机械设计总复习PPT

抓住重点，熟练掌握！1、机械零件的等寿命疲劳曲线及r=c时零件的疲劳强度计算；2、螺栓组的受力分析及螺栓的静强度、疲劳强度计算；3、带传动的工作能力分析、齿轮传动的强度分析；4、斜齿轮、锥齿轮及蜗杆蜗轮的受力分析；5、角接触轴承的轴向力计算及滚动轴承的寿命计算；6、动压润滑的形成条件及滑动轴承的承载能力分析；7、轴系结构分析及结构改错等。全面复习(fùxí)，加深理解！1、全面、认真复习(fùxí)教材，加深理解概念、知识点(重点、难点)；2、认真复习(fùxí)、理解听课笔记（电子教案）；3、全面、认真理解、动手做作业集上作业及教材上作业精品资料4、积极答疑（地点：机械原理及设计教研室：2209）5、准备考试(kǎoshì)（带考试(kǎoshì)证件、绘图工具、计算器等）6、考试题类型：1）概念(gàiniàn)题：判断题、填空题、选择题；2）分析题、简答题；3）计算题；4）结构改错（作图）题。精品资料机械设计不考试内容1.§2-11机械现代设计(shèjì)方法简介2.§3-2中：（一）中：2.σm=C3.σmin=C疲劳强度计算式；（二）单向不稳定变应力时的疲劳强度计算3.§3-3机械零件的抗断裂强度4.§3-5机械零件可靠性设计(shèjì)简介5.§4-4中：（二）弹性流体动力润滑6.§5-9螺旋传动7.§6-3无键连接(liánjiē)8.第七章9.§10-1210.§11-2中蜗杆传动的变位11.§11-412.§12-813.§13-714.§14-3——§14-515.第十六章——第十八章精品资料第一章绪论1.1了解本课程(kèchéng)的内容、性质与任务；1.2了解本课程(kèchéng)的特点和机械设计的思维和方法特点。第二章机械设计总论(zǒnɡlùn)2.1了解机器的组成（原动部分+传动部分+执行部分+控制部分），如以汽车为例进行分析；2.2了解设计机器的一般程序；2.3了解设计机器应满足的基本要求；2.4理解机械零件的主要失效形式：1.整体断裂，2.过大的残余变形，3.零件的表面破坏，4.破坏工作条件或功能参数降低到许用值以下时的失效:如皮带打滑、螺母松动、齿轮或滚动轴承初始点蚀等，失效并不一定指零件的完全破坏，精品资料2.5了解通用零件（螺栓、齿轮、轴等）、专用零件和部件；2.6了解设计零件应满足的基本要求；2.7机械零件的设计准则：为防止各种失效而制定的设计零件时所依据的基本原则。如：1.强度准则；2.刚度准则；3.寿命准则；4.振动稳定性准则；5.可靠性准则等。2.8了解机械零件的设计方法及设计步骤；2.9理解机械零件的常用材料及选择(xuǎnzé)原则；2.10了解机械零件的标准化及其意义：零件的标准化、产品的系列化、零部件通用化。第二章机械设计总论(zǒnɡlùn)精品资料第三章机械零件的强度(qiángdù)3.1载荷及应力1.名义载荷/应力静载荷/应力计算载荷/应力变载荷/应力静载荷如何产生变应力？载荷系数K与那些(nàxiē)应因素有关？

2.变应力：稳定循环变应力：（m、a、T均为常数）几种典型的应力变化规律：①对称循环:r=-1；②脉动循环:r=0；③非对称循环:-1≤r≤+1举例，3.应力参数max、min、m、a、r的含义及其关系3.2疲劳断裂的特征及疲劳断口形状分析有限寿命疲劳极限rN、无限寿命疲劳极限rD=r∞1.疲劳极限rN：精品资料2.N0:人为规定的试验次数，称为循环基数，一般(yībān)对于钢N0=106~107此时的疲劳极限为r3.KN称为(chēnɡwéi)寿命系数，N<N0(N0≈ND)，有限寿命区，lim=rN，KN>1N>N0(N0≈ND)，无限寿命区，取N=N0，KN＝1，lim=rN０＝r＝r循环特性r不同时，材料的疲劳极限不同，疲劳曲线也不同，r↓，rN↓;r=-1时,材料的疲劳极限最低。精品资料ND随材料固有性质不同通过试验确定的一个(yīɡè)常数，一般各种材料的ND=10625×1074.疲劳(píláo)断裂具有以下特征：1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至比屈服极限低;2)疲劳断口均是无明显塑性变形的脆性突然断裂;3)疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。疲劳断口的独特性：两个区疲劳区（光滑区）脆断区（粗糙区）精品资料A’D’G’C（ADGC）曲线上任一点的横纵坐标之和均近似代表某一种r下材料（零件(línɡjiàn)）的疲劳极限，所以从A’（A）至C点的横纵坐标之和代表r=-1~+1的疲劳极限。对称(duìchèn)循环点A′、A，r=-1脉动循环点D′、D，r=0屈服极限点C，r=+13.3等寿命疲劳曲线（极限应力线图）过C点45º线已知条件：σ-1、σ0、σs、(φσ)、Kσ要求会做出材料和零件的极限应力图A'Ｇ'直线的方程为：AG方程：2.材料(光滑小试件)与实际零件的区别？综合影响系数Kσ与那些因素有关？1.绘制极限应力线图精品资料3.4单向稳定(wěndìng)变应力时的疲劳强度计算1、r=C图解法最大应力(yìnglì)的安全系数ScamaOAGDCN’疲劳安全区塑性安全区NM(m，a)HH′M’(me′

，ae′)应力幅的安全系数Sa′平均应力的安全系数Sm′疲劳安全系数精品资料解析(jiěxī)法maOAGDCM’(me′，ae′)N’疲劳安全区塑性安全区NM(m，a)AD方程(fāngchéng)：OM方程：联立解得：屈服安全系数图解法解析法3.4单向稳定变应力时的疲劳强度计算精品资料在图示某零件的许用极限(jíxiàn)应力图中，A‘E’S为疲劳极限(jíxiàn)曲线，M为零件的工作应力点，下列三种情况下的极限(jíxiàn)应力点分别为：a)应力循环特性r=常数时点；b)平均应力m=常数时_____点；c)最小应力min=常数时点；d)r=常数时为疲劳安全区。M3

M1

M2

∆OE′A′

3.4单向稳定(wěndìng)变应力时的疲劳强度计算精品资料3.5双向稳定(wěndìng)变应力时的疲劳强度计算利用(lìyòng)单向应力的实验数据σ-1、τ-1可求出双向应力状态下的安全系数Sca3.6提高机械零件疲劳强度的措施尽可能降低零件上的应力集中的影响，是提高零件疲劳强度的首要措施。

在不可避免地要产生较大应力集中的结构处，可采用减载槽来降低应力集中的作用。

在综合考虑零件的性能要求和经济性后，采用具有高疲劳强度的材料，并配以适当的热处理和各种表面强化处理。

适当提高零件的表面质量，特别是提高有应力集中部位的表面加工质量，必要时表面作适当的防护处理。

尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用。精品资料3.7机械零件的接触(jiēchù)强度赫兹（Hertz）应力(yìnglì)公式各参数的含义及对接触强度的影响FσHσHBρ1FBρ2σHσH精品资料第四章摩擦、磨损(mósǔn)与润滑概述4.1了解各种(ɡèzhǒnɡ)摩擦状态及其区别干摩擦；2.边界摩擦；3.流体摩擦；4.混合摩擦4.2了解磨损的几个阶段?

各种磨损状态、特点及发生场合？2.磨粒磨损:开始齿轮、生产中的犁铧、球磨机衬板与磨球，破碎式滚筒的磨损3.疲劳磨损(也称点蚀):闭式齿轮和滚动轴承发生的疲劳点蚀4.粘附磨损(也称胶合):蜗杆蜗轮、高速重载齿轮发生的冷热胶合和滑动轴承烧瓦5.腐蚀磨损:氧化磨损（生锈）是最常见的腐蚀磨损之一。4.3润滑油及其性能1.润滑油粘度的物理意义？2.我国润滑油的牌号如何规定？3.温度与粘度的关系？压力与粘度的关系？4.牛顿流体及粘性定律?5.什么叫油性？什么叫极压性？四、流体润滑的的种类及流体动力润滑的承载机理1.磨损曲线：磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段精品资料第五章螺纹(luówén)连接5.1螺纹(luówén)连接的基本类型及其应用1.普通螺栓连接（受拉螺栓连接）与铰制孔螺栓连接（受剪螺栓连接）在结构上受力上的区别；2.了解各种标准螺纹连接件5.2螺纹连接的预紧与防松1.预紧的目的？预紧力的确定原则和控制方法？2.防松的原理和方法5.3螺纹连接的强度计算1.松螺栓连接强度计算2.紧螺栓连接强度计算①仅受预紧力的紧螺栓连接(靠摩擦力承受横向载荷）或F∑F0F0F0F0fF0fF0fF0fF0精品资料②受轴向载荷(zàihè)的紧螺栓连接这时螺栓的总拉力为：∆变形力F2F1FF0bmF精品资料3．承受(chéngshòu)工作剪力的紧螺栓连接螺栓(luóshuān)杆与孔壁的挤压强度条件为：螺栓杆的剪切强度条件为：hLmin2d021剪断破坏挤压破坏被连接件a)受剪螺栓连接b)螺栓被挤压FF式中：F－每个螺栓所受的工作剪力，单位为N；

d0－螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径），单位为mm；

Lmin－螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，单位为mm；设计应使

Lmin≥1.25d0[σp]—螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，单位为MPa，取两者中小值；[τ]—螺栓材料的许用切应力，单位为MPa；i—螺栓杆受剪切面的数目。精品资料5.3螺栓(luóshuān)组连接的受力分析1．受横向载荷的螺栓(luóshuān)组连接2．受旋转力矩T的螺栓组连接（1）普通螺栓（受拉螺栓图a)）(2)铰制孔用螺栓(受剪螺栓图b)

）精品资料3．受轴向载荷的螺栓(luóshuān)组连接F2=F1+F4．受倾覆力矩（翻转力矩）M的螺栓(luóshuān)组连接Li----第i个螺栓的中心到翻转轴线(点到线)的距离。Lmax----受力最大螺栓的中心到翻转轴线(点到线)的距离。精品资料螺栓(luóshuān)不拉断的强度条件：-----不压溃的条件(tiáojiàn)------不离缝的条件5.4提高螺纹连接强度的措施1.降低影响螺栓疲劳强度的应力幅σa减小Cb，增大Cm，适当增大预紧力F0均可减小总拉力F2的变化范围，减小应力幅。降低螺栓刚度Cb1）采用柔性结构的螺栓；2）适当增加螺栓长度；3）在螺母下安装弹性元件提高被联件刚度Cm1）不宜采用刚度小的垫片2）增加被连件的厚度精品资料2.降低螺栓(luóshuān)刚度Cb、提高被联件刚度Cm、适当增大预紧力F0力变形图精品资料6.1键、花键连接的类型、特点、工作面应用场合?

1.如何选择平键的尺寸bxh

xL？2.渐开线花键与渐开线齿轮的区别(qūbié)？3.各种键的布置形式？4.普通平键和导向键、滑键的区别(qūbié)？5.平键和楔键的区别(qūbié)？6.2平键连接的强度条件;

1.

普通平键和导向键、滑键计算上有何区别(qūbié)？

2.如何校核花键连接的强度;

6.3.花键连接的优点;各适应什么工况;

?矩形及渐开线花键的定心方式;

6.4销连接有那几种?作用是什么?

第六章

精品资料第八章带传动(chuándòng)8.1带传动(chuándòng)、链传动(chuándòng)、齿轮传动(chuándòng)和蜗杆传动(chuándòng)的特点及应用8.2四种传动的失效形式和设计准则8.3带传动设计中的问题1．提高与降低带速的方法2．增大包角的措施3．为什么对α限制？4．如何满足1<z<10?5．为什么要求dd1>dmin?6．为什么引入系数KA,Kα,KL?7.带速5m/s≤v≦25m/s8.张紧力F0的大小要合适9.传动比i≤78精品资料松边紧边F1

F2

F0

F0

F1+F2=2F0F1-F2=FeF0:初拉力；

F1:紧边拉力

Fe=1000P/VF2:松边拉力；Fe:有效拉力

FeFe8.4带的受力分析(fēnxī)精品资料8.5你能否(nénɡfǒu)画出带的应力分布图应力分析σc—离心拉应力

σ1—紧边拉应力

σ2—松边拉应力

σb1—小轮弯曲应力

σb2—大轮弯曲应力

abcdatabcdn1

n2

σmax=σc+σ1+σb1σmin=σc+σ2σσ2σb2σb1σcσ1结论：※最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处；※带上任一点的应力是变化的，当应力循环次数达到一定(yīdìng)值后，带将产生疲劳破坏。精品资料8.6带的弹性(tánxìng)滑动带传动的运动(yùndòng)分析带运动分析dd2

dd1

V1>V>V2

vv2

v1

有滑差存在时，带传动处于弹性滑动

当Ｖ2=0时，带传动处于打滑状态?ε=12%通常忽略不计分析中仍用α2α1滑差率弹性滑动和打滑的区别（现象、原因、存在、结果上）？精品资料8.7Ｖ带传动的设计(shèjì)准则上式如何体现(tǐxiàn)设计准则？如何推导？P0的含义？P0与哪些因素有关？上式各参数的含义？8.8了解V带轮的材料选择、结构设计8.9理解带传动张紧的目的、方法，张紧轮的布置，带传动的布置精品资料9．链传动设计中的问题9.1链传动的特点？9.2如何选择z1？z2<120为什么？9.3系数(xìshù)KA,Kz,,KL,与Kp的含义？9.4链传动的速度分析：多边形效应？9.5链条的节距p何时选小节距单排链何时选小节距多排链何时选大节距单排链9.6链传动布置的方案9.7为什么要求a0=(30~50)P？9.8选择链条的节数为偶数的利与弊?9.9滚子链的主要失效形式？许用功率曲线各段所代表的含义？第九章链传动精品资料第十章齿轮(chǐlún)传动3.直齿圆锥齿轮2.斜齿圆柱齿轮1.直齿圆柱齿轮

10.2轮齿受力分析(fēnxī)(大小，方向，与位置)10.1齿轮传动的失效1.失效的类型、部位、原因？2.防止各种失效的措施？3.根据失效确定的计算准则10.2了解齿轮材料及其热处理1.对材料的基本要求2.何为软硬齿面？制造工艺、失效形式有何不同？软齿面为何要保持硬度差？硬齿面为何一般不要硬度差？精品资料10.5齿根弯曲强度计算1.弯强计算的力学模型？危险剖面的确定？力作用点的两个假设？2.弯强公式各参数的含义及对弯强的影响(yǐngxiǎng)？弯强=[F]/F3.YFa、Ysa的含义？取决于哪些因素？4.一般比较含义？5.弯曲疲劳强度主要取决于模数m和齿宽b10.3计算载荷及载荷系数K=KAKVKβKα1.各系数的含义(hányì)？与哪些因素有关？2.如何降低KV、Kβ？3.鼓形齿和修缘各降低那个系数？10.4齿轮接触强度计算1.接强的计算点？为何计算节点？赫兹公式如何应用？2.接强公式各参数的含义及对接强的影响？3.H1≡H2=H，但一般[H1][H2]，接强=[H]/H4.接强主要取决于齿轮直径d1和d2(或中心距a)以及齿宽b5.正传动：∵ρ∑↑∴接强↑精品资料10.7参数(cānshù)选择1.闭式软齿面z和m选取的原则是？2.闭式硬齿面z和m选取的原则是？3.圆柱齿轮的齿宽b1>b2=b?直齿锥齿轮b1=b2=b?4.斜齿圆柱齿轮的中心距如何圆整？10.6斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮强度(qiángdù)计算的特点？与直齿圆柱齿轮有何不同？1.斜齿圆柱齿轮按其当量齿轮计算；2.直齿锥齿轮按其齿宽中点处的当量齿轮计算；3.斜齿圆柱齿轮直齿锥齿轮受力分析为重点。10.8了解齿轮的结构设计精品资料11.1蜗杆传动的特点(tèdiǎn)（i↑、自锁、η↓等）11.2蜗杆传动的失效1.为何常发生胶合和磨损？2.为何失效总是先发生在蜗轮上？蜗轮需要进行哪些(nǎxiē)计算？3.蜗杆需要进行什么计算？11.3阿基米德蜗杆传动的啮合和强度计算特点？为何规定d1为标准值？11.4参数选择：z1选大选小有何问题？z2选大选小有何问题？11.5蜗杆蜗轮受力分析(大小，方向，与位置)精品资料11.7蜗杆传动热平衡计算(jìsuàn)1.热平衡计算(jìsuàn)的目的？热平衡条件？2.温度过高有何散热措施？11.8蜗杆，蜗轮的结构设计11.6蜗杆传动计算蜗轮满足接触和弯曲强度,仿斜齿圆柱齿轮进行；锡青铜和铝铁青铜蜗轮的失效(shīxiào)有何不同?蜗杆按轴计算精品资料12.1滑动轴承的特点（优缺点）、应用(yìngyòng)场合？12.1轴承(zhóuchéng)材料?满足什么要求?

油孔油沟及油室起什么作用?如何布置?

12.3滑动轴承条件性计算包括什么?针对的是什么失效形式?

12.4雷诺方程各参数的含义?油膜承载能力的建立需要满足那些条件?

12.5动力润滑的建立过程有哪几个阶段?

12.6如何计算滑动轴承的承载能力?1.承载量系数2.计算最小油膜厚度hmin=rψ(1-χ)，[h]=S(Rz1+Rz2)CP一定时，ψ↓→F↑↑

η↑→F↑

ω↑→F↑12.6轴承的热平衡计算的目的？有哪些散热措施？第十二章滑动轴承精品资料1._______________情况两平板间流体(liútǐ)能建立动压油膜。2.增大动压润滑滑动轴承最小油膜厚度的有效(yǒuxiào)措施是_______。A增大供油量 B增大相对间隙C减小轴承宽径比 D增大轴承直径3.液体动力润滑轴承承载能力验算合格的基本依据是：

hmin≥[h]、P≤[P]、PV≤[PV]、V≤[V]、入口温度ti≥35-400C19.在设计液体润滑滑动轴承，当hmin<[h]时，可考虑采取的措施有ψ↓

、

B/d↑、η↑或RZ↓CD一、选择题精品资料4.情况是完全液体动压滑动轴承的平衡(pínghéng)状态。ABCDC精品资料二、(6分）有一液体动压滑动轴承，在两种外载荷下工作时，其最小油膜厚度分别为hmin1=0.035，hmin2=0.025，试分析(fēnxī)哪种情况下轴承承受的外载荷大？为提高该轴承的承载能力，有哪些措施（假定轴颈直径d和转速n不允许改变，写出三种措施）？答：hmin2=0.025时轴承承受的外载荷大。因为hminCPF可采取的措施：增大润滑油粘度(zhāndù)增加轴承宽度B减小相对间隙减低粗糙度精品资料三、已知图示两平板(píngbǎn)相对运动速度v1>v2>v3>v4；载荷F4>F3>F2>F1，平板(píngbǎn)之间充满润滑油其粘度η1=η2=η3=η4。试分析1.哪种情况可以形成(xíngchéng)动压油膜？2.哪种情况的油膜厚度最大？哪种情况的油膜压力最大？3.在图C)中若降低v3，其他条件不变，则油膜压力和油膜厚度将发生什么变化？4.在图C)中若减小F3，其他条件不变，则油膜压力和油膜厚度将发生什么变化？C、D两种情况：符合形成动压油膜的必要条件C种情况油膜厚度最大：v3>v4D种情况油膜压力最大:F4>F3若降低v3，其他条件不变，油膜厚度减小，则油膜压力增大，hminCPF

若降低F3，其他条件不变，油膜厚度增大，则油膜压力降低，hmin↑CPF精品资料解：(1)两表面间必须形成收敛(shōuliǎn)的楔形空间；(2)相对运动必须使油从大端流进