精密機(jī)械設(shè)計(jì)(全套課件)

精密機(jī)械設(shè)計(jì)緒論精密機(jī)械系統(tǒng)是現(xiàn)代儀器儀表的基礎(chǔ)和重要的組成部分精密機(jī)械系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量直接影響儀器儀表的性能指標(biāo)、工作可靠性和穩(wěn)定性相關(guān)課程機(jī)械制圖機(jī)械原理工程力學(xué)、材料力學(xué)金屬材料及熱處理互換與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)滿足技術(shù)性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)主要內(nèi)容第一篇傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)軸第二篇運(yùn)動(dòng)支承支承導(dǎo)軌主要內(nèi)容第三篇連接機(jī)械零件連接光學(xué)零件連接第四篇儀器常用組合件微動(dòng)、鎖緊裝置可變光闌快門第五篇彈性元件一、任務(wù)工作原理、特點(diǎn)、計(jì)算方法、設(shè)計(jì)傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)、精度實(shí)驗(yàn)、測(cè)試、分析二、滿足要求

功能要求可靠性要求精度要求經(jīng)濟(jì)性要求三、設(shè)計(jì)步驟運(yùn)動(dòng)情況----載荷（額定功率---力學(xué)）--需求--設(shè)計(jì)--開(kāi)發(fā)工作能力--主要尺寸（工藝）--圖紙--試制—校核—批量四、設(shè)計(jì)思考合理布局強(qiáng)度穩(wěn)定性工藝外觀摩擦輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)

1.1摩擦輪傳動(dòng)傳動(dòng)方式：借助摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)裝置：摩擦輪傳動(dòng)直接接觸；帶傳動(dòng)靠中間構(gòu)件-皮帶優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單平穩(wěn)、噪音低過(guò)載-安全作用（滑動(dòng)）無(wú)級(jí)變速缺點(diǎn)：傳動(dòng)精度低、無(wú)恒定速度比傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩小效率低1.2摩擦輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一、工作原理：利用主動(dòng)輪、從動(dòng)輪接觸處摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)矩二、工作條件：兩輪接觸面間的摩擦力應(yīng)大于或等于帶動(dòng)從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)所需的工作圓周力

1.2摩擦輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)三.傳動(dòng)比理論計(jì)算：考慮彈性滑動(dòng)時(shí)，實(shí)際計(jì)算：四、摩擦輪傳動(dòng)特點(diǎn)：(1)傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)：實(shí)際正常工作中，由于摩擦力的作用，摩擦輪在接觸點(diǎn)兩側(cè)的彈性變形量不一樣，即主動(dòng)輪上的表層金屬在接觸區(qū)由壓縮逐漸變?yōu)樯扉L(zhǎng)，而從動(dòng)輪上對(duì)應(yīng)的表層金屬，則由伸長(zhǎng)逐漸變?yōu)閴嚎s，所以兩輪接觸面間就產(chǎn)生了相對(duì)滑動(dòng)，這種由于材料彈性變形而產(chǎn)生的滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)的影響：速度損失，傳動(dòng)精度和效率低，摩擦輪傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比為

—摩擦輪傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)率（即速度損失率）傳動(dòng)輪速度低于主動(dòng)輪速度

（2）傳動(dòng)中的打滑：摩擦力矩小于阻力矩，主動(dòng)輪不能帶動(dòng)傳動(dòng)輪，兩輪面接觸處在傳動(dòng)中會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑移現(xiàn)象。（3）影響及消除：傳動(dòng)輪速度低于主動(dòng)輪速度，選較大的彈性模量，不能消除。產(chǎn)生打滑，致使從動(dòng)輪的輪面遭受局部磨損而影響傳動(dòng)質(zhì)量，應(yīng)避免。1.2.2分類

兩軸平行的摩擦輪傳動(dòng)兩軸相交的摩擦輪傳動(dòng)1.2.3材料要求：彈性模量大、摩擦系數(shù)大、耐磨淬火鋼：40Cr(58HRC)鑄鐵：QT200橡膠：做主動(dòng)輪，防止打滑時(shí)候損傷從動(dòng)輪1.2.4摩擦輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1、圓柱摩擦輪傳動(dòng)：主動(dòng)輪與從動(dòng)輪接觸處的摩擦力F為常用得出：2、圓錐摩擦輪傳動(dòng)：（1）傳動(dòng)比為：（2）作用載荷：作用在軸上的載荷為圓周力Ft和接觸面間的法向力Fn

，

法向力Fn可以分解為徑向力Fr和軸向力Fa方向：徑向力指向輪心；圓周力主動(dòng)輪上與回轉(zhuǎn)方向相反，從動(dòng)輪上與回轉(zhuǎn)方向相同主動(dòng)輪徑向力等于從傳動(dòng)輪軸向力；從動(dòng)輪徑向力等于主動(dòng)輪軸向力由于得出，要獲得同樣大小的法向力，可移動(dòng)小輪1.3摩擦無(wú)級(jí)變速器無(wú)級(jí)調(diào)速：在一定傳動(dòng)比范圍內(nèi)能線性的調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，摩擦式機(jī)械無(wú)級(jí)變速器是由變速機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)以及加壓裝置或輸出機(jī)構(gòu)三部分組成的一種傳動(dòng)裝置。1.4帶傳動(dòng)1.4.1、工作原理及傳動(dòng)比：利用中間撓性構(gòu)件、借助傳動(dòng)帶與帶輪的摩擦力或嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。1、分類：（1）按帶截面平帶--結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中心距離大V帶--摩擦力大圓帶—低速、小功率（家電）多楔帶—大功率、結(jié)構(gòu)緊湊同步帶--嚙合運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)比恒定（2）按傳動(dòng)原理

摩擦傳動(dòng)型（普通帶）嚙合傳動(dòng)型（同步帶、孔齒帶）拖動(dòng)帶傳動(dòng)2、工作原理：

利用中間撓性構(gòu)件、借助傳動(dòng)帶與帶輪的摩擦力或嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。3、傳動(dòng)比：1.4.2特點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小中心距大的傳動(dòng)緩和載荷沖擊過(guò)載保護(hù)-打滑、防零件損壞制造安裝簡(jiǎn)單（嚙合除外）（2）缺點(diǎn)：傳動(dòng)比不恒定、傳動(dòng)精度低效率低-彈性滑動(dòng)、打滑帶壽命低1.4.3帶傳動(dòng)張緊裝置

靜止時(shí)傳動(dòng)帶應(yīng)張緊在帶輪上，使得帶與帶輪接觸間產(chǎn)生一定的壓力。帶兩邊拉力相等，為初拉力F0

常用張緊：定期裝緊、自動(dòng)張緊、張緊輪張緊1.4.4V帶傳動(dòng)1.V帶結(jié)構(gòu)：強(qiáng)力層、填充物、外包層型號(hào)：普通V帶、窄V帶、寬V帶普通V帶的型號(hào)按橫截面從小到大分為7類2、帶輪結(jié)構(gòu)：輪緣、輪轂、輪輻帶輪輪槽角：32°、34°、36°、38°問(wèn)題1：帶輪槽角小于帶楔角？帶受力彎曲，外層受拉、橫向收縮變窄；內(nèi)側(cè)受壓、截面變寬，保證良好接觸。問(wèn)題2：大小帶輪輪槽角如何選擇？帶輪型式：實(shí)心式、腹板式、輪輻式1.4.5帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1、相關(guān)幾何參數(shù)：中心距帶長(zhǎng)包角帶輪直徑2、帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系小帶輪上的包角帶的基本長(zhǎng)度中心距1.4.6帶傳動(dòng)的受力分析緊邊拉力F1：帶在進(jìn)入主動(dòng)輪一邊被拉緊為緊邊，拉力由F0增加為F1。松邊拉力F2：帶在進(jìn)入從動(dòng)輪一邊被放松稱為松邊。拉力由F0減少為F2。有效拉力Ft：帶傳動(dòng)所能傳遞的有效圓周力。Ft=F1-F2

正常工作時(shí)最大有效拉力：

當(dāng)傳遞的圓周力超過(guò)此極限值時(shí)，帶將在輪面上打滑。避免打滑的條件：（圓周力決定因素）：材料--fv包角--值初拉力--F0值材料不變，

值、F0值增大---圓周力增大

值、F0值不變，fv增大---圓周力增大1.4.7彈性滑動(dòng)和打滑彈性滑動(dòng)：帶是彈性體，受拉力作用后產(chǎn)生拉伸彈性變形，工作時(shí)由于存在緊邊拉力，松邊拉力，帶在通過(guò)帶輪時(shí)拉伸變形發(fā)生變化，使帶與帶輪之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，這種滑動(dòng)與帶的彈性變形有關(guān)。

彈性滑動(dòng)是由拉力差引起的，只要傳遞圓周力，彈性滑動(dòng)就不可避免。打滑：當(dāng)外載荷大到一定值時(shí)，帶與帶輪間產(chǎn)生全面滑動(dòng)；打滑是由過(guò)載引起的全面滑動(dòng)，只要限制載荷，就可以避免，而且應(yīng)當(dāng)避免?；瑒?dòng)率－從動(dòng)輪速度的降低率

帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比1.4.8帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)工作時(shí)的應(yīng)力：由緊邊和松邊拉力所產(chǎn)生的應(yīng)力；由離心力產(chǎn)生的應(yīng)力以及由于帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力。由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的應(yīng)力由離心力產(chǎn)生的應(yīng)力－作用于帶的全長(zhǎng)帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大應(yīng)力發(fā)生在帶緊邊進(jìn)入小帶輪處。五、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)

帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的節(jié)圓直徑、軸間距及安裝形式確定結(jié)構(gòu)形式及尺寸。1）確定型號(hào):根據(jù)計(jì)算功率和主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速

KA查表1-8，選型號(hào)圖1.192）帶輪直徑：D1、D23）驗(yàn)算帶速：最適宜范圍（10~15）m/s五、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)4）中心距和帶長(zhǎng)中心距a0無(wú)限制時(shí)：公式（1-30）、（1-31）公式（1-13）計(jì)算帶長(zhǎng)并取標(biāo)準(zhǔn)值中心距有限制時(shí)：公式（1-12）、（1-13）、（1-14）五、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)5）計(jì)算小包角公式（1-12）通常α1≥120°6）V帶的根數(shù)公式（1-32）7）其他參數(shù)計(jì)算1.5同步帶傳動(dòng)1.5.1同步帶的特點(diǎn)及應(yīng)用同步帶綜合了帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1.5.2同步帶1.種類圖1.21

有梯形齒同步帶、弧形齒同步帶2.尺寸、標(biāo)準(zhǔn)及表示方法關(guān)鍵參數(shù)是節(jié)距按節(jié)距不同分7種型號(hào)有標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)記方法1.5.3同步帶輪

帶輪有齒槽和擋圈，其余跟普通帶輪類似常見(jiàn)材料：鋼、鑄鐵、鋁合金、塑料等1.5.3同步帶設(shè)計(jì)與計(jì)算

緊邊拉力：松邊拉力：有效拉力：參看計(jì)算例題1-1

齒輪傳動(dòng)2.1概述主要用途：2）變換運(yùn)動(dòng)方式3）變速1）傳遞任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩（平行，相交，交錯(cuò)）特點(diǎn)：傳動(dòng)比恒定（觀摩與帶，鏈傳動(dòng)比較）結(jié)構(gòu)緊湊。傳遞較大的功率（力）(視頻1、2)。傳動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng)。制造，安裝成本高。吸振性差。2.1概述平面齒輪傳動(dòng)（軸線平行）外齒輪傳動(dòng)內(nèi)齒輪傳動(dòng)齒輪齒條直齒斜齒人字齒圓柱齒輪非圓柱齒輪

空間齒輪傳動(dòng)（軸線不平行）按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分

按齒廓曲線分直齒斜齒曲線齒圓錐齒輪兩軸相交兩軸交錯(cuò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)螺旋齒輪準(zhǔn)雙曲面齒輪漸開(kāi)線齒輪圓弧齒輪擺線齒輪拋物線齒輪

按速度高低分:按傳動(dòng)比分:按封閉形式分：齒輪傳動(dòng)的類型高速、中速、低速齒輪傳動(dòng)。定傳動(dòng)比、變傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)。開(kāi)式齒輪傳動(dòng)、閉式齒輪傳動(dòng)。球齒輪分類2.1概述

對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求之一是其瞬時(shí)傳動(dòng)比保持恒定。要保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定不變，則齒輪的齒廓必須符合一定的條件。

2.1概述基本要求2.2.1基本參數(shù)齒頂圓（rada）齒根圓（rfdf）齒厚(sk)齒槽寬(ek)齒距（pk）分度圓（rd）s=e齒數(shù)（z）模數(shù)（m=p/

，mm）分度圓壓力角（

）齒頂高(ha)齒根高(hf)齒寬（b）2.2漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)和幾何尺寸分度圓是計(jì)算齒輪各部分尺寸的基準(zhǔn)圓，具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)(表2-1)和壓力角（通常為20°）。d=mz

齒輪幾何參數(shù)計(jì)算參考（表2-2）2.2.2、幾何尺寸計(jì)算主要特點(diǎn)：⒈齒廓為直線⒉齒廓上各點(diǎn)速度大小方向一致⒊齒廓上各點(diǎn)壓力角相同，等于齒廓的傾斜角⒋齒廓上各點(diǎn)齒距相同2.2.3齒輪齒條齒條是齒數(shù)無(wú)窮多的齒輪，一種特殊形式使用場(chǎng)合開(kāi)始嚙合點(diǎn)－從動(dòng)輪齒頂圓與嚙合線交點(diǎn)B1終止嚙合點(diǎn)－主動(dòng)輪齒頂圓與嚙合線交點(diǎn)B2B1B2－實(shí)際嚙合線實(shí)際嚙合線不能超過(guò)極限點(diǎn)N1和N2。N1N2－理論嚙合線

’－嚙合角2.3.1嚙合過(guò)程2.3漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2.3.2正確嚙合條件1本質(zhì)條件：兩齒輪的法向齒距應(yīng)相等。注：法向齒距－相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的垂直距離?；?jié)－基圓齒距。

pb1＝pb22推演條件：m1cos

1=m2cos

23結(jié)論：兩齒輪分度圓上的模數(shù)和壓力角必須分別相等。（漸開(kāi)線齒輪互換的必要條件）

m1=m2=m

1=

2=

2.4.1斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成及其嚙合特點(diǎn)1、直齒輪嚙合特點(diǎn)：沿齒寬同時(shí)進(jìn)入或退出嚙合。突然加載或卸載，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊、振動(dòng)和噪音大。AKKA發(fā)生面基圓柱2.4

斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)接觸線2、斜齒輪齒廓形成:斜直線KK的軌跡－斜齒輪的齒廓曲面,βb

－基圓柱上的螺旋角

嚙合特點(diǎn)：接觸線長(zhǎng)度的變化：短→長(zhǎng)→短加載、卸載過(guò)程是逐漸進(jìn)行的。優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、沖擊、振動(dòng)和噪音較小，適宜高速、重載傳動(dòng)。發(fā)生面KKβbAA接觸線優(yōu)缺點(diǎn)⑴嚙合性能好、傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。

⑵重合度大，承載能力高。⑶zmin<zvmin

,機(jī)構(gòu)更緊湊。⑷缺點(diǎn)是產(chǎn)生軸向力，且隨β增大而增大，一般取β＝8°～12°。采用人字齒輪，可使β＝25°～40°。常用于高速大功率傳動(dòng)中(如船用齒輪箱)。2.4.2斜齒圓柱齒輪基本參數(shù)及嚙合條件㈠基本參數(shù)端面：垂至于軸線的平面，其參數(shù)以t為下標(biāo)。法面：與螺旋線垂直的平面，其參數(shù)以n為下標(biāo)。螺旋角β：分度圓柱上的螺旋角。齒距和模數(shù)3.壓力角端面齒頂高系數(shù)和端面頂隙系數(shù)無(wú)論在端面和法面，輪齒的齒頂高相同，頂隙也相同。斜齒輪的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在法面端面法面5、當(dāng)量齒數(shù)zv與齒數(shù)為z的斜齒輪法向齒廓有著相同模數(shù)、壓力角的直齒輪稱為該齒輪的當(dāng)量齒輪，當(dāng)量齒輪的齒數(shù)稱當(dāng)量齒數(shù)。6、正確嚙合條件和重疊系數(shù)㈠正確嚙合條件㈡重疊系數(shù)為端面尺寸相同的直齒輪重疊系數(shù)。2.4.3幾何尺寸計(jì)算（參見(jiàn)教材表2-3）說(shuō)明：1、國(guó)標(biāo)(GB)參數(shù)為法面參數(shù)2、一般端面參數(shù)絕對(duì)值大于法面參數(shù)，但齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)相反。3、中心距除與模數(shù)、齒數(shù)有關(guān)外，還與螺旋角有關(guān)。因此可通過(guò)改變螺旋角來(lái)調(diào)整中心距。2.5.1齒輪傳動(dòng)的失效形式㈠輪齒的折斷原因：過(guò)載，彎曲疲勞。發(fā)生環(huán)境：開(kāi)式，閉式。措施：改善R，光潔度，表面強(qiáng)化。㈡齒面的點(diǎn)蝕原因：重載，軟齒面，接觸疲勞。發(fā)生環(huán)境：閉式。措施：提高齒面硬度、光潔度，油粘度2.5

齒輪傳動(dòng)的失效形式及材料輪齒折斷齒面點(diǎn)蝕齒面磨損齒面膠合㈢齒面的磨損原因：磨粒磨損。發(fā)生環(huán)境：開(kāi)式。措施：改善潤(rùn)滑㈣齒面的膠合原因：高速重載，潤(rùn)滑不良。發(fā)生環(huán)境：開(kāi)式，閉式。措施：提高齒面硬度、光潔度，潤(rùn)滑條件。2.5.2齒輪材料常用材料是鋼，其次鑄鐵，有時(shí)非鐵金屬和非金屬材料。

齒輪材料要求：齒面要硬，齒心要韌。參見(jiàn)教材P163表8-7。幾點(diǎn)說(shuō)明：⑴選擇材料要滿足齒輪工作條件的要求（開(kāi)式、閉式，載荷，速度）。⑵材料的特性要經(jīng)熱處理體現(xiàn)，還要考慮齒輪毛坯的成形方法和切齒加工條件。（表8-8）⑶明確用途，綜合生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性、工藝性考慮。2.5.3齒輪材料的選取原則（1）滿足工作條件要求（2）考慮尺寸大小、加工工藝（3）各種材料的性能特點(diǎn)齒輪強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則㈠閉式傳動(dòng)⑴主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕、彎曲疲勞折斷和膠合。⑵以接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算確定分度圓直徑及主要幾何參數(shù)。⑶齒面間的接觸應(yīng)力以彎曲疲勞強(qiáng)度校核。㈡開(kāi)式傳動(dòng)⑴主要失效形式為彎曲疲勞折斷和磨粒磨損。⑵只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，確定齒輪模數(shù)。2.6

圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算1、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析主動(dòng)輪切向力方向與旋轉(zhuǎn)方向相反；徑向力外齒輪指向輪心主動(dòng)輪與從動(dòng)論受力大小相等，方向相反。2.6.1

圓柱齒輪傳遞的載荷計(jì)算2.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析注意各力方向2.6.2計(jì)算載荷名義載荷

（2-12）

接觸線總長(zhǎng)度

接觸線的最小長(zhǎng)度

式中“+”用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合。

（2-14）

（2-13）

端面重合度

2.6.2計(jì)算載荷單位計(jì)算載荷（2-15）

1、載荷分布系數(shù)引入原因：（1）軸，軸承和箱體的變形；（2）齒輪本身的制造誤差；（3）齒輪在軸上上分布不均。

大小根據(jù)齒輪在軸上的布置位置及齒寬系數(shù)的大小，由圖2.16中選取。

8級(jí)齒輪由圖選：高精度齒輪載荷集中小，低精度齒輪載荷集中大，高于8級(jí)，選取后降低5%~10%；低于8級(jí)選取后增大5%~10%2、動(dòng)載荷系數(shù)

齒輪存在著制造和安裝誤差,使齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生慣性沖擊和振動(dòng)，引起嚙合齒面間的附加動(dòng)載荷,按圖2.17選取。

減小載荷集中影響的方法：1）提高出齒輪的制造、安裝精度；2）提高軸、支座及支承的剛度；3）選用合理的齒輪布置位置，如對(duì)稱布置（齒輪懸臂布置時(shí)，應(yīng)盡可能減小懸臂長(zhǎng)度）；5級(jí)和5級(jí)以上精度齒輪，在安裝，、潤(rùn)滑條件良好情況下，可在1.0~1.1范圍內(nèi)選取。2.6.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

1、設(shè)計(jì)及驗(yàn)算公式（2-16）

圓柱面接觸應(yīng)力公式：

齒輪齒面應(yīng)力計(jì)算：

齒廓上各點(diǎn)的曲率半徑是變化的，所以首先應(yīng)規(guī)定出一計(jì)算點(diǎn)，然后就可以把輪齒的接觸看做是與該點(diǎn)的曲率半徑相等的圓柱體相接觸。以節(jié)點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)計(jì)算綜合曲率半徑直齒輪可以看成是斜齒輪的一個(gè)特例，以斜齒輪為對(duì)象計(jì)算計(jì)算公式：驗(yàn)算公式：表2-4齒寬系數(shù)齒輪在支撐間布置情況齒面硬度軟齒面（≤350HBW值）硬齒面（>350HBW值）對(duì)稱布置0.8~1.40.4~0.9非對(duì)稱布置0.6~1.20.3~0.6外伸端布置0.3~0.40.2~0.25同樣可以導(dǎo)出小輪分度圓直徑設(shè)計(jì)公式2、許用接觸應(yīng)力表2-5

齒面接觸極限應(yīng)力材料熱處理方法齒面硬度

碳鋼和合金鋼退火、正火、調(diào)質(zhì)≤350HBW2HBW+69整體淬火38~50HRC18HRC+15表面淬火40~56HRC17HRC+20合金鋼滲碳淬火54~64HRC23HRC氮化550~750HV1.5HV2、許用接觸應(yīng)力——安全系數(shù)。

——壽命系數(shù)。

載荷穩(wěn)定

載荷不穩(wěn)定

——循環(huán)基數(shù)；由圖2.19或圖2.20查

——齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

=60nt

計(jì)算中，當(dāng)

＞時(shí)，取=1。選用原則1.和不相同，進(jìn)行齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)使小輪的小于較小值進(jìn)行計(jì)算。2.進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)，強(qiáng)度不滿足時(shí)，修改參數(shù)d或a2.6.4齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算1、設(shè)計(jì)及驗(yàn)算公式假設(shè)：一對(duì)齒承受全部載荷，作用于齒頂；把齒看做寬度為b的懸臂梁齒根的最大彎曲應(yīng)力

直齒輪齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式斜齒輪齒根彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式

齒形系數(shù)由圖查取齒寬系數(shù)2、許用彎曲應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算例題：2-1兩輪許用彎曲應(yīng)力不同

按彎曲強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)時(shí)，應(yīng)按兩輪中較大者計(jì)算。

2.7.1圓錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及正確嚙合條件1)功用：傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輪齒分布在圓錐外表面上，輪齒大小逐漸由大變小。為計(jì)算和測(cè)量的方便，取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。3)名稱變化：圓柱→圓錐如分度圓錐、齒頂圓錐等。4)軸交角∑：根據(jù)需要確定，常用∑=90°

正確嚙合條件:m1=m2=m,

1=

2=

錐距相等，錐頂重合∑=90°2.7

圓錐齒輪傳動(dòng)直齒斜齒曲齒圓錐齒輪類型按齒形分有：直齒、斜齒、曲齒按嚙合方式分有：外嚙合、內(nèi)嚙合、平面嚙合按輪齒高度分有：漸縮齒、等高齒、等頂隙齒漸縮齒等高齒等頂隙齒平面嚙合內(nèi)嚙合外嚙合2.7.2幾何尺寸的計(jì)算㈠傳動(dòng)比㈡幾何尺寸計(jì)算大端模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值：

=20°幾何尺寸以大端為準(zhǔn)：表2-92.7.3受力分析

齒輪傳動(dòng)一、蝸桿的類型與特點(diǎn)特點(diǎn)：⑴傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)、沖擊、噪聲均小。⑵能獲得很大的單級(jí)傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊：

傳遞動(dòng)力時(shí)

i≈8~100分度機(jī)構(gòu)時(shí)i

可達(dá)幾百至一千⑶自鎖性機(jī)構(gòu)。⑷嚙合輪齒間相對(duì)滑動(dòng)速度高，導(dǎo)致磨損大，發(fā)熱大，效率低。(5)

蝸桿所受軸向力大。2.8

蝸桿傳動(dòng)一、蝸桿的類型與特點(diǎn)1、形成：螺旋齒輪傳動(dòng)的特例。2、螺旋線多采用右旋。3、單頭蝸桿多頭蝸桿4、

=2蝸輪蝸桿一、蝸桿的類型與特點(diǎn)圓柱形蝸桿

環(huán)面蝸桿錐面蝸桿阿基米德蝸桿

－端面齒形為阿基米德螺線漸開(kāi)線蝸桿－端面齒形為漸開(kāi)線圓弧齒蝸桿－軸剖面內(nèi)的齒廓為凹圓弧蝸桿類型普通圓柱型渦輪、蝸桿2、正確嚙合條件正確嚙合條件：限定條件：⑴阿基米德蝸桿⑵主平面內(nèi)2.8.2、基本參數(shù)（表2-12）1.模數(shù)m：標(biāo)準(zhǔn)值2.壓力角

：標(biāo)準(zhǔn)值。3.蝸桿分度圓直徑d1：標(biāo)準(zhǔn)值，表2-124.蝸桿直徑系數(shù)q=d1/m

引入原因：5.螺桿導(dǎo)程角：一般認(rèn)為≤3°40′的蝸桿具有自鎖性

6.蝸桿頭數(shù)z1（表2-13）蝸輪齒數(shù)z2反行程可自鎖時(shí)，2.8.3圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸有關(guān)尺寸的計(jì)算公式見(jiàn)表2-14。2.8.4蝸桿傳動(dòng)的失效形式和材料的選擇1.失效形式

蝸輪的膠合和磨損

2.材料選擇蝸桿副的材料首先應(yīng)具有良好的減摩、耐磨、易于跑合和抗膠合的能力；同時(shí)還要有足夠的強(qiáng)度。蝸輪常采用貴重的減摩、耐磨材料如銅合金制造，還需要良好的潤(rùn)滑和散熱條件；蝸桿大多采用碳素鋼或合金鋼制造，經(jīng)淬火處理后以提高表面硬度。2.8.5蝸桿傳動(dòng)受力分析注意受力方向2.9諧波齒輪傳動(dòng)2.9.1概述1.工作原理及齒形組成：波發(fā)生器1、柔輪2和鋼輪3原理：柔輪與剛輪嚙合。波發(fā)生器在柔輪內(nèi)（外）旋轉(zhuǎn)時(shí)，迫使柔輪發(fā)生彈性變形，使其嚙合區(qū)和脫離區(qū)位置變化，迫使柔輪和剛輪之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。波發(fā)生器的接頭數(shù)n等于完全嚙合（或脫離）區(qū)域的數(shù)量，即柔輪的變形波數(shù)。與剛齒輪齒數(shù)和柔輪齒數(shù)之間的關(guān)系2.9.2諧波齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其材料參數(shù)包括：系統(tǒng)傳動(dòng)比i、輪齒理論齒高輪齒齒形角等

系統(tǒng)傳動(dòng)比：(1)鋼輪固定，波發(fā)生器輸入，柔輪輸出時(shí)

（2）柔輪固定時(shí)

（3）波發(fā)生器固定時(shí)

2、輪齒理論齒高1.系統(tǒng)傳動(dòng)比：波發(fā)生器的轉(zhuǎn)角僅在24°到72°范圍才有線性關(guān)系，此范圍內(nèi)，輪齒的徑向位移為柔輪變形量的0.77倍。若把此線性范圍擴(kuò)大到0°到90°，則三角形齒形的理論齒高應(yīng)為

為了避免卡住現(xiàn)象，將齒頂、齒根制成圓角。實(shí)際齒高應(yīng)小于或等于柔輪的變形量

3.輪齒齒形角（2-37）

柔輪齒形角：

4.諧波齒輪傳動(dòng)效率（2-38）

諧波齒輪傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算詳見(jiàn)表2-12

常用材料2.9.2諧波齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及其材料鋼輪材料，一般不應(yīng)與柔輪相同，機(jī)械性能略低

2.9.3強(qiáng)度驗(yàn)算4.9.4諧波齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程輪系分類周轉(zhuǎn)輪系（軸有公轉(zhuǎn)）定軸輪系（軸線固定）

復(fù)合輪系（兩者混合）

差動(dòng)輪系（F=2）行星輪系（F=1）平面定軸輪系空間定軸輪系1

2

32.10.1概述

由一系列齒輪組成的齒輪傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)稱輪系。1.輪系的類型

傳動(dòng)時(shí)，每個(gè)齒輪的幾何軸線都是固定的，稱為定軸輪系

傳動(dòng)時(shí)，至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線傳動(dòng)的輪系，稱周轉(zhuǎn)輪系F：原動(dòng)件數(shù)2.10輪系輪系類型平面定軸輪系空間定軸輪系行星、差動(dòng)輪系（1）中心輪1、3和系桿H繞同一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）行星輪2既繞系桿H的軸線O2轉(zhuǎn)動(dòng)（稱為自轉(zhuǎn)），又隨系桿H繞軸線O轉(zhuǎn)動(dòng)（又稱為公轉(zhuǎn)）。因此行星輪的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是上述兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成。差動(dòng)輪系需要兩個(gè)原動(dòng)件的輸入運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)才能有確定的輸出運(yùn)動(dòng)。若將差動(dòng)輪系的中心輪3固定，只有1個(gè)自由度。這表明行星輪系只需要一個(gè)原動(dòng)件的輸入運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)就有確定的輸出運(yùn)動(dòng)復(fù)合輪系

圖示輪系顯然不是基本型周轉(zhuǎn)輪系，因?yàn)樵撦喯稻哂?個(gè)中心輪1、3、4。該輪系可看成是兩個(gè)基本型周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)合。如以下三種復(fù)合情況之一：

①.行星輪系1-2-3-H同差動(dòng)輪系1-2-2′-4-H的復(fù)合。

②.行星輪系3-2-2′-4-H同差動(dòng)輪系1-2-2′-4-H的復(fù)合。

③.行星輪系1-2-3-H同行星輪系3-2′-2-4-H的復(fù)合。

2.10.1概述2、輪系的功用⑴可獲得較大的傳動(dòng)比，并且結(jié)構(gòu)緊湊；⑵可做相距較遠(yuǎn)兩軸之間傳動(dòng)；⑶可實(shí)現(xiàn)多種傳動(dòng)比傳動(dòng)；⑷可改變從動(dòng)軸轉(zhuǎn)向⑸實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成和分解：可將兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)動(dòng)合成為一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)；或?qū)⒁粋€(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分解為兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)動(dòng)。2.10.2輪系傳動(dòng)比的計(jì)算1、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算連乘后:例題：時(shí)鐘上的輪系如右圖所示。已知:求：秒針與分針、分針與時(shí)針的傳動(dòng)比。解：⑴秒針與分針的傳動(dòng)比(2)分針與時(shí)針的傳動(dòng)比2.11.1齒輪空回、空回產(chǎn)生原因及計(jì)算

空回：當(dāng)主動(dòng)輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪滯后的一種現(xiàn)象。滯后的轉(zhuǎn)角即空回誤差角。

原因：齒輪傳動(dòng)時(shí)存在側(cè)隙。2.11齒輪傳動(dòng)的空回產(chǎn)生空回的主要因素：齒輪－中心距變大、齒厚偏差、基圓偏心和齒形誤差等。其它－齒輪裝在軸上時(shí)的偏心、滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)座圈的徑向偏擺和固定座圈與殼體的配合間隙等。(1)側(cè)隙的存在：零件的加工誤差，貯存潤(rùn)滑油，溫度變化引起零件尺寸變化。(2)側(cè)隙在反向傳動(dòng)中引起的空回誤差，將直接影響傳動(dòng)精度。必要時(shí)予以控制或設(shè)法消除影響?？栈卣`差計(jì)算

一對(duì)嚙合齒輪總的側(cè)隙

（2-44）一對(duì)嚙合齒輪，由側(cè)隙引起的從動(dòng)輪滯后的轉(zhuǎn)角（空回誤差角）（2-45）2級(jí)齒輪傳動(dòng)，輸出軸的空回誤差角（2-46）

結(jié)論：最后一級(jí)齒輪空回誤差對(duì)整個(gè)齒輪傳動(dòng)的空回誤差影響最大，所以提高最后一級(jí)齒輪的制造精度，可以減小空回誤差，同時(shí)各級(jí)齒輪傳動(dòng)比按照先小后大原則分配更合理。

1、利用彈簧力減小或消除傳動(dòng)空回

2.11.2消除和減小齒輪傳動(dòng)空回方法使用拉伸彈簧使用扭轉(zhuǎn)彈簧2、固定雙片齒輪減小或消除傳動(dòng)空回3、利用接觸游絲減小或消除傳動(dòng)空回1)接觸游絲應(yīng)安裝于傳動(dòng)鏈最后一環(huán)。2)傳動(dòng)鏈的轉(zhuǎn)數(shù)受到限制。3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。4、采用調(diào)整中心距法減小或消除傳動(dòng)空回2.12.1齒輪傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)步驟⒈根據(jù)傳動(dòng)要求和工作特點(diǎn)、正確選擇傳動(dòng)形式；⒉決定傳動(dòng)級(jí)數(shù)，分配各級(jí)傳動(dòng)比；⒊確定齒數(shù)、模數(shù)，計(jì)算齒輪幾何尺寸；⒋對(duì)于精密傳動(dòng)鏈，進(jìn)行誤差分析和估算；⒌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括齒輪、齒輪與軸的連接、軸承形式\小消空會(huì)結(jié)構(gòu)等；必要時(shí)交叉進(jìn)行。2.12齒輪傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)2.12.2齒輪傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)內(nèi)容⒈選擇合理的齒輪傳動(dòng)型式

1）考慮結(jié)構(gòu)條件對(duì)齒輪傳動(dòng)的要求。

傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)也可反過(guò)來(lái)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出要求。

2）齒輪傳動(dòng)精度要求；

a)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)最大轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。

b)傳動(dòng)的平穩(wěn)性。要求齒輪每轉(zhuǎn)過(guò)一齒的最大轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。

c)載荷分布的均勻性?？刂讫X輪嚙合時(shí)齒面接觸狀態(tài)。

d)齒側(cè)間隙?？刂讫X輪嚙合時(shí)，非工作表面一側(cè)的間隙大小。

3)齒輪傳動(dòng)的工作速度與平穩(wěn)性、無(wú)噪聲要求；

4)齒輪傳動(dòng)的工藝性因素；需考慮具體的生產(chǎn)設(shè)備條件及生產(chǎn)批量。

5)傳動(dòng)效率與潤(rùn)滑條件。2、合理分配齒輪傳動(dòng)鏈傳動(dòng)比一般說(shuō)來(lái)，齒輪傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)級(jí)數(shù)少些較好，不但可以使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，還有利于提高傳動(dòng)效率，減小傳動(dòng)誤差和提高工作精度。

應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)鏈的具體工作要求，合理地確定其傳動(dòng)級(jí)數(shù)，再進(jìn)行各級(jí)傳動(dòng)比的分配。（1）“先小后大”原則，可獲得較高的傳動(dòng)精度；分配傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)該使靠近主動(dòng)軸的前幾級(jí)齒輪的傳動(dòng)比取小些，后面的靠近輸出端的齒輪傳動(dòng)比取大些。

2、合理分配齒輪傳動(dòng)鏈傳動(dòng)比及如圖,完全相同的兩對(duì)齒輪、、。其中，。a方案：

b方案:

>多用于示數(shù)傳動(dòng)2、合理分配齒輪傳動(dòng)鏈傳動(dòng)比（2)“最小體積”原則；假設(shè)：1）各齒輪寬度均相同：2）各齒輪主動(dòng)輪的分度圓直徑均相等；3）齒輪的材料相同；4）不考慮軸與軸承體積。

結(jié)論：各級(jí)速比相同可使齒輪機(jī)構(gòu)的體積最小。

（3）“最小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”原則可實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，啟動(dòng)、制動(dòng)及時(shí)。2級(jí)齒輪傳動(dòng)3級(jí)齒輪傳動(dòng)3、確定齒輪齒數(shù)、模數(shù)（1）齒數(shù)的確定

1)標(biāo)準(zhǔn)齒輪，zmin=17。斜齒時(shí)，zmin可以更小。要求較低時(shí)，zmin≥12。

2)

示數(shù)傳動(dòng)即自鎖時(shí)，則應(yīng)采用單頭蝸桿

3)中心距不受限，精度較高時(shí)，z≥25。4)采用大模數(shù)時(shí)，小齒輪齒數(shù)減少，采用變位齒輪。5)蝸桿螺旋線的頭數(shù)，一般可采取1～4，示數(shù)傳動(dòng)的精密蝸桿，一般采用單頭蝸桿。（2）模數(shù)的確定一般由中心距和傳動(dòng)比按下式求出，按標(biāo)準(zhǔn)圓整。4、齒輪傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)把傳動(dòng)鏈作為一個(gè)整體來(lái)考慮

（1）設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)

考慮結(jié)構(gòu)的工藝性，齒輪工作的可靠性，經(jīng)濟(jì)性，熱處理。

圓柱齒輪典型結(jié)構(gòu)

圓錐齒輪典型結(jié)構(gòu)

蝸輪蝸桿典型結(jié)構(gòu)（2）設(shè)計(jì)齒輪與軸的連接方式基本要求：

1）聯(lián)結(jié)牢固，滿足傳遞轉(zhuǎn)矩要求。

2）保證軸與齒輪的同軸度和垂直度。常用的：不常用的：⒈銷釘連接

壓合連接⒉螺釘連接

彈簧壓緊連接⒊鍵連接

夾緊連接花鍵連接4、齒輪傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常采用的齒輪結(jié)構(gòu)

組合的齒輪結(jié)構(gòu)

圓錐齒輪的典型結(jié)構(gòu)

蝸輪、蝸桿的典型結(jié)構(gòu)

銷釘連接

螺釘連接

鍵連接

夾緊連接

彈簧連接

壓合連接

螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)：利用螺桿和螺母組成的螺旋副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)方式。運(yùn)動(dòng)關(guān)系為：式中l(wèi)

——螺桿（或螺母）的位移。

——螺桿和螺母間的相對(duì)轉(zhuǎn)角。3.1概述螺旋傳動(dòng)分類

按螺旋傳動(dòng)在精密機(jī)械中的作用分為1）示數(shù)螺旋，進(jìn)給傳動(dòng)。精度高，空回小。2）傳力螺旋。強(qiáng)度高3）一般螺旋傳動(dòng)。僅傳遞運(yùn)動(dòng)，無(wú)特殊要求。按其接觸面間摩擦的性質(zhì)分為1）滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)2）滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)。3）靜壓螺旋傳動(dòng)。進(jìn)給傳動(dòng)傳力螺旋3.2.1滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)

：優(yōu)點(diǎn)：1.降速比大,傳動(dòng)精度高，工作平穩(wěn)。2.具有增力作用。3.能自鎖。缺點(diǎn)：1.效率低、磨損快2.低速時(shí)有爬行現(xiàn)象3.2滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)3.2.2滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用形式

1）螺母固定，螺桿旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)(圖a)。2）螺桿固定并轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)（圖b）。螺桿移動(dòng)，軸向空間＝2倍工作行程＋螺母厚度。軸向尺寸較大，剛性較差。因此僅適用于行程短的情況。螺母移動(dòng)，軸向空間＝工作行程＋螺母厚度結(jié)構(gòu)緊湊，剛度較大，應(yīng)用較廣3.2.2滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用形式3）其它

差動(dòng)螺旋，螺桿上兩螺紋旋向相同，用“-”

增動(dòng)螺旋，螺桿上兩螺紋旋向相反，用“+”螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)螺桿固定并轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)1-螺桿2-活動(dòng)螺母3-機(jī)架3.2.3滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的主要失效形式：螺紋磨損，螺桿變形，螺桿或螺紋牙的斷裂。滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算內(nèi)容1.耐磨性計(jì)算(3-3)(3-4)(3-5)3.2.3滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算2.剛度計(jì)算轉(zhuǎn)矩對(duì)一個(gè)螺距產(chǎn)生的變化量

1m長(zhǎng)的螺紋上螺距積累變化量

(3-8)(3-7)轉(zhuǎn)矩和Fa對(duì)一個(gè)螺距產(chǎn)生的變化量

(3-6)3.2.3滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算3.穩(wěn)定性計(jì)算4.強(qiáng)度計(jì)算螺桿的穩(wěn)定性條件

(3-9)臨界軸向載荷

(3-10)為了計(jì)算方便，用

(3-11)m——螺桿支承系數(shù)，見(jiàn)表3-3

(1)螺桿的強(qiáng)度計(jì)算

(3-12)(2)螺紋強(qiáng)度

剪切強(qiáng)度條件為：

(3-13)彎曲強(qiáng)度條件為：

(3-14)許用應(yīng)力，見(jiàn)表3-4

5.驅(qū)動(dòng)力矩、效率和自鎖計(jì)算受軸向載荷Fa作用時(shí)，所需驅(qū)動(dòng)力矩

(3-15)螺母旋轉(zhuǎn)一周，螺旋副的效率

螺旋不自鎖時(shí)，傳動(dòng)效率和轉(zhuǎn)矩分別為

(3-20)(3-21)當(dāng)，則螺旋自鎖

(3-22)(3-18)參考例3-13.2.4滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則1.傳動(dòng)形式的選擇

根據(jù)螺旋傳動(dòng)型式和特點(diǎn)，結(jié)合具體情況進(jìn)行選擇(基本形式或差動(dòng)）2.螺紋類型的確定示數(shù)螺旋傳動(dòng)多選，代號(hào)M傳力螺旋傳動(dòng)多選,代號(hào)Tr用于承受單向力,代號(hào)S用于力傳遞,無(wú)代號(hào)3.螺旋副材料的確定根據(jù)用途，精度等級(jí)及熱處理要求等條件選定，要求具有良好的耐磨性和易于加工。

螺桿成本高，對(duì)精度影響大，故螺桿硬，螺母軟。螺桿：強(qiáng)度高、耐磨性好、工藝性好。

如：Q235、Y40Mn、45、50、65Mn、40Cr、9Mn2V、38CrMoAlA、GCr15等。螺母：耐磨性、減摩性好。如：鑄鐵、青銅螺桿長(zhǎng)度4.主要參數(shù)的確定

包括：螺桿直徑和長(zhǎng)度、螺距、螺旋線頭數(shù)和螺母高度等。；螺距應(yīng)取為標(biāo)準(zhǔn)值；最好用單頭螺紋；直徑應(yīng)選大些，并使（長(zhǎng)度）/（螺紋小徑）≤25

5.螺紋公差螺紋的公差制結(jié)構(gòu)

螺距的累積誤差隨螺紋扣數(shù)的增多而增大，旋合長(zhǎng)度見(jiàn)表（3-7）

為了有利于生產(chǎn)，盡量減少刀具、量具的規(guī)格和數(shù)量，一般應(yīng)采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的公差帶，見(jiàn)表3-9

為了確保有足夠的接觸高度，內(nèi)、外螺紋最好組成H/g、H/h或G/h的配合。H/h配合的最小間隙為零，一般多采用此種配合；G/h、H/g配合具有保證間隙，適用于要求快速裝卸的螺紋基本牙型有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)(GB5796.3-86)規(guī)定。

例：M20X2左－6H/5g6g－S旋合長(zhǎng)度外螺紋頂徑公差帶外螺紋中徑公差帶內(nèi)螺紋中徑和頂徑公差帶左旋螺距公稱直徑牙型代號(hào)

直徑10mm，螺距1.5mm，中徑頂徑公差帶為6H的內(nèi)螺紋：M10－6H直徑10mm，螺距1mm，中徑頂徑公差帶為6g的外螺紋：M10×1－6g螺紋副螺紋表示方法：6.螺旋副零件與滑板聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的確定（1）剛性聯(lián)接結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)結(jié)剛度大，多用于受力較大的傳動(dòng)中。螺旋副位移方向與滑板運(yùn)動(dòng)方向間易發(fā)生干涉。⑶活動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)

徹底排除螺旋副與滑板運(yùn)動(dòng)方向間的干涉，需要封閉力F。（2）彈性聯(lián)接結(jié)構(gòu)

適用于受力較小的精密螺旋傳動(dòng)。7.影響螺旋傳動(dòng)精度的因素及提高傳動(dòng)精度措施

(1)螺紋參數(shù)誤差(2)螺距誤差

單個(gè)螺距誤差:螺紋全長(zhǎng)上，任意單個(gè)實(shí)際螺距對(duì)基本螺距的偏差的最大代數(shù)差。螺距累積誤差:規(guī)定的螺紋長(zhǎng)度內(nèi)，任意兩同側(cè)螺紋面間實(shí)際距離對(duì)公稱尺寸的偏差的最大代數(shù)差。與螺紋的長(zhǎng)度有關(guān)。

注意：螺桿的螺距誤差直接影響傳動(dòng)精度;螺母的螺距累積誤差對(duì)傳動(dòng)精度沒(méi)有影響,單個(gè)螺距誤差也只有當(dāng)螺桿也有單個(gè)螺距誤差時(shí)才會(huì)引起傳動(dòng)誤差。(3)中徑誤差

螺旋副中，大徑、小徑并無(wú)相對(duì)接觸，中徑是配合尺寸，因此要控制中徑變動(dòng)量。(4)牙型半角誤差

螺紋牙型半角可能偏離標(biāo)準(zhǔn)值。但是，如果采用一把刀，一次裝卡，牙型半角誤差在螺紋全長(zhǎng)上一般變化不大。(5)螺桿軸向竄動(dòng)誤差(6)偏斜誤差(7)溫度誤差提高精度的方法規(guī)定合理的制造精度;采取某些結(jié)構(gòu)措施

如螺距誤差校正裝置(動(dòng)畫(huà)）也可用來(lái)校正溫度誤差

消除螺桿軸向竄動(dòng)誤差，可采用圖3.3結(jié)構(gòu)

減小偏斜誤差，可采用活動(dòng)聯(lián)接或彈性聯(lián)接的方法，并盡量縮短行程；對(duì)導(dǎo)軌導(dǎo)向面與螺桿軸線的平行度應(yīng)提出較高的要求。3.2.5消除螺旋傳動(dòng)空回的方法

空回——當(dāng)螺旋機(jī)構(gòu)中存在間隙，若螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變時(shí)，螺母不能立即產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度后才能使螺母開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為空回。消除空回的方法：1.利用單向作用力2.利用調(diào)整螺母3.利用塑料螺母消除空回1.利用單向作用力利用彈簧1產(chǎn)生單向恢復(fù)力，使螺桿和螺母螺紋的工作表面保持單面接觸，從而消除了另一側(cè)間隙對(duì)空回的影響。

2.利用調(diào)整螺母（1）徑向調(diào)整法利用不同結(jié)構(gòu)，使螺母產(chǎn)生徑向收縮，以減小傳動(dòng)副間隙。2.利用調(diào)整螺母（2）軸向調(diào)整法

利用雙螺母軸向預(yù)緊消除傳動(dòng)副間隙。3.利用塑料螺母消除空回利用塑料的彈性很好地消除螺旋副的間隙。滾珠螺旋傳動(dòng)在螺桿和螺母間放入適量的滾珠，使滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的螺旋傳動(dòng)。滾珠螺旋傳動(dòng)是由螺桿、螺母、滾珠和滾珠循環(huán)返回裝置四部分組成。一、滾珠螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)：

1.特點(diǎn)

除螺旋傳動(dòng)的一般特點(diǎn)外，尚有如下特點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高，啟動(dòng)力矩小。2）傳動(dòng)精度高。3）具有傳動(dòng)的可逆性，不能自鎖。4）制造工藝復(fù)雜，成本高。5）壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。3.3滾珠螺旋傳動(dòng)2.滾珠螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與類型

1）螺紋滾道法向截型單圓弧型

工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行特性不夠穩(wěn)定。

雙圓弧型

工藝難度大，有利潤(rùn)滑，運(yùn)行特性穩(wěn)定。單圓弧型雙圓弧型接觸角內(nèi)循環(huán)式2）滾珠循環(huán)方式

內(nèi)循環(huán)式流暢性好，徑向尺寸小，反向器加工復(fù)雜。外循環(huán)式

外循環(huán)式工藝性好，徑向尺寸大。螺旋槽式插管式端蓋式墊片調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式齒差調(diào)隙式3）消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法

基本方式為采用雙螺母，調(diào)整雙螺母軸向距離實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，消除空回間隙。雙螺母預(yù)緊墊片調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式齒差調(diào)隙式3.滾珠螺旋副的精度、代號(hào)和標(biāo)記1）滾珠螺旋副的精度

包括螺母的行程誤差和空回誤差。可參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2）滾珠螺旋副的代號(hào)和標(biāo)記方法類型（P或T）公稱導(dǎo)程結(jié)構(gòu)特征循環(huán)方式旋向，右旋省略例：

C

D

M

50

10

□－3－P

3精度等級(jí)負(fù)荷鋼珠圈數(shù)公稱直徑預(yù)緊方式

軸和常見(jiàn)精密軸系4.1概述

軸是軸系的核心零件做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，必須裝在軸上后才能實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。軸的分類

（1）按載荷和應(yīng)力的不同，分為三種：

心軸——隨同回轉(zhuǎn)零件一起或不一起轉(zhuǎn)動(dòng)。只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)動(dòng)心軸受變應(yīng)力，不轉(zhuǎn)動(dòng)心軸受靜應(yīng)力。

轉(zhuǎn)軸——既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩。

傳動(dòng)軸——主要承受轉(zhuǎn)矩。（2）按軸的中心線的不同，分為三種：

直軸——軸的各截面中心在同一直線上。光軸、階梯軸；實(shí)心軸、空心軸

曲軸——軸的各截面中心不在同一直線上。曲軸通常是專用零件

軟軸——軸線可變，把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活地傳到任何位置。4.1概述非旋轉(zhuǎn)心軸型

4.1概述4.1概述傳動(dòng)軸支承4.1概述4.1概述4.1概述精密軸系是很多精密機(jī)械和精密儀器的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量直接影響儀器的使用和精度。多數(shù)精密軸系由軸和軸套組成

通常儀器對(duì)軸系的要求：a.較高的回轉(zhuǎn)精度；b.運(yùn)動(dòng)應(yīng)靈活、輕便平滑，無(wú)卡滯和跳動(dòng)現(xiàn)象；c.具有足夠的剛度；d.良好的結(jié)構(gòu)工藝性；e.較長(zhǎng)的使用壽命。常見(jiàn)的精密軸系有標(biāo)準(zhǔn)圓柱形軸系、圓錐形軸系、半運(yùn)動(dòng)式柱形軸系和平面軸系。

4.1概述設(shè)計(jì)軸時(shí)的考慮因素：

回轉(zhuǎn)精度、強(qiáng)度、剛度、熱變形、振動(dòng)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)工藝性。設(shè)計(jì)內(nèi)容：

選材、確定軸的結(jié)構(gòu)、計(jì)算軸的強(qiáng)度和剛度，計(jì)算軸的振動(dòng)穩(wěn)定性（高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸），繪制出軸的零件工作圖。

軸的設(shè)計(jì)要與軸承、軸系零件統(tǒng)一考慮。4.2.1軸的材料及其選擇（表4-1）1、選材原則：根據(jù)軸的工作能力（強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)穩(wěn)定性、耐磨性等）、熱處理方式、制造工藝性——經(jīng)濟(jì)合理。2、常用材料

碳素鋼——對(duì)應(yīng)力集中敏感性小，價(jià)格低廉，常用。

45、35、50（調(diào)質(zhì)or正火），Q235、Q275

合金鋼——較高的力學(xué)性能和熱處理性能，用于受力較大且尺寸較小、重量輕和耐磨性高的軸。

20Cr、40Cr、含Mo合金鋼。4.2軸4.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足：①軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的軸向工作位置，并便于裝拆和調(diào)整；②軸應(yīng)有良好的加工工藝性。軸頸——軸上被支承的部位；

軸頭——安裝輪轂的部位；軸身——聯(lián)結(jié)軸頸與軸頭的部分。

1.軸的外形結(jié)構(gòu)（圖4.3）在滿足工作要求的前提下，軸的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

1）確定并繪出軸的全部結(jié)構(gòu)和尺寸；2）制定出滿足使用要求的技術(shù)條件。4.2軸2.零件在軸上的固定方法

軸肩、軸環(huán)－簡(jiǎn)單可靠，不需附加零件，承受較大軸向力；但使直徑增大，階梯處產(chǎn)生應(yīng)力集中。4.2軸（1）零件在軸上的軸向固定

a=(0.07～0.1)ｄ；b=1.4a

定位面—內(nèi)圓角半徑r應(yīng)小于零件上倒角C或外圓角半徑R。

套筒－簡(jiǎn)單可靠，簡(jiǎn)化軸的結(jié)構(gòu)且不消弱軸的強(qiáng)度；常用于軸上兩個(gè)近距零件間的相對(duì)固定；不宜用于高速轉(zhuǎn)軸；套筒內(nèi)徑與軸的配合較松。螺母－固定可靠，承受較大軸向力，能實(shí)現(xiàn)軸上零件的間隙調(diào)整；常用于兩零件的間距較大除，亦可用于軸端；為減小對(duì)軸的強(qiáng)度的消弱，常用細(xì)牙螺紋；為防松，須加止動(dòng)墊圈或使用雙螺母。4.2軸軸端擋圈－工作可靠，承受較大軸向力；只用于軸端，且采用止動(dòng)墊片等防松措施。錐面－裝拆方便，且可兼作周向定位；宜用于高速、沖擊及對(duì)中性要求高的場(chǎng)合。彈性擋圈－結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，裝拆方便，但受力較小，且軸上切槽引起應(yīng)力集中；常用于軸承的固定。緊定螺釘、鎖緊擋圈－結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但受力較小，不適于高速場(chǎng)合。（2）零件在軸上的周向固定

鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接、緊定螺釘、過(guò)盈聯(lián)接等。見(jiàn)“鍵聯(lián)接”、“齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”部分

4.2軸良好的加工工藝性（1）軸的直徑變化盡可能少，并盡量限制軸的最大直徑與各軸段的直徑差（節(jié)省材料，減少切削量）。（2）軸上有磨削與切螺紋處，要留砂輪越程槽和螺紋退刀槽，以保證完整加工。（3）軸上有多個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)開(kāi)在同—直線上，以免加工鍵槽時(shí)多次裝夾。（4）盡可能使軸上各過(guò)渡圓角、倒角、鍵槽、越程槽、退刀槽及中心孔等尺寸分別相同，并符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，以利于加工和檢驗(yàn)。（5）軸上配合軸段直徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值；與滾動(dòng)軸承配合的軸徑應(yīng)按滾動(dòng)軸承內(nèi)徑尺寸選?。狠S上的螺紋部分直徑應(yīng)符合螺紋標(biāo)準(zhǔn)等。裝配工藝性（1）為便于軸上零件的裝配，使其能順利通過(guò)相鄰軸段而到達(dá)軸上的確定位置，常采用直徑從兩端向中間逐漸增大的階梯軸。軸上的各階梯，除用作軸上零件軸向固定的可按規(guī)定確定軸肩高度外，其余僅為便于安裝而設(shè)置的軸肩，其軸肩高度常可取0.5～3mm。（2）軸端應(yīng)倒角，以去掉毛刺并便于裝配。（3）固定滾動(dòng)軸承的軸肩高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈厚度，以便拆卸。4.2軸軸系結(jié)構(gòu)實(shí)例4.2軸4.2.3軸的強(qiáng)度計(jì)算1.按許用切應(yīng)力計(jì)算軸頸

已知：軸傳遞的功率P、轉(zhuǎn)速n，則（4－1）（4－2）4.2軸2.按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算軸頸（4－3）（4－4）設(shè)計(jì)公式

4.2.4軸的剛度計(jì)算1.扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算2.彎曲剛度計(jì)算

計(jì)算法工程－查表法4.3常見(jiàn)精密軸系以支承主體所形成的部件稱為精密軸系對(duì)精密軸系的要求：（1）旋轉(zhuǎn)精度（2）剛度：（3）轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性1.標(biāo)準(zhǔn)圓柱形軸系（1）結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用

形狀簡(jiǎn)單，加工方便，易于獲得較高的制造精度，軸與軸套接觸面積大，摩擦力矩大，配合面間的間隙無(wú)法調(diào)整。為減少接觸面積和精加工面，通常將軸套2的中部車去一段。（如圖a）（2）誤差分析1）軸與軸套的尺寸誤差2）圓柱度誤差3）溫度變化的影響

2.圓錐形軸系4.3常見(jiàn)精密軸系（1）結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用

(2)精度分析

為了減少錐形軸與軸套間的摩擦，可采取以下措施：

a.將軸和軸套中部車去一部分，以減少摩擦面積和精加工面，而又不降低儀器回轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

b.利用軸下端中心的鋼球或止推螺釘承受大部分軸向負(fù)荷，見(jiàn)圖（b）、（c）。以減少對(duì)軸套的壓力

影響因素有：錐形軸和軸套之間的配合間隙，軸系零件的幾何形狀誤差(主要是圓度誤差)以及溫度變化等。3.半運(yùn)動(dòng)式柱形軸系（1）結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用

a.自動(dòng)定心，置中精度高。b.摩擦力矩小，主軸起動(dòng)靈活，磨損小，壽命長(zhǎng)。不發(fā)生卡滯現(xiàn)象。c.裝配時(shí)研磨工作量小，利于批量生產(chǎn)。d.對(duì)零件加工精度高。

4.3常見(jiàn)精密軸系經(jīng)緯儀中應(yīng)用

（2）精度分析a.配合間隙的影響

b.鋼球直徑差的影響

c.同軸度誤差影響

d.垂直度誤差的影響

經(jīng)緯儀軸系4.平面軸系（1）結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

4.3常見(jiàn)精密軸系

利用平面接觸起定向作用，高度低，體積小。精度不穩(wěn)定：轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)于靈活，需使用粘度較大的油脂，以使其轉(zhuǎn)動(dòng)較平穩(wěn)，噪音小。（2）精度分析

a.鋼球的圓度誤差和直徑差b.平面度誤差

c.垂直度誤差

支承支承5.1概述5.2滑動(dòng)摩擦支承5.3滾動(dòng)摩擦支承5.4彈性摩擦支承5.5流體摩擦及其他支承5.1概述支承組成：運(yùn)動(dòng)件、承導(dǎo)件運(yùn)動(dòng)件：轉(zhuǎn)動(dòng)或在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)的部分。承導(dǎo)件：固定部分，用以約束運(yùn)動(dòng)件，使其只能轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)。

運(yùn)動(dòng)件承導(dǎo)件5.1概述分類（按運(yùn)動(dòng)件和承導(dǎo)件之間的摩擦性質(zhì)）

滑動(dòng)摩擦支承滾動(dòng)摩擦支承彈性摩擦支承流體摩擦支承5.2滑動(dòng)摩擦支承5.2.1圓柱面支承圓柱面軸承的組成：軸瓦（軸套）；軸，軸頸，軸承座。

軸瓦軸軸頸軸承座圓柱面支承的優(yōu)先使用場(chǎng)合要求很高的旋轉(zhuǎn)精度；承受重載、振動(dòng)和沖擊；盡可能小的尺寸和可拆卸；低速、輕載和不重要的軸承。1.圓柱面支承的結(jié)構(gòu)軸套和軸瓦的材料（減摩材料）鑄鐵

銅合金

軸承合金

陶瓷合金

非金屬材料1）軸頸的結(jié)構(gòu)

2）整體式圓柱面支承的結(jié)構(gòu)

3）剖分式圓柱面支承的結(jié)構(gòu)

4）軸套和軸瓦的結(jié)構(gòu)和材料5.2滑動(dòng)摩擦支承2.圓柱面支承的潤(rùn)滑

1）潤(rùn)滑劑的作用減小摩擦和磨損，提高抗腐蝕能力，緩沖振動(dòng)和沖擊，散熱，密封。

2）潤(rùn)滑劑的種類

潤(rùn)滑油（使用最多）：潤(rùn)滑、冷卻。潤(rùn)滑脂：承載能力高，流動(dòng)性小，不易流失，但摩擦功耗大。應(yīng)用于滑動(dòng)速度低、壓強(qiáng)較高、不便常加油的場(chǎng)合。5.2滑動(dòng)摩擦支承3.圓柱面支承的設(shè)計(jì)和計(jì)算1）摩擦力矩的計(jì)算支承承受徑向載荷計(jì)算

支承承受軸向載荷計(jì)算

同時(shí)承受軸向和徑向載荷－總摩擦力矩等于兩種載荷所產(chǎn)生的摩擦力矩之和

2）圓柱面支承尺寸的確定強(qiáng)度計(jì)算方法由于抗彎截面系數(shù)

W≈0.1因此

令，則根據(jù)摩擦力矩計(jì)算方法3.圓柱面支承的設(shè)計(jì)和計(jì)算3）圓柱面支承的技術(shù)條件

加工精度等級(jí)、配合種類、表面粗糙度、表面幾何形狀等。根據(jù)支承的旋轉(zhuǎn)精度要求、受力情況和轉(zhuǎn)速高低等因素，參考有關(guān)手冊(cè)和類似產(chǎn)品選定。5.2.2、其它型式滑動(dòng)摩擦支承1)頂尖支承2)軸尖支承3)球支承5.3滾動(dòng)摩擦支承5.3.1標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承組成：外圈1

內(nèi)圈2

滾動(dòng)體3

保持架4

內(nèi)圈常裝在軸頸上，隨軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈裝在機(jī)架或機(jī)械的零部件上

滾動(dòng)體分為鋼球、圓柱滾子、圓錐滾子、滾針等型式。通常不同的滾動(dòng)體構(gòu)成不同類型的軸承，以適應(yīng)各種載荷和工作情況。

內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體的表面硬度為60～66HRC，材料主要是高碳鉻軸承鋼等。保持架的材料通常為低碳鋼，也可用黃銅、青銅或塑料等其他材料。保持架材料

F—鋼，球墨鑄鐵或粉墨冶金實(shí)體保持架，用附加數(shù)字表示不同的材料。

F1—碳鋼

F2—石墨鋼

F3—球墨鑄鐵

F4—粉末冶金

Q—青銅實(shí)體保持架，用附加數(shù)字表示不同的材料。

Q1—鋁鐵錳青銅

Q2—硅鐵鋅青銅

Q3—硅鎳青銅

Q4—鋁青銅

M—黃銅實(shí)體保持架

L—輕合金實(shí)體保持架，用附加數(shù)字表示不同的材料。

L1-LY11CZ

L2-LY12CZ

T—酚醛層壓布管實(shí)體保持架

TH—玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂保持架（筐型）。

TN—工程塑料模注保持架，用附加數(shù)字表示不同的材料。

TN1—尼龍

TN2—聚砜

TN3—聚酰亞胺

TN4—聚酰酸酯

TN5—聚甲醛

J—鋼板沖壓保持架，材料有變化時(shí)附加數(shù)字區(qū)別。

Y—銅板沖壓保持架，材料有變化時(shí)附加數(shù)字區(qū)別；

SZ—保持架由彈簧絲或彈簧制造。常用滾動(dòng)軸承

深溝球軸承（6）

調(diào)心球軸承（1）

圓柱滾子軸承（N）

滾針軸承（NA）

角接觸軸承（7）

圓錐滾子軸承（3）

推力球軸承（5）1、滾動(dòng)軸承的類型和選擇1)滾動(dòng)軸承的類型(表5-2）2)滾動(dòng)軸承類型的選擇

(1)載荷的方向和大小－首要考慮因素

(2)軸承的轉(zhuǎn)速－低于極限轉(zhuǎn)速

(3)軸承的剛性

(4)軸承的安裝和拆卸

(5)軸承的調(diào)心性能調(diào)心

(6)軸承的摩擦力矩1、滾動(dòng)軸承的類型和選擇

2、滾動(dòng)軸承的代號(hào)

滾動(dòng)軸承的代號(hào)（GB/T272-93）前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)軸承分部件軸承類型尺寸系列軸承內(nèi)徑內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封、防塵與外部形狀保持架及其材料軸承材料公差等級(jí)游隙配置其它

2、滾動(dòng)軸承的代號(hào)

用字母表示。如有L，R，WS，GS，KOW，KIW，LR，K等

前置代號(hào)種類很多，詳細(xì)內(nèi)容可參考軸承手冊(cè)。1)基本代號(hào)

直徑系列寬度系列（向心軸承）高度系列（推力軸承）表5-4表5-5表5-6××2）前置代號(hào)

3)后置代號(hào)

2、滾動(dòng)軸承的代號(hào)

后置代號(hào)共有8組。用字母(或加數(shù)字)表示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、密封和防塵、外部形狀變化、保持架結(jié)構(gòu)、軸承零件材料、公差等級(jí)、游隙及配置等。詳見(jiàn)軸承手冊(cè)。其中：

公差等級(jí)代號(hào)：由小到大依次為/P2、/P4(/UP)、/P5(/SP)、/P6X、/P6、／P0等6個(gè)等級(jí)。2級(jí)精度最高，其中/P0級(jí)在標(biāo)注時(shí)可忽略。代號(hào)示例如6203、6203/P6。游隙代號(hào)：有/C1，/C2，/CO，/C3，/C4，/C5等6個(gè)代號(hào)，分別符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游隙1、2、0、3、4、5組（游隙量自小而大)，O組不標(biāo)注。代號(hào)示例如6210、6210/C4。公差等級(jí)代號(hào)和游隙代號(hào)同時(shí)表示時(shí)可以簡(jiǎn)化，如6210/P63表示軸承公差等級(jí)P6級(jí)、徑向游隙3組。3)后置代號(hào)

2、滾動(dòng)軸承的代號(hào)

配置代號(hào)指成對(duì)安裝的軸承有三種配置形式。/DB、/DF、/DT三種代號(hào),分別表示背對(duì)背安裝、面對(duì)面安裝和串聯(lián)安裝。代號(hào)示例如32208/DF、7210C/DT例1：試說(shuō)明滾動(dòng)軸承代號(hào)61100和7205/P4的含義。受載最大的滾動(dòng)體的載荷3、滾動(dòng)軸承的載荷分布、失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則

1).滾動(dòng)軸承的載荷分布

滾動(dòng)軸承受通過(guò)軸承中心的純軸向載荷時(shí)，在理想精度下，可認(rèn)為各滾動(dòng)體均勻承受。滾動(dòng)軸承受徑向載荷時(shí)，只有下半圈滾動(dòng)體受載，在作用線上的滾動(dòng)體所受的載荷最大

球軸承（點(diǎn)接觸）滾子軸承（線接觸）疲勞點(diǎn)蝕－脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力塑性變形磨損2)滾動(dòng)軸承的失效形式

3、滾動(dòng)軸承的載荷分布、失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則

3)滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則

正常工作條件下的回轉(zhuǎn)滾動(dòng)軸承，主要是疲勞點(diǎn)蝕破壞，應(yīng)進(jìn)行接觸疲勞壽命計(jì)算，當(dāng)載荷變化較大或有較大沖擊載荷時(shí)，還應(yīng)作靜強(qiáng)度計(jì)算；對(duì)于擺動(dòng)或轉(zhuǎn)速較低的軸承，主要防止塑性變形，只需作靜強(qiáng)度計(jì)算；高速軸承為防止發(fā)生粘著磨損、燒傷，除進(jìn)行壽命計(jì)算外，還需核驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速。1)基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷軸承的壽命：軸承中任一元件首次出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕之前所運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)，稱為軸承壽命。

基本額定壽命——軸承的壽命指標(biāo)L10(r)、L10h(h)

。指90%可靠度、常用材料和加工質(zhì)量、常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的壽命?；绢~定動(dòng)載荷C——指基本額定壽命恰好為一個(gè)單位(106r)時(shí)，軸承所能承受的最大載荷

2）當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算

附加軸向載荷3）軸承壽命計(jì)算計(jì)算公式4、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算基本額定靜載荷C0（C0r

、C0a）5.滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算額定靜載荷

當(dāng)量靜載荷

取兩式中大值6.滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速正常條件－設(shè)計(jì)手冊(cè)查取條件改變－修正（相關(guān)系數(shù)查圖5.21、5.22）采取改進(jìn)措施提高極限轉(zhuǎn)速相關(guān)系數(shù)查表5-14、5-15

例2試選擇某傳動(dòng)裝置中用深溝球軸承。已知軸頸d=35mm，軸的轉(zhuǎn)速n=2860r/min，軸承徑向載荷Fr=1600N，軸向載荷Fa=800N，載荷有輕微沖擊，預(yù)期使用壽命L′h=5000h。7、滾動(dòng)軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)軸承的固定

(1)兩端固定

(2)一端固定，一端游動(dòng)

2）軸承的配合3）軸承游隙調(diào)整4）軸承預(yù)緊

潤(rùn)滑目的－降低摩擦阻力，減輕磨損，降低接觸應(yīng)力，吸振降噪，防銹散熱。（1）脂潤(rùn)滑－相應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易維護(hù)保養(yǎng)，不易滲漏，具密封作用；內(nèi)摩擦力大。（2）油潤(rùn)滑－摩擦阻力小，散熱好，具清洗作用；易滲漏，密封裝置復(fù)雜，需供油設(shè)備。（3）固體潤(rùn)滑劑－（常用二硫化鉬）潤(rùn)滑脂的添加劑、粘貼形成固體潤(rùn)滑膜、自潤(rùn)滑軸承等。6）滾動(dòng)軸承的密封目的：防塵、防水、防止?jié)櫥瑒┑牧魇СＳ妹芊饨Y(jié)構(gòu)型式：接觸式密封常見(jiàn)型式密封件與軸接觸，二者間有摩擦和磨損，低速使用。非接觸式密封常見(jiàn)型式利用間隙進(jìn)行密封，轉(zhuǎn)動(dòng)件與固定件不接觸，允許軸高速。5）滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑5.3.2、其他類型的滾動(dòng)摩擦支承1.填入式滾珠支承

結(jié)構(gòu)形式2.密珠支承5.3.2、其他類型的滾動(dòng)摩擦支承3、直線運(yùn)動(dòng)球軸承

1)直線運(yùn)動(dòng)球軸承的結(jié)構(gòu)及用途2)使用直線運(yùn)動(dòng)球軸承的優(yōu)點(diǎn)

受載荷的鋼球與軸作滾動(dòng)接觸。用非常低的摩擦系數(shù)相對(duì)移動(dòng)。運(yùn)用于電子、機(jī)械、儀器、機(jī)器人、工具機(jī)械、食品機(jī)械、包裝、機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械等一般或特殊機(jī)械行業(yè)之中（１）磨擦阻力及動(dòng)磨擦阻力極小，可以節(jié)省能源，容易得到較高運(yùn)動(dòng)速度。（２）長(zhǎng)期保持精度不變，使用壽命長(zhǎng)。（３）互換性好，安裝換用方便省時(shí)，機(jī)械結(jié)構(gòu)新穎，小型，量輕（４）潤(rùn)滑保養(yǎng)簡(jiǎn)單。（５）兩側(cè)附加油封的軸承適于灰塵較多或異物容易侵入的場(chǎng)所。

3)使用注意事項(xiàng)安裝、使用場(chǎng)合5.4彈性摩擦支承特點(diǎn)：只有彈性摩擦，摩擦力矩極小。最常用的彈性支承形式

：懸簧式十字形片簧式張絲式吊絲式彈性支承優(yōu)點(diǎn)：1)彈性摩擦極小，運(yùn)動(dòng)件與承導(dǎo)件之間幾乎可認(rèn)為沒(méi)有摩擦。2)彈性支承中沒(méi)有磨損，使用壽命長(zhǎng)。3)支承中無(wú)間隙，不會(huì)給傳動(dòng)帶來(lái)空回。4)支承中無(wú)相對(duì)滑動(dòng)或滾動(dòng)，因此不需施加潤(rùn)滑劑，維護(hù)簡(jiǎn)單。5)可在各種使用條件下工作，如真空、高溫、高壓和具有射線等。6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。缺點(diǎn)：1)運(yùn)動(dòng)件轉(zhuǎn)角有限制(一般不超過(guò)2πrad)。2)轉(zhuǎn)動(dòng)中心是變化的(指懸簧式和十字形片簧式彈性支承)。3)不能承受大的力。5.5流體摩擦支承及其他形式的支承流體摩擦支承－運(yùn)動(dòng)件和承導(dǎo)件間有流體膜

流體摩擦分類一（按流體膜形成方法）

動(dòng)壓支承

靜壓支承分類一（按支承中流體的不同）液體摩擦支承氣體摩擦支承END軸頸的結(jié)構(gòu)整體式圓柱面支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

制造簡(jiǎn)單，但磨損后無(wú)法調(diào)整間隙，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度和正常工作。應(yīng)用間歇工作、低速和輕載場(chǎng)合。

整體式圓柱面支承的結(jié)構(gòu)剖分式圓柱面支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛度下降（同整體式相比）；可以調(diào)整軸承的徑向間隙。軸承蓋軸承座螺栓軸瓦滑動(dòng)軸承、軸瓦軸瓦結(jié)構(gòu)油孔和油溝軸瓦與軸承襯的結(jié)合型式鑄鐵普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵（塑性差、跑合性差）低速、輕載、不重要的場(chǎng)合銅合金青銅（常用）錫青銅和鉛青銅－減摩性和耐磨性佳，有足夠強(qiáng)度，跑合性差（重載、中速）鋁青銅－強(qiáng)度和硬度較高，抗膠合能力差（重載、低速）黃銅價(jià)格低，低速使用。軸承合金（巴氏合金）錫(Sn)、鉛(Pb)、銻(Sb)和銅(Cu)的合金。特點(diǎn)耐磨性和減摩性良好，但強(qiáng)度低、成本高。減摩層－－軸承襯應(yīng)用中、高速，重載。錫基合金配件陶瓷合金（粉末合金）組成鐵基、銅基粉末冶金減摩材料（國(guó)標(biāo)）。優(yōu)點(diǎn)有自潤(rùn)滑性。應(yīng)用低或中速，輕或中載，潤(rùn)滑不便、要求清潔。青銅自潤(rùn)滑軸承非金屬材料（常用工程塑料）優(yōu)點(diǎn)耐磨、耐腐蝕、自潤(rùn)滑性能。缺點(diǎn)

承載能力低，高溫變形，導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性差。應(yīng)用溫度不高、載荷不大場(chǎng)合。寶石軸承（剛玉﹑瑪瑙﹑微晶玻璃等）優(yōu)點(diǎn)摩擦系數(shù)小，硬度高，耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小，抗壓強(qiáng)度高。缺點(diǎn)

脆性材料，加工困難。

應(yīng)用儀器儀表。（軸承承受載荷很小﹐但要求旋轉(zhuǎn)精度高﹑靈敏度好﹑使用壽命長(zhǎng)）摩擦力矩的計(jì)算支承承受徑向載荷支承承受軸向載荷（軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸肩處產(chǎn)生摩擦）頂尖支承特點(diǎn)：支承軸線相對(duì)于軸頸有傾斜時(shí)，運(yùn)動(dòng)件仍能正常工作；摩擦力矩??；磨損較快。應(yīng)用