同济大学机械设计复习ppt课件

1、总复习总复习复习战略复习战略题型：选择、填空、分析、计算、构造改错题型：选择、填空、分析、计算、构造改错猜题：否认绝对，减少范围；做题：调整心态，猜题：否认绝对，减少范围；做题：调整心态，先易后难；读懂题意，争小抢大。先易后难；读懂题意，争小抢大。复线运筹法复线运筹法交错运筹法交错运筹法重点运筹法重点运筹法顺序运筹法顺序运筹法冲刺胜利秘笈：方案，方法，努力。冲刺胜利秘笈：方案，方法，努力。复习技法复习技法应试内容重组法应试内容重组法应试重点复习法应试重点复习法应试应试Tips应试内容重组法应试内容重组法1、明确零件的类型和构造特点、明确零件的类型和构造特点2、领会零件的任务原理、任务条件、领会

2、零件的任务原理、任务条件3、掌握任务情况分析：运动分析和动力分析、掌握任务情况分析：运动分析和动力分析4、判别失效方式、确立设计准那么、判别失效方式、确立设计准那么6、了解零件设计方法、主要参数、了解零件设计方法、主要参数7、掌握构造设计方法：资料及热处置和构造改错、掌握构造设计方法：资料及热处置和构造改错5、推导公式、设计步骤、推导公式、设计步骤1. 零件的类型和构造特点零件的类型和构造特点齿轮传动齿轮传动类型：圆柱直、斜、人，圆锥，齿轮齿条类型：圆柱直、斜、人，圆锥，齿轮齿条安装和齿面：开与闭，硬与软安装和齿面：开与闭，硬与软几何特点：平行与相交，端、法、大端几何特点：平行与相交，端、法、

3、大端蜗杆传动蜗杆传动类型：圆柱类型：圆柱ZA阿氏，阿氏，ZI渐开，渐开，ZN延渐开，延渐开，ZK锥包络，锥包络，圆锥、环面；普通圆锥、环面；普通 。布置：上置、下置、偏置。布置：上置、下置、偏置带传动：原理摩擦带传动：原理摩擦:平带传动、平带传动、V带、多楔带、圆带；啮合：带、多楔带、圆带；啮合：同步带同步带几何特点：变位特点和直径系数几何特点：变位特点和直径系数V V带：普通、窄、宽、大楔角、齿形、联组带：普通、窄、宽、大楔角、齿形、联组V V带等带等链传动：链传动： 滚子链、齿形链滚子链、齿形链普通普通V带带Y、Z、A、B、C、D、E窄窄V带：带：SPZ，SPA，SPB，SPC摩擦带特点摩

4、擦带特点优点：弹性吸振、过载维护、低本钱、中心距大优点：弹性吸振、过载维护、低本钱、中心距大缺陷：传动比不准，轴力大，尺寸大，寿命短，效率低。缺陷：传动比不准，轴力大，尺寸大，寿命短，效率低。传动安装：齿轮传动，蜗杆齿轮，带齿轮，锥齿轮传动安装：齿轮传动，蜗杆齿轮，带齿轮，锥齿轮轴：转轴，心轴、传动轴轴：转轴，心轴、传动轴滚动轴承：滚动轴承：7类类,3类类,6类。滚动体类。滚动体选择载荷，选择载荷， nlim，刚性及调心，本钱，刚性及调心，本钱 ；根本代号；根本代号滑动轴承：液体摩擦动压和静压；非液体摩擦滑动轴承：液体摩擦动压和静压；非液体摩擦构造特点：整体与剖分，轴瓦油孔槽位置，瓦衬固定构造

5、特点：整体与剖分，轴瓦油孔槽位置，瓦衬固定螺纹衔接：螺纹衔接：键和花键键和花键螺栓衔接螺栓衔接-普通螺栓衔接，铰制孔用螺栓衔接普通螺栓衔接，铰制孔用螺栓衔接双头螺柱衔接，双头螺柱衔接， 螺钉衔接，螺钉衔接， 紧定螺钉衔接。紧定螺钉衔接。键键-平键普通，导、滑键、半圆键、楔平键普通，导、滑键、半圆键、楔键、切向键键、切向键花键：矩形，渐开线；对中方法花键：矩形，渐开线；对中方法2 领会零件的任务原理和任务条件领会零件的任务原理和任务条件齿轮传动：啮合推压，正确啮合，重合度，旋向齿轮传动：啮合推压，正确啮合，重合度，旋向带传动：摩擦，不打滑条件带传动：摩擦，不打滑条件螺栓组、螺栓衔接螺栓组、螺栓衔

6、接螺纹粗、细牙，牙型，旋向，制度螺纹粗、细牙，牙型，旋向，制度横向外载荷普通螺栓衔接靠摩擦传送，铰制孔用螺栓衔接横向外载荷普通螺栓衔接靠摩擦传送，铰制孔用螺栓衔接靠剪切和挤压传力靠剪切和挤压传力螺栓组受力形状拉、压、剪、弯、复杂螺栓组受力形状拉、压、剪、弯、复杂不滑移条件，不开缝条件，不压溃条件。不滑移条件，不开缝条件，不压溃条件。防松原理：防止螺旋副相对转动防松方法：摩擦防松，机械防松，破坏螺旋副。键联接键联接普通平键、半圆键：任务面靠键的剪切和键、轴、毂挤普通平键、半圆键：任务面靠键的剪切和键、轴、毂挤压压滑动轴承滑动轴承-构成动压条件：收敛楔形间隙；一定相对构成动压条件：收敛楔形间隙；一

7、定相对速度且大口进小口出；两板充溢一定粘度的光滑油速度且大口进小口出；两板充溢一定粘度的光滑油 楔健：任务面，靠摩擦力传力。楔健：任务面，靠摩擦力传力。 切向健：任务面，靠摩擦力和挤压传力切向健：任务面，靠摩擦力和挤压传力无键衔接无键衔接销衔接销衔接3 掌握任务情况分析：运动分析和动力分析掌握任务情况分析：运动分析和动力分析直、斜齿轮：直、斜齿轮：12122121ddZZnni齿2112122121tgctgddZZnni锥锥齿轮：锥齿轮：12122121ddZZnni蜗杆蜗杆传动：蜗杆传动：1122121ddddnni带带传动：带传动：3.1运动分析运动分析o传动比传动比链传动：链传动：co

8、scos122112122112RRizznni瞬时传动比平均传动比总传动比总传动比i=i1i2齿数比、增减速齿数比、增减速o相对滑动优点、缺陷相对滑动优点、缺陷齿轮：节点相对滑动为零易点蚀，摩擦力塑变：主凹从齿轮：节点相对滑动为零易点蚀，摩擦力塑变：主凹从凸凸蜗杆传动：沿齿高同时又沿齿长滑动，故效率低蜗杆传动：沿齿高同时又沿齿长滑动，故效率低带传动：带传动： 过载维护，弹性滑动和打滑景象、本质、后果过载维护，弹性滑动和打滑景象、本质、后果o速度速度齿轮圆周速度齿轮圆周速度10006011ndv带传动带传动10006011ndvd链传动链传动1 12260 100060 1000z n pz

9、n pv 3.2 力分析力分析功率、转矩功率、转矩力分析力分析直齿直齿斜齿斜齿锥齿锥齿蜗杆蜗杆Ft圆周力“主反从同Fr径向力“各指轮心Fa轴向力：斜齿、蜗杆自动轮左右手法那么锥齿小端指向大端锥齿小端指向大端留意点：留意点：1 各轮转动方向：外啮：箭头同时指向节点或背叛节各轮转动方向：外啮：箭头同时指向节点或背叛节点点2 螺旋线方向：外斜齿等值反向，蜗轮蜗杆等值同向螺旋线方向：外斜齿等值反向，蜗轮蜗杆等值同向3 作用力与反作用力：锥作用力与反作用力：锥Fr与与Fa、蜗、蜗Ft与与Fa对应对应o效率、总效率，自锁效率、总效率，自锁o螺旋副：粗牙和细牙螺旋副：粗牙和细牙v；蜗杆：；蜗杆：与头数有关与

10、头数有关nPTiTTTPVFPiiiiii61,1,11055. 9,1000tantan()v3.2带的内力带的内力紧边拉力和松边拉力关系最大有效拉力与F1、F2或F0关系留意：1 积或积或Fec特指将滑未滑特指将滑未滑2 是小轮包角，弧度值是小轮包角，弧度值有效拉力Fec与传送功率P关系滚动轴承：滚动轴承：6101060hnLPCPCLfeeFFFFFFFF212102121120ffeceeFF1000vFPeC根本额定动载荷：寿命，根本额定动载荷：寿命，RarYFXFP易错：易错：1 7类、类、3类派生轴力方向类派生轴力方向2 压紧轴承和放松轴承的轴向力压紧轴承和放松轴承的轴向力610

11、1060hnLPCPCL派生轴力方向：内外圈相分别。派生轴力方向：内外圈相分别。FaFa的计算方法：的计算方法：1压紧轴承和放松轴承判别法；2轴承力平衡法；3公式计算法：同向取正和同向取正和aedaeddaaedaeddaFFFFFFFFFFFF11222211,max,max12FaeFd1Fd2F类型类型作用在螺栓上的任务作用在螺栓上的任务载荷载荷设计计算设计计算受轴向力的螺栓组衔接求得螺栓总拉力求得螺栓总拉力F2=F+F1后按接受轴向后按接受轴向任务载荷的螺栓衔接计任务载荷的螺栓衔接计算算受横向力的螺栓组衔受横向力的螺栓组衔接接按只受预紧力的螺栓衔按只受预紧力的螺栓衔接计算接计算按受剪螺

12、栓计算按受剪螺栓计算受转矩的螺栓组衔接受转矩的螺栓组衔接按受拉螺栓计算按受拉螺栓计算按受剪螺栓计算按受剪螺栓计算受倾覆力矩的螺栓组受倾覆力矩的螺栓组衔接衔接按受拉螺栓计算按受拉螺栓计算螺栓组受力分析螺栓组受力分析ziisrfTKF10ziirTrF12maxmaxziiLMLF12maxmaxZFFzfiFKFsoZFF功用功用1 推导公式:F,F0, F1, F2间关系；FCCCFFFCCCFFFFFmbbmbm0210122 提高螺栓衔接强度的措施。1螺纹牙载荷分配； 2减少螺栓应力幅；3降低应力集中； 4防止附加弯曲应力；5合理制造工艺。齿轮传动齿轮传动KKKKKLKFKppvAnca式

13、中：KA运用系数外载，任务机、原动机类型KV动载系数制造误差，齿的变形；提高精度，修缘K齿间载荷分配系数K齿向载荷分布系数刚度，传动位置；提高刚度，合理位置，适当齿宽，提高制造及安装精度，鼓形齿额定载荷，计算载荷，实践载荷额定载荷，计算载荷，实践载荷3.3 3.3 应力分析应力分析带：变应力，带：变应力，max=1+b1+c ，位置，位置, min=2+c ,齿轮齿轮齿根弯曲应力齿根弯曲应力bmYYKFFSaFat留意：留意：2 2 大小轮齿根弯曲应力不等，因与齿数当量齿数有关；大小轮齿根弯曲应力不等，因与齿数当量齿数有关；3 b3 b是设计齿宽，是设计齿宽，B1=B2+B1=B2+5 510

14、10mmmm1 1 应力循环特性：单向转动应力循环特性：单向转动r=0;r=0;双向转动，惰轮，行星轮为双向转动，惰轮，行星轮为r=-1r=-1极限应力值中思索极限应力值中思索:0.7Flim:0.7Flim力学模型悬臂梁，力大小，作用点，危险截面齿面接触应力齿面接触应力力学模型单对齿在节点处一对节圆柱啮合螺栓衔接螺栓衔接普通螺栓衔接：21043 . 1dFca21243 . 1dFca轴轴弯扭合成WTMca22的含义EHtHZZuubdKF11两轮接触应力相等两轮接触应力相等应力循环特性应力循环特性r=0静载下应力静载下应力变载下应力变载下应力min=C弯曲应力r=1；转轴转轴改动切应力-单

15、向转动r=0，双向转动r=1心轴心轴固定：弯曲应力r=1，0；转动：弯曲应力r=1传动轴传动轴单转：r=0扭剪应力，双转： r=1扭剪应力机械零件的强度机械零件的强度疲劳强度疲劳强度平键衔接平键衔接kldTpkldTp33102102静强度静强度第四强度实际223ca拉、扭复合应力，如螺栓第三强度实际224ca弯、扭复合应力，如转轴1 任务应力：五参数三方程任务应力：五参数三方程2 极限应力极限应力3-N疲劳曲线疲劳曲线NN0，r一定一定mNNN011用途：用途：1知N0，m，-1，求一定N时-1N2知N0，m，-1，求一定-1N时N2minmaxa2minmaxm）当）当maxminminm

16、axminmaxmaxmin(rrB，s；-1，0，rNN0；rN103NN0)3曲线值因r，资料而异资料的极限应力线图的绘制资料的极限应力线图的绘制1知-1，0，S；2知-1，S 。4 等寿命疲劳曲线等寿命疲劳曲线0012零件的极限应力线图的绘制零件的极限应力线图的绘制1知-1，0，S，K；2知-1，S， K 。qkK111留意：公式中影响疲劳强度三要素。滚动轴承：滚动体和转动套圈滚动轴承：滚动体和转动套圈H周期变化，固定脉动不变。周期变化，固定脉动不变。4 4判别失效方式，确定设计准那么判别失效方式，确定设计准那么齿轮：弯折、点蚀、磨损、塑变、胶合齿轮：弯折、点蚀、磨损、塑变、胶合HH，F

17、F留意：开式齿轮设计准那么蜗杆：与齿轮相比，失效在蜗轮轮齿上、无塑变蜗杆：与齿轮相比，失效在蜗轮轮齿上、无塑变HH，FF，yy，t0t0带和链：带打滑和带的疲劳破坏带和链：带打滑和带的疲劳破坏P=Ftv/1000P；链；链链板疲劳等，功率曲线链板疲劳等，功率曲线滑动轴承滑动轴承不完全液体光滑滑动轴承失效：边境油膜破裂pp防过度磨损pvpv限制温升点蚀点蚀缘由节线缘由节线Hmax大，相对速度小，裂纹扩展，大，相对速度小，裂纹扩展，防止或减轻措施提高硬度，减小粗糙度，变位，高粘度油防止或减轻措施提高硬度，减小粗糙度，变位，高粘度油轮齿折断轮齿折断防止或减轻措施正变位，增大齿根圆角，减低防止或减轻措

18、施正变位，增大齿根圆角，减低粗糙度，外表强化粗糙度，外表强化vv，部分p小pv大滚动轴承：点蚀、塑变、磨损滚动轴承：点蚀、塑变、磨损CC或LhLhC0C0键键静联接普通平键：压溃，剪断动联接导键、滑键：磨损轴：强度、刚度、振动稳定性轴：强度、刚度、振动稳定性螺栓衔接：铰制孔用螺栓压溃、剪断；普通螺栓螺栓衔接：铰制孔用螺栓压溃、剪断；普通螺栓静、疲劳强度失效静、疲劳强度失效45 5 推导公式、设计步骤推导公式、设计步骤轴轴资料、热处置，构造草图设计，轴的计算强度，刚度平键联接平键联接键类型，键剖面尺寸，键长，强度校核带传动带传动带型号，带轮直径，初选中心距，计算带长，实践中心距，根数，轴上压力。

19、滚动轴承滚动轴承型号选择型号选择C0FdCFa/C0FaX，YMaxP1，P2Lh齿轮传动齿轮传动FbmYYKFFSaFatHEHtHZZuubdKF11注1 公式用途2 校核、设计方法如开式传动3 提高强度的措施试推导齿根弯曲等强度条件试推导齿轮齿条传动齿面接触强度6 了解零件设计方法及其主要参数了解零件设计方法及其主要参数齿轮：齿轮：直齿：齿根应力悬臂梁，单对齿，全部载荷作用在齿顶，危险截面：与轮齿中线成30且与齿根圆角相切，切点的连线齿面接触应力Hertz公式：使变直径接触适用化-单对齿在节点处的接触应力斜齿：当量齿轮锥齿：当量齿轮，齿宽中点主要参数：主要参数：接触接触da，弯曲，弯曲m

20、提高齿轮强度的措施提高齿轮强度的措施齿数齿数-闭多开少闭多开少齿宽系数：锥、直斜不同齿宽系数：锥、直斜不同a=z11+i m/2 螺栓衔接：受横向载荷的紧联接，螺栓衔接：受横向载荷的紧联接，1.3蜗杆传动：蜗杆传动：q,变位特点及方法变位特点及方法带带键键滚动轴承滚动轴承 P=Fev/1000主要参数dd1提高带传动才干1120ffeceeFF为何限制ddmin，v，a，1校核、条件性计算理由尺寸选择：bhL取键为分别体，力不平衡选择性计算PCfnLth60106留意：1 寿命系数 2 当量动载荷计算链：链：p7 熟习构造设计方法：资料及热处置和构造改错熟习构造设计方法：资料及热处置和构造改错

21、传动零件在方案中的配置传动零件在方案中的配置1带传动承载小，传同T时尺寸较其他传动方式大，能缓冲吸震，应放在高速级；2蜗杆传动能实现大传动比，但低适用于中小功率或间隙运转场所；当它与齿轮同时运用时，蜗杆布置在高速级尺寸小，省料，高，在低速级应齿轮T小传动安装尺寸小；3锥齿轮因加工困难尤其大模数尽量布置在高速级和限制传动比；4斜齿轮传动平稳性较直齿好，常用在高速级或要求平稳的场所。资料、热处置，构造资料、热处置，构造p齿轮：普通原那么齿轮：普通原那么-齿面硬、齿芯韧；软齿面齿面硬、齿芯韧；软齿面HBS1=HBS2+HBS1=HBS2+30503050蜗杆碳钢或合金钢；蜗轮铸锡青铜、铸铝锡青铜、铸

22、铁轴承合金、铜合金、铝基合金、灰铁、球铁、多孔金属资料7工艺道路硬齿面：切齿，调质，表淬，磨齿硬齿面：切齿，调质，表淬，磨齿 ；切齿，渗碳，淬火，磨；切齿，渗碳，淬火，磨齿。齿。软齿面：切齿，正火或调质，滚齿。软齿面：切齿，正火或调质，滚齿。p蜗杆传动蜗杆传动p滑动轴承滑动轴承资料与热处置：低碳、合金钢渗碳，中碳、合金钢调质后淬火蜗杆传动散热方法：风扇，冷却管，散热片构造:径向轴承整体、剖分；推力轴承普通、液体动压斜面或顷瓦；轴瓦构造油孔、沟、固定构造改错：构造改错：1转动与固定件接触？转动与固定件接触？2轴上零件轴向、周向固定？轴上零件轴向、周向固定？3工艺不合理：加工面、安装、调整工艺不合

23、理：加工面、安装、调整4光滑与密封光滑与密封5制图错误制图错误p带带胶带和铸铁带轮；张紧轮位置：松边，内侧，靠大带轮；张紧方法；换带；带楔角和槽角差别。合金钢和碳钢刚度接近；合金钢应力集中敏感p轴轴轴向固定:轴肩、环、套筒、档圈、圆螺母、圆锥形轴头等；周向固定:平键、花键、过盈衔接、成形、销、弹性衔接等；轴的直径和长度dmin、轴毂长p滚动轴承滚动轴承固定与锁紧；装拆和调整；配合；光滑与密封V带构造图p螺纹衔接螺纹衔接构造图，预紧方法，防松措施。齿轮力分析Fa3Fa2Fa1Fa4Fa5Ft6左旋构造改错复习1 1强度强度失效方式和设计准那么 =lim/SSca=lim/S任务应力静应力ca：螺

24、栓4，轴3稳定变应力：类型，3方程5参数极限应力静强度：脆性资料B,塑性资料s疲劳强度有限、无限寿命：一定有限、无限寿命：一定r下的下的rN,r无限寿命：恣意无限寿命：恣意r下的下的r考点考点绘制资料、零件极限应力线图：条件、绘制资料、零件极限应力线图：条件、单向稳定变应力强度计算单向稳定变应力强度计算r=cost,作图法和解析法作图法和解析法)双向稳定变应力强度计算2螺纹衔接螺纹衔接键衔接键衔接根本知识螺纹：细牙与粗牙，联接与传动，效率与自锁螺纹联接类型、画法；普通与铰制孔用螺栓规范件强度级别、资料预紧目的、控制方法防松目的、防松方法防松目的、防松方法螺栓衔接设计螺栓衔接设计构造设计原那么螺栓组力分析螺栓组力分析力分析目的、假设条件力分析目的、假设条件螺栓组受力与单个螺栓螺栓组受力与单个螺栓4种受力形状：拉压、剪、扭、弯种受力形状：拉压、剪、扭、弯复杂受力形状下力分析复杂受力形状下力分析单个螺栓衔接强度计算单个螺栓衔接强度计算受拉螺栓、受剪螺栓受拉螺栓、受剪螺栓1.3的物理意义的物理意义提高螺纹衔接强度的措施键衔接键衔接失效方式平键尺寸确实定平键尺寸确实定变形协调图变形协调图3带传动带传动类型，特点和运用：类型，特点和运用：带型、带长、型号中心距，包角、楔角带型、带长、型号中心距，包角、楔角任务情况分析：任务情况分析：力分析力分析