的防松一、螺纹连接松动的原因一、螺纹连接松动的原因 1、冲击、振动和变载荷作用的场合；、冲击、振动和变载荷作用的场合； 2、高温或温度变化较大的场合。、高温或温度变化较大的场合。二、螺纹连接防松的根本问题二、螺纹连接防松的根本问题 在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。三、防松的方法三、防松的方法 按工作原理可分为三类：（按工作原理可分为三类：（p71表表5-3） 1、摩擦防松、摩擦防松 2、机械防松、机械防松 3、不

15、可拆卸防松（铆冲；粘接；焊接）、不可拆卸防松（铆冲；粘接；焊接）1、受、受横向载荷横向载荷的螺栓组连接的螺栓组连接特点：特点：普通螺栓、铰制孔用螺栓普通螺栓、铰制孔用螺栓皆可用，外载荷皆可用，外载荷垂直于螺栓轴线、防滑垂直于螺栓轴线、防滑普普 通通 螺螺 栓栓 受拉伸作用受拉伸作用铰制孔螺栓铰制孔螺栓受横向载荷剪切、挤压作用。受横向载荷剪切、挤压作用。单个螺栓所承受的横向载荷相等单个螺栓所承受的横向载荷相等zFFz z螺栓的数目螺栓的数目 铰制孔用螺栓，铰制孔用螺栓，工作剪力工作剪力F ：普通螺栓普通螺栓：FKzifFs0或或fziFKFs0f接合面的摩擦系数，见表接合面的摩擦系数，见表5-5

16、；i接合面数；接合面数；Ks防滑系数，防滑系数，Ks=1.11.3；2、受转矩的螺栓组连接、受转矩的螺栓组连接（1）圆形接合面：单个螺栓所受横向载荷）圆形接合面：单个螺栓所受横向载荷 rzTF（2）矩形接合面）矩形接合面 a)普通螺栓连接普通螺栓连接由静平衡条件：由静平衡条件：0TTKrfFrfFrfFSz02010ziiSzSrfTKrrrfTKF1210)(则各个螺栓所需的则各个螺栓所需的预紧力预紧力为：为：连接件不产生相对滑动的条件为：连接件不产生相对滑动的条件为：OfQpTrifQpTOFmaxrmaxriFi0fF0fFOfQpTrifQpTOFmaxrmaxriFib)铰制孔用螺栓

17、铰制孔用螺栓连接连接 由变形协调条件可知，各个由变形协调条件可知，各个螺栓的变形量和受力大小与其中螺栓的变形量和受力大小与其中心到接合面形心的距离成正比心到接合面形心的距离成正比zzrFrFrF2211由假设由假设板为刚体不变形，工作后仍保持平面，则剪板为刚体不变形，工作后仍保持平面，则剪应变与半径成正比。在材料弹性范围内，应力与应变成正比应变与半径成正比。在材料弹性范围内，应力与应变成正比 iiiirrFFrFrFmaxmaxmaxmax由静平衡条件：由静平衡条件：0TTrrFrrFrrFrrFTrFrFrFzizzz12maxmax2maxmax22maxmax21maxmax2211zi

18、irrTF12maxmax 3、受轴向载荷螺栓组连接、受轴向载荷螺栓组连接 单个螺栓工作载荷为：单个螺栓工作载荷为： F = F /z F轴向总载荷轴向总载荷 z螺栓数目螺栓数目 PDpF重点和难点重点和难点第一章：基本概念（机械，构件，零件，部件）第一章：基本概念（机械，构件，零件，部件）第二章：失效形式，设计基本要求，计算准则，设计方法第二章：失效形式，设计基本要求，计算准则，设计方法第三章：极限应力图的绘制及应用，单双向变应力疲劳强度第三章：极限应力图的绘制及应用，单双向变应力疲劳强度第四章：摩擦基本性质，典型磨损过程，润滑剂的特性第四章：摩擦基本性质，典型磨损过程，润滑剂的特性第五章：

19、螺纹连接的类型，防松，受力分析，强度计算，螺旋第五章：螺纹连接的类型，防松，受力分析，强度计算，螺旋 第六章：键连接的功能、分类，键连接的强度计算第六章：键连接的功能、分类，键连接的强度计算 第八章：受力分析，临界摩擦力，应力分布，弹性打滑，设计第八章：受力分析，临界摩擦力，应力分布，弹性打滑，设计第十章：失效形式和设计，材料与热处理，受力分析，强度计算第十章：失效形式和设计，材料与热处理，受力分析，强度计算 设计参数选择，斜齿轮受力分析和计算，圆锥齿轮受力分析设计参数选择，斜齿轮受力分析和计算，圆锥齿轮受力分析第十一章：传动特点，类型，主要参数，受力分析第十一章：传动特点，类型，主要参数，受

20、力分析第十二章：结构型式第十二章：结构型式 ，轴瓦结构，液体动力润滑，承载能力轴瓦结构，液体动力润滑，承载能力第十三章：轴承的代号，寿命计算，固定，调整，密封，润滑第十三章：轴承的代号，寿命计算，固定，调整，密封，润滑第十四章：联轴器，离合器类型，特点及应用第十四章：联轴器，离合器类型，特点及应用第十五章：轴的结构设计，强度计算第十五章：轴的结构设计，强度计算（一）（一）松螺栓松螺栓连接强度计算连接强度计算如吊钩螺栓，工作前不拧紧，只有如吊钩螺栓，工作前不拧紧，只有工作载荷工作载荷F 起拉伸作用。起拉伸作用。强度条件为：强度条件为：421dF41Fd 验算公式验算公式 设计公式设计公式 F 工

21、作拉力（工作拉力（N）d1 螺纹小径（螺纹小径（mm）许用拉应力许用拉应力 N/mm2 (MPa) F（二）紧螺栓连接强度计算（二）紧螺栓连接强度计算紧螺栓连接紧螺栓连接工作前有预紧力工作前有预紧力F0工作前拧紧，存在工作前拧紧，存在拧紧力矩拧紧力矩T1的的作用作用预紧力预紧力F0 产生拉伸应力产生拉伸应力螺纹摩擦力矩螺纹摩擦力矩T1产生剪应力产生剪应力 复合应力状态复合应力状态:21041dFvvvTdddFddFWTtantan1tantan24161)tan(21221031201按第四强度理论，计算应力：按第四强度理论，计算应力：3 . 1322ca5 . 0取取tan 0.17tan

22、 0.17， 1.041.041.081.08，tantan0.050.05v12dd1 1、仅承受预紧力的紧螺栓连接、仅承受预紧力的紧螺栓连接FF 强度条件为：强度条件为：43 . 1210dFca承受横向工作载荷承受横向工作载荷FF0F0FfF0若若f =0.2，则：，则：FF502 2、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接F0mbF1F1F0F0F0F2F2FF螺栓连接拧紧前螺栓连接拧紧前螺栓连接拧紧，承受螺栓连接拧紧，承受工作载荷工作载荷F螺栓连接拧紧，在承螺栓连接拧紧，在承受工作载荷前受工作载荷前承受轴向工作载荷的承受轴向工作载荷的紧螺栓紧螺栓工作分析工

23、作分析b螺栓总变形量螺栓总变形量被连接件总变形量被连接件总变形量mF1称为残余预紧力称为残余预紧力bF0bF0m mF0力力变形变形bb mmFF1F2单个紧螺栓受力与变形关系单个紧螺栓受力与变形关系仅承受仅承受预紧力预紧力F0时：时：螺栓受力变形螺栓受力变形被连接接件受力变形被连接接件受力变形承受工作载荷承受工作载荷F后：后： 紧螺栓连接需保证被连接件紧螺栓连接需保证被连接件的接合面不出现缝隙，残余预紧的接合面不出现缝隙，残余预紧力力F10。密封性连接，密封性连接， F1（1.51.8）F；一般性连接：一般性连接： F无变化，无变化，F1（0.20.6） F；F有变化，有变化，FR（0.61

24、.0） F ；地脚螺栓连接，地脚螺栓连接，F1F。F2=F1+F力力变形变形Ob变形变形力力OmF0力力变形变形bb mmFF1F2紧螺栓连接各力与连接刚度之间的关系紧螺栓连接各力与连接刚度之间的关系总载荷总载荷F2：预紧力预紧力F0：FCCCFFCCCFFmbmmbb110)1 (螺栓的相对刚度螺栓的相对刚度FbbbCFtan0mmmCFtan0mbmbCCFFFtantanFCCCFmbbFFF02FCCCFFmbb02mbbCCC或或)(10FFFF螺栓工作的总载荷：螺栓工作的总载荷：F2=F1+F根据螺栓受载情根据螺栓受载情况求出工作载荷况求出工作载荷F承受轴向载荷的紧螺栓计算过程承受

25、轴向载荷的紧螺栓计算过程43 . 1212dFca强度条件：强度条件： 计算总拉计算总拉伸载荷伸载荷F2根据工作要求选根据工作要求选取残余预紧力取残余预紧力F1或：或： 3 . 1421Fd 6-1 键连接键连接一、键连接的功能、分类、结构型式及应用一、键连接的功能、分类、结构型式及应用键连接的键连接的类型类型：平键、半圆键、楔键、切向键：平键、半圆键、楔键、切向键键的键的功用功用：键是一种标准件，通常用来实现轴与：键是一种标准件，通常用来实现轴与轮毂之间的轮毂之间的周向固定周向固定以传递转矩，有的还能实现以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴上零件的轴向固定轴向固定或或轴向滑动轴向滑动。2 2

26、、键连接的强度计算、键连接的强度计算 挤压强度条件：挤压强度条件：102p3pkldTTdFFb1023pkldTp导向平键和滑键强度条件：导向平键和滑键强度条件：p键、轮毂、轴三者中最弱材料的许用压力，键、轮毂、轴三者中最弱材料的许用压力，MPaT传递的转矩，传递的转矩，Nmk键与轮毂键槽的接触高度，键与轮毂键槽的接触高度，mml键的工作长度，键的工作长度，mmd轴的直径，轴的直径，mmp键、轮毂、轴三者中最弱材料的许用挤压应力，键、轮毂、轴三者中最弱材料的许用挤压应力，MPa磨损导向平键、滑键（动连接）磨损导向平键、滑键（动连接）失效形式：失效形式：压溃（剪断）普通平键（静连接）压溃（剪断

27、）普通平键（静连接）（1 1）平键连接强度计算：）平键连接强度计算：n1n2 8-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析F2F2F1F1F0F0F0F0一、带传动中的力分析一、带传动中的力分析预紧力预紧力F0带的总长度不变：带的总长度不变：2001FFFF2102FFF紧边拉力紧边拉力F1松边拉力松边拉力F2F1F2Ffn1取主动轮端带为分离体取主动轮端带为分离体总摩擦力总摩擦力Ff、两边拉力、两边拉力F1、F2对对带轮中心的力矩代数和带轮中心的力矩代数和T = 0。有效拉力有效拉力Fe：21eFFFFf设：有效拉力设：有效拉力Fe，N；带速；带速v，m/s；则带所能传递的功率；则带所能传递

28、的功率P(kW)：1000evFP 怎样理解？怎样理解？2102FFF21FFFf21eFFF2/e01FFF2/e02FFF二、带传动的最小初拉力（二、带传动的最小初拉力（F0）min和临界摩擦力和临界摩擦力F1F2n1fFFe21柔性体欧拉公式：柔性体欧拉公式：e自然对数的底；自然对数的底；f摩擦系数（对于摩擦系数（对于V带，用当量摩擦系数带，用当量摩擦系数fv）带在带轮的带在带轮的包角包角，rad。ffFFe/11e/112min0ecFec的影响因素：的影响因素：1、预紧力、预紧力F0： F0 Fec 2、包角、包角： Fec 3、摩擦系数、摩擦系数f： f Fec 临界有效拉力临界有

29、效拉力Fec ：三、带的应力分析三、带的应力分析F1F2n11、拉应力、拉应力紧边拉应力紧边拉应力松边拉应力松边拉应力AF /11AF /222、弯曲应力、弯曲应力d1b1dhE3、离心应力、离心应力Aqv/2cc21b1b2最大应力大小：最大应力大小：cb11max发生位置：发生位置：最大应力发生在最大应力发生在带的紧边开始饶带的紧边开始饶上小带轮处上小带轮处n1d2b2dhEn1A1B1A2B2四、带的弹性滑动和打滑四、带的弹性滑动和打滑弹性滑动：弹性滑动：由于带的弹性变由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微形而引起的带与带轮间的微量滑动量滑动。弹性滑动产生的原因：弹性滑动产生的原因： 1

30、、带是弹性体；、带是弹性体； 2、紧边松边存在拉力差。、紧边松边存在拉力差。%100121vvv滑动率滑动率：或：或：12)1 (vv1000601d11ndv1000602d22ndv1d12d2)1 (ndnd平均传动比平均传动比i：)1 (d1d221ddnni滑动率滑动率12d1d221ddnniC1C2 8-3 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算一、设计准则和单根一、设计准则和单根V带的基本额定功率带的基本额定功率P0带传动的失效形式：带传动的失效形式：打滑和疲劳破坏。打滑和疲劳破坏。带传动的设计准则：带传动的设计准则：在保证不打滑的条件下，带传动具在保证不打滑的条件下，带传

31、动具有一定的疲劳强度和寿命。有一定的疲劳强度和寿命。)11 ()11 (11ecvvffeAeFFV带的疲劳强度条件：带的疲劳强度条件：11maxcbcb11)11 ()(cb1ecvfeAF1000)11)(c1b0AvePvf单根单根V带基带基本额定功率本额定功率P0见表见表8-4a临界打滑状态下的有效拉力临界打滑状态下的有效拉力Fec：二、单根二、单根V带额定功率带额定功率PrL00rKKPPPP0单根单根V带额定功率增量，见表带额定功率增量，见表8-4b；K包角修正系数，见表包角修正系数，见表8-5，插值法；，插值法；KL带长修正系数，见表带长修正系数，见表8-2；10-2 齿轮传动的

32、失效形式及计算准则齿轮传动的失效形式及计算准则1.轮齿折断轮齿折断A.过载折断过载折断B.疲劳折断疲劳折断一、失效形式一、失效形式2.齿面磨损齿面磨损3.齿面齿面点蚀点蚀4.齿面胶合齿面胶合5.齿面塑性变形齿面塑性变形二、齿轮传动的设计准则二、齿轮传动的设计准则1、对于闭式软齿面齿轮（、对于闭式软齿面齿轮（HBS350）：）：齿轮的失齿轮的失效形式以效形式以疲劳点蚀疲劳点蚀为主。以齿面接触疲劳强度公式进行为主。以齿面接触疲劳强度公式进行计算，并用齿根弯曲疲劳强度公式进行校核。计算，并用齿根弯曲疲劳强度公式进行校核。2、对于闭式硬齿面齿轮、对于闭式硬齿面齿轮：齿轮的失效形式为齿轮的失效形式为轮齿

33、折轮齿折断断；以齿根弯曲疲劳强度作为设计公式，并用齿面接触；以齿根弯曲疲劳强度作为设计公式，并用齿面接触疲劳强度进行校核。疲劳强度进行校核。3、开式齿轮传动：、开式齿轮传动：齿轮的失效形式主要是齿轮的失效形式主要是齿面磨损齿面磨损；采用弯曲疲劳强度进行设计，并适当加大齿厚（加大模采用弯曲疲劳强度进行设计，并适当加大齿厚（加大模数）以延长其使用寿命。开式齿轮不进行齿面接触疲劳数）以延长其使用寿命。开式齿轮不进行齿面接触疲劳强度计算。强度计算。161611055. 910nPPTFt 主反从同主反从同Fr 指向轴线指向轴线圆周力圆周力 Ft=2T/d1径向力径向力 Fr=Ft tan力的大小：力的

34、大小： O1O2Cr2r121T1Fn2Ft2Ft1Fr1Fr2Fn1几点假设：几点假设：2、力作用在节点上；、力作用在节点上；1、不计摩擦力；、不计摩擦力；3、标准齿轮传动。、标准齿轮传动。力的方向：力的方向： 法向力法向力 Fn=Ft /cosrpmnkWPmmNT11，轮齿的受力分析轮齿的受力分析四、齿轮传动的强度计算说明四、齿轮传动的强度计算说明FSaFatFbmYYKF1 1、SaFaFtSaFaFYYbmKFYY2Sa2Fa2F1Sa1Fa1FYYYY、较小值带入设计公式较小值带入设计公式3FSaFa2112YYzKTmd2 2、1HEH1tHZZuubdKF32HEHd1112Z

35、ZuuKTdH2H12H1H、较小值带入设计公式较小值带入设计公式3 3、当配对两齿轮的齿面为硬齿面时，两轮的材料、热处理均、当配对两齿轮的齿面为硬齿面时，两轮的材料、热处理均可取成一样。可分别按齿根弯曲强度及齿面接触强度的设计公可取成一样。可分别按齿根弯曲强度及齿面接触强度的设计公式进行计算，并取其中较大的作为设计结果。式进行计算，并取其中较大的作为设计结果。4 4、设计公式、设计公式32112FSaFadYYzKTm32HEHd1112ZZuuKTdK不能预先确定不能预先确定试选载荷系数试选载荷系数Kt计算计算mnt 和和d1t确定载荷系数确定载荷系数KK与与 Kt相差不大，不必修改原计算

36、相差不大，不必修改原计算K与与 Kt相差较大：相差较大：3t1t1/ KKdd 3tntn/ KKmm 10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算一、一、轮齿上的受力分析轮齿上的受力分析力力的的方方向向 圆周力圆周力Ft主反从同主反从同 径向力径向力Fr指向各自的轮心指向各自的轮心 轴向力轴向力Fa主动轮主动轮的的左右左右手螺手螺旋定则旋定则 根据根据主动轮主动轮轮齿的轮齿的齿向齿向（左旋（左旋或右旋）伸左手或右手，四指沿或右旋）伸左手或右手，四指沿着主动轮的转向握住轴线，大拇着主动轮的转向握住轴线，大拇指所指即为指所指即为主动轮主动轮所受的所受的Fa1的方的方向，

37、向，Fa2与与Fa1方向相反。方向相反。 力力的的大大小小 12dTFtntrtancosFF圆周力圆周力轴向力轴向力 径向力径向力 208tantaFF coscosntnFF 法向力法向力 二、轮齿的二、轮齿的受力分析受力分析 力的方向：力的方向： Ft主反从同主反从同 Fr指向各自的轴线指向各自的轴线 Fa由小端指向大端由小端指向大端 力的大小：力的大小： 2t1m1 t/2FdTF2a1t11rcostan cosFFFF2r1t11asintan sinFFFFcos/tnFF 概述概述二、蜗杆传动的组成二、蜗杆传动的组成组成：蜗杆和蜗轮组成：蜗杆和蜗轮一、蜗杆传动的应用一、蜗杆传动

38、的应用 用于传递交错轴之间的运动和动力，通常交角为用于传递交错轴之间的运动和动力，通常交角为90。运动：运动：转速转速n（rpm、r/min）；）；动力：动力：功率功率P（kW），转矩），转矩T（Nmm）。）。优点：优点： 1、传动比大；、传动比大；2、传动平稳、噪声小；、传动平稳、噪声小；3、传动具有自锁性。、传动具有自锁性。缺点：缺点：1、传动效率低；、传动效率低；2、成本高。、成本高。三、蜗杆传动的特点三、蜗杆传动的特点11-1 蜗杆传动类型蜗杆传动类型分类方法：分类方法：1、按蜗杆形状分：、按蜗杆形状分：圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动环面蜗杆传动、锥蜗杆锥蜗杆传动传动；2、按蜗

39、杆、按蜗杆旋向旋向分：分：左旋、右旋。左旋、右旋。一、圆柱蜗杆传动一、圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动、圆弧圆柱蜗杆传动。普通圆柱蜗杆传动、圆弧圆柱蜗杆传动。1、普通圆柱蜗杆传动、普通圆柱蜗杆传动根据齿廓曲线不同，分为：根据齿廓曲线不同，分为：1）阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）蜗杆）2）法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）蜗杆）3）渐开线蜗杆渐开线蜗杆（ZI蜗杆）蜗杆）4）锥面包络蜗杆锥面包络蜗杆（ZK蜗杆）蜗杆）2、圆弧圆柱蜗杆传动圆弧圆柱蜗杆传动（ZC蜗杆）蜗杆）11-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选

40、择一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择1、模数、模数m和压力角和压力角主平面：主平面：通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面（中间平面）通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面（中间平面）正确啮合条件：正确啮合条件：蜗杆轴向压力角蜗杆轴向压力角a1蜗轮端面压力角蜗轮端面压力角t2蜗杆轴向模数蜗杆轴向模数ma1蜗轮端面模数蜗轮端面模数mt2ma1=mt2a1=t2costantanna2、蜗杆分度圆柱直径、蜗杆分度圆柱直径d1mdq1蜗杆直径系数，见表蜗杆直径系数，见表11-23、蜗杆头数、蜗杆头数z1蜗杆头数蜗杆头数z1的选择：的选择：1）z1小，传动比小，传动比i大；大； 2）z1大，效率大，效率高；高

41、；3）自锁性要求：）自锁性要求：z1=1； 4）制造角度：）制造角度：z16；) tan(tan常用蜗杆头数常用蜗杆头数z1的选择：的选择：1、2、4、64、导程角、导程角蜗杆轴向齿距蜗杆轴向齿距paqzdmzdpzdpz1111a11tan增大，增大，q减小，蜗减小，蜗杆刚度减小杆刚度减小1dZpap传动、加工制造、效率等传动、加工制造、效率等蜗轮分度圆螺旋角蜗轮分度圆螺旋角=5、传动比、传动比i和齿数比和齿数比u传动比传动比i：21nni6、蜗轮齿数、蜗轮齿数z21）z2大，大，d2大，蜗杆太长容易变形，降低蜗杆刚度；大，蜗杆太长容易变形，降低蜗杆刚度；2）不发生根切，）不发生根切， z2

42、min 17， z226时，影响传动平稳性。时，影响传动平稳性。通常通常z2283） z1、 z2 互为质数，有利于磨损的调整。互为质数，有利于磨损的调整。12zzu齿数比齿数比u：1221zznni蜗杆主动：蜗杆主动：z1、 z2 的荐用值荐表的荐用值荐表11-18、齿面间相对滑动速度、齿面间相对滑动速度vd1d22v1v2vs蜗轮转向的判定：蜗轮转向的判定：左右手螺旋定则左右手螺旋定则cos12221vvvvs7、中心距、中心距a)(21)(21221zqmdda1二、蜗杆传动的受力分析二、蜗杆传动的受力分析112a1t2dTFF222t1a2dTFFtan2t2r1rFFFcoscos2

43、coscoscoscosn22n2tn1andTFFFiTT12122 径向滑动轴承的主要结构型式径向滑动轴承的主要结构型式 一、一、整体式整体式径向滑动轴承径向滑动轴承 1、组成：、组成：轴承座、轴承座、整体轴套整体轴套1）结构简单、成本低）结构简单、成本低2、特点：、特点：2）轴套磨损后，轴承间隙无法调整）轴套磨损后，轴承间隙无法调整3）装拆不便（只能从轴端装拆）装拆不便（只能从轴端装拆） 适于低速、轻载或间隙工作的机器。适于低速、轻载或间隙工作的机器。名称：整体有衬正滑动轴承座名称：整体有衬正滑动轴承座轴承座：设有安装润滑油杯的螺纹孔轴承座：设有安装润滑油杯的螺纹孔轴套：开有油孔，并在内

44、表面开有轴套：开有油孔，并在内表面开有油槽油槽123 滑动轴承的失效形式及常用材料滑动轴承的失效形式及常用材料一、滑动轴承的失效形式一、滑动轴承的失效形式1、磨粒磨损、磨粒磨损2、刮伤、刮伤3、咬粘（胶合）、咬粘（胶合）4、疲劳剥落、疲劳剥落5、腐蚀、腐蚀故障故障原因原因不干不干净净润滑油润滑油不足不足安装安装误差误差对中对中不良不良超超载载腐蚀腐蚀制造制造精度精度低低气气蚀蚀其它其它比率比率/%38.311.115.98.16.05.65.52.86.7124 轴瓦结构轴瓦结构轴瓦要求：轴瓦要求：具有一定的强度和刚度，在轴承中的定位可靠，具有一定的强度和刚度，在轴承中的定位可靠，便于输入润滑

45、剂，容易散热，并且装拆、调整方便。便于输入润滑剂，容易散热，并且装拆、调整方便。常用结构：常用结构：整体式整体式、对开式对开式一、轴瓦的型式和构造一、轴瓦的型式和构造1、整体式轴瓦：、整体式轴瓦： 按材料及制法不同按材料及制法不同整体轴套：整体轴套：卷制轴套：单层、双层或多层卷制轴套：单层、双层或多层2、对开式轴瓦：、对开式轴瓦：厚壁轴瓦、薄壁轴瓦厚壁轴瓦、薄壁轴瓦306hhhvxp影响油膜压力变化的因素：影响油膜压力变化的因素：润滑油的粘度润滑油的粘度表面滑动速度表面滑动速度v油膜厚度油膜厚度h全部油膜压力之和即为油膜的承载能力全部油膜压力之和即为油膜的承载能力油楔承载机理油楔承载机理v v

46、vxy油压油压p p分布曲线分布曲线 F FabchminOh0 油膜呈收敛楔形，油楔内各处油压都大于入口和出油膜呈收敛楔形，油楔内各处油压都大于入口和出口处的压力，产生正压力以支承外载。口处的压力，产生正压力以支承外载。1、宽径比、宽径比B/d 影响：影响：1）B/d小，有利于提高运转的稳定性，增大端泄以降小，有利于提高运转的稳定性，增大端泄以降低温升。低温升。2）B/d大，增大轴承的承载能力。大，增大轴承的承载能力。 高速重载轴承高速重载轴承 B/d应取小值应取小值低速重载轴承低速重载轴承 B/d应取大值应取大值五、参数选择五、参数选择取值范围：取值范围：0.31.5应用：气轮机、鼓风机，

47、应用：气轮机、鼓风机， B/d = 0.31.0 电动机、发电机等，电动机、发电机等， B/d = 0.61.5 轧钢机，轧钢机， B/d = 0.60.92、相对间隙、相对间隙 dr/大大 温升小，但承载能力和运转精度低温升小，但承载能力和运转精度低 小小 易形成流体膜，承载能力和运转精度易形成流体膜，承载能力和运转精度 3、粘度、粘度 6/73/110)60/(n对承载能力、功耗和温度都有影响。对承载能力、功耗和温度都有影响。 用平均温度用平均温度tm=（ti+to）/2决定润滑油的粘度。决定润滑油的粘度。 设计时假设设计时假设tm=5075初选粘度，进行设计计算。根初选粘度，进行设计计算

48、。根据热平衡计算，使入口温度据热平衡计算，使入口温度ti在在3540内即可。内即可。 一般轴承，初始计算：一般轴承，初始计算： 内内部部结结构构代代号号 二、滚动轴承的代号二、滚动轴承的代号前置代号前置代号（字母）（字母）基本代号（数字、字母）基本代号（数字、字母）后置代号后置代号 (字母字母+数字数字)五五 四四 三三 二二 一一 轴轴承承分分部部件件代代号号 内内径径代代号号 宽宽度度系系列列代代号号 直直径径系系列列代代号号 类类型型代代号号 其其他他代代号号 公公差差等等级级代代号号 特特殊殊轴轴承承材材料料代代号号 保保持持架架及及材材料料代代号号 密密封封与与防防尘尘代代号号 游游

49、隙隙代代号号 代号组成：代号组成：基本代号基本代号前置代号前置代号后置代号后置代号三、滚动轴承寿命的计算公式三、滚动轴承寿命的计算公式轴承寿命计算考虑的问题：轴承寿命计算考虑的问题：1、P=C，其基本额定寿命为，其基本额定寿命为106，PC，轴承的寿命？，轴承的寿命？2、轴承承受的载荷为、轴承承受的载荷为P，要求轴承的寿命具有预期寿命，要求轴承的寿命具有预期寿命Lh，C？)(10PCL)(60106hPCnL 指数指数，球轴承，球轴承 =3，滚子轴承，滚子轴承 =10/3预期寿命预期寿命Lh取定，所需取定，所需轴承应具有的基本额定轴承应具有的基本额定动载荷为：动载荷为：6h1060nLPC 轴承的寿命曲线轴承的寿命曲线Fd112FaeFd2Fd2Fd1Fr1Fr2FreFaeFd1Fd2FaeFre21Fd1Fd2FaeFr1