機械設計基礎第9章機械零件設計概論(六-1)

機械設計基礎第9章機械零件設計概論(六-1)匯報人：AA2024-01-17目錄機械零件設計基本概念摩擦、磨損與潤滑機械傳動總論連接支承零部件傳動零部件01機械零件設計基本概念機械零件是組成機械的基本單元，用于實現(xiàn)特定的運動和動力傳遞功能。機械零件定義根據(jù)零件在機械中的作用和結(jié)構(gòu)特點，可分為軸類零件、軸承類零件、齒輪類零件、箱體類零件等。機械零件分類機械零件定義與分類設計原則機械零件設計應遵循功能性、可靠性、經(jīng)濟性、工藝性和環(huán)保性等原則。設計方法包括理論設計、經(jīng)驗設計和模型試驗等方法，其中理論設計是基于力學、材料學等理論進行的設計，經(jīng)驗設計則是基于已有經(jīng)驗和數(shù)據(jù)進行的設計。設計原則與方法為提高機械零件的通用性和互換性，降低成本和提高生產(chǎn)效率，應采用國家和行業(yè)標準進行設計和制造?；Q性是指同一規(guī)格的零件在尺寸、形狀和性能等方面具有相互替換的可能性，這對于提高機械維修性和降低庫存成本具有重要意義。標準化與互換性互換性標準化02摩擦、磨損與潤滑兩個相互接觸的物體在相對運動或有相對運動趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動的現(xiàn)象。摩擦現(xiàn)象根據(jù)摩擦表面的狀態(tài)可分為干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦和混合摩擦。摩擦類型摩擦現(xiàn)象及類型磨損原因由于機械作用、化學作用或電化學作用，物體工作表面材料在相對運動中不斷發(fā)生損耗的現(xiàn)象。磨損過程一般分為跑合階段、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。磨損原因及過程潤滑原理及選用潤滑原理在摩擦表面之間加入潤滑劑，使摩擦表面被潤滑劑分開，從而減小摩擦和磨損。潤滑劑選用根據(jù)機械設備的工作條件、工作環(huán)境、摩擦表面的具體情況和潤滑劑的性能選用合適的潤滑劑。常用的潤滑劑有潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑等。03機械傳動總論摩擦傳動利用摩擦力傳遞運動和動力，如帶傳動、摩擦輪傳動等。具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、過載時打滑可保護其他零件等優(yōu)點；但傳動比不準確、效率低、磨損后需經(jīng)常調(diào)整等缺點。嚙合傳動利用兩構(gòu)件直接接觸來傳遞運動和動力，如齒輪傳動、鏈傳動等。具有傳動比準確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點；但制造和安裝精度要求較高，且噪音較大。傳動類型與特點主動輪轉(zhuǎn)速與從動輪轉(zhuǎn)速之比，或主動輪半徑與從動輪半徑之比的倒數(shù)。傳動比定義傳動比計算傳動比分配根據(jù)各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速和半徑關(guān)系，可計算出傳動系統(tǒng)的總傳動比。在多級傳動中，各級傳動的傳動比應按一定原則進行分配，以保證整個傳動系統(tǒng)的性能最優(yōu)。030201傳動比計算與分配

傳動效率與影響因素傳動效率定義輸出功率與輸入功率之比，反映了傳動過程中的能量損失情況。影響因素包括摩擦損失、嚙合損失、軸承摩擦損失等。此外，傳動類型、結(jié)構(gòu)參數(shù)、制造精度、潤滑條件等也會對傳動效率產(chǎn)生影響。提高傳動效率的措施減少摩擦損失、降低嚙合損失、優(yōu)化軸承設計、提高制造精度和潤滑條件等。04連接包括螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接和緊定螺釘連接等四種主要類型。螺紋連接類型螺紋連接廣泛應用于各種機械設備和結(jié)構(gòu)工程中，具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、裝拆方便等優(yōu)點。不同類型的螺紋連接適用于不同的場合和要求，例如螺栓連接適用于承受拉力和扭矩的場合，而螺釘連接則適用于連接件之一較厚且不需要經(jīng)常拆卸的場合。應用螺紋連接類型及應用鍵連接特點與選用鍵連接是通過鍵實現(xiàn)軸與軸上零件間的周向固定以傳遞運動和扭矩的連接方式。根據(jù)鍵的截面形狀不同，鍵連接可分為平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接等。鍵連接特點在選擇鍵連接時，需要考慮傳遞扭矩的大小、軸的直徑、對中性要求、裝拆方便性以及鍵連接的強度等因素。例如，平鍵連接對中性好，適合高速、承受變載和沖擊載荷的場合；半圓鍵連接適用于軸徑較小的場合；楔鍵連接可用于軸徑較大、對中性要求不高的場合。選用VS花鍵連接是由內(nèi)花鍵和外花鍵組成的一種連接方式，通過內(nèi)外花鍵的齒形配合實現(xiàn)軸與軸上零件間的扭矩傳遞和軸向固定?；ㄦI連接的齒形有矩形、漸開線形和三角形等。優(yōu)缺點花鍵連接具有承載能力強、定心精度高、導向性好等優(yōu)點，適用于傳遞大扭矩和需要精確定心的場合。但是，花鍵連接的加工精度要求較高，制造成本相對較高。同時，在承受沖擊載荷時，花鍵連接的強度相對較低?；ㄦI連接原理花鍵連接原理及優(yōu)缺點05支承零部件根據(jù)承載方式和結(jié)構(gòu)特點，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三類。轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受扭矩，心軸只承受彎矩，傳動軸只承受扭矩。軸的材料應具有足夠的強度和剛度，良好的耐磨性和耐腐蝕性，以及良好的加工性和經(jīng)濟性。常用材料有碳素鋼、合金鋼、球墨鑄鐵等。軸類型材料選擇軸類型及材料選擇滑動軸承滑動軸承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲，能承受重載荷和較大的沖擊載荷。但起動摩擦阻力較大，且易磨損，需定期維護。滾動軸承滾動軸承具有摩擦系數(shù)小、起動摩擦阻力小、運轉(zhuǎn)精度高、效率高、壽命長等優(yōu)點。但抗沖擊能力較差，對安裝和維護要求較高。軸承類型與特點支承結(jié)構(gòu)類型支承結(jié)構(gòu)主要包括軸承座、軸承蓋、緊固件等。根據(jù)承載方式和結(jié)構(gòu)特點，可分為固定支承、游動支承和可調(diào)支承等類型。要點一要點二設計與優(yōu)化原則支承結(jié)構(gòu)設計應遵循簡單、緊湊、可靠、經(jīng)濟等原則。在滿足使用要求的前提下，盡量減小結(jié)構(gòu)尺寸和重量，提高支承剛度和穩(wěn)定性，降低制造成本和維護費用。同時，應考慮支承結(jié)構(gòu)的可制造性、可裝配性和可維修性等因素。支承結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化06傳動零部件原理：帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。根據(jù)傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動和靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。帶傳動原理及優(yōu)缺點優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，安裝維護方便。傳動平穩(wěn)，噪音小，有緩沖吸振作用。帶傳動原理及優(yōu)缺點過載時，帶會在帶輪上打滑，可以防止薄弱零件的損壞，起安全保護作用。帶傳動原理及優(yōu)缺點缺點不能保證準確的傳動比。外廓尺寸較大。帶傳動原理及優(yōu)缺點需要張緊裝置。由于打滑，使帶的壽命較短。摩擦損失大，效率較低。帶傳動原理及優(yōu)缺點結(jié)構(gòu)：鏈傳動是由主動鏈輪、從動鏈輪和繞在兩輪上的鏈條所組成。鏈輪的兩軸心線應平行，且兩鏈輪相對應的齒形最好相同。鏈傳動按用途不同可分為傳動鏈、輸送鏈和曳引鏈，其中傳動鏈主要用于傳遞動力和轉(zhuǎn)速。鏈傳動結(jié)構(gòu)與設計要點設計要點鏈傳動的張緊裝置通常采用張緊輪或張緊螺桿來調(diào)節(jié)鏈條的松緊程度。張緊裝置應設在靠近主動鏈輪的內(nèi)側(cè)，以使鏈條在松邊時不致因懸垂過大而產(chǎn)生嚙合不良和振動現(xiàn)象。為了保證鏈條與鏈輪的順利嚙合和避免不必要的磨損，鏈輪齒形應設計為漸開線齒形或直線齒形。同時，鏈輪的齒數(shù)不宜過少，否則將使傳動的平穩(wěn)性和壽命降低。鏈傳動的失效形式主要有鏈條的疲勞破壞、鏈條鉸鏈的磨損、鏈條的膠合和過載拉斷等。因此，設計鏈傳動時應根據(jù)具體工作條件分析其可能的主要失效形式，從而采取相應的設計準則。鏈傳動結(jié)構(gòu)與設計要點類型：根據(jù)齒輪的工作條件不同，齒輪傳動可分為開式、半開式和閉式三種。其中開式齒輪傳動中輪齒外露，灰塵易于落在齒面上；半開式齒輪傳動中輪齒雖浸入油池，但仍有外物侵入；閉式齒輪傳動則完全封閉在箱體內(nèi)，可