機械設(shè)計期末復(fù)習(xí)

1、一、螺紋連接強度計算一、螺紋連接強度計算fziFKFFKzifFss00或受力平衡條件：單個螺栓受力單個螺栓受力0F螺栓組受力螺栓組受力F dFddFca012103 . 144/3 . 1或（1）普通螺栓組連接）普通螺栓組連接3 . 11 . 1_可靠性系數(shù)，取可靠性系數(shù)，取接合面數(shù)目；接合面數(shù)目；接合面間的摩擦系數(shù)，接合面間的摩擦系數(shù)，sKifF0（2 2）受軸向載荷的螺栓組連）受軸向載荷的螺栓組連接接單個螺栓的受力：預(yù)緊力單個螺栓的受力：預(yù)緊力F F0 0 工作力工作力F F : :zFFFCCCFFFFmbb002 dFddFca212123 . 144/3 . 1或001mbmCCC

2、FFF對于有緊密性要求的連接，對于有緊密性要求的連接，F(xiàn)F8 .15 .111、設(shè)螺栓剛度Cb為被連接件剛度Cm的1/3，螺栓的預(yù)緊力F0為60kN，軸向工作載荷在40kN至10kN之間變化。（1）計算螺栓所受載荷的最大值與最小值。（2）當(dāng)軸向工作載荷為多大時，被連接件間出現(xiàn)間隙。 2max0max16040704bbmCFFFKNCC2min0min1601062.54bbmCFFFKNCC013(1)4bbmCFFFFCC04803FFKN當(dāng)被接件間出現(xiàn)間隙時，殘余預(yù)緊力F1=0，則有：（1）（2）2、圖示為一壓力容器蓋螺栓組連接，已知容器內(nèi)徑D=250mm，內(nèi)裝有一定壓強的氣體，沿凸緣圓

3、周均勻分布12個M16（d1=13.835mm）普通螺栓，螺栓材料的許用拉應(yīng)力=80MPa，螺栓的相對剛度為0.5，按緊密性要求殘余預(yù)緊力F1為螺栓軸向工作載荷F的1.8倍。試計算該螺栓組連接允許的容器內(nèi)氣體的最大壓強pmax=？此時螺栓所需的預(yù)緊力F0=？ 3、如圖所示，一牽引鉤用2個M10（d1=8.376mm）的普通螺栓固定于機體上，已知接合面間摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料強度級別為6.6級，安全系數(shù)S=3，試計算該螺栓組連接允許的最大牽引力Rmax。 43 . 1210dFca360 1203sMPaS 2210 8.3761205083.74 1.34 1.

4、3dFN 0SfF ziK R 00.15 5083.72 11270.91.2SfF ziRNK 螺栓的拉伸強度條件為 式中，螺栓的許用拉應(yīng)力 接合面不滑移的條件為 由圖可見，接合面數(shù)i=1 二、齒輪傳動受力分析二、齒輪傳動受力分析圓周力：圓周力：徑向力：徑向力：和和 指向各自的輪心指向各自的輪心1rF2rF主動輪主動輪上上與轉(zhuǎn)向相反與轉(zhuǎn)向相反1tF2tF與轉(zhuǎn)向相同與轉(zhuǎn)向相同從動輪從動輪上上同直同直齒輪齒輪軸向力：軸向力： 左旋齒輪用左手法則左旋齒輪用左手法則右旋齒輪用右手法則右旋齒輪用右手法則彎曲四指為轉(zhuǎn)動方向、大指為彎曲四指為轉(zhuǎn)動方向、大指為方向方向1aF用用左右手法左右手法則判定：則判

5、定：1aF主動輪主動輪上上 主、從動輪主、從動輪上各對應(yīng)力大小上各對應(yīng)力大小相等、方向相反相等、方向相反主動Fa1Fa1Fa2Fa2從動輪從動輪的的Fa2與與從動輪從動輪的的Fa1反向反向（1）斜齒圓柱齒輪傳動受力分析）斜齒圓柱齒輪傳動受力分析n n1 1n n1 1例：圓柱齒輪的受力分析例：圓柱齒輪的受力分析1 12 2n33 34 4n n2 2n n1 1F Fr1r1F Fr2r2F Ft1t1F Ft2t2F Fa2a2F Fa1a1F Fr1r1F Fr2r2F Fa1a1F Fa2a2F Ft2t2F Ft1t1齒輪齒輪1 1、2 2：齒輪齒輪3 3：Ft4Fr3Fa3齒輪齒輪4

6、 4：Ft3Fr4Fa4F方向方向徑向力：徑向力：指向圓心；指向圓心；軸向力：軸向力：指向大端。指向大端。圓周力：圓周力：主動輪上主動輪上與轉(zhuǎn)向相反與轉(zhuǎn)向相反1 tF2tF與轉(zhuǎn)向相同與轉(zhuǎn)向相同從動輪上從動輪上（2）圓錐齒輪傳動受力分析）圓錐齒輪傳動受力分析例：判斷力的方向21n1F Fr1r1Fa1Ft1Ft2Fa2F Fr2r2n2 切向力切向力主動輪：主動輪：與嚙合點線速度 方向相反從動輪：從動輪：與嚙合點線速度 方向相同徑向力：徑向力： 嚙合點指向軸線軸向力：軸向力： 軸向指向工作齒廓側(cè)軸向力軸向力亦可視亦可視主動輪主動輪的螺旋線旋向采用左手或右手定則：的螺旋線旋向采用左手或右手定則：左

7、旋齒輪用左手法則右旋齒輪用右手法則彎曲四指為轉(zhuǎn)動方向、大指為 方向1aF（3）蝸桿傳動受力分析）蝸桿傳動受力分析 注意：注意：一對嚙合的蝸桿蝸輪的旋向相同一對嚙合的蝸桿蝸輪的旋向相同例：力的方向判斷例：力的方向判斷Fa1Ft2Fr2Fr1Ft1Fa2圖示為蝸桿、齒輪傳動裝置。右旋蝸桿I為主動件，為使軸、上傳動件的軸向力能相抵消，試確定：（1）一對斜齒輪3、4輪齒的旋向；（2）用圖表示各軸上傳動件的受力（用各分力表示）情況。Fr5Ft1Fr6Fa6Ft2xFa1n2n3n1Fa2Fa3Fa4Ft3xFt4Fa5Ft5xFt6Fr1Fr2Fr3Fr4）標(biāo)明各個軸向力（內(nèi)、外的方向）。）標(biāo)明各個軸向

8、力（內(nèi)、外的方向）。）根據(jù)合力，判斷軸承）根據(jù)合力，判斷軸承“放松端放松端”和和“壓緊端壓緊端” ” 。）放松端軸承的軸向力）放松端軸承的軸向力F Fa a= =它自身的附加軸向力； 壓緊端軸承的軸向力壓緊端軸承的軸向力F Fa a= =除去它自身的附加軸向力外， 其余軸向力的矢量合力。）（arpYFXFfPeFFraYX,CLh,4 4）hLPCfnLhth66010NLnfPCht161060計算軸承壽命的方法歸納：計算軸承壽命的方法歸納：三、滾動軸承計算三、滾動軸承計算FeaFd1Fd2222112111daeadddeaddaFFFFFFFFFWF112WFFFdead121deadF

9、FFW112deadFFF時時VW1VW2壓緊壓緊放松放松放松放松壓緊壓緊12deadFFF122deadFWFFeaddFFFW212eadddeaddadaFFFFFFFWFFF122122211212deadFFF時時312deadFFF時1. “放松放松”軸承的軸向力等于其派生軸向力；軸承的軸向力等于其派生軸向力；2. “壓緊壓緊”軸承的軸向力等于外部軸向力的代數(shù)和。軸承的軸向力等于外部軸向力的代數(shù)和。結(jié)論結(jié)論討論討論1、圖示軸上裝有一對角接觸球軸承，已知軸承的基本額定動載荷C=33400N，軸的轉(zhuǎn)速n=288r/min，軸上作用的軸向力為FA=2000N，軸上作用的徑向力分別為F1=

10、2000N，F(xiàn)2=2000N，常溫工作，動載荷系數(shù)fp=1.1。試求危險軸承的壽命是多少小時？（已知：e=0.68，F(xiàn)d=0.68Fr；Fa/Fre時，X=1，Y=0；Fa/Fre時，X=0.41，Y=0.87；=3） （1）計算軸承上的徑向載荷 1212rrFFFF12215020050rFFFFr1Fr215000rFN21000rFN （2）計算派生軸向力 110.680.68 50003400drFFN220.680.68 1000680drFFNFd1Fd2（3）計算軸承上的軸向載荷 12340020005400dAdFFNF軸承2壓緊 113400adFFN215400adAFFF

11、N（4）計算當(dāng)量動載荷 對軸承11134000.685000arFeF對軸承2 2254005.41000arFeFX=1，Y=0 X=0.41，Y=0.87 111.11.1 50005500rPFN2221.11.10.41 10000.87 54005618.8raPXFYFN21PP故軸承2為危險軸承 （5）計算危險軸承壽命 36610103340012155.286060 2885618.8thf CLhnP四、軸系結(jié)構(gòu)四、軸系結(jié)構(gòu)軸的結(jié)構(gòu)改錯問題通常從以下幾個方面考慮軸的結(jié)構(gòu)改錯問題通常從以下幾個方面考慮: :1.1. 軸與軸上零件是否用鍵作周向固定軸與軸上零件是否用鍵作周向固定,

12、 ,若軸上有多個零件時，其若軸上有多個零件時，其鍵槽是否在同一母線。鍵槽是否在同一母線。2.2. 輪轂長度是否略大于安裝軸段的長度。輪轂長度是否略大于安裝軸段的長度。3.3. 軸上零件的兩端軸上定位如何？軸上零件的兩端軸上定位如何？4.4. 軸承的類型選擇和組合是否合理？特別是采用角接觸球軸承軸承的類型選擇和組合是否合理？特別是采用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承時，應(yīng)檢查是否為成對使用，其內(nèi)外圈傳力或圓錐滾子軸承時，應(yīng)檢查是否為成對使用，其內(nèi)外圈傳力點處是否設(shè)置有傳力件。點處是否設(shè)置有傳力件。5.5. 軸承的內(nèi)、外圈厚度是否高出與之相接觸的定位軸肩或定位軸承的內(nèi)、外圈厚度是否高出與之相接觸的定位軸

13、肩或定位套筒的高度。套筒的高度。6.6. 軸承端蓋處有無密封及間隙。軸承端蓋處有無密封及間隙。7.7. 整個軸系相對于箱體軸向位置是否可調(diào)整個軸系相對于箱體軸向位置是否可調(diào)? ?指出圖示軸系結(jié)構(gòu)中的錯誤和不合理之處。用筆按指出圖示軸系結(jié)構(gòu)中的錯誤和不合理之處。用筆按序號圈出錯誤之處，并簡要說明錯誤原因，不要求序號圈出錯誤之處，并簡要說明錯誤原因，不要求改正圖。改正圖。 1、軸端面應(yīng)在聯(lián)軸器孔內(nèi) 2、聯(lián)軸器軸向未定位（應(yīng)加軸肩）3、軸承端蓋與軸之間應(yīng)有密封裝置 4、與左軸承配合處的軸段過長，軸缺少臺階，軸承裝拆不方便5、套筒過高，軸承裝拆不方便6、安裝齒輪的軸段長度應(yīng)小于輪轂寬度，以使齒輪得到可靠的軸向定位7、齒輪上的鍵槽與鍵之間應(yīng)留有間隙8、為便于加工，軸上安裝齒輪處的鍵槽應(yīng)與安裝聯(lián)軸器鍵處的鍵槽開在同一母線上。9、右軸承內(nèi)圈沒有固定 10、圓錐滾子軸承應(yīng)成對使用11、軸承蓋上的孔應(yīng)大于螺釘外徑12、箱體上螺紋孔的深度應(yīng)大