安工大模版设计(8)

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动方式；内圈随轴颈转动，外圈固定。也有外圈转动而内圈不动或者是内、外圈都转动的运动形式。

滚动轴承的类型很多，按照轴承受载荷的作用方向，可以分为： （1）径向接触轴承 主要用于承受径向载荷

（2）向心角接触轴承 能同时承受径向及单方向轴向载荷 （3）轴向接触轴承 只能承受轴向载荷

5.3 滚动轴承的失效形式

滚动轴承在工作时，由于各元件间间隙的存在，其受力情况也成周期性不稳定变化。轴承工作时，各元件上所受的载荷及产生的应力是时时变化的，其变动的频率取决于滚动体中心圆周速度。选用角接触轴承或者圆锥滚子轴承时，为保证可靠地工作，使其在工作时至少处于下半圈滚动体全部受载的工作状态。

滚动轴承的失效形式有： （1）疲劳点蚀

滚动轴承的正常失效形式是滚动体或者内外圈滚道上的点蚀破坏。轴承工作时，轴上的受力通过轴承内圈→外圈→基座上，相邻元件间的接触面产生接触应力。由于内、外圈的相对转动，滚动体的不规则滚动，导致接触应力按脉动循环变化。在安装、润滑及维护良好的条件下，当应力循环次数达到一定值后，会在某一元件上形成表层金属剥落现象，即疲劳点蚀。点蚀后轴承在工作时通常会出现较强烈的振动、噪音和发热现象及旋转精度下降，影响机器的正常工作。

（2）塑性变形

若轴承的工作转速很低（n<10r/min）或者仅作间歇摆动，则一般不会出现疲劳点蚀破坏，工作时过大的静载荷或者瞬间过大的冲击载荷，均会使元件接触面间的局部应力大于元件材料的屈服极限应力而产生塑性变形。在形成不均匀的凹炕后，轴承即已经失效。

5.4 轴承的选择计算

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现只对过渡轴承进行校核，我是设计时轴承选的是深沟球轴承6005 GB/T276-94。已知n=200.375r/min，轴径d=25mm，Fa=222.48N，Fr=650.48N，温度低于100℃，有轻微冲击，预期使用寿命L'h?50000h。

因为深沟球轴承没有派生轴向力，所以Fa?222.48N，查有关设计手册知6005轴承的Cor?5850N,Cr?10000N，查表，有轻微冲击，应取fp=1.2

查表，采用线性插值法，得e=0.234 因

Fa222.48??0.342?e?0.234 Fr650.48查表可得 X1?0.56,Y1?1.991

得 P?fp(X1Fr?Y1Fa)?1.2?(0.56?650.48?1.991?222.48)?968.4048N 计算轴承的寿命Lh

已知球轴承??3.0，因工作温度低于120℃，得f1=1 按公式

106f1?c? Lh?() （6-1）

60?np106f1?c?1061?100003得 Lh?()??()?91580h?L'h

60?np60?200.375968.4048所以，选6005深沟球轴承合用

同理，可以计算锥齿轮轴上所选的深沟球轴承6010 GB/T 276—96也合用。 键联结是将轴与轴上的传动零件，如凸轮、齿轮、带轮等连接在一起，实现轴和妯上零件间的周向固定，以传递转矩的轴毂连接。有些类型的键可以实现轴与轴上零件的轴向固定，或轴向动连接。

5.5 键的选择

按结构特点和工作原理，键联结可以分为平键联结、半圆联结和楔键联结，此外，还有各种花键。平键联结的结构简单、制造容易、对中性较好、装拆方便，能够承受冲击或变载荷。因而得到广泛的应用。半圆联结的工作面是两个侧面，由于轴上半圆键槽挖得深，轴的强度大为降低，固一般用于传递较少的扭矩。楔键联结一般用于外部轴端

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上固定大齿轮或者皮带轮。连接时将键打入键槽内，依靠键的顶面和底面与轮毂和轴之间的挤压所产生的摩擦力来传递扭矩，此时，两底接触面均画成一条直线；键的两侧为非工作面，应与轮毂和键槽侧面之间留空隙。花键连接比较可靠，能传递较大的扭矩，轴上零件可以花键做轴向移动，导向性、对中性都比较好，因此，在机械设备中也得到广泛的应用。

键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联结的结构特点，使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。键的主要尺寸为其截面尺寸（一般以键宽b和键高h表示）与长度L。键的截面尺寸按b?h，轴的直径d由标准中选定。键的长度L一般可按轮毂的长度而定。即键长等于或略短于轮毂的长度。这里d为轴的直径，所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。锥齿轮轴上的轴头处选平键联结，B型6?6 L=10 GB1095-79。

5.6 键联结强度计算

平键联接传递转矩时，联接中各零件都要进行受力分析。对于采用常见的材料组合和按标准选取尺寸的普通平键联接，其主要失效形式是工作面被压溃。除非有严重过载，一般不会出现键的剪断。因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。对于导向平键联接和滑键联接，其主要失效形式是工作面的过度磨损。因此，通常按工作面上的压力进行条件性强度校核计算。

根据其要求，普通平键联接的强度条件计算校核公式为：

?p?因此有：

4T4?55.75?103?p???148.67MP

dhL25?6?104T （7-1） dhL ?p?250 显然?p??p?250 所以强度足够。 式中：

???? 38

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T——传递的转矩，单位为N?m；

L——键的工作长度，单位为mm，圆头平键l=L-b，平头平键l=L，这里l为键的公称长度，单位为mm；b为键的宽度，单位为mm。

d——轴的直径，单位为mm； h——键的高度，单位为mm；

???——键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为MP；

pa

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第六章 锥齿轮的三维建模与仿真

采用CAD/CAM 技术进行设计与制造是离不开仿真技术的。将计算机辅助设计CAD及动态仿真用于直齿锥齿轮的设计，建立直齿锥齿轮三维模型并进行动态仿真。不仅可以提高设计速度、设计质量，而且有益于促进机械设计学方面的研究。AutoCAD是AutoDesk公司开发的一个著名的CAD(计算机辅助设计)软件包，建模精度高，具有良好的工作界面以及强大的绘图与图形编辑功能，具有开放的体系结构，易于二次开发。可通过标准或专用的数据格式与其他CAD系统或CAM 系统进行数据交换。3DMAX是AutoDesk公司开发的另一个著名的三维动画软件，具有建立三维物体的模型、编辑材料、高分辨率着色投影、动画处理及后期剪辑制作功能，缺点是建模精度较低。本文综合了AutoCAD和3DMAX的优点，给出了直齿锥齿轮系三维建模和传动仿真的方法。 6.1三维建模的实现

6.1.1轮廓线的形成

如图一所示，以(0，0)为起始点，根据直齿锥齿轮的基本尺寸用多段线(PLINE)和矩形(RECTANG)命令绘制出直齿锥齿轮的基本的剖面轮廓线。在此过程中，将要通过变换用户坐标(UCS)和旋转图形或则旋转坐标来获得简易的绘图方法。

6.1.2建立三维模型

以Y轴为旋转轴对多段线进行\旋转\。拉伸(EXTRUDE)矩形生成实体后对其执行\三维阵列\命令。以(0，0，0)为中心，绘制圆柱体(CYLINDER)，最后运用差集(SUBTRACT)(或并集(UNION))命令得到直齿锥齿轮的实体形状，如图二所示。对上述两个实体进行移动(MOVE)和\三维旋转\命令并调整到合适位置。最后选择合适的

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