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機(jī)械設(shè)計(jì)課程要點(diǎn)總結(jié)一、機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問(wèn)題1、幾種穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力(1)變應(yīng)力參數(shù) 最大壓力 最小應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 應(yīng)力比(循環(huán)特性) (2)對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力:、(3)脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力:、 (4)靜應(yīng)力2、變應(yīng)力下的強(qiáng)度條件(1)不同循環(huán)次數(shù)N時(shí)的疲勞極限 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí) (2)同一循環(huán)次數(shù),不同應(yīng)力比(循環(huán)特性)時(shí)的疲勞極限 已知材料的機(jī)械性能、()、,可作出(材料的極限應(yīng)力)的簡(jiǎn)圖 ()零件的極限應(yīng)力圖 應(yīng)力比:時(shí) 平均應(yīng)力:時(shí) 最小應(yīng)力:時(shí)例:二、機(jī)械傳動(dòng)A、帶傳動(dòng)1、帶傳動(dòng)的工作情況分析受力分析: 應(yīng)力分析:拉應(yīng)力 彎曲應(yīng)力 離心拉應(yīng)力 運(yùn)動(dòng)分析: 2、帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則: 3、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì): 4、張緊裝置:定期張緊裝置 自動(dòng)張緊裝置 張緊輪的布置例:P164習(xí)題8-1、8-2B、齒輪傳動(dòng)1、齒輪傳動(dòng)的失效形式: 輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨料磨損、齒面塑性變形2、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3、齒輪材料及熱處理 對(duì)齒輪材料性能的基本要求:為齒面要硬、齒芯要韌 鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵、非金屬4、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)(1)受力分析:力的大小 力的方向(2)計(jì)算載荷:(3)齒輪強(qiáng)度條件: 齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件(4)討論: 1)接觸應(yīng)力與接觸強(qiáng)度 2)彎曲應(yīng)力與彎曲強(qiáng)度 3)齒形系數(shù) 4)提高齒輪接觸疲勞強(qiáng)度的措施:幾何參數(shù)d、b、材料 5)提高齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的措施:幾何參數(shù)m、b、材料5、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)(1)斜齒輪強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn):當(dāng)量齒輪 計(jì)算特點(diǎn)(2)受力分析:力的分解 力的大小 力的方向(3)斜齒輪的強(qiáng)度條件 尺寸相同時(shí): 斜齒輪承載能力大于直齒輪 外載和材料相同時(shí): 斜齒輪尺寸小于直齒輪6、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)(1)直齒圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn):當(dāng)量齒輪 計(jì)算特點(diǎn)(2)受力分析: 力的大小 主、從動(dòng)輪上力的關(guān)系 力的方向7、齒輪設(shè)計(jì)中有關(guān)參數(shù)的選擇原則(1)材料與熱處理方式(2)精度等級(jí)(3)齒數(shù)(4)齒寬系數(shù)(5)模數(shù)(6)分度圓螺旋角例:P236習(xí)題10-1、10-78、蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)的類型及其特點(diǎn):主要參數(shù)蝸桿傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則材料及熱處理普通圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)的效率和熱平衡計(jì)算例:P269習(xí)題11-1三、軸系零、部件1、滑動(dòng)軸承(1)不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則(2)液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的基本理論1)壓力油膜形成的原理2)流體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程 一維雷諾方程討論一:形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑(形成動(dòng)壓油膜)的必要條件: 由1)兩工作表面必須形成收斂的楔形間隙 若,則2)兩工作表面必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng),且V方向是從大口到小口3)間隙中必須連續(xù)充滿具有一定粘度的潤(rùn)滑油 無(wú)粘度各油層無(wú)速度兩板間油無(wú)流動(dòng)不能形成油膜壓力討論二:徑向滑動(dòng)軸承形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑的過(guò)程(3)承載能力計(jì)算公式的應(yīng)用1)當(dāng)軸承結(jié)構(gòu)(d,B,v)確定時(shí) 由,則可計(jì)算承受多大的徑向載荷F2)判斷是否液體摩擦:計(jì)算 由,則可計(jì)算承受徑向外載荷F時(shí),要多大的3)主要參數(shù)的選擇 相對(duì)間隙、寬徑比、偏心率、 最小油膜厚度h=4S(Ra1+Ra2)4)熱平衡計(jì)算2、滾動(dòng)軸承(1)滾動(dòng)軸承的主要類型:向心軸承、推力軸承、向心推力軸承(2)滾動(dòng)軸承的代號(hào):基本代號(hào)(3)滾動(dòng)軸承的類型選擇1)載荷的大小、方向和性質(zhì)2)其它:轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度、調(diào)心性能、裝拆方便、價(jià)格(4)滾動(dòng)軸承的尺寸選擇(5)滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)1)軸系支承的結(jié)構(gòu)形式: 雙支點(diǎn)各單向固定 一支點(diǎn)雙向固定、另一支點(diǎn)游動(dòng) 兩端游動(dòng)支承2)軸系支承設(shè)計(jì)的兩個(gè)特殊問(wèn)題(6)滾動(dòng)軸承的疲勞壽命計(jì)算1)壽命計(jì)算公式2)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷:考慮實(shí)際工況,引入載荷系數(shù)3)角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷的計(jì)算4)軸承壽命計(jì)算步驟例:P338例13-1、13-53、軸(1)軸的類型(2)軸的強(qiáng)度計(jì)算1)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算(初估軸徑) 2)按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算(一般軸) 將T產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力轉(zhuǎn)化為對(duì)稱循環(huán)變化來(lái)考慮 3)按安全系數(shù)校核計(jì)算(重要軸) 考慮應(yīng)力集中、絕對(duì)尺寸、表面質(zhì)量及強(qiáng)化措施對(duì)軸疲勞強(qiáng)度的影響(3)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例:P379習(xí)題15-4、15-6四、機(jī)械連接1、螺紋連接(1)螺紋副的受力1)螺紋副的效率: 三角形螺紋效率低、用于連接,矩形、梯形、鋸齒形螺紋用于傳動(dòng)。2)螺紋的自鎖條件: 三角形螺紋最大,自鎖性好,用于連接 細(xì)牙螺紋螺距p小,升角小,易滿足自鎖條件(2)螺紋連接的基本類型 螺栓連接 雙頭螺柱連接 螺釘連接 緊定螺釘連接(3)單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算1)松螺栓連接:2)受橫向載荷的緊螺栓連接: 普通螺栓連接: 鉸制孔用螺栓連接螺栓桿受剪: 桿與壁受擠壓:3)受軸向載荷的緊螺栓連接:螺栓和被連接件的受力與變形 螺栓所受總拉力=工作拉力+剩余預(yù)緊力 總拉力 剩余預(yù)緊力減小總拉力變化幅度 若工作拉力變化:0;則總拉力變化: 減?。辉龃髲?qiáng)度條件:保證連接的緊密性:剩余預(yù)緊力(4)螺栓組連接設(shè)計(jì)受力分析: 例:P92例題,P101習(xí)題5-6(5)防松措施防松的根本問(wèn)題:防止螺旋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 摩擦防松 機(jī)械防松 破壞螺旋副運(yùn)動(dòng)關(guān)系防松2、鍵連接(1)平鍵連接 鍵
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