機械設計必掌握的知識點

1、機械設計必掌握的知識點1.螺栓組連接的受力分析，單個螺栓強度（1）松連接螺栓強度計算 裝配時，螺栓不需擰緊，螺栓不受力 一般地結構連接螺栓的小徑，（2）緊連接的螺栓強度計算安裝時，必須將螺母擰緊，則螺紋部分不僅受F所產(chǎn)生的拉伸應力的作用，還受螺紋副摩擦力矩T產(chǎn)生的扭轉切應力作用>必須為 扭轉切應力： 根據(jù)第四強度理論：僅受預緊力的緊螺栓連接 靠摩擦力承受橫向工作載荷的緊螺栓連接>承受F和F的緊連接螺栓F變形受力相接觸，尚未擰緊> 已擰緊但尚未承受工作載荷。F產(chǎn)生的拉伸形變被連接件接觸面間產(chǎn)生的壓縮變形 擰緊后的螺栓又承受工作載荷，螺栓承受工作載荷F后，因所受拉力由F增至F。而

2、繼續(xù)增長，形變量為，總拉力花鍵：多用于動、靜連接工作面：齒的側面 特點：與平鍵相比，鍵齒數(shù)較多且受載均勻，故可承受很大的載荷，因鍵槽較淺，對軸轂強度削弱較輕；軸上零件對中性好。缺點：需專門的設備加工，成本高。 過盈連接： 銷連接：>只可傳遞不大的載荷型面連接：軸與相應的輪轂由光滑非圓截面的表面構成的連接。4.齒輪傳動的計算原則 （1）計算載荷： 使用系數(shù) 動載系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) （2）齒面接觸疲勞強度直齒圓柱齒輪 a為中心距（mm）斜齒： 法向力： 齒面接觸線強度L（mm）： (3)齒根彎曲疲勞強度FF變形受力齒根彎曲應力 （齒形系數(shù)）直齒圓柱齒輪： 為應力修正系數(shù)

3、 為使連接的緊密性，應使F>0 (對地連接螺栓連接：F=F0)螺栓的相對剛度 也可行： 設計公式 由于影響變載荷零件疲勞強度的主要因素是應力幅，故應計算應力幅，螺栓拉力變化幅度為 故相應的循環(huán)應力幅為 疲勞強度的校核公式為： 受橫向載荷的鉸制孔用螺栓連接強度計算主要失效形式：螺栓桿被剪斷，螺栓桿或孔壁被壓潰螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件: 剪切 為螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度（mm）2.同上：（1）受橫向載荷的螺栓組的連接每個螺栓所受的橫向工作切應力為： 預緊后，接合面所產(chǎn)生的最大的摩擦力大于或等于橫向載荷或（2）受轉矩TO忽略連接中的預緊力和摩擦力，則各螺栓的剪切變形量與其軸線到螺栓組中心

4、O的距離成正比或力矩平衡 受力最大的螺栓的工作切力為： 假設預緊力程度相同，均為；則各螺栓連接處產(chǎn)生的摩擦力均相等，并假設此摩擦力集中作用在螺栓中心處，并且各摩擦力應與個螺栓的軸線到螺栓組中心的連線相垂直。根據(jù)力矩平衡（3）受軸向載荷： （工作載荷）（4）受翻轉力矩的螺栓組連接剛性底板受到翻轉力矩后有繞軸線O-O翻轉趨勢，此時在軸線O-O左側，地基被放松，螺栓被進一步拉伸；右側螺栓被放松使其預緊力減少，低級被進一步壓縮。 左側各螺栓及右側支承面對底座繞O-O的反力矩與載荷力矩平衡，即有：與承受彎矩類似，由于各個螺栓剛度相同，根據(jù)螺栓變形協(xié)調條件： 故最大工作拉力 在預緊力F作用下，接合面間擠壓

5、應力為：翻轉力矩M作用下而產(chǎn)生附加擠壓應力的最大值可近似為：最大受壓處不被壓潰的條件為：最小受壓處不出現(xiàn)間隙的條件為：3.鍵連接的特點及應用 工作面：兩側面 平鍵 原理：靠鍵與鍵槽側面的相互擠壓傳遞轉矩 軸向承載：不能承受軸向力（不能受載軸向） 特點：結構簡單，拆裝方便，對中性好，應用廣泛 普通平鍵：用于軸轂間無軸向相對滑動的靜連接 薄型平鍵：適用于空心軸、薄壁輪轂或只傳遞運動的軸導向平鍵和滑鍵：都用于輪轂需作軸向移動的動連接 導向平鍵適用于輪轂移動距離不大的場合，一般用螺釘固定在軸槽中，與輪轂的鍵槽采用間隙配合，輪轂可沿導向平鍵做軸向移動。 當輪齒軸向移動距離較大時，宜采用滑鍵，因為用導向平鍵時鍵太長，制造困難。 原理：靠鍵與鍵槽側面的擠壓傳遞轉矩 工作面：兩側面半圓鍵 軸受力情況：不能承受軸向力 特點：也有制造簡單，拆裝方便，對中性好，不能承受軸向力，可自動適應輪轂鍵槽的斜度，缺點是軸上鍵槽較深，對軸削弱較大，適用于載荷小的連接或錐形軸端與輪轂的連接，小轉矩場合 原理：靠鍵與鍵槽面間及軸與輪轂之間的摩擦力傳遞轉矩楔鍵連接 工作面：上下兩底面 軸向承載情況：軸向固定零件，承受單方向的軸向力。 特點：結構簡單，但對中性差，適用于對中精度要求不高、不受沖擊振動或變載荷的較低速場合 靠工作面上擠壓來傳