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机械设计教程-绪论

时间:2023-10-10 07:58:14 其他范文 收藏本文 下载本文

以下是小编帮大家整理的机械设计教程-绪论,本文共5篇,仅供参考,大家一起来看看吧。

机械设计教程-绪论

篇1:机械设计教程-绪论

一、本课程研究的对象及内容

1.研究对象

机械应用实例:内燃机

机械 是机构和机器的总称,

机构 是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。

机器 是指一种执行机械运动装置,可用来变换和传递能量、物料和信息

(1)机构指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。如常见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、螺旋机构等等

(2)机器是指一种执行机械运动装置,可用来变换和传递能量、物料和信息。由实例可看出,各种机器的主要组成部分都是各种机构。所以可以说,机器乃是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构组合体。

(3)机器的结构传统的机器由如下三个部分组成:

原动件—传动部分—执行部分

现代机器一般由如下四个部分组成原动件—传动部分—执行部分

2.研究内容

1) 机构的组成及其自由度的计算

2) 机构的运动分析

3)机构的力分析和机器动力学分析

4)常用机构的分析与设计

5)机构的选型与组合

3.学习的目的

为学习后续课程和掌握专业知识大好基础

为毕业设计提供机械设计知识

4.掌握本课程的特点

本课程是一门技术基础课,其最显著的特点是基础理论与工程实际的结合。

二、械设计基本要求和一般程序

1.机器应该满足的基本要求

(1)使用性要求

实现预定的功能,满足运动和动力性能的要求)(功能性要求)

(2)经济性要求

这是一个综合性指标,表现在设计制造和使用两个方面,

提高设计制造的经济性的途径有三条:

1)使产品系列化、标准化、通用化;

2)运用现代化设计制造方法;

3)科学管理。

提高使用经济性的途径有四条:

1)提高机械化、自动化水平;

2)提高机械效率;

3)延长使用寿命;

4)防止无意义的损耗。

(3)安全性要求有三个含义:

1)设备本身不因过载、失电以及其它偶然因素而损坏;

2)切实保障操作者的人身安全(劳动保护性);

3)不会对环境造成破坏。

(4)工艺性要求

这包含两个方面1)装配工艺形2)零件加工工艺性。

(5)可靠性要求

要求机械系统在预定的环境条件下和寿命期限内,具有保持正常工作状态的性能,这就称为可靠性。

2.机械零件设计的基本准则及一般步骤

(1)根据零件的使用要求(如功率、转速等),选择零件的类型及结构型式,并拟定计算简图。

(2)分析作用在零件上的载荷(拉、压力,剪切力)。

(3)根据零件的工作条件,按照相应的设计准则,确定许用应力。

(4)分析零件的主要失效形式,按照相应的设计准则,确定零件的基本尺寸。

(5)按照结构工艺性、标准化的要求,设计零件的结构及其尺寸。

(6)绘制零件的工作图,拟定必要的技术条件,编写计算说明书.

篇2:绪论_药剂机械设计

一、药剂机械的任务与特点

* 药品是用以防病治病的特殊商品,

* GMP概念不仅限于最后的药品质量,而是指药品生产全过程的监控、验证等, 其中就包括药剂生产设备这一环节。

* 药剂机械是完成剂型药品生产和包装工艺的装置。

* 药剂机械的特点:

(1)具有一般轻工机械的工作特征;

(2)生产品种规格较多但批量较小;

(3)设计与制造须符合GMP规范、专业性很强;

(4)机器的自动化程度较高;

(5)药剂设备应防双向污染。

二、药剂设备的分类与基本组成

* 药剂设备按生产的药剂剂型大致可分为

(1)片剂生产设备;

(2)针剂(包括水针剂、粉针剂、输液剂)生产设备;

(3)胶囊剂生产设备;

(4)口服液剂生产设备;

(5)其它药剂生产设备;

(6)包装机械。

* 药剂机械的基本组成

(1)驱动系统——药剂自动机械的动力源;

(2)传动系统——实现运动和动力的传递;

(3)自动上供料机构——完成待加工产品的定向、定量、定时地传送;

(4)工艺执行机构——实现自动化操作、完成规定地工艺过程;

(5)控制系统——对自动机进行协调和控制,使之完成自动化操作。

三、药剂设备的现状与发展

* 药剂机械的现状

——我国制药机械行业已形成为生产能力初具规模的独立行业;

——与国外先进产品相比,我国的药剂机械尚有较大差距;

* 药剂机械的发展

——从设计到制造、装配,在各方面采用先进技术,不断提高产品质量;

——提高药剂自动机械的生产率,实现高速化生产;

——提高药剂自动机械的自动化程度。

四、药剂机械设计的基本要求

* 使用性能方面

(1)运动平稳、准确;

(2)工作可靠;

(3)加工产品质量稳定;

(4)适应性好,有一定灵活性;

(5)使用维修方便、操作简单安全。

* 技术性能方面

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一、药剂机械的任务与特点

* 药品是用以防病治病的特殊商品。

* GMP概念不仅限于最后的药品质量,而是指药品生产全过程的监控、验证等, 其中就包括药剂生产设备这一环节。

* 药剂机械是完成剂型药品生产和包装工艺的装置。

* 药剂机械的特点:

(1)具有一般轻工机械的工作特征;

(2)生产品种规格较多但批量较小;

(3)设计与制造须符合GMP规范、专业性很强;

(4)机器的自动化程度较高;

(5)药剂设备应防双向污染。

二、药剂设备的分类与基本组成

* 药剂设备按生产的药剂剂型大致可分为

(1)片剂生产设备;

(2)针剂(包括水针剂、粉针剂、输液剂)生产设备;

(3)胶囊剂生产设备;

(4)口服液剂生产设备;

(5)其它药剂生产设备;

(6)包装机械,

* 药剂机械的基本组成

(1)驱动系统——药剂自动机械的动力源;

(2)传动系统——实现运动和动力的传递;

(3)自动上供料机构——完成待加工产品的定向、定量、定时地传送;

(4)工艺执行机构——实现自动化操作、完成规定地工艺过程;

(5)控制系统——对自动机进行协调和控制,使之完成自动化操作。

三、药剂设备的现状与发展

* 药剂机械的现状

——我国制药机械行业已形成为生产能力初具规模的独立行业;

——与国外先进产品相比,我国的药剂机械尚有较大差距;

* 药剂机械的发展

——从设计到制造、装配,在各方面采用先进技术,不断提高产品质量;

——提高药剂自动机械的生产率,实现高速化生产;

——提高药剂自动机械的自动化程度。

四、药剂机械设计的基本要求

* 使用性能方面

(1)运动平稳、准确;

(2)工作可靠;

(3)加工产品质量稳定;

(4)适应性好,有一定灵活性;

(5)使用维修方便、操作简单安全。

* 技术性能方面

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bsp;   (1)生产能力大、效率高、能耗少;

(2)具有合理化的自动化程度;

(3)结构简单、制造容易,节约材料、成本低;

(4)贯彻标准化、通用化和系列化。

* 其它方面

(1)减轻劳动强度、改善劳动条件;

(2)避免环境污染,外形力求美观;

(3)设计留有余地,以便日后改进。

五、药剂机械的设计步骤

* 药剂机械的设计过程大致分为四个阶段

——初步设计阶段、技术设计阶段、工作图设计阶段、试制及修改阶段。

药剂机械设计的一般步骤

(1)熟悉设计任务,调查研究、收集资料;

(2)确定工艺方案,绘制工艺原理图;

(3)确定加工循环时间;

(4)确定运动参数,拟定传动原理图,绘制传动系统图;

(5)决定机械的运动,选择执行机构的运动规律,进行运动分析和动力分析;

(6)选择执行机构,绘制机构运动图,进行执行机构和自动机械运动循环图的设计;

(7)确定药剂自动机的总体方案,初步确定主要结构和尺寸;

(8)进行总体布局;

(9)初步估算技术经济指标,验证设计方案的先进合理性;

(10)进行具体结构设计;

(11)编写技术文件;

(12)进行试制、修改,进一步完善技术性能,作必要的鉴定,此后投入生产。

六、本课程的主要内容

* 以药剂自动机为研究对象

* 本课程的主要内容包括

——药剂机械中常用的步进机构、自动上供料机构;

——药剂机械中典型的执行机构;

——药剂机械设计原理、总体设计及设计实例。

篇3:机械制图简明教程-绪论

第一章 绪论

一、设计制图的内容和特点

图样与文字、数字一样,是人类借以表达工程设计意图的基本工具之一,在科技界和工程技术界应用尤为广泛,在科技和生产领域中最常使用的工程图——多面正投影图,长期以来被誉为工程界的语言,这是由于它们具有独特的表现力,能详尽而准确地反映工程对象的形状和大小,便于依图进行生产和科研,起到了语言、文字难以起到的作用。当今科技突飞猛进,工程图的用途越来越广泛,工程施工、课题研究、创造发明、技术教育、传播文化、交流技术、普及知识、产品介绍等各方面随时都需要以相应的表达方法和形式来绘制人们所从事的对象,而且对表达方法提出了更高的要求。设计制图是以美术手法来绘制工程对象的立体形象,是绘画几何学和美术的融合体。其内容包括:轴测、透视、阴影、体视等有关的绘图理论,绘制轴测图、透视图等各种技法。

用工程图学理论绘制的图画(简称工程画),既保持了工程图的特点,又具有较好的直观性和艺术性,其作用不同于一般的绘画。它的突出特点是用细致、准确的特种手法,绘制出工程对象的结构造型、工作原理、装配关系、调整使用方法等。因此,工程画具有严格的绘图比例、清晰的表达方法、准确的轮廓及较强的立体感,使所绘制的物体形象跃立于画面,令人产生见图如见物的真实感。因此,可以把工程画喻为“工程图学中的普通话”。实践证明,工程绘画已成为人们从事科技、生产、教育活动及国际交往的得力助手。工程画是谁都容易理解和接受的表达形式,对从事产品设计、制造、供销、维护保养和使用修理人员来说,都是非常必要的,它可以缩短人们对产品的认识时间,减少人们思考的范围,简化各方面人员的工作,完全符合“高速度”这一时代特征的要求,所以在工业发达的国家已把工程画广泛地应用于飞机、汽车、电气、仪表、家庭器具等机械化工设备制造业。它已成为工业发展的橱窗,标志着一个国家物质文明和精神文明的发展高度。

二、本课程的任务及学习方法

1.本课程的主要任务

(1)学习多面正投影、轴测投影、透视投影的有关理论。

(2)学习绘制多面正投影、轴测图和透视图的绘制技法。

(3)学习用计算机绘制工程画的方法。

(4)培养学生的空间想象能力、绘图能力和审美能力。

(5)培养学生的手指灵活性及近距离的视觉敏锐度。

此外,在学习过程中还必须有意识地培养自学和创造能力、分析和解决问题的能力,

2.学习方法

本课程是一门既有理论又有较多实践的技术基础课,在学习中应该坚持理论联系实际。认真学习多面正投影、轴测投影、透视投影的基本理论及其投影规律,在此基础上由浅入深地通过一系列的绘画实践,掌握多面正投影、轴测图、透视图的基本作图方法及其应用。在日常生活中多注意观察物体的光影关系,以便增加所绘工程画的真实感。在具备计算机自动绘图系统的条件下,学习计算机绘制工程画,多上机练习才能掌握好所学内容。

三、工程界常用的三种图示方法

在科技工程领域中,常用多面正投影图、轴测投影图和透视投影图来表达物体的形状。每种投影图都是按一定的投影原理和方法绘制的,并各有其优、缺点。

1.多面正投影图

图1-1所示三视图,是用互相平行的投影光线将物体分别向三个互相垂直的投影面作垂直投影得到的一组图形。

图1-1 多面正投影的形成原理

多面正投影图能准确而完整地表达物体各向度的形状和大小,因此在工程制图中被广泛采用。但是,这样的投影图缺乏立体感,物体的确切形状还必须经过投影分析和空间想象才能得知,而这种想象能力必须经过学习和培养才能够掌握,这对未学过投影知识的人来说,无疑是个难题。

2.轴测投影图

图1-2所示的轴测投影图,是用一束平行投射光线将物体向一个投影面投射所得到的单面投影图。

图1-2 轴测投影图形成原理

轴测投影图是在一个投影面上反映物体三个向度的形状,因此它具有较好的立体感,一般人都能看懂。在轴测投影图上,各坐标轴(即轴测轴)与原坐标轴成一定比例,利用这些比例就可在轴测投影图上量出原物体的各轴向尺寸。轴测投影图具有理论简单、画图容易、形状逼真等优点,特别适用于表达机器零部件的立体形状。但是,由于轴测投影图是单面投影图,不能全面地表达出物体的形状,因此在工程上的应用还受到一定的限制。

3.透视投影图

透视投影图是用一束具有射影中心的辐射光线将物体向一个投影面投射所得到的单面投影图,如图1-3所示。

图1-3 透视投影图形成原理

与轴测投影图相同,透视投影图是在一个投影面上反映物体三个向度的形状,因此该图的立体感强。由于透视投影图是用中心投射法绘制立体形象,故它比轴测投影图更符合人们的视觉。在工业产品设计中,设计人员绘制的效果图往往用透视投影图表达,以达到见图如见物的目的。透视图的缺点是画图比较麻烦,度量性不如轴测投影图好。

篇4:机械制造及工艺教程-第一章 绪论

第一章       绪      论

第一节 机械制造及其企业结构一、机械制造业在国民经济中的地位与任务机械制造是各种机械、机床、工具、仪器、仪表制造过程的总称,

机械制造及工艺教程-第一章 绪论

。机械制造技术是研究这些机械产品的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备的一门工程技术。机械制造业是国民经济的基础和支柱,是向其它各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。机械制造业发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平重要标志之一。我国机械工业的主要任务是为国民经济各个部门的发展提供所需的各类先进、高效、节能的新型机电装备;并努力提高质量,保证交货期,积极降低成本,将我国机械加工工业提高到新的水平。二、机械制造企业的组成1.机械加工工艺系统机械加工工艺系统是制造企业中处于最底层的一个个加工单元,往往由机床、刀具、夹具和工件四要素组成。机械加工工艺系统是各个生产车间生产过程中的一个主要组成部分,其整体目标是要求在不同的生产条件下,通过自身的定位装夹机构、运动机构、控制装置以及能量供给等机构,按不同的工艺要求直接将毛坯或原材料加工成形,并保证质量、满足产量和低成本地完成机械加工任务。现代加工工艺系统一般是由计算机控制的先进自动化加工系统,计算机已成为现代加工工艺系统中不可缺少的组成部分。2.机械制造系统机械制造系统是将毛坯、刀具、夹具、量具和其它辅助物料作为原材料输入,经过存储、运输、加工、检验等环节,最后输出机械加工的成品或半成品的系统。机械制造系统既可以是一台单独的加工设备,如各种机床、焊接机、数控线切割机,也可以是包括多台加工设备、工具和辅助系统(如搬运设备、工业机器人、自动检测机等)组成的工段或制造单元。一个传统的制造系统通常可以概括地分成三个组成部分:(1)   机床       (2)工具     (3)制造过程机械加工工艺系统是机械制造系统的一部分。3.生产系统如果以整个机械制造企业为分析研究对象,要实现企业最有效地生产和经营,不仅要考虑原材料、毛坯制造、机械加工、试车、油漆、装配、包装、运输和保管等各种要素,而且还必须考虑技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源的利用、环境保护、市场动态、经济政策、社会问题等要素,这就构成了一个企业的生产系统。生产系统是物质流、能量流和信息流的集合,可分为三个阶段,即决策控制阶段、研究开发阶段以及产品制造阶段。第二节 机械制造技术的发展概况一、机械制造技术的特点1.机械制造是一个系统工程2.设计与工艺一体化3.精密加工是机械制造的前沿和关键精密加工和超精密加工技术是衡量现代制造技术水平的重要指标之一,代表了机械制造技术在精度方面的极限。第一章       绪      论第一节 机械制造及其企业结构一、机械制造业在国民经济中的地位与任务机械制造是各种机械、机床、工具、仪器、仪表制造过程的总称。机械制造技术是研究这些机械产品的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备的一门工程技术,机械制造业是国民经济的基础和支柱,是向其它各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。机械制造业发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平重要标志之一。我国机械工业的主要任务是为国民经济各个部门的发展提供所需的各类先进、高效、节能的新型机电装备;并努力提高质量,保证交货期,积极降低成本,将我国机械加工工业提高到新的水平。二、机械制造企业的组成1.机械加工工艺系统机械加工工艺系统是制造企业中处于最底层的一个个加工单元,往往由机床、刀具、夹具和工件四要素组成。机械加工工艺系统是各个生产车间生产过程中的一个主要组成部分,其整体目标是要求在不同的生产条件下,通过自身的定位装夹机构、运动机构、控制装置以及能量供给等机构,按不同的工艺要求直接将毛坯或原材料加工成形,并保证质量、满足产量和低成本地完成机械加工任务。现代加工工艺系统一般是由计算机控制的先进自动化加工系统,计算机已成为现代加工工艺系统中不可缺少的组成部分。2.机械制造系统机械制造系统是将毛坯、刀具、夹具、量具和其它辅助物料作为原材料输入,经过存储、运输、加工、检验等环节,最后输出机械加工的成品或半成品的系统。机械制造系统既可以是一台单独的加工设备,如各种机床、焊接机、数控线切割机,也可以是包括多台加工设备、工具和辅助系统(如搬运设备、工业机器人、自动检测机等)组成的工段或制造单元。一个传统的制造系统通常可以概括地分成三个组成部分:(1)   机床       (2)工具     (3)制造过程机械加工工艺系统是机械制造系统的一部分。3.生产系统如果以整个机械制造企业为分析研究对象,要实现企业最有效地生产和经营,不仅要考虑原材料、毛坯制造、机械加工、试车、油漆、装配、包装、运输和保管等各种要素,而且还必须考虑技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源的利用、环境保护、市场动态、经济政策、社会问题等要素,这就构成了一个企业的生产系统。生产系统是物质流、能量流和信息流的集合,可分为三个阶段,即决策控制阶段、研究开发阶段以及产品制造阶段。第二节 机械制造技术的发展概况一、机械制造技术的特点1.机械制造是一个系统工程2.设计与工艺一体化3.精密加工是机械制造的前沿和关键精密加工和超精密加工技术是衡量现代制造技术水平的重要指标之一,代表了机械制造技术在精度方面的极限。二、机械制造技术的发展概况机械制造业是一个历史悠久的产业,它自18世纪初工业革命形成以来,经历了一个漫长的发展过程。随着现代科学技术的进步,特别是微电子技术和计算机技术的发展,使机械制造这个传统工业焕发了新的活力,增加了新的内涵,使机械制造业无论在加工自动化方面,还是在生产组织、制造精度、制造工艺方法方面都发生了令人瞩目的变化。这就是现代制造技术。近几年来,数控机床和自动换刀各种加工中心机床已成为当今机床的发展趋势。在机床数控化过程中,机械部件的成本在机床系统中所占的比重不断下降,模块化、通用化和标准化的数控软件,使用户可以很方便地达到加工目的。同时,机床结构也发生了根本变化。随着加工设备的不断完善,机械加工工艺也在不断地变革,从而导致机械制造精度不断提高。近年来新材料不断出现,材料的品种猛增,其强度、硬度、耐热性等不断提高。新材料的迅猛发展对机械加工提出新的挑战。一方面迫使普通机械加工方法要改变刀具材料、改进所用设备;另一方面对于高强度材料、特硬、特脆和其它特殊性能材料的加工,要求应用更多的物理、化学、材料科学的现代知识来开发新的制造技术。由此出现了很多特种加工方法,如电火花加工、电解加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工以及激光加工等。这些加工方法,突破了传统的金属切削方法,使机械制造工业出现了新的面貌。

篇5:机械设计教程-十一、轴承

第十章   轴承

轴承是机器中支承轴作回转运动的部件,

机械设计教程-十一、轴承

。根据摩擦性质,轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。§10.1  滑动轴承概述一、滑动轴承类型:按承载:向心轴承(受 Fr ); 推力轴承(受 Fa )按润滑状态:流体润滑轴承;非流体润滑轴承;无润滑轴承(不加润滑剂)二、滑动轴承的特点优点:1)承载能力高;2)工作平稳可靠、噪声低;3)径向尺寸小;4)精度高;5)流体润滑时,摩擦、磨损较小;6)油膜有一定的吸振能力缺点:1)非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大,磨损严重 。2)流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦;3)流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。三、应用:1)转速特高或特低;2)对回转精度要求特别高的轴;3)承受特大载荷;4)冲击、振动较大时;5)特殊工作条件下的轴承;6)径向尺寸受限制或轴承要做成剖分式的结构例:机床、汽轮机、发电机、轧钢机、大型电机、内燃机、铁路机车、仪表、天文望远镜等 。§10.2  滑动轴承的结构和材料一、径向滑动轴承径向滑动轴承可以分为整体式和剖分式(对开式)两大类。1、整体式径向滑动轴承整体式滑动轴承由轴承座和轴承套组成。轴承套压装在轴承座孔中,一般配合为 H8/s7 。 轴承座用螺栓与机座联接,顶部设有安装注油油杯的螺纹孔。轴套上开有油孔,并在其内表面开油沟以输送润滑油。这种轴承结构简单、制造成本低,但当滑动表面磨损后无法修整。所以,整体式滑动轴承多用于低速、轻载和间歇工作的场合。2、对开式滑动轴承是由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和螺栓组成。正滑动轴承轴承座水平剖分为轴承座和轴承盖两部分,并用二(或四)个螺栓联接。为了防止轴承盖和轴承座横向错动和便于装配时对中,轴承盖和轴承座的剖分面做成阶梯状。对开式滑动轴承在装拆轴时,轴颈不需要轴向移动,装拆方便。另外,适当增减轴瓦剖分面间的调整垫片,可以调节轴颈与轴承之间的间隙。3、自动调心轴承轴承的结构特点是轴瓦的外表面做成凸形球面,与轴承盖及轴承座上的凹形球面箱配合,当轴变形时,轴瓦可随轴线自动调节位置,从而保证轴颈和轴瓦为球面接触。二、推力滑动轴承推力滑动轴承用于承受轴向载荷。它由轴承座、套筒、径向轴瓦、止推轴瓦所组成 。相对滑动端面通常采用环状端面。当载荷较大时,可采用多环轴颈,这种结构能够承受双向轴向载荷。三、轴承材料滑动轴承的主要失效形式有:磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落等 。轴承材料性能应着重满足以下主要要求:1)   良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性2)   良好的顺应性,嵌入性和磨合性3)   足够的强度和必要的塑性4)   良好的耐腐蚀性、热化学性能(传热性和热膨胀性)和调滑性(对油的吸附能力)5)  良好的工艺性和经济性等常用材料有:

第十章   轴承

轴承是机器中支承轴作回转运动的部件。根据摩擦性质,轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。§10.1  滑动轴承概述一、滑动轴承类型:按承载:向心轴承(受 Fr ); 推力轴承(受 Fa )按润滑状态:流体润滑轴承;非流体润滑轴承;无润滑轴承(不加润滑剂)二、滑动轴承的特点优点:1)承载能力高;2)工作平稳可靠、噪声低;3)径向尺寸小;4)精度高;5)流体润滑时,摩擦、磨损较小;6)油膜有一定的吸振能力缺点:1)非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大,磨损严重 。2)流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦;3)流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。三、应用:1)转速特高或特低;2)对回转精度要求特别高的轴;3)承受特大载荷;4)冲击、振动较大时;5)特殊工作条件下的轴承;6)径向尺寸受限制或轴承要做成剖分式的结构例:机床、汽轮机、发电机、轧钢机、大型电机、内燃机、铁路机车、仪表、天文望远镜等 。§10.2  滑动轴承的结构和材料一、径向滑动轴承径向滑动轴承可以分为整体式和剖分式(对开式)两大类。1、整体式径向滑动轴承整体式滑动轴承由轴承座和轴承套组成。轴承套压装在轴承座孔中,一般配合为 H8/s7 。 轴承座用螺栓与机座联接,顶部设有安装注油油杯的螺纹孔。轴套上开有油孔,并在其内表面开油沟以输送润滑油。这种轴承结构简单、制造成本低,但当滑动表面磨损后无法修整。所以,整体式滑动轴承多用于低速、轻载和间歇工作的场合。2、对开式滑动轴承是由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和螺栓组成。正滑动轴承轴承座水平剖分为轴承座和轴承盖两部分,并用二(或四)个螺栓联接。为了防止轴承盖和轴承座横向错动和便于装配时对中,轴承盖和轴承座的剖分面做成阶梯状。对开式滑动轴承在装拆轴时,轴颈不需要轴向移动,装拆方便。另外,适当增减轴瓦剖分面间的调整垫片,可以调节轴颈与轴承之间的间隙。3、自动调心轴承轴承的结构特点是轴瓦的外表面做成凸形球面,与轴承盖及轴承座上的凹形球面箱配合,当轴变形时,轴瓦可随轴线自动调节位置,从而保证轴颈和轴瓦为球面接触。二、推力滑动轴承推力滑动轴承用于承受轴向载荷。它由轴承座、套筒、径向轴瓦、止推轴瓦所组成 。相对滑动端面通常采用环状端面。当载荷较大时,可采用多环轴颈,这种结构能够承受双向轴向载荷。三、轴承材料滑动轴承的主要失效形式有:磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落等 。轴承材料性能应着重满足以下主要要求:1)   良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性2)   良好的顺应性,嵌入性和磨合性3)   足够的强度和必要的塑性4)   良好的耐腐蚀性、热化学性能(传热性和热膨胀性)和调滑性(对油的吸附能力)5)  良好的工艺性和经济性等常用材料有:1)轴承合金(通称巴氏合金或白合金)轴承合金是锡、铅、锑、铜的合金,它以锡或铅作为基体,其内含有锑锡( Sb-Sn ) 或铜锡( Cu-Sn ) 的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用,软基体则增加材料的塑性。轴承合金适用于重载、中高速场合,价格较贵。2)铜合金铜合金具有较高的强度,较好的减磨性和耐磨性,是最常用的材料。锡青铜 —— 减摩、耐磨性最好,应用较广,强度比轴合金高,适于重载、中速铅青铜 —— 抗胶合能力强,适于高速、重载铝青铜 —— 强度及硬度较高,抗胶合性差,适于低速、重载传动3)铸铁:灰铁;球铁(中有游离的石墨能有润滑作用)性能较好,适于轻载、低速,不受冲击的场合。4)多孔质金属材料这是不同金属粉末经压制、烧结而成的轴承材料。这种材料是多孔结构的,孔隙约占体积的10%~35%。使用前先把轴瓦在加热的油中浸渍数小时,使孔隙中充满润滑油,因而通常把这种材料制成的轴承称为含油轴承。它具有自润滑性。5)非金属材料非金属材料中应用最广的是各种塑料,如酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯等。聚合物的特性是:与许多化学物质不起反应,抗腐蚀性好。四、轴瓦结构轴瓦的结构:整体式、剖分式整体式轴承中与轴颈配合的零件称为轴套,分为不带挡边和带挡边的两种结构。对开式轴承的轴瓦由上下两半组成。为使轴瓦既有一定的强度,又有良好的减磨性,常在轴瓦内表面浇铸一层减磨性好的材料,称为轴承衬。轴承衬应可靠的贴合在轴瓦表面上,为此可以采用不同结合形式。为了将润滑油引入轴承,并布满于工作表面,常在其上开有供油孔和油沟;供油孔和油沟应开在轴瓦的非承载区 否则会降低油膜的承载能力。轴向油沟也不应在轴瓦全长上开通,以免润滑油自油沟端部大量泄漏。§10.3滑动轴承的润滑一、润滑剂及其选择润滑剂分为润滑油、润滑脂和固体润滑剂三类。1、润滑油润滑油是滑动轴承中应用最广的润滑剂,目前使用的润滑油多为矿物油。润滑油最重要的物理性能是粘度,它也是选择润滑油的主要依据。工业上多用运动粘度标定润滑油的粘度。根据国家标准,润滑油产品油牌号一般按40 º C 时的运动粘度平均值来划分,我们需要时可以查阅相关手册或资料参考选择。书(表11-2)2、润滑脂润滑脂是在润滑油中添加稠化剂(如钙、钠、铝、锂等金属)后形成的胶状润滑剂。因为它稠度大,不宜流失,所以承载能力较大,但它的物理、化学性质不如润滑油稳定,摩擦功耗也大,故不宜在温度变化大或高速条件下使用。(表11-3)3、固体润滑剂常用的固体润滑剂有石墨和二硫化钼。高温、重载下工作的轴承,采用添加二硫化钼的润滑剂,能获得良好的润滑效果 。二、润滑方式1、油润滑:间歇供油 — 小型、低速、间歇运动的场合连续供油 —— 重要的轴承间歇供油:1)油壶或油枪定期向润滑孔和 杯内注油,连续供油方式:a)    滴油润滑 — 针阀式油杯c)    油杯润滑 — 油杯下端浸到油里d) 浸油润滑 — 轴颈直接浸到油池中润滑,搅油损失大e)   飞溅润滑 — 利用下端浸在油池中的转动件将润滑油溅成油来润滑。f)   压力循环润滑 — 用油泵进行连续压力供油,润滑、冷却,效果较好,适于重载、高速或交变载荷作用。2、脂润滑 — 间歇供油脂:旋盖式油脂杯;黄油枪补充§10.4  滚动轴承一、滚动轴承结构它主要有内圈、外圈、滚动体和保持架等四个部分所组成。通常其内圈用来与轴颈配合装配,外圈的外径用来与轴承座或机架座孔相配合装配。常见的滚动体形状有: 球形、圆柱形、鼓形滚子 滚针、圆锥滚子等。二、滚动轴承的主要类型及特点按轴承的内部结构和所能承受的外载荷或公称接触角的不同,滚动轴承分为:①深沟球轴承(向心球轴承) (6) —— 主要承受径向载,也可受一定双向轴向载荷, f 小精度高,结构简单,价格低,最常用。②调心球轴承(1) —— 主要承受径向载荷,也可承受较小的双向轴向力,能自动调心,适于轴的刚性较差的场合,③圆柱滚子轴承 N ( 2) —— 只能承受径向载荷,不能承受轴向载荷,承载能力大,支承刚性好,外圈或内圈可以分离,或不带内外圈,适于要求径向尺寸较小的场合。④角接触球轴承 —— ( 7 )能同时承受径向载荷和单向轴向力,接触角,越大,承载 Fa 能力越高,为承受双向轴向力应成对使用,对称安装。⑤圆锥滚子轴承 —— ( 3 )能同时承受径向载荷和单向 Fa , 越大,承受 Fa 能力越大,承载能力高于角接触球轴承,但极限转速稍低,外圈可分离,一般应成对使用,对称安装,但安装调整比较麻烦。⑥推力球轴承 —— ( 5 )单向推力球轴承51000 — 只能受单向 Fa ; 双向推力球轴承52000 — 能承受双向 Fa 。 不能受 Fr , 且极限 nj 转速较低,高速时,由于离心力较大,钢球与保持架磨损发热较严重。⑦滚针轴承,↑ Fr , 承载能力较高§10.5滚动轴承的代号及选择一、滚动轴承代号滚动轴承的种类很多 ,国家标准中规定了滚动轴承代号的表示方法:1、基本代号表示轴承的内径、尺寸系列和类型,最多为五位(1)轴承类型 —— 基本代号左起第一位。6 — 深沟球;3 — 圆锥滚子~;5 — 推力球~;7 — 角接触球~;1 — 调心球; N — 圆柱滚子~。(2)尺寸系列 —— 表示轴承在结构、内径相同的条件下具有不同的外径和宽度,基本代号右起三、四位。宽度系列 —— 右起第四位 —— 某些宽度系列(主要为0系列和和正常系列)代号可省略,直径系列 —— 右起第三位 —— 相同内径,不同直径系列轴承的尺寸对(3)轴承的内径 —— 基本代号右起一二位数字。a) d=10,  12,  15,  17mm 时代号00  01   02  03b)内径 d=20~480mm , 且为5的倍数时代号= d/5 或 d= 代号×5( mm)(c) d<10mm , 或 d>500mm , 及 d=22 , 28, 32mm 时代号/内径尺寸( mm )2、前置代号、后置代号前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时,添加的补充代号。前置代号用字母表示,用以说明成套轴承部件的特点,一般轴承无需作此说明,则前置代号可以省略。后置代号用字母和字母 — 数字的组合来表示,按不同的情况可以紧接在基本代号之后或者用 “ - ” 、 “ / ” 符号隔开,其含义见轴承代号表格所示。例:6206:(从左至右)6深沟球轴承;2尺寸系列代号,直径系列为2,宽度系列为0(省略);06为轴承内径30 mm ; 公差等级为0级。32315E: ( 从左至右)3为圆锥滚子轴承;23为尺寸系列代号,直径系列为3、宽度系列为2;15为轴承内径75 mm ; E 加强型;公差等级为0级。二、 滚动轴承的类型选择应根据轴承的工作载荷(大小、方向和性质)、转速高低、支承刚性、安装精度、结合各类轴承的特性和应用经验进行综合分析,确定合适的轴承。几条基本原则:1)n 高,载荷小,要求旋转精度高→采用球轴承n 低,载荷大,或有冲击载荷时→采用滚子轴承2) 主要受径向载荷 Fr 时→用向心轴承主要受轴向载荷 Fa , n 不高时用推力轴承同时受 Fr 和 Fa 均较大时 —— 可采用角接触球轴承7类( n 较高时)或圆锥滚子轴承3类( n 较低时)3)当轴的刚性较差或轴承孔不同心时宜用调心轴承。4)为便于装拆和间隙调整,可选用内、外圈不分离的轴承。5)6、7两种轴承一般应成对使用,对称安装。§10.6滚动轴承的寿命计算一.失效形式和设计准则1、疲劳点蚀在安装、润滑、维护良好的条件下,滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内、外圈滚道上的点蚀破坏。当轴承不回转、缓慢摆动或低速转动时,一般不会产生疲劳损坏。但过大的静载荷或冲击轴承将产生较大的塑性变形 , 从而导致轴承失效。由于滚动轴承的正常失效形式是点蚀破坏,所以对于一般转速的轴承,轴承的设计准则就是以防止点蚀引起的过早失效而进行疲劳点蚀计算,在轴承计算中称为寿命计算。对于不转动、摆动或转速低的轴承,要求控制塑性变形,应作静强度计算二、滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷轴承的寿命就是 :滚动轴承在点蚀破坏前所经历的转数(以106 r 为单位)或小时数 。基本额定寿命 :一组在相同条件下运转的近于相同的轴承,按有10%的轴承发生点蚀破坏,而其余90%的轴承未发生点蚀破坏前的转数 L10 ( 以106 r 为单位)或工作小时数 Lh 。基本额定动载荷 :是指轴承的基本额定寿命恰好为106 r 时轴承所能承受的载荷值。用符号 Cr 表示。三、滚动轴承的当量动载荷 P将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷,该假想载荷称为当量动载荷 P在当量动载荷 P 作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同。1.对只能承受径向载荷 R 的轴承( N 、 NA 轴承) P=R2 . 对只能承受轴向载荷 A 的轴承(推力球(5)和推力滚子(8)) P=A3 . 同时受径向载荷 R 和轴向载荷 A 的轴承 P=XR+YAX — 径向载荷系数, Y — 轴向载荷系数, X 、 Y — 见表11-8四、滚动轴的寿命计算公式载荷与寿命的关系曲线方程为:=常数=3-球轴承= 10/ 3 滚子轴承根据定义:, P=C ( 轴承所能承受的载荷为基本额定功载荷)有:( 106 r )按小时计算:( h )五、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷的计算对于向心推力轴承而言,在承受径向载荷时,要派生出轴向力。其方向与安装有关图 a 所示的为背对背安装,也称为反装。图 b 的为面对面安装,也称为正装 。相应的派生轴向力可以由下表所列的计算公式求出当在轴上作用有外载轴向力时,我们如果把派生轴向力的方向与的方向相一致的轴承记作2,另一端的轴承记作11.当时,因为轴承的位置已经确定,轴不可能窜动,所以在轴承1的内部也必然由外圈通过滚动体对轴施加一个轴向平衡反力。所以,轴承1实际承受的轴向载荷为:;轴承2实际承受的轴向载荷为:2.当时,同上分析可以知道:,六.滚动轴承的静载荷轴承工作在低速重载工况下,破坏的形式主要是滚动体接触表面上接触应力过大而产生永久的永久变形。这时,我们就需要按照轴承静强度来选择轴承尺寸 。基本额定静载荷 C0 —— 受载最大的滚动体与滚道接触处中心处引起的接触应力达到一定值时的静载荷。按静载荷选择轴承的公式为:式中 S0 为轴承静载荷强度安全系数, P0 为当量静载荷§10.7 滚动轴承组合设计一、滚动轴承的轴向固定1、双支撑单向固定(两端固定式)利用轴肩和端盖的挡肩单向固定内、外圈,每一个支撑只能限制单方向移动。主要用在两个对称布置的角接触球轴承或圆锥滚子轴承的情况,考虑温度升高后轴的伸长,为使轴的伸长不致引起附加应力,在轴承盖与外圈端面之间留出热补偿间隙 c = 0.2~ 0.4mm 。 游隙的大小是靠端盖和外壳之间的调整垫片增减来实现的2、单支撑双向固定式(一端固定、一端游动)对于工作温度较高的长轴,受热后伸长量比较大,应该采用一端固定,而另一端游动的支撑结构。作为固定支撑的轴承,应能承受双向载荷,故此内、外圈都要固定。3、两端游动使轴能左右双向游动以自动补偿轮齿左右两侧螺旋角的制造误差,使轮齿受力均匀,采用圆柱滚子轴承,靠滚子与外圈间的游动来实现。二、滚动轴承位置的调整1、轴承间隙的调整1)调整垫片:靠加减轴承盖与机座之间的垫片厚度来调整轴承间隙的2)调节螺钉:用螺钉1通过轴承外圈压盖3移动外圈的位置来进行调整的。调整后,用螺母2锁紧防松。三、滚动轴承的配合及拆装1、滚动轴承的配合滚动轴承的配合是指内圈与轴径、外圈与座孔的配合,轴承内孔与轴径的配合采用基孔制,就是以轴承内孔确定轴的直径;轴承外圈与轴承座孔的配合采用机轴制, 常用的配合有 n6 、 m6 、 k6 、 js62 、2、滚动轴承的装配与拆卸要求:1)压力应直接加于配合较紧的套圈上;2)不允许通过滚动体传递装拆力;3)要均匀施加装拆力 —— 严禁重锤直接敲击安装方法:1)用软锤均匀敲击套圈装入 ;2 ) 压力机压入(较大的轴承) 。拆卸时:1)压力机压出轴颈 ;2 ) 轴承拆卸器将内圈拉下 。 轴肩高度应低于轴承内圈高度。

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