机械设计复习提纲课件.ppt
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1、机械设计复习提纲机械设计复习提纲第第1章章 机器的基本组成要素是机器的基本组成要素是机械零件机械零件。P2机械设计的一般程序。机械设计的一般程序。P8 机械零件的主要失效形式。机械零件的主要失效形式。P10 在在静应力静应力工况下的机械零件的强度失效主要是工况下的机械零件的强度失效主要是塑性塑性变形和断裂。变形和断裂。机械零件设计计算准则机械零件设计计算准则:强度准则(最基本)、刚强度准则(最基本)、刚度准则、寿命准则、耐耐磨性准则、振动稳定性准度准则、寿命准则、耐耐磨性准则、振动稳定性准则。则。产品设计中的产品设计中的“三化三化”指指标准化、系列化、通用化。标准化、系列化、通用化。第第2章章
2、静载荷、变载荷、静应力、变应力。静载荷、变载荷、静应力、变应力。工作载荷、名义载荷、计算载荷。工作载荷、名义载荷、计算载荷。判断机械零件强度的两种方法是:判断机械零件强度的两种方法是:判断危险截面处的最大应力是否小于或等于许用判断危险截面处的最大应力是否小于或等于许用应力;应力;判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于需用安全系数需用安全系数;在在变应力变应力工况下,机械零件的强度失效主要是工况下,机械零件的强度失效主要是疲疲劳断裂。劳断裂。疲劳断裂是与应力循环次数疲劳断裂是与应力循环次数(即使用寿命即使用寿命)有关的有关的断裂。断裂。钢制零件的疲劳
3、曲线中,当钢制零件的疲劳曲线中,当NN0时为时为无限寿命无限寿命区;区;而当而当NN0时又处在时又处在有限寿命有限寿命区。区。理解疲劳极限应力图意义。理解疲劳极限应力图意义。影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?应力集中、尺寸大小、表面状态。应力集中、尺寸大小、表面状态。疲劳点蚀。疲劳点蚀。摩擦的类型:摩擦的类型:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦。擦。什么是磨损?按机理不同,磨损主要有哪几种形式?什么是磨损?按机理不同,磨损主要有哪几种形式?零件磨损过程分那几个阶段?零件磨损过程分那几个阶段?P2930.润滑剂作用。润
4、滑剂作用。第第3章章1、螺纹的主要参数。、螺纹的主要参数。大径大径 d(D)公称直径公称直径小径小径 d1(D1)强度计算时所用强度计算时所用中径中径 d2(D2)确定螺纹几何参数和配合性质确定螺纹几何参数和配合性质螺距螺距 P 导程导程 S S=nP螺纹升角螺纹升角牙形角牙形角 牙侧角牙侧角 =/2工作高度工作高度h根据牙型根据牙型螺纹分螺纹分矩形螺纹矩形螺纹 =0 梯形螺纹梯形螺纹 =30 锯齿形螺纹锯齿形螺纹 =3,=30 三角形螺纹三角形螺纹(普通螺纹普通螺纹)=60 多用于连接。多用于连接。多用于螺多用于螺旋传动。旋传动。2、螺纹连接的基本类型、结构类型及其应用、螺纹连接的基本类型、
5、结构类型及其应用场合。场合。螺栓连接螺栓连接的结构特点是被连接件的孔中不切制的结构特点是被连接件的孔中不切制螺纹,装拆方便。螺纹,装拆方便。双头螺柱双头螺柱适于常拆卸而被连接适于常拆卸而被连接件之一较厚时。件之一较厚时。螺钉联接螺钉联接应用于双头螺柱联接相似,但不易于应用于双头螺柱联接相似,但不易于用于时常装拆的联接,以免损坏被联接件的螺用于时常装拆的联接,以免损坏被联接件的螺纹孔。纹孔。紧定螺钉联接紧定螺钉联接用于固定两个零件的相对位置,用于固定两个零件的相对位置,并可传递不大的力或转矩。并可传递不大的力或转矩。预紧的目的:预紧的目的:增强连接的可靠性和紧密性,以防止受增强连接的可靠性和紧密
6、性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。防松的本质防松的本质在于在于防止螺旋副发生相对转动防止螺旋副发生相对转动。按工作原理的不同,防松方法分三类:按工作原理的不同,防松方法分三类:摩擦防松、机摩擦防松、机械防松、永久防松。械防松、永久防松。4、单个螺栓连接的强度计算理论与公式。、单个螺栓连接的强度计算理论与公式。螺纹连接主要失效形式:螺纹连接主要失效形式:受拉螺栓受拉螺栓(轴向载荷轴向载荷)螺栓杆螺纹部分发生断裂螺栓杆螺纹部分发生断裂 受剪螺栓受剪螺栓(横向载荷横向载荷)螺栓杆和孔壁的贴合面上出螺栓杆和孔壁的贴合面上出 现压溃或螺栓杆被剪断。现
7、压溃或螺栓杆被剪断。3、螺纹连接的预紧与防松。、螺纹连接的预紧与防松。螺栓强度计算时,螺栓螺纹部分危险截面的面积要螺栓强度计算时,螺栓螺纹部分危险截面的面积要用用螺纹小径螺纹小径d d1 1。受拉螺栓连接的强度计算理论与公式,尤其要记受拉螺栓连接的强度计算理论与公式,尤其要记住:受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接的受力住:受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接的受力-变形图、螺栓总拉力的确定及紧螺栓连接强度计算变形图、螺栓总拉力的确定及紧螺栓连接强度计算公式中系数公式中系数1.3的意义。的意义。设计准则:设计准则:保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺栓的剪切强
8、度。保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强度;保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强度;螺栓的总拉力螺栓的总拉力 20bbmCFFFCC01mbmCFFFCC螺栓的预紧力螺栓的预紧力 强度条件强度条件:设计公式设计公式:2211.3/4Fd214 1.3 Fd a)静强度)静强度(F不变化时)不变化时)b)疲劳强度计算(疲劳强度计算(F变化时)变化时)221122bbmCCCcaaFK Fdd强度条件,应力幅强度条件,应力幅a 当普通螺栓承受当普通螺栓承受横向工作载荷横向工作载荷时,时,预紧力预紧力F0导致导致接合面所产生的摩擦力应大于横向载荷接合面所产生的摩擦力应大于横向载荷F。0sK FFzif预紧力预紧
9、力F0:1 1)螺栓杆的)螺栓杆的剪切强度剪切强度条件为:条件为:204Fdm2)螺栓杆与孔壁的)螺栓杆与孔壁的挤压强度挤压强度条件为:条件为:PP0 minFd l 受剪螺栓连接的强度计算理论与公式。受剪螺栓连接的强度计算理论与公式。螺栓组连接设计的基本内容、基本理论、和基本方法。螺栓组连接设计的基本内容、基本理论、和基本方法。螺栓组连接的结构设计原则,包括:确定接合面的螺栓组连接的结构设计原则,包括:确定接合面的形状、连接结构类型及防松方法、螺栓数目及其在接形状、连接结构类型及防松方法、螺栓数目及其在接 合面上布置、提高螺栓连接强度的结构措施。合面上布置、提高螺栓连接强度的结构措施。受力分
10、析的目的:受力分析的目的:根据连接的结构和受载情况,求出受力最大的螺栓根据连接的结构和受载情况,求出受力最大的螺栓 及其所受的力,以便进行螺栓连接的强度计算。及其所受的力,以便进行螺栓连接的强度计算。受力分析时所作假设:受力分析时所作假设:a)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同;所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同;c)受载后连接接合面仍保持为平面。受载后连接接合面仍保持为平面。b)螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合;螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合;螺栓组连接的受力分析螺栓组连接的受力分析螺栓组连接四种典型受力状态(轴向力、横向力、螺栓组连接四种典型受力状态(轴向力、横向
11、力、旋转力矩、倾覆力矩)下的受力分析。旋转力矩、倾覆力矩)下的受力分析。螺栓组连接复杂受力状态下的受力分析。螺栓组连接复杂受力状态下的受力分析。技巧:技巧:利用静力分析法将复杂的受力简化成简单的利用静力分析法将复杂的受力简化成简单的受力状态,即轴向载荷、横向载荷、旋转力矩、倾受力状态,即轴向载荷、横向载荷、旋转力矩、倾覆力矩。分别计算螺栓组连接在这些简单受力状态覆力矩。分别计算螺栓组连接在这些简单受力状态下每个螺栓的工作载荷,然后按同类工作载荷矢量下每个螺栓的工作载荷,然后按同类工作载荷矢量叠加,便可得到每个螺栓总得工作载荷,最后求出叠加,便可得到每个螺栓总得工作载荷,最后求出受力最大的螺栓总
12、拉力。受力最大的螺栓总拉力。螺栓组受连接螺栓组受连接受受轴向载荷或轴向载荷或(和和)倾覆力矩倾覆力矩时时只能采用只能采用普通螺栓普通螺栓需确定的是螺栓所需确定的是螺栓所受轴向工作载荷受轴向工作载荷螺栓组受连接螺栓组受连接受受横向载荷或横向载荷或(和和)旋转力矩旋转力矩时时普通螺栓普通螺栓需确定的是螺栓需确定的是螺栓的的预紧力预紧力铰制孔铰制孔用螺栓用螺栓需确定的是螺栓的需确定的是螺栓的所受的横向载荷所受的横向载荷对普通螺栓:对普通螺栓:按轴向载荷按轴向载荷F轴轴和(或)倾覆力矩和(或)倾覆力矩M轴向工作拉力。轴向工作拉力。按横向载荷按横向载荷F横横和(或)转矩和(或)转矩T以受力最大的螺栓的轴
13、向工作拉力以受力最大的螺栓的轴向工作拉力F和预紧力和预紧力F0确确定螺栓所受总拉力定螺栓所受总拉力F2.20bbmCFFFCC0mmbcifFFKsFcc轴0ifFKsF确定连接所需确定连接所需的预紧力的预紧力横向工作载荷横向工作载荷214 1.3 Fd 由由 确定螺栓直径,以满足螺栓强度。确定螺栓直径,以满足螺栓强度。对普通螺栓,只承受横向载荷或转矩时:对普通螺栓,只承受横向载荷或转矩时:横向载荷和(或)转矩确定连接所需的预紧力横向载荷和(或)转矩确定连接所需的预紧力014 1.3 Fd 由由并根据被连接件厚度、螺母、垫圈厚度确定螺栓的并根据被连接件厚度、螺母、垫圈厚度确定螺栓的标准长度。标
14、准长度。5、提高螺栓连接强度的措施。、提高螺栓连接强度的措施。1.若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定,则拧紧螺若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的母时的效率取决于螺纹的 升角和牙型角。升角和牙型角。2.螺旋副的自锁条件:螺旋副的自锁条件:螺纹升角螺纹升角小于当量摩擦角小于当量摩擦角3.普通紧螺栓连接受横向载荷作用,则螺栓中受普通紧螺栓连接受横向载荷作用,则螺栓中受 应力和应力和 应力作用。应力作用。拉伸拉伸扭剪扭剪4.被连接件受横向载荷作用时,若采用普通螺栓连接时,被连接件受横向载荷作用时,若采用普通螺栓连接时,则螺栓受则螺栓受 载荷作用,可能发生的失效形式是载荷
15、作用,可能发生的失效形式是拉伸拉伸螺栓发生塑性变形或断裂。螺栓发生塑性变形或断裂。5.受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接,当预紧力和轴向受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接,当预紧力和轴向工作载荷一定时,为减小螺栓所受的总拉力,通常采用工作载荷一定时,为减小螺栓所受的总拉力,通常采用的方法是减小的方法是减小 的刚度或增大的刚度或增大 的刚度。的刚度。螺栓螺栓被连接件被连接件6.在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中,为提高螺栓在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中,为提高螺栓的疲劳强度,可采取的措施是减小螺栓的刚度或增大的疲劳强度,可采取的措施是减小螺栓的刚度或增大被连接件的刚度。被连接件的刚度。7.采用凸台或沉头
16、座孔作为螺栓头或螺母的支撑面是采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支撑面是为了为了 避免螺栓受附加弯曲应力作用。避免螺栓受附加弯曲应力作用。8.在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是均匀各旋合圈螺纹牙上的载荷。均匀各旋合圈螺纹牙上的载荷。第第4章章 1.键的分类、键连接的结构和工作原理。键的分类、键连接的结构和工作原理。2.根据轴与轮毂是否存在相对移动,键连接分为动连根据轴与轮毂是否存在相对移动,键连接分为动连接(如导键、滑键)和静连接(如普通平键、半圆键、接(如导键、滑键)和静连接(如普通平键、半圆键、各种楔键)。根据装配时是否楔紧,键连接又分为
17、紧各种楔键)。根据装配时是否楔紧,键连接又分为紧连接(各种楔键)和松连接(平键、半圆键)。连接(各种楔键)和松连接(平键、半圆键)。3.在松连接中,件的侧面是工作面。考键和键槽侧面在松连接中,件的侧面是工作面。考键和键槽侧面挤压力来传递扭矩。在紧连接中,楔键的上下面是工挤压力来传递扭矩。在紧连接中,楔键的上下面是工作面,沿径向压紧轴和轮毂,主要靠压紧面间的摩擦作面,沿径向压紧轴和轮毂,主要靠压紧面间的摩擦力来传递扭矩。由于径向压紧,楔键会引起轴上零件力来传递扭矩。由于径向压紧,楔键会引起轴上零件与轴的偏心和偏斜;由于靠摩擦力传力,楔键连接能与轴的偏心和偏斜;由于靠摩擦力传力,楔键连接能传递单向
18、的轴向力。传递单向的轴向力。4平键连接的强度校核平键连接的强度校核 普通平键连接(静连接)普通平键连接(静连接)导向平键连接和滑键连接(动连接)导向平键连接和滑键连接(动连接)一般只校核一般只校核挤压强度挤压强度。其主要失效形式:其主要失效形式:工作面的压溃工作面的压溃。其主要失效形式:工作面的其主要失效形式:工作面的过度磨损过度磨损。通常只进行通常只进行耐磨性计算耐磨性计算。1.键的剖面尺寸键的剖面尺寸bh通常是根据通常是根据 从标准中选取。从标准中选取。A、传递的转矩、传递的转矩 B、传递的功率、传递的功率 C、轮毂的长度、轮毂的长度 D、轴的直径、轴的直径D2、采用两个普通平键时,为使轴
19、与轮毂对中良好,、采用两个普通平键时,为使轴与轮毂对中良好,两键通常布置成两键通常布置成 。A、相隔、相隔180 B、相隔、相隔120130 C、相隔、相隔90 D、在轴的同一母线上、在轴的同一母线上 A第第5章章1.带传动的类型、工作原理、特点及其应用范围。带传动的类型、工作原理、特点及其应用范围。2.带传动的力分析、带的应力、带的弹性滑动、打滑。带传动的力分析、带的应力、带的弹性滑动、打滑。3.带传动的失效形式、设计准则、设计方法、参数选带传动的失效形式、设计准则、设计方法、参数选择及提高带传动工作能力的措施。择及提高带传动工作能力的措施。4.带传动的张紧方法和张紧装置。带传动的张紧方法和
20、张紧装置。带传动的极限带传动的极限有效拉力有效拉力Felim12lim02211efFF qve由上面公式可知:由上面公式可知:预紧力预紧力F0,则,则Felim;包角包角1,则,则Felim;摩擦因数摩擦因数 f,则,则Felim;摩擦线密度摩擦线密度 q,则,则Felim;速度速度v,则,则Felim。8.滚子链传动的失效形式、设计准则、参数选择原则滚子链传动的失效形式、设计准则、参数选择原则和设计计算方法。和设计计算方法。9.链传动的合理布置、润滑方式和张紧方法。链传动的合理布置、润滑方式和张紧方法。5.链传动的工作原理、类型、特点和应用范围。链传动的工作原理、类型、特点和应用范围。6.
21、滚子链标准、规格及链轮的结构特点。滚子链标准、规格及链轮的结构特点。7.链传动的运动分析(链速不均匀性和动载荷)和受力链传动的运动分析(链速不均匀性和动载荷)和受力分析。分析。1、带传动是依靠、带传动是依靠 来传递运动和动力的。来传递运动和动力的。A、带与带轮接触面之间的正压力、带与带轮接触面之间的正压力 B、带与带轮接触面之间的摩擦力、带与带轮接触面之间的摩擦力C、带的紧边拉力、带的紧边拉力 D、带的松边拉力、带的松边拉力B2、带传动在工作中产生弹性滑动的原因是、带传动在工作中产生弹性滑动的原因是 。A、带与带轮之间的摩擦系数较小、带与带轮之间的摩擦系数较小 B、带绕过带轮产生了离心力、带绕
22、过带轮产生了离心力C、带的弹性与紧边和松边存在拉力差、带的弹性与紧边和松边存在拉力差 D、带传递的中心距大、带传递的中心距大C3、与带传动相比较,链传动的优点是、与带传动相比较,链传动的优点是 。A、工作平稳,无噪声、工作平稳,无噪声 B、寿命长、寿命长 C、制造费用低、制造费用低 D、能保持准确的瞬时传动比、能保持准确的瞬时传动比 4、带张紧的目的是、带张紧的目的是 。A、减轻带的弹性滑动、减轻带的弹性滑动 B、提高带的寿命、提高带的寿命 C、改变带的运动方向、改变带的运动方向 D、使带具有一定的初拉力、使带具有一定的初拉力DD5、与链传动相比较,带传动的优点是、与链传动相比较,带传动的优点
23、是 。A、工作平稳,基本无噪声、工作平稳,基本无噪声 B、承载能力大、承载能力大C、传动效率高、传动效率高 D、使用寿命长、使用寿命长A6、带传动在工作时,假定小带轮为主动轮,则带内应、带传动在工作时,假定小带轮为主动轮,则带内应力的最大值发生在带力的最大值发生在带 。A、进入大带轮处、进入大带轮处 B、紧边进入小带轮处、紧边进入小带轮处 C、离开大带轮处、离开大带轮处 D、离开小带轮处、离开小带轮处B7、套筒滚子链,滚子的作用是、套筒滚子链,滚子的作用是 。A、缓冲吸震、缓冲吸震 B、减轻套筒与轮齿间的摩擦与磨损、减轻套筒与轮齿间的摩擦与磨损C、提高链的承载能力、提高链的承载能力 D、保证链
24、条与轮齿间的良好啮合、保证链条与轮齿间的良好啮合B8、带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式,主要取决、带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式,主要取决于于 。A、带的横截面尺寸、带的横截面尺寸 B、传递的功率、传递的功率 C、带轮的线速度、带轮的线速度 D、带轮的直径、带轮的直径D 9、设计、设计V带传动时,为防止带传动时,为防止 ,应限制小带轮的最,应限制小带轮的最小直径。小直径。A、带内的弯曲应力过大、带内的弯曲应力过大 B、小带轮上的包角过小、小带轮上的包角过小 C、带的离心力过大、带的离心力过大 D、带的长度过长、带的长度过长 A10、在一定转速下,要减轻链传动的运动不均匀和动载、在一定转速下,
25、要减轻链传动的运动不均匀和动载荷,应荷,应 。A、增大链节距和链轮齿数、增大链节距和链轮齿数 B、减小链节距和链轮齿、减小链节距和链轮齿数数C、增大链节距,减小链轮齿数、增大链节距,减小链轮齿数D、减小链条节距,增大链轮齿数、减小链条节距,增大链轮齿数 D 11、带传动的中心距过大时,会导致、带传动的中心距过大时,会导致 。A、带的寿命缩短、带的寿命缩短 B、带的弹性滑动加剧、带的弹性滑动加剧 C、带的工作噪声增大、带的工作噪声增大 D、带在工作时出现颤动、带在工作时出现颤动D12、为了限制链传动的动载荷,在链节距和小链轮齿数、为了限制链传动的动载荷,在链节距和小链轮齿数一定时,应限制一定时,
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