机械设计复习题1解读.ppt

轴： 1．直轴按承受载荷的性质分为三类 2．轴设计的主要内容和轴的设计步骤 传动轴：在工作中主要承受转矩，不承受弯矩或承受弯矩很小。 心轴：在工作中只承受弯矩，不承受转矩。心轴又分为固定心轴和转动心轴。 转轴：在工作中既承受弯矩，又承受转矩。 轴的设计包括两个主要内容：轴的结构设计和轴的强度计算。 轴的设计步骤： 1）选择轴的材料；2）估算轴的最小直径；3）轴的结构设计； 4）轴的强度校核；5）必要时进行轴的刚度计算和振动稳定性计算。 扭转强度公式 3．轴的刚度条件指标和提高刚度的措施 轴的刚度条件为： 挠 度： y ≤ [ y] 偏转角：θ ≤ [θ] 提高轴刚度的措施：增大轴的直径。 （注意：用合金钢代替碳素钢不能提高轴的刚度。） 1 2 3 4 5 6 7 8 1．滚动体和内、外圈所受的载荷和应力 滑动轴承、滚动轴承 2．滚动轴承的失效形式 滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。 在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。 3．滚动轴承的基本额定寿命 基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数 L10（单位为10E6转），或在一定转速下工作的小时数 Lh（单位为小时）。 1．动压油膜形成条件 2．未形成动压润滑的滑动轴承的失效形式、设计准则和验算内容，液体动压润滑轴承设计时也要进行的计算 失效形式：磨损、胶合 设计准则：维护边界油膜不被破坏，尽量减少轴承材料的磨损。 验算内容： 为防止过度磨损，验算：P ≤ [ p] MPa 为防止温升过高而胶合，验算：Pv=≤ [Pv] MPa·m/s 为防止局部过度磨损，验算：V =≤ [v] m/s 因为在液体动压润滑滑动轴承的启动和停车过程中，也是处于非液体摩擦状态，也会发生磨损，也需要进行上述三个条件的验算。 (1) 相对运动的两表面必须构成收敛的楔形间隙； (2) 两表面必须有一定的相对速度，其运动方向应使润滑油从大口流入、从小口流出； (3) 润滑油必须具有一定的粘度，且供油要充分。 1.一齿轮减速器的中间轴由代号为6212 的滚动轴承支承，已知其径向载荷Fr = 6000 N，无轴向载荷，基本额定动载荷C = 36800 N，轴的转速为n = 400 r/min，载荷平稳，常温下工作，已工作过5000 h，问： 1）该轴承还能继续使用多长时间？ 2）若从此后将载荷改为原载荷的50%，轴承还能继续使用多长时间？ 解： (1) 已知其径向载荷 Fr = 6000 N，无轴向载荷，且载荷平稳，常温下工作 因此：fd =1，ft = 1 当量动载荷： P = Fr = 6000N 求其寿命： 已经工作了5000h，还能工作的时间：Lh’ = 9613.4 – 5000 = 4613.4 h (2) 若从此后将载荷改为原载荷的50%，即：P减为以前的50% 则：载荷变化后的寿命,轴承还能继续使用的时间： 2.一传动装置的锥齿轮轴用一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，布置如图。已知轴的转速为1200r/min，两轴承所受的径向载荷Fr1= 8500N，Fr2 =3400N。fd = 1，常温下工作。轴承的预期寿命为15000小时。试求： 1．滚动轴承所受的轴向载荷 Fa1、Fa2 2．允许作用在轴上的最大轴向力 FA 解：根据机《械设计课程设计手册》查得30212轴承其：e=0.4,Y=1.5,C=102000N 而：Fd=Fr/2Y 因此：Fd1 = Fr1/2Y = 8500/3 = 2833.4 N，指向左 Fd2 = Fr2/2Y = 3400/3 = 1133.4 N，指向右 由于：Fd1Fd2，Fd1与FA同向 所以：Fd1+FA Fd2，右端轴承被压紧，左端被放松 因此：Fa1=Fd1= 2833.4 N (压紧端 ) ， Fa2=Fd1+FA （放松端） 而：Fa1/Fr1= 2833.4 /8500=0.33 e，P1=Fr1=8500 N