笔记机械设计复习.docx

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笔记机械设计复习

机械设计复习

第一章机械设计总论与机械系统的组成

1.1）机械系统的组成：

_____________

2）机械零件常用的设计准则有＿强度＿条件、＿刚度＿条件、耐磨性条件、振动噪声条件、热平衡条件。

1．载荷分类：

静载荷和变载荷。

区分名义载荷、工作载荷和计算载荷：

工作载荷：

实际工作条件下的载荷；名义载荷：

根据原动机功率求得的载荷；计算载荷：

对名义载荷进行修正得到的近似值，计算载荷=_____

____________。

其中名义转矩：

T=__________________________________

2．应力的分类：

______静应力和变应力_

举出静应力和变应力相互转变的实例：

3.1）稳定变应力可分为对称循环变应力、脉动循环变应力和非对称循环变应力。

2）稳定循环变应力的五个参数：

最大应力、最小应力、应力幅、平均应力、应力循环特征，它们之间的关系：

_____________________________________________________________________________________________

3）其中轴的单向旋转所受的弯曲应力是____________________，受双向循环的弯曲应力是_____________，轴受不变载荷时所受的弯曲应力是_____________________，一般轴受到的接触应力是_____________________。

4.典型应力变化规律：

a.循环应力r不变，举例（）；b平均应力

不变，举例（）；c.最小应力

不变，举例（）。

5.画出材料的极限应力图和零件的极限应力图

对于塑性材料：

坐标A（，），B（，），D（，）

对于脆性材料：

坐标A（，），B（，），D（，）

对于塑性极低的材料：

坐标A（，），D（，）

当循环特性r不变时，工作应力（

，

）的极限应力

______________,并作图表示。

得出的结论有（写出三条）：

①________________________________________________;

②_________________________________________________________________________;

③___________________________________________________________________________。

5影响零件的疲劳强度的主要因素：

______________________________________________________________________________

61）寿命系数

=________________________________;等效系数_______________________

综合影响系数

=_________________

循环特性为r的安全系数S=__________________

2）对于塑性材料，极限应力为σlim=σs；τlim=τs;对于脆性材料，极限应力σlim=σb；τlim=τb。

7疲劳安全区和塑性安全区：

第二章齿轮传动设计

2.齿轮传动的特点：

优点：

传递功率和转速适用范围广；具有稳定的传动比；效率高、结构紧凑；

缺点：

制造成本较高；精度低时，噪声和振动较大；不宜用于轴间距离较大的传动。

齿轮的失效形式：

①轮齿折断（全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮，局部折断—常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮）；②齿面疲劳点蚀（点蚀常发生于闭式软齿面（HBS≤350）传动中，点蚀常发生于偏向齿根的节线附近）；③齿面胶合（热胶合和冷胶合）；④齿面磨损（是开式传动的主要失效形式）；⑤齿面塑性变形2.齿轮传动的设计准则：

（主要针对疲劳折断和齿面点蚀）

1对于闭式软齿面（HBS≤350）传动，主要失效形式是齿面点蚀，所以按齿面接触疲劳强度设计，而校核齿根弯曲疲劳强度；

2对于闭式硬齿面（HBS>350）传动，主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，所以按齿根弯曲疲劳强度设计，而校核齿面接触疲劳强度；

3注：

开式齿轮传动采用齿根弯曲疲劳强度设计，但不校核齿面接触强度。

材料的处理：

1）软齿面：

调质和正火，改善机械性能，增大强度和韧性；2）硬齿面：

表面淬火，渗碳淬火，表面氮化，接触强度高、耐磨性好、可抗冲击3）配对齿轮均采用软齿面时：

小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度稍高于大齿轮（约20~50HBS

3.直齿圆柱齿轮受力分析

1）直齿圆柱齿轮传动

下标“1”表示主动轮，各力应画在啮合点上

主动轮与从动轮的力的方向判断：

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2）计算载荷：

，载荷系数K=KAKvKαKβ

其中KA，Kv，Kα，Kβ分别是_______________________________________________________________

3）强度计算：

对于弯曲疲劳强度：

校核：

设计式：

的意义：

____________________________________________________________________________________

1YFa与模数大小无关，只取决于轮齿的形状，当齿廓基本参数已定时，YFa取决于齿数Z和变位系数χ，YFa随z、x的变化____________________________________________________________；

2考虑齿根应力集中，引入应力修正系数Ysa，Ysa随z的变化______________________________；

3标准齿轮z越多，YFaYSa越小;

4影响齿根弯曲疲劳强度的主要参数是模数m，与模数的关系是_____________________________;

5配对的大小齿轮的弯曲应力不等，标准齿轮YFa1YSa1＞YFa2YSa2故σF1＞σF2;

6选择原则：

在保证齿根弯曲强度的前提下，选取尽可能多的齿数;

7计算模数时，比较YFa1YSa1/σFP1与YFa2YSa2/σFP2的大小，代入大值注：

许用应力与__________、____________、______________等因素有关。

对于接触疲劳强度：

校核式：

设计式：

1σH1=σH2，而σHP1≠σHP2，设计时，σHP=min{σHP1,σHP2}；

2求出d1→选择z1→计算m=d1/z1；

3为便于装配，保证实际啮合线长，取b1=b2+（5~10）mm，b2=ψdd1；

4齿面接触疲劳强度主要取决于分度圆直径d，接触应力、接触强度与d的关系分别是________________________________________________________________________________。

4.斜齿圆柱齿轮受力分析

1）当量齿轮：

__________________________________________________________________________

2）

主动轮受力方向判断______________________________________________________________

从动轮受力方向判断_________________________________________________________________

3）斜齿轮的接触疲劳强度条件：

校核式：

___________________________________________________

设计式：

_____________________________________________________

弯曲疲劳强度条件：

校核式：

___________________________________________________

设计式：

_____________________________________________________

5锥齿轮

1）当量齿轮：

______________________________________________________________________________;

2）传动比i=_______=____________（分别用主动轮和从动轮的相关角度表示）；

3）受力方向判断：

主动轮受力方向：

________________________________________________________________________________________;

从动轮受力方向：

________________________________________________________________________;

4）在二级齿轮传动，锥齿轮布置在高速级的原因是_______________________________________________。

6参数选择

1）关于齿数z

闭式软齿面齿轮传动：

在保持d不变和满足弯曲强度情况下，z应该选_____些，原因是（写四条）_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；

闭式硬齿面、开式、铸铁齿轮传动：

z适当选少些，应提高______________________________________；

一般大、小齿轮的齿数互质。

2）材料的热处理方式和精度等级

轮齿具有足够的强度和韧性，以抵抗轮齿的折断；

齿面具有较高的硬度和耐磨性，抵抗齿面点蚀、胶合、磨损、塑性变形；

传递功率大、圆周速度高、传动平稳、噪声小，应选择较高的精度等级。

3）齿宽系数

支承刚度好，对称布置，齿宽系数取大值；轴的刚度差，悬臂布置，齿宽系数取小值。

直齿圆锥齿轮，轮齿由大端向小端缩小，载荷沿齿宽分布不均，不宜过大，一般取________。

4）螺旋角ββ增大，可以提高______________,________________,________________,但过大使得___________________________________。

5）变位系数x的选择（四条）__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

7.提高疲劳强度的措施

1）提高接触疲劳强度（写四条）__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2）提高弯曲疲劳强度_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

第三章蜗杆传动设计

1.蜗轮蜗杆传动的特点（说出4条）

3.1）蜗轮蜗杆正确啮合条件：

_______________________________________________________________

2）什么是中间平面？

__________________________________________________________________

3）蜗杆分度圆直径标准化的原因：

________________________________________________________

4）蜗轮蜗杆传动变位的目的____________________________________________________________

5）为什么只对涡轮变位？

__________________________________________________________________

4.蜗轮蜗杆的材料选择原则：

一般材料组合是_________________。

5.传动效率η=_____________________________。

（一般是蜗杆主动）

总效率η=________________________________________________________________。

当量摩擦角ρv=__________。

6.蜗轮蜗杆的受力分析

1）方向判断

2）对于蜗杆主动，蜗杆受力Ft1，Fa1,Fr1，涡轮受力Ft2，Fa2,Fr2

7.蜗轮蜗杆常用在高速级的原因：

8.设计准则：

闭式：

按_____________________设计，开式按____________________________设计。

9.热平衡计算的原因

如果不符合要求，采取措施有（写出三条）

第四章挠性传动设计

1.带传动的工作原理:

________________________________________________________________

2.带的受力分析

1）有效拉力Ff=________________________,传递功率P=_____________________

2）柔韧体摩擦欧拉公式:

________________________________________

（欧拉公式反映了带传动丧失工作能力之前，紧、松边拉力的最大比值）

3）工作时，带横截面上的应力由三部分组成：

__________________________________,

最大应力发生在_______________________________________

3.1）带的主要失效形式：

___打滑和疲劳破坏____________________________________（两种）

2）设计约束条件（准则）：

3）不打滑条件：

4）疲劳强度条件：

5）同时满足两个约束条件的传递功率P0=__________________________________________

4.区别带的弹性滑动和带的弹性打滑：

5.带传动的设计步骤

1）确定计算功率Pd＝KAP；2）根据n1、Pd选择带的型号；3）确定带轮基准直径dd1、dd2；4）验算带速v（v＝5～25m/s）；5）确定中心距a及带长Ld；6）验算主动轮的包角α1；7）计算带的根数z其中：

带的中心距满足公式：

____________________________,\，带长Ld0=____________________________

小带轮包角α公式_______________________________________。

6.参数

1）带速V太高会_________________________________,V太低会_________________________________________。

2）中心距a过小，带短，易疲劳；中心距过大会有颤动现象。

中心距增大会________________________________________________________________________________________________。

7.带的传递能力与哪些参数有关（结合公式）说出5条

①带的根数，带的传递能力随着带的根数增多而增大；

带的寿命与哪些参数有关

8.1）滚子链传动的主要参数有（3个）_______________________________________________

2）滚子链中的过盈连接有___________________________________________________________________,

间隙连接有_____________________________________________________________________________。

10.与带传动相比，链传动的特点是（写出4条）

11.瞬时速比周期性变化，称为多边形效应。

链速

，平均传动比为常数

12.参数的选择

1）齿数z

小链轮齿数z1愈多，传动愈平稳，动载荷减小。

通常取z1≥17，且传动比i越小，z1可越多。

大链轮齿数z2＝iz1，常取z2≤120，以防止脱链。

2）节距p节距p越大，承载能力越大。

但p过大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大。

高速重载时，宜选小节距多排链；低速重载时，宜选大节距单排链；

3）常取a＝（30～50）p

第五章轴和轴毂连接设计

1.轴按受载分类（3类）：

____________________________________________________-

自行车的前轴是__________，中轴是__________________，后轴是_____________________

2.轴的轴向定位有哪些零件:

___________________________________________________

比较轴向定位零件的特点：

轴的周向定位有那些零件：

____________________________________________________________

3.轴的强度计算的三种方法：

三种方法的各用在什么地方:

4.弯扭合成强度计算的公式___________________________________________________

其中α意义是_______________________________________________________，它的取值情况是_____________________________________________________________________________________。

5.提高轴的强度和刚度的措施（⊙o⊙写出四条）

注：

不能用合金钢代替碳钢来提高刚度，原因是________________________________________________。

6.1）键的选择：

①根据工作要求选择类型；②根据轴的直径选择键的_______________（尺寸）；③根据轮毂的宽度选择键的__________。

（尺寸）

2）平键ABC型分别是什么形状：

_______________________________________________________________。

键的失效形式：

普通平键压溃与剪断，按挤压强度计算；

滑键：

磨损

7.联轴器的分类（写三类）：

________________________________________________________________________

根据________________________（三种）确定型号。

__________________________________________________________选择固定式联轴器；

__________________________________________________________弹性联轴器

__________________________________________________________万向联轴器

__________________________________________________________可移式联轴器

8.联轴器和离合器的异同：

9.自行车上的超越运动利用__________超越_____________离合器。

第六章滑动轴承设计

1.按摩擦状态，滑动轴承分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承；

按压力油膜形成原理不同，液体摩擦滑动轴承分为动压轴承和静压轴承。

2.非液体摩擦滑动轴承的失效形式有_________________________________。

（三种）

其中限制压强的目的是______________________________________________________________，

限制PV值的目的是____________________________________，限制速度值V的目的是__________________。

3.液体动压润滑的工作原理

4.写下雷诺方程，说明形成动压油膜的必要条件和充分条件

5.公式

1）hmin=________________________，相对间隙=______________________,

偏心率=_____________________，

2）承载能力关系式：

_____________________________________。

6.提高承载能力的措施（写出三条）

7.液体摩擦动压向心滑动轴承的宽径比、相对间隙和润滑油粘度对轴承的承载能力及温升有何影响?

8.参数的选择

1）宽径比

宽径比增大时：

__________________________________________________________________________,