機(jī)械設(shè)計(jì)B(總復(fù)習(xí))

緒論基本要求

了解機(jī)器的組成及本課程研究的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)。第1章

機(jī)械設(shè)計(jì)概要基本要求

了解機(jī)器和機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求；機(jī)械零件的主要失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則；機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟；機(jī)械零件材料的選用原則和標(biāo)準(zhǔn)化。第2章

機(jī)械零件的強(qiáng)度與耐磨性基本要求1、了解機(jī)械零件的載荷與應(yīng)力的分類。2、掌握疲勞曲線方程的應(yīng)用。3、掌握接觸強(qiáng)度的概念；機(jī)器的摩擦、磨損現(xiàn)象。NN·當(dāng)當(dāng)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(jī)械零件的接觸強(qiáng)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(shí)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(shí)——基本參數(shù)、類型及應(yīng)用。2、掌握螺紋連接的基本知識(shí)——螺紋連接的基本類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用，了解螺紋連接預(yù)緊與防松。3、掌握單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算方法。4、掌握螺栓組連接設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析。5、掌握提高螺紋連接強(qiáng)度的措施。大徑d

—公稱直徑小徑d1—強(qiáng)度計(jì)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(gè)牙型上對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離（不論是否同一條螺旋線）二、螺紋特點(diǎn)及應(yīng)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(dòng)效率高，用于傳動(dòng)。提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅；改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象；減小應(yīng)力集中；避免或減小附加彎曲應(yīng)力；采用合理的制造工藝。重點(diǎn)1、螺紋連接的類型及應(yīng)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(qiáng)度計(jì)算。難點(diǎn)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(jiǎn)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(gè)螺栓承受的工作載荷；對(duì)載荷進(jìn)行疊加，確定每個(gè)螺栓的總工作載荷，求單個(gè)螺栓的最大載荷，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)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(dòng)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(gè)普通螺栓聯(lián)接,已知?dú)飧讐毫=2MPa，D=80mm,取試求:1、螺栓小徑;2、安裝時(shí)預(yù)緊力總工作拉力預(yù)緊力L例1：一橫板用兩個(gè)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(dāng)兩個(gè)螺栓水平放置時(shí)的計(jì)算過程討論如果用普通螺栓聯(lián)接，求螺栓的預(yù)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(gè)普通螺栓聯(lián)接。傳遞的扭矩T=150N·M,螺栓材料的許用應(yīng)力[]=140MPa

,f=0.15,，求螺栓小徑。F橫向載荷不滑移條件：強(qiáng)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(jì)算式僅受預(yù)緊力預(yù)緊力與工作拉力鉸制螺栓普通螺栓強(qiáng)度表達(dá)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(diǎn)。2、掌握鍵連接的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用；掌握平鍵連接的尺寸選擇和強(qiáng)度計(jì)算。3、了解花鍵連接的類型、工作原理及應(yīng)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(dòng)定心性df30o(3)采用兩個(gè)楔鍵,應(yīng)相隔布置；(1)采用兩個(gè)平鍵,應(yīng)相隔布置，；(2)采用兩個(gè)半圓鍵，應(yīng)布置在軸的同一母線上；第5章

帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)帶傳動(dòng)基本要求1、了解帶傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；普通V帶的型號(hào)、帶輪結(jié)構(gòu)；帶傳動(dòng)的張緊。2、掌握帶傳動(dòng)的力分析、應(yīng)力分析、彈性滑動(dòng)與打滑現(xiàn)象；帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。第5章

帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)重點(diǎn)及難點(diǎn)1、最大有效力拉力Fec的物理意義及其影響因素；2、對(duì)帶傳動(dòng)的工況、彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象的理解。3、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及對(duì)傳動(dòng)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(dòng)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(shí)，緊邊拉力松邊拉力有什么關(guān)系？簡(jiǎn)答題答：帶傳動(dòng)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(shí)，緊邊拉力松邊拉力存在如下關(guān)系：題目2：為什么帶傳動(dòng)通常布置在高速級(jí)，但在設(shè)計(jì)時(shí)又要對(duì)線速度加以限制？【答】由

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

帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)基本要求1、了解鏈傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及其應(yīng)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(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性及參數(shù)（p、z1、z2、a）選擇。重點(diǎn)與難點(diǎn)

鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性、多邊形效應(yīng)和參數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)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(dòng)結(jié)構(gòu)鏈輪齒數(shù)z越少，，鏈速變動(dòng)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(dòng)載荷越大。鏈節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對(duì)速度，也將引起沖擊和動(dòng)載荷。vβv鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)影響？？不準(zhǔn)確的瞬時(shí)傳動(dòng)比使從動(dòng)輪具有角加速度，產(chǎn)生動(dòng)載荷。二、滾子鏈傳動(dòng)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(yīng)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(dòng)比

i123456z1312725232117齒數(shù)

范圍：太少

鏈速變動(dòng)大，運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷增大，鉸鏈和齒面磨損加??；太多

導(dǎo)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(shí)增加傳動(dòng)尺寸和質(zhì)量。齒數(shù)應(yīng)盡量多選，但應(yīng)使齒數(shù)應(yīng)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(dòng)的傳動(dòng)比i≤6，推薦的傳動(dòng)比i＝2～3.5。第6章

齒輪傳動(dòng)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(dòng)的潤(rùn)滑。2、掌握齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷。3、掌握齒輪傳動(dòng)的受力分析（各力大小的計(jì)算和方向判定）。4、掌握直齒圓柱齒輪傳動(dòng)齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的力學(xué)模型、應(yīng)力循環(huán)特性、強(qiáng)度計(jì)算公式中主要參數(shù)的意義及對(duì)應(yīng)力（或強(qiáng)度）的影響、強(qiáng)度式的應(yīng)用。5、掌握斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)；螺旋角的選擇。6、掌握直齒錐齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)。7、掌握齒輪傳動(dòng)基本參數(shù)（z1、d、）的選擇；許用應(yīng)力的確定。一、傳動(dòng)類型選擇與布置應(yīng)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(dòng)：傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，具有過載保護(hù)能力，但尺寸較大。通常布置在高速級(jí)。鏈傳動(dòng)：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(jí)。錐齒輪傳動(dòng)：尺寸大時(shí)加工困難。通常布置在次高速級(jí)。蝸桿傳動(dòng)：高速時(shí)效率較高，傳動(dòng)比大。通常布置在次高速級(jí)。但是在考慮到整體尺寸要求緊湊的時(shí)候，不適宜布置在高速級(jí)。圓柱斜齒輪傳動(dòng)：通常布置在次高速級(jí).可設(shè)計(jì)成單級(jí)或多級(jí)。圓柱直齒輪傳動(dòng)：通常布置在低速級(jí).可設(shè)計(jì)成單級(jí),兩級(jí)或多級(jí)。二、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(designcriteria)主要失效：疲勞點(diǎn)蝕1、閉式軟齒面總體原則：保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度先按sH≤[sH]

算出齒輪主要尺寸，再校核sF≤[sF]按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲疲勞強(qiáng)度主要失效：輪齒折斷2、閉式硬齒面按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核接觸疲勞強(qiáng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)，不需校核接觸疲勞強(qiáng)度，把模數(shù)增大10%左右考慮磨損的影響重點(diǎn)與難點(diǎn)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(dòng)的受力分析，主要是斜齒輪各分力的方向判定和大小計(jì)算、錐齒輪受力方向判定；雙級(jí)齒輪傳動(dòng)的受力分析。3、強(qiáng)度公式中主要系數(shù)（Zε、Zβ、YFa、YSa、Yε、Yβ）的意義及對(duì)齒輪強(qiáng)度的影響；基本參數(shù)（z1、d、）的選擇。4、強(qiáng)度公式的應(yīng)用（齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的分析與比較、傳動(dòng)尺寸的設(shè)計(jì)與圓整）。第6章

齒輪傳動(dòng)對(duì)接觸強(qiáng)度計(jì)算的說明：1、相嚙合齒輪接觸應(yīng)力相等（σH1=σH2）如[σ]H1≠[σ]H2

，[σ]H小的齒輪接觸強(qiáng)度；低設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)代入小的求。2、影響齒輪接觸強(qiáng)度的主要參數(shù)是；d1增大，sH

，接觸強(qiáng)度；當(dāng)

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

；m

值大的齒輪彎曲強(qiáng)度高；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)代入小的求m。例：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，參數(shù)見表，試分析哪個(gè)齒輪接觸強(qiáng)度高；哪個(gè)齒輪彎曲強(qiáng)度高。相嚙合齒輪接觸應(yīng)力相等，所以

大的接觸強(qiáng)度高，既齒輪1接觸強(qiáng)度高。3904501.732.286045324205001.522.97175031ZBm齒輪相嚙合齒輪值不相等，值大的彎曲強(qiáng)度高所以齒輪2彎曲強(qiáng)度高。閉式軟齒面齒輪，在保證彎曲強(qiáng)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(duì)速度和噪聲有嚴(yán)格要求的齒輪傳動(dòng)，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(qiáng)度是薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，應(yīng)取zl≥17。齒輪的齒數(shù)如何選擇？已知二級(jí)斜齒輪傳動(dòng)，1輪主動(dòng)，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(shí)，Ⅱ軸軸向力小。ⅡⅢ2Ⅱ134··2Ⅱ134ⅡⅢ注意：1、力畫在嚙合線附近；2、標(biāo)明各力符號(hào)；3、計(jì)算：作業(yè)6－16··已知直齒錐齒輪—斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，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(dāng)n

反向時(shí)，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(dòng)基本要求1、了解蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用。2、掌握?qǐng)A柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇，了解蝸桿傳動(dòng)變位的特點(diǎn)。3、了解蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和蝸輪常用材料。4、掌握蝸桿傳動(dòng)的受力分析。5、掌握蝸桿傳動(dòng)的效率計(jì)算和熱平衡的概念，了解熱平衡計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)比、蝸輪齒數(shù)五、如熱平衡條件不滿足時(shí)，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(fēng)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(dòng)重點(diǎn)1、蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（vs大）及對(duì)失效形式、蝸輪材料和傳動(dòng)效率與熱平衡的影響。2、蝸桿傳動(dòng)的受力分析（力的方向）。3、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)（z1、z2、d1、i）的選擇；提高蝸桿傳動(dòng)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(shè)計(jì)的基本要求和方法，設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)。3、掌握軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算方法。4、了解軸的剛度計(jì)算和振動(dòng)穩(wěn)定性概念。重點(diǎn)與難點(diǎn)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高軸的強(qiáng)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(zhǎng)度和位置）4、其它轉(zhuǎn)動(dòng)件與固定件的干涉；其它零件結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤。第9章

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

滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承軸向力計(jì)算、當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算、壽命計(jì)算12軸上合力方向3、求P4、求1、求2、求21反裝（背對(duì)背）12求P求球軸承，滾子軸承，第10章

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