机械设计复习.

第一章绪论§1-1机械工业在现代化建设中的作用§1-2机器的基本组成要素§1-3本课程的内容、性质与任务§1-6认识机器§1-4本课程的特点、注意问题§1-5教学安排第二章机械设计总论§2-1机器的组成§2-2设计机器的一般程序§2-3对机器的主要要求§2-4机械零件的主要失效形式§2-5设计机械零件时应满足的基本要求§2-6机械零件的计算准则§2-7机械零件的设计方法§2-8机械零件设计的一般步骤§2-9机械零件材料的选用原则§2-10机械零件设计中的标准化§2-11机械现代设计方法简介机械零件常见的失效形式有：整体断裂过大的残余变形零件的表面破坏腐蚀、磨损、接触疲劳（点蚀）失去正常工作条件引起的失效等。强度准则刚度准则寿命准则振动稳定性准则可靠性准则避免在预定寿命期内失效的（强度）要求结构工艺性要求经济性要求质量小的要求可靠性要求§3-1材料的疲劳特性§3-2机械零件的疲劳强度计算*§3-3机械零件的抗断裂强度§3-4机械零件的接触强度第三章机械零件的强度§3-01机械零件的载荷与应力§3-02机械零件在静应力下的强度计算§3-1材料的疲劳特性◆极限应力：sr、srN第三章机械零件的强度§3-01机械零件的载荷与应力◆变应力可由静载荷或变载荷产生◆稳定性变应力的描述：smax、smin、sm、sa、r（循环特性）§3-02机械零件在静应力下的强度计算◆极限应力：ss、sb◆安全系数：SSSSSSScaca22limssss，复合应力：单向应力：mNNNK0rmrNNNss0rNKs注意各系数的含义§3-2机械零件的疲劳强度计算◆材料及零件的疲劳极限应力线图◆直线方程◆材料常数（A’D’的斜率）◆综合影响系数◆应力变化规律（加载方式）◆疲劳强度计算图解法和解析法0012ssssqkKssss1)11(qkK1)11(SOMMOScaSKSmacasssssss1maxmax◆复合应力安全系数SSSSSScass22NK应力状态应力类型单向应力状态复合应力状态极限应力slim静应力稳定循环变应力r=C(塑性材料）以s为判据以s为判据以S为判据以S为判据塑性脆性ssssSlimSlimssssSScalimSScalimsssssssssSlim22max22max34SSsBBs以S为判据疲劳区sssssssSKSmaca1SKSmaca1屈服区sssssSSamScaSSamScaSSSSSS2τca2σcaτcaσcacaSSSSSS2τca2σcaτcaσcacarsNKrNs强度计算公式总结NK22212121H1111EEBFs赫兹公式：1FB2σHσHFB12σHσH§3-4机械零件的接触强度第四章摩擦、磨损与润滑概述§4-0概述§4-1摩擦◆4种摩擦状态干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦§4-2磨损◆磨损基本类型磨粒磨损、疲劳磨损（点蚀）、粘附磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损§4-3润滑剂、添加剂和润滑方法◆润滑油的粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号◆润滑油的粘温特性§4-4流体润滑原理简介Fvxyabcoho第五章螺纹联接与螺旋传动§5-1螺纹§5-2螺纹联接的类型与标准联接件§5-3螺纹联接的预紧§5-4螺纹联接的防松§5-5螺纹联接的强度计算§5-6螺栓组联接的设计§5-7螺纹联接件的材料与许用应力§5-8提高螺纹联接强度的措施*§5-9螺旋传动§5-1螺纹◆螺纹的主要参数：大径d、小径d1、中径d2、线数n、导程p、螺纹升角◆细牙螺纹的特点：细牙螺纹牙形小，螺距小，升角小，自锁性好；小径大，强度高，但牙易磨损，不易经常拆卸。§5-2螺纹联接类型及特点及图示结构受拉螺栓连接：普通螺栓、螺钉、双头螺栓、（紧定螺钉）受剪螺栓连接§5-3~4螺栓的预紧与防松§5-5螺纹联接的强度计算◆联接的失效形式：①受拉螺栓：塑性变形、疲劳断裂②受剪螺栓：剪断、压溃③联接失效：滑移、离缝、压溃22tandnpds松脱原因：载荷变化、冲击、振动、温度变化第五章螺纹联接与螺旋传动◆紧螺栓联接强度计算的含义！其中3.1,4/3.1212cassdFFCCCFFFFmbb012Pmin0PssLdF204dF◆受剪螺栓联接强度计算：◆松螺栓联接强度计算仅受预紧力的紧螺栓联接（螺栓不拉断）受横向载荷的紧螺栓联（不滑移、不拉断）接受轴向载荷的紧螺栓联接（不离缝、不拉断）FmbbCCCFKifFS001F4/21cassdF铰制孔螺栓zFF204dFPmin0PssLdF§5-6螺栓组联接的设计◆受力分析的类型：普通螺栓fziFKFFKzifFS0S0或：强度条件：ss4/3.1210cadF联接条件（不滑移）：◆受横向载荷的螺栓组联接◆受转矩的螺栓组联接TKfrFfrFfrFsz02010ziirfTKF1S0ss21043.1dFca普通螺栓强度条件：联接条件（不滑移）：铰制孔螺栓ZiirTrF12maxmax20max4dFPmin0maxPssLdF◆受轴向载荷的螺栓组联接每个螺栓所承受的总载荷F2为：F2=F1+FzFF每个螺栓受力：ss212ca43.1dF强度条件：联接条件（不离缝）：F10，且满足密封要求。◆受倾覆力矩（翻转力矩）的螺栓组联接LiLmaxOOOMZiLMLF12imaxmaxss212ca43.1dFmaxmbb02FCCCFF][0maxPPWMAzFss00minWMAzFPs最大工作载荷：强度条件：不压溃条件：不离缝条件：组合受力时为不包括M的残余预紧力F1’螺栓类别普通螺栓（受拉螺栓）单个螺栓受力强度条件预紧力F0=0s421dF松螺栓轴向载荷轴向力F紧螺栓联接横向载荷fziFKFs0FKzifFs0转矩ZiisrfTKF10F0------预紧力ss21043.1dFca轴向载荷zFFZiiLMLFF12maxmax总拉力FCCCFFmbb02静强度ss21243.1dFca疲劳强度倾覆力矩铰制孔螺栓（受剪螺栓）横向载荷转矩zFF204dFPmin0PssLdFZiirTrFF12maxmax被联接件强度][0maxPPWMAzFss00minWMAzFPs螺栓联接强度计算小结忽略Pmin0PssLdFRFaFRSFKfzF1z01ambmFCCCFFaFTTKrfFSzii11zFFaFCCCFFmbb02FFF12RFMMTRSFKfzF0TKrfFSzii10ziiMLMLFF12maxmaxFCCCFFmbb02aFMziiMLMLF1maxmaxmaxMaFzFFss43.1212dF][0PWMAzFs00WMAzF][1PWMAFzs01WMAFzzFCCCFFambm01受拉螺栓受力分析（电子讲义末页）失效形式分析在F0、Qx、M的作用下，接合面上部离缝，因此要求:sPmin0在F0、Qx、M的作用下，接合面下部压溃，因此要求：sPmax[sP]在横向载荷Qy（F0、Qx）作用下，托架下滑，因此要求：在F2（F0、Qx、M）的作用下，螺栓被拉断或塑性变形，要求：ysQKZFf1s213.14FdQODrl45QxQyM例题首先将外载荷向接合面形心简化！！注意其它受载荷及转动滑移情况！确定单个螺栓的预紧力F0按不离缝确定F0，要求：sPmin0按不压溃确定F0，要求:sPmax[sP]按不下滑确定F0，要求：ysQKZFf1WMAFZPs1min0)(0WMFCCCFAZQxmbm注意：QxmbmFCCCFF01为仅考虑Qx的残余预紧力2217671)2(mmDA3333134032mmDWNZAWMFCCCFQxmbm52090PPWMAFZss1maxNFCCCZAWMZAFQxmbmP60310sysQxmbmQKFCCCFfZ)(0NFCCCfZQKFQxmbmys48080综合，NF52090可取：QODrl45QxQyM例题注意W的算法！！§5-7螺纹联接件的材料与许用应力◆螺纹联接件力学性能等级代号：如5.6◆螺纹联接件的许用拉应力◆受剪螺纹联接许用剪应力和许用挤压应力§5-8提高螺纹联接强度的措施◆降低影响螺栓疲劳强度的应力幅◆改善螺纹牙上载荷分布不均的现象◆减小应力集中◆避免或减小附加弯曲应力◆采用合理的制造工艺MPaMPaSB300500minminss①减小螺栓刚度Cb②增大被联接件刚度Cm③适当增大预紧力F0凸台、沉头坑的作用内螺纹外螺纹螺纹联接◆螺纹联接的画法及结构改错第六章键、花键、无键联接和销联接§6-1键联接◆键联接分类及特点：平键、半圆键、楔键、切向键等。◆A、B、C型普通平键的特点◆键的尺寸选择：b×h和键的长度L◆平键联接的失效◆强度校核：§6-2花键联接◆花键联接的特点*§6-3无键联接、§6-4销联接普通平键联接(静联接)：工作面的压溃、键的剪断导向平键滑键联接(动联接)：工作面的磨损][2ppsskldTklF注意工作面b×h根据轴径d由标准中查得，键的长度L参考轮毂的长度确定，应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。键分布均匀，各齿受力均匀；因槽较浅，齿根处应力集中较小；齿数较多，总接触面积大，承载能力强；轴和轴上零件对中性好；导向性好；齿根仍有应力集中，加工成本较高。A型用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。B型用盘铣刀加工，轴的应力集中小。C型用于轴端，便于安装。第八章带传动§8-1带传动概述§8-2带传动的工作情况分析§8-3Ｖ带传动的设计计算§8-4Ｖ带轮结构设计§8-5带传动的张紧装置§8-6带传动设计实例§8-1带传动概述◆带传动的特点◆带轮槽的楔角φ小于带的。§8-2带传动的工作情况分析◆弹性滑动◆带传动力分析公式优点：结构简单、无啮合冲击，传动平稳、适合高速、造价低廉以及缓冲减振，过载保护，适用于大中心距；缺点：摩擦式带传动有弹性滑动和打滑的现象，传动比不稳定，需较大张紧力，寿命短。21FFFe2102FFF1120fffceceeFFFfeFF21◆最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。◆为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制小带轮直径。由于拉力差和带的弹性变形而引起的带相对带轮的局部滑动。§8-3Ｖ带传动的设计计算◆带传动的主要失效形式◆带传动的设计准则◆单根V带所允许传递的功率公式的含义：◆带的参数选择§8-5带传动的张紧装置◆张紧轮的位置及张紧方向KWAvePVfcb1000)11)(]([10sss带的型号小带轮直径dd1带的速度v中心距a传动比i带的基准长度Ld小带轮上的包角1带的根数z打滑、带的疲劳破坏在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。注意：各参数对弯曲应力、圆周力、离心力、小轮包角、打滑、寿命、承载能力等传动性能的影响§8-4Ｖ带轮结构设计①松边在上，有利于加大包角。②张紧轮放在松边，受力小。③靠近大轮向外张紧，带受单向变应力。300050002000160040002008005001004003001000小带轮的转速n1(r/min)125025000.811.2523