机械设计复习大纲

机械设计复习整理及大纲1第一篇1.机械零件设计应满足的基本要求1)避免在预定寿命期限内失效的要求2)经济性要求3)质量小的要求4)可靠性要求5)结构工艺性的要求2.失效1)整体断裂：拉，压，弯，扭2)过大的残余应力3)零件表面的破坏：接触疲劳、磨损、胶合、压溃、腐蚀4)破坏正常工作条件引起的失效：打滑，共振，胶合3.减小应力集中的措施4.载荷类型（静载荷/动载荷，名义载荷/计算载荷）5.接触应力6.安全系数7.磨损的过程（三个阶段）1)磨合阶段2)稳定磨损阶段3)剧烈磨损阶段8.摩擦类型（滑动摩擦的类型）1)干摩擦：是指表面间无任何润滑剂或保护膜，表面金属直接接触时的摩擦。2)边界摩擦：是指两摩擦面被吸附在表面的边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面吸附性能的摩擦。3)流体摩擦：是指摩擦表面完全被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。4)混合摩擦：是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。9.常用润滑剂类型1)液体润滑剂：主要有：动植物油、矿物油、水、液态金属等。2)润滑脂：俗称黄油。由润滑油+稠化剂混合而成。3)固体润滑剂：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。4)气体润滑剂：如空气、氮气、二氧化碳等。螺纹连接1.螺纹类型机械设计复习整理及大纲22.螺纹的基本参数（螺距、导程、线数）1)螺距P：相邻两牙在中径线上，对应点间的轴向距离。2)导程S：同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离。S=nP3)线数n：螺纹的螺旋线数目3.螺旋升角、螺纹的自锁性能1)螺纹升角ψ：中径圆柱上，螺旋线切线与垂直螺纹轴线的平面间的夹角。tgψ=nP/d22)螺纹的自锁性能：4.螺纹连接的类型、特点、应用场合(1)螺栓连接：1)被连接件的孔不用加工螺纹，装拆方便，用于经常拆装的场合。2)只适用于被连接件都较薄的情况(2)螺钉连接：1)被连接件之一需加工螺纹孔。2)用于被连接件之一比较厚，需经常拆装的情况。(3)双头螺柱连接：1)被联连件之一需加工螺纹孔，省去了螺母，结构简单。2)用于被连接件之一比较厚，不宜经常拆装的场合。(4)紧定螺钉连接：1)传递不大的力或力矩2)用于固定两零件的相对位置5.螺纹连接预紧的目的1）增加连接的可靠性；2）增加连接的刚性；3）防松；4）受横向载荷作用时，增大摩擦力，防止相对滑动；5）增大疲劳强度。6.螺纹连接的防松（目的或实质、原理、方法措施）机械设计复习整理及大纲3目的或实质:1)在冲击、振动、变载荷作用下，螺旋副间的摩擦阻力极不稳定，在某一瞬间会急剧减少以致消失，失去自锁能力，联接就可能松脱；2)螺栓在高温、温度变化较大的情况下工作，材料发生蠕变和应力松弛，也会使预紧力和摩擦力逐渐减少，最终导致联接失效。原理：防止螺旋副的相对转动方法措施：1)摩擦防松：摩擦防松简单方便，不如以下两种方法可靠。2)机械防松：机械防松可靠，可和摩擦防松联合使用。3)永久防松：用于不再拆卸联接。这种方法是将螺旋副变成非运动副，从而排除了相对运动的可能性。7.螺纹连接的强度计算8.提高螺栓强度的措施（相对刚度）1)降低影响螺栓疲劳强度的应力幅2)改善螺纹牙的受力不均3)减少应力集中4)采用合理的制造工艺方法键连接1.类型、特点、作用1)平键连接工作面：工作原理：特点及应用：2)半圆键联接：工作面：键的两侧面工作原理：靠键与键槽的互压传递转矩。特点及应用：工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。3)楔键：工作面：键的上下表面工作原理：靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向的轴向力，起单向轴向固定。特点及应用：联接可靠，但对中精度差。适用于定心精度要求不高，低转速的场合。4)切向键：工作面：相互平行的两个窄面工作原理：靠工作面的挤压力和轴与轮毂的摩擦力传递转矩特点及应用：对轴的强度削弱较大。一般用于轴径大于100mm的轴上。机械设计复习整理及大纲42.工作原理（工作面）3.键连接的主要作用4.强度、失效形式失效形式：1）键与键槽的弱者被压溃（静联接）；2）键与键槽工作面的磨损（动联接）。5.平键的类型、应用场合6.普通平键的尺寸的选择依据7.多个键的布置（平键、切向键、楔键）8.键连接设计的内容、一般顺序9.花键的分类（按齿形）矩形花键，渐开线花键10.花键的定心方式1)矩形花键：小径d定心2)渐开线花键：齿形定心11.销的主要用途固定零件间的相对位置，并传递不大的载荷。有时也作安全装置中的过载保护元件（安全销）12.销的分类（按形状）圆柱销，圆锥销带传动1.特点、适用场合类型、工作原理特点：1)中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动；2)能缓冲减振，运转平稳无噪音——适用于高速传动；3)摩擦式传动具有过载保护作用；4)不需要润滑，环境易清洁；5)结构简单，维修方便，价格低廉；6)结构尺寸大；7)瞬时传动比不恒定；8)效率较低，寿命较短；9)需张紧，对轴和轴承的压力大；应用范围：主要用于两轴平行且转向相同的场合。以及对传动比无精确要求的中小功率传动。机械设计复习整理及大纲5工作原理：靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。2.V带传动和平带传动的区别3.受力分析、应力类型、最大应力4.有效拉力、影响有效拉力的因素（初拉力、包角、摩擦系数）1)初拉力2)包角3)摩擦系数5.提高带传动的传递功率的措施6.带传动的速度差7.弹性滑动（原因、后果）、打滑（原因、部位、后果），区别1)弹性滑动：原因：由于带的弹性变形和紧边、松边的拉力差而引起的带与带轮之间的滑动后果：带与带轮之间发生相对微小滑动2)打滑：原因：外载荷增加，使得——过载后果：带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。8.带传动的设计准则在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命9.单根V所能传递的功率、功率增量10.带传动设计中限制带速、小带轮直径与小带轮包角11.带传动中带的根数12.带传动的张紧（目的、方法措施）目的：保证带传动正常工作机械设计复习整理及大纲6方法措施：1)定期张紧装置2)自动张紧装置3)采用张紧轮的张紧装置链传动1.链传动的特点（与带传动比、与齿轮传动比）与带传动相比：1)i平=常数；无滑动，效率高（=0.950.98）；2)在同样条件下，结构比较紧凑；（能传递更大的功率）3)对轴的压力小；4)能在高温、低速及恶劣环境下工作。与齿轮传动相比：1)中心距大；2)制造、安装精度低成本低2.链条的磨损（部位、后果）3.链的节数（避免过度链节）、链轮的齿数4.链的排数5.基本参数（p、z）6.多边形效应（传运动的不均匀性、动载荷）链传动的运动不均匀性的后果：1)产生冲击、振动和噪音；2)引起附加动载荷。动载荷：1)链速变化引起的动载荷2)从动链轮角速度的变化引起的动载荷3)链节啮入时和链轮冲击产生的动载荷4)vy变化产生的动载荷7.失效形式1)链的疲劳破坏2)链条铰链的磨损3)链条铰链的胶合4)链条静力拉断8.链传动的布置链传动的布置主要考虑使链平稳自如地啮入和啮出并使链条和链轮的磨损均匀。一般原则是：轴线尽可能水平；两链轮的回转平面尽可能共面；如无特别理由，最好松边在下，紧边在上。9.链传动的张紧（目的、方法措施）机械设计复习整理及大纲7目的：使松边不致太松，以免影响链条的正常啮入（出）和产生振动、跳齿、脱链现象。方法措施：1)调整中心距；2)张紧轮。齿轮传动1.失效形式（轮齿折断、疲劳点蚀、齿面磨损、胶合、塑性变形）2.设计准则（开式、闭式、硬齿面、软齿面）3.受力分析4.载荷系数（使用系数、动载系数、齿间载荷分配系数、齿向载荷分布系数），因素5.许用应力6.齿面接触强度、齿根弯曲强度，提高的措施（影响齿轮弯曲强度和接触强度的主要参数）7.齿宽系数、齿形系数8.小齿轮与大齿轮齿面硬度9.当量齿数10.齿轮的结构设计齿轮传动的润滑方式齿轮的结构设计:1）齿轮的强度计算确定出齿轮的主要尺寸2）轮体的其它尺寸由经验确定，如：齿圈的大小、轮辐的、轮毂尺寸等。3）轮体的结构形式由齿轮的大小确定齿轮传动的润滑方式:1）开式和半开式齿轮传动：人工定期加润滑油。润滑剂：润滑油或润滑脂2）闭式齿轮传动：润滑方式：由齿轮的圆周速度大小定。a)当V12m/s时，采用油池润滑b)当V12m/s时，采用喷油润滑11.齿轮传动、链传动、带传动的布置机械设计复习整理及大纲8轴1.轴的类型（按承载分）心轴（静、动）、传动轴、转轴2.轴直径初步确定的方法3.轴的设计计算准则4.轴设计的工艺性1）必要的工艺结构（退刀槽、越程槽）2）直径相近的轴段，其过渡圆角、倒角、键槽、退刀槽等结构尺寸尽量统一，以减少刀具3）不同轴段的各键槽方向应一致。4）与零件过盈配合的轴端应有导向锥面。5.轴的结构设计目的：定出轴的合理外形和全部结构尺寸考虑因素：1）便于装拆（装配工艺性）、调整。2）定位准确、固定可靠（工作时轴上零件有位置要求）。3）便于制造（制造工艺性），结构力求简单。4）受力合理，有利于提高强度、刚度（材尽其用）（并通过结构设计提高这些方面的性能）程序：考虑装拆——定位固定方法与结构——兼顾受力与制造联轴器和离合器1.联轴器的类型、特点1)刚性联轴器：不能补偿两轴间的相对位移。无减振缓冲能力，要求两轴对中性好。2)挠性联轴器：可在一定程度上补偿两轴间的某种位移2.选择联轴器的依据1)选择联轴器的类型2)计算联轴器的计算转矩3)确定联轴器的型号4)校核最大转速5)协调轴孔直径6)规定部件相应的安装精度7)进行必要的校核3.联轴器和离合器的作用、区别4.离合器的类型特点