機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)2

一、機(jī)械零件設(shè)計(jì)的思路

從失效分析出發(fā),為保證零件正常的工作能力,采取的一系列對策和措施。控制零件尺寸正確選擇材料確定合理結(jié)構(gòu)考慮使用維護(hù)機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論分析處理問題的思路：工作條件分析（受力分析及應(yīng)力分析）↓失效形式制定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則↓

強(qiáng)度計(jì)算（選擇材料→許用應(yīng)力→確定主要參數(shù)）↓

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)→尺寸及繪圖）↓明確零件的功能和工作原理

二、通用零部件工作能力計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問題常用零部件

傳動(dòng)零件——齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)聯(lián)接零件——螺紋聯(lián)接、軸轂聯(lián)接（鍵、銷、過盈配合）、聯(lián)軸器與離合器支承零件——軸、滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承儲(chǔ)能零件——彈簧A標(biāo)準(zhǔn)件：先選類型再確定型號螺栓、螺母、墊圈、鍵、銷、V帶、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、離合器、密封圈B具有標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的零件：滿足強(qiáng)度、幾何、運(yùn)動(dòng)條件齒輪、蝸桿、蝸輪C非標(biāo)準(zhǔn)件：自行設(shè)計(jì)軸、滑動(dòng)軸承、箱體、套筒2參數(shù)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化1）核驗(yàn)計(jì)算2）設(shè)計(jì)計(jì)算3）承載能力計(jì)算3工作能力計(jì)算的幾種形式3若零件有幾種計(jì)算形式，應(yīng)同時(shí)滿足σH≤[σH]齒輪的點(diǎn)蝕與折斷鉸制孔螺栓受橫向載荷σF≤[σF]使用要求工藝要求經(jīng)濟(jì)性三、常用零件的材料選擇軸——強(qiáng)度、剛度45鋼、40Cr閉式齒輪——強(qiáng)度、韌性、耐磨性（內(nèi)韌外硬）

45鋼、40Cr、20Cr、ZG45開式齒輪——強(qiáng)度、耐磨鑄鐵HT350、QT500-7蝸桿與蝸輪——強(qiáng)度、減摩耐磨、抗膠合

鋼——青銅（鑄鐵）滾動(dòng)軸承——強(qiáng)度、硬度、耐磨GCr9、GCr15鍵——強(qiáng)度Q235、Q275、20鋼、45鋼螺栓——強(qiáng)度Q235、35鋼、45鋼、15Cr、40Cr第8章聯(lián)接一螺紋的類型、參數(shù)和應(yīng)用三角形、矩形、梯形、鋸齒形螺紋聯(lián)接螺紋

—三角形螺紋（普通螺紋、管螺紋）傳動(dòng)螺紋

—矩形、梯形、鋸齒形螺紋大徑d—

公稱直徑小徑d1—強(qiáng)度計(jì)算直徑中徑d2—

確定幾何參數(shù)和配合性質(zhì)的直徑P、S、λ、α、β二螺旋副的受力分析、效率和自鎖三、螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算1螺栓的失效形式螺栓桿拉斷、剪斷，螺栓桿和被聯(lián)接件孔壁的壓潰，經(jīng)常裝拆時(shí)發(fā)生滑扣設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在聯(lián)接不滑脫的前提下,螺栓桿或孔壁不破壞普通螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接緊聯(lián)接軸向載荷橫向載荷松聯(lián)接螺栓聯(lián)接類型松聯(lián)接:裝配時(shí):工作時(shí):不預(yù)緊→不受力→受軸向載荷Q緊聯(lián)接:擰┌螺栓緊└被聯(lián)接件(拉)

(壓)→拉Q＋扭T1普通螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算1松螺栓受軸向載荷2鉸制孔螺栓受橫向載荷4緊螺栓受軸向載荷螺栓總拉力Q=Qr+Qe3緊螺栓受橫向載荷橫向載荷R:軸向載荷Q0（預(yù)緊力）1)不滑動(dòng)→壓力Q02)不拉斷不擰斷Q0≥C·R/m·f→復(fù)合應(yīng)力四、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松T＝T1＋T2≈0.2Q0d

N·mmA摩擦防松B機(jī)械防松C鉚沖防松預(yù)緊：防松：五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施(一)降低螺栓總拉伸載荷Q的變化范圍(二)改善螺紋牙間的載荷分布(三)減小應(yīng)力集中(四)采用提高強(qiáng)度的工藝措施鍵聯(lián)接

1、類型①平鍵聯(lián)接②半圓鍵聯(lián)接③楔鍵聯(lián)接切向鍵聯(lián)接類型選擇→根據(jù)使用要求和場合選取尺寸選擇→裝鍵處軸的直徑d和輪轂的寬度B在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中選取鍵的尺寸鍵的主要尺寸：（b×h×L)截面尺寸和長度2、鍵的選擇及平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

①鍵的選擇主要失效形式⒈鍵或被聯(lián)接件的工作面的壓潰⒉嚴(yán)重過載時(shí)鍵的剪斷鍵或被聯(lián)接件的工作面壓強(qiáng)過大普通平鍵（靜聯(lián)接）

導(dǎo)向平鍵（動(dòng)聯(lián)接）保證聯(lián)接具有足夠的擠壓強(qiáng)度保證聯(lián)接工作面不發(fā)生過度磨損計(jì)算準(zhǔn)則軸、鍵、轂三者之弱見表（8-8）②鍵的強(qiáng)度核驗(yàn)第10章齒輪傳動(dòng)一、齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式：（一）輪齒折斷（二）齒面點(diǎn)蝕（三）齒面磨損（四）齒面膠合（五）塑性變形1、閉式齒輪傳動(dòng)硬齒面(HBS>350)—以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主軟齒面(HBS≤350)—以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主2、開式和半開式齒輪傳動(dòng)

—?jiǎng)t保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：σH1=σH2直齒輪強(qiáng)度條件二、受力分析Fr1Fr2Ft1Ft2Ft2Fr2Ft1Fr1Fa2Fa1Fr1Fa1Fa2Fr2軸向力指向大端Fa2Fa1Ft1Fr2Fr1Ft21）確定并畫出各齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；2）欲使中間軸Ⅱ所受軸向力最小，斜齒輪3、4輪齒的旋向如何。3）畫圖標(biāo)出各齒輪所受徑向力及軸向力的方向1特點(diǎn)：撓性傳動(dòng)靠摩擦，緩沖吸振能打滑；彈性滑動(dòng)不可免，速比不穩(wěn)有“丟轉(zhuǎn)”；制造簡單成本低，遠(yuǎn)距傳動(dòng)體積大。第12章帶傳動(dòng)2受力分析初拉力有效拉力帶傳遞的功率帶將打滑時(shí)Fe=F1－F24運(yùn)動(dòng)分析3應(yīng)力分析傳動(dòng)比5帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則打滑、疲勞拉斷、磨損設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在不發(fā)生打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命普通V帶的型號：YZABCDE七種V帶的楔角為40°V帶輪的輪槽角小于40°打滑首先發(fā)生在小帶輪上一、軸的類型第14章軸心軸：只承受彎矩，不傳遞轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)軸：主要傳遞轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩，又傳遞轉(zhuǎn)矩二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.制造工藝性要求3.定位和固定要求2.裝拆要求4.盡量減少應(yīng)力集中注：軸上零件的軸向與周向固定方法、結(jié)構(gòu)改錯(cuò)三、軸的強(qiáng)度計(jì)算為扭-彎應(yīng)力性質(zhì)折合系數(shù)強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)公式不變的轉(zhuǎn)矩α=0.3脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩α=0.6頻繁正反轉(zhuǎn)α=1第15章滾動(dòng)軸承一、滾動(dòng)軸承的代號6208軸承的內(nèi)徑、類型、公差等級、能承受何種形式載荷6類、7類、3類、N類軸承失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：疲勞點(diǎn)蝕

—進(jìn)行壽命(額定動(dòng)載荷)計(jì)算塑性變形

—靜強(qiáng)度(額定靜載荷)計(jì)算

對于磨損——限制工作轉(zhuǎn)速

加強(qiáng)潤滑和密封Lh≥[Lh]n≤

nlim二、滾動(dòng)軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則三、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算壽命、基本額定壽命；基本額定動(dòng)載荷的概念當(dāng)量動(dòng)載荷的意義及計(jì)算四、角接觸軸承軸向載荷

Fa

的計(jì)算1內(nèi)部軸向力S2角接觸軸承的安裝方式3角接觸軸承的軸向載荷Fa計(jì)算五、滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)固定、調(diào)整、預(yù)緊、配合、潤滑、密封例：如圖所示在軸的兩端反裝一對型號為7208B軸承。已知兩軸承的徑向載荷Fr1=6000N,Fr2=4000N，軸上的軸向載荷Ka=1800N，方向如圖。試求：1）兩軸承內(nèi)部軸向力、的大小，并畫出其方向；2）計(jì)算兩軸承的軸向載荷F