機械設計復習（課堂PPT）

1、.1機械設計基礎復習要點復習要點.2第一章第一章 機械零件設計概論機械零件設計概論一、穩(wěn)定循環(huán)變應力一、穩(wěn)定循環(huán)變應力 對稱循環(huán)變應力 主要參數(shù)最大應力最小應力應力幅平均應力循環(huán)特征 脈動循環(huán)變應力 靜應力maxmaminmaamaxmin()/2minmaxr 1, 1rmmaxmin()/2二、變應力作用下的極限應力二、變應力作用下的極限應力與循環(huán)次數(shù)N有關r =-1r =0r =+1循環(huán)基數(shù)N0、持久極限r.3第二章第二章 撓性傳動設計撓性傳動設計一、帶的受力分析一、帶的受力分析初拉力、緊邊、松邊極限摩擦力：發(fā)生位置：緊邊繞上小帶輪處flim0111211fffeFFFee摩擦系數(shù)包角初

2、拉力如何提高帶的承載能力？二、帶的應力分析二、帶的應力分析拉應力、離心拉應力c、彎曲應力b最大應力：max=1+c+b1.4三、帶的彈性滑動和打滑三、帶的彈性滑動和打滑彈性滑動產生的原因：打滑是可以避免的彈性滑動不可避免四、帶傳動的失效形式和設計準則四、帶傳動的失效形式和設計準則五、帶傳動設計時一些問題五、帶傳動設計時一些問題參數(shù)選擇原則：dd1、v、a、i、F0、z帶兩邊拉力不等 彈有彈性打 滑產生的原因： 帶過載， F Flim失效形式：打滑和疲勞斷裂設計準則：保證帶有一定的壽命且不打滑帶的型號確定(功率和轉速).5六、鏈傳動工作情況分析六、鏈傳動工作情況分析 鏈傳動的傳動比1221zzn

3、ni 鏈傳動運動的不均勻性（多邊形效應）鏈輪轉速n越高節(jié)距p越大齒數(shù)z越少鏈傳動的動載荷越大平均傳動比為常數(shù)瞬時傳動比不為常數(shù)，周期性變化 鏈傳動時參數(shù)選擇原則z1不能太少 z1 9 z2不能太多， z2120高速重載 小節(jié)距多排鏈; 低速重載 大節(jié)距單排鏈.6第三章第三章 齒輪傳動設計齒輪傳動設計一、失效形式和設計準則一、失效形式和設計準則二、齒輪材料及熱處理二、齒輪材料及熱處理 輪齒折斷、齒面點蝕、膠合、磨損、塑性變形 閉式軟齒面： 按接觸疲勞強度設計，校核彎曲疲勞強度閉式硬齒面： 按彎曲疲勞強度設計，校核接觸疲勞強度開式齒輪 ： 按彎曲疲勞強度設計，模數(shù)增大10%20%鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵、

4、有色金屬、非金屬材料硬齒面：淬火軟齒面：小輪 調質 大輪 正火HBS1=HBS2+（3050）.7三、直齒圓柱、斜齒圓柱及錐齒輪的受力分析三、直齒圓柱、斜齒圓柱及錐齒輪的受力分析四、圓柱齒輪的強度計算四、圓柱齒輪的強度計算 接觸應力與接觸強度 彎曲應力與彎曲強度 齒形系數(shù)YFa 如何提高齒面接觸疲勞強度？ 如何提高輪齒彎曲疲勞強度？徑向力Fr、圓周力Ft、軸向力Fa方向的判斷注意：下標要寫出來；力的作用點在嚙合點嚙合點 與模數(shù)m無關，與齒數(shù)z與變位系數(shù)x有關.8五、齒輪設計中有關參數(shù)的選擇原則五、齒輪設計中有關參數(shù)的選擇原則 齒數(shù) z 齒寬系數(shù)yd、yR 分度圓螺旋角b閉式軟齒面 z1=204

5、0閉式硬齒面、開式、鑄鐵 z2=1725與齒面硬度、齒輪布置方式有關斜齒圓柱齒輪：b 1025人字圓柱齒輪：b 2540 圓柱齒輪：b1 b2(510)mm.9第四章第四章 蝸桿傳動設計蝸桿傳動設計一、蝸桿傳動的特點一、蝸桿傳動的特點從運動關系看，蝸桿傳動相當于螺母與螺桿傳動在中間平面內，相當于斜齒條與斜齒輪的嚙合傳動比大、傳動平穩(wěn)、噪聲低、能自鎖、發(fā)熱大、效率低、用有色金屬作材料，成本高二、蝸桿傳動正確嚙合條件二、蝸桿傳動正確嚙合條件蝸桿軸向模數(shù)、壓力角 = 蝸輪端面模數(shù)、壓力角蝸桿導程角 = 蝸輪螺旋角， 且旋向一致.10三、蝸桿傳動的主要參數(shù)三、蝸桿傳動的主要參數(shù) 模數(shù)m和壓力角 蝸桿分

6、度圓直徑d1和直徑系數(shù)q直徑系數(shù)mdq1 蝸桿分度圓柱導程角gqz1tang蝸桿頭數(shù)1 實現(xiàn)大傳動比或要求自鎖z1 =2、4 要求效率 傳動比 i傳動比1221zznni蝸桿分度圓直徑d1為什么為標準值？便于刀具的標準化，減少刀具數(shù)量11dmqmz.115、相對滑動速度sv齒間的sv摩擦發(fā)熱6、變位系數(shù)2x湊中心距符合標準值湊傳動比符合推薦值 (中心距保持不變)膠合、疲勞點蝕，齒數(shù)多時容易發(fā)生輪齒折斷 四、蝸桿傳動的失效形式和設計準則四、蝸桿傳動的失效形式和設計準則 失效通常發(fā)生在蝸輪上，因其材料強度通常較弱一般情況下，按接觸疲勞強度設計，z280時才校核彎曲強度，連續(xù)工作時還應進行熱平衡計算

7、.12五、材料及熱處理五、材料及熱處理 碳素鋼 合金鋼調質蝸桿：淬火蝸輪： 灰鑄鐵鋁鐵青銅 鑄錫磷青銅 六、普通圓柱蝸桿傳動受力分析六、普通圓柱蝸桿傳動受力分析 七、蝸桿傳動的效率和熱平衡計算七、蝸桿傳動的效率和熱平衡計算 提高效率的途徑 效率vtan(0.950.96)tan()gg 熱平衡計算的目的.13一、平鍵連接一、平鍵連接靜連接 側面壓潰擠壓應力動連接 工作面磨損壓強PP2 /4/2T dTlhdlh4pdlhTp主要失效形式設計準則鍵的剖面尺寸b、h 按軸直徑 d 從標準中選取鍵的長度 l 根據(jù)輪轂寬度確定第五章第五章 連接設計連接設計類型：普通平鍵（A型、B型、C型）、導鍵和滑鍵

8、 二、平鍵連接的失效形式和設計準則二、平鍵連接的失效形式和設計準則.14三、螺紋副的受力、效率和自鎖三、螺紋副的受力、效率和自鎖 螺紋副的效率vtantan()三角形螺紋效率低、用于連接其余三種用于傳動 螺紋的自鎖條件v三角形螺紋最大，自鎖性好v用于連接細牙螺紋螺距 小，升角p小易滿足自鎖條件.15四、緊螺栓連接的強度計算四、緊螺栓連接的強度計算 受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接 受橫向載荷的鉸制孔螺栓連接m fc FRKfca211.3 /4Fd20 /4Rm dpp0minRd桿受剪：桿與壁受擠壓：.16 受軸向載荷的普通螺栓連接由螺栓和被連接件的受力與變形得：總拉力F0 = 工作拉力F + F”

9、總拉力：剩余預緊力： 強度條件 保證聯(lián)接的緊密性剩余預緊力F 00cFFFFK Fc(1)FFKF力力變形變形 1 2 FF0FFABCDF0ca211.3 /4Fd.17第六章第六章 軸的設計軸的設計二、軸的結構設計準則二、軸的結構設計準則軸上零件的定位和固定加工和裝配的工藝性提高軸強度的結構措施三、三、軸系結構設計改錯軸系結構設計改錯一、軸的類型一、軸的類型轉軸、心軸、傳動軸.18四、軸的強度計算四、軸的強度計算 按扭轉強度計算(初算軸徑) 按彎扭合成強度計算(一般軸)將T轉化為對稱循環(huán)變化來考慮22ca()MMTT大小和方向不變T大小經常變化T大小和方向經常變化靜應力13 . 0脈動循環(huán)

10、變應力06 . 0對稱循環(huán)變應力113minPdCn.19第七章第七章 滾動軸承設計滾動軸承設計6 深溝 球軸承7 角接觸球軸承3 圓錐滾子5 推力球一、滾動軸承類型一、滾動軸承類型向心軸承推力軸承按公稱接觸角 分類二、滾動軸承的代號二、滾動軸承的代號基本代號三、滾動軸承的類型和型號選擇三、滾動軸承的類型和型號選擇N 圓柱滾子71 12(0)C.206h10()60tf CLhnP四、滾動軸承的疲勞壽命計算四、滾動軸承的疲勞壽命計算 壽命計算公式P 軸承的當量動載荷考慮實際工況，引入載荷系數(shù) fprFrF對只承受的向心軸承：PfaFaF對只承受的推力軸承：Pf)(arYFXF 同時承受aFrF

11、復合載荷的向心軸承：Pf 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷Fa的計算要考慮軸承的排列方式和派生軸向力S的問題 哪邊軸承壓緊、哪邊軸承放松 .21五、滾動軸承的組合設計五、滾動軸承的組合設計 軸承支承的結構形式兩端固定兩端固定一端固定、一端游動一端固定、一端游動兩端游動兩端游動 軸承支承設計的軸承排列問題角接觸球軸承圓錐滾子軸承正排、反排決定了派生軸向派生軸向力的方向力的方向和軸承的固定方式軸承的固定方式.22一、非液體摩擦滑動軸承的失效形式及計算準則一、非液體摩擦滑動軸承的失效形式及計算準則 設計準則失效形式磨損防止過度磨損膠合防止膠合ppvvpvpv第八章第八章 滑動軸承設計滑動軸承設計三、三、 液體摩擦動壓向心滑動軸承的基本理論液體摩擦動壓向心滑動軸承的基本理論壓力油