机械设计复习(1)

1、作者：朱理机械设计复习机械设计复习 第四章第四章 带传动带传动一、工作原理一、工作原理 V V带传动的工作面为两侧面，平带传动的工作面为两内带传动的工作面为两侧面，平带传动的工作面为两内环表面，在预紧力相同的情况下，由于环表面，在预紧力相同的情况下，由于V V带的摩擦力比平带大，带的摩擦力比平带大，故传递的功率大。故传递的功率大。带传动是靠摩擦来传递运动和动力；带传动是靠摩擦来传递运动和动力； 标准普通V带工作面的两侧面夹角为 = 40，相应的V带轮轮槽的两侧面夹角则小于40。1.1.力分析力分析二、工作情况分析二、工作情况分析211000FFVPFe 121 VfeFF 10006011 n

2、dv 为弧度为弧度作者：朱理机械设计复习机械设计复习 第四章第四章 带传动带传动2. .应力分析应力分析 带传动有拉应力、弯曲应力、离心拉应力；最大应力发生在紧边进入小带轮处。限制小带轮的最小直径主要是为了限制弯曲应力限制小带轮的最小直径主要是为了限制弯曲应力3. 带的弹性滑动与打滑带的弹性滑动与打滑 带传动的弹性滑动：带传动的弹性滑动：产生的原因：产生的原因：胶带为弹性体，且传动过程中存在拉力差。产生的后果：产生的后果：使传动比不稳定，不为常数。是否能避免：是否能避免：对带传动而言弹性滑动是不可避免的。二、工作情况分析二、工作情况分析作者：朱理机械设计复习机械设计复习带传动的打滑：带传动的打

3、滑：产生的原因：产生的原因：有效拉力超过了最大摩擦力，即FeFfmax。产生的后果：产生的后果：使带传动失效。是否能避免：是否能避免：对带传动而言打滑是可以避免的，只要FeFfmax即可。 第四章第四章 带传动带传动二、工作情况分析二、工作情况分析3. 带的弹性滑动与打滑带的弹性滑动与打滑 三、带传动的设计计算三、带传动的设计计算1.1.带传动的失效形式：带的打滑和带的疲劳损坏带传动的失效形式：带的打滑和带的疲劳损坏2.2.设计计算准则：在保证带传动不打滑的前题下，使胶带具设计计算准则：在保证带传动不打滑的前题下，使胶带具有一定的疲劳强度和寿命。有一定的疲劳强度和寿命。3.3.设计中各参数的选

4、择设计中各参数的选择 在设计带传动时，为防止带的弯曲应力过大，应限制小带在设计带传动时，为防止带的弯曲应力过大，应限制小带轮的最小直径。轮的最小直径。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习第五章第五章 链传动链传动一、工作原理一、工作原理链传动是靠啮合来传递运动和动力，链传动传动平稳性差。链条的节距p为主要参数。设计链传动时，链节数最好取偶数。链传动大链轮齿数不宜过多的原因是避免磨损时过早脱链。链传动大链轮齿数不宜过多的原因是避免磨损时过早脱链。链传动的链传动的运动不均匀性运动不均匀性：产生的原因：产生的原因：链板为刚性，当链条绕过链轮时相当于绕在一多边链板为刚性，当链条绕过链轮时相当于绕在一多

5、边形上，即为多边形效应。形上，即为多边形效应。产生的后果：产生的后果：使传动不稳定，会产生振动和动载荷，瞬时传动使传动不稳定，会产生振动和动载荷，瞬时传动比不为常数。比不为常数。二、工作情况分析二、工作情况分析是否能避免：是否能避免：对链传动而言运动不均匀性是不可避免的。对链传动而言运动不均匀性是不可避免的。转速过大、节距过大、齿数过小，则动载荷越大。转速过大、节距过大、齿数过小，则动载荷越大。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习三、链传动的失效形式三、链传动的失效形式第五章第五章 链传动链传动链的疲劳破坏、链条铰链磨损、胶合、链条过载拉断。链传动大链轮齿数不宜过多的原因是避免磨损时过早脱链。

6、链传动大链轮齿数不宜过多的原因是避免磨损时过早脱链。 第六章第六章 齿轮传动齿轮传动一、齿轮传动的失效形式及设计准则一、齿轮传动的失效形式及设计准则 轮齿的折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿轮齿的折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿面塑性变形。面塑性变形。 齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必须避免的失效形式是轮齿的折断；闭式软齿面齿轮传动最主要的失效形式是齿面疲劳点蚀；高速重载齿轮传动易发生齿面胶合。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习第六章第六章 齿轮传动齿轮传动一、齿轮传动的失效形式及设计准则一、齿轮传动的失效形式及设计准则闭式钢制软齿面齿轮传动，主要失效形式是齿面点蚀

7、，故按闭式钢制软齿面齿轮传动，主要失效形式是齿面点蚀，故按齿面接触疲劳强度进行设计计算，再按齿根弯曲疲劳强度进行齿面接触疲劳强度进行设计计算，再按齿根弯曲疲劳强度进行校核。校核。闭式钢制硬齿面或铸铁齿轮传动，闭式钢制硬齿面或铸铁齿轮传动，主要失效形式是齿根弯曲主要失效形式是齿根弯曲折断，故按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，再按齿面接触疲折断，故按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，再按齿面接触疲劳强度进行校核。劳强度进行校核。开式齿轮传动，开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损，严重磨损后齿根主要失效形式是齿面磨损，严重磨损后齿根弯曲折断，故按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算即可。弯曲折断，故按齿根弯曲疲劳

8、强度进行设计计算即可。二、轮齿的受力分析二、轮齿的受力分析直齿、斜齿、锥齿的受力分析（书上作业）。直齿、斜齿、锥齿的受力分析（书上作业）。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习 22111/1.21.mmNuubdKTZZuubdKFZZHHEtHEH 12)(212221 uuKdbZZTHE 61111055. 9 nTP三、齿轮传动的强度计算三、齿轮传动的强度计算 第六章第六章 齿轮传动齿轮传动1. 1. 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算2) 两轮的材料、热处理方法、齿面硬度不同两轮的材料、热处理方法、齿面硬度不同,故两齿轮的许用接故两齿轮的许用接触应力不同触应力不同,即即H 1H

9、 2。 1) 相互啮合的两齿轮产生的接触应力是相等的相互啮合的两齿轮产生的接触应力是相等的, ,即即H1= H2 。3) 校核时应校核两个齿轮中较小者校核时应校核两个齿轮中较小者,即要求即要求H H 小小。 4) 设计时，公式中设计时，公式中 H 的值应将的值应将H 1与与H 2 中的较小者代入中的较小者代入设计公式计算设计公式计算。 5) )齿面接触强度主要取决于小齿轮分度圆直径齿面接触强度主要取决于小齿轮分度圆直径d d1 1或传动的中心距或传动的中心距a，模数模数m不能成为衡量齿轮接触强度的依据。不能成为衡量齿轮接触强度的依据。6) 公式中公式中b b代小值。代小值。 作者：朱理机械设计

10、复习机械设计复习三、齿轮传动的强度计算三、齿轮传动的强度计算第六章第六章 齿轮传动齿轮传动 2321111/22mmNmZYYKTmbdYYKTFdSaFaSaFaF SaFaFYYKmbdT 21161111055. 9 nTP2. . 齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算 代代小小值值SaFaFYY 1)由于由于YFa、YSa是按齿数查取是按齿数查取,而两个齿轮的齿数不同而两个齿轮的齿数不同,故两故两轮的轮的YFa1、YSa1和和YFa2、YSa2不同不同,所以两轮的弯曲应力也不同所以两轮的弯曲应力也不同,即即F1F2。 2) 两轮的材料、热处理方法、齿面硬度不同两轮的材料、热处理方法

11、、齿面硬度不同,故两齿轮的许故两齿轮的许用弯曲应力不同用弯曲应力不同,即即F1F2。作者：朱理机械设计复习机械设计复习5) 齿根弯曲疲劳强度主要取决于齿根弯曲疲劳强度主要取决于模数模数,在满足弯曲强度的条件下在满足弯曲强度的条件下可适当选取较多的齿数，以使传动平稳。可适当选取较多的齿数，以使传动平稳。 FSaFaYY1F1Sa1FaYY2F2Sa2FaYY4) 设计时由于两齿轮的模数设计时由于两齿轮的模数m相同相同,故设计公式中故设计公式中的值应将的值应将中较大者代入公式计算中较大者代入公式计算,与与算出后应取标准模数；且要求算出后应取标准模数；且要求m 1.5。三、齿轮传动的强度计算三、齿轮

12、传动的强度计算第六章第六章 齿轮传动齿轮传动2. . 齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算 6) 公式中公式中b b代小值。代小值。 3) 校核时必须分别校核两个齿轮的弯曲强度校核时必须分别校核两个齿轮的弯曲强度,即即11FF2112212FSaFaSaFaFFYYYY作者：朱理机械设计复习机械设计复习第七章第七章 蜗杆传动蜗杆传动一、蜗杆传动的受力分析一、蜗杆传动的受力分析 图示为图示为蜗杆、蜗杆、齿轮传动装置，已知主动斜齿轮齿轮传动装置，已知主动斜齿轮1的转向的转向n1和蜗和蜗杆的旋向杆的旋向 ，今欲使轴，今欲使轴上传动件轴向力相抵消，试确定：上传动件轴向力相抵消，试确定：1. 斜斜齿

13、轮齿轮1、2轮齿的旋向；轮齿的旋向；2. 蜗轮的转向及其旋向；蜗轮的转向及其旋向； 3. 画出齿轮画出齿轮1、2、3、4、5、6上的受力情况上的受力情况(用各分力表示用各分力表示)。解：解：n2n n4 4Fa4Fa3Fa2Fa1Fr2Fr1Ft3Ft4Ft1Ft2Fr4Fr3Fa5Ft6n6蜗轮蜗轮6右旋右旋Fr5Fr6Ft5Fa6作者：朱理机械设计复习机械设计复习第八章第八章 滚动轴承滚动轴承一、滚动轴承的代号一、滚动轴承的代号 基本代号（内径代号、直径系列代号、类型代号）、内基本代号（内径代号、直径系列代号、类型代号）、内部结构代号、公差等级代号（部结构代号、公差等级代号（0 0级在代号

14、中可不标）、游隙代级在代号中可不标）、游隙代号（号（0 0组在代号中可不标）。组在代号中可不标）。二、滚动轴承的寿命计算二、滚动轴承的寿命计算1. 1. 轴承的寿命和额定寿命轴承的寿命和额定寿命 轴承的寿命是指轴承在发生点蚀前所能达到的或超过的轴承的寿命是指轴承在发生点蚀前所能达到的或超过的总转数或总工作小时数。总转数或总工作小时数。 基本额定寿命是指一批零件在相同的运转条件下，基本额定寿命是指一批零件在相同的运转条件下，90%90%的轴承在发生点蚀前所达到的或超过的总转数或总工作小时数。的轴承在发生点蚀前所达到的或超过的总转数或总工作小时数。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习第八章第八章

15、滚动轴承滚动轴承二、滚动轴承的寿命计算二、滚动轴承的寿命计算2. . 轴承径向载荷轴承径向载荷F Fr r的计算的计算3. . 派生轴向力派生轴向力F FS S的计算的计算4. . 轴承轴向载荷轴承轴向载荷F Fa的计算的计算(1) 确定派生轴向力的指向确定派生轴向力的指向，“正装正装”两派生轴向力相两派生轴向力相 对，对，“反装反装”两派生轴向力背离；两派生轴向力背离；(2) 判定轴上判定轴上全部轴向力的合力指向全部轴向力的合力指向；(3) 确定哪个确定哪个轴承被轴承被“压紧压紧”，哪个，哪个轴承被轴承被“放松放松”；(4) 被被“放松放松”的轴承的轴向载荷的轴承的轴向载荷Fa就等于就等于自

16、身的派生轴向力自身的派生轴向力FS；(5) 被被“压紧压紧”的轴承的轴向载荷的轴承的轴向载荷Fa等于等于除自身派生轴向力除自身派生轴向力FS以以外其余所有轴向力的代数和外其余所有轴向力的代数和。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习第八章第八章 滚动轴承滚动轴承二、滚动轴承的寿命计算二、滚动轴承的寿命计算5. . 轴承当量动载荷轴承当量动载荷P P的计算的计算P = X Fr + Y Fa 6. . 滚动轴承寿命计算滚动轴承寿命计算hPfCnLpr )(166702 三、滚动轴承的组合设计三、滚动轴承的组合设计 在滚动轴承的组合结构中，两端固定支承结构型式主要用于在滚动轴承的组合结构中，两端固定

17、支承结构型式主要用于温度变化温度变化小小的的短短轴。轴。 在滚动轴承的组合结构中，一端固定在滚动轴承的组合结构中，一端固定一端游动一端游动支承结构型式支承结构型式主要用于温度变化主要用于温度变化大大的的长长轴。轴。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习第九章第九章 滑动轴承滑动轴承一、不完全液体润滑滑动轴承设计计算一、不完全液体润滑滑动轴承设计计算1) 控制轴承的平均压强控制轴承的平均压强 p ( (防止过渡磨损防止过渡磨损) )；二、形成液体动压润滑的必要条件二、形成液体动压润滑的必要条件1. 1. 两滑动表面必须具有收敛的楔形空间；两滑动表面必须具有收敛的楔形空间；2. . 两滑动表面必须具

18、有相对滑动速度两滑动表面必须具有相对滑动速度v , v , 其方向应使润滑油其方向应使润滑油从楔形大口流入从楔形大口流入, , 从小口流出；从小口流出；3. . 有一定粘度的润滑油不断补充到楔形空间内。有一定粘度的润滑油不断补充到楔形空间内。 2) 控制滑动速度控制滑动速度 v ( (防止局部发生严重的加速磨损防止局部发生严重的加速磨损) )；3) 控制控制 pv ( (防止轴承温升过高而发生胶合防止轴承温升过高而发生胶合) )。作者：朱理机械设计复习机械设计复习第十章第十章 联轴器和离合器联轴器和离合器一、联轴器和离合器的功用与区别一、联轴器和离合器的功用与区别 联轴器和离合器主要是用来联接

19、不同机器联轴器和离合器主要是用来联接不同机器( (或部件或部件) )中的中的两根轴两根轴, ,使它们一起回转使它们一起回转, ,以传递运动和动力。以传递运动和动力。 联轴器联接的两轴只有在机器停下来时联轴器联接的两轴只有在机器停下来时, , 用拆卸的方法用拆卸的方法才能将其分离或合上。才能将其分离或合上。 离合器联接的两轴可在机器运转中随时随地方便的将两离合器联接的两轴可在机器运转中随时随地方便的将两轴分离或结合轴分离或结合, , 这就可以适用于从动轴要随时起动、停止这就可以适用于从动轴要随时起动、停止, , 而而主动轴难以作出相应变化的场合。主动轴难以作出相应变化的场合。二、联轴器的分类及应

20、用场合二、联轴器的分类及应用场合作者：朱理机械设计复习机械设计复习第十一章第十一章 轴轴一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类按轴承受载荷的不同分：按轴承受载荷的不同分：1. 1. 心轴心轴 只承受弯矩而不承受扭矩的轴。只承受弯矩而不承受扭矩的轴。2. 2. 传动轴传动轴 主要承受扭矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。主要承受扭矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。3. 3. 转轴转轴 既承受扭矩既承受扭矩, ,又承受弯矩的轴。又承受弯矩的轴。二、轴的结构设计二、轴的结构设计轴的结构设计与滚动轴承的组合设计联合在一起改错。轴的结构设计与滚动轴承的组合设计联合在一起改错。三、轴的强度计算三、轴的强度计算1. 1

21、. 按扭转强度计算按扭转强度计算 对于仅受扭矩作用的传动轴,按扭转强度计算可以求出其轴径；对于转轴则按扭转强度计算初估最小直径。对于转轴则按扭转强度计算初估最小直径。2. 2. 按弯扭合成强度计算按弯扭合成强度计算 对于转轴在做完轴的结构设计初步确定了轴的几何形状和尺寸后按弯扭合成强度进行计算。3.3.提高轴的刚度是要加大轴的直径。提高轴的刚度是要加大轴的直径。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习作者：朱理机械设计复习机械设计复习作者：朱理机械设计复习机械设计复习第十二章第十二章 轴毂联接轴毂联接一、键联接一、键联接1.1.键联接的功用、分类、结构型式及应用键联接的功用、分类、结构型式及应用平

22、键联接的可能失效形式有平键联接的可能失效形式有 压溃、磨损、剪切破坏等压溃、磨损、剪切破坏等。半圆键的缺点是对轴的削减较大，所以一般用于轻载静连接。 平键联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接的工作面。平键联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接的工作面。普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间沿轴向固定并传沿轴向固定并传递轴向力递轴向力。2. . 键联接的选择和平键联接的强度校核键联接的选择和平键联接的强度校核尺寸选择尺寸选择: : 键的主要尺寸为键的宽度键的主要尺寸为键的宽度b b、高度、高度h h和长度和长度L L。 设计时键的剖面尺寸设计时键的剖面尺寸b bh h通常是根据轴的直径通常是根

23、据轴的直径d d由标准中选由标准中选定定, , 而键长而键长L L一般可根据轮毂宽度一般可根据轮毂宽度B B而定而定, , 键长略短于轮毂宽度键长略短于轮毂宽度510 mm, 510 mm, 但必须符合键的长度系列但必须符合键的长度系列( (轮毂宽度轮毂宽度B=(1.52)d) B=(1.52)d) 。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习1. 按使用要求选择键的主要类型，按使用要求选择键的主要类型，键连接的设计步骤：键连接的设计步骤：2. 按轴的直径选择键的剖面尺寸按轴的直径选择键的剖面尺寸bh，4. 对联接进行必要的强度校核。对联接进行必要的强度校核。3. 按轮毂长度选择键的长度按轮毂长度选

24、择键的长度L，第十二章第十二章 轴毂联接轴毂联接一、键联接一、键联接作者：朱理机械设计复习机械设计复习第十三章第十三章 螺纹联接螺纹联接一、螺纹联接的主要类型一、螺纹联接的主要类型 螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接的特点和应用。二、螺纹联接的防松二、螺纹联接的防松摩擦防松、摩擦防松、 机械防松、永久防松。机械防松、永久防松。三、螺栓组联接的受力分析三、螺栓组联接的受力分析 螺栓组联接结构设计的主要目的在于合理确定被连接螺栓组联接结构设计的主要目的在于合理确定被连接件接合面的形状和螺栓的数目。件接合面的形状和螺栓的数目。1. 1. 受横向载荷和旋转力矩的螺栓组联接受横向载荷和旋转力

25、矩的螺栓组联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接螺栓杆的受螺栓杆的受剪切和挤压剪切和挤压的作用。的作用。普通螺栓联接普通螺栓联接螺栓杆受到轴螺栓杆受到轴向预紧力向预紧力F F0 0的作用；则螺栓的作用；则螺栓中受中受拉伸和扭转应力拉伸和扭转应力的作用；则载荷是靠接合面之间的摩擦的作用；则载荷是靠接合面之间的摩擦力来传递。力来传递。 作者：朱理机械设计复习机械设计复习2. 2. 受轴向载荷和翻转力矩的螺栓组联接受轴向载荷和翻转力矩的螺栓组联接第十三章第十三章 螺纹联接螺纹联接三、螺栓组联接的受力分析三、螺栓组联接的受力分析螺栓杆受到螺栓杆受到轴向预紧力轴向预紧力F F0 0和轴向外载荷和轴向外载荷F FQQ的作用。的作用。四、螺栓联接的强度计算四、螺栓联接的强