機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)總論機(jī)器的組成：原動(dòng)機(jī)部分，執(zhí)行部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部分，控制部分，輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)器的程序：1，計(jì)劃階段2，方案設(shè)計(jì)階段3，技術(shù)設(shè)計(jì)階段4，技術(shù)文件編制階段對(duì)機(jī)器的主要要求：1，使用功能要求2，經(jīng)濟(jì)性要求3，勞動(dòng)和環(huán)境保護(hù)功能4，壽命與可靠性要求5，專用要求零件主要失效形式： 1，整體斷裂2，過(guò)大的殘余變形3，零件表面破壞 4，破壞正常工作條件引起的失效設(shè)計(jì)零件應(yīng)滿足的要求：1，避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求2，結(jié)構(gòu)工藝性要求3，經(jīng)濟(jì)要求 4，質(zhì)量小的要求5，可靠性要求零件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：1，強(qiáng)度準(zhǔn)則2，剛度準(zhǔn)則3，壽命準(zhǔn)則4，振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則 5，可靠性準(zhǔn)則零件設(shè)計(jì)步驟：1，根據(jù)零件使用要求，選擇類型和

2、結(jié)構(gòu)2，根據(jù)機(jī)器的工作要求，計(jì)算作用在零件上的載荷3，根據(jù)類型，載荷，失效形式，確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4，根據(jù)工作條件及特殊要求，選擇材料5，根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)算，確定基本尺寸6，根據(jù)工藝性機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化等原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7，校核計(jì)算，判定合理性8，畫出零件圖，寫計(jì)算說(shuō)明書材料選用原則：1，根據(jù)載荷，應(yīng)力大小和性質(zhì)2，零件工作情況 3，尺寸及質(zhì)量4，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及材料加工可能性5，材料經(jīng)濟(jì)性第三章 機(jī)械零件的強(qiáng)度零件強(qiáng)度分：靜應(yīng)力強(qiáng)度（N<1000 ）和變應(yīng)力強(qiáng)度（疲勞強(qiáng)度+峰值靜載強(qiáng)度）疲勞特性：最大應(yīng)力m ax ，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，應(yīng)力比 r（m in）m axr=-1 對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力r=0 脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力平

3、均應(yīng)力 m應(yīng)力幅值amaxmar=mamarNmN 0r K NK N 壽命系數(shù)rN210 等壽命疲勞曲線試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)材料常數(shù)，AG斜率0提高疲勞強(qiáng)度的措施：1，降低應(yīng)力集中的影響 2，選用疲勞強(qiáng)度高的材料和熱處理方法及強(qiáng)化工藝 3，提高零件表面質(zhì)量 4，減小和消除表面初始裂紋尺寸第四章摩擦：干摩擦，邊界摩擦，流體摩擦，混合摩擦磨損：磨合階段，穩(wěn)定磨損階段，劇烈磨損階段磨損結(jié)果分：點(diǎn)蝕磨損，膠合磨損，擦傷磨損磨損機(jī)理分：粘附磨損，磨粒磨損，疲勞磨損，流體磨粒磨損，流體侵蝕，機(jī)械化學(xué)磨損第五章螺紋連接：用作緊固件，要求保證連接強(qiáng)度，有點(diǎn)還要求緊密性螺紋傳動(dòng)：要求螺旋副的傳動(dòng)精度，效率和磨

4、損壽命普通，管螺紋（連接）梯形，矩形，鋸齒形螺紋（傳動(dòng)）主要參數(shù)：大徑d（公稱直徑）小徑d1 （危險(xiǎn)截面）中徑d 2 （配合）線數(shù)n 螺距 P導(dǎo)程 S=nP 螺紋升角牙型角接觸高度h鉸制孔用螺栓與孔采用基孔制過(guò)渡配合預(yù)緊力：使連接在承受工作載荷前，預(yù)先受到力的作用目的：增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止受載后被連接件出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移防松：摩擦防松，機(jī)械防松，破壞螺旋防松】螺栓連接的結(jié)果設(shè)計(jì)：1，接連接合面和幾何形狀通常設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀2，螺栓分布應(yīng)使對(duì)螺栓的受力合理3，螺栓的排列應(yīng)有合理的間距，邊距4，分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目應(yīng)為偶數(shù)5，避免螺栓承受附加的彎曲載荷螺栓，釘，柱性能

5、等級(jí)，如3.6 則抗拉強(qiáng)度極限B =300MPa 屈服極限S =180 MPa提高螺紋連接強(qiáng)度的措施：1，降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅（減小螺栓剛度，增大被連接件的剛度，適當(dāng)增大預(yù)緊力）2，改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象（加厚螺母無(wú)效果）3，減小應(yīng)力集中的影響4，采用合理的制造工藝受拉螺栓主要破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂受剪螺栓則是螺栓孔與孔壁貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷傳力螺旋，調(diào)整螺旋要求自鎖，應(yīng)采用單線螺旋傳導(dǎo)螺旋為提高傳動(dòng)效率及直線速度可采用多線螺旋螺栓組受力1 橫向載荷F普通螺栓fF0 ziK sF鉸制孔螺栓Fz2轉(zhuǎn)矩普通螺栓fF0ri K sT鉸制孔螺栓Fmaxri2Trma

6、x3軸向載荷普通螺栓4 傾覆力矩FFF鉸制孔螺栓Fzz普通螺栓FmaxLi2ML max鉸制孔螺栓 Fmax Li2ML max地基F0 zp maxpp maxppAp minpp max0p maxMW螺栓組連接強(qiáng)度計(jì)算松螺栓（無(wú)預(yù)緊力）緊螺栓（拉伸 +扭曲）僅受預(yù)緊力時(shí)FA普通螺栓1.3F0鉸制孔螺栓1.3F0caAcaA緊螺栓受 預(yù)緊力和工作載荷（拉力）普通螺栓F2F0C bF鉸制孔螺栓F2F0C bFC mC bC bC m1.3F2F0 預(yù)緊力F1 殘余預(yù)緊力F2總拉力F 工作拉力caA緊螺栓受預(yù)緊力和工作載荷（剪切力）F鉸制孔螺栓擠壓強(qiáng)度ppd 0 LminF剪切強(qiáng)度A第六章鍵：

7、周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。軸向固定，滑動(dòng)導(dǎo)向連接類型：平鍵連接，半圓連接，楔鍵連接，切向鍵連接平鍵用途分：普通平鍵，薄型平鍵，導(dǎo)向平鍵，滑鍵普通平鍵構(gòu)造分：圓頭（ A 型），平頭（ B 型），單圓頭（ C 型） 不能承受軸向力平鍵失效形式：主要是工作面被壓潰，可能被剪斷。按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核導(dǎo)向平鍵失效：工作面的過(guò)度磨損。按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為2T10 3ppKld導(dǎo)向平鍵和滑鍵連接強(qiáng)度為2T103ppKld兩個(gè)平鍵最好布置在沿周向相隔180 ；兩個(gè)半圓鍵應(yīng)布置在軸的同一條母線上；兩個(gè)楔鍵應(yīng)布置在沿周向相隔 90 120強(qiáng)度校核中只按1.5 個(gè)鍵計(jì)算

8、平鍵的兩側(cè)面是工作平面， 楔鍵的上下平面是工作平面， 切向鍵的工作平面是平行兩個(gè)窄面矩形花鍵的定心方式是小徑定心，漸開線花鍵則是齒形定心傳動(dòng)原因： 1 速度不匹配2 速度調(diào)整3 一帶多的需要4 其他原因傳動(dòng)分類：機(jī)械傳動(dòng)（機(jī)械能未轉(zhuǎn)化為其他能量）電傳動(dòng)（機(jī)械能與電能發(fā)生轉(zhuǎn)換）機(jī)械傳動(dòng)為：摩擦傳動(dòng)，嚙合傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，氣力傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)分：摩擦輪傳動(dòng)（直接），帶傳動(dòng)（間接）嚙合傳動(dòng)分：齒輪，蝸桿，螺旋傳動(dòng)（直接），同步帶傳動(dòng)（間接）按傳動(dòng)比分：定傳動(dòng)比，變傳動(dòng)比（有級(jí)變速，無(wú)級(jí)變速）選擇傳動(dòng)類型依據(jù)：效率高，外輪廓尺寸小，質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)性能良好，符合生產(chǎn)條件第八章帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)類型：嚙合性，摩擦型（平

9、帶，圓帶，V 帶，多楔）不出現(xiàn)整體打滑：帶輪的初拉力F0 必須大于帶傳動(dòng)正常工作所需的最小的初拉力F0 min帶的應(yīng)力分析： 1 拉應(yīng)力F2 彎曲應(yīng)力bE h3 離心應(yīng)力 cq 2AdA最大應(yīng)力處：帶的緊邊繞上小帶輪處max1b1c彈性滑動(dòng)總是存在，打滑可以避免初拉力不足，可能出現(xiàn)整體打滑；初拉力過(guò)大，則使傳動(dòng)帶過(guò)度磨損增大摩擦系數(shù)和帶輪的包角有利于增大臨界摩擦力張緊輪： 1 一般放在松邊內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲2 盡量靠近大帶輪，減少小帶輪上包角的減小3 輪槽尺寸與帶輪的相同，直徑小于小帶輪4 中心距國(guó)小，放在松邊外側(cè)接近小帶輪第十章齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)： 1 效率高 2 結(jié)構(gòu)緊湊 3 工作可靠壽命長(zhǎng)

10、 4 傳動(dòng)比穩(wěn)定失效形式：輪齒折斷，齒面磨損，齒面點(diǎn)蝕，齒面膠合，塑性變形提高輪齒抗折斷能力：1，增大齒根過(guò)渡圓角半徑及消除加工刀痕減小齒根應(yīng)力集中2，增大軸及支承的剛度，使輪齒接觸線上受載較均勻3，采用熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性4，采用噴丸，滾壓等工藝措施對(duì)齒根表面進(jìn)行強(qiáng)化處理開式齒輪傳動(dòng)主要失效形式是磨粒磨損，潤(rùn)滑好的閉式則是點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（開式）及齒面接觸疲勞強(qiáng)度（閉式兩個(gè)）齒根接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算KF t YFa YSa2KTYFa YSaFd m3 z2Fbm齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算將 YFa1YSa1 和 YFa

11、 2YSa2 中較大者帶入計(jì)算F1F2齒輪材料性能的基本要求是：齒面要硬，齒心要韌適當(dāng)增大模數(shù)可以延長(zhǎng)開式齒輪傳動(dòng)壽命增大齒數(shù)能增大重合度，改善傳動(dòng)的平穩(wěn)性，模數(shù)減小，齒厚減小，彎曲強(qiáng)度降低齒根所收的最大彎曲發(fā)生在輪齒嚙合點(diǎn)位于單對(duì)齒嚙合區(qū)最高點(diǎn)第十一章蝸桿傳動(dòng)主要失效形式：一般在渦輪輪齒上，有點(diǎn)蝕，齒根折斷，齒面膠合，過(guò)度磨損對(duì)蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算是防止發(fā)生膠合增加蝸桿頭數(shù)，可以提高效率，單頭蝸桿可以實(shí)現(xiàn)很大傳動(dòng)比蝸輪齒數(shù)一般應(yīng)大于28第十二章滑動(dòng)軸承軸承摩擦性質(zhì)分：滑動(dòng)摩擦軸承，滾動(dòng)摩擦軸承滑動(dòng)軸承： 用在工作轉(zhuǎn)數(shù)高， 沖擊與振動(dòng)大， 徑向空間尺寸受到限制及在腐蝕性介質(zhì)中工作滑動(dòng)軸承受載

12、分：徑向軸承，止推軸承滑動(dòng)軸承主要結(jié)構(gòu)形式分：整體式徑向滑動(dòng)軸承，對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承，止推滑動(dòng)軸承主要失效形式：磨粒磨損，刮傷，膠合，疲勞剝蝕，磨蝕適合做軸承襯的材料是軸承合金（巴式合金或白合金）不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承可靠的工作條件是：邊界膜不遭破壞，維持粗糙表面微腔內(nèi)有液體潤(rùn)滑存在需驗(yàn)算：軸承平均壓力 p， pv（防止溫升）， v 形成液體動(dòng)力潤(rùn)滑（動(dòng)壓油膜）的必要條件：1， 相對(duì)滑動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙2， 被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度，運(yùn)動(dòng)方向須使?jié)櫥陀纱罂谶M(jìn)小口出3， 潤(rùn)滑油必須有一定的粘度，供油充分最小油膜厚度： hmine(1) r (1 )偏心距越小，

13、軸承承載能力越大，最小油膜厚度越小第十三章滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體分：球，圓柱滾子，圓錐滾子，球面滾子，非對(duì)稱球面滾子，滾針滾動(dòng)軸承分：向心軸承，推力軸承，向心推力軸承軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，軸承外徑與外殼空的配合采用基軸制第十四章聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器分：剛性聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力），撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）要求偏移量大時(shí)用齒式聯(lián)軸器；正反轉(zhuǎn)時(shí)用彈性套柱銷聯(lián)軸器；一定軸位移少量徑向位移，角位移時(shí)用彈性柱銷兩周器第十五章軸軸分：轉(zhuǎn)軸（承受彎矩和扭矩），心軸（只承受彎矩） ，轉(zhuǎn)動(dòng)軸（只承受扭矩）提高軸強(qiáng)度措施：1，合理布置軸上零件以減小軸的載荷2，改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)3，改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響4，

14、改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算題解普通螺栓組受軸向載荷最大螺栓上所受的總拉力問(wèn)題1， 計(jì)算總載荷軸向分力Fzongzhou ，橫向分力 Fzongheng 和傾覆力矩 M2， 計(jì)算總載荷軸向分力Fzongzhou 作用在每個(gè)螺栓上的工作拉力Fgezhou（ FgezhouFzongzhou）z3， 計(jì)算傾覆力矩M 派生的最大軸向拉力F juzhou （ F juzhouFmaxML max ）L2i4， 軸向載荷最大的螺栓所受軸向工作載荷FFgezhouF juzhou5， 計(jì)算預(yù)緊力，由 f zF0 i (1Cb)Fzongzhou K s FzonghengCbC m1K s Fz

15、ongheng(1Cb)Fzongzhou 得： F0zifCbCm6， 受軸向載荷最大的螺栓所受總拉力F2CbFF0CbC m1.3F27，A軸承壽命問(wèn)題1， 有 FdFr tan算出 Fd 1 和 Fd 22， 假設(shè)與外加軸向載荷 Fae 同向的派生軸向力 Fd 2（1）或是 Fd 1 (2)3， Fa1max Fd 2Fae , Fd 1Fa2max Fd1Fae , Fd 2 （ 1）Fa 2max Fd 1Fae , Fd 2 Fa1max Fd 2Fae , Fd1 （ 2）4，由Pf p ( XFrYFa ) 計(jì)算當(dāng)量載荷（ X 徑向， Y 軸向）5， 由 Lh106ft C60

16、nP帶傳動(dòng)問(wèn)題1，由F1 F22F0和 F1e f 算出 F1 和 F2F211e f2， 由 Fec F fc2( F0 ) min11e fFecDn3， P60kW100010004， 畫圖單向穩(wěn)定變應(yīng)力機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算等壽命疲勞曲線1， 判斷類型：rc ，應(yīng)力比不變（絕大多數(shù)轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)力狀態(tài)）m c ，平均應(yīng)力不變（振動(dòng)著的受載彈簧的應(yīng)力狀態(tài)）minc，最小應(yīng)力不變 （緊螺栓連接中的螺栓受軸向變載荷時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)）2， 標(biāo)疲勞極限應(yīng)力點(diǎn)：rc ，引過(guò)原點(diǎn)，工作應(yīng)力點(diǎn)的射線與疲勞極限應(yīng)力曲線的交點(diǎn)m c ，過(guò)工作應(yīng)力點(diǎn)做 x 軸垂線與疲勞極限應(yīng)力曲線的交點(diǎn)minc ，過(guò)工作應(yīng)力點(diǎn)做45°角斜線與疲勞極限應(yīng)力曲線的交點(diǎn)3， 交點(diǎn)在 135°線上發(fā)生塑性破壞，其他則發(fā)生疲勞破壞計(jì)算說(shuō)明圖所示安裝在某軸上的一對(duì) 7306AC 軸承是否合用。已知工作溫度 t=125 (f t =0.95) ， 載 荷 有 輕 微 沖 擊