機械設計B(總復習)

緒論基本要求

了解機器的組成及本課程研究的內(nèi)容、性質(zhì)和任務。第1章

機械設計概要基本要求

了解機器和機械零件設計的基本要求；機械零件的主要失效形式與計算準則；機械零件的設計方法和設計步驟；機械零件材料的選用原則和標準化。第2章

機械零件的強度與耐磨性基本要求1、了解機械零件的載荷與應力的分類。2、掌握疲勞曲線方程的應用。3、掌握接觸強度的概念；機器的摩擦、磨損現(xiàn)象。NN·當當有限壽命疲勞極限無限壽命疲勞極限N疲勞曲線（σrN—N）FL12σHσH機械零件的接觸強度一、摩擦的分類v干摩擦v液體摩擦v邊界摩擦邊界油膜v混合摩擦二、磨損1、磨損曲線（磨損過程）初期磨損階段穩(wěn)定磨損階段磨損量時間劇烈磨損階段第3章

螺紋連接基本要求1、了解螺紋的基本知識——基本參數(shù)、類型及應用。2、掌握螺紋連接的基本知識——螺紋連接的基本類型、結(jié)構(gòu)特點及應用，了解螺紋連接預緊與防松。3、掌握單個螺栓連接的強度計算方法。4、掌握螺栓組連接設計——結(jié)構(gòu)設計、受力分析。5、掌握提高螺紋連接強度的措施。大徑d

—公稱直徑小徑d1—強度計算直徑一、螺紋的主要參數(shù)線數(shù)n—螺紋的螺旋線數(shù)目螺距p—螺紋相鄰兩個牙型上對應點間的軸向距離（不論是否同一條螺旋線）二、螺紋特點及應用:螺旋副自鎖條件螺旋副效率三角形β矩形=0梯形β三角形螺紋和管螺紋自鎖性好，用于連接。矩形、梯形螺紋傳動效率高，用于傳動。提高螺紋聯(lián)接強度的措施降低影響螺栓疲勞強度的應力幅；改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象；減小應力集中；避免或減小附加彎曲應力；采用合理的制造工藝。重點1、螺紋連接的類型及應用。2、螺栓組連接的受力分析，螺栓組承受橫向載荷、軸向載荷和轉(zhuǎn)矩三種情況。3、普通螺栓連接的強度計算。難點三種載荷情況作用下螺栓組連接的受力分析。第3章

螺紋連接三、螺栓組受力分析把螺栓組承受的載荷向螺栓組的形心簡化；確定螺栓組所承受的載荷(三種基本受力狀態(tài)的不同組合)；（橫向力，軸向力，轉(zhuǎn)矩）求出在不同受力狀態(tài)下，每個螺栓承受的工作載荷；對載荷進行疊加，確定每個螺栓的總工作載荷，求單個螺栓的最大載荷，進行強度計算。用普通螺栓連接連接的不滑移條件：2、受轉(zhuǎn)矩的螺栓組連接a.用普通螺栓連接連接的不轉(zhuǎn)動條件：b.采用鉸制孔螺栓連接受載最大的螺栓所受剪力氣缸螺栓連接圖3、受軸向力的緊螺栓組連接工作拉力例:圖示氣缸蓋用6個普通螺栓聯(lián)接,已知氣缸壓力p=2MPa，D=80mm,取試求:1、螺栓小徑;2、安裝時預緊力總工作拉力預緊力L例1：一橫板用兩個普通螺栓聯(lián)在立柱上，已知P=4000N，L=200mm，a=100mm,f=0.15,,試求螺栓小徑.aPPLa當兩個螺栓水平放置時的計算過程討論如果用普通螺栓聯(lián)接，求螺栓的預緊力300150P150FF不滑移條件：求普通螺栓小徑如果用鉸制孔螺栓聯(lián)接，求螺栓配合面直徑D=150mmDT例：聯(lián)軸器用6個普通螺栓聯(lián)接。傳遞的扭矩T=150N·M,螺栓材料的許用應力[]=140MPa

,f=0.15,，求螺栓小徑。F橫向載荷不滑移條件：強度條件：載荷橫向力軸向力轉(zhuǎn)矩普通螺栓鉸制螺栓工作載荷計算式僅受預緊力預緊力與工作拉力鉸制螺栓普通螺栓強度表達式第4章

軸與輪轂的連接和其他連接基本要求1、了解軸轂連接的類型、特點。2、掌握鍵連接的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理及應用；掌握平鍵連接的尺寸選擇和強度計算。3、了解花鍵連接的類型、工作原理及應用。定心方式：采用小徑定心，定心精度高。1、矩形花鍵（參數(shù)：大徑D，小徑d，鍵寬b,鍵數(shù)（齒數(shù)）z）dDb2.漸開線花鍵（模數(shù)m，齒數(shù)z，壓力角α）采用齒形定心，有自動定心性df30o(3)采用兩個楔鍵,應相隔布置；(1)采用兩個平鍵,應相隔布置，；(2)采用兩個半圓鍵，應布置在軸的同一母線上；第5章

帶傳動和鏈傳動帶傳動基本要求1、了解帶傳動的類型、工作原理、特點及應用；普通V帶的型號、帶輪結(jié)構(gòu)；帶傳動的張緊。2、掌握帶傳動的力分析、應力分析、彈性滑動與打滑現(xiàn)象；帶傳動的失效形式及設計準則；普通V帶傳動的設計。第5章

帶傳動和鏈傳動重點及難點1、最大有效力拉力Fec的物理意義及其影響因素；2、對帶傳動的工況、彈性滑動和打滑現(xiàn)象的理解。3、設計參數(shù)的選擇及對傳動的影響（D1、v、a、1）。最大有效拉力Fec影響因素：｝1.初拉力F0；3.包角a(a1120o);2.摩擦系數(shù)f;措施

題目1：帶傳動的打滑經(jīng)常在什么情況下發(fā)生？打滑多發(fā)生在大輪上還是小輪上？剛開始打滑時，緊邊拉力松邊拉力有什么關系？簡答題答：帶傳動的打滑經(jīng)常在過載情況下發(fā)生；打滑多發(fā)生在小輪上；剛開始打滑時，緊邊拉力松邊拉力存在如下關系：題目2：為什么帶傳動通常布置在高速級，但在設計時又要對線速度加以限制？【答】由

可知，為避免過大的離心應力，帶速不宜太高；緊邊拉力為避免緊邊過大的拉應力，，帶速不宜太低。第5章

帶傳動和鏈傳動鏈傳動基本要求1、了解鏈傳動的類型、特點及其應用；滾子鏈條與鏈輪的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、主要尺寸和參數(shù)。2、掌握鏈傳動的運動特性及參數(shù)（p、z1、z2、a）選擇。重點與難點

鏈傳動的運動特性、多邊形效應和參數(shù)對鏈傳動的影響。p2.套筒1.滾子3.銷軸4.內(nèi)鏈板5.外鏈板節(jié)距p排數(shù)n鏈節(jié)數(shù)鏈條的基本參數(shù)﹛鏈傳動結(jié)構(gòu)鏈輪齒數(shù)z越少，，鏈速變動越大。鏈輪轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距p越大(質(zhì)量大)，鏈輪齒數(shù)越少，動載荷越大。鏈節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對速度，也將引起沖擊和動載荷。vβv鏈傳動的多邊形效應影響？？不準確的瞬時傳動比使從動輪具有角加速度，產(chǎn)生動載荷。二、滾子鏈傳動的主要失效形式1、鉸鏈的磨損2、鏈條的疲勞破壞3、鉸鏈的膠合齒數(shù)應選奇數(shù)，與偶數(shù)鏈節(jié)相嚙合可以使磨損均勻。

三、參數(shù)選擇1、鏈輪齒數(shù)z1,z2傳動比

i123456z1312725232117齒數(shù)

范圍：太少

鏈速變動大，運動不均勻性和動載荷增大，鉸鏈和齒面磨損加劇；太多

導致z2過多，嚙合圓外移量Δd（爬高）越大，越容易出現(xiàn)脫鏈或者跳齒；同時增加傳動尺寸和質(zhì)量。齒數(shù)應盡量多選，但應使齒數(shù)應選奇數(shù)，與偶數(shù)鏈節(jié)相嚙合可以使磨損均勻。

通常限制鏈傳動的傳動比i≤6，推薦的傳動比i＝2～3.5。第6章

齒輪傳動基本要求1、了解齒輪常用材料及熱處理；齒輪的結(jié)構(gòu)；齒輪傳動的潤滑。2、掌握齒輪傳動的失效形式和設計準則；齒輪傳動的計算載荷。3、掌握齒輪傳動的受力分析（各力大小的計算和方向判定）。4、掌握直齒圓柱齒輪傳動齒面接觸強度和齒根彎曲強度計算的力學模型、應力循環(huán)特性、強度計算公式中主要參數(shù)的意義及對應力（或強度）的影響、強度式的應用。5、掌握斜齒圓柱齒輪傳動強度計算的特點；螺旋角的選擇。6、掌握直齒錐齒輪傳動強度計算的特點。7、掌握齒輪傳動基本參數(shù)（z1、d、）的選擇；許用應力的確定。一、傳動類型選擇與布置應考慮因素：效率,功率，圓周速度，尺寸，重量，使用環(huán)境等。V帶傳動：傳動平穩(wěn)，噪聲小，具有過載保護能力，但尺寸較大。通常布置在高速級。鏈傳動：承載能力大，效率高，壓軸力小，但有較大沖擊。通常布置在低速級。錐齒輪傳動：尺寸大時加工困難。通常布置在次高速級。蝸桿傳動：高速時效率較高，傳動比大。通常布置在次高速級。但是在考慮到整體尺寸要求緊湊的時候，不適宜布置在高速級。圓柱斜齒輪傳動：通常布置在次高速級.可設計成單級或多級。圓柱直齒輪傳動：通常布置在低速級.可設計成單級,兩級或多級。二、齒輪傳動的設計準則(designcriteria)主要失效：疲勞點蝕1、閉式軟齒面總體原則：保證齒根彎曲疲勞強度和齒面接觸疲勞強度先按sH≤[sH]

算出齒輪主要尺寸，再校核sF≤[sF]按接觸疲勞強度設計，校核彎曲疲勞強度主要失效：輪齒折斷2、閉式硬齒面按彎曲疲勞強度設計，校核接觸疲勞強度先按sF≤[sF]算出齒輪的主要尺寸，再校核sH≤[sH]

主要失效：齒面磨損、輪齒折斷3、開式齒輪按彎曲疲勞強度設計，不需校核接觸疲勞強度，把模數(shù)增大10%左右考慮磨損的影響重點與難點1、載荷系數(shù)中各系數(shù)（KA、KV

、Kβ、Kα）的意義、影響因素。2、齒輪傳動的受力分析，主要是斜齒輪各分力的方向判定和大小計算、錐齒輪受力方向判定；雙級齒輪傳動的受力分析。3、強度公式中主要系數(shù)（Zε、Zβ、YFa、YSa、Yε、Yβ）的意義及對齒輪強度的影響；基本參數(shù)（z1、d、）的選擇。4、強度公式的應用（齒輪傳動強度的分析與比較、傳動尺寸的設計與圓整）。第6章

齒輪傳動對接觸強度計算的說明：1、相嚙合齒輪接觸應力相等（σH1=σH2）如[σ]H1≠[σ]H2

，[σ]H小的齒輪接觸強度；低設計時應代入小的求。2、影響齒輪接觸強度的主要參數(shù)是；d1增大，sH

，接觸強度；當

d1=mz1不變時，不同的m、z1組合對接觸強度影響不大。減小提高m增大，減小，彎曲強度提高。對齒根彎曲疲勞強度計算的說明：2、相嚙合齒輪,如則;SaFatYYbmYKFe=KT211FSaYFaYmbdYe=s應分別驗算彎曲強度﹛兩齒輪這部分相同1、影響齒根彎曲強度的主要參數(shù)是

；m

值大的齒輪彎曲強度高；設計時應代入小的求m。例：一對標準直齒圓柱齒輪傳動，參數(shù)見表，試分析哪個齒輪接觸強度高；哪個齒輪彎曲強度高。相嚙合齒輪接觸應力相等，所以

大的接觸強度高，既齒輪1接觸強度高。3904501.732.286045324205001.522.97175031ZBm齒輪相嚙合齒輪值不相等，值大的彎曲強度高所以齒輪2彎曲強度高。閉式軟齒面齒輪，在保證彎曲強度的條件下，采用較多的齒數(shù)，即較小的模數(shù)。一般工業(yè)用齒輪z1=20～40。對速度和噪聲有嚴格要求的齒輪傳動，建議取zl≥25。閉式硬齒面齒輪、開式齒輪和鑄鐵齒輪，因齒根彎曲強度是薄弱環(huán)節(jié)，應取較少齒數(shù)以保證齒輪具較大的模數(shù)，以提高輪齒抗彎能力。一般取zl=17～25。為避免出現(xiàn)輪齒根切現(xiàn)象，對標準直齒圓柱齒輪，應取zl≥17。齒輪的齒數(shù)如何選擇？已知二級斜齒輪傳動，1輪主動，轉(zhuǎn)向和旋向如圖，試：1、為使Ⅱ軸軸向力小，合理確定各齒輪旋向；2、畫出各齒輪受力方向。結(jié)論：Ⅱ軸上兩斜齒輪旋向相同時，Ⅱ軸軸向力小。ⅡⅢ2Ⅱ134··2Ⅱ134ⅡⅢ注意：1、力畫在嚙合線附近；2、標明各力符號；3、計算：作業(yè)6－16··已知直齒錐齒輪—斜齒圓柱齒輪傳動，輸出軸Ⅲ轉(zhuǎn)向如圖，試：1、畫出各齒輪受力方向；2、為使Ⅱ軸軸向力小，合理確定齒輪3、4的旋向。6－17ⅡⅢⅠ1234·ⅢⅡ·注意：當n

反向時，Ⅱ軸軸向力大。題7—10Ⅱ1234旋右結(jié)論:為使Ⅱ軸軸向力小,Ⅱ軸上兩齒輪同旋向。第7章蝸桿傳動基本要求1、了解蝸桿傳動的特點及應用。2、掌握圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇，了解蝸桿傳動變位的特點。3、了解蝸桿傳動的失效形式、設計準則和蝸輪常用材料。4、掌握蝸桿傳動的受力分析。5、掌握蝸桿傳動的效率計算和熱平衡的概念，了解熱平衡計算方法和提高散熱能力的措施。三、蝸桿分度圓直徑和直徑系數(shù)二、正確嚙合條件：（旋向一致）γ=β

為減少蝸輪滾刀數(shù)目，規(guī)定d1為標準值。γβ少，角小，效率低，但可以有自鎖性；

γ

γ

多，角大，效率高，但加工困難。自鎖條件：z2=iz1，過多，d2

大，使蝸桿跨度大，剛度低，一般z2≤80。四、蝸桿頭數(shù)、傳動比、蝸輪齒數(shù)五、如熱平衡條件不滿足時，可采取以下措施：1、增大散熱面積，加散熱片；2、蝸桿軸端加裝風扇；4、加冷卻水管。3、油池內(nèi)安裝蛇形冷卻水管第7章蝸桿傳動重點1、蝸桿傳動的運動特點（vs大）及對失效形式、蝸輪材料和傳動效率與熱平衡的影響。2、蝸桿傳動的受力分析（力的方向）。3、蝸桿傳動的主要參數(shù)（z1、z2、d1、i）的選擇；提高蝸桿傳動效率和散熱能力的措施。有自鎖性7－11GD第8章

軸基本要求1、了解軸的功用、分類和常用材料。2、掌握軸的結(jié)構(gòu)設計的基本要求和方法，設計軸的結(jié)構(gòu)。3、掌握軸的扭轉(zhuǎn)強度和彎扭合成強度計算方法。4、了解軸的剛度計算和振動穩(wěn)定性概念。重點與難點軸的結(jié)構(gòu)設計，提高軸的強度常用的措施。

6、軸承的軸向固定（軸承的放置，缺、過定位）7、軸承組合的調(diào)整（端蓋處的墊片）5、軸承的裝拆（階梯軸、軸肩高度）8、密封（密封件）2、軸上零件定位可靠；（避免三面共面,B<l）1、軸上零件裝拆方便；（階梯軸、軸肩高度）3、軸的工藝性。（鍵的長度和位置）4、其它轉(zhuǎn)動件與固定件的干涉；其它零件結(jié)構(gòu)錯誤。第9章

滾動軸承基本要求1、了解滾動軸承的結(jié)構(gòu)。2、掌握滾動軸承的主要類型、特點及選擇；滾動軸承的代號。3、掌握滾動軸承的失效形式、計算方法；滾動軸承的基本額定壽命、基本額定動載荷的定義、額定壽命計算。4、掌握滾動軸承部件的組合設計（支承方式的選擇與結(jié)構(gòu)設計、安裝和調(diào)整、潤滑和密封等）重點1、滾動軸承主要類型（調(diào)心軸承、3類、6類、7類、N類）的選擇與應用。2、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承額定壽命計算。3、滾動軸承部件的組合設計。難點1、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承軸向力及當量動載荷的計算。2、滾動軸承部件的組合設計（軸系結(jié)構(gòu)設計）。第9章

滾動軸承滾動軸承軸向力計算、當量動載荷計算、壽命計算12軸上合力方向3、求P4、求1、求2、求21反裝（背對背）12求P求球軸承，滾子軸承，第10章

滑動軸承基本要求1、了解滑動軸承的類型、結(jié)構(gòu)、特點及軸瓦材料與結(jié)構(gòu)。2、了解滑動軸承的潤滑劑與潤滑裝置。3、掌握非液體摩擦滑動軸承的失效形式、計算方法。4、掌握液體動壓潤滑基本方程和油楔承載機理；形成液體動壓潤滑的必要條件。重點非液體摩擦滑動軸承的設計?；瑒虞S承的失效形式是什么？磨損、膠合。徑向滑動軸承的主要結(jié)構(gòu)形式有哪些？整體式、剖分式?；瑒虞S承的常用材料有哪