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1、机械设计 复习要点,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,r =-1,r =0,r =+1,变应力既可由变载产生，也可由静载产生！,第二章 机械设计中的强度问题,脆性材料：,塑性材料：,静应力作用下的极限应力：,二、静应力作用下的强度问题, 材料的强度极限, 材料的屈服极限,三、稳定循环变应力作用下的强度问题,变应力作用下的主要失效：疲劳断裂,变应力作用下零件的极限应力主要与下列因素有关：, 材料的性能, 应力的循环次数N, 应力的循环特征r, 零件的表面状态, 零件的大小,一般情况下，r越小，N越大，零件
2、越容易损坏,1） 不同循环次数N 时的疲劳极限计算,2） 不同循环特征r 时的疲劳极限计算,寿命曲线（ sr、 srN 、 N0 ）,材料的简化极限应力图是如何作出来的？如何求极限应力？,3） 稳定循环变应力作用时机械零件的疲劳强度,需考虑应力集中、绝对尺寸和表面状态,一、失效形式和设计准则,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
3、火,HBS1=HBS2+（3050）,第三章 齿轮传动设计,三、直齿圆柱、斜齿圆柱及锥齿轮的受力分析,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；力的作用点应画在在啮合点,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？,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, 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
4、圆柱齿轮：b = 2540, 圆柱齿轮：b1 = b2+(510)mm,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,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,第四章 蜗杆传动设计,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, 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
5、数量,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,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,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, 提高效率的途径, 效率, 热平衡计算的目的,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,拉应力s、离心拉应力sc、弯曲应力sb,最大应力：smax=s1+sc+sb1,第五章 挠性传动设计,三、带的弹性
6、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,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, 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,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，以防脱链， z2120,高速重载 小节
7、距多排链; 低速重载 大节距单排链,二、轴的结构设计准则,三、轴系结构设计改错,一、轴的类型,转轴、心轴、传动轴,第六章 轴的设计,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, 基于安全系数的强度计算(重要轴),要考虑轴上的应力集中情况、轴的横截面尺寸大小以及轴的表面状态,五、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,类型：普通平键（A型、B型、C型）、导键和滑键,六、平键连接的失效形式和设计准则,6 深沟 球轴
8、承,7 角接触球轴承,3 圆锥滚子,5 推力球,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,基本代号,三、滚动轴承的类型和型号选择,N 圆柱滚子,第七章 滚动轴承设计,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, 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, 轴承支承的结构形式, 轴承支承设计的轴承排列问题,正排、反排决定了派生轴向力的方向和轴承的固定方式,一、非液体摩擦滑动轴承的失效形式及计算准则,磨损,防止
9、过度磨损,胶合,防止胶合,二、轴瓦材料,轴承合金、铜合金、铸铁、粉末冶金和非金属材料,第八章 滑动轴承设计,三、液体摩擦动压油膜形成的必要条件,(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 方向是从大口到小口,(3) 间隙中必须连续充满具有一定粘度的润滑油,四、动压向心滑动轴承的承载能力,承载能力与哪些因素有关？承载量系数CP如何确定？,五、液体摩擦动压滑动轴承设计时主要参数, 表面粗糙度, 最小油膜厚度,一、常见联轴器的特点,二、联轴器的选用, 选类型,同心条件,载荷大小与性质, 选型号,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
10、,第九章 联轴器、离合器和制动器,一、螺纹的类型、应用、受力、效率和自锁, 螺纹副的效率,三角形螺纹自锁性好、用于连接，其余三种用于传动, 螺纹的自锁条件,三角形螺纹v最大，自锁性好，用于连接,细牙螺纹螺距p小，升角小，易满足自锁条件, 螺纹的牙型,三角形、矩形、梯形和锯齿形,粗牙螺纹和细牙螺纹,第十章 连接设计,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,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, 如何提高螺栓的强度？,降低KC,一、弹簧的分类,二、弹簧参数对弹簧性能的影响,弹簧指数C、弹簧刚度k,在外载和材料一定时，C越大，D2越大或是d越小,若d不变，而D2增大，此时簧丝承受的T增大，剪切应力增大，强度下降,若D2不变，而d减小，此时簧丝承载面积减小，剪切应力增大，强度下降,因此从强度角度考虑C不能取得过大,C越小，刚度k越大，弹簧越硬，绕制越困难,C越大，刚度k越小，弹簧越软，绕制越容易，但易失稳，易颤动,第十一章 弹簧,