第12章机械零件材料及成剖析_图文.ppt

阿基米德蜗杆：αx=20°
标准值
法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆：αn=20°
s
pz=zpx1 px1
2.蜗杆导程角γ和分度圆直径d1 螺纹
蜗杆
ψ πd1
tanψ =
s πd1
=
np πd1
∴ d1
=
Z1 tanγ
m
=
qm
γ πd1
tanγ
=
pZ πd1
=
πmZ πd1
1
=
mZ 1 d1
q
=
Z1 tanγ
具有良好的减摩性、耐磨性、跑合性和抗胶合能力
特点：软硬搭配
蜗杆硬：优质碳素钢、合金结构钢 经表面硬化及调制处理
蜗轮软：铸锡青铜、无锡青铜、灰铸铁
1、蜗杆材料
蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造。 对于高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金钢， 如20Cr，20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度 HRC56～62，并应磨削。
MPa
= 12.86MPa < [σ F ]
齿根的弯曲疲劳强度校核合格。
（5）验算传动效率h
蜗杆分度圆速度为
v1
=
π d1n1
60×1000
=
3.14×112×1450 60×1000
m/
s
=
8.54m /
s
vs
= v1
cosλ
8.54
=
m / s = 8.59m / s
cos6.412°
查表4.9得
ρ v = 1°09′(1.15°)
h
(0.95
~
0.97)
tan tan( v)
H
480 d2

转动心轴：轴转动 固定心轴：轴固定
问：火车轮轴属于什么类型？
问：自行车前轮轴属于什么类型？
传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0
如：汽车下的传动轴。
转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
如：减速器中的轴。
问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？ 0 轴： 传动轴 Ⅰ轴： 转轴 Ⅱ轴： 转动心轴
表12-2 常用材料的[τT]值和C值
轴的材料 Q235-A, 20 Q275, 35 1Cr18Ni9Ti 45 40Cr, 35SiMn 38SiMnMo, 3Cr13
[τT](N/mm2 )
15~25
20~35
25~45
35~55
C
160~135
135~118
118~107
107~98
注: 当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩、载荷较 平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴 只作单向旋转, [τT]取较大值， C取较小值; 否则[τT]取较小值， C取较大值。
第12章 轴
§12-1 §12-2 §12-3 §12-4 概 述
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。
轴的结构设计 轴的计算 轴的设计实例
§12-1、概述
一、主要功用
1、支承轴上回转零件（如齿轮）
2、传递运动和动力 二、分类 1、按承载分 心轴：只承受弯曲（M），不传递转矩（T=0）
▲ 碾压、喷丸等强化处理。
通过碾压、喷丸等强化处理时可使轴的表面产生预 压应力，从而提高轴的疲劳能力。
五、轴的结构工艺性 为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向 中间增大的阶梯状。在满足使用要求的前提下，轴的结 构越简单，工艺性越好。零件的安装次序 1. 装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有 砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。

清洁与润滑
根据需要清洁机械零件并 加注润滑油，以减少摩擦 和磨损，延长使用寿命。
预防性维护
制定并执行预防性维护计 划，对关键机械零件进行 预防性更换或维修，避免 设备故障。
机械零件的维修与更换
故障诊断
通过观察、听诊、检测等方法， 确定机械零件的故障部位和原因
。
修复与更换
根据实际情况，对损坏的机械零件 进行修复或 的功能，如开关、阀门、弹簧等，使 设备能够完成特定的操作或动作。
支撑与定位
机械零件如轴、支架、轴承座等，为 机械设备提供支撑和定位作用，确保 设备的稳定运行。
机械零件的维护与保养
01
02
03
定期检查
对机械零件进行定期检查 ，包括外观、磨损和松动 情况，确保零件处于良好 状态。
轴类零件的加工工艺主要包括车削、铣削 、磨削等，根据具体要求选择合适的加工 工艺。
齿轮零件
齿轮零件的特点
齿轮零件是机械传动中常用的基础件，主要用于 传递扭矩和旋转运动。
齿轮零件的材料
常用的齿轮材料有铸钢、铸铁、有色金属等，根 据不同的使用要求选择合适的材料。
ABCD
齿轮零件的分类
根据其形状和用途，齿轮可分为直齿、斜齿、锥 齿等多种类型。
02
优化设计和制造过程，降低能耗和减少排放，实现绿色生产。
循环利用与再制造
03
对废旧零件进行回收、再利用和再制造，延长零件使用寿命并
降低资源消耗。
THANK YOU
根据其结构和使用场合，轴承 可分为滚动轴承和滑动轴承两 大类。
轴承零件的加工工艺
滚动轴承的加工工艺主要包括热处 理、车削、磨削等，滑动轴承的加 工工艺主要包括铸造、加工和研磨 等。

1,纯铁(重要特性是结晶过程具有同素
目 录 异构转变 );
2, 铁素体 :是碳溶于α-Fe中形成的固
上一页 溶体，常用符号“α”或“F”表示。
下一页
3,奥氏体 :奥氏体是碳溶于γ-Fe中形
成的固溶体，用“γ”或“A”表示。
4,渗碳体:是铁与碳的稳定化合物Fe3C，
退出

其碳的质量分数为6.69％。 渗碳体在高温下可以分解形成石墨态的自
第3章 合金的相结构与二元合金相图
目录
上一页 下一页 退出
• 3.1 合金的相结构 • 3.2 匀晶相图 • 3.3 共晶相图 • 3.4 合金的性能与相图的关系
2020/11/4
7
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
目
录
•
铁碳合金按其碳的质量分数及室温平衡组织 分为三大类，即工业纯铁、钢和铸铁。
• 4.3.1 工业纯铁: (Wc<0．0218％)室温平衡组织
上一页 为铁素体加少量Fe3CⅢ;
下一页 • 4.3.2 共析钢 :室温平衡组织为珠光体 ; • 4.3.3 亚共析钢 :在室温下的组织由先共析铁素
再结晶 • 第3章 合金的相结构与二
元合金相图 • 第4章 铁碳合金 • 第5章 钢的热处理 • 第6章 合金钢 • 第7章 铸铁
• 第8章 有色金属及其合金 • 第9章 非金属材料 • 第10章 纳米材料与功能材料 • 第11章 铸造 • 第12章 金属压力加工 • 第13章 焊接 • 第14章 机械零件的选材及工

3.
球墨铸铁、合金铸铁 (高强度铸铁)
价廉、吸振性好、耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，铸造 成形，但性脆，可靠性低，品质难控制。 常用于制造外形复杂的轴，如曲轴、凸轮轴。
轴的常用材料及其主要力学特性见
轴的结构设计
12
设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。
设计要求： 1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装) 2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定) 4.改善应力状况，减小应力集中。
第十二章
轴的设计
1
第一节 第二节 第三节
概述 轴的设计举例 轴的强度、刚度计算
2
本章重点：
① 轴的类型，轴的常用材料； ② 轴的结构； ③ 轴上零件的轴向定位和固定方法； 轴上零件的周向定位和固定方法；
④ 按扭转强度计算轴的直径。
轴的功用：主要用于支承传动零件 (齿轮、带轮等) 并
传递运动和动力。
越程槽和退刀槽
17
（3）为去掉毛刺，利于装配，轴端应制出45°倒角。
45°倒角 45°倒角
( 4)当采用过盈配合联结时，配合轴段的零件装入端，常加工 成半锥角为30°的导向锥面。若还附加键联结，则键槽的长度 应延长到锥面处，便于轮毂上键槽与键对中。
18
（5）如果需从轴的一端装入两个过盈配合的零件，则轴上两配 合轴段的直径不应相等，否则第一个零件压入后，会把第二个零件 配合的表面拉毛，影响配合。
一般情况下，直轴 做成实心轴，需要 减重时做成空心轴
6
轴的功用和类型
分类： 按承受载荷分有： 类 型 按轴的形状分有：
7
转轴---传递扭矩又承受弯矩
传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 光轴 阶梯轴

12.3.3 构型要均衡与稳定
均衡：是指装配体各部分之间前后左右的相对 轻重关系。
稳定：是指装配体上下部分的轻重关系。
§12.4 装配图的尺寸和技术要求
12.4.1 尺寸标注
装配图上不必注出全部结构尺寸，而仅需要标注以下几类尺寸：
12.4.2 技术要求的注写
装配图上一般应注写以下几方面的技术要求：
（3）画其他零件：画图时沿装配干线按定位和遮挡关 系依次将各零件表达出来。
明细栏是机器或部件中全部零件、部件的详细目录。 其内容一般有序号、代号、名称、数量、材料以及备注等 项目。
§12.6 部件测绘和装配图的画法
12.6.1 部件测绘
1. 了解和分析测绘部件
齿 轮 油 泵 工 作 原 理
2. 拆卸部件和画装配示意图
拆卸部件必须按顺序进行，也可先将部件分为 若干组成部分，再依次拆卸。
§12.1 装配图的内容
1. 一组图形 2. 必要的尺寸 3. 技术要求 4. 零件的编号
和明细栏 5. 标题栏
§12.2 部件或机器的表达
装配图以表达工作原理，装配关系为主， 力求做到表达正确、完整、清晰和简练。
12.2.1 装配图图样画法
1. 实心零件的画法
若按纵向剖切，且剖切平面通过其对称平面或与 对称平面相平行的平面或轴线时，均按不剖绘制。
便于拆装：为便于拆装，必须留出装拆螺栓的空间与 板手的空间或加工孔和工具孔 。
滚动轴承固定：为防止滚动轴承的轴向窜动，可根据工 作需要，对内、外圈采用不同形式的固定 。
定位销安装：为使两零件在拆装时易于定位，并保证一 定的装配精度，常采用销钉定位 。
轴上零件定位与固定： 一般常采用键连接，轴 端螺母、挡圈来固定。

（4）用外于形表尺示寸机器或部件的总体长度、宽其度它、重高要度尺等寸尺寸。它是包装、运输、 安装机器或部件的依据。
（5）其它重要尺寸 这类尺寸是指在设计中确定的又不属于上述几种尺寸的一些重要尺寸。如 运
动零件的极限尺寸、主体零件的重要尺寸等。
12.3.1 装配图的尺寸
装配图中必要的尺寸有五种： （1）规格（性能）尺寸
为了表达装配关系一般要采用剖视图，且剖切平面必须 包含装配干线，在许多情况下，装配干线为主要零件的 对称平面。
装配干线
12.2 装配图中的视图表达方法
装配图由一组视图组成，用以表达各组成零件的相互位置 和装配关系，部件或机器的工作原理和结构特点。前面所 学的所有表达方法均可用于装配图，例如视图、剖视图、 断面图、局部放大图等。
１）明细栏一般画在标题栏上方，序号自下而上填写，若位置不够可将 明细栏分段画在标题栏左边。明细栏也可单独列出。
２）序号栏－填零件编号（与图中零件编号对应）
名称栏－填写零件名称 数量栏－填写零件数量
明细栏和标题栏尺寸见P5
材料栏－填写零件材料名称及牌号
备注栏－填写零件的热处理、标准件的标准号、
常用件的重要参数等。
细实线
粗 实 线
明细栏分段
12.5 装配结构简介
为保证机器或部件的工作性能，并方便零件的装拆，在设计和绘制 装配图时，应考虑到装配结构的合理性。
（1）轴和孔配合：为保证两零件接触良好，轴肩与孔的端面应相互接触。
（1）拆卸画法或沿结合面剖切画法 （2）假想画法 （3）夸大画法
对薄壁零件、细丝弹簧、微小间隙等，若按实际尺寸在装配图中很 难画出或难以明显表示时，均可不按比例采用夸大画法。例如齿轮油泵 中的垫片厚度，就是用夸大画法画出的。

（12.4）
d1和d2 —— 轴环的外径和内径； [p] —— 许用压力，见附表6.5 。
d2
d
d
d
d2
d
R1
d0
d0
L1 L1 bK
d0
d1
d0
（a）实心式
（b）单环式 （c）空心环式
（d）多环式
图12.2 非液体润滑止推轴承
（2）校核轴承的 pv 值 轴承的 p 和 v 值分别为
V dn
60 1000
F n O'
O hmin
（c） 形成油膜 不稳定运行
图12.3 径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程
此时，由于轴承内的摩擦阻力仅为液体的内阻力，故 摩擦系数达到最小值。理论和实践证明，在其它条件不变 时轴颈转速愈高，轴颈中心愈接近轴承孔中心。
F O'
n O
（d）n>>0 稳定运行 图12.3 径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程
12.2.2 径向滑动轴承的几何关系和承载量系数
1．几何关系与膜厚计算
图12.4 径向滑动轴承几何参数与压力分布
轴承中心和轴颈中心的连线 OO1 与载荷 F（作用在
轴心）形成的夹角 a 称为偏位角。轴承孔和轴颈直径分 别用 D 和 d 表示，则轴承直径间隙为： = D – d 。半径
间隙为轴承孔半径 R 与轴颈半径 r 之差： = R – r =/2。
直径间隙与轴颈公称直径之比称为相对间隙，以 表示：
dr
（12.6）
当轴颈稳定运转时，轴心 O 与轴承中心 O1 的距ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，
称为偏心距，用 e 表示。而偏心距 e 与半径间隙 的比值， 称为偏心率，并以 表示：

合性质和相应公差值要查阅手册。 5）有些尺寸要进行复核，如齿轮传动轴孔中心距要与齿轮的中
心距核对。 6）因磨损、碰伤等原因而使尺寸变动的零件要进行分析，标注
复原后的尺寸。
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块三 测绘零件，画零件草图 3．尺寸测量及填写 常用的零件尺寸测量方法
第十二单元 零、部件测绘
（4）对于配合零件，要弄清配合性质，例如机用虎钳的螺杆 和固定钳身之间、活动钳身和固定钳身之间有相对运动，采用间 隙配合。
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块二 拆卸部件，画装配示意图
由固定钳身、 活动钳身、钳口 板、螺杆、螺母、 螺钉、圆环等七 个非标准件和螺 钉M4×8、垫圈 12、垫圈20和圆 锥销4×25四种 标准件组成。
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块五 绘制零件工作图
固 定 钳 身 零 件 图
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块五 绘制零件工作图
活 动 钳 身 零 件 图
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块五 绘制零件工作图
螺 杆 零 件 图
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块五 绘制零件工作图
螺 钉 零 件 图
标注表面粗糙度时，应首先判别零件的加工面与非加工面， 对于加工面应观察零件各表面的纹理，可使用粗糙度样板来对 照比较，或参照同类零件的粗糙度要求来标注表面粗糙度。
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块三 测绘零件，画零件草图
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块四 画部件装配图
根据装配示意图和零件草图绘部件制装配图。
第十二单元 零、部件测绘
综合知识模块三 测绘零件，画零件草图 3．尺寸测量及填写 （1）常用的测量工具。

多盘摩擦离合器
1、3 主、从动轴 2、4 半离合器 5、6 外、内摩擦片 7 操纵滑环 8 杠杆 9 弹簧 10 螺母
摩擦离合器传递的最大转矩
Tmax
D1 D2 mm ZfFQ KT N· 4
摩擦面上的最大压强
p
4 FQ
( D2 D )
2 2 1
p
MPa
离合器的摩擦片
联轴器与离合器： 相同点： 联接两轴、传递运动和转矩 不同点： 联轴器——联接的两轴只有停车后 经拆卸才能分离 离合器——联接的两轴可在机器工 作中方便地实现分离与 接合
联轴器、离合器的计算转矩
校核强度时的计算转矩为:
Tc KT
式中：T-联轴器、离合器传递的名义转矩， 单位： N mm K-工作情况系数
图15－3
2、凸缘式联轴器 刚性联轴器种使用最多的就是凸缘式联 轴器。它由两个带凸缘的半联轴器组成，两个 半联轴器通过键分别与两轴相联接，并用螺栓 将两个半联轴器联成一体，如图所示。
图15－4
按对中方式分为Ⅰ型和Ⅱ型：Ⅰ型用凸肩和凹 槽（D1）对中，并用普通螺栓联接，工作时靠两半联 轴器接触面间的摩擦力传递转矩，装拆时需要作轴向 移动。Ⅱ型用铰制孔螺栓对中，螺栓与孔为略有过盈 的紧配合，工作时靠螺栓受剪与挤压来传递转矩。装 拆时不需要作轴向移动，但要配铰螺栓孔。
由圆形截面的金属弹簧钢丝插入在两个半联轴 器凸缘上的孔中。结构简单，价格便宜，尺寸小， 应用较广泛，用于风机、泵等机械设备中。
5、波纹管联轴器
由两个轴套和波纹管组成。 特点：结构简单，惯性小，弹性回差小，运转稳定。 主要用于仪器和控制系统中。
其它联轴器、离合器
其它联轴器、离合器
滚子链联轴器 GB/T6069-2002