西工大机械设计基础复习大纲

1、机械设计基础复习纲要,必备的基础知识 必要的基本理论 必有的基本技能,必备的基础知识,机械零件的常用材料 机械零件的基本变形及应力 常用机构的特点及应用 通用机械零件的特点及应用 液压传动的概念与特点,常用材料,1）钢是一种含碳量低于2的铁碳合金。 2）铸铁含碳量高于2的铁碳合金为铸铁。 3）有色金属有色金属 ，是相对于黑色金属而言 4）非金属,钢的分类,结构钢 工具钢 特殊钢,铸铁铸铁其性脆，不适于锻压和焊接，但其熔点较低，流动性好，可以铸造形状复杂的大小铸件。常用的铸铁有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和合金铸铁等。灰铁应用最多，其牌号由“灰铁”二字汉语拼音字首和材料的抗拉强度的平均值。如：

2、HT200,有色金属铜合金有一定的强度和硬度，导电性、导热性、减摩耐磨性和耐蚀性良好，是制造电工器件和耐磨蚀零件的重要材料。 铝及铝合金是应用最广的轻金属，纯铝有良好的塑性、耐蚀性、导电性、导热性和焊接性，但强度、硬度较低。在铝中加人合金元素硅、铜、镁、锰、锌等，可以获得质量轻、强度高的零件。,工程塑料工程塑料是在工程中用来作结构或传动件材料的塑料，它有较高的强度，质量轻，具有绝缘性、减摩耐磨性、耐蚀性、耐热性等。,问题：在材料A3、45、40Cr、ZG45、HT200中，为( )铸铁，为( )优质碳素钢,机械零件的基本变形及应力,机械零件变形的基本形式,问题：在静应力下，塑性材料的极限应力为

3、 ，脆性材料的极限应力为 。,强度条件式：,常用机构的特点及应用,首先应明确机构的用途： 运动形式的转换 1、旋转运动 直线运动 2、直线运动 旋转运动 3、旋转运动 旋转运动 速度的变换 减速传动增速传动变速传动间歇传动,问题：设计一传动系统方案，已知电动机的转速为1440 r/min，要求工作机的转速为140 r/min，试确定传动系统中的传动机构，画出传动简图。,旋转变直线,曲柄滑块机构 凸轮机构 齿轮齿条机构 螺旋机构,直线变旋转,齿条-齿轮机构 螺旋机构 曲柄滑块机构,速度的变换,1、减速传动,2、变速传动,通用机械零件的特点及应用,联接件,传动件,轴系部件,其它,液体传动用液体作为

4、工作介质进行能量传递与控制的传动方式 液体传动包括液压传动和液力传动。 液压传动以液体压力能进行工作。 液力传动以液体动能进行工作。 气压传动以压缩空气作为工作介质进行能量传递与控制的传动方式。 与常规机械传动相比，液压与其压传动具有易于控制、动作快、可以无级调速、工作平稳等优点。,液压传动的概念与特点,液压,液压传动的主要优点： 液压传动能方便地实现无级调速，调速范围大。 在相同功率情况下，液压传动装置的体积较小，重量较轻，结构紧凑。 液压传动工作比较平稳，反应快，换向冲击小，能快速启动、制动和频繁换向。 便于实现过载保护，而且工作油液能使传动零件实现自润滑，故使用寿命较长。 操纵简单，易实

5、现自动化。当与电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。 液压元件已实现系列化、标准化和通用化，故制造、使用和维修都比较方便。,液压传动的概念与特点,液压传动的主要缺点： 液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使传动无法保证严格的传动比。 液压传动的能量损失(泄漏损失、摩擦损失等)较大，传动效率不高，不宜作远距离传动。 液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在很高和很低的温度下工作。 液压传动出现故障时不易找出原因。,液压传动的概念与特点,必要的基本理论,机构的组成及机构具有确定运动的条件 螺旋副的摩擦、效率和自锁条件 铰链四杆的特性及其演化 凸轮推杆的常用运动规律 渐开线齿轮的啮合传动及其设计

6、带传动的工作原理和工作能力分析 链传动的设计 螺纹联接的计算 非液体摩擦滑动轴承的设计 滚动轴承的设计 轴的分类其强度计算 液压传动原理,机构的组成及机构具有确定运动的条件,机构的自由度F=原动件的数目,螺旋副的摩擦、效率和自锁条件,铰链四杆机构中有曲柄的条件： 1)最短杆长度十最长杆长度其他两杆长度之和(杆长条件)。 2)最短杆为连架杆或机架(机架条件)。,铰链四杆的特性及其演化,急回运动、行程速比系数和死点,压力角与传动角,传动角 g=90-a,压力角是指受力点的运动方向与受力方向之间的夹角。,等速运动,等加速等减速,简谐运动,摆线运动,改进型等速,改进型梯形加速度,问题：在常用推杆运动规

7、律中，存在刚性冲击的有： 。,凸轮推杆的常用运动规律,凸轮廓线设计方法的基本原理,反转法,问题：分析并在图中作出该凸轮机构的理论廓线、基圆和A点的压力角。,渐开线齿轮的啮合传动及其设计,渐开线的形成与特性,分度圆直径d， dmz，,齿顶高hah*a m= m,齿根高hf(h*a +c* ) m = 1.25m,齿全高h=ha +hf(2h*a +c* ) m =2.25m,齿顶圆直径dad+2hazm +2h*am,齿根圆直径dfd2hfzm (h*a +c* ) m,齿距ppd/zpzm/z= pm,基圆直径dbdcosamzcosa,直齿圆柱齿轮的尺寸计算,直齿圆柱齿轮的基本参数： 模数m

8、、齿数z、压力角a(20)、齿顶高系数h*a (1)、顶隙系数c* (0.25),正确啮合条件,对于直齿圆柱齿轮,对于斜齿圆柱齿轮,对于蜗轮蜗杆,轮齿的受力分析,啮合传动中，轮齿的受力分析,齿面接触疲劳强度计算,齿根弯曲疲劳强度计算,校核式：,设计式：,校核式：,设计式：,参数的选择,齿数 z1的选择,齿宽系数jd的选择,带传动的工作原理和工作能力分析,带传动中的力分析,尚未工作状态,工作状态,带的应力分析,紧边拉应力s1 、松边拉应力s2,、离心拉应力sc,、带的弯曲应力sb,带的弹性滑动,带中应力的变化带的弹性变形变化带在带轮上弹性滑动,滑动率约在1%2%之间变化，通常近似计算传动比,问题

9、：带传动的打滑与弹性滑动有何区别？各对带传动有何影响？,打滑时，滑动率为100%，这是带的一种失效形式。,链传动的设计,链传动的特点 滚子链的结构与工作原理 运动不均匀性,问题1：在链传动中，链条的节距越大，其承载能力 。,问题2：链传动的中心距过大或过小对传动有何影响？,螺纹联接的计算,联接类型与结构 受拉螺栓与受剪减螺栓 失效与强度计算,非液体摩擦滑动轴承的设计,轴瓦材料及其结构 失效形式与设计准则 pp vv pvpv 设计方法与步骤,问题：滑动轴承中的摩擦可分为边界摩擦、 、 等。,滚动轴承,轴承的结构、类型与代号 寿命计算 组合设计,基本额定寿命：具有90可靠度时轴承的寿命，用L10

10、表示。,基本额定动载荷：使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。,基本额定寿命计算式,一、轴的分类与强度计算,根据轴所承受的载荷不同，轴可分为心轴、转轴、传动轴三类。,问题：既受弯矩又受扭矩的轴称为 轴，而自行车前轮的轴是 轴。,心轴的强度计算方法,传动轴的强度计算方法,转轴的强度计算方法,必需掌握的基本技能,机构自由度的计算 凸轮机构的图解法设计 轮系传动比的计算 轮齿受力分析 带传动的受力分析 螺纹联接的强度计算 平键的强度校核 非液体滑动轴承计算 滚动轴承寿命计算,如图所示的行星轮系中， z1= z2=30 、 z2= 40、 z3= 45 ，求传动比i1H =?,复合轮系的传动比计