机械设计基础复习要点复习要点第一章第一章 机械零件设计概论机械零件设计概论一、稳定循环变应力一、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 静应力二、变应力作用下的极限应力二、变应力作用下的极限应力与循环次数N有关r =-1r =0r =+1循环基数N0、持久极限sr第二章第二章 挠性传动设计挠性传动设计一、带的受力分析一、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+sb1三、带的弹性滑动和打滑三、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、链传动工作情况分析六、链传动工作情况分析 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 9 z2不能太多， z2120高速重载 小节距多排链; 低速重载 大节距单排链第三章第三章 齿轮传动设计齿轮传动设计一、失效形式和设计准则一、失效形式和设计准则二、齿轮材料及热处理二、齿轮材料及热处理 轮齿折断、齿面点蚀、胶合、磨损、塑性变形 闭式软齿面： 按接触疲劳强度设计，校核弯曲疲劳强度闭式硬齿面： 按弯曲疲劳强度设计，校核接触疲劳强度开式齿轮 ： 按弯曲疲劳强度设计，模数增大10%20%锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料硬齿面：淬火软齿面：小轮 调质 大轮 正火HBS1=HBS2+（3050）三、直齿圆柱、斜齿圆柱及锥齿轮的受力分析三、直齿圆柱、斜齿圆柱及锥齿轮的受力分析四、圆柱齿轮的强度计算四、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？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；力的作用点在啮合点啮合点 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=2040闭式硬齿面、开式、铸铁 z2=1725与齿面硬度、齿轮布置方式有关斜齿圆柱齿轮：b = 1025人字圆柱齿轮：b = 2540 圆柱齿轮：b1 = b2+(510)mm第四章第四章 蜗杆传动设计蜗杆传动设计一、蜗杆传动的特点一、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， 且旋向一致三、蜗杆传动的主要参数三、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，z280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、平键连接一、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 根据轮毂宽度确定第五章第五章 连接设计连接设计类型：普通平键（A型、B型、C型）、导键和滑键 二、平键连接的失效形式和设计准则二、平键连接的失效形式和设计准则三、螺纹副的受力、效率和自锁三、螺纹副的受力、效率和自锁 螺纹副的效率三角形螺纹效率低、用于连接其余三种用于传动 螺纹的自锁条件三角形螺纹最大，自锁性好用于连接细牙螺纹螺距 小，升角 小易满足自锁条件四、紧螺栓连接的强度计算四、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m fc FRKf杆受剪：杆与壁受挤压： 受轴向载荷的普通螺栓连接由螺栓和被连接件的受力与变形得：总拉力F0 = 工作拉力F + F”总拉力：剩余预紧力： 强度条件 保证联接的紧密性剩余预紧力F 0力力变形变形d d1d d2d dFF0FFABCDF第六章第六章 轴的设计轴的设计二、轴的结构设计准则二、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、三、轴系结构设计改错轴系结构设计改错一、轴的类型一、轴的类型转轴、心轴、传动轴四、轴的强度计算四、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第七章第七章 滚动轴承设计滚动轴承设计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三、滚动轴承的类型和型号选择N 圆柱滚子71 12(0)C四、滚动轴承的疲劳寿命计算四、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五、滚动轴承的组合设计 轴承支承的结构形式两端固定两端固定一端固定、一端游动一端固定、一端游动两端游动两端游动 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派生轴向力的方向力的方向和轴承的固定方式轴承的固定方式一、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第八章第八章 滑动轴承设计滑动轴承设计三、三、 液体摩擦动压向心滑动轴承的基本理论液体摩擦动压向心滑动轴承的基本理论压力油膜形成的原理二、轴瓦材料二、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、离合器和制动器一、联轴器的一、联轴器的分类分类 刚性联轴器 挠性联轴器二、二、联轴器的联轴器的选用选用 选类型同心条件载荷大小与性质 选型号转矩转速轴径固定式可移式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