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文档简介

1、机械设计必掌握的知识点1.螺栓组连接的受力分析,单个螺栓强度(1)松连接螺栓强度计算 装配时,螺栓不需拧紧,螺栓不受力 一般地结构连接螺栓的小径,(2)紧连接的螺栓强度计算安装时,必须将螺母拧紧,则螺纹部分不仅受F所产生的拉伸应力的作用,还受螺纹副摩擦力矩T产生的扭转切应力作用>必须为 扭转切应力: 根据第四强度理论:仅受预紧力的紧螺栓连接 靠摩擦力承受横向工作载荷的紧螺栓连接>承受F和F的紧连接螺栓F变形受力相接触,尚未拧紧> 已拧紧但尚未承受工作载荷。F产生的拉伸形变被连接件接触面间产生的压缩变形 拧紧后的螺栓又承受工作载荷,螺栓承受工作载荷F后,因所受拉力由F增至F。而

2、继续增长,形变量为,总拉力花键:多用于动、静连接工作面:齿的侧面 特点:与平键相比,键齿数较多且受载均匀,故可承受很大的载荷,因键槽较浅,对轴毂强度削弱较轻;轴上零件对中性好。缺点:需专门的设备加工,成本高。 过盈连接: 销连接:>只可传递不大的载荷型面连接:轴与相应的轮毂由光滑非圆截面的表面构成的连接。4.齿轮传动的计算原则 (1)计算载荷: 使用系数 动载系数 齿间载荷分配系数 齿向载荷分配系数 (2)齿面接触疲劳强度直齿圆柱齿轮 a为中心距(mm)斜齿: 法向力: 齿面接触线强度L(mm): (3)齿根弯曲疲劳强度FF变形受力齿根弯曲应力 (齿形系数)直齿圆柱齿轮: 为应力修正系数

3、 为使连接的紧密性,应使F>0 (对地连接螺栓连接:F=F0)螺栓的相对刚度 也可行: 设计公式 由于影响变载荷零件疲劳强度的主要因素是应力幅,故应计算应力幅,螺栓拉力变化幅度为 故相应的循环应力幅为 疲劳强度的校核公式为: 受横向载荷的铰制孔用螺栓连接强度计算主要失效形式:螺栓杆被剪断,螺栓杆或孔壁被压溃螺栓杆与孔壁的挤压强度条件: 剪切 为螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度(mm)2.同上:(1)受横向载荷的螺栓组的连接每个螺栓所受的横向工作切应力为: 预紧后,接合面所产生的最大的摩擦力大于或等于横向载荷或(2)受转矩TO忽略连接中的预紧力和摩擦力,则各螺栓的剪切变形量与其轴线到螺栓组中心

4、O的距离成正比或力矩平衡 受力最大的螺栓的工作切力为: 假设预紧力程度相同,均为;则各螺栓连接处产生的摩擦力均相等,并假设此摩擦力集中作用在螺栓中心处,并且各摩擦力应与个螺栓的轴线到螺栓组中心的连线相垂直。根据力矩平衡(3)受轴向载荷: (工作载荷)(4)受翻转力矩的螺栓组连接刚性底板受到翻转力矩后有绕轴线O-O翻转趋势,此时在轴线O-O左侧,地基被放松,螺栓被进一步拉伸;右侧螺栓被放松使其预紧力减少,低级被进一步压缩。 左侧各螺栓及右侧支承面对底座绕O-O的反力矩与载荷力矩平衡,即有:与承受弯矩类似,由于各个螺栓刚度相同,根据螺栓变形协调条件: 故最大工作拉力 在预紧力F作用下,接合面间挤压

5、应力为:翻转力矩M作用下而产生附加挤压应力的最大值可近似为:最大受压处不被压溃的条件为:最小受压处不出现间隙的条件为:3.键连接的特点及应用 工作面:两侧面 平键 原理:靠键与键槽侧面的相互挤压传递转矩 轴向承载:不能承受轴向力(不能受载轴向) 特点:结构简单,拆装方便,对中性好,应用广泛 普通平键:用于轴毂间无轴向相对滑动的静连接 薄型平键:适用于空心轴、薄壁轮毂或只传递运动的轴导向平键和滑键:都用于轮毂需作轴向移动的动连接 导向平键适用于轮毂移动距离不大的场合,一般用螺钉固定在轴槽中,与轮毂的键槽采用间隙配合,轮毂可沿导向平键做轴向移动。 当轮齿轴向移动距离较大时,宜采用滑键,因为用导向平键时键太长,制造困难。 原理:靠键与键槽侧面的挤压传递转矩 工作面:两侧面半圆键 轴受力情况:不能承受轴向力 特点:也有制造简单,拆装方便,对中性好,不能承受轴向力,可自动适应轮毂键槽的斜度,缺点是轴上键槽较深,对轴削弱较大,适用于载荷小的连接或锥形轴端与轮毂的连接,小转矩场合 原理:靠键与键槽面间及轴与轮毂之间的摩擦力传递转矩楔键连接 工作面:上下两底面 轴向承载情况:轴向固定零件,承受单方向的轴向力。 特点:结构简单,但对中性差,适用于对中精度要求不高、不受冲击振动或变载荷的较低速场合 靠工作面上挤压来传

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