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1、机械设计总结机械设计课程要点总结一、机械设计中的强度问题1、几种稳定循环变应力(1)变应力参数最大压力max最小应力min应力幅max min2平均应力max min2应力比(循环特性)minmax(2)对称循环变应力:minmax、max(3)脉动循环变应力:minmax2max2(4)静应力 2、变应力下的强度条件低周疲劳.高周疲劳N 口循环基数(1)不同循环次数N时的疲劳极限NNo时N件KnNNo时N(2)同一循环次数，不同应力比(循环特性)时的疲劳极限已知材料的机械性能 1、 0()、s，可作出(材料的极限应力)的简图(K )零件的极限应力图应力比:平均应力:最小应力:min C 时例

2、:某ttse定S应力作用.工作应力- 2+ J-10 MFQ 材料的机性徒 J Z為牝-旳0 MPa .听二-i)QMFaa上危脸 面的鬲=13名=1飞人=1TTUn _ V(k 1 )一 1乞=生+丄一】1七；咸丿(1)绘制材料的简化应力* f2)用作图床 求霎件的限应力及安全系数.1.对于材料极限应力曲SA (0X7 即(0. 450 B侃匸班即(3g)即(800, 0 )玄图上标出工作应力点M二空2竺卫=兰2岀=1 OSfFci2 2=，叭 40= 14 她4匕d 2 2丄图上星得零fr的极曝应力TtIJl 一= .57 爲 D.7S A对于零件的极K应力曲蟻XWcJ陷：卜即(0. 2-

3、0)B ) a (35ft. 21 ft ，安全系*=篇喘氐_耳+兀L _瓦_曲 gq+匹 石玄一皿二、机械传动A、带传动1、带传动的工作情况分析尸0张紧刀/ 包角X f摩e系st/J运动分析:弹性滑动不可避免传动比3 = E髓F愛化也 17. (1-滑是可以S免的F二仔加 2、带传动的失效形式及设计准则:失效形式设计准W打滑不蜩F - %疲劳坏不发生劳坏趣=巧+為+6二03、带传动的设计:V带传动的设计例：P164 习题 8-1、8-2轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨料磨损、齿面塑性变形设计准则失效形式齿面间的按M疲劳点诫齿面sits劳糜条件% S 鸵齿彎曲*劳度条件住汁胶合、磨损、塑性

4、娈形等失效运ffl上述准并作应考肓具体工作条件下，如何运用上述准W工作条件设计准则闭式传动软吿面(a度 W 3bOHtiS)按齿面接絵叢劳9度条件设计 恢轮齿弯曲瘦劳强度条件校核礎齿面(9J6 350HBS)檢轮齿曹曲疲劳强度条fr设计 按齿面接M疲劳强度条件校檯开式传动按轮齿弯曲ft劳强度条件设计3、齿轮材料及热处理对齿轮材料性能的基本要求：为齿面要硬、齿芯要韧4、直齿圆柱齿轮传动(2)计算载荷：K KaKvK K(3)齿轮强度条件:齿面接触疲劳强度条件、齿根弯曲疲劳强度条件(4)讨论:1)接触应力与接触强度2)弯曲应力与弯曲强度5、斜齿圆柱齿轮传动(3)斜齿轮的强度条件6、直齿圆锥齿轮传动

5、(2)受力分析：力的大小 主、从动轮上力的关系 力的方向 7、齿轮设计中有关参数的选择原则材料与热处理方式 精度等级 齿数 齿宽系数 模数 分度圆螺旋角例：P236 习题 10-1、10-7 8蜗杆传动蜗杆传动的类型及其特点:从运动关系看.蜗杆传动相当于螺母与螺杆传动(1)传动比大i= 10 80卩)有自锁性(蜗杆升角八二当量摩擦角几)(4)摩擦发热大.传动效率低在中间平面内，相当于斜齿条与斜齿轮的啃合(1正确啮合条件(2蜗杆传动参数及几何尺寸计算与齿轮传动相同主要参数(1)模数和压力角瞋(句变位系数可配凑中心距符合标准值揍转动比符合推荐值(中心距保持不变)蜗杆传动的失效形式和设计准则注*杆主

6、要是控制轴的变形调质淬火铸锡磷青铜材料及热处理蜗杆蜗轮材料组合 幅杆碳素钢合全钢蜗轮=灰铸铁铝铁青铜 减摩耐磨抗胶合普通圆柱蜗杆传动(受力分析力的分解力的关系力的方向力的大小(2)闵面接触疲劳强度条件利用赫兹公式.考虑蜗杆传动特点(3)弯曲疲劳强度条件借用斜齿轮弯曲强度公武.苦虑蜗杆传动特点蜗杆传动的效率和热平衡计算(1)效率 r - (0.95 2 0.96) (2)提高效率的途径(3)热平衡计算例：P269习题11-1三、轴系零、部件 1、滑动轴承(1)不完全液体润滑滑动轴承的失效形式及计算准则防止过度磨损 0 v订1)2)(2)液体动力润滑径向滑动轴承的基本理论1)压力油膜形成的原理2)

7、流体动力润滑的基本方程一维雷诺方程詈6 vF讨论一：形成流体动力润滑(形成动压油膜)的必要条件:由 T 6vdx h两工作表面必须形成收敛的楔形间隙若 h h0，则 dP 0两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无粘度7各油层无速度7两板间油无流动7不能形成油膜压力讨论二：径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程B由d CP，则可计算承受多大的径向载荷代号0, 1251 4代号0113 6直径特轻轻中重窄正當S特宽2、滚动轴承(1)滚动轴承的主要类型：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承(2)滚动轴承的代号：基本代号(3)滚动轴承的类型选择1)载荷的大小、方向和性质2)其它：转速、旋转

8、精度、调心性能、装拆方便、价格(4)滚动轴承的尺寸选择(5)滚动轴承的组合设计 1)轴系支承的结构形式:双支点各单向固定一支点双向固定、另一支点游动两端游动支承2）轴系支承设计的两个特殊问题（6）滚动轴承的疲劳寿命计算 1）寿命计算公式校承寿命E旦心n占轴 樂号WC）*s P选择轴型号（Hh P1G *满足預M寿命时C二Hi选承的U2）轴承的当量动载荷：考虑实际工况，引入载荷系数 fp对只承受片的向心轴承：f迟F-i对只章巧的力轴承：f心同时*受E g合養荷向心a承：办（工带+】可 打I箕生向力S向義荷的计算3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷 Fa的计算4）轴承寿命计算步骤例：P338 例

9、 13-1、13-53、轴（1）轴的类型（2）轴的强度计算d A0晋2)按弯扭合成强度计算（一般轴）Jm2 * * t 2将T产生的扭剪应力转化为对称循环变化来考虑 M caM caca W 3)按安全系数校核计算（重要轴）四、机械连接 1、螺纹连接(1)螺纹副的受力1)螺纹副的效率:tantan v三角形螺纹效率低、用于连接，矩形、梯形、锯齿形螺纹用于传动。2)螺纹的自锁条件:三角形螺纹v最大，自锁性好，用于连接 (2)螺纹连接的基本类型(3)单个螺栓连接的强度计算 1)松螺栓连接:2)受横向载荷的紧螺栓连接:铰制孔用螺栓连接3)受轴向载荷的紧螺栓连接: 螺栓和被连接件的受力与变形螺栓所受总

10、拉力F2二工作拉力F +剩余预紧力F1总拉力f2 Fo cCcr剩余预紧力F1FoCm FCb C m减小总拉力变化幅度若工作拉力变化：0F ；则总拉力变化：FoF0 C Cbc FCb Cm减小Cb ；增大Cm保证连接的紧密性：剩余预紧力Fi 0(4)螺栓组连接设计(5)防松措施 防松的根本问题：防止螺旋副在受载时发生相对转动摩擦防松机械防松破坏螺旋副运动关系防松 2、键连接(1)平键连接键的剖面尺寸b、h按轴径d从标准中选取键的长度I根据轮廓宽度确定主聲失效卅式S计推则挤乐应力侧面压S27 -(/ 4Zr比压_rr工作佃磨wp= _MF di h屮3、联轴器、离合器和制动器1.联轴器的份类3.离合器2 联轴器的选用1)选类型载荷大M与性 同心条件(2)迭型号转矩转速轴径/SS2 K a m考虑应力集中、绝对尺寸、表面质量及强化措施对轴疲劳强度的影响（3）轴系结构设计例：P379 习题 15-4、15-6