機(jī)械設(shè)計(jì)總復(fù)習(xí)

1、第十一章第十一章 軸軸第十二章第十二章 滾動(dòng)滾動(dòng)軸承軸承 第十三章第十三章 滑動(dòng)滑動(dòng)軸承軸承第十四章第十四章 聯(lián)聯(lián)軸器軸器、離合器和制動(dòng)器、離合器和制動(dòng)器第一篇第一篇總論總論第二篇第二篇聯(lián)接聯(lián)接第一章第一章 機(jī)械設(shè)計(jì)總論機(jī)械設(shè)計(jì)總論第二章第二章 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)第三章第三章 摩擦、磨損及潤(rùn)滑基礎(chǔ)摩擦、磨損及潤(rùn)滑基礎(chǔ)第四章第四章 螺螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)第五章第五章 鍵、花鍵、銷、無(wú)鍵聯(lián)接鍵、花鍵、銷、無(wú)鍵聯(lián)接第六章第六章 過(guò)盈聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接及過(guò)盈聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接及 鉚、焊、粘接鉚、焊、粘接第七章第七章 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)第十章第十章 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)第八章第八章

2、 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)第九章第九章 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)第三篇第三篇傳動(dòng)傳動(dòng)第四篇第四篇軸系零（部）件軸系零（部）件其它零件其它零件第十五章第十五章 彈彈簧簧 機(jī)械零件的等壽命疲勞曲線和r=C時(shí)零件疲勞強(qiáng)度計(jì)算； 螺栓組的受力分析和螺栓的靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度計(jì)算； 帶傳動(dòng)的工作能力分析、齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度分析； 斜齒輪、錐齒輪及蝸桿蝸輪的受力分析； 角接觸軸承的軸向力計(jì)算及滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算； 動(dòng)壓潤(rùn)滑的形成條件及滑動(dòng)軸承的承載能力分析； 軸系結(jié)構(gòu)分析及結(jié)構(gòu)改錯(cuò)等。 全面、認(rèn)真復(fù)習(xí)教材，加深理解概念、知識(shí)點(diǎn)（重點(diǎn)、難點(diǎn)） 對(duì)于重要的理論和觀點(diǎn)，學(xué)會(huì)分析，能正確判斷； 研究典型例題、習(xí)題，學(xué)會(huì)知識(shí)的運(yùn)用；答疑

3、6-412準(zhǔn)備考試（帶繪圖工具、計(jì)算器等）考試題型：填空（20分）、選擇（20分）、判斷（10分）概念、分類、常識(shí)；分析及繪圖題（21分）；簡(jiǎn)答題（18分）；計(jì)算題（11分）機(jī)器的作用及組成機(jī)器的基本要素機(jī)器的作用及組成機(jī)器的基本要素零件零件 機(jī)械零件設(shè)計(jì)需要滿足的基本要求機(jī)械零件設(shè)計(jì)需要滿足的基本要求機(jī)械零件的主要失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械零件的主要失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械零件的載荷與應(yīng)力機(jī)械零件的載荷與應(yīng)力機(jī)械零件的常用材料及其選擇機(jī)械零件的常用材料及其選擇主要內(nèi)容主要內(nèi)容名義載荷與計(jì)算載荷關(guān)系：KFFCKPPCKTTCsmax最大應(yīng)力； smin最小應(yīng)力sm平均應(yīng)力； sa應(yīng)力幅值r 應(yīng)力比（

4、循環(huán)特性）maxminssr2minmaxmsss2minmaxasss應(yīng)力參數(shù)應(yīng)力參數(shù)強(qiáng)度準(zhǔn)則（一）強(qiáng)度準(zhǔn)則（一）強(qiáng)度準(zhǔn)則強(qiáng)度：指機(jī)械零件工作時(shí)抵抗破壞（斷裂或塑性變形）的能力。 強(qiáng)度條件有兩種表示方法： Slim2）用安全系數(shù)表示：1） 用應(yīng)力表示：SSlimS注：對(duì)于切應(yīng)力，只須將上述各公式中的 換成 即可。機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則1 1 靜應(yīng)力下的強(qiáng)度靜應(yīng)力下的強(qiáng)度2 循環(huán)應(yīng)力下的強(qiáng)度循環(huán)應(yīng)力下的強(qiáng)度3 表面接觸疲勞強(qiáng)度表面接觸疲勞強(qiáng)度 4 4 表面擠壓強(qiáng)度表面擠壓強(qiáng)度 許用安全系數(shù)許用安全系數(shù) S 合理選擇許用安全系數(shù)S是設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。S過(guò)大，則機(jī)器會(huì)過(guò)于笨重；過(guò)小，可能不安全。因

5、此，在保證安全的前提下，應(yīng)盡可能選用較小的許用安全系數(shù)。s 取值主要受下列因素的影響： 1）計(jì)算的準(zhǔn)確性； 2）材料的均勻性； 3）零件的重要性。整體強(qiáng)度靜應(yīng)力下的強(qiáng)度1 1 靜應(yīng)力下的極限應(yīng)力靜應(yīng)力下的極限應(yīng)力 在靜應(yīng)力下工作的零件，其可能的失效形式是塑性變形或斷裂。材料種類不同，所取極限應(yīng)力也不同。塑性材料 ssslimslim，脆性材料 ，bsslimblim對(duì)塑性材料按第三或第四強(qiáng)度理論計(jì)算對(duì)脆性材料按第一強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。 注：1）對(duì)于塑性材料和組織不均勻的脆性材料（如灰鑄鐵），在計(jì)算靜強(qiáng)度時(shí)，可不考慮應(yīng)力集中的影響。2）對(duì)于組織均勻的低塑性材料（如淬火鋼），在計(jì)算靜強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)考

6、慮應(yīng)力集中的影響。極限應(yīng)力的確定：根據(jù)零件材料的種類和應(yīng)力性質(zhì)合理確定。強(qiáng)度條件：， 只受正應(yīng)力或只受切應(yīng)力時(shí)同時(shí)受正應(yīng)力和切應(yīng)力時(shí)e，e 接觸強(qiáng)度2 循環(huán)應(yīng)力下的極限應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力下的極限應(yīng)力計(jì)算變應(yīng)力下的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)取 疲勞極限limsrNs3 表面接觸疲勞強(qiáng)度表面接觸疲勞強(qiáng)度 對(duì)于高副零件，理論上是點(diǎn)、線接觸，但實(shí)際上在載荷作用下材料發(fā)生彈性變形后，理論上的點(diǎn)、線接觸變成了很小的面接觸，在接觸處機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則局部會(huì)產(chǎn)生很高的應(yīng)力，這樣的應(yīng)力稱為表面接觸應(yīng)力，用 表示。 的大小用赫茲公式計(jì)算：HsHs)1()1()1(222121EEbFHs 在接觸循環(huán)應(yīng)力作用下的強(qiáng)度稱為表面接觸疲勞強(qiáng)度

7、表面接觸疲勞強(qiáng)度。強(qiáng)度條件為： HsHs（強(qiáng)度條件，詳見(jiàn)第二章）。接觸強(qiáng)度2機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則接觸循環(huán)應(yīng)力作用下的失效形式是：疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕（簡(jiǎn)稱點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕）。點(diǎn)蝕的危害： 1）破壞零件的光滑表面，引起振動(dòng)和噪音。 2）減小零件的有效工作面積。 接觸失效形式接觸失效形式 : 靜應(yīng)力靜應(yīng)力: 表面壓碎表面壓碎 脆性材料脆性材料, 表面塑性變形表面塑性變形塑性材料塑性材料變應(yīng)力：疲勞點(diǎn)蝕變應(yīng)力：疲勞點(diǎn)蝕齒輪、滾動(dòng)軸承的常見(jiàn)失效形式。齒輪、滾動(dòng)軸承的常見(jiàn)失效形式。)1()1()1(222121EEbFHs機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度綜合曲率半徑內(nèi)接觸外接觸21111說(shuō)明：1）圓柱體 ，Hma

8、x與F不呈線性關(guān)系21maxFHs2）圓柱體）圓柱體 ， 越大，越大， Hmax越小越小211maxsH3）同樣的）同樣的1、2下，下，內(nèi)接觸時(shí)內(nèi)接觸時(shí)較大，較大， Hmax較小，約為較小，約為外接觸時(shí)的外接觸時(shí)的48%重載情況下，采用內(nèi)接觸，有利于重載情況下，采用內(nèi)接觸，有利于提高承載能力或降低接觸副的尺寸提高承載能力或降低接觸副的尺寸。 4 4 表面擠壓強(qiáng)度表面擠壓強(qiáng)度 兩零件之間為面接觸時(shí)，在載荷作用下，接觸表面上產(chǎn)生的應(yīng)力稱為擠壓應(yīng)力，用 表示。 ps 在擠壓應(yīng)力作用下的強(qiáng)度稱為擠壓強(qiáng)度，其強(qiáng)度條件為： psps 擠壓應(yīng)力作用下，接觸面的失效形式是“壓潰壓潰” 。注：相互擠壓表面上的擠

9、壓應(yīng)力相等。注：相互擠壓表面上的擠壓應(yīng)力相等。機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則 剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。如果零件的剛度不足，有些零件則會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生過(guò)大的彈性變形而失效。 剛度條件為：實(shí)際變形量許用變形量式中：實(shí)際變形量可用相關(guān)理論計(jì)算或由實(shí)驗(yàn)方法確定。 許用變形量是保證正常工作所允許的變形量。 注： 1）零件材料的彈性模量E越大，則其剛度越大。 2）用合金鋼代替碳鋼能提高零件的強(qiáng)度，但不能提高零件的剛度。 （三）振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則（三）振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則 當(dāng)作用在零件上的周期性外力的變化頻率接近或等于零件的自激振 動(dòng)頻率（固有頻率）時(shí)，便發(fā)生共振，導(dǎo)致零件失效。這種

10、現(xiàn)象稱之為“失去振動(dòng)穩(wěn)定性”。 振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則：振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則：使零件的自激振動(dòng)頻率 f 遠(yuǎn)離外力變化的頻率 。 即 0.85 f 或 1.15 fFfFfFf耐磨性計(jì)算機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則（四）摩擦學(xué)準(zhǔn)則（四）摩擦學(xué)準(zhǔn)則 （耐磨性計(jì)算）進(jìn)行條件性計(jì)算，通過(guò)限制影響磨損的主要因素防止產(chǎn)生過(guò)大的磨損量過(guò)大的磨損量。 即 ）低速，大載荷時(shí)，壓強(qiáng)不超過(guò)許用值 p p ）滑動(dòng)速度較高時(shí)，還應(yīng)使壓強(qiáng)與速度乘積不超過(guò)許用值 ）高速時(shí)，還應(yīng)使速度不超過(guò)許用值 pvpv注：限制 值就是間接的限制因摩擦而產(chǎn)生的熱量，防止溫度過(guò)高。pv（五）溫度對(duì)機(jī)械零件工作能力的影響在低溫下，鋼的強(qiáng)度有所提高，但其韌性會(huì)明顯降低

11、而韌性會(huì)明顯降低而變脆，且對(duì)應(yīng)力集中的敏感性增大變脆，且對(duì)應(yīng)力集中的敏感性增大。而有色金屬在低溫下一般不會(huì)變脆，其強(qiáng)度和塑性還會(huì)有所提高。低溫設(shè)備常用有色金屬材料制造。 為防止?jié)櫥Мa(chǎn)生過(guò)大磨損或發(fā)生膠合現(xiàn)象，設(shè)計(jì)摩擦副零件時(shí)，需進(jìn)行熱平衡計(jì)算。熱平衡時(shí)的工作溫度t不許超過(guò)許用溫度t，即 t t當(dāng)金屬溫度超過(guò)某一數(shù)值（鋼為300400，輕合金為 100150 ）時(shí)，其強(qiáng)度將急劇下降強(qiáng)度將急劇下降。在高溫下工作的機(jī)械零件應(yīng)采用耐高溫材料制造，如耐熱合金鋼、金屬陶瓷等。機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化“三化”機(jī)械零件常用材料：機(jī)械零件材料選擇原則碳鋼與合金鋼鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)

12、質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼黑色金屬有色金屬非金屬材料復(fù)合材料主要考慮使用要求、工藝要求和經(jīng)濟(jì)要求。按使用要求選用的原則按工藝要求選用的原則按經(jīng)濟(jì)要求選用的原則當(dāng)零件受力較大，工作情況復(fù)雜，熱處理要求較高時(shí)，可選用合金結(jié)構(gòu)鋼。主主要要內(nèi)內(nèi)容容疲勞破壞、變應(yīng)力的類型疲勞破壞、變應(yīng)力的類型疲勞曲線（疲勞曲線（-N曲線）及曲線）及m-a極限應(yīng)力圖極限應(yīng)力圖影響影響零件的疲勞強(qiáng)度的主要因素零件的疲勞強(qiáng)度的主要因素穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力下機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力下機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算不穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力下機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算不穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力下機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算疲勞曲線和極限應(yīng)力圖兩個(gè)概念：兩個(gè)概念：2）疲勞壽

13、命疲勞壽命N材料疲勞失效前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 rN1）材料的疲勞極限疲勞極限 在應(yīng)力比為 r 的循環(huán)應(yīng)力作用下，應(yīng)力循環(huán) N 次后，材料不發(fā)生疲勞破壞時(shí)所能承受的最大應(yīng)力 。 rNsmaxs)(max疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，以疲勞極限作為極限應(yīng)力。疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，以疲勞極限作為極限應(yīng)力。 r不同或 N 不同時(shí)，疲勞極限 則不同。 rNsslimrNsN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)rN 有限壽命疲勞極限（對(duì)應(yīng)于有限壽命疲勞極限（對(duì)應(yīng)于N）r 持久疲勞極限（對(duì)應(yīng)于持久疲勞極限（對(duì)應(yīng)于N0）疲勞曲線（疲勞曲線（-N曲線）曲線）應(yīng)力比應(yīng)力比r一定時(shí)，表示一定時(shí)，表示疲勞極限疲勞極限 rN與循環(huán)次數(shù)與循環(huán)次數(shù)

14、 N之間關(guān)系的曲線。之間關(guān)系的曲線。sN 疲勞曲線osN0NBArs310有限壽命區(qū)無(wú)限壽命區(qū)rNsN疲勞曲線疲勞曲線)(常數(shù)CNmrNs0Nmrs疲勞曲線方程：疲勞曲線方程：定義域：043)1010(NNrrNss定義域：NN0rNKNNsssm0rrN式中式中r 、N0及及m的值由材料試驗(yàn)確定。的值由材料試驗(yàn)確定。m0NkNN0mrNrNNssAB稱為壽命系數(shù)稱為壽命系數(shù)（2-22-2） 疲勞曲線是有限壽命疲勞極限和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)之間的疲勞曲線是有限壽命疲勞極限和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系曲線，它反映了材料抵抗疲勞斷裂的能力。關(guān)系曲線，它反映了材料抵抗疲勞斷裂的能力。 利用疲勞曲線可以對(duì)只需要工

15、作一定期限的零件進(jìn)行利用疲勞曲線可以對(duì)只需要工作一定期限的零件進(jìn)行有限壽命設(shè)計(jì)，以便減小零件尺寸和重量。有限壽命設(shè)計(jì)，以便減小零件尺寸和重量。低周疲勞低周疲勞當(dāng)當(dāng)N N10103 3 （ 10104 4 ）時(shí)，疲勞極限接近或超過(guò)材料的）時(shí)，疲勞極限接近或超過(guò)材料的屈服點(diǎn)，不同循環(huán)次數(shù)屈服點(diǎn)，不同循環(huán)次數(shù)N N下的疲勞極限幾乎沒(méi)有變化，此類疲勞稱下的疲勞極限幾乎沒(méi)有變化，此類疲勞稱為低周疲勞。為低周疲勞。特點(diǎn)：應(yīng)力大，壽命低。特點(diǎn)：應(yīng)力大，壽命低。高周疲勞高周疲勞相對(duì)于低周疲勞，將相對(duì)于低周疲勞，將N N10103 3 （ 10104 4 ）時(shí)的疲勞稱為）時(shí)的疲勞稱為 高周疲勞。高周疲勞。sN

16、疲勞曲線osN0NBAs310有限壽命區(qū)無(wú)限壽命區(qū)NsN451, 0sA)2,2(00ssB0 ,bCsasmsomrsars極限應(yīng)力圖疲勞曲線和極限應(yīng)力圖 極限應(yīng)力圖極限應(yīng)力圖amss 疲勞壽命為 （無(wú)限壽命）時(shí)的 極限應(yīng)力圖0N無(wú)限壽命極限應(yīng)力線在疲勞壽命在疲勞壽命N N 一定時(shí)，表示疲勞極限一定時(shí)，表示疲勞極限 與應(yīng)力比與應(yīng)力比 r r 之間關(guān)系的線圖。之間關(guān)系的線圖。 rNsamssamrrrsss 極限應(yīng)力線上的每個(gè)點(diǎn)，都表示了某個(gè)應(yīng)力比r下的極限應(yīng)力 。 rs極限應(yīng)力圖2 極限應(yīng)力線上的點(diǎn)稱為極限應(yīng)力點(diǎn)極限應(yīng)力點(diǎn)。三個(gè)特殊點(diǎn) A、B、C 分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)、以及靜應(yīng)力下的極限

17、應(yīng)力點(diǎn)。 對(duì)于高塑性鋼，常將其極限應(yīng)力線簡(jiǎn)化為折線 ABDG 。 AD段的方程為： 1massssrr0012ssss式中：將平均應(yīng)力折算成應(yīng)力幅的等等效系數(shù)效系數(shù) ，其值見(jiàn)教材P18。疲勞曲線和極限應(yīng)力圖451, 0sA)2,2(00ssBasmso45D0 ,sCs疲勞強(qiáng)度線屈服強(qiáng)度線)(amssssmrsa rs 謝林森折線圖 簡(jiǎn)化極限應(yīng)力簡(jiǎn)圖折線上各點(diǎn)：橫坐標(biāo)為極限平均應(yīng)力，縱坐標(biāo)為極限應(yīng)力幅。折線上各點(diǎn)：橫坐標(biāo)為極限平均應(yīng)力，縱坐標(biāo)為極限應(yīng)力幅。直線直線ES為塑性屈服極限曲線，為塑性屈服極限曲線，sammaxssssr=c的應(yīng)力增長(zhǎng)規(guī)律線。工作應(yīng)力點(diǎn)N極限應(yīng)力點(diǎn)NNOONSSCras

18、時(shí)，圖解法求解工作應(yīng)力點(diǎn)的安全系數(shù)：極限應(yīng)力圖3疲勞曲線和極限應(yīng)力圖對(duì)于低塑性鋼或鑄鐵，其極限應(yīng)力線可簡(jiǎn)化為直線AC。451, 0sA)2,2(00ssB0 ,bCsasmso 對(duì)于切應(yīng)力，只需將各圖中的 換成 即可。s 古特曼線圖 1massssrrbsss1式中，是將平均應(yīng)力折算成應(yīng)力幅的等效系等效系數(shù)數(shù) ，其值與材料有關(guān)，見(jiàn)教材P18。屈服強(qiáng)度線1, 0sA)2,2(00ssBasmsoD0,sGsD零件的極限應(yīng)力圖零件的極限應(yīng)力圖： 疲勞強(qiáng)度線DKss2020sBDKss1A 由于應(yīng)力集中、尺寸和表面狀態(tài)的影響，大多數(shù)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)試件（材料）的有所降低。綜合影響系數(shù)只對(duì)應(yīng)力

19、幅有影響，而對(duì)平均綜合影響系數(shù)只對(duì)應(yīng)力幅有影響，而對(duì)平均應(yīng)力沒(méi)有影響應(yīng)力沒(méi)有影響，則A點(diǎn)成為零件的對(duì)稱循環(huán)疲勞極限點(diǎn)；B點(diǎn)成為零件的脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限點(diǎn)；作直線 并延長(zhǎng)交GD于D，則折線 即為零件的極限應(yīng)力線。 GDABADA疲勞強(qiáng)度線GDGD 屈服強(qiáng)度線ma1rrDKsssssamrrssssrarmPss ，1rarmPss ，1為零件的任一疲勞極限點(diǎn)。為零件的任一疲勞極限點(diǎn)。應(yīng)力集中、尺寸、表面狀態(tài)影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素 試驗(yàn)證明：應(yīng)力集中、尺寸和表面質(zhì)量都只對(duì)應(yīng)力幅有影響，而對(duì)平均應(yīng)力沒(méi)有明顯的影響。（即對(duì)靜應(yīng)力沒(méi)有影響） 綜合影響系數(shù)DKKssss DKK ，零件的疲勞極限D(zhuǎn)KKs

20、ss11DKK11，對(duì)稱循環(huán)條件下不同應(yīng)力比r對(duì)應(yīng)的材料的疲勞極限，可根據(jù)m-a確定。受穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力時(shí)零件的疲勞強(qiáng)度1）r=C（常量）r=c的應(yīng)力增長(zhǎng)規(guī)律線。工作應(yīng)力點(diǎn)N極限應(yīng)力點(diǎn)N2）m=C （常量）3）min=C （常量）例例 某軸只受穩(wěn)定交變應(yīng)力作用，工作應(yīng)力某軸只受穩(wěn)定交變應(yīng)力作用，工作應(yīng)力 材料的機(jī)械性能材料的機(jī)械性能 ， ，軸上危險(xiǎn)截面的，軸上危險(xiǎn)截面的 ， ， 。（1）繪制材料的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力圖；）繪制材料的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力圖；（2）用作圖法求極限應(yīng)力及安全系數(shù)（按）用作圖法求極限應(yīng)力及安全系數(shù)（按r=c加載和無(wú)限壽加載和無(wú)限壽命考慮）；命考慮）；（3）取）取S=1.3，試校驗(yàn)此軸是否

21、安全。，試校驗(yàn)此軸是否安全。240MPamaxs40MPamins450MPa1-s800MPass700MPa0s3 . 1ks78. 0s1sS（800，0）EA（0，450）B（350，350）135OamA（0，450）B（350，350）S（800，0） 解：（解：（1）繪制材料的極限應(yīng)力圖繪制材料的極限應(yīng)力圖 S（800，0）EA（0，450）B（350，350）135Oam（2）繪制零件的極限應(yīng)力圖繪制零件的極限應(yīng)力圖 A（0，270） B（350，210） S （800，0）A（0，270）B（350，210）（3）在圖上標(biāo)出工作應(yīng)力點(diǎn)在圖上標(biāo)出工作應(yīng)力點(diǎn)M 100MPa240

22、2402minmaxmsss140MPa2402402minmaxasss工作應(yīng)力點(diǎn)的坐標(biāo)為工作應(yīng)力點(diǎn)的坐標(biāo)為M（100，140） S（800，0）EA（0，450）B（350，350）135OamA（0，270）B（350，210）M（100，140）M（100，140）MM（170，241）（170170，241241）（4）由作圖法求極限應(yīng)力及安全系數(shù)由作圖法求極限應(yīng)力及安全系數(shù)71. 1170291OMMOSSassS=1.3S=1.3疲勞強(qiáng)度達(dá)到安全要求。疲勞強(qiáng)度達(dá)到安全要求。 受規(guī)律性不穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力時(shí)零件的疲勞強(qiáng)度1 1、壽命損傷率、壽命損傷率穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力 的累積循環(huán)次

23、數(shù)記為的累積循環(huán)次數(shù)記為 ，在，在 的單獨(dú)作用下材料的單獨(dú)作用下材料的疲勞壽命記為的疲勞壽命記為 ，則，則 稱為稱為 的的壽命損傷率壽命損傷率。isisisiNiiNnin 受規(guī)律性不穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力作用時(shí)，材料在各應(yīng)力作用下，損傷是獨(dú)立進(jìn)行的，并可以線性地累積成總損傷，且當(dāng)各應(yīng)力的壽命損傷率之和等于1時(shí)，則將發(fā)生疲勞破壞，即式（2-25）為Miner法則法則數(shù)學(xué)表達(dá)式，亦即疲勞損傷線性累積假說(shuō)疲勞損傷線性累積假說(shuō)。 2 2、 MinerMiner法則法則1iiNn（2-252-25）在計(jì)算零件的疲勞強(qiáng)度時(shí)，若考慮了綜合影響系數(shù)和許用安全系數(shù)后 仍小于 的應(yīng)力可不考慮。rssssssSKmaD）（

24、miimdenNss（2-272-27）3、疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)、疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)力對(duì)材料的疲勞損傷程度應(yīng)力對(duì)材料的疲勞損傷程度可用壽命損傷率衡量。可用壽命損傷率衡量。等效循環(huán)次數(shù)dseN的疲勞壽命。表示ddNs等效應(yīng)力的大小等效計(jì)算的兩種方法（1）等效循環(huán)次數(shù)法 先取 為某個(gè)定值，通常可以取 為對(duì)零件壽命損傷起主要作用的應(yīng)力，如最大應(yīng)力或循環(huán)次數(shù)最多的應(yīng)力，而后計(jì)算此應(yīng)力下的等效循環(huán)次數(shù) 。 dsdseN（2）等效應(yīng)力法先取先取 ，再計(jì)算此循環(huán)次數(shù)下的等效應(yīng)力，再計(jì)算此循環(huán)次數(shù)下的等效應(yīng)力 。0NNeds本課程重點(diǎn)介紹本課程重點(diǎn)介紹等效循環(huán)次數(shù)法對(duì)于受規(guī)律性不穩(wěn)定循環(huán)切應(yīng)力時(shí)零件的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，只需將

25、上述各公式中的正應(yīng)力 換成切應(yīng)力 即可。 s1 1）判斷去掉過(guò)小應(yīng)力；）判斷去掉過(guò)小應(yīng)力；2 2）取等效應(yīng)力）取等效應(yīng)力 為非穩(wěn)定變應(yīng)力中作用時(shí)間最長(zhǎng)的或起主為非穩(wěn)定變應(yīng)力中作用時(shí)間最長(zhǎng)的或起主要作用的應(yīng)力；要作用的應(yīng)力；3 3）求等效循環(huán)次數(shù)）求等效循環(huán)次數(shù) ；4 4）求等效循環(huán)次數(shù)下的壽命系數(shù)）求等效循環(huán)次數(shù)下的壽命系數(shù) 和疲勞極限和疲勞極限 5 5）計(jì)算疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)；計(jì)算疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)； 6 6）判斷零件或材料的安全性。判斷零件或材料的安全性。 eNdsNKrNes等效循環(huán)次數(shù)法計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：imdienNss（2-282-28）rNeKNNsssm0rrNe摩擦、磨損和潤(rùn)滑

26、摩擦、磨損和潤(rùn)滑摩擦、磨損的分類摩擦、磨損的分類干摩擦、邊界摩擦的機(jī)理干摩擦、邊界摩擦的機(jī)理流體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本知識(shí)流體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本知識(shí) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容干摩擦干摩擦流體摩擦流體摩擦邊界摩擦邊界摩擦混合摩擦混合摩擦按潤(rùn)滑狀態(tài)按潤(rùn)滑狀態(tài)（流體摩擦、邊界摩擦和混合摩擦又稱為流體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)（流體摩擦、邊界摩擦和混合摩擦又稱為流體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑和混合潤(rùn)滑。）滑和混合潤(rùn)滑。）邊界摩擦的機(jī)理吸附膜化學(xué)反應(yīng)膜潤(rùn)滑油中含有少量的極性物質(zhì)，分子一端的極性團(tuán)具有化學(xué)活性，依靠分子或原子間的范德華力（靜電引力）牢固吸附在金屬表面，形成分層定向排列的單分子層或多分子層。分子間的內(nèi)聚力使吸附膜具有一定的承載能力，有效

27、地防止兩摩擦表面直接接觸，構(gòu)成吸附分子之間的摩擦。當(dāng)表面溫度較高時(shí)，極性分子能與表面金屬形成金屬皂極性分子，依靠化學(xué)鍵的結(jié)合被吸附在金屬表面形成分子?xùn)?。和物理吸附膜比較，可以在較高的載荷、速度和溫度條件下工作。物理吸附膜化學(xué)吸附膜對(duì)于高速重載的摩擦副，在產(chǎn)生適當(dāng)接觸溫度的條件下，潤(rùn)滑油中的硫、磷、氯等元素與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，迅速生成無(wú)機(jī)物膜?；瘜W(xué)反應(yīng)膜熔點(diǎn)高，剪切強(qiáng)度低，與金屬表面結(jié)合牢固，可以保護(hù)表面不致發(fā)生粘著磨損，適用于高溫、高速重載條件。磨損的分類磨損的分類粘著磨損粘著磨損 磨粒磨損磨粒磨損 表面疲勞磨損表面疲勞磨損 腐蝕磨損腐蝕磨損 按照磨損的機(jī)理不同，磨損可分為四種基本類型，見(jiàn)

28、表按照磨損的機(jī)理不同，磨損可分為四種基本類型，見(jiàn)表3-13-1其它磨損其它磨損（1）侵蝕磨損）侵蝕磨損（2）微動(dòng)磨損）微動(dòng)磨損1）氣蝕磨損）氣蝕磨損2）沖蝕磨損）沖蝕磨損耐磨性計(jì)算摩擦學(xué)準(zhǔn)則摩擦學(xué)準(zhǔn)則 （耐磨性計(jì)算） 滑動(dòng)摩擦下工作的零件，常因過(guò)度磨損而失效。但由于影響磨損的因素很多且比較復(fù)雜，到目前為止尚無(wú)完善的磨損計(jì)算方法。通常進(jìn)行條件性計(jì)算，通過(guò)限制影響磨損的主要因素（壓強(qiáng)p、滑動(dòng)速度v和pv值）來(lái)防止產(chǎn)生過(guò)大磨損。 滑動(dòng)速度低，載荷大時(shí)， p p 滑動(dòng)速度較高時(shí)，p p，且pv pv高速時(shí)， p p，pv pv且v v 改善摩擦副耐磨性的措施：改善摩擦副耐磨性的措施：（1 1）合理選擇

29、摩擦副材料）合理選擇摩擦副材料（2 2）合理選擇潤(rùn)滑劑及添加劑）合理選擇潤(rùn)滑劑及添加劑（3 3）合理采用表面強(qiáng)化技術(shù)）合理采用表面強(qiáng)化技術(shù)（4 4）合理選用加工方法，控制表面幾何形貌）合理選用加工方法，控制表面幾何形貌（5 5）合理采用過(guò)濾與密封技術(shù)）合理采用過(guò)濾與密封技術(shù)（6 6）合理進(jìn)行冷卻、控制表面溫度）合理進(jìn)行冷卻、控制表面溫度（7 7）合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)潤(rùn)滑劑選用的基本原則在低速、重載、高溫、間隙大的情況下，應(yīng)選用粘度較大的潤(rùn)滑油；而在高速、輕載、低溫、間隙小的情況下應(yīng)選粘度較小的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑脂主要用于速度低、載荷大、不需經(jīng)常加油、使用要求不高或灰塵較多的場(chǎng)合。氣體、固體

30、潤(rùn)滑劑主要用于高溫、高壓、防止污染等一般潤(rùn)滑劑不能適用的場(chǎng)合。潤(rùn)滑油的主要性能指標(biāo)：粘度、油性、閃點(diǎn)和燃點(diǎn)、傾點(diǎn)、酸值、氧化安定性、抗乳化性、抗泡性潤(rùn)滑脂的主要性能指標(biāo)：錐入度、滴點(diǎn)、抗水性、機(jī)械安定性Fmaxp油壓分布曲線AOxyABBhah0hb楔形間隙的最小油膜楔形間隙的最小油膜厚度厚度hb愈小，則油流愈小，則油流速度愈大，承載能力速度愈大，承載能力也愈大。也愈大。為了獲得穩(wěn)定的動(dòng)壓油為了獲得穩(wěn)定的動(dòng)壓油膜，必須具備下列條件：膜，必須具備下列條件：1）兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦表面，必須沿著運(yùn)動(dòng)方向上有一個(gè)傾角，）兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦表面，必須沿著運(yùn)動(dòng)方向上有一個(gè)傾角，即能形成收斂的楔形間隙。即能形成

31、收斂的楔形間隙。2）兩表面間必須具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。）兩表面間必須具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。3）潤(rùn)滑油必須具有粘度，能保證連續(xù)供應(yīng)，油量充足。）潤(rùn)滑油必須具有粘度，能保證連續(xù)供應(yīng)，油量充足。 螺紋聯(lián)接基螺紋聯(lián)接基本知本知識(shí)識(shí)單個(gè)螺栓聯(lián)接的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算單個(gè)螺栓聯(lián)接的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算螺栓組的受力分析螺栓組的受力分析提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施螺紋聯(lián)接的螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)主主要要內(nèi)內(nèi)容容4.1.2 螺紋的類型螺紋的類型 1.根據(jù)母體形狀，螺紋分為根據(jù)母體形狀，螺紋分為圓柱螺紋圓柱螺紋和和圓錐螺紋圓錐螺紋。三角形螺紋三角形螺

32、紋矩形螺紋矩形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋用于聯(lián)接用于聯(lián)接主要用于傳動(dòng)主要用于傳動(dòng)普通螺紋普通螺紋（粗牙、細(xì)牙）（粗牙、細(xì)牙）管螺紋管螺紋圓弧螺紋圓弧螺紋2.根據(jù)牙型不同根據(jù)牙型不同鋸齒型螺紋：?jiǎn)蜗騻鲃?dòng)；梯形螺紋：雙向傳動(dòng)傳動(dòng)螺紋：有矩形螺紋與圓錐管螺紋相似）圓錐螺紋：管路聯(lián)接（高壓管路。性。高溫、圓錐管螺紋：具有自封圓柱管螺紋：管路聯(lián)接管螺紋自鎖性好。構(gòu)。細(xì)牙：小載荷、調(diào)整機(jī)粗牙：普通聯(lián)接使用普通螺紋聯(lián)接螺紋螺紋螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊 預(yù)緊目的預(yù)緊目的：1）防止聯(lián)接在工作中松動(dòng)；）防止聯(lián)接在工作中松動(dòng)；2）確保聯(lián)接在受到工作載荷后，仍能使被聯(lián)接的結(jié)合面具有）確保聯(lián)接在受到工

33、作載荷后，仍能使被聯(lián)接的結(jié)合面具有足夠的緊密性；足夠的緊密性；3）在被聯(lián)接件的結(jié)合面間產(chǎn)生正壓力，以便當(dāng)被聯(lián)接件受到在被聯(lián)接件的結(jié)合面間產(chǎn)生正壓力，以便當(dāng)被聯(lián)接件受到橫向載荷時(shí)，被聯(lián)接件間不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。橫向載荷時(shí)，被聯(lián)接件間不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。預(yù)緊力預(yù)緊力：螺栓聯(lián)接在承受工作載荷之前預(yù)先受到的一個(gè)擰緊作：螺栓聯(lián)接在承受工作載荷之前預(yù)先受到的一個(gè)擰緊作用力用力 。 pF緊螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接裝配時(shí)預(yù)緊的螺栓聯(lián)接。裝配時(shí)預(yù)緊的螺栓聯(lián)接。 松螺栓聯(lián)接松螺栓聯(lián)接裝配時(shí)不預(yù)緊的螺栓聯(lián)接。裝配時(shí)不預(yù)緊的螺栓聯(lián)接。 1 1、螺栓桿的抗剪強(qiáng)度條件：、螺栓桿的抗剪強(qiáng)度條件：42sSdmFm m 螺栓受剪切面數(shù)螺栓受

34、剪切面數(shù)dshFSFS（4-5）2、螺栓桿與孔壁間的抗擠壓強(qiáng)度條件、螺栓桿與孔壁間的抗擠壓強(qiáng)度條件 pSSphdFss（4-6）注意注意：考慮到各零件材料擠壓強(qiáng)度可能不同，：考慮到各零件材料擠壓強(qiáng)度可能不同，應(yīng)取小者應(yīng)取小者p為計(jì)算對(duì)象。為計(jì)算對(duì)象。受拉螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，主要是根據(jù)螺栓的強(qiáng)度條件確定或演算螺栓螺紋部分危險(xiǎn)截面的尺寸。螺栓其他部分（螺紋牙、螺栓頭、螺栓桿）和螺母、墊圈的結(jié)構(gòu)和尺寸，是根據(jù)等強(qiáng)度條件及使用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，一般可按螺栓的公稱直徑從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中查取，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。3、受拉螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算內(nèi)容 裝配裝配松螺栓聯(lián)接松螺栓聯(lián)接在時(shí)，不需擰緊螺母，聯(lián)接在時(shí)，不需擰緊螺母，

35、聯(lián)接受載時(shí)，螺栓只承受工作拉力而不受預(yù)緊力。受載時(shí)，螺栓只承受工作拉力而不受預(yù)緊力。強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件214dFss（4-7） = /S,螺栓材料的屈服點(diǎn)螺栓材料的屈服點(diǎn)MPa， S安全系數(shù)安全系數(shù) ，一般取，一般取S=1.21.7；ss s設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式（4-8）裝配時(shí)要擰緊，工作載荷作用之前，螺栓已受預(yù)緊力裝配時(shí)要擰緊，工作載荷作用之前，螺栓已受預(yù)緊力 FF作用。作用。2 2、緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算、緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（1 1）僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接）僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接（2 2）承受預(yù)緊力和軸向靜載荷的緊螺栓聯(lián)接）承受預(yù)緊力和軸向靜載荷的緊螺栓聯(lián)接（3 3）受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接

36、）受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接 s213.14dF3.141sFd其中，F(xiàn)FF0 ss21043 . 1dF s013 . 14FdacadFKss212且滿足（2）FFF0FFF0工作狀態(tài)下受力分析根據(jù)被聯(lián)接件的靜力平衡條件，可得FFF0 即螺栓的總拉力等于剩余預(yù)緊力與工作拉力之和。FF0F（4-11）承受軸向載荷的緊螺栓3螺栓的剛度 ： Cb 被聯(lián)接件的剛度：Cmmm力變形bF力變形o力變形obbCtanmmCtanFmmbbFF F0FFCCCmbbbba)b)c)力變形過(guò)程：圖a和圖b分別為螺栓和被聯(lián)接件的載荷-變形線。 為便于分析，將圖a和b圖合并成圖c，圖c中，兩條載荷-變形線的交點(diǎn)表

37、示預(yù)緊狀態(tài)。力變形oFmmbbFF F0FFCCCmbb螺栓的總拉力 ：bFcccFFmbm （4-12）檢查F的大小FcccFFmbm （4-13）為保證聯(lián)接的緊密性和剛度，應(yīng)保證剩余預(yù)緊力F大于0。KcFFFcccFFmbb0（4-14）Kc的大小與螺栓、被聯(lián)接件及聯(lián)接中的其他零件（如螺母、墊圈、墊片等）的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸以及工作拉力作用點(diǎn)的位置等有關(guān)，而這些因素的影響都體現(xiàn)在剛度cb和cm上。Kc的大小可通過(guò)計(jì)算或?qū)崪y(cè)求出。F不變時(shí)，當(dāng)工作拉力在不變時(shí)，當(dāng)工作拉力在0F之間變化時(shí)，螺栓中的總拉力在之間變化時(shí)，螺栓中的總拉力在F F0之間變化，相應(yīng)的應(yīng)力在之間變化，相應(yīng)的應(yīng)力在max mi

38、n之間變化。之間變化。F0cbcmcbcm疲勞強(qiáng)度計(jì)算按螺栓的應(yīng)力幅進(jìn)行螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力（1）國(guó)標(biāo)規(guī)定，按力學(xué)性能不同，螺紋聯(lián)接件有不同的性能等級(jí)，選定規(guī)定性能等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件后，大體計(jì)算相應(yīng)的 s和 b值。1）螺栓等：十個(gè)性能等級(jí)，如：3.6、4.6、4.8、性能等級(jí)6.8b/100=6b=600MPa10(s/b)=8s=480MPa如：或s=(68)10=480MPa低碳鋼或中碳鋼2）螺母：七個(gè)等級(jí)，與螺栓性能相配。規(guī)定性能等級(jí)的螺栓、螺母在圖樣上只注出性能等級(jí)，不應(yīng)規(guī)定性能等級(jí)的螺栓、螺母在圖樣上只注出性能等級(jí)，不應(yīng)標(biāo)出材料牌號(hào)標(biāo)出材料牌號(hào)。常用標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件，每個(gè)品種都

39、規(guī)定了具體的性能等級(jí)。注注意意（2）國(guó)標(biāo)又將螺紋聯(lián)接件的產(chǎn)品按公差大小分成A、B、C三種產(chǎn)品等級(jí)。A級(jí)的精度和性能等級(jí)最高，用于要求配合精確、有沖擊振動(dòng)等重要場(chǎng)合的聯(lián)接；B級(jí)居中，多用于受載較大、經(jīng)常裝拆或調(diào)整的聯(lián)接；C級(jí)的精度和性能等級(jí)較低，多用于不重要的螺栓聯(lián)接。 螺紋聯(lián)接的許用應(yīng)力計(jì)算螺紋聯(lián)接的許用應(yīng)力計(jì)算 sSss （1）靜強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力安全系數(shù)S松螺栓聯(lián)接安全系數(shù)S=1.21.7。緊螺栓聯(lián)接安全系數(shù)S，見(jiàn)表4-7（2）受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接許用應(yīng)力幅疲勞強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力幅aaSKssss11 1、為減少螺栓規(guī)格和便于加工，通常全組應(yīng)采用相同尺寸規(guī)格的螺栓；、為減少螺栓規(guī)格和便于

40、加工，通常全組應(yīng)采用相同尺寸規(guī)格的螺栓；2 2、螺栓相對(duì)于結(jié)合面形心對(duì)稱布置、螺栓相對(duì)于結(jié)合面形心對(duì)稱布置，螺栓組中心與聯(lián)接結(jié)合面形心重合（有利螺栓組中心與聯(lián)接結(jié)合面形心重合（有利于分度、劃線、鉆孔），以使受力均勻；于分度、劃線、鉆孔），以使受力均勻；3 3、對(duì)均布于同一圓周上的螺栓組聯(lián)接，螺栓數(shù)目應(yīng)為便于等分圓周的、對(duì)均布于同一圓周上的螺栓組聯(lián)接，螺栓數(shù)目應(yīng)為便于等分圓周的3 3、4 4、6 6、8 8、1212等數(shù)字；等數(shù)字；4 4、螺栓布置間距、邊距須留出扳手操作空間，、螺栓布置間距、邊距須留出扳手操作空間，應(yīng)該保證安裝的可能性和拆裝方應(yīng)該保證安裝的可能性和拆裝方便便；螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

41、原則：螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：1、螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（布局、數(shù)目）2、螺栓組受力分析（載荷類型、狀態(tài)、形式）3、求單個(gè)螺栓的最大工作載荷（判斷哪個(gè)最大）4、按最大載荷的單個(gè)螺栓設(shè)計(jì)（求d1標(biāo)準(zhǔn)）5、全組采用同樣尺寸螺栓（互換的目的） 5 5、受剪螺栓組（鉸制孔螺栓聯(lián)接）時(shí)，不要在外載作用方向布置、受剪螺栓組（鉸制孔螺栓聯(lián)接）時(shí)，不要在外載作用方向布置8 8個(gè)以上，以免個(gè)以上，以免受力太不均勻；同時(shí)承受軸向、橫向載荷時(shí)，可采用抗剪元件承受橫向力，減小受力太不均勻；同時(shí)承受軸向、橫向載荷時(shí)，可采用抗剪元件承受橫向力，減小d d。彎扭作用螺栓組，要適當(dāng)靠接縫邊緣布局，充分發(fā)揮材料承載能力。彎扭作用螺栓組

42、，要適當(dāng)靠接縫邊緣布局，充分發(fā)揮材料承載能力。6 6、避免偏心載荷作用、避免偏心載荷作用 a a）被聯(lián)接件支承面不平）被聯(lián)接件支承面不平 b b）表面與孔不垂直）表面與孔不垂直 c c）被聯(lián)接件剛度小被聯(lián)接件剛度小 d d）鉤頭螺栓聯(lián)接）鉤頭螺栓聯(lián)接7、合理防松方法。、合理防松方法。1、 受軸向載荷受軸向載荷F的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接 （1）當(dāng)所受軸向載荷）當(dāng)所受軸向載荷F通過(guò)螺栓組形心時(shí)，螺通過(guò)螺栓組形心時(shí)，螺栓組中各螺栓承受的軸向工作載荷栓組中各螺栓承受的軸向工作載荷F相等，則相等，則F= F z（2 2）當(dāng)所受軸向載荷）當(dāng)所受軸向載荷F F不通過(guò)螺栓組形心時(shí)，則應(yīng)先將不通過(guò)螺栓組形心時(shí)，

43、則應(yīng)先將F F平移到螺栓組平移到螺栓組形心，再按上式進(jìn)行計(jì)算，但同時(shí)螺栓組聯(lián)接又受到一個(gè)傾覆力矩。形心，再按上式進(jìn)行計(jì)算，但同時(shí)螺栓組聯(lián)接又受到一個(gè)傾覆力矩。（4-20）螺栓組受力分析（1）對(duì)于松螺栓聯(lián)接（4-8） sFd41（2）對(duì)于承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，螺栓所受總拉力F0FFF0 （4-11）（4-16） s013 . 14Fd2、受橫向載荷、受橫向載荷FS的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接 1）受拉螺栓聯(lián)接）受拉螺栓聯(lián)接圖a采用受拉螺栓（一）當(dāng)所受橫向力作用于被聯(lián)接件結(jié)合面上，且通過(guò)螺栓組形心時(shí)FSFSFSFSFS/2FS/2 保證被聯(lián)接件不相對(duì)滑動(dòng)，須滿足：ssKFmzF則所需預(yù)緊力為mzK

44、FFss（4-21）注：為減小螺栓直徑，可采用減載措施。2）受剪螺栓聯(lián)接圖6.11 受橫向力的螺栓組聯(lián)接 用受剪螺栓聯(lián)接FSFSFS/2FS/2（二）當(dāng)所受橫向力不作用于被聯(lián)接件結(jié)合面上時(shí)，應(yīng)將其平移到該面上，同時(shí)派生出一個(gè)傾覆力矩。（三）當(dāng)所受橫向力不通過(guò)螺栓組形心時(shí)，則應(yīng)將螺栓組形心平移，但同時(shí)會(huì)派生出一個(gè)繞通過(guò)螺栓組形心軸線的轉(zhuǎn)矩。zFFss（4-22）42sSdmF（4-5）pSSphdFss（4-6）根據(jù)兩個(gè)強(qiáng)度條件求得的ds，取其較大值作為設(shè)計(jì)的受剪螺栓尺寸。1）用受拉螺栓聯(lián)接聯(lián)接受旋轉(zhuǎn)力矩圖6.12 受旋轉(zhuǎn)力矩的螺栓組聯(lián)接用受拉螺栓聯(lián)接3、承受轉(zhuǎn)矩、承受轉(zhuǎn)矩 T的螺栓組聯(lián)接的螺栓

45、組聯(lián)接 由此得所需的螺栓預(yù)緊力為F)(21zsrrrKT （4-23） s213.14dF（4-9）3.141sFd（4-10）承受轉(zhuǎn)矩 T 時(shí)22sF2）用受剪螺栓聯(lián)接22221maxmaxzsrrrTrF OT1r2r1sF（4-24）42sSdmF（4-5）pSSphdFss（4-6）求出受剪螺栓光桿直徑ds。注意注意：ds應(yīng)取兩次計(jì)算值中的較大值。受翻轉(zhuǎn)力矩M時(shí)14、承受傾覆力矩、承受傾覆力矩 M的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接 OO22221maxmaxzrrrMrF （4-25）maxFcccFFmbm （4-13）maxmax0FKFFcccFFcmbb（4-14）底板左側(cè)（受拉側(cè)）應(yīng)滿

46、足：受翻轉(zhuǎn)力矩M時(shí)11F2F3F4FMO3r1r2r4r受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：2）結(jié)合面在承壓側(cè)不被壓潰3）在受拉側(cè)不出現(xiàn)縫隙1）螺栓具有足夠的強(qiáng)度底板右側(cè)（承壓側(cè)）應(yīng)滿足：pWMAFzssmax0minWMAFzs（4-26）（4-27）pWMAFzssmax（4-26）0minWMAFzs（4-27）在工程實(shí)際中，螺栓組聯(lián)接所承受的外載荷，往往可以簡(jiǎn)化為幾種基本受載形式的組合。在進(jìn)行螺栓組聯(lián)接設(shè)計(jì)時(shí)，只要能滿足所有的簡(jiǎn)化基本受載形式即可。實(shí)際應(yīng)用可轉(zhuǎn)化為上述四種狀態(tài)的不同組合：分別計(jì)算 迭加橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩F軸向載荷和翻轉(zhuǎn)力矩F0F強(qiáng)度計(jì)算提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

47、計(jì)算1、耐磨性計(jì)算2、螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算3、螺桿的強(qiáng)度計(jì)算4、螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算5、自鎖條件6、螺桿剛度計(jì)算1.耐磨性計(jì)算 2.螺母螺紋牙的強(qiáng)度校核3.螺桿的強(qiáng)度校核*4.螺母外徑與凸緣的強(qiáng)度計(jì)算 5.根據(jù)情況進(jìn)行螺桿穩(wěn)定性、剛度、自鎖性校核螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟:本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)平鍵聯(lián)接的類型尺寸選擇及強(qiáng)度計(jì)算平鍵聯(lián)接的類型尺寸選擇及強(qiáng)度計(jì)算平鍵聯(lián)接的分類及特點(diǎn)平鍵聯(lián)接的分類及特點(diǎn)失效形式及強(qiáng)度計(jì)算失效形式及強(qiáng)度計(jì)算花鍵聯(lián)接的分類及特點(diǎn)花鍵聯(lián)接的分類及特點(diǎn)主主要要內(nèi)內(nèi)容容第第6章章 過(guò)盈聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接及鉚、焊、粘接過(guò)盈聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接及鉚、焊、粘接6 61 過(guò)盈聯(lián)接過(guò)盈聯(lián)接6 62 彈性環(huán)聯(lián)接彈性

48、環(huán)聯(lián)接6 63 鉚接、焊接、粘接簡(jiǎn)介鉚接、焊接、粘接簡(jiǎn)介 1）了解過(guò)盈聯(lián)接的工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用及裝配方法；2）掌握?qǐng)A柱面過(guò)盈聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算；3）了解鉚、焊、粘接的特點(diǎn)與應(yīng)用本章重點(diǎn)：圓柱面過(guò)盈聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算?；疽螅貉b配方法：裝配方法： 壓入法壓入法溫差法溫差法冷卻被包容件冷卻被包容件加熱包容件加熱包容件軸的尺寸減去孔的尺寸稱為軸的尺寸減去孔的尺寸稱為過(guò)盈量過(guò)盈量。3、裝配、裝配過(guò)盈量小時(shí)用過(guò)盈量小時(shí)用裝配后的過(guò)盈量比裝配前有所減小。裝配后的過(guò)盈量比裝配前有所減小。 利用壓力機(jī)將被包容件直接壓入包容件中。利用壓力機(jī)將被包容件直接壓入包容件中。由于有過(guò)盈量的存在，壓入的過(guò)程中，配合表面由于有

49、過(guò)盈量的存在，壓入的過(guò)程中，配合表面微觀不平度的峰尖不可避免的要受到處擦傷或壓微觀不平度的峰尖不可避免的要受到處擦傷或壓平，降低了聯(lián)接的可靠性。平，降低了聯(lián)接的可靠性。 在被包容件和包容件上分別制出在被包容件和包容件上分別制出導(dǎo)錐導(dǎo)錐，并對(duì)配合表面進(jìn)行并對(duì)配合表面進(jìn)行潤(rùn)滑潤(rùn)滑，可以減輕上述缺點(diǎn)。，可以減輕上述缺點(diǎn)。（1 1）壓入法）壓入法在常溫下利用壓力機(jī)將被包容件壓入包容件中。在常溫下利用壓力機(jī)將被包容件壓入包容件中。液壓法液壓法 加熱包容件或（和）冷卻被包容件，便于裝配，減少或避免損傷配合表面，而在常溫下達(dá)到牢固的聯(lián)接。（2 2）溫差法（脹縮法）溫差法（脹縮法）一般采用電加熱，液態(tài)空氣（沸

50、點(diǎn)為-194）或固態(tài)二氧化碳（又名干冰，沸點(diǎn)為-194）冷卻。加熱時(shí)應(yīng)防止配合面上出現(xiàn)氧化皮。加熱法常用于配合直徑較大時(shí)；冷卻法常用于配合直徑較小時(shí)。在其他條件相同時(shí)，脹縮法裝配過(guò)盈聯(lián)接的承載能力高于壓入法裝配。 通過(guò)加熱包容件或（和）冷卻被包容件使配合面形成間隙后，將通過(guò)加熱包容件或（和）冷卻被包容件使配合面形成間隙后，將被包容件裝入包容件中，待自然冷卻恢復(fù)常溫時(shí)形成過(guò)盈聯(lián)接。被包容件裝入包容件中，待自然冷卻恢復(fù)常溫時(shí)形成過(guò)盈聯(lián)接。 過(guò)盈聯(lián)接多次裝拆后，配合面會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p傷，當(dāng)配合過(guò)盈量很大時(shí)，裝好后再拆開(kāi)就更困難。 為保證多次裝拆后的配合仍能具有較好的緊固性，可在配合面間注入高壓油，以脹大

51、包容件的內(nèi)徑，縮小被包容件的外徑，從而使聯(lián)接便于拆開(kāi)，并減小配合面的擦傷。（3）液壓法采用這種方法時(shí)，需在包容件或（和）被包容件上制出油孔和油溝。 圓錐面過(guò)盈聯(lián)接和圓柱面過(guò)盈聯(lián)接都可以用液壓方法裝拆。第七章第七章 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)7-1 概述7-2 普通V帶和V帶輪 7-3 帶傳動(dòng)的工作情況分析 7-4 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 7-5 帶傳動(dòng)的張緊裝置及使用維護(hù) 7-6 其他帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介帶傳動(dòng)的工作原理，受力分析，應(yīng)力分析，彈性滑動(dòng)和打滑的基本理論，失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟。 4）了解帶傳動(dòng)的張緊方法。基本要求：1）了解帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)。2）掌握帶傳動(dòng)的基本理論：帶傳動(dòng)的工作原

52、理，受力分析，應(yīng)力分析，彈性滑動(dòng)和打滑的基本理論，失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。3）掌握V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟。本章重點(diǎn)：帶輪輪槽楔角普通V帶楔角為40，帶輪輪槽楔角的規(guī)格有32、34、36和38，均小于V帶楔角。 當(dāng)V帶繞上帶輪后，由于彎曲使其截面形狀發(fā)生變化。頂膠層受拉而變窄，底膠層受壓而變寬，從而使V帶的工作楔角變小。帶輪輪槽楔角必須與帶纏繞變形相適應(yīng)，因此就要小于40，并按傳動(dòng)帶型號(hào)以及帶輪基準(zhǔn)直徑的大小作適當(dāng)調(diào)整，以保證V帶和帶輪接觸良好。當(dāng)帶輪圓周速度當(dāng)帶輪圓周速度v25v2545m/s45m/s時(shí)時(shí), ,宜采用鑄鋼（或用鋼板宜采用鑄鋼（或用鋼板沖壓后焊接而成）的帶輪；沖壓后焊接而成）

53、的帶輪；帶輪的材料：帶輪的材料：帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為HT150HT150或或HT200,HT200,允許的最大圓周速度為允許的最大圓周速度為25m/s25m/s；小功率時(shí)可用鑄鋁或工程塑料。小功率時(shí)可用鑄鋁或工程塑料。0FF1F00F02nFfF1F1F1F1222n2 7-3 帶傳動(dòng)的工作情況分析2l1l2102FFF21FFF本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 帶傳動(dòng)的工作情況分析帶傳動(dòng)的工作情況分析本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng) 帶傳動(dòng)的類型及參數(shù)帶傳動(dòng)的類型及參數(shù) 帶傳動(dòng)的工作情況分析帶傳動(dòng)的工作情況分析 V V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

54、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)的張緊及維護(hù)帶傳動(dòng)的張緊及維護(hù)主主要要內(nèi)內(nèi)容容本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性及參數(shù)選擇鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性及參數(shù)選擇 鏈傳動(dòng)的類型及應(yīng)用鏈傳動(dòng)的類型及應(yīng)用 鏈傳動(dòng)的工作情況分析鏈傳動(dòng)的工作情況分析 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性主主要要內(nèi)內(nèi)容容 齒輪傳動(dòng)的失效及材料選擇齒輪傳動(dòng)的失效及材料選擇 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷 標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪強(qiáng)度計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 斜齒

55、輪的旋向與受力分析斜齒輪的旋向與受力分析主主要要內(nèi)內(nèi)容容本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 失效形式、受力分析及強(qiáng)度計(jì)算失效形式、受力分析及強(qiáng)度計(jì)算本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 受力分析，參數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)受力分析，參數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸蝸桿傳動(dòng)的失效形式、受力分析及強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的失效形式、受力分析及強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 蝸桿傳動(dòng)的受力分析與轉(zhuǎn)向判別蝸桿傳動(dòng)的受力分析與轉(zhuǎn)向判別主要內(nèi)容主要內(nèi)容本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 軸瓦的材料及結(jié)構(gòu)和滑動(dòng)軸承的基本設(shè)計(jì)方法軸瓦的材料及結(jié)構(gòu)和滑動(dòng)軸承的基本設(shè)計(jì)方法滑動(dòng)軸承的基本類型和結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承的基

56、本類型和結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承的材料選擇滑動(dòng)軸承的材料選擇非完全液體滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算非完全液體滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算主主要要內(nèi)內(nèi)容容 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 滾動(dòng)軸承的類型選擇和壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的類型選擇和壽命計(jì)算 滾動(dòng)軸承的類型及代號(hào)滾動(dòng)軸承的類型及代號(hào) 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 滾動(dòng)軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 滾動(dòng)軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主主要要內(nèi)內(nèi)容容青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制 寬寬(高高)度度系列代號(hào)系列代號(hào)前置代號(hào)前置代號(hào) 基本代號(hào)

57、基本代號(hào) 后置代號(hào)后置代號(hào)（ ）類類型型代代號(hào)號(hào)尺寸系列代號(hào)尺寸系列代號(hào)注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加2. 基本代號(hào)：基本代號(hào)：表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。 類型代號(hào)類型代號(hào) -左起第一位，為左起第一位，為0（雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承）則省略。）則省略。成套軸承成套軸承分部件代分部件代號(hào)號(hào)1. 前置代號(hào)前置代號(hào)-軸承組件代號(hào)。軸承組件代號(hào)。直徑系列直徑系列代號(hào)代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)徑代號(hào) 前置代號(hào)和后置代號(hào)是當(dāng)軸承在結(jié)構(gòu)、材料、公差等級(jí)、技術(shù)要求等方面有特殊要求時(shí)，在基本代號(hào)左右增加的補(bǔ)充代號(hào)。當(dāng)上述各方面沒(méi)有特殊要求時(shí)，軸承代號(hào)沒(méi)有特殊要求