機械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)綱要

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)綱要必備的基礎(chǔ)知識必要的基本理論必有的基本技能測試必備的基礎(chǔ)知識機械零件的常用材料機械零件的強度理論常用機構(gòu)的特點及應(yīng)用通用機械零件的特點及應(yīng)用液壓傳動與氣壓傳動的知識機械零件的常用材料1）鋼是一種含碳量低于2的鐵碳合金。 2）鑄鐵含碳量高于2的鐵碳合金為鑄鐵。 3）有色金屬有色金屬有色金屬 ，是相對于黑色金屬而言4）非金屬鋼的分類結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊鋼碳素鋼合金鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(如：Q235)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(如：45鋼)鑄鐵鑄鐵其性脆，不適于鍛壓和焊接，但其熔點較低，流動性好，可以鑄造形狀復(fù)雜的大小鑄件。常用的鑄鐵有：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和合金鑄鐵等。灰鐵應(yīng)用最多，其牌號由

2、“灰鐵”二字漢語拼音字首和材料的抗拉強度的平均值。如： HT200有色金屬銅合金有一定的強度和硬度，導(dǎo)熱性、減摩耐磨性和耐蝕性良好，是制造電工器件和耐磨蝕零件的重要材料。 鋁及鋁合金是應(yīng)用最廣的輕金屬，純鋁有良好的塑性、耐蝕性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和焊接性，但強度、硬度較低。在鋁中加人合金元素硅、銅、鎂、錳、鋅等，可以獲得質(zhì)量輕、強度高的零件。 工程塑料工程塑料是在工程中用來作結(jié)構(gòu)或傳動件材料的塑料，它有較高的強度，質(zhì)量輕，具有絕緣性、減摩耐磨性、耐蝕性、耐熱性等。問題：在材料Q235、45、40Cr、ZG45、HT200中，為( )鑄鐵，為( )優(yōu)質(zhì)碳素鋼 強度概述1機械零件的強度理論強度：在外載

3、荷的作用下，零件抵抗斷裂破壞或塑性變形的能力；為了保證零件有足夠的強度，應(yīng)該確保零件的工作應(yīng)力s小于材料的極限應(yīng)力slim，即s slim 。但為了考慮一定的安全裕度，工程設(shè)計中通常要引入一個安全系數(shù)S。即： s slim /S=s ，s 稱為許用應(yīng)力。零件的強度條件可以表示為：SlimsssSlim強度概述2sssbseses應(yīng)力，單位：MPa；e應(yīng)變，無量綱；se彈性極限；ss屈服極限；sb強度極限；應(yīng)力應(yīng)變線圖SlimsssSlim問題：問題：下式中的極限應(yīng)力是什么？機械零件的強度理論強度概述3Slimsss問題問題：若一個零件的某一截面上，同時受到正應(yīng)力s和切應(yīng)力作用，其強度條件時應(yīng)如

4、何表示？ 是用 、 嗎？Slim 應(yīng)該是： 或： 那么，式中slim的應(yīng)該是什么？Slim22ca4ssssSlim22ca3ssss機械零件的強度理論強度條件的一般表達(dá)式：Slimsss確定強度條件的基本原則：工作應(yīng)力工作應(yīng)力s s與極限應(yīng)力與極限應(yīng)力s slimlim必須對等！必須對等！強度概述3各零件具體的強度問題：齒輪：齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度螺栓：拉、扭復(fù)合強度平鍵：擠壓強度滾動軸承：接觸疲勞壽命（強度）軸 ：彎、扭復(fù)合疲勞強度傳動帶：疲勞強度機械零件的強度理論常用機構(gòu)的特點及應(yīng)用首先應(yīng)明確機構(gòu)的用途：運動形式的轉(zhuǎn)換1、旋轉(zhuǎn)運動 直線運動2、直線運動 旋轉(zhuǎn)運動3、旋轉(zhuǎn)運動

5、旋轉(zhuǎn)運動速度的變換減速傳動增速傳動變速傳動間歇傳動問題：設(shè)計一傳動系統(tǒng)方案，已知電動機的轉(zhuǎn)速為1440 r/min，要求工作機的轉(zhuǎn)速為140 r/min，試確定傳動系統(tǒng)中的傳動機構(gòu)，畫出傳動簡圖。旋轉(zhuǎn)變直線曲柄滑塊機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)螺旋機構(gòu)直線變旋轉(zhuǎn)齒條-齒輪機構(gòu)螺旋機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)速度的變換1、減速傳動2、變速傳動通用機械零件的特點及應(yīng)用聯(lián)接件傳動件軸系部件其它螺紋聯(lián)接軸轂聯(lián)接鉚、焊、膠齒輪傳動帶傳動鏈傳動軸滾動與滑動軸承聯(lián)軸器、離合器彈簧必要的基本理論機構(gòu)的組成及機構(gòu)具有確定運動的條件螺旋副的摩擦、效率和自鎖條件鉸鏈四桿的特性及其演化凸輪推桿的常用運動規(guī)律 漸開線齒輪的嚙合傳動及其設(shè)

6、計帶傳動的工作原理和工作能力分析鏈傳動的設(shè)計螺紋聯(lián)接的計算非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計滾動軸承的設(shè)計軸的分類其強度計算機構(gòu)的組成及機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)的自由度F=原動件的數(shù)目HL23PPnF1111283FvWdTtan22驅(qū)動力矩tan)tan(v下行程vtantan上行程vvvfarctancossinfffv螺旋副的摩擦、效率和自鎖條件鉸鏈四桿機構(gòu)中有曲柄的條件：1)最短桿長度十最長桿長度其他兩桿長度之和(桿長條件)。2)最短桿為連架桿或機架(機架條件)。鉸鏈四桿的特性及其演化急回運動、行程速比系數(shù)和死點 壓力角與傳動角 傳動角 g=90-a壓力角是指受力點的運動方向與受力方向之間的夾

7、角。等速運動等加速等減速簡諧運動擺線運動改進型等速 改進型梯形加速度 問題：在常用推桿運動規(guī)律中，存在剛性沖擊的有： 。 凸輪推桿的常用運動規(guī)律凸輪廓線設(shè)計方法的基本原理反轉(zhuǎn)法 問題：分析并在圖中作出該凸輪機構(gòu)的理論廓線、基圓和A點的壓力角。 漸開線齒輪的嚙合傳動及其設(shè)計 漸開線的形成與特性分度圓直徑d， dmz，齒頂高h(yuǎn)ah*a m= m齒根高h(yuǎn)f(h*a +c* ) m = 1.25m齒全高h(yuǎn)=ha +hf(2h*a +c* ) m =2.25m齒頂圓直徑dad+2hazm +2h*am齒根圓直徑dfd2hfzm (h*a +c* ) m 齒距ppd/zpzm/z= pm基圓直徑dbdco

8、samzcosa 直齒圓柱齒輪的尺寸計算直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)：模數(shù)m、齒數(shù)z、壓力角a(20)、齒頂高系數(shù)h*a (1)、頂隙系數(shù)c* (0.25) 正確嚙合條件 202121aaammm對于直齒圓柱齒輪21212120aaammm對于斜齒圓柱齒輪21212120gaaammm對于蝸輪蝸桿1rF2n1n2rF1tF2tF輪齒的受力分析嚙合傳動中，輪齒的受力分析齒面接觸疲勞強度計算 齒根彎曲疲勞強度計算 校核式：125 .474H211HssuubdKT設(shè)計式：32Hd1116 .76uuKTds2F1FS1FssmbdYKT校核式： 3F21dFS126. 1sZYKTm 設(shè)計式：參數(shù)的選擇

9、齒數(shù) z1的選擇齒寬系數(shù)d的選擇 帶傳動的工作原理和工作能力分析帶傳動中的力分析0212FFF21FFFFfe1120aaffeceeFFecFF0ecFaecFf0FF1F00F02尚未工作狀態(tài) nFfF1F1F1F1222n2工作狀態(tài) 帶的應(yīng)力分析 11maxbcssss緊邊拉應(yīng)力s1 、松邊拉應(yīng)力s2、離心拉應(yīng)力sc 、帶的彎曲應(yīng)力sb 帶的彈性滑動 帶中應(yīng)力的變化帶的彈性變形變化帶在帶輪上彈性滑動%100112vvvee1122112DDnni滑動率約在1%2%之間變化，通常近似計算傳動比122112DDnni問題：帶傳動的打滑與彈性滑動有何區(qū)別？各對帶傳動有何影響？ 打滑時，滑動率為

10、100%，這是帶的一種失效形式。鏈傳動的設(shè)計鏈傳動的特點滾子鏈的結(jié)構(gòu)與工作原理運動不均勻性問題1：在鏈傳動中，鏈條的節(jié)距越大，其承載能力 。 問題2：鏈傳動的齒數(shù)過大或過小對傳動有何影響？ 螺紋聯(lián)接的計算聯(lián)接類型與結(jié)構(gòu)受拉螺栓與受剪減螺栓失效與強度計算非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計軸瓦材料及其結(jié)構(gòu)失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則 pp vv pvpv 設(shè)計方法與步驟問題：滑動軸承中的潤滑可分為邊界潤滑、潤滑、潤滑等。 )m/s(60000)MPa(dnvdBPpp滾動軸承軸承的結(jié)構(gòu)、類型與代號軸承的壽命計算軸承的裝置設(shè)計u 基本額定壽命基本額定壽命：具有90可靠度時軸承的壽命，用L10表示。u 基本額定動載荷基本

11、額定動載荷：使軸承的基本額定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值，用字母C表示。u 基本額定壽命計算式基本額定壽命計算式)10(610rPCLe)(60106hPCnLh或e 一、軸的分類與強度計算 根據(jù)軸所承受的載荷不同，軸可分為心軸、轉(zhuǎn)軸、傳動軸三類。問題：既受彎矩又受扭矩的軸稱為 軸，而自行車前輪的軸是 軸。 心軸的強度計算方法 ssWMca31 . 0 dW 傳動軸的強度計算方法 TTWT32 . 0 dWTmmNnPT61055. 9轉(zhuǎn)軸的強度計算方法 ssWMcaca22caTMMa3.06.01a靜應(yīng)力脈動循環(huán)應(yīng)力對稱循環(huán)應(yīng)力101rrr必需掌握的基本技能機構(gòu)自由度的計算凸

12、輪機構(gòu)的圖解法設(shè)計輪系傳動比的計算輪齒受力分析 帶傳動的受力分析螺紋聯(lián)接的強度計算平鍵的強度校核非液體滑動軸承計算滾動軸承壽命計算如圖所示的行星輪系中， z1= z2=30 、 z2= 40、 z3= 45 ，求傳動比i1H =?mmmzmzmz120)45230(23 24H 212H1iii3430401221zzi530120111 24H42H 2)(zzii320534H 212H1iii復(fù)合輪系的傳動比計算受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接 結(jié)合面的摩擦力傳遞外力FFKfziFsP sps21Pca43 . 1dF螺栓的計算應(yīng)力F0F0FFFpFp鉸制孔用螺栓 靠螺栓桿的剪切和螺栓桿與被聯(lián)接件的擠壓來傳遞外載荷。螺栓桿可能因受到剪切和擠壓而破壞。 p2s4dF bssbsssdFFFds 受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接壓力容器蓋螺栓聯(lián)接是受軸向載荷緊螺栓