复习《机械设计》讲课教案

《机械设计》复习要点一、稳定循环变应力◆对称循环变应力◆主要参数最大应力最小应力应力幅平均应力循环特征◆脉动循环变应力◆静应力r=-1r=0r=+1变应力既可由变载产生，也可由静载产生！第二章机械设计中的强度问题脆性材料：塑性材料：静应力作用下的极限应力：二、静应力作用下的强度问题—材料的强度极限—材料的屈服极限三、稳定循环变应力作用下的强度问题变应力作用下的主要失效：疲劳断裂变应力作用下零件的极限应力主要与下列因素有关：◆材料的性能◆应力的循环次数N◆应力的循环特征r◆零件的表面状态◆零件的大小一般情况下，r越小，N越大，零件越容易损坏1）不同循环次数N时的疲劳极限计算2）不同循环特征r时的疲劳极限计算寿命曲线（sr、srN、N0

）材料的简化极限应力图是如何作出来的？如何求极限应力？saoB45oAD45oaoA（）0，s-1B（），s02s02G（），0ss3）稳定循环变应力作用时机械零件的疲劳强度需考虑应力集中、绝对尺寸和表面状态三、直齿圆柱、斜齿圆柱及锥齿轮的受力分析径向力Fr、圆周力Ft、轴向力Fa方向的判断注意：下标要写出来；力的作用点应画在在啮合点四、圆柱齿轮的强度计算◆接触应力与接触强度◆弯曲应力与弯曲强度◆齿形系数YFa◆如何提高齿面接触疲劳强度？◆如何提高轮齿弯曲疲劳强度？与模数m无关，与齿数z与变位系数x有关五、齿轮设计中有关参数的选择原则◆齿数z◆齿宽系数yd、yR◆分度圆螺旋角b闭式软齿面z1=20~40闭式硬齿面、开式、铸铁z2=17~25与齿面硬度、齿轮布置方式有关斜齿圆柱齿轮：b=10°~25°人字圆柱齿轮：b=25°~40°◆圆柱齿轮：b1=b2+(5~10)mm一、蜗杆传动的特点从运动关系看，蜗杆传动相当于螺母与螺杆传动在中间平面内，相当于斜齿条与斜齿轮的啮合传动比大、传动平稳、噪声低、能自锁、发热大、效率低、用有色金属作材料，成本高二、蜗杆传动正确啮合条件蜗杆轴向模数、压力角=蜗轮端面模数、压力角蜗杆导程角=蜗轮螺旋角，且旋向一致第四章蜗杆传动设计三、蜗杆传动的主要参数◆模数m和压力角a◆蜗杆分度圆直径d1和直径系数q直径系数◆蜗杆分度圆柱导程角g蜗杆头数1实现大传动比或要求自锁z1=2、4要求效率◆传动比i传动比蜗杆分度圆直径d1为什么为标准值？便于刀具的标准化，减少刀具数量5、相对滑动速度齿间的摩擦发热6、变位系数凑中心距符合标准值凑传动比符合推荐值(中心距保持不变)胶合、疲劳点蚀，齿数多时容易发生轮齿折断四、蜗杆传动的失效形式和设计准则失效通常发生在蜗轮上，因其材料强度通常较弱一般情况下，按接触疲劳强度设计，z2>80时才校核弯曲强度，连续工作时还应进行热平衡计算五、材料及热处理碳素钢合金钢调质蜗杆：淬火蜗轮：灰铸铁铝铁青铜铸锡磷青铜六、普通圆柱蜗杆传动受力分析七、蜗杆传动的效率和热平衡计算◆提高效率的途径◆效率◆热平衡计算的目的一、带的受力分析初拉力、紧边、松边极限摩擦力：发生位置：紧边绕上小带轮处摩擦系数包角初拉力如何提高带的承载能力？二、带的应力分析拉应力s、离心拉应力sc、弯曲应力sb最大应力：smax=s1+sc+sb1第五章挠性传动设计三、带的弹性滑动和打滑弹性滑动产生的原因：打滑是可以避免的弹性滑动不可避免四、带传动的失效形式和设计准则五、带传动设计时一些问题参数选择原则：dd1、v、a、a、i、F0、z带两边拉力不等弹有弹性打滑产生的原因：带过载，F>Flim失效形式：打滑和疲劳断裂设计准则：保证带有一定的寿命且不打滑带的型号确定(功率和转速)六、链传动◆链传动的传动比◆链传动运动的不均匀性（多边形效应）链轮转速n越高节距p越大齿数z越少链传动的动载荷越大平均传动比为常数瞬时传动比不为常数，周期性变化◆链传动时参数选择原则z1不能太少z1

≥9z2不能太多，以防脱链，z2≤120高速重载小节距多排链;低速重载大节距单排链二、轴的结构设计准则轴上零件的定位和固定加工和装配的工艺性提高轴强度的结构措施三、轴系结构设计改错一、轴的类型转轴、心轴、传动轴第六章轴的设计四、轴的强度计算◆按扭转强度计算(初算轴径)◆按弯扭合成强度计算(一般轴)将T转化为对称循环变化来考虑T大小和方向不变T大小经常变化T大小和方向经常变化静应力脉动循环变应力对称循环变应力◆基于安全系数的强度计算(重要轴)要考虑轴上的应力集中情况、轴的横截面尺寸大小以及轴的表面状态

五、平键连接静连接侧面压溃挤压应力动连接工作面磨损压强主要失效形式设计准则键的剖面尺寸b、h按轴直径d从标准中选取键的长度l根据轮毂宽度确定类型：普通平键（A型、B型、C型）、导键和滑键六、平键连接的失效形式和设计准则6深沟球轴承7角接触球轴承3圆锥滚子5推力球一、滚动轴承类型向心轴承推力轴承按公称接触角a分类二、滚动轴承的代号基本代号三、滚动轴承的类型和型号选择N圆柱滚子7112(0)C第七章滚动轴承设计四、滚动轴承的疲劳寿命计算◆寿命计算公式◆轴承的当量动载荷考虑实际工况，引入载荷系数fp对只承受的向心轴承：对只承受的推力轴承：同时承受复合载荷的向心轴承：◆角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷Fa的计算要考虑轴承的排列方式和派生轴向力S的问题哪边轴承压紧、哪边轴承放松五、滚动轴承的组合设计◆轴承支承的结构形式两端固定一端固定、一端游动两端游动◆轴承支承设计的轴承排列问题角接触球轴承圆锥滚子轴承正排、反排决定了派生轴向力的方向和轴承的固定方式一、非液体摩擦滑动轴承的失效形式及计算准则设计准则失效形式磨损防止过度磨损胶合防止胶合二、轴瓦材料轴承合金、铜合金、铸铁、粉末冶金和非金属材料第八章滑动轴承设计三、液体摩擦动压油膜形成的必要条件(1)两工作表面必须形成收敛的楔形间隙(2)两工作表面必须有一定的相对运动，且v方向是从大口到小口(3)间隙中必须连续充满具有一定粘度的润滑油四、动压向心滑动轴承的承载能力承载能力与哪些因素有关？承载量系数CP如何确定？五、液体摩擦动压滑动轴承设计时主要参数②②宽径比宽径比dl②②宽径比宽径比dl轴承宽度轴承宽度↓↓承载能力承载能力↓↓端泄量端泄量↑，↑，温升温升↓↓dl↓↓dl↓↓反之，轴承越宽，承载能力越高，温升也越高反之，轴承越宽，承载能力越高，温升也越高散热能力散热能力↑，↑，粘度↑，③润滑油粘度承载能力↑，摩擦功耗↑，温升↑载荷大、速度低，选大粘度载荷小、速度高，选小粘度④表面粗糙度⑤最小油膜厚度一、常见联轴器的特点二、联轴器的选用◆选类型同心条件载荷大小与性质◆选型号转矩转速轴径凸缘联轴器十字滑块、万向联轴器弹性柱销、弹性套柱销联轴器第九章联轴器、离合器和制动器一、螺纹的类型、应用、受力、效率和自锁◆螺纹副的效率三角形螺纹自锁性好、用于连接，其余三种用于传动◆螺纹的自锁条件三角形螺纹ρv最大，自锁性好，用于连接细牙螺纹螺距p小，升角λ小，易满足自锁条件◆螺纹的牙型三角形、矩形、梯形和锯齿形

粗牙螺纹和细牙螺纹第十章连接设计四、紧螺栓连接的强度计算◆受横向载荷的普通螺栓联接◆受横向载荷的铰制孔螺栓连接mfc