機(jī)械設(shè)計(jì)期末復(fù)習(xí)課件

一、螺紋連接強(qiáng)度計(jì)算單個(gè)螺栓受力螺栓組受力（1）普通螺栓組連接3.11.1__________～可靠性系數(shù)，取接合面數(shù)目；接合面間的摩擦系數(shù)，sKifF0（2）受軸向載荷的螺栓組連接單個(gè)螺栓的受力：預(yù)緊力F0

工作力F:對(duì)于有緊密性要求的連接，1、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(jì)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(shí)，被連接件間出現(xiàn)間隙。

當(dāng)被接件間出現(xiàn)間隙時(shí)，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(qiáng)的氣體，沿凸緣圓周均勻分布12個(gè)M16（d1=13.835mm）普通螺栓，螺栓材料的許用拉應(yīng)力[σ]=80MPa，螺栓的相對(duì)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(jì)算該螺栓組連接允許的容器內(nèi)氣體的最大壓強(qiáng)pmax=？此時(shí)螺栓所需的預(yù)緊力F0=？

3、如圖所示，一牽引鉤用2個(gè)M10（d1=8.376mm）的普通螺栓固定于機(jī)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(qiáng)度級(jí)別為6.6級(jí)，安全系數(shù)S=3，試計(jì)算該螺栓組連接允許的最大牽引力Rmax。

螺栓的拉伸強(qiáng)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(dòng)受力分析圓周力：徑向力：和指向各自的輪心主動(dòng)輪上與轉(zhuǎn)向相反與轉(zhuǎn)向相同從動(dòng)輪上同直齒輪軸向力：左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(dòng)方向、大指為方向用左右手法則判定：主動(dòng)輪上主、從動(dòng)輪上各對(duì)應(yīng)力大小相等、方向相反Fa1Fa2從動(dòng)輪的Fa2與從動(dòng)輪的Fa1反向（1）斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)受力分析n1n1例：圓柱齒輪的受力分析12n334n2n1Fr1Fr2Ft1Ft2Fa2Fa1Fr1Fr2Fa1Fa2Ft2Ft1齒輪1、2：齒輪3：Ft4Fr3Fa3齒輪4：Ft3Fr4Fa4方向徑向力：指向圓心；軸向力：指向大端。圓周力：主動(dòng)輪上與轉(zhuǎn)向相反與轉(zhuǎn)向相同從動(dòng)輪上（2）圓錐齒輪傳動(dòng)受力分析例：判斷力的方向21n1Fr1Fa1Ft1Ft2Fa2Fr2n2

切向力主動(dòng)輪：與嚙合點(diǎn)線速度方向相反從動(dòng)輪：與嚙合點(diǎn)線速度方向相同徑向力：嚙合點(diǎn)指向軸線軸向力：軸向指向工作齒廓側(cè)軸向力亦可視主動(dòng)輪的螺旋線旋向采用左手或右手定則：左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(dòng)方向、大指為方向（3）蝸桿傳動(dòng)受力分析注意：一對(duì)嚙合的蝸桿蝸輪的旋向相同例：力的方向判斷Fa1Ft2Fr2Fr1Ft1Fa2圖示為蝸桿、齒輪傳動(dòng)裝置。右旋蝸桿I為主動(dòng)件，為使軸Ⅱ、Ⅲ上傳動(dòng)件的軸向力能相抵消，試確定：（1）一對(duì)斜齒輪3、4輪齒的旋向；（2）用圖表示各軸上傳動(dòng)件的受力（用各分力表示）情況。Fr5Ft1Fr6Fa6⊙Ft2xFa1n2n3n1Fa2Fa3Fa4⊙Ft3xFt4Fa5Ft5x⊙Ft6Fr1Fr2Fr3Fr4１）標(biāo)明各個(gè)軸向力（內(nèi)、外的方向）。２）根據(jù)合力，判斷軸承“放松端”和“壓緊端”。３）放松端軸承的軸向力Fa=它自身的附加軸向力；壓緊端軸承的軸向力Fa=除去它自身的附加軸向力外，其余軸向力的矢量合力。>4）計(jì)算軸承壽命的方法歸納：三、滾動(dòng)軸承計(jì)算ⅠⅡFeaFd1Fd21時(shí)VW1VW2壓緊放松放松壓緊<=>2時(shí)3時(shí)1.

“放松”軸承的軸向力等于其派生軸向力；2.

“壓緊”軸承的軸向力等于外部軸向力的代數(shù)和。結(jié)論討論1、圖示軸上裝有一對(duì)角接觸球軸承，已知軸承的基本額定動(dòng)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=2000N，F(xiàn)2=2000N，常溫工作，動(dòng)載荷系數(shù)fp=1.1。試求危險(xiǎn)軸承的壽命是多少小時(shí)？（已知：e=0.68，F(xiàn)d=0.68Fr；Fa/Fr≤e時(shí)，X=1，Y=0；Fa/Fr﹥e時(shí)，X=0.41，Y=0.87；ε=3）

（1）計(jì)算軸承上的徑向載荷

Fr1Fr2（2）計(jì)算派生軸向力

Fd1Fd2（3）計(jì)算軸承上的軸向載荷

軸承2壓緊

（4）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷

對(duì)軸承1對(duì)軸承2

X=1，Y=0X=0.41，Y=0.87故軸承2為危險(xiǎn)軸承

（5）計(jì)算危險(xiǎn)軸承壽命

四、軸系結(jié)構(gòu)軸的結(jié)構(gòu)改錯(cuò)問題通常從以下幾個(gè)方面考慮:軸與軸上零件是否用鍵作周向固定,若軸上有多個(gè)零件時(shí)，其鍵槽是否在同一母線。輪轂長(zhǎng)度是否略大于安裝軸段的長(zhǎng)度。軸上零件的兩端軸上定位如何？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(shí)，應(yīng)檢查是否為成對(duì)使用，其內(nèi)外圈傳力點(diǎn)處是否設(shè)置有傳力件。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套筒的高度。軸承端蓋處有無密封及間隙。整個(gè)軸系相對(duì)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(cuò)誤和不合理之處。用筆按序號(hào)圈出錯(cuò)誤之處，并簡(jiǎn)要說明錯(cuò)誤原因，不要求改正圖。

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(zhǎng)，軸缺少臺(tái)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(zhǎng)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(duì)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)大于螺釘擰入深度13、軸承蓋與機(jī)體之間無墊片，無法調(diào)整軸承間隙14、箱體加工面和非加工面要分開（1）缺少軸上零件和軸上固定的措施（2）端蓋不應(yīng)該與軸接觸（3）端蓋與軸之間缺少密封措施（4）此處軸上應(yīng)加工一階梯（5）裝軸承段應(yīng)無鍵槽