機械設計復習

1、機械設計總論機器的組成：原動機部分，執(zhí)行部分，轉動部分，控制部分，輔助系統(tǒng)設計機器的程序：1，計劃階段2，方案設計階段3，技術設計階段4，技術文件編制階段對機器的主要要求：1，使用功能要求2，經濟性要求3，勞動和環(huán)境保護功能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計零件應滿足的要求：1，避免在預定壽命期內失效的要求2，結構工藝性要求3，經濟要求 4，質量小的要求5，可靠性要求零件設計準則：1，強度準則2，剛度準則3，壽命準則4，振動穩(wěn)定性準則 5，可靠性準則零件設計步驟：1，根據零件使用要求，選擇類型和

2、結構2，根據機器的工作要求，計算作用在零件上的載荷3，根據類型，載荷，失效形式，確定設計準則4，根據工作條件及特殊要求，選擇材料5，根據設計準則計算，確定基本尺寸6，根據工藝性機標準化等原則進行結構設計7，校核計算，判定合理性8，畫出零件圖，寫計算說明書材料選用原則：1，根據載荷，應力大小和性質2，零件工作情況 3，尺寸及質量4，結構復雜程度及材料加工可能性5，材料經濟性第三章 機械零件的強度零件強度分：靜應力強度（N<1000 ）和變應力強度（疲勞強度+峰值靜載強度）疲勞特性：最大應力m ax ，應力循環(huán)次數(shù)N，應力比 r（m in）m axr=-1 對稱循環(huán)應力r=0 脈動循環(huán)應力平

3、均應力 m應力幅值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)彎曲應力時材料常數(shù)，AG斜率0提高疲勞強度的措施：1，降低應力集中的影響 2，選用疲勞強度高的材料和熱處理方法及強化工藝 3，提高零件表面質量 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果分：點蝕磨損，膠合磨損，擦傷磨損磨損機理分：粘附磨損，磨粒磨損，疲勞磨損，流體磨粒磨損，流體侵蝕，機械化學磨損第五章螺紋連接：用作緊固件，要求保證連接強度，有點還要求緊密性螺紋傳動：要求螺旋副的傳動精度，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）主要參數(shù)：大徑d（公稱直徑）小徑d1 （危險截面）中徑d 2 （配合）線數(shù)n 螺距 P導程 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渡配合預緊力：使連接在承受工作載荷前，預先受到力的作用目的：增強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)生相對滑移防松：摩擦防松，機械防松，破壞螺旋防松】螺栓連接的結果設計：1，接連接合面和幾何形狀通常設計成軸對稱的簡單幾何形狀2，螺栓分布應使對螺栓的受力合理3，螺栓的排列應有合理的間距，邊距4，分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目應為偶數(shù)5，避免螺栓承受附加的彎曲載荷螺栓，釘，柱性能

5、等級，如3.6 則抗拉強度極限B =300MPa 屈服極限S =180 MPa提高螺紋連接強度的措施：1，降低影響螺栓疲勞強度的應力幅（減小螺栓剛度，增大被連接件的剛度，適當增大預緊力）2，改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象（加厚螺母無效果）3，減小應力集中的影響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，調整螺旋要求自鎖，應采用單線螺旋傳導螺旋為提高傳動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螺栓組連接強度計算松螺栓（無預緊力）緊螺栓（拉伸 +扭曲）僅受預緊力時FA普通螺栓1.3F0鉸制孔螺栓1.3F0caAcaA緊螺栓受 預緊力和工作載荷（拉力）普通螺栓F2F0C bF鉸制孔螺栓F2F0C bFC mC bC bC m1.3F2F0 預緊力F1 殘余預緊力F2總拉力F 工作拉力caA緊螺栓受預緊力和工作載荷（剪切力）F鉸制孔螺栓擠壓強度ppd 0 LminF剪切強度A第六章鍵：

7、周向固定以傳遞轉矩。軸向固定，滑動導向連接類型：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，導向平鍵，滑鍵普通平鍵構造分：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力進行強度校核導向平鍵失效：工作面的過度磨損。按工作面上的壓力進行條件性的強度校核普通平鍵連接的強度條件為2T10 3ppKld導向平鍵和滑鍵連接強度為2T103ppKld兩個平鍵最好布置在沿周向相隔180 ；兩個半圓鍵應布置在軸的同一條母線上；兩個楔鍵應布置在沿周向相隔 90 120強度校核中只按1.5 個鍵計算

8、平鍵的兩側面是工作平面， 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原因： 1 速度不匹配2 速度調整3 一帶多的需要4 其他原因傳動分類：機械傳動（機械能未轉化為其他能量）電傳動（機械能與電能發(fā)生轉換）機械傳動為：摩擦傳動，嚙合傳動，液壓傳動，氣力傳動摩擦傳動分：摩擦輪傳動（直接），帶傳動（間接）嚙合傳動分：齒輪，蝸桿，螺旋傳動（直接），同步帶傳動（間接）按傳動比分：定傳動比，變傳動比（有級變速，無級變速）選擇傳動類型依據：效率高，外輪廓尺寸小，質量小，運動性能良好，符合生產條件第八章帶傳動帶傳動類型：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 必須大于帶傳動正常工作所需的最小的初拉力F0 min帶的應力分析： 1 拉應力F2 彎曲應力bE h3 離心應力 cq 2AdA最大應力處：帶的緊邊繞上小帶輪處max1b1c彈性滑動總是存在，打滑可以避免初拉力不足，可能出現(xiàn)整體打滑；初拉力過大，則使傳動帶過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 一般放在松邊內側，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 中心距國小，放在松邊外側接近小帶輪第十章齒輪傳動特點： 1 效率高 2 結構緊湊 3 工作可靠壽命長

10、 4 傳動比穩(wěn)定失效形式：輪齒折斷，齒面磨損，齒面點蝕，齒面膠合，塑性變形提高輪齒抗折斷能力：1，增大齒根過渡圓角半徑及消除加工刀痕減小齒根應力集中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，滾壓等工藝措施對齒根表面進行強化處理開式齒輪傳動主要失效形式是磨粒磨損，潤滑好的閉式則是點蝕點蝕首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上設計準則：保證齒根彎曲疲勞強度（開式）及齒面接觸疲勞強度（閉式兩個）齒根接觸疲勞強度計算齒根彎曲疲勞強度計算KF t YFa YSa2KTYFa YSaFd m3 z2Fbm齒輪傳動的強度計算將 YFa1YSa1 和 YFa

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

12、分：徑向軸承，止推軸承滑動軸承主要結構形式分：整體式徑向滑動軸承，對開式徑向滑動軸承，止推滑動軸承主要失效形式：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）不完全液體潤滑滑動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有液體潤滑存在需驗算：軸承平均壓力 p， pv（防止溫升）， v 形成液體動力潤滑（動壓油膜）的必要條件：1， 相對滑動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滑動速度，運動方向須使?jié)櫥陀纱罂谶M小口出3， 潤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軸承滾動體分：球，圓柱滾子，圓錐滾子，球面滾子，非對稱球面滾子，滾針滾動軸承分：向心軸承，推力軸承，向心推力軸承軸承內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（無補償能力），撓性聯(lián)軸器（有補償能力）要求偏移量大時用齒式聯(lián)軸器；正反轉時用彈性套柱銷聯(lián)軸器；一定軸位移少量徑向位移，角位移時用彈性柱銷兩周器第十五章軸軸分：轉軸（承受彎矩和扭矩），心軸（只承受彎矩） ，轉動軸（只承受扭矩）提高軸強度措施：1，合理布置軸上零件以減小軸的載荷2，改進軸上零件的結構3，改進軸的結構以減小應力集中的影響4，

14、改進軸的表面質量以提高軸的疲勞強度計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題1， 計算總載荷軸向分力Fzongzhou ，橫向分力 Fzongheng 和傾覆力矩 M2， 計算總載荷軸向分力Fzongzhou 作用在每個螺栓上的工作拉力Fgezhou（ FgezhouFzongzhou）z3， 計算傾覆力矩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， 計算預緊力，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軸承壽命問題1， 有 FdFr tan算出 Fd 1 和 Fd 22， 假設與外加軸向載荷 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 ) 計算當量載荷（ X 徑向， Y 軸向）5， 由 Lh106ft C60

16、nP帶傳動問題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)定變應力機械零件的疲勞強度計算等壽命疲勞曲線1， 判斷類型：rc ，應力比不變（絕大多數(shù)轉軸中的應力狀態(tài)）m c ，平均應力不變（振動著的受載彈簧的應力狀態(tài)）minc，最小應力不變 （緊螺栓連接中的螺栓受軸向變載荷時的應力狀態(tài)）2， 標疲勞極限應力點：rc ，引過原點，工作應力點的射線與疲勞極限應力曲線的交點m c ，過工作應力點做 x 軸垂線與疲勞極限應力曲線的交點minc ，過工作應力點做45°角斜線與疲勞極限應力曲線的交點3， 交點在 135°線上發(fā)生塑性破壞，其他則發(fā)生疲勞破壞計算說明圖所示安裝在某軸上的一對 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