机械设计基础 课件 第16章
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《机械设计基础》 第五篇 通用机械零部件 第16章
轴头和轴身３部分组成。轴上与轴承配合的部分称轴颈，安装轮毂的 部分称轴头，连接轴颈和轴头的部分称轴身。
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１６.１轴
• 轴颈和轴头的直径应取标准值，直径的大小由与之相配合部件的内孔 决定。轴上螺纹、花键部分必须符合相应的标准。
• ２.轴上零件的轴向定位及固定 • 轴向定位及固定是使零件在轴上有确定的轴向位置。轴上零件的轴向
外形不同又可分为光轴（如图１６－３所示）和阶梯轴（如图１６－ １所示）。由于阶梯轴上的零件便于拆装与固定，又能节省材料和减 轻重量，所以在机械中应用最为广泛。
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１６.１轴
• ② 曲轴。轴线不为直线的轴称为曲轴，如图１６－４所示，是机械 中的专用零件。
• ③ 挠性轴。还有一种可以把回转运动灵活地传到任何位置的钢丝软 轴，也称为挠性轴，如图１６－５所示。它是由多组钢丝分层卷绕而 成的，其主要特点是具有良好的挠性，常用于医疗器械、汽车里程表 和电动的手持小型机具（如铰孔机等）的传动等。
定位及固定是以轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和轴承端盖等来保证 的。与轮毂相配装的轴段长度，一般应略小于轮毂宽２～３ｍｍ。常 用的轴向定位及固定的方法如表１６－２所示。 • ３.轴上零件的周向定位及固定 • 为了满足机器传递运动和扭矩的要求，轴上零件除了需要轴向定位外 ，还必须有可靠的周向定位。
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示。
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１６.１轴
• （３）为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴端及轴肩一般均应制 出４５°的倒角。
• （４）为便于加工，应使轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽和越程 槽等尺寸一致。
• （５）为便于轴上零件的装拆和固定，常将轴设计成阶梯形。如图１ ６－１０所示为阶梯轴上零件的装拆图。图中表明，可依次把齿轮、 套筒、左端滚动轴承、轴承盖、带轮和轴端挡圈从轴的左端装入。由 于轴的各段直径不同，当零件往轴上装配时，既不擦伤配合表面，又 装配方便。右端滚动轴承从轴的右端装入，为使左、右端滚动轴承易 于拆卸，套筒厚度和轴肩高度均应小于滚动轴承内圈的厚度。
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１６.１轴
• 轴颈和轴头的直径应取标准值，直径的大小由与之相配合部件的内孔 决定。轴上螺纹、花键部分必须符合相应的标准。
• ２.轴上零件的轴向定位及固定 • 轴向定位及固定是使零件在轴上有确定的轴向位置。轴上零件的轴向
外形不同又可分为光轴（如图１６－３所示）和阶梯轴（如图１６－ １所示）。由于阶梯轴上的零件便于拆装与固定，又能节省材料和减 轻重量，所以在机械中应用最为广泛。
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１６.１轴
• ② 曲轴。轴线不为直线的轴称为曲轴，如图１６－４所示，是机械 中的专用零件。
• ③ 挠性轴。还有一种可以把回转运动灵活地传到任何位置的钢丝软 轴，也称为挠性轴，如图１６－５所示。它是由多组钢丝分层卷绕而 成的，其主要特点是具有良好的挠性，常用于医疗器械、汽车里程表 和电动的手持小型机具（如铰孔机等）的传动等。
定位及固定是以轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和轴承端盖等来保证 的。与轮毂相配装的轴段长度，一般应略小于轮毂宽２～３ｍｍ。常 用的轴向定位及固定的方法如表１６－２所示。 • ３.轴上零件的周向定位及固定 • 为了满足机器传递运动和扭矩的要求，轴上零件除了需要轴向定位外 ，还必须有可靠的周向定位。
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示。
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１６.１轴
• （３）为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴端及轴肩一般均应制 出４５°的倒角。
• （４）为便于加工，应使轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽和越程 槽等尺寸一致。
• （５）为便于轴上零件的装拆和固定，常将轴设计成阶梯形。如图１ ６－１０所示为阶梯轴上零件的装拆图。图中表明，可依次把齿轮、 套筒、左端滚动轴承、轴承盖、带轮和轴端挡圈从轴的左端装入。由 于轴的各段直径不同，当零件往轴上装配时，既不擦伤配合表面，又 装配方便。右端滚动轴承从轴的右端装入，为使左、右端滚动轴承易 于拆卸，套筒厚度和轴肩高度均应小于滚动轴承内圈的厚度。
机械设计基础--滚动轴承
?
RV2 RH2 Fr
角 接 触 球 轴 承
RV1 RH1 1,角接触轴承的派生轴向力 Fs O -支反力作用点,即法线与轴线的交点. 向心角接触轴承(角接触球轴承,圆锥滚子 轴承)受纯径向载荷作用后,会产生派生轴 FS 向分力 FS . O F 派生轴向力: si ≈ 1.25 Fr tgα 注意 F 的
Fr1 ● 若 FS1 + FA > FS2
Fr2
轴向合力向右,轴有向右移动的趋势,
但外圈被固定, 右轴承被压紧,会产生反力FS2′, 即:Fa1=FS1 (放松端) 使轴向力平衡, 使得 FS 1 + FA = FS 2 + FS 2 ′ FS2 和 FS2′ 都是右轴承所受的力,故: Fa 2 = FS 2 + FS 2 ′ = FS 1 + FA 而左轴承被放松, 故:Fa1 = FS 1
(放松端)
1 FS2′
FS1
2
FA
FS2
● 若 FS2 + FA < FS1, 轴向合力向左,轴有向左移动的趋势, 右轴承被压紧,会产生反力FS 2′, 使轴向力平衡:
FS 1 = FS 2 + FA + FS 2 ′ Fa1 = FS 1
(放松端)
∴
Fa 2 = FS 1 FA(压紧端)
归纳如下: 根据排列方式判明派生轴向力 FS 1,FS2 的方向; 判明轴向合力指向及轴可能移动的方向, 分析哪端轴承被"压紧",哪端轴承被"放松"; "放松"端的轴向载荷等于自身的内部轴向力, "压紧"端的轴向载荷等于除去自身派生轴向力 后其它轴向力的代数和. 对于能够承受少量轴向力而α=0 的向心轴承: (如深沟球轴承) 因为:α=0 , FS1=0 ,FS2= 0 所以:Fa=FA 图中: Fa1=0 Fr1 Fa2=FA FA
机械设计基础第16章
第十六章联轴器、离合器和制动器§16-1 联轴器一、联轴器的功用与分类联轴器主要是用在轴与轴之间的联接中，使两轴可以同时转动，以传递运动和转矩。
用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把它们分离。
由于制造、安装误差或工作时零件的变形等原因，一般无法保证被联接的两轴精确同心，通常会出现两轴间的轴向位移x（图19-1a）、径向位移y（图19-1b）、角位移 （图19-1c）或这些位移组合的综合位移（图19-1d）。
如果联轴器不具有补偿这些相对位移的能力，就会产生附加动载荷，甚至引起强烈振动。
图19-1两轴间的各种相对位移根据联轴器补偿位移的能力，联轴器可分为刚性和弹性两大类。
刚性联轴器由刚性传力件组成，它又可分为固定式和可移式两种类型。
固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移，可移式刚性联轴器能补偿两轴间的相对位移。
弹性联轴器包含有弹性元件，除了能补偿两轴间的相对位移外，还具有吸收振动和缓和冲击的能力。
联轴器已标准化。
一般可先依据机器的工作条件选定合适的类型，然后按照计算转矩、轴的转速和轴端直径从标准中选择所需的型号和尺寸。
必要时还应对其中的某些零件进行验算。
计算转矩T c应考虑机器起动时的惯性力、机器在工作中承受过载和受到可能的冲击等因素，按下式确定T c＝K A T（19-1）式中，T为名义转矩；K A为工作情况系数。
二、常用的联轴器及其特点联轴器的种类很多，这里仅介绍有代表性的几种结构。
1．固定式刚性联轴器（1）凸缘联轴器凸缘联轴器是应用最广的固定式刚性联轴器。
如图19-2所示，它用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接起来，以实现两轴联接。
联轴器中的螺栓可以用普通螺栓，也可以用铰制孔螺栓。
这种联轴器有两种主要的结构型式：图19-2a是有对中榫的I型凸缘联轴器，靠凸肩和凹槽（即对中榫）来实现两轴同心。
图19-2b是II型凸缘联轴器，靠铰制孔用螺栓来实现两轴同心。
为安全起见，凸缘联轴器的外圈还应加上防护罩或将凸缘制成轮缘型式。
机械设计基础第16章
依次增大。
• 4)配置代号 代表一对轴承的配置方式。
• 例16-1：试说明滚动轴承代号62203、7312 AC/P62和30222 B/P4的含
义。
•
解：(1)代号62203：6—深沟球轴承；22-轻宽系列；03-内径d=17
mm。
•
(2)代号7312AC/P62：7-角接触球轴承；(0)3-中窄系列；12-内径
•
轴承2（压紧端）承受的轴向载荷：a2 =1 -
• 16.4.3 滚动轴承的静强度较核
•
当轴承既受径向力又受轴向力时，可将它们折合成当量静载
荷0 ，应满足
• 0 = X0 r + Y0 a ≤
0
S0
• 例16-3
试求NF207圆柱滚子轴承允许的最大径向载荷，其基本额定动载荷r =28 500 N。
第16章
滚动轴承
16.1 滚动轴承概述
• 16.1.1
滚动轴承的基本结构
• 向心滚动轴承的基本结构由内圈、外圈、滚动体和保持架
组成。内圈与轴颈装配，外圈与轴承座装配。通常是内圈随
轴回转，外圈不动，但也有外圈回转而内圈不动或内、外圈
分别按不同转速回转的使用情况。当内、外圈相对转动时，
滚动体在内、外圈的滚道间滚动。内、外圈上的凹槽滚道可
• 推力轴承（α = 90° ）只能承
受轴向载荷，其轴向当量动载
荷为
• = a
• （4）基本额定寿命L、基本额定动载荷C以及当量动载荷P之间关系
• 大量试验表明，滚动轴承的基本额定寿命L(106 r)与基本额定动载荷
C(N)、当量动载荷P(N)间的关系为
•L=
•
ε
106 r
《机械设计基础》第十六章 机械传动系统设计
P T 9550 n
机械设计基础
3．传动比
传动比反映了机械传动增速或减速的能力。一般情况下，传动装 置均为减速运动。在摩擦传动中，V带传动可达到的传动比最大，平 带传动次之，然后是摩擦轮传动。在啮合传动中，就一对啮合传动而 言，蜗杆传动可达到的传动比最大，其次是齿轮传动和链传动。
4．功率损耗和传动效率
《机械设计基础》
机械设计基础
第十六章 机械传动系统设计
16.1 传动系统的功能与分类 16.1.1 传动机构的功能 1．变速：通过实现变速传动，以满足工作机的变速要求； 2．传递动力：把原动机输入的转矩变换为工作机所需要的转 矩或力； 3．改变运动形式：把原动机输入的等速旋转运动，转变为工 作机所需要的各种运动规律变化，实现运动运动形式的转换； 4．实现运动的合成与分解：实现由一个或多个原动机驱动若 干个相同或不同速度的工作机； 5．作为工作机与原动机的桥梁：由于受机体外形、尺寸的限 制，或为了安全和操作方便，工作机不易与原动机直接连接时， 也需要用传动装置来连接。 6．实现某些操纵控制功能：如起停、离合、制动或换向等。 机械设计基础
nd i nr
2．选择机械传动类型和拟定总体布置方案
根据机器的功能要求、结构要求、空间位置、工艺性能、总传 动比及其他限制性条件，选择传动系统所需的传动类型，并拟定 从原动机到工作机的传动系统的总体布置方案。
3．分配总传动比
根据传动方案的设计要求，将总传动比分配分配到各级传动。
4．计算机械传动系统的性能参数
（3）传动比范围
不用类型的传动装置，最大单级传动比差别较大。当采用多级传动时，应合理安排传 动的次序。
（4）布局与结构尺寸
对于平行轴之间的传动，宜采用圆柱齿轮传动、带传动、链传动；对于相交轴之间 的传动，可采用锥齿轮或圆锥摩擦轮传动；对于交轴之间的传动，可采用蜗杆传动或 交错轴齿轮传动。两轴相距较远时可采用带传动、链传动；反之采用齿轮传动。
精品课件-机械设计基础-第16章
第16章 现代设计方法简介
16.4
1. (1)将求解域离散化。所使用的单元类型与问题的类型和 计算精度有关。单元按维次划分有点单元、线单元、平面单 元和空间单元，按位移函数的阶次可分为一次单元、二次单
(2)选择位移模式。位移函数一般用单元内点的坐标的多 项式来表示，它只是近似地表示了单元内真实位移分布。位 移函数的阶次超高，计算精度越高。
第16章 现代设计方法简介
图16-2 二维问题的可行域
第16章 现代设计方法简介
可行域内的设计点称为可行点，如X (1) 点，它是设计 所允许采用的方案；反之，就是非可行点(或外点)，如X (2) 点。处于不等式约束边界上的点称为边界点，如X (3) 点，它
若一个优化问题同时含有式(16-3)中的不等式设计约束
第16章 现代设计方法简介
2. 目标函数是设计变量的函数，也称评价函数，用来作为 评价设计方案好坏的标准。一项设计的优劣，一般总可以用 一些设计指标来衡量，例如:零(部)件的承载能力最大、效率 最高、成本最低、质量最轻、误差最小等结构、性能和经济 指标。这些设计指标可以表示为设计变量的函数，即
F ( X ) F (x1, x2, • • •, xn )
第16章 现代设计方法简介
二维CAD系统使图纸的修改和重复利用十分方便，提高了 设计效率，缩短了设计周期。由于电子文档的管理成为了现 实，可以支持零件库的建立，有利于产品设计的标准化、系 列化和通用化。二维CAD系统中占市场主流的有Autodesk公司 的AutoCAD软件及国产的CAXA电子图板系统等。
X [x1x2 • • • xn ]T [x(i 1, 2, • • •, n)]T
(16-1)
第16章 现代设计方法简介
机械设计基础--滚动轴承 ppt课件
2. 基本代号：表示轴承的基ppt课本件 类型、结构和尺寸。 16
调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承
10000
20000
30000
a)单向 b)双向
推力球轴承 50000
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
70000
80000
N0000 a) NA0000
12
512 低 不允许 受单向轴向负荷，两
13
513
个圈的内孔不一样大，
14
514
内孔较小的与轴配合， 内孔较大的与机座固
定。双向推力球轴承
可以承受双向轴向负
荷，中间圈与轴配合，
22
522
另两个圈为松圈
23
523
低 不允许
高速时，由于离心
力大，寿命较低。常
24
524
用于轴向负荷大、转
ppt课件
速不高的场合 7
40
22、28、32及500以上 /内径
230/500 62/22
500 22
ppt课件
21
表16-3 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号 或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
代表数字
3. 后置代号 ---- 用字母（或加数字）表示。
代表数字
内径代号 ---- 基本代号左起第四、五位。
表16-5 轴承的内径代号
内径代号
00 01
02
03
轴承内径尺寸 mm 10
《机械设计基础》第16章滚动轴承PPT课件
加强型
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
表16-8 公差等级代号
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级符合标准的 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
示例
6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
§16-2
滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多，而各类轴承 又有不同的结构、尺寸、公差等级、
技术要求等，为便于组织生产和选
表16-2 滚动轴承代号的排列顺用序，规定了滚动轴承的代号，
前置代号
基本代号共5位
后置代号
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸系列代号
型宽(高)度 直径系列 Nhomakorabea代 系列代号 代号
号
或加
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
70000
80000
N0000 a) NA0000
b) RNA0000
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号
或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
§16-1 §16-2 §16-3 §16-4 §16-5
第16章 滚动轴承
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的代号 滚动轴承的选择计算
带传动和链传动都是通过中间挠性件 传递运动和动力的，适用于两轴中心 距较大的场合。与齿轮传动相比，它 们具有结构简单，成本低廉等优点。
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
表16-8 公差等级代号
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级符合标准的 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
示例
6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
§16-2
滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多，而各类轴承 又有不同的结构、尺寸、公差等级、
技术要求等，为便于组织生产和选
表16-2 滚动轴承代号的排列顺用序，规定了滚动轴承的代号，
前置代号
基本代号共5位
后置代号
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸系列代号
型宽(高)度 直径系列 Nhomakorabea代 系列代号 代号
号
或加
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
70000
80000
N0000 a) NA0000
b) RNA0000
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号
或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
§16-1 §16-2 §16-3 §16-4 §16-5
第16章 滚动轴承
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的代号 滚动轴承的选择计算
带传动和链传动都是通过中间挠性件 传递运动和动力的，适用于两轴中心 距较大的场合。与齿轮传动相比，它 们具有结构简单，成本低廉等优点。
机械设计基础第十六章联轴器 离合器 制动器课件
十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大 交角为15゜～20゜。十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚 针轴承等组成。两万向节叉上的孔分别套在十字轴的两对轴颈上。这样当主动 轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字 轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承5，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。
按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类； 按操纵方式分有机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气压操纵式等； 可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能 在特定条件下，自动地接合或分离。
对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠； 结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好； 操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。
按照弹簧的形状分：
螺旋弹簧 环形弹簧 碟形弹簧 板簧 盘簧 异型弹簧
按照承受载荷的循环次数N
Ⅰ类弹簧（N>106）:内燃机气门弹簧；电磁制动器弹簧
Ⅱ类弹簧（N=103---105）：调速器弹簧；安全阀弹簧，一般车辆弹 簧
Ⅲ类弹簧（N<103和受静载）：摩擦式安全离合器弹簧 螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，由于制造简便，所以应用
并紧不磨平端
YⅠ YⅡ
d/4
并紧磨平端
1
H0
d
(3/4)d
D1 D2 D
2）、拉伸弹簧 如图，圆柱螺旋拉伸弹簧不受外力的自由状态，此时
弹簧各圈应互相并拢。
H0 p
D D2 D1
拉伸弹簧 的端部结构 形式
d
LⅠ LⅡ LⅧ LⅦ
2、基本参数及尺寸 圆柱螺旋弹簧的主要参数有：
按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类； 按操纵方式分有机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气压操纵式等； 可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能 在特定条件下，自动地接合或分离。
对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠； 结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好； 操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。
按照弹簧的形状分：
螺旋弹簧 环形弹簧 碟形弹簧 板簧 盘簧 异型弹簧
按照承受载荷的循环次数N
Ⅰ类弹簧（N>106）:内燃机气门弹簧；电磁制动器弹簧
Ⅱ类弹簧（N=103---105）：调速器弹簧；安全阀弹簧，一般车辆弹 簧
Ⅲ类弹簧（N<103和受静载）：摩擦式安全离合器弹簧 螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，由于制造简便，所以应用
并紧不磨平端
YⅠ YⅡ
d/4
并紧磨平端
1
H0
d
(3/4)d
D1 D2 D
2）、拉伸弹簧 如图，圆柱螺旋拉伸弹簧不受外力的自由状态，此时
弹簧各圈应互相并拢。
H0 p
D D2 D1
拉伸弹簧 的端部结构 形式
d
LⅠ LⅡ LⅧ LⅦ
2、基本参数及尺寸 圆柱螺旋弹簧的主要参数有：
河南科技大学精品课程机械设计基础16PPT课件
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点 五、滚动轴承的分类
按滚动体形状分：球轴承、滚子轴承 按载荷方向或接触角分：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承
座圈
轴圈
---载荷角
Fr
Fa
Fr
Fa
向心轴承
推力轴承
向心推力轴承
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
◆ 按轴承的结构形式不同分类：
在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准 的滚动轴承，在国家标准中的类型为：
各类圆柱滚子轴承
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
推力球（滚子）轴承(5类)
特点: 只能承受轴向载荷； 内径稍小的称为“紧 圈”、“轴圈”，内 径稍大的称为“松 圈”、“座圈”； 高速时离心力大，钢 球与保持架磨损，发 热严重，故极限转速 很低； 价格比1.1 1.8
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
圆柱滚子轴承(N类)
特点 : 有较大的径向承载能力； 外圈(或内圈)可以分离， 不能承受轴向载荷； 有外圈无挡边、内圈无 挡边、内圈有单挡边的 多种形式； 价格比2
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
第16章 滚动轴承
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点 §16—2 滚动轴承代号 §16—3 滚动轴承的选择计算 §16—4 滚动轴承的润滑和密封 §16—5 滚动轴承的组合设计
滚动轴承例题分析
整体概况
+ 概况1
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概况2
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机械设计基础第16章
35
第16章
轴 系 零 部 件
(4) 轴的结构设计及绘制结构草图。
① 轴系各零件的位置和固定方式。齿轮安装在轴的中部， 两侧分别用轴环和套筒作轴向固定，用平键(键14×45 GB
1096－90)联接作周向固定。轴承安装在齿轮两边，左边轴
承用轴肩作轴向固定，轴承孔与轴颈采用过渡配合；右边轴 承用套筒作轴向固定，轴承孔与轴之间也采用过渡配合；两 边轴承的外圈用轴承盖作轴向固定。弹性套柱销联轴器安装 在轴的外伸端，用平键(键10×70 GB 1096－90)联接作周向 固定，用轴肩作轴向固定。 以上各零件布置见图16-13。
图16-4 曲轴
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第16章
轴 系 零 部 件
16.1.2 轴的常用材料及热处理
轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制 圆钢和锻件。锻件的内部组织均匀，强度较好，重要的轴、 大尺寸或阶梯尺寸变化较大的轴，应采用锻制毛坯。对直径 较小的轴，可直接用圆钢加工。
轴的常用材料及其主要力学性能见表16-1。
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第16章
轴 系 零 部 件
图16-13 减速器从动轴设计
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第16章
轴 系 零 部 件
② 确定轴的各段直径和长度。如图16-13所示，将轴分
为6段，分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ表示。
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第16章
轴 系 零 部 件
(5) 按弯、扭组合作用验算轴的强度。
① 绘出轴的空间受力图，求轴上的作用力。 轴的跨度：
由式(16-2)可得实心圆轴的设计公式为 (16-3)
常用材料的［τ］值与C值可查表16-3。若轴上有一个键 槽，可将算得的直径增大3%～5%; 如有两个键槽, 可增大 7%～10%。
机械设计基础第16章
16.1.3 联想创新法
联想是由一事物想到另一事物的心理活 动或思维方式。联想思维由此及彼、由表 及里，形象生动，无穷无尽。利用联想思 维进行创造的方法称为联想创新法。联想 创新法的主要类型如下。 （1） 相似联想 （2） 接近联想 （3） 对比联想 （4） 强制联想
16.2 机构创新设计
16.2.1 根据组合原理创新
•
1、
功的路 。20.10.1520.10.15Thursday, October 15, 2020
成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦
•
2、
。1 5:05:48 15:05:4 815:051 0/15/2 020 3:05:48 PM
16.1.2 系统分析法
1.设问探求法
这是用系统提问的方式打破传统思维的束缚，以拓展 设计思路、提高创新能力的一种方法。设问探求法主要有 “5W2H法”和“奥斯本设问法”两种。
2.列举分析法
列举分析法是通过详细列举待设计、改进产品的各种 特性，在全面分析的基础上找出更多设计方案的创新方法， 常见的有特性列举法、缺点列举法和希望点列举法。
2.机构的倒置
机构的运动构件与机架的转换，称为机构的倒 置。按照运动相对性原理，机构倒置后各构件间 的相对运动关系不变，但可以得到不同特性的机 构。图16.2为机构倒置的例子。
16.3 结构方案的创新设计
机械结构设计的任务是在总体设计的基 础上，根据所确定的原理方案，决定满足 功能要求的机械结构，所确定的结构除应 能够实现原理方案所规定的动作要求外， 还应能满足设计对结构的强度、刚度、精 度、稳定性、工艺性、寿命、可靠性等方 面的要求。
16.3.2 提高性能的设计
机械产品的性能不但与原理设计有关， 结构设计的质量也直接影响产品的性能， 甚至影响产品功能的实现。在图16.3（a） 中，过盈配合连接结构在轮毂端部应力集 中严重，图（b）、（c）、（d）的结构通 过降低轴或毂相应部位的局部位置的刚度 使应力集中有所降低。