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1、设计制图第二学期 期末总结,一、四杆机构,三种形式：曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆 曲柄存在条件： 1） L1+L4=L2+L3，是铰链四杆机构中曲柄存在的必要条件（也称杆长条件）。 2）连架杆与机架中必有一最短杆。,L1+L4L2+L3,L1+L4=L2+L3,曲柄摇杆机构,以最短杆邻边为机架,不存在曲柄，是双摇杆机构,双曲柄机构,以最短杆为机架,以最短杆对边为机架,双摇杆机构,存在曲柄,请特别注意下列问题：,:极位夹角,四杆机构,四杆机构的演化： 改变杆件长度 改变运动副形式 改变构件形状 改变机架 设计四杆机构的方法： 解析法 图解法(习题集上做过的题） 实验法,初拉力、包角和当量摩擦系数越大
2、， 最大有效拉力F（传递的圆周力)越大。 1 120,否则容易发生过载打滑,二、带传动,影响带传递功率P的因素: F、v,传递功率一定，带速与圆周力成反比. 带传动应放在高速级，以减少圆周力， 减小结构尺寸。,kw,带中应力分析,b1,b2,1,2,c,max,最大应力在绕入小带轮的紧边处,拉应力,离心拉应力,弯曲应力,限制最小基准直径d1,限制带速,弹性滑动是由于带有弹性，且松紧边存在 拉力差所产生的，使 vFi，带将沿轮面发生全面滑动，叫过载打滑。,失效形式：打滑和疲劳破坏。 设计准则：在保证带不打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。,渐开线齿廓的压力角,基圆压力角=0 分度圆压力角为标
3、准值 =20,齿廓上任一点的法线与该点速度方向线所夹的锐角,rb,O,rK,三、齿轮,齿轮传动基本参数,圆柱直齿,圆柱斜齿 六个,圆锥齿轮 六个,蜗轮蜗杆 七个,z，m，ha*,c*,z，法面 mn，法面n，ha*,c* ,(螺旋角),z，大端 m，ha*,c*, (节锥角),主平面上的参数：z，m，ha*,c* 蜗杆分度圆导程角 蜗轮螺旋角,蜗杆指轴向模数与压力角;蜗轮指端面模数与压力角,圆柱直齿,圆柱斜齿,圆锥齿轮,蜗轮蜗杆,正确啮合条件,1 =2 m1 = m2,1 = 2 m1 = m2 1 = -2,m1 = m2 1=2 两个齿轮锥距相等、锥顶重合,N1,rb,范成法加工齿轮时刀具
4、的齿顶线超过N1,会将齿轮根部的渐开线齿廓切去一部分，称为根切。,根切削弱齿根,降低重合度。 解决办法： 限制最少齿数（增大分度圆半径，改变N1点位置 ） 移动刀具（正变位）,当 = 20，h*a = 1时，避免发生根切的最少齿数Zmin = 17。,齿轮传动失效形式： 齿根折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损.,齿轮按齿面硬度分类 软齿面 HBS 350 硬齿面 HBS 350,齿轮传动设计准则,1.闭式传动 软齿面 按齿面接触疲劳强度进行设计， 再按齿根弯曲疲劳强度进行校核； 硬齿面 按弯曲强度进行设计， 再按接触强度进行校核。 2.开式传动 按弯曲强度进行设计，考虑磨损对轮齿强度削弱的影响
5、,将计算确定的模数增大10%,接触强度验算公式：,接触强度设计公式,ZE 弹性系数 ZH 节点系数 K 载荷系数 T1 小齿轮转矩 Nmm d 齿宽系数 u 齿数比 b 齿宽 mm,d=b/d1 b:大齿轮的齿宽,弯曲强度验算公式,弯曲强度设计公式,YFS：复合齿形系数,齿轮传动的受力分析,圆柱直齿：,Ft1 与主动轮转向相反 Ft2 与从动轮转向相同 Fr1 ,Fr2指向轮心,Fx1,Fr2,Ft1,Fx2,Fr1,n2,n1,圆柱斜齿和蜗杆传动-主动轮轴向力Fx1： 右旋：右手四指弯曲方向表示转向，姆指方向为轴向力方向。,轮2与轮3的转向相同,如旋向也相同,则轴向力,轮2,轮3,相反,15
6、-61： 低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择，才能使中间轴上两轮的轴向力相反？,圆锥齿轮轴向力：指向大端,Fr1,Fx1,Fr2,Fx2,n2,n1,Ft1,Fr1,Fx1,Fx2,Ft2,Fr2,蜗杆传动,已知蜗杆的转向和旋向, 用左右手规则确定蜗轮的转向： 四指弯曲表示蜗杆的转向，与拇指指向相反的方向表示蜗轮节点处的速度方向。,啮合画法(剖开),啮合画法,剖视图及外形图上啮合区画法与圆柱齿轮相同，投影为圆的视图基本上与单个圆锥齿轮画法相同，但被小齿轮挡住的部分一律不画。,节圆和节线相切，投影为圆的视图上粗实线画蜗杆的齿顶线 和蜗轮的外圆，齿根圆均不画,喉园,投影为圆的视图上画蜗杆的齿顶圆、
7、齿根圆。蜗轮外圆、喉圆被档住的部分不画。,蜗杆节线与蜗轮节圆相切,重叠部分只画蜗杆,四、轮系,m :外啮合的次数 惰轮对传动比没有影响，仅影响从动轴的转动方向。 要求：会求从动轮的转速和转向。,1,2,4,5,6,7,8,n8,解：分别求 i14、i58,2,3,求从动轮的转速n8和转向。,蜗轮的转向为顺时针方向。,例2： Z1=20, Z2=20, Z2=20, Z3=25, Z4=80，Z5=15, Z6=15, Z7=1, Z8=40, n1=1000rpm,轴承按摩擦性质分为滑动轴承和滚动轴承两大类 滑动轴承失效形式：磨损和胶合。 限制比压p防止轴瓦过度磨损 限制pv 值即限制温升，防
8、止胶合。,五、轴承,滚动轴承,按结构分为向心、推力和向心推力轴承(看表18-2),6 3 1 5,尺寸系列： 宽度系列为0（省略） 直径系列为3,7 2 2 0 C 角接触球轴承,=15,3 0 3 1 5 圆锥滚子轴承,5* 推力球轴承,寿命与额定寿命 L ：都与载荷有关 单个轴承点蚀时所转过的总转数 一批轴承90不发生点蚀时转过的总转数 额定动载荷与当量动载荷： 额定寿命为106转时加在轴承上的载荷(查表) 径向力、轴向力复合作用下的假想载荷,失效形式：疲劳点蚀-寿命计算： 塑性变形-静强度计算,滚动轴承,用小时（h）为单位,寿命指数. 球轴承=3. 滚子轴承=10/3,当轴承工作温度高于
9、120度时，会降低轴承的寿命，计入温度系数fT,温度系数fT,向心轴承,推力轴承,向心角接触轴承,当量动载荷,fP:载荷系数,*轴承轴向载荷的计算:见书P395396(松紧端判段),角接触轴承轴向载荷的计算方法可归纳为： a) 根据轴承的类型、安装方式，确定轴承的派生轴向力FS1和FS2 的大小和方向； b) 根据轴承的派生轴向力FS1、FS2和外加轴向Fa力的合力指 向，确定被“压紧”轴承和被“放松”轴承。 c) 被“压紧”轴承的轴向载荷等于除本身派生轴向力以外的 其余轴向力的代数和。 d) 被“放松”轴承的轴向载荷只等于本身的派生轴向力。,已知：Fr1 =6000N, Fr2 =2000N
10、 1、Fa =3000N 2、Fa =2520N 3、Fa =2000N,解：查表15-12 得 Fs = 0.63 Fr 派生轴向力：S1 = 0.636000 = 3780N S2 = 0.632000 = 1260N,例题:一对7315角接触球轴承=25度，计算派生轴 向力和轴承所受的轴向力。,第一种情况： Fa + S2 = 3000 + 1260 = 4260 S1 = 3780N Fa1 = Fa + S2 = 4260N (紧边） Fa2 = S2 = 1260N (松边） 第二种情况： Fa + S2 = 2520 + 1260 = 3780 = S1 = 3780N Fa1
11、=S1 = 3780N Fa2 =S2 = 1260N 第三种情况： Fa + S2 = 2000 + 1260 = 3260 S1 = 3780N Fa1 = S1 = 3780N ( 松边） Fa2 = S1 Fa = 3780 2000 = 1700N (紧边),*滚动轴承的配合,滚动轴承是标准部件，内圈转，外圈固定. 内圈与轴:基孔制，标注轴的公差带代号。 内圈与轴配合时，可采用js6,k6,n6。 内圈转速越高、载荷越大、温度高， 应选较紧配合。 外圈与箱体孔:基轴制， 标注孔的公差带代号，孔采用H7，K7。,60js6,100K7,轴承的固定方法 两端固定支承:适用于温度较低、伸缩
12、较小的短轴,补偿间隙画图时，不画出。,*轴系轴向位置的调整,为了保证机器正常工作，轴上某些零件通过调整位置以达到工作所要求的准确位置。例如在圆锥齿轮传动中要求两齿轮的节锥顶重合于一点。其调整是利用轴承盖与套杯之间的垫片组，调整轴承的轴向游隙。利用套杯与箱孔端面之间的垫片组，调整轴的轴向位置。,一端固定、一端游动支承,适用于温度较高的长轴,六、轴,按受载情况分为 转轴 心轴 传动轴,轴上零件的固定小结：,周向固定,轴向固定,键联接,销联接,过盈配合,紧定螺钉,轴肩和轴环,套筒,圆螺母（止退垫圈）,轴端挡圈,防止零件在运转时产生轴向移动,传递扭矩和运动,轴上零件 的固定,锥面,1)周向固定：常采用
13、键联接、销联接、过盈配合（轴承内圈）、紧定螺钉等固定形式。,2、轴上零件的定位与固定,周向固定：目的是传递扭矩和运动。 轴向固定：防止零件在运转时产生轴向移动。,周向固定,平键联接,花键联接,周向固定,平键联接,键槽要布置在同一加工直线上，尽量选用同一规格的键槽截面尺寸,周向固定,成形联接,销联接,周向固定,紧定螺钉,周向固定,20n6,过盈配合,2) 轴向固定,轴肩和轴环定位,优点：简单可靠，能承受较大的轴向力。 缺点：轴肩处因断面的突变引起应力集中。,a(0.070.1)d+(12)mm, b1.4a,套筒定位：套筒定位是利用位置已定的零件来固定另一零件。 套筒内径应比轴径大0.10.5m
14、m（靠配合间隙实现）。 在装配时，不允许相关的三个零件共面，故用套筒,圆螺母和轴端挡圈固定时，应将装零件的轴段做得比零件轮毂短13mm，以保证能顶住零件的端面。,弹簧挡圈 多用于轴的中段固定滚动轴承，可避免使用较长的套筒，但承受的轴向力较小，轴上切槽的尺寸精度要求较高。,轴端挡圈 用于轴端零件的固定。,当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴L毂,轴向固定 轴端挡圈,圆螺母定位 可承受较大的轴向力，多用于轴端处。 为防止松脱，可配套使用圆螺母和止退垫圈，或使用双螺母。,轴向固定 锥度定位,估算最小轴径,按许用弯曲应力校核轴径,-1b：对称循环许用弯曲应力 Mpa,书P392公式（17-3）错,课堂练习 习题20-10(a),习题20-10(b),习题20-10(c),习题20-16(a),习题20-16(b),X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,长轴,