第十一章-支承件
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《精密机械基础》知识点汇总知识分享
精密机械设计考试重点整理第二章工程材料和热处理低碳钢：含碳≤0.25% 中碳钢：含碳0.25%~0.60% 高碳钢：含碳＞0.60%第四节钢的热处理（P23）普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：表面淬火、化学热处理第四章平面机构的结构分析机构是按一定方式联接的构件组合体。
使两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）称为运动副。
点接触或线接触的运动副成为高副；面接触的运动副称为低副。
机构运动简图的画法（P67例题4-1）第四节平面机构的自由度构件所具有的独立运动数目称为自由度，做平面运动的自由构件具有三个自由度。
机构自由度计算公式F=3n-2P L-P H自由度等于1的机构，在具有一个原动件时运动是确定的。
机构自由度、原动件数目与机构运动之间的关系：①当F≤0时，构件间不可能具有相对运动；②当F＞0时，原动件数大于机构自由度，机构会遭到损坏；原动件数小于机构自由度，机构运动不确定；③只有当原动件数等于机构自由度时，机构才具有确定的运动。
计算机构自由度时应注意的事项：（P69）①复合铰链：在同一轴线上有两个以上的构件用转动副联接时，则形成复合铰链。
若有m个构件用复合铰链联接时，则应含有（m-1）个转动副。
②局部自由度：在有些机构中，某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动，把这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。
③虚约束：在机构中，有些运动副的约束可能与其他运动副的约束重复，因而这些约束对机构的运动实际上并无约束作用，这类约束称为虚约束。
第五节平面机构的组成原理和结构分析高副低代（P71）（什么是高副低代？怎么样代？特殊情况？）不能再拆的最简单的自由度为零的构件称为组成机构的基本杆组。
由二个构件三个低副组成，称之为Ⅱ级杆组，是应用最广的杆组。
平面机构的结构分析（P74）第五章平面连杆机构平面连杆机构是由若干刚性构件用低副（回转副、移动副）联接而成的一种机构，主要作用是用来传递运动、放大位移或改变位移的性质。
钳工工艺学教案-第十一章
三、夹紧力的确定 1．夹紧力的方向
夹紧力应垂直于主要定位基准 a）正确 b）错误
2．夹紧力的作用点 （1）夹紧力的作用点应保持工件定位稳固，而不致引起工件位移或偏转。
夹紧力作用点应防止工件倾斜 a）正确 b）错误
（2）夹紧力的作用点应使工件夹紧变形尽可能小
夹紧力作用点应落在刚性好的部位 a）效果好 b）效果不好
§11-2 工件的定位
一、工件的定位原理 1．定位与定位基准 确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程，称为定位。工件的定位是 靠工件上某些表面与夹具中的定位元件（或装置）相接触来实现的。 定位基准是指在加工过程中，使工件在夹具中（或机床上）占有准确加工位置所 依据的基准。
2．六点定位规则及应用 （1）六点定位规则
谢谢！
轴套钻孔用夹具
（5）其他元件及装置 其他元件及装置包括用于改变工件与刀具相对位置以获得多个工位的分度装置； 非手动夹具中作为生产动力部分的气缸、液压缸及电磁装置；靠模装置及连接元件、 自动定心装置等。
二、机床夹具的作用 1．保证加工精度 2．提高劳动生产率，降低加工成本 3．扩大机床加工范围 4．能减轻工人的劳动强度
4．工件定位时应注意的问题 （1）完全定位 用六个支承点限制工件全部六个自由度，使工件在夹具中占有完全确定的唯一位置， 称为完全定位。
（2）不完全定位 没有完全限制工件六个自由度的定位，称为不完全定位。
（3）欠定位 欠定位是指工件实际定位时，所限制的自由度数目少于按加工要求所必须限制的 自由度数目。
工件定位基准
定位 元件
定位简图
V形架
定位套
定位元 件特点
续表 限制自由度
短V形架 x ，z
长V形架 x ，z x ，z
机械设计基础第11章 轴
本章教学内容
§11-1 概述 §11-2 轴的结构设计 §11-3 轴的强度计算
小结
第一节 概述
作用：支承作回转运动的零件（如齿轮、带轮、链轮、凸轮、 车轮、蜗轮等）； 传递运动和动力。
一、轴的分类
1.按轴线的形状，分为：
直轴
（通用件）
光轴:形状简单，加工
容易，应力集中源少， 实心轴
但轴上的零件不易装
r ＜ R （或倒角C）＜h
滚动轴承的定位轴肩，应小于轴承内圈 的厚度，以方便轴承的拆卸。
3）为便于零件的装拆而设计的非定位轴肩高度（半径差）h ≈
0.5～1.5mm。
第二节 轴的结构设计
2. 长度的确定原则 1） 轴头的长度应比轮毂的宽度小2～3mm ，以保证套筒、圆螺 母、轴端挡圈能靠紧轮毂端面，固定可靠。 2） 轴颈的长度一般等于轴承的宽度。 3）回转零件与机体等固定零件之间要留有适当的间隙，以免相碰
合金钢只能提高轴的强度和耐磨性，但不 能提高轴的刚度，刚度可通过增大轴径，减小 跨度来提高；
第二节 轴的结构设计
轴的结构设计
轴的结构 没有固定 模式，设 计较灵活
即确定轴的合理形状和全部结构尺寸。 工作部分
轴头
轴颈 安装部分
轴身 连接部分
第二节 轴的结构设计
轴的结构设计应主要满足以下要求： ◆满足制造、安装要求
轴应便于加工，轴上零件要方便装拆 ◆满足零件定位固定要求
轴和轴上零件有准确的工作位置，各零件要牢固而可靠地 相对固定。 ◆满足强度要求，受力合理尽量减少应力集中等
第二节 轴的结构设计
一、便于制造和装配
1、在满足使用要求前提下，轴的结构应尽量简单，段数尽可能 少，且相邻轴段的直径差不宜过大，以减小应力集中。
§11-1 概述 §11-2 轴的结构设计 §11-3 轴的强度计算
小结
第一节 概述
作用：支承作回转运动的零件（如齿轮、带轮、链轮、凸轮、 车轮、蜗轮等）； 传递运动和动力。
一、轴的分类
1.按轴线的形状，分为：
直轴
（通用件）
光轴:形状简单，加工
容易，应力集中源少， 实心轴
但轴上的零件不易装
r ＜ R （或倒角C）＜h
滚动轴承的定位轴肩，应小于轴承内圈 的厚度，以方便轴承的拆卸。
3）为便于零件的装拆而设计的非定位轴肩高度（半径差）h ≈
0.5～1.5mm。
第二节 轴的结构设计
2. 长度的确定原则 1） 轴头的长度应比轮毂的宽度小2～3mm ，以保证套筒、圆螺 母、轴端挡圈能靠紧轮毂端面，固定可靠。 2） 轴颈的长度一般等于轴承的宽度。 3）回转零件与机体等固定零件之间要留有适当的间隙，以免相碰
合金钢只能提高轴的强度和耐磨性，但不 能提高轴的刚度，刚度可通过增大轴径，减小 跨度来提高；
第二节 轴的结构设计
轴的结构设计
轴的结构 没有固定 模式，设 计较灵活
即确定轴的合理形状和全部结构尺寸。 工作部分
轴头
轴颈 安装部分
轴身 连接部分
第二节 轴的结构设计
轴的结构设计应主要满足以下要求： ◆满足制造、安装要求
轴应便于加工，轴上零件要方便装拆 ◆满足零件定位固定要求
轴和轴上零件有准确的工作位置，各零件要牢固而可靠地 相对固定。 ◆满足强度要求，受力合理尽量减少应力集中等
第二节 轴的结构设计
一、便于制造和装配
1、在满足使用要求前提下，轴的结构应尽量简单，段数尽可能 少，且相邻轴段的直径差不宜过大，以减小应力集中。
机械制图第11章 零件图 - 新国标
第二节
零件的视图选择
零件的视图选择原则：
主视图的选择——
（1）主视图的投影方向——形体特征原则
（2）零件的安放位置——工作位置、加工位置、习惯位置等 其它视图的选择——在完整、清晰表达零件的内外结构形状和便 于读图的前提下，尽量减少视图的数量，各视图表达的重点要明确， 简明易懂。
一、轴套类零件
（三）技术要求
1、有配合要求的表面，其表面粗糙度参数值较小。无配合 要求表面的表面粗糙度参数值较大。 2、有配合要求的轴颈尺寸公差等级较高、公差较小。无配 合要求的轴颈尺寸公差等级较低，或不需标注。 3、有配合要求的轮颈和重要的端面应有形位公差的要求。
二、盘盖类零件
盘盖类零件可包括端盖、手轮、胶带轮、盘座等。 轮一般用来传递动力和扭矩，盘主要起支承、轴向定位以及 密封等作用。
3.掌握表面粗糙度、极限与配合的代号及标注；
4.了解几何公差的代号及标注；
5.零件图尺寸标注完整、清晰、符合国家标准。
第一节
零件图的作用与内容
组成机器或部件的最基本的构件，称为零件。根据零件在机 器或部件上的作用，一般可将零件分为三种类型：
1. 标准件：紧固件(螺栓、螺母、垫圈、螺钉……）、滚动轴 承、油杯等。
图
例
（一）表达方案 （二）尺寸标注 （三）技术要求
主视图投射方向
（一）表达方案
1、轮盘类零件主要是在车床上加工，所以应按形状特征和 加工位置选择主视图，轴线横放；对有些不以车床加工为主的零 件可按形状特征和工作位置确定。 2、盘类零件一般需要两个主要视图。 3、轮盘类零件的其它结构形状，如轮辐可用移出断面或放 大断面表示。 4、根据轮盘类零件的结构特点（空心的），各个视图具有 对称平面时，可作半剖视；无对称平面时，可作全剖视。
第十一章支承零部件汽车机械基础教案
低速间隙工作时，接触点应有1～1.5点/cm2；中等载荷连续工作时， 接触点应有2～3点/cm2；重载高速工作时，接触点应有3～4点
/cm2。
（6）滑动轴承的调整 滑动轴承的调整主要是保证轴颈与轴 瓦之间有合适的间隙，这是保证轴承正常润滑和工作的条件。其间 隙有顶间隙a、侧间隙6和轴向间隙s三种（如图11-21）。
复习试题
一、选择题
1、自行车前、后轮的车轴属于———— 。
A、光轴 B、心轴 C、传动轴 D、支承轴
2、下列材料中最不适合做轴的材料是———— 。
A、碳素钢 B、合金钢 C、球墨铸铁 D、灰铸铁
3、阶梯轴上最常用的轴上零件轴向固定的方法是 ———— 。
第十一章 支承零部件
学习目的：
通过本章的学习，应能熟悉轴系零件中主要支承零部件的功用与 结构及各零部件的类型。在此基础上，能合理地选用有关零部件并初 步掌握轴系的装配与维护方法。
学习要求：
熟悉常用轴的种类和应用特点，了解轴的结构。 熟悉滑动轴承、滚动轴承的结构类型、应用特点及选用，轴瓦和 润滑。 了解轴系的调整与维护的基本知识。
轴瓦背与座孔的接触情况可用涂色法检查。要求上瓦与轴承盖 的接触面积不少于50％，并要求接触点分布均匀，接触点不少于
1～2点/cm2。
（5）轴瓦与轴颈的安装 轴瓦与轴颈的安装应保证两方面 的要求：一是正常的润滑；二是合理的接触。为了实现正常的润滑， 要在轴瓦内表面开制合适的油槽。而轴瓦与轴颈合理的接触应是以 载荷方向为中心，在轴瓦上的接触点中间密、两边疏。其规定为：
2）轴上零件的轴向固定：图11-13是常用的轴向定位方法。
（2）轴的结构工艺性：主要内容如下：
1）为了减少应力集中，轴径变化尽可能小，阶梯轴相邻两轴 段直径相差不应过大，一般在5～10ram。
/cm2。
（6）滑动轴承的调整 滑动轴承的调整主要是保证轴颈与轴 瓦之间有合适的间隙，这是保证轴承正常润滑和工作的条件。其间 隙有顶间隙a、侧间隙6和轴向间隙s三种（如图11-21）。
复习试题
一、选择题
1、自行车前、后轮的车轴属于———— 。
A、光轴 B、心轴 C、传动轴 D、支承轴
2、下列材料中最不适合做轴的材料是———— 。
A、碳素钢 B、合金钢 C、球墨铸铁 D、灰铸铁
3、阶梯轴上最常用的轴上零件轴向固定的方法是 ———— 。
第十一章 支承零部件
学习目的：
通过本章的学习，应能熟悉轴系零件中主要支承零部件的功用与 结构及各零部件的类型。在此基础上，能合理地选用有关零部件并初 步掌握轴系的装配与维护方法。
学习要求：
熟悉常用轴的种类和应用特点，了解轴的结构。 熟悉滑动轴承、滚动轴承的结构类型、应用特点及选用，轴瓦和 润滑。 了解轴系的调整与维护的基本知识。
轴瓦背与座孔的接触情况可用涂色法检查。要求上瓦与轴承盖 的接触面积不少于50％，并要求接触点分布均匀，接触点不少于
1～2点/cm2。
（5）轴瓦与轴颈的安装 轴瓦与轴颈的安装应保证两方面 的要求：一是正常的润滑；二是合理的接触。为了实现正常的润滑， 要在轴瓦内表面开制合适的油槽。而轴瓦与轴颈合理的接触应是以 载荷方向为中心，在轴瓦上的接触点中间密、两边疏。其规定为：
2）轴上零件的轴向固定：图11-13是常用的轴向定位方法。
（2）轴的结构工艺性：主要内容如下：
1）为了减少应力集中，轴径变化尽可能小，阶梯轴相邻两轴 段直径相差不应过大，一般在5～10ram。
支承件
散热、隔热。加大散热面积、加设散热片、风扇、人工致 冷、隔离热源。 均热。 采用：“热对称”等结构，使热变形对 精度的影响较小。
二、重要支承件的设计步骤
1、进行受力分析。 2、初步决定其形状和尺寸。 3、进行验算。 4、修改、对比，选择最佳方案。
第二节 支承件的静力分析
一、根据机床所受的载荷的特点分类
由于微观不平，真正接触的只是一些高点。
（3）接触刚度与自身刚度的不同点
①接触刚度Kj (Mpa/um)是平均压强p与变形δ之比。 ②Kj不是一个固定值，δ 与p的关系是非线性的。 当压强很小时，两个面之 间只有少数高点接触，接触 刚度较低。
当压强较大时，这些高点产生了
变形，实际接触面积增加，接触
力组成的力偶。
① yz平面内：弯矩M1=Ff· L
② xz平面内：弯矩M2= Ff· e
③ 切削转矩T使外柱扭转， 扭矩作用于E与F之间。通常 这个扭转变形不大，可以忽 略。
(2)内柱的受力分析
受力情况与外柱相似 ① yz和xz面内的弯曲； ②从夹紧点F至根部之间 的扭转。扭转变形不大， 可以忽略。
二、根据支承件的形状分类
1、梁类件：一个方向的尺寸比另外两个方向的大
得多的零件。 如床身、立柱、横梁、摇臂、滑枕等。
2、板类件：两个方向的尺寸比第三个方向的大得
多的零件。
如底座、工作台、刀架等。
3、箱形件：三个方向的尺寸都差不多的零件。
如箱体、升降台等。
三、摇臂钻床受力分析 （仅分析切削载荷:切削转 矩T 、进给力 Ff） 立柱和摇臂——梁类件； 底座——板类件； 主轴箱——箱形件。
表11—2，截面积近似地皆为10000mm2八种不同截面形状 的抗弯和抗扭惯性矩的比较。
二、重要支承件的设计步骤
1、进行受力分析。 2、初步决定其形状和尺寸。 3、进行验算。 4、修改、对比，选择最佳方案。
第二节 支承件的静力分析
一、根据机床所受的载荷的特点分类
由于微观不平，真正接触的只是一些高点。
（3）接触刚度与自身刚度的不同点
①接触刚度Kj (Mpa/um)是平均压强p与变形δ之比。 ②Kj不是一个固定值，δ 与p的关系是非线性的。 当压强很小时，两个面之 间只有少数高点接触，接触 刚度较低。
当压强较大时，这些高点产生了
变形，实际接触面积增加，接触
力组成的力偶。
① yz平面内：弯矩M1=Ff· L
② xz平面内：弯矩M2= Ff· e
③ 切削转矩T使外柱扭转， 扭矩作用于E与F之间。通常 这个扭转变形不大，可以忽 略。
(2)内柱的受力分析
受力情况与外柱相似 ① yz和xz面内的弯曲； ②从夹紧点F至根部之间 的扭转。扭转变形不大， 可以忽略。
二、根据支承件的形状分类
1、梁类件：一个方向的尺寸比另外两个方向的大
得多的零件。 如床身、立柱、横梁、摇臂、滑枕等。
2、板类件：两个方向的尺寸比第三个方向的大得
多的零件。
如底座、工作台、刀架等。
3、箱形件：三个方向的尺寸都差不多的零件。
如箱体、升降台等。
三、摇臂钻床受力分析 （仅分析切削载荷:切削转 矩T 、进给力 Ff） 立柱和摇臂——梁类件； 底座——板类件； 主轴箱——箱形件。
表11—2，截面积近似地皆为10000mm2八种不同截面形状 的抗弯和抗扭惯性矩的比较。
第九章支承
1）. 润滑油
◆ ◆ ◆
2). 润滑脂
◆ 特点：
无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。
：难以经常供油，或低速重载以及往复摆动的轴承。
◆ 适用场合
5. ① a.
圆柱面支承的计算和设计 摩擦力矩的计算 只承受径向力 1 M f f v Fr d 2 当量摩擦系数
未经研配，1.57f 已经研配，1.27f 宝石支承，f 止推面为轴肩 止推面为轴的球端面
L10h
106 C 60n P
1
则：
Cj
f P P 60n 6 Lh C f t 10
fP
载荷系数；
ft
温度系数；
某个可靠度下的寿命： L f L Rh R 10 式中： f R －可靠性寿命修正系数
可靠性寿命修正系数 f R (GB/T6391-1995)
b.
d
Fr u 0.2
长径比L/d：0.5~1.5
L 2
按摩擦力矩计算 设计 d
Fr
d
L
2M f f v Fr
二． 其它型式滑动摩擦轴承
顶针支承、轴尖支承、球支承
§11-3 滚动摩擦支承
一、滚动轴承的构造 内圈、外圈、滚动体、保持架
滚动体的形状
滚动轴承的特点：旋转精度高、启动力矩小、是标准件，选用方便。
Fa R （2）当 Fa Fa1 Fa 2 1 S1
Fa1
R2 Fa
F S 2a2
S
轴有向右移动的趋势,轴承1被“放松”，轴承2被“压紧” 轴承2上的派生轴向力由Fa2增大到Fa1－Fa, 阻止轴右移 ∴轴承2的实际轴向载荷为 F F F a2 a1 a 轴承1上的轴向力——本身的派生轴向力