机械设计复习提纲

机械设计复习提纲•机械设计复习提纲第偉A机器的基本组成要素是机械零件。P2A机械设计的一般程序。P8＞机械零件的主要失效形式。P10在静应力工况下的机械零件的强度失效主要是塑性变形和断裂。|=A机械零件设计计算准则:强度准则（最基本）、刚度准则、寿命准则、耐耐磨性准则、振动稳定性准则。|=A产品设计中的“三化”指标准化、系列化、通用化。第第章1、螺纹的主要参数。大径d(D)—公称直径小径di(D1)—强度计算时所用S=nP中径d2(D2)—确定螺纹几何参数和配合性质螺距P 导程SS=nP螺纹升角0牙形角Q牙侧角0P=a/2工作高度h「矩形螺纹a=0°I多用于螺

旋传帝。根据牙型J梯形螺纹aI多用于螺

旋传帝。锯齿形螺纹”3。,”锯齿形螺纹”3。,”30。J〔三角形螺纹(普通螺纹)«=60°多用于连接c2、螺纹连接的基本类型、结构类型及其应用场合。螺栓连接的结构特点是被连接件的孔中不切制螺纹，装拆方便。双头螺柱用于受结构限制而不能用螺栓或希望联接结构较紧凑的场合。适于常拆卸而被连接祚之一较厚鼠螺钉联接应用于双头螺柱联接相似，但不易于用于时常装拆的联接，以免损坏被联接件的螺纹孔。紧定螺钉联接用于固定两个零件的相对位置,并可传递不大的力或转矩。3、螺纹连接的预紧与防松。预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。防松的本质在于防止螺旋副发生相对转动。按工作原理的不同，防松方法分三类：摩擦防松、机械防松、永久防松。4、单个螺栓连接的强度计算理论与公式。螺纹连接主要失效形式：受拉螺栓（轴向载荷）一螺栓杆螺纹部分发生断裂受剪螺栓（横向载荷）一螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。设计准则:保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强度;保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。螺栓强度计算时，螺栓螺纹部分危险截面的面积要用螺纹小径％。受拉螺栓连接的强度计算理论与公式，尤其要记住：受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接的受力-变形图、螺栓总拉力的确定及紧螺栓连接强度计算公式中系数1・3的意义。螺栓的总拉力尽=螺栓的预紧力F.=Fi+-^-b+i

a）静强度（F不变化时）强度条件:7ld[强度条件:7ld[/4设计公式：恥斗芈V兀Q]b）疲劳强度计算（F变化时）强度条件，应力幅Cb强度条件，应力幅Cb+Cm 12当普通螺栓承受横向工作载荷时，预紧力F。导致接合面所产生的摩擦力应大于横向载荷F。KF预紧力

受剪螺栓连接的强度计算理论与公式。1）螺栓杆的剪切强度条件为:FF2）螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为:＞螺栓组连接设计的基本内容、基本理论、和基本方法。①螺栓组连接的结构设计原则，包括：确定接合面的形状、连接结构类型及防松方法、螺栓数目及其在接合面上布置、提高螺栓连接强度的结构措施。②螺栓组连接的受力分析▲受力分析的目的：=1根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。=1▲受力分析时所作假设：a） 所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；b） 螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合；°受载后连接接合面仍保持为平面°▲螺栓组连接四种典型受力状态（轴向力、横向力、旋转力矩、倾覆力矩）下的受力分析。▲螺栓组连接复杂受力状态下的受力分析O技巧：利用静力分析法将复杂的受力简化成简单的受力状态，即轴向载荷、横向载荷、旋转力矩、倾覆力矩。分别计算螺栓组连接在这些简单受力状态下每个螺栓的工作载荷，然后按同类工作载荷矢量叠加，便可得到每个螺栓总得工作载荷，最后求出受力最大的螺栓总拉力。螺栓组受连接受横向载荷或0（和）旋转力矩时普通螺栓七需确定的是螺栓的预紧力较制孔I—需确定的是螺栓的用螺栓所受的横向载荷,—只能采用^普通螺栓,—只能采用^普通螺栓需确定的是螺栓所受轴向工作载荷螺栓组受连接受舖向载荷或（和顺覆力矩时、5+5的»KsF丿,―、确定连接所需1—Q的预紧力以受力最大的螺栓的轴向工作拉力F和预紧力F。确定螺栓所受总拉力F2・F厂IG,F4x1.3/s刃CF]2 ° 4x1.3/s刃CF]确定螺栓直径，以满足螺栓强度。对普通螺栓，只承受横向载荷或转矩时:横向载荷和（或）转矩确定连接所需的预紧力d]>d]>4x1.3代刃6并根据被连接件厚度、螺母、垫圈厚度确定螺栓的标准长度。5、提高螺栓连接强度的措施。1•若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的升角和牙型角。2・螺旋副的自锁条件:螺纹升角屮小于当量摩擦角P'3•普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受拉伸应力和扭剪应力作用。4•被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接时,则螺栓受 犧觸作用，可能发生的失效形式是螺栓发生塑性变形或断裂。5.受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力和轴向工作载荷一定时，为诚小螺栓所受的总拉力，通常采用的方法是减小螺栓的刚度或增大被连接件的刚度。6•在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是减小螺栓的刚度或增大被连接件的刚度。7・采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支撑面是为了避免螺栓受附加弯曲应力作用。8.在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是均匀各旋合圈螺纹牙上的载荷。蟄【题2.55】题图2.4为一支架与机座用4个普通螺栓连接，所受外载荷分别为横向5000N,轴向载荷Q=16000N,已知螺栓的相对刚度瓦■托^=0.25,接合面间摩擦系数/=0.15,可靠性系数=1.2,螺栓材料的机械性能级别为&8级，安全系数S=2,试计算该螺栓小径右的计算值。

1■標栓绥连接的受力分析 川r‘浹策賢」「这是攥栓组连接受横向载荷n和轴向戟荷Q连合作用的情况•故可抹挣〃窗不港.计算螺栓所需的预紧力严，按连接的轴向栽荷计算单个壕栓的轴向工作鳩二;:螺栓的总拉力Fg *（1）计算绷栓的轴向工作载荷几根据题给条件，各个螺栓所受轴向工作載荷相左故有 *J2 160004~ 4J2 160004~ 44000N（2）计算螺栓的预紧力由于有轴向载荷的作用■接合面间的压紧力为剩余预囂力尸，故有联立解上述两式，则得C|>+Cn)FL2x50004x0：15ChCh+cjF+(I-0.25)x22•计算螺栓的小径占嫖拎材料的机械性能级别为8,«级•其量小屈服极限=640MP叭安全系致s=所以2,故其许用拉伸应力［门为二曙=320MPa4xL3xMOOD

兀冥320伞--伞Q——幸r1伞題图2.44・平键连接的强度校核【普通平键连接（静连接）其主要失效形式：工作面的压溃。一般只校核挤压强度。［导向平键连接和滑键连接（动连接）其主要失效形式：工作面的过度磨损。通常只进行耐磨性计算。1•键的剖面尺寸bXh通常是根据D从标准中选取oA、传递的转矩B、传递的功率C、轮毂的长度D、轴的直径2、采用两个普通平键时,两键通常布置成4。A2、采用两个普通平键时,两键通常布置成4。A、相隔 b、C、相隔9(P D、为使轴与轮毂对中良好,相隔12(P〜在轴的同一母线上第5章1•带传动的类型、工作原理、特点及其应用范围。3.带传动的失效形式、设计准则、设计方法、参数选择及提高带传动工作能力的措施。23.带传动的失效形式、设计准则、设计方法、参数选择及提高带传动工作能力的措施。2、1-2%=21-2%=2（九-河）有效拉力Felim由上面公式可知：①预紧力F°f,则FeM;②包角（M，则FelimT;③摩擦因数林，则FelimT;④摩擦线密度腐，则Feud; ⑤速度町，则FeIim；o4.带传动的张紧方法和张紧装置。5•链传动的工作原理、类型、特点和应用范围。滚子链标准、规格及链轮的结构特点。链传动的运动分析（链速不均匀性和动载荷）和受力分析。8•滚子链传动的失效形式、设计准则、参数选择原则和设计计算方法。9•链传动的合理布置、润滑方式和张紧方法。1、带传动是依靠5_来传递运动和动力的。A、带与带轮接触面之间的正压力B、带与带轮接触面之间的摩擦力C1、带传动是依靠5_来传递运动和动力的。A、带与带轮接触面之间的正压力B、带与带轮接触面之间的摩擦力C、 带的紧边拉力D、 带的松边拉力2、带传动在工作中产生弹性滑动的原因是_J。A、带与带轮之间的摩擦系数较小B、带绕过带轮产生了离心力C、带的弹性与紧边和松边存在拉力差D、带传递的中心距大3、与带传动相比较，链传动的优点是_匚。A、工作平稳，无噪声B、寿命长C、制造费用低D、能保持准确的瞬时传动比4、带张紧的目的是旦。A、减轻带的弹性滑动A、减轻带的弹性滑动C、改变带的运动方向B、提高带的寿命D、使带具有一定的初拉力5、与链传动相比较，带传动的优点是土_。A、工作平稳，基本无噪声 B、承载能力大C、传动效率高D、使用寿命长6、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带旦。A、进入大带轮处B、紧边进入小带轮处C、离开大带轮处D、离开小带轮处

7、套筒滚子链，滚子的作用是旦。A、缓冲吸震B、减轻套筒与轮齿间的摩擦与磨损A、缓冲吸震B、减轻套筒与轮齿间的摩擦与磨损C、提高链的承载能力D、保证链条与轮齿间的良好啮合8、带轮是釆用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于D。A、带的横截面尺寸B、传递的功率C、带轮的线速度D、带轮的直径9、设计V带传动时，为防止A,应限制小带轮的最小直径。A、带内的弯曲应力过大B、小带轮上的包角过小C、C、带的离心力过大D、带的长度过长10、在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀和动载荷，应D。A、增大链节距和链轮齿数B、减小链节距和链轮齿数C、 增大链节距，减小链轮齿数D、 减小链条节距，增大链轮齿数 c11＞带传动的中心距过大时，会导致D。A、带的寿命缩短 B、带的弹性滑动加剧C、带的工作噪声增大D、带在工作时出现颤动12、为了限制链传动的动载荷，在链节距和小链轮齿数一定时，应限制A。A、小链轮的转速B、传递的功率C、传动比 D、传递的圆周力13、两带轮直径一定时，减小中心距将引起D。A、带的弹性滑动加剧B、带传动效率降低C、带工作噪声增大D、小带轮上的包角减小14、链条的节数宜釆用A、奇数B、偶数C、5的倍数D、10的倍数15、大链轮的齿数不能取得过大的原因是旦。A、 齿数越大，链条的磨损就越大B、 齿数越大，链传动的动载荷与冲击就越大C、 齿数越大，链传动的噪治就越大D、 齿数越大，链条磨损后，越容易发生“脱链现象”1•齿轮传动的的主要特点，应用场合；按工作条件和齿面硬度的分类方法。2.齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用热处理方法及材料选用原则。3.齿轮传动的失效形式（轮齿折断、点蚀、磨损、胶合、塑性变形）的特点、失效部位、失效机理、防止或减轻失效的惜施，以及针对不同失效形式的设计计算准则。4•齿轮传动的受力分析方法。理解齿轮计算中要用计算载荷而不用名义载荷的道理，了解四个载荷系数的物理意义及其影响因素,采取哪些措施可减小载荷系数。6、掌握直齿圆柱齿轮的接触疲劳强度计算与齿根弯曲疲劳强度计算的理论依据，以及力学模型、应力的类型与变化特性；掌握公式中各参数的意义。对斜齿圆柱齿轮的强度计算，应根据它们的传动特点，由相应的当量齿轮转化为直面圆柱齿轮后再进行强度计算，但须注意它们的计算与直齿圆柱齿轮计算的异同点7-齿轮传动的常用润滑方式，润滑剂的选择原则。1■里下A种做法不能提高齿轮传动的齿面接触承载能力。A、d不变而增大模数A、d不变而增大模数B、改善材料C、增大齿宽D、增大齿数以增大d3•在斜齿圆柱齿轮设计中，应取法面模数为标准值。4•对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般D。A、按接触强度设计齿轮尺寸，在校核弯曲强度B、按弯曲强度设计齿轮尺寸，在校核接触强度C、只需按接触强度设计C、只需按接触强度设计IID、只需按弯曲强度设计5.闭式齿轮传动的失效形式是什么？通常出现在何处?齿面疲劳点蚀；齿面节线附近的齿根部分6•高速重载齿轮传动，当润滑不良是最可能出现的失效形式是什么？齿面胶合对于标准齿轮传动，影响齿形系数YF的主要几何参数是C。A•齿轮模数B•齿轮压力角C•齿轮齿数D齿轮齿顶隙数8・齿轮传动与蜗杆传动、带传动、链传动相比，其最主要的优点在于A・适用于大中心距传递B.单级传动比大传动效率高 D.瞬时传动比准确

9•下列措施中，「「不利于提高齿轮抗疲劳折断能力。A•减小齿根圆角半径B.减小齿面表面粗糙度减轻加工损伤 D.表面强化处理10•设计开式齿轮传动时，在保证不根切的情况下，宜取较少齿数，其目的是—GA.增大重合度，提高平稳性 B.减少齿面发生胶合的可能性 C.增大模数，提高齿根弯曲疲劳强度D•提高齿面接触强度11.有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案」J为好。带传动f带传动f齿轮传动f链传动;確传岛f齿起传窃带传动带传动-链传动->齿轮传动;琏传动f带传动f齿起传动B.C・D.IIII已知主动斜齿轮1的转向n1和蜗杆5的旋向如图示。今欲使轴II上传动件轴向力相抵消，1).斜齿轮1、2轮齿的旋向;2).蜗轮6的转向及其旋向；3).用图表示1、2、3、4齿轮与蜗轮蜗杆啮合处的受力情况(用各分力表示)。第7章1、 蜗杆传动的特点及应用，蜗杆传动的主要参数及其选择原则o2、 蜗杆传动的受力分析、蜗轮转向的判别。3、 蜗杆传动的失效形式、材料选择，蜗杆传动的强度计算。4、 蜗杆传动的效率及热平衡计算。蜗杆传动的正确啮合条件是什麽?蜗杆的轴面模数和压力角和蜗轮的端面模数和压力角相等，且蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角大小相等方向相同。

2•与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的岳点。A、传动平稳，噪声小B、传动比可以较大C、可产生自锁D、传动效率高1=C、中间平面1=C、中间平面、法面A、端面4•蜗杆传动较为理想的材料组合是旦。、法面A、钢和铸铁B、钢和青铜C、钢和铝合金D、钢和钢5•蜗杆传动具有什么特点，它要进行热平衡计算的原因。蜗杆传动的优点:1、 传动比大（在动力传动中，一般传动比上10〜80;在分度机构中，何达1000）;2、 结构紧凑、传动平稳、噪声低和能自锁等。蜗杆传动的缺点：啮合齿面间相对滑动速度很大，摩擦发热大，传动效率低，且常需耗用有色金属，故不适用于大功率和长期连续工作的传动。由于蜗杆、蜗轮啮合齿面间相对滑动速度大，摩擦、发热大，效率低，对于闭式蜗杆传动，若散热不良，会因油温不断升高，而使润滑条件恶化导致齿面失效。所以，设计闭式蜗杆传动时，要进行热平衡计算。第8章1•轴的功用、类型、特点及应用。=12.轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸；轴的结构设计方法。=1轴的结构主要取决于以下因素：1） 、轴在机器中的安装位置及形式；2） 、轴上安装零件的类型、尺寸、数量以及和轴联接的方法；3） 、载荷的性质、大小、方向及分布情况；4） 、轴的加工工艺等。由于影响轴的结构的因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设计时，必须针对不同情况进行具体的分析。掌握轴的三种强度计算方法：按扭转强度计算、按弯扭合成强度计算、按疲劳强度进行安全系数校核计算。弯扭合成强度计算中的应力校正系数a。是考虑扭切应力和弯曲应力的性质不同的系数。5-轴上零件的轴向固定轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和轴承端盖等来保证的。4.轴上零件的周向固定目的：为了传递运动和转矩，防止轴上零件与轴作相对转动。常用的周向固定方法有键、花键、销、过盈配合和紧定螺钉等联接。6-轴的结构改错上课所讲的例题和机械设计课程设计P43~47・1-滑动轴承的结构、类型、特点。向心滑动轴承：整体式、剖分式、自动调心式结构特点＜向心滑动轴承：整体式、剖分式、自动调心式结构特点＜推力滑动轴承。2•滑动轴承对轴瓦材料的基本要求，轴承合金和轴承青铜的特点和性能。3•设计轴瓦结构时应注意的问题。4•滑动轴承润滑的主要目的，要求掌握润滑油的选择原则。5・非液体摩擦滑动轴承的设计计算方法。i=i=in6-滑动轴承可靠工作的条件是维持边界油膜不受破坏，以减少发热和磨损，并根据边界膜的机械强度和破裂温度来决定轴承的工作能力oin限制压强p<[p],,压强与轴径线速度乘积pvv[pv],则轴承是能正常工作的。大可能使轴瓦产生塑性变形破坏边界膜，应保证压强不超过允许值[p],pv值大表明摩擦功大，温升大，边界膜易破坏。7.液体动压滑动轴承的两个主要性能指标:hmin^thminl，At<[At]8.液体动压向心滑动轴承的成膜过程、原理及性能参数。性能参数：n,l/d,qj,p,n=J9・液体动压向心滑动轴承的承载能力和最小油膜厚度。=J1).最小油膜厚度hm“也=S-e=S(l-z)=ri//(l-z)hmin越小，偏心率力越大，轴承的承载能力越大。但为保证轴承能处于液体摩擦状态，应满足hmin^[hmin]=S(Rz1+Rz2)2).承载量系数CpCp无量纲系数，代表承载量大小。hmin愈小，Cp愈大。10•滑动轴承进行热平衡计算的原因O第10章1•滑动轴承和滚动轴承的特点和应用场合。171滑动轴承多用于两种极端情况，_是不常运转或低速、轻载、不重要的情况，如手动机械和简单农业机械，可用非液体滑动轴承，因为他结构简单，成摩171擦大、效率低。另一种是高速、重载、高精度的重要机械，如水轮机、汽轮机、内燃机、电机等常采用液体滑动轴承，因为摩擦小、效率高、承载能力大、工作平稳、能减振缓冲，但设计、制造、调整、维护要求高、成本高。滚动轴承摩擦余数小、起动阻力小，而且已标准化,选用、润滑、维护都很方便，用于一般机械中。

2•滚动轴承的类型、特点、选择原则和方法。径向接＜触轴承'深沟球轴承(6)调心球轴承(1)型代号圆柱滚子轴承(N、调心滚子轴承(2)滚针轴承(NA)向心角接触轴承咸对使用彳反向安装丿何轴向接触轴承角接触球轴承(7)径向接＜触轴承'深沟球轴承(6)调心球轴承(1)型代号圆柱滚子轴承(N、调心滚子轴承(2)滚针轴承(NA)向心角接触轴承咸对使用彳反向安装丿何轴向接触轴承角接触球轴承(7)圆锥滚子轴承(3)推力球轴承(5)推力滚子轴承(8)更多的滚动轴承宽度系列 宽度系列 右起第四位直径系列 右起第三位滚动轴承的代号1)・基本代号(D轴承的内径代一基本代号右起_、二位数字(2)尺寸系列：指内径相同时，轴承有不同的外径(直径系列)和不同的宽度(宽度系列)。(3)轴承类型代号基本代号右起第五位轴承类型代号轴承类型双列角接触球轴承0深沟球轴承代号6调心球轴承1 角接触球轴承7调心滚子轴承和推力调心9滚子轴承推力圆柱滚子轴圆锥滚子轴承圆柱滚子轴承双列深沟球轴承推力球轴承外球面球轴承 U四点接触球轴承II常用轴承有：6、7、3.5>N等类型.4•滚动轴承承载能力的校核计算。包括:轴承的主要失效形式、滚动轴承的疲劳寿命计算、滚动轴承的静强度计算。1）滚动轴承的主要失效形式是滋加和塑性变危。2）轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷、当量动载荷3）寿命计算公式。5•滚动轴承部件的组合设计。包括:轴承的装拆、配合、