机械设计第九版期末总复习资料

1、机器在规定的使用时间（寿命）内和在预定的环境条件下，能够正常工作的概率，称为机器的。2、机械零件由于某些原因不能时称为失效。（①工作；②连续工作；③正常工作；④负载工作）3、1、机械零件的常规设计方法可概括地分为设计，设计和设计。可靠度理论经验模型实验③三、简答题1机械零件设计应满足哪些基本的准则？1/1zziiNn。答：机械零件设计应满足的基本的准则有：强度准则，刚度准则，寿命准则，振动稳定性准则，可靠性准则。§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§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s221、变应力的循环特性r=-1时为，r=0时为为，r=1时为。2、下列公式中是正确的。（①；②；③；④）3、零件受交变应力时，N次循环时的疲劳极限为，其中代号注脚“r”代表。（①；②；③；④）脉动循环变应力对称循环变应力静应力CNmrNsmrNNCskNNNm/0ssss1002ssamssmassmaxminssminmaxssrNNrK①④已知某材料的对称循环弯曲疲劳极限s1=180MPa，m=9，循环基数N0=5×106，试求循环次数N分别为7000、620000次的有限寿命弯曲疲劳极限。[解]：由式3-3得：MPaMPamNNN011ss57.373700010518096017000mNNss2276200001051809601620000mNNss三、简答题1、线性疲劳损伤累积的主要内容是什么？1/1zziiNn。答：线性疲劳损伤累积的主要内容是Miner法则：(1)当作用于零件上的载荷引起的应力si大于材料的持久极限时，这种应力对零件有损伤，其损伤量为ni/Ni。其中：ni为应力循环次数；Ni为使材料发生疲劳破坏的应力循环次数；(2)当作用于零件上的载荷引起的应力si小于材料的持久极限时，这种应力对零件没有损伤；(3)当损伤率达到100%时，材料即发生疲劳破坏，此时损伤率可表达为：1/1zziiNn(4)通过大量的实验证明：2.2~7.0/1zziiNn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、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1、根据摩擦面间存在润滑剂的情况，滑动摩擦可分为摩擦、摩擦、摩擦和摩擦。2、机件磨损过程大致分为三个过程：阶段、阶段、阶段。3、牛顿1687年提出了粘性液的摩擦定律，即在流体中任意点处的与该处流体的成正比。摩擦学中把凡是服从这个粘性定律的流体都叫。4、流体的粘度随温度升高而；在压力不超过20MPa时，压力增加，粘度。5、润滑油的闪点是衡量其的一种尺度，通常应使工作温度比油的闪点30～400C。干液体边界混合磨合稳定磨损剧烈磨损剪切应力速度梯度牛顿流体降低基本不变易燃性低1、某机械油50C时的运动粘度为27.01～32.5mm2/s，40C时为41.4～50.6mm2/s，表明该油的牌号为。（①L-AN32；②L-AN68；③L-AN46；④L-AN22）2、润滑油粘度受温度影响的程度可用粘度指数VI表示。粘度指数值越大，粘温性能。（①越差；②越好；③不变）3、流体的粘度是指流体的。（①强度；②刚度；③流动阻力；④油性）4、润滑油牌号L—AN100中的100是表示这种润滑油的平均值。（①动力粘度；②条件粘度；③运动粘度；④闪点）③③③②5、轴承的工作载荷越大，则选用润滑脂的锥入度应。（①越大；②越小；③大小均可）6、温度升高时，润滑油的粘度。（①降低；②升高；③先升后降；④先降后升）7、压力升高时，润滑油的粘度。（①降低；②升高；③先升后降；④先降后升）8、流体的粘度是指流体的。流体的粘度随温度升高而。（①强度；②刚度；③流动阻力；④油性；⑤降低；⑥不变；⑦增加）②②③①⑤§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(螺栓、螺钉、双头螺栓、紧定螺钉)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螺栓的预紧与放松§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22tandnpds§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内螺纹外螺纹螺纹联接◆螺纹联接的画法及结构改错1、普通螺纹中同一公称直径按分为粗牙螺纹和细牙螺纹。（①升角的大小；②旋向；③牙型角的大小；④螺距的大小）2、标注螺纹时。（①右旋螺纹不必注明；②左旋螺纹不必注明；③左、右旋螺纹都必须注明；④左、右旋螺纹都不必注明）3、我国国家标准中规定普通螺纹的牙形角为。（①60º；②45º；③30º；④25º）4、普通螺纹的公称直径是指其径。（①大；②中；③小）5、计算螺杆强度时，应采用的螺纹直径是径。（①大；②中；③小）③①④①①6、当进行螺栓联接的结构设计时，被联接件与螺母和螺栓接触表面处需要加工，这是为了。（①不致损伤螺栓头和螺母；②增大接触面积，不易松脱；③防止产生附加载荷）7、在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式中，为。其中1.3是考虑。（①工作载荷；②预紧力；③残余预尽紧力；④工作载荷+预紧力；⑤工作载荷+残余预紧力；⑥提高安全可靠性；⑦螺纹部分所受拉力的影响；⑧保证联接的紧密性；⑨螺纹部分受转矩的影响）8、在常用的螺纹的联接中，自锁性能最好的螺纹是。（①三角形螺纹；②梯形螺纹；③锯齿形螺纹；④矩形螺纹）][dF43.121aess①③⑨⑤10、矩形螺纹多用于，三角形螺纹多用于，这是因为矩形螺纹的摩擦三角形螺纹的缘故。（①动力传递；②联接；③大于；④等于；⑤小于。）19、设计螺纹联接防松装置的基本思想是。（①防止螺旋与螺母的相对转动；②提高联接件的强度；③提高联接件的刚度；④提高被联接件的刚度）20.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用。（①.螺栓联接②.双头螺柱联接③.螺钉联接④.紧定螺钉联接5、螺纹联接的基本类型有：、、和。9、螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为级，螺母的性能等级分为级，选用时，须注意所用螺母的性能等级与其相配螺栓的性能等级。①②⑤①②螺栓联接螺钉联接十不低于双头螺柱接紧定螺钉联接七1．图7所示螺栓组联接中，采用两个M20（其螺栓小径为d1）的普通螺栓，其许用应力为[σ]，联接件接合面摩擦系数为f，可靠性系数为C，单个螺栓所受的预紧力为F0。试分析该联接所允许传递的载荷F的表达式。解：1）接合面之间不滑动：（3分）2）螺栓不被拉断：（3分）3）（2分）FCfF220][413.1210ssdFCdfF3.1][21s2、有一油缸端盖联接螺栓如图所示。已知：轴向总载荷为（的作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心），每个螺栓的预紧力为，被联接件刚度为，螺栓刚度为，螺栓数目为Z。试求：①每个螺栓所受总拉力；②每个螺栓的残余预紧力；③加载后尚补充拧紧，每个螺栓所受的计算应力。（注：螺栓的大径为d、小径为d1、中径为d2）FF0FmCbC2、有一油缸端盖联接螺栓如图所示。已知：轴向总载荷为（的作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心），每个螺栓的预紧力为，被联接件刚度为，螺栓刚度为，螺栓数目为Z。试求：①每个螺栓所受总拉力；②每个螺栓的残余预紧力；③加载后尚补充拧紧，每个螺栓所受的计算应力。（注：螺栓的大径为d、小径为d1、中径为d2）FF0FmCbC)(02ZFCCCFFmbb1、解：①②③)()(001ZFCCCFZFZFCCCFFmbmmbb21243.1dFcas解：∵使用的垫片为橡胶垫片:又总拉力为：1)总拉力为：N2)残余预紧力由得：N5－9（p102）受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力F0＝15000N，当受轴向工作载荷F＝10000N时，求螺栓所受的总拉力及被连接件之间的残余预紧力。FFFcccFFmbb1020.9bbmCCC24000100009.01500002FcccFFmbb2400010000112FFFF140001F四、计算及分析题NF450060NF552003(共10分)如图所示为一固定在钢制立柱上的铸铁托架，已知总载荷，其作用线与垂直线的夹角，底板高h=340mm，b=150mm，螺栓预紧力，螺栓的相对刚度为：2.0)/(mbbCCC，试计算每个螺栓所受的总拉力。hbαFΣ220280160150NFFx3897sinNFFy2250cosNzFFxa974/NcmFFMyx961021524001641571516421min21/96102/(414)1716MiMiFMLLF110[/()]()0.2(9741716)55206058bbmaMFCCCFFFN220[/()]()0.2(9741716)55204351.6bbmaMFCCCFFFN解：螺栓组结构如图所示：螺栓数z=4对称布置。将总载荷沿水平和铅垂方向进行分解，可得：，由水平拉力引起的工作拉力为：倾覆力矩为：由倾覆力矩引起的上、下面螺栓拉力为：上、下面螺栓的总拉力分别为：1.普通平键是（由①、②中选），其剖面尺寸一般是根据（由③、④、⑤、⑥中选）按标准选取的。（①标准件；②非标准件；③传递转矩大小；④轴的直径；⑤轮毂长度；⑥轴的材料）2.普通平键长度的主要选择依据是。（①传递转矩的大小；②轮毂的宽度；③轴的的直径；④传递功率的大小）3、平键主要用来实现固定。4、半圆键联接的缺点是轴上键槽较深，对轴的削弱较大，一般只用于联接中。5、花键联接按其齿形不同，可分为花键和花键。①④②轴和轴上零件之间的周向强度轻载矩形渐开线4、普通平键联接属于联接，其主要的失效形式是键以及轴与轮毂上的键槽三者中。5、同一轴毂联接，当用单键强度不够而需要采用双键时，键的合理布置方式是：两平键宜；两半圆键应；两楔键应。静强度较弱的表面被压溃相隔180度位于同一直线上相隔90~120度§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。21FF