機械設(shè)計輔導(dǎo)班講義2009、12、25

第二章機械設(shè)計總論機器的組成2011.10.25第五章螺紋連接與螺旋傳動1、常用螺紋的類型主要有哪些？螺紋的主要參數(shù)。

2、哪些螺紋主要用于連接？哪些螺紋主要用于傳動？3、螺紋連接的基本類型有哪些？各類連接的特點。4、螺紋連接預(yù)緊的目的是什么？5、螺紋連接設(shè)計時均已滿足自鎖條件，為什么設(shè)計時還必須采取有效的防松措施？螺紋連接防松的方法按工作原理可分為哪幾種？能舉例。6、螺栓的主要失效形式是什么？（受拉、受剪）7、螺栓的材料、性能等級、屈服極限、許用應(yīng)力。

8、提高螺栓的疲勞強度的措施。

9、連接螺紋、螺旋傳動的自鎖條件。

1、僅受預(yù)緊力的緊螺栓連接（1）受橫向載荷的普通螺栓組連接螺紋連接的強度計算（緊螺栓連接）圖示螺栓聯(lián)接中，采用兩個M16（，）的普通螺栓，螺栓材料為45鋼，8.8級，，聯(lián)接時不嚴(yán)格控制預(yù)緊力（取安全系數(shù)），被聯(lián)接件接合面間的摩擦系數(shù)=0.2。若考慮摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)），試計算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷FR（取計算直徑d1）。許用拉應(yīng)力設(shè)每個螺栓所需預(yù)緊力為F0，則由強度條件，知（2）受轉(zhuǎn)矩的普通螺栓組連接例：起重卷筒與大齒輪用8個普通螺栓連接在一起，如圖所示。已知卷筒直徑D＝400mm，螺栓分布圓直徑D0=500mm，接合面間摩擦系數(shù)f=0.12，可靠性系數(shù)Ks＝1.2，起重鋼索拉力FQ=50000N，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力[?]=100MPa。試設(shè)計該螺栓組的螺栓直徑。解:1、計算旋轉(zhuǎn)力矩2、計算螺栓所需要的預(yù)緊力3、確定螺栓直徑取M362、受軸向載荷的緊螺栓連接圖示油缸油壓，缸徑D=160?mm，螺栓數(shù)量z=8，,取剩余預(yù)緊力為工作拉力的1.5倍，螺栓材料許用應(yīng)力試計算螺栓直徑。解：螺栓工作拉力殘余預(yù)緊力螺栓總拉力螺栓小徑第六章鍵、花鍵連接1、鍵連接的功能是什么？2、鍵連接的主要類型有些？4、半圓鍵連接與普通平鍵連接相比，有什么優(yōu)缺點？5、普通平鍵連接的主要失效形式是什么？6、導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接的主要失效形式是什么？7、按齒形不同，花鍵連接有哪些類型？松連接緊連接半圓鍵連接平鍵連接

切向鍵連接楔鍵連接

鍵的兩側(cè)面是工作面，工作前，連接中沒有預(yù)緊力的作用。工作時靠其兩側(cè)面與軸及輪轂上鍵槽側(cè)壁的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面制成1：100的斜度，鍵的上下面是工作面，裝配時，將鍵楔緊，形成緊聯(lián)接，工作前連接中已有預(yù)緊力的作用。平鍵連接的強度計算[σp]為鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用應(yīng)力和壓力。（圓頭平鍵）（平頭平鍵）（單圓頭平鍵）第八章帶傳動1、帶傳動常用的類型有哪些？（摩擦傳動、嚙合傳動）

3、帶傳動工作時，帶中的應(yīng)力有幾種？最大應(yīng)力發(fā)生在何處？4、帶傳動中的彈性滑動是如何發(fā)生的？彈性滑動引起什么后果？帶傳動的打滑是如何發(fā)生的？它與彈性滑動有何區(qū)別？打滑對帶傳動會產(chǎn)生什么影響？5、帶傳動的主要失效形式是什么？6、帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是什么？

2、影響最大（臨界）有效拉力的Fec因素。7、V帶傳動的張緊。

（1）應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲（避免反向彎曲降低帶的壽命）；（2）張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包角；

中心距過小，張緊輪也可以放在松邊的外側(cè)，應(yīng)盡量靠近小輪，增大在小帶輪上的包角。第九章鏈傳動1、與帶傳動相比，鏈傳動有何優(yōu)缺點？3、鏈傳動的多邊形效應(yīng)。2、滾子鏈的接頭型式有哪些？鏈節(jié)數(shù)為什么取偶數(shù)？而鏈輪齒數(shù)擇取奇數(shù)？為什么小鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少？4、鏈傳動在工作時引起動載荷的主要原因是什么？5、鏈傳動在布置。圖示鏈傳動（兩輪軸線在同一鉛垂面內(nèi)）有何缺點？為保證其傳動能力，應(yīng)采用哪些措施？兩輪軸線在同一鉛垂面內(nèi)的缺點：使下垂量增大，會減少下方鏈輪的有效嚙合齒數(shù)，降低傳動能力。為保證其傳動能力，應(yīng)采取如下措施：1）使中心距可調(diào)；2）設(shè)張緊裝置；3）上、下兩輪偏置，使兩輪的軸線不在同一鉛垂面內(nèi)。鏈傳動盡量放在低速級；選用小p，多z的鏈傳動。*鏈輪轉(zhuǎn)速越高，鏈的節(jié)距越大，齒數(shù)越少，運動越不均勻，慣性力越大，動載荷越大，沖擊越嚴(yán)重。鏈傳動的運動不均勻性和動載荷是鏈傳動的固有特性。帶傳遞的功率為P=Fev/1000kW，當(dāng)P一定時，v越大，F(xiàn)e越小，越不易打滑，所以帶傳動通常布置在高速級上。第十章齒輪傳動1、常見的齒輪傳動失效有哪些形式？

2、為什么齒面點蝕一般首先發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上？3、齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則。4、硬齒面與軟齒面如何劃分？其熱處理方式有何不同？5、在進(jìn)行齒輪強度計算時，為什么要引入載荷系數(shù)K？動載荷系數(shù)的影響因素。6、齒形系數(shù)與模數(shù)有關(guān)嗎？有哪些因素影響齒形系數(shù)的大??？7、齒輪傳動的強度計算說明。從動輪：Ft2=-Ft1，F(xiàn)r2=-Fr1方向：圓周力FtFt1與ω1反向（阻力）Ft2與ω2同向（動力）徑向力Fr：指向各自輪心Ft2Ft1Fr2Fr1×○Ft2⊙Ft1n1n2n1n2Fr1Fr2左旋β右旋β外嚙合時，β1=-β2標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪螺旋線方向法向力Fn1徑向力軸向力方向：Ft、Fr與直齒輪相同主動輪：圓周力Fa1：用左、右手定則：四指為ω1方向，拇指為Fa1方向。：左旋用左手，右旋用右手Fa2：與Fa1反向，不能對從動輪運用左右手定則。注意：各力畫在作用點——齒寬中點從動輪：受力分析兩級斜齒圓柱齒輪減速器，其布置方式如圖，問：1）低速級斜齒輪的螺旋方向如何選才能使中間軸Ⅱ上兩齒輪所受的軸向力方向相反？（在圖上畫出）2）低速級小齒輪β2應(yīng)取多大值，才能使中間軸Ⅱ上軸向力相互抵消？3)畫出各輪的受力分析圖。Ft1Ft2Fr1Fr2Fa1Fa2Fa3解：23方向Fr：指向各自輪心Ft：主動輪與n相反從動輪與n相同F(xiàn)a：小端指向大端第十一章蝸桿傳動1、蝸桿傳動的主要特點。2、為什么蝸桿的分度圓直徑取標(biāo)準(zhǔn)值？直徑系數(shù)、導(dǎo)程角。3、蝸桿傳動的效率(具有自鎖性，效率小于50%)。4、蝸桿傳動的熱平衡計算。方向判定：1）蝸輪轉(zhuǎn)向已知：n1、旋向→n2左、右手定則：四指n1、拇指反向：嚙合點v2→n22）各分力方向Fr：指向各自輪心Ft蝸桿與n1反向蝸輪與n2同向Fa蝸桿：左、右手定則蝸輪：※n2n13）旋向判定∵蝸輪與蝸桿旋向相同。v2圖示傳動系統(tǒng)：1）為使II軸上的軸承所受軸向力最小，定出斜齒圓柱齒輪的螺旋線方向（畫于圖上）；2）在圖上標(biāo)出蝸輪轉(zhuǎn)向和受力方向（用三個分力表示），蝸輪是________旋。起重卷筒用蝸桿傳動，測得中心距為125mm，模數(shù)為5mm，z1＝1，z2＝40，D＝140mm，L=100mm，當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.18，手推力F＝200N（忽略軸承摩擦）問：

1）在圖中畫出起吊重物時手柄轉(zhuǎn)向、蝸輪所受三個分力方向，以及蝸輪齒旋向。

2）此機構(gòu)能否自鎖？為什么？1）右旋，如圖示。故具有自鎖性。2）從傳遞的功率、傳動比、效率等方面比較帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動。帶傳動鏈傳動齒輪傳動蝸桿傳動傳動比不準(zhǔn)確平均準(zhǔn)確瞬時不準(zhǔn)確瞬時準(zhǔn)確功率不大較大大不大效率較低較高高低壓軸力大1、滾動軸承的組成。第十三章滾動軸承2、滾動軸承的代號（3、5、6、7、N、NA）。3、滾動軸承類型選擇。61036─深溝球軸承，尺寸系列─01，03─內(nèi)徑d=17mm，0級公差，0組游隙；7214AC/P47─角接觸球軸承，尺寸系列─02，14─內(nèi)徑d=70mm，接觸角α=25°，4級公差，0組游隙；承載能力：球軸承＜滾子軸承耐沖擊：球軸承＜滾子軸承nlim：球軸承＞滾子軸承9、滾動軸承的潤滑與密封的作用。8、滾動軸承預(yù)緊的目的。7、滾動軸承的配合。6、滾動軸承的當(dāng)量動載荷。4、滾動軸承的基本額定壽命。5、滾動軸承的基本額定動載荷。滾動軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，外徑與外殼孔的配合采用基軸制。

正裝：面對面反裝：背對背正安裝時：“×”型反安裝時：“○”型Fd1、Fd2、Fae如何作用到軸承上（方向）？Fd1Fd2FaeFd1Fd2Fd1Fd21）根據(jù)軸承安裝方式和Fx、Fd1、Fd2合力指向，判定“壓緊端”和“放松端”。2）放松端：Fa等于本身Fd。3）壓緊端：Fa等于除本身Fd外，其它軸向力的代數(shù)和。Fd1Fd2Fd1Fd2例：某轉(zhuǎn)軸由一對代號為30312的軸承支承。軸上斜齒輪的軸向分力為Fx=5000N，方向如圖。已知兩軸承處的徑向支反力Fr1=13600N，F(xiàn)r2=22100N,軸轉(zhuǎn)速n=1460r/min，沖擊載荷系數(shù)fd=1.2，軸承額定動載荷C=170kN，求軸承的軸向力Fa及危險軸承壽命。解：Fd1Fd2eFa/Fr≤eFa/Fr>e0.35X=1，Y=0X=0.4，Y=1.7（1）求軸承的內(nèi)部軸向力（2）求軸承的軸向力Fd1Fd2Ⅰ軸承放松，Ⅱ軸承壓緊（3）求危險軸承的壽命eFa/Fr≤eFa/Fr>e0.35X=1，Y=0X=0.4，Y=1.7

X1=1，Y1=0

按Ⅱ軸承計算X2=0.4，Y2=1.7 一軸由兩個圓錐滾子軸承支承，F(xiàn)1=32kN，F(xiàn)2=18N，a=160mm，b=460mm，軸轉(zhuǎn)速n=1460r/min，沖擊載荷系數(shù)fd=1.2，軸承額定動載荷C=515kN，求危險軸承壽命。eFa/Fr≤eFa/Fr>e0.35X=1，Y=0X=0.4，Y=1.7Fs1Fs2Fr1Fr2第十五章軸1、軸的主要用途。2、軸的分類（按承受載荷的不同）。3、軸上零件的定位方式。4、提高軸的強度的常用措施。按扭轉(zhuǎn)強度條件計算指出圖示軸系的結(jié)構(gòu)錯誤，軸承采用脂潤滑（用筆圈出錯誤之處，并簡單說明錯誤原因，不要求改正）。1）缺鍵；2）缺定位軸肩；3）旋轉(zhuǎn)件與端蓋接觸；4）缺密封，端蓋與旋轉(zhuǎn)軸接觸；5）缺擋油環(huán)；6）套筒頂不住齒輪；7）軸應(yīng)加工成階梯軸；8）缺鍵，齒輪無周向固定；9）精加工軸及外伸太長；10）缺調(diào)整墊片；11）箱體加工面與非加工面沒有分開；12）端蓋加工面與非加工面沒有分開；13）套筒高于軸承內(nèi)圈的高度，軸承拆卸困難。指出圖中軸系部件的結(jié)構(gòu)錯誤（用筆圈出錯誤處，簡單說明錯誤的原因）并在原圖上進(jìn)行改正（齒輪箱內(nèi)齒輪為油潤滑，軸承為脂潤滑）。1）彈性擋圈為多余零件；2）軸肩過高，不便于拆軸承；3）軸的臺肩應(yīng)在輪轂內(nèi)；4）鍵太長；5）套筒外徑太大，不應(yīng)與外圈接觸，不便軸承拆卸；6）軸徑太長，軸承裝拆不便；7）聯(lián)軸器孔應(yīng)打通；8）聯(lián)軸器沒有軸向固定；9）聯(lián)軸器無周向固定；10）缺密封；11）箱體裝軸承端蓋面無凸出加工面，缺調(diào)整墊片；12）缺擋油環(huán)。1）提升重物，斜齒輪、蝸輪的螺旋方向如何選才能使Ⅱ、Ⅲ上齒輪所受的軸向力方向相反？標(biāo)出各軸的轉(zhuǎn)向及各輪所受分力