武汉理工机械设计复习概要

机械设计1、机械零件标准件非标准件选取校核结构设计校核强度设计校核设计设计设计2、受力情况（注意载荷系数）失效形式反失效主要影响因素主要参数的选取提高强度的措施设计机械设计●●了解机械零件常见的失效形式及约束条件断裂、点蚀、塑性变形、弹性变形、磨损、失稳等。●●掌握载荷及应力的分类注意：静载荷也可能引起变应力掌握常见的稳定循环变应力的特性参数：对称循环脉动循环非对称循环静载荷、变载荷；静应力、变应力第一章第一章机械设计概论机械设计概论mamax最大应力min最小应力2minmaxa应力幅2minmaxm平均应力maxminr循环特征1~1r机械设计零件的极限应力零件的极限应力静应力下的极限应力与材料有关变应力下的极限应力与材料、循环次数N、循环特征r等有关0NN0σrNσrN疲劳曲线σ当为对称循环变应力时，取其持久极限应力)(11当为脉动循环变应力时，取其持久极限应力)(00不同循环次数N时的疲劳极限当0NN时rmrNNN0当0NN时rrN机械设计●●带传动的工作原理及特点摩擦传动，结构简单，中心距大，平稳，吸振，适合于高速级（转速高则转矩小，有利于带传动）●●带传动受力分析、应力分析F、Ff、F1、F2、F0之间的关系，欧拉公式的含义；三种应力，变化规律，与带传动参数之关系●●弹性滑动产生的原因，不可避免，使传动比不恒定，与打滑有本质区别●●失效形式及设计准则打滑、疲劳破坏；在保证不打滑的前提下使带具有足够的疲劳寿命第二章挠性传动设计机械设计●●各参数对带传动工作能力的影响F0、dd1、a、Ld、α、i、v、z、型号等；如何选择●●V带传动的设计步骤和方法●●链传动的工作原理及特点啮合传动，中心距大，瞬时速比周期性变化，振动，适合于低速级●●链传动运动的不均匀性多边形效应，设计参数（如p、z等）对运动的影响●●滚子链传动的失效形式，参数选择z、p、Lp、a、排数等机械设计●●失效形式和设计准则失效产生的原因、场合；防止失效的措施；设计准则主要针对齿面疲劳点蚀和轮齿疲劳折断●●齿轮材料、热处理方法及精度的选择●●直齿及斜齿圆柱齿轮的受力分析轮齿螺旋线方向的判断，各分力的对应关系及方向的判断，特别是斜齿轮的轴向力●●圆柱齿轮传动的强度条件齿面接触疲劳强度条件针对齿面点蚀失效，齿根弯曲疲劳强度条件针对轮齿疲劳折断，重点是直齿圆柱齿轮传动的强度条件选用材料的基本要求，材料的配对，大、小齿轮齿面硬度的选择第三章齿轮传动设计机械设计●●许用应力许用应力与材料、齿面硬度、应力循环次数有关●●强度条件中的设计参数●●设计步骤和方法设计计算和校核计算，数据处理（圆整或取标准值），合理选择齿轮参数●●锥齿轮传动的受力分析及强度计算特点各分力的对应关系及方向判断（注意与斜齿圆柱齿轮的异同之处）；将锥齿轮转化为当量直齿圆柱齿轮进行强度计算z、d、m、b、ψd、β等的选择及对齿轮传动的影响；载荷系数K所考虑的因素；YFa的物理意义及与齿数、变位系数的关系机械设计●●蜗杆传动的主要参数及其选择主要讨论普通圆柱蜗杆传动；●●材料、失效形式为减小摩擦磨损，钢蜗杆与青铜蜗轮配对；失效主要发生在蜗轮上与斜齿圆柱齿轮传动的区别和联系；蜗杆分度圆直径为标准值，蜗杆、蜗轮螺旋角旋向相同但大小不等，蜗杆导程角γ＝蜗轮螺旋角β；蜗杆头数与传动效率的关系；变位的目的：凑中心距、凑传动比；仅对蜗轮变位。第四章蜗杆传动设计机械设计●●强度条件强度计算针对蜗轮轮齿；●●热平衡计算蜗杆传动效率低，发热量大，容易产生胶合，故要控制热平衡时的油温；在中间平面上蜗杆传动类似于齿条齿轮传动，故强度计算公式按斜齿轮推导；一般不用校核齿根弯曲强度。油温过高应采取相应措施。●●受力分析各分力的对应关系及方向的判断，与斜齿圆柱齿轮的区别；蜗轮或蜗杆转动方向的判断。机械设计图示传动系统中，件1为蜗杆，件2为蜗轮，件3、4为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动，锥齿轮4的回转方向如图示。试确定：(1)轴I、II、的回转方向；(2)考虑轴I、II上所受轴向力能抵消一部分，确定轮1、2的螺旋线方向(3)标出轮1、2、3的轴向力方向2431机械设计2431Fa3Fa2Fa1蜗轮2右旋蜗杆1右旋机械设计第五章第五章连接连接●●各种螺纹的应用三角螺纹效率低、自锁性好，用于连接；其余螺纹效率高，用于传动。●●螺纹副的受力分析及效率将螺母抽象成沿斜面滑移的滑块；自锁条件：ψ≤≤ρρvv●●螺栓连接的类型及所受工作载荷普通螺栓和铰制孔用螺栓；横向和轴向工作载荷普通螺栓连接：可承受横向工作载荷（利用摩擦力）和轴向工作载荷；铰制孔用螺栓连接：只承受横向工作载荷。机械设计●●普通螺栓连接的强度计算强度条件：不管是横向还是轴向工作载荷，普通螺栓总是受拉，●●铰制孔用螺栓连接的强度计算挤压和剪切，注意最小挤压高度的确定。][4/3.121cad螺栓所受拉力关键是确定所受拉力。注意F'和F0的求解方法。●●注意事项先分清螺栓类型和工作载荷类型；若是均匀受载的螺栓组连接，单个螺栓的载荷等于总载荷除以螺栓数；也适用于双头螺柱连接和螺钉连接若螺栓组受载不均匀，则需对螺栓组进行受力分析，找出受载最大的螺栓及其所受载荷，然后按单个螺栓的强度条件进行计算。提高强度的措施机械设计●●轴的分类按轴心线：直轴、曲轴按受载：心轴(弯距)、传动轴(转矩)、转轴(弯、转)●●轴的结构设计（阶梯轴）目的：合理确定各轴段的直径和长度影响结构的要素：轴上零件的定位和固定方法；装配方法；轴的加工方法；载荷的大小及位置；强度要求等定位和固定方法：轴肩、套筒、圆螺母、弹性挡圈、轴端挡圈、锥面等；注意各种固定件的特点和应用场合几个具体问题：有配合处的轴径取标准值；非定位轴肩高度可取小些；轴承的定位轴肩高度应小于内圈厚度；轴头长度应小于轮毂宽度；键槽应处于同一加工方向第六章轴和轴毂连接设计机械设计●●轴的强度计算应力的性质：弯曲应力是对称循环变应力；剪应力不定计算方法：防止疲劳断裂●●转轴的设计方法按扭转强度初算轴端直径→轴的结构设计→受力分析、画弯矩图和转矩图→校核危险截面扭转强度计算－针对传动轴或初算转轴的最小直径弯扭合成强度计算－针对转轴和心轴轴系的受力分析：注意轴上零件各力的方向、不要忽略轴向力产生的弯矩、弯矩突变处当量弯矩的计算折合系数α的意义：将剪应力折合成对称循环变应力机械设计●●滚动轴承类型及尺寸的选择常用滚动轴承（3、6、7、N、5类）的结构及承载特点；应用的场合；内径代号、直径系列代号的含义基本概念：滚动轴承寿命、基本额定寿命、基本额定动载荷、当量动载荷等的含义●●滚动轴承的寿命计算目的：防止轴承在预定的工作期间内发生疲劳点蚀公式：h60106εPCfnLth或：N10606εhtnLfPC核心：当量动载荷PP的计算)(arpYFXFfP第七章滚动轴承－组合设计机械设计关键：角接触轴承轴向载荷FFaa的确定)(arpYFXFfP要点：角接触轴承的排列方式及派生轴向力S的方向正装－S1、S2相对；反装－S1、S2相背根据“压紧端”、“放松端”确定FFaa11、FFaa22●●滚动轴承的组合设计与轴的结构设计密切相关固定方法：两端固定、一端固定一端游动、两端游动；各种固定方式的特点、受力、应用场合；固定和游动支点轴承类型的选择、内外圈的固定方法、合理的结构设计。游隙及位置的调整：调整的目的和方法机械设计●●滑动轴承的摩擦状态干摩擦状态半干摩擦状态边界摩擦状态液体摩擦状态半液体摩擦状态混合摩擦状态混合摩擦状态——非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承————液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承————应避免应避免●●常用润滑剂的性能及选择润滑油的粘度及油性润滑脂的针入度、滴点及耐水性根据压力、速度、温度选择润滑油的粘度根据有无水汽、温度高低选择润滑脂动压轴承动压轴承静压轴承静压轴承第八章滑动轴承设计机械设计●●非液体摩擦滑动轴承主要失效形式：主要失效形式：磨损、胶合（因为金属表面直接接触）校核计算方法及目的：校核计算方法及目的：限制压强（p＜[p]）——防止轴瓦过度磨损限制pv值（pv＜[pv]）——防止轴瓦发生胶合限制v值（v＜[v]）——防止轴瓦过度磨损●●动压润滑基本理论动压油膜：一定条件下，由于摩擦表面相对运动而产生；掌握动压油膜形成的机理和必要条件，注意：两摩擦表面相互平行，不能产生动压油膜；润滑油从楔形间隙的小口进、大口出也不能形成动压。雷诺方程：液体动压润滑的基本方程；注意建立雷诺方程的假设条件；了解建立一维雷诺方程的基本思路；机械设计液体摩擦形成的条件由306hhhvdxdp(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方向是从大到小口(3)间隙中必须连续充满具有一定粘度的润滑油0hh若0dxdp则无粘度各油层无速度两板间油无流动不能形成油膜压力机械设计向心滑动轴承动压油膜形成过程(1)停车(2)启动0n0n金属直接接触摩擦力使轴颈右移油膜压力将轴颈托起其合力将轴颈左推n(3)随着油膜压力将轴颈完全托起其合力与外载平衡(4)n为工作转速n油膜压力偏心距e7-12dongya.swf形成过程机械设计轴系结构设计改错轴系结构设计改错1122334466、、77881010、、9911111313151555轴承正装轴承正装轴承反装轴承反装1.打通2.缺键，且应与齿轮键槽同一母线3.缺轴向定位4.缺密封5.端盖不能与轴接触6.缺调整垫片7.缺工艺凸台8.轴承的安装路径太长9.套筒太高，轴承装拆不便10.套筒同时顶住了内、外圈11.过定位12.键太长13.轴肩太高14.卡圈多余15.轴太长66、、7712121414机械设计改正改正机械设计第九章第九章联轴器、离合器和制动器联轴器、离合器和制动器–联轴器和离合器的作用与区别–联轴器分类、选用–离合器分类、选用