机械设计复习资料.ppt

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1、3-1 材料的疲劳特性极限应力：r、rN第三章 机械零件的强度3-01 机械零件的载荷与应力变应力可由静载荷或变载荷产生稳定性变应力的描述：max、min、m、a、r（循环特性）3-02机械零件在静应力下的强度计算极限应力：s、b安全系数：3-2 机械零件的疲劳强度计算材料及零件的疲劳极限应力线图直线方程材料常数（AD的斜率）综合影响系数应力变化规律（加载方式）疲劳强度计算图解法和解析法复合应力安全系数应力状态应力类型单向应力状态复合应力状态极限应力 lim静应力稳定循环变应力r=C(塑性材料）以为判据以为判据以S为判据以S为判据塑性 脆性以S为判据疲劳区屈服区？强度计算公式总结 1FB B

2、2H HH HFB B 1 2H HH H3-4 机械零件的接触强度第四章 摩擦、磨损与润滑概述4-0 概述4-1 摩擦 4种摩擦状态 干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦4-2 磨损 磨损基本类型 磨粒磨损、疲劳磨损、粘附磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 润滑油的粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号 润滑油的粘温特性4-4 流体润滑原理简介5-1 螺纹螺纹的主要参数：大径d、小径d1、中径d2、线数n、导程p、螺纹升角细牙螺纹的特点：细牙螺纹牙形小，螺距小，升角小，自锁性好；小径大，强度高，但牙易磨损，不易经常拆卸。5-2 螺纹联接类型及特点 受拉螺栓连接：普通

3、螺栓、螺钉、双头螺栓、（紧定螺钉）受剪螺栓连接5-34 螺栓的预紧与放松5-5 螺纹联接的强度计算联接的失效形式：联接的失效形式：受拉螺栓：塑性变形、疲劳断裂受拉螺栓：塑性变形、疲劳断裂 受剪螺栓：剪断、压溃受剪螺栓：剪断、压溃 联接失效：滑移、离缝联接失效：滑移、离缝紧螺栓联接强度计算：受剪螺栓联接强度计算：松螺栓联接强度计算 紧螺栓联接强度计算：仅受预紧力的紧螺栓联接 受横向载荷的紧螺栓联接受轴向载荷的紧螺栓联接5-6 螺栓组联接的设计 受力分析的类型：F F F F 普通螺栓强度条件：联接条件（不滑移）：铰制孔螺栓受横向载荷的螺栓组联接受转矩的螺栓组联接普通螺栓强度条件：联接条件（不滑移

4、）：铰制孔螺栓TOriFirmaxFmax受轴向载荷的螺栓组联接每个螺栓所承受的总载荷F2为：F2=F1+F强度条件：联接条件（不离缝）：F10，且满足密封要求。受倾覆力矩（翻转力矩）的螺栓组联接LiLmaxOOOM最大工作载荷：强度条件：不压溃条件：不离缝条件：螺螺栓栓类类别别普通螺栓（受拉螺栓）普通螺栓（受拉螺栓）单单个个螺螺栓栓受受力力强强度度条条件件预紧力预紧力F0=0松螺栓松螺栓轴向载荷轴向载荷轴向力轴向力F紧螺栓联接紧螺栓联接横向载荷横向载荷转转 矩矩F0-预紧力预紧力轴向载荷轴向载荷总拉力总拉力静强度静强度疲劳强度疲劳强度倾覆力矩倾覆力矩铰制孔螺栓（受剪螺栓）铰制孔螺栓（受剪螺栓

5、）横向载荷横向载荷转转 矩矩被联被联接件接件强度强度螺栓联接强度计算小结螺栓联接强度计算小结螺栓联接强度计算小结螺栓联接强度计算小结忽略忽略TMMTM受拉螺栓5-7 螺纹联接件的材料与许用应力 螺纹联接件力学性能等级代号：如5.6 螺纹联接件的许用拉应力 受剪螺纹联接许用剪应力和许用挤压应力5-8 提高螺纹联接强度的措施 降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 减小应力集中 避免或减小附加弯曲应力 采用合理的制造工艺内螺纹外螺纹螺纹联接螺纹联接的画法及结构改错螺纹联接的画法及结构改错第六章 键、花键、无键联接和销联接6-1 键联接 键联接分类及特点：平键、半圆键、楔键、切

6、向键等。A、B、C型普通平键的特点 键的尺寸选择：bh和键的长度L 平键联接的失效 强度校核：6-2 花键联接 花键联接的特点*6-3 无键联接、6-4 销联接普通平键联接普通平键联接(静联接静联接)：工作面的压溃、键的剪断工作面的压溃、键的剪断导向平键滑键联接导向平键滑键联接(动联接动联接)：工作面的磨损工作面的磨损8-1 带传动概述带传动的特点带轮槽的楔角小于带的。8-2 带传动的工作情况分析弹性滑动带传动力分析公式优点：优点：结构简单、无啮合冲击，传动平稳、适合高速、造价低廉以及缓冲减振，过载保护，适用于大中心距；缺点：缺点：摩擦式带传动有弹性滑动和打滑的现象，传动比不稳定，需较大张紧力

7、，寿命短。最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。由于拉力差和带的弹性变形而引起的带相对带轮的局部滑动。8-3 带传动的设计计算带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。单根V带所允许传递的功率公式的含义：带的参数选择：8-4 带轮结构设计8-5 带传动的张紧装置 张紧轮的位置及张紧方向带的型号带轮的基准直径的dd1带的速度v中心距a带的基准长度Ld小带轮上的包角 1带的根数z第九章

8、 链传动9-2 传动链的结构特点链节数宜取偶数偶数，避免过渡链节过渡链节9-1 链传动的特点及应用特点及应用9-3 滚子链链轮的结构和材料9-4 链传动的工作情况分析链传动的多边形效应多边形效应造成链条和链轮都做周期性的变速运动，从而引起动载荷。9-5 滚子链传动的设计计算失效形式链传动的参数选择9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。链轮齿数z1、z2传动比i中心距a链的节距p和排数第十章第十章 齿轮传动齿轮传动10-1 齿轮传动概述10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则失效形式及措施齿轮的设计准则10-3 齿轮的材料及其选择原则对齿轮

9、材料性能的要求软齿面、硬齿面轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。闭式软齿面齿轮：易发生点蚀，按接触疲劳强度设计，校核 弯曲强度 闭式硬齿面齿轮：易发生轮齿折断，按弯曲疲劳强度设计，校核接触强度 开式齿轮：主要失效是磨损、断齿，不会出现点蚀，只按弯曲 疲劳强度设计，然后将计算出的模数m加大10%20%齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、齿芯韧。10-4 齿轮传动的计算载荷载荷系数 KKA Kv K K10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算受力分析强度计算公式齿形系数对齿形的影响齿轮强度的比较10-6 齿轮参数及许用应力齿

10、轮传动设计参数的选择（Z1、m）在保证弯曲疲劳强度的前提下，齿数选得多一些好齿宽系数d及齿宽的选择（为什么小齿轮比大齿轮宽）齿轮的许用应力10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算10-8 标准锥齿轮传动的强度计算 几何尺寸关系 tan1=r1/r210-9 齿轮的结构设计10-10 齿轮传动的润滑斜齿轮、锥齿轮受力分析第十一章 蜗杆传动11-1 蜗杆传动概述11-2 蜗杆传动的类型11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸 蜗杆的分度圆直径d1（d1=qm）11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算 失效形式：蜗轮磨损、胶合、点蚀；蜗杆刚度不足。蜗杆传动的设计准则11-5 蜗杆传动的效率、润滑与热平衡磨粒磨

11、损、刮伤、咬粘(胶合)、疲劳剥落和腐蚀12-1 滑动轴承概述 滑动轴承的特点及应用12-2 滑动轴承的典型结构12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料 滑动轴承失效形式 对滑动轴承材料的要求12-4 滑动轴承轴瓦结构 轴瓦的形式和结构 油槽的设置及对轴承承载能力的影响12-5 滑动轴承润滑剂的选择 润滑油的粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号 润滑油的粘温特性第十二章 滑动轴承减摩性、耐磨性、抗咬粘性、摩擦顺应性、嵌入性、磨合性12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算失效形式：磨损、胶合设计准则：保证边界膜不破裂。保证边界膜不破裂。校核内容：p p、pvpv、vvp p：限制过度磨损。限制过度磨损

12、。限制过度磨损。限制过度磨损。pvpv：限制温升，避免胶合。限制温升，避免胶合。限制温升，避免胶合。限制温升，避免胶合。vv：防止滑动速度过高而加速磨损。防止滑动速度过高而加速磨损。防止滑动速度过高而加速磨损。防止滑动速度过高而加速磨损。12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算流体动压润滑的必要条件流体动压润滑的必要条件雷诺方程的意义雷诺方程的意义径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程工作能力计算工作能力计算流体动力润滑的必要条件是：相对运动的两表面间构成收敛楔形。两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，小口流出。润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。承载量系数承载量系

13、数Cp与与偏心率偏心率最小油膜厚度最小油膜厚度 hmin=r(1-)h轴承的热平衡计算轴承参数对承载能力及温升的影响轴承参数对承载能力及温升的影响参数选择：宽径比B/d、相对间隙、粘度参数、B/d、d、tm第十三章 滚动轴承13-1 概 述13-2 滚动轴承的主要类型和代号滚动轴承的类型及特点滚动轴承的代号13-3 滚动轴承的类型选择13-4 滚动轴承的工作情况轴向载荷对载荷分布的影响派生(附加、内部)轴向力Fd13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承的失效形式：滚动轴承的设计准则滚动轴承基本额定寿命，L10的意义。的意义。基本额定动载荷C当量动载荷判断系数e的意义滚动轴承的轴向力计算（三句话）滚

14、动轴承寿命计算公式13-6 轴承装置的设计支承方式及特点轴承游隙及轴上零件位置的调整滚动轴承的润滑与密封轴系结构改错滚动轴承的设计准则：滚动轴承的设计准则：对于回转的滚动轴承对于回转的滚动轴承：接触疲劳寿命计算和静强度计算。对于摆动或转速很低的滚动轴承对于摆动或转速很低的滚动轴承：只需作静强度计算。对于高速轴承对于高速轴承：除进行疲劳寿命计算外，还需校核极限转速nlim。疲劳点蚀、塑性变形、磨损、烧伤、断裂。第十五章 轴15-0 工程实际中的轴15-1 轴的概述15-2 轴的结构设计 轴系结构改错题15-3 轴的计算 1537试指出图示小锥齿轮轴系中的错误结构，并画出正确的结构图。试指出图示小

15、锥齿轮轴系中的错误结构，并画出正确的结构图。1538试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图。1539 试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图。1540 试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构及视图表达错误，并画出正确结构图及视图。1347 图示为采用一对反装圆锥滚子轴承的小锥齿轮轴承组合结构。指出结构中的错误，加以改正并画出轴向力的传递路线。1347 图示为采用一对反装圆锥滚子轴承的小锥齿轮轴承组合结构。指出结构中的错误，加以改正并画出轴向力的传递路线。1348 试分析图示轴系结构的错误，并加以改正。齿轮用油润滑、轴承用脂润滑。为什么螺纹连接常需要防松为什么

16、螺纹连接常需要防松?按防松原理，按防松原理，螺纹连接的防松方法有哪几种螺纹连接的防松方法有哪几种?在受到冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋在受到冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，；或在副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，；或在高温或温度变化较大的情况下，由于螺纹连高温或温度变化较大的情况下，由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛，接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛，也会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，也会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，最终将导致连接失效，因此需要防松。最终将导致连接失效，因此需要防松。摩擦防松（对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母）摩擦防松（

17、对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母）、机械防松（止动垫圈、串联钢丝绳）、机械防松（止动垫圈、串联钢丝绳）什么叫带传动的弹性滑动？什么叫打滑？试什么叫带传动的弹性滑动？什么叫打滑？试分别说明它们产生的原因和由此带来的后果。分别说明它们产生的原因和由此带来的后果。从现象上看，弹性滑动是带在带轮的局部接触弧面从现象上看，弹性滑动是带在带轮的局部接触弧面上发生的微量相对滑动；打滑则是带在带轮的全部上发生的微量相对滑动；打滑则是带在带轮的全部接触弧上发生的显著的相对滑动。接触弧上发生的显著的相对滑动。从本质上看，弹性滑动是由于带本身的弹性和带传从本质上看，弹性滑动是由于带本身的弹性和带传动两边的拉力差引起的，

18、只要传递圆周力，两边就动两边的拉力差引起的，只要传递圆周力，两边就必须出现拉力差，故弹性滑动是不可以避免的。打必须出现拉力差，故弹性滑动是不可以避免的。打滑是当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦滑是当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动，力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动，故在工作中可以，而且应该避免。故在工作中可以，而且应该避免。在传动突然超载时，打滑可以起到过载保护作用，在传动突然超载时，打滑可以起到过载保护作用，避免其它零件发生损坏。但应尽快采取措施克服，避免其它零件发生损坏。但应尽快采取措施克服，以免带摩损发热使带损坏。以免带摩损发热使带损坏。根据液体润滑摩擦轴承的承载机理，试根据液体润滑摩擦轴承的承载机理，试述形成动压油膜的必要条件。述形成动压油膜的必要条件。轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，以便提高工作效率和延长寿命，同磨损，以便提高工作效率和延长寿命，同时还起到冷却、吸振、防尘、防锈等作用。时还起到冷却、吸振、防尘、防锈等作用。连续供油（芯捻供油、油环供油、压力供连续供油（芯捻供油、油环供油、压力供油）、间歇供油（压配式压注油杯、旋套油）、间歇供油（压配式压注油杯、旋套式注油油杯、针阀式注油油杯）式注油油杯、针阀式注油油杯）