机械设计总复习.ppt

1 机械零件有哪些主要的失效形式 1 2章 一 整体断裂 二 过大的残余变形 三 零件的表面破坏 零件的表面破坏主要是腐蚀 磨损和接触疲劳 四 破坏正常工作条件引起的失效 有些零件只有在一定的工作条件下才能正常的工作 液体摩擦的滑动轴承 只有在存在完整的润滑油膜时才能正常工作 带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时才能正常工作 2 机械零件的设计准则 确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形 是最基本的设计准则 强度准则 刚度准则 寿命准则 振动稳定性准则 可靠性准则 确保零件不发生过大的弹性变形 通常与零件的疲劳 磨损 腐蚀相关 高速运转机械的设计应注重此项准则 刚度准则 寿命准则 振动稳定性准则 刚度准则 寿命准则 可靠性准则 振动稳定性准则 刚度准则 寿命准则 1 变应力的循环特性 静应力 脉动循环变应力 对称循环变应力 由此可以看出 一种变应力的状况 一般地可由 max min m a及r五个参数中的任意两个来确定 第3章机械零件的强度 2 s N疲劳曲线 104 103 无限寿命疲劳阶段 有限寿命疲劳阶段 由于ND很大 所以在作疲劳试验时 常规定一个循环次数N0 称为循环基数 用N0及其相对应的疲劳极限 r来近似代表ND和 r 低周疲劳 3 材料的极限应力线图以及方程式 A 直线的方程为 C 直线方程为 4 零件的极限应力线图以及方程式 材料 零件 直线A 的方程为 零件的极限应力线图 直线C 的方程为 5 单向稳定变应力 1 应力比为常数 r C 1 G 1e S 转轴的应力状态 2 m Const me m 3 min Const 因为 min m a C 过M点作45 直线 其上任意一点所代表的应力循环都具有相同的最小应力 M 3位置如图 6 提高机械零件疲劳强度的措施 1 降低零件上的应力集中 在不可避免地要产生较大应力集中的结构处 可采用减载槽来降低应力集中的作用 3 提高零件的表面质量 4 尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸 2 采用高疲劳强度的材料 并配以适当的热处理和各种表面强化处理 1 根据摩擦面存在润滑剂的情况 滑动摩擦分为四种情况 第4章摩擦 磨损与润滑 干摩擦 边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦 2 磨损曲线 3 磨损过程如图 磨合阶段 包括摩擦表面轮廓峰的形状变化和表面材料被加工硬化两个过程 稳定磨损阶段 零件在平稳而缓慢的速度下磨损 剧烈磨损阶段 在经过稳定磨损阶段后 零件表面遭到破坏 运动副间隙增大引起额外的动载荷和振动 零件即将进入报废阶段 设计机器时 要求缩短磨合期 延长稳定期 推迟剧烈磨损期的到来 磨粒磨损 4 磨损的分类 疲劳磨损 粘附磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损 磨损类型 按磨损机理分 按磨损表面外观可分为 点蚀磨损 胶合磨损 擦伤磨损 两种不同的称谓 5 润滑油评价的指标 粘度 润滑性 油性 极压性 闪点 凝点 氧化稳定性 6 润滑脂评价的指标 锥 针 入度 滴点 1 动力粘度 2 运动粘度 为动力粘度 单位为Pa s 为密度 单位为 为运动粘度 单位为 在C G S制中单位是st 斯 润滑油在40 时的运动粘度中心值作为润滑油的牌号 第5章螺纹连接 1 螺纹的类型和参数 2 普通螺纹以大径d为公称直径 同一公称直径可以有多种螺距 其中螺距最大的称为粗牙螺纹 其余的统称为细牙螺纹 3 螺纹连接的基本类型和特点 1 螺栓连接 2 螺钉连接 3 双头螺柱连接 4 紧定螺钉连接 双头螺柱连接用于盲孔的连接可经常拆卸 螺钉连接连接用于盲孔的连接不可经常拆卸 5 螺纹连接预紧的目的 增强连接的可靠性和紧密性 以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动 6 预紧力控制方法 1 凭手感经验 2 测力矩扳手 3 定力矩扳手 4 测定伸长量 7 螺纹连接防松的目的 防止螺旋副受载时发生相对转动 8 防松的方法 摩擦防松 机械防松 破坏螺旋副运动关系的防松 9 螺栓组受哪几种基本载荷 横向载荷 转矩 轴向载荷 倾覆力矩 10 松螺栓连接强度计算 强度条件 11 紧螺栓连接强度计算 1 仅承受预紧力F0的紧螺栓连接 强度条件 2 承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接 总拉力 F2 F F1 F1 残余预紧力 螺栓的相对刚度 13 承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接 当工作拉力变化时 螺栓中的应力变化规律 最小应力保持不变 工作拉力F 在0 F之间变化 螺栓总拉力F2 在F0 F2之间变化 14 提高螺栓联接强度的措施 一 降低螺栓总拉伸载荷F2的变化范围1 降低螺栓刚2 提高被连接件刚度3 降低螺栓刚度 提高被连接件刚度同时适当增大预紧力 二 采用均载螺母改善螺纹牙间的载荷分布 三 采用球面垫圈和腰环螺栓可以保证螺栓的装配精度 减小应力集中的影响 四 采用冷镦头部 辗压螺纹的工艺方法提高螺纹的疲劳强度 4 平键联接的特点 结构简单 装拆方便 对中性好 第6章键 花键 无键联接和销联接 1 键联接的主要类型和应用特点 2 花键联接的类型 特点和应用 3 销联接的类型 特点和应用 5 失效形式 工作面被压溃 静联接 工作面过渡磨损 动联接 若强度不够时 可采用双键联接 考虑到载荷分布的不均匀性 校核强度时按1 5个键计算 双键布置规则 平键 按180 布置 半圆键 同一条母线上 传递双向转矩的切向键 夹角成120 130 楔键 夹角成90 120 两个力的合力最大 5 平键联接的强度校核 挤压应力 6 矩形花键 定心方式 小径定心 精度高 稳定性好 定心方式 齿形定心 具有自动定心作用 受力均匀 渐开线花键 7 销按用途分定位销 联接销 安全销 第8章带传动 1 工作原理 安装时带被张紧在带轮上 产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力 主动轮转动时 依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转 2 普通V带楔角40 3 最大有效拉力Fec与哪些因素有关 4 带传动中最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处 5 带传动的主要失效形式 是打滑和传动带的疲劳破坏 打滑先从小带轮开始 6 带的型号由Pca和小带轮的转速n1确定 7 带传动中由于材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动 8 采用张紧轮将V带张紧应注意的问题1 一般应放在松边内侧 使带只受单向弯曲 2 张紧轮还应尽量靠近大带轮 以免减少带在小带轮上的包角 3 张紧轮的槽轮尺寸与带轮的相同 且直径小于小带轮的直径 第9章链传动 1 链条长度以链节数表示 链节数最好取偶数 以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接 2 链传动的多边形运动 使得链速周期性变化称为链传动的多边形效应 3 多齿数 小节距 多排链是设计链传动的一个原则 4 链传动失效形式 链的疲劳破坏 链条铰链磨损 销轴与套筒铰链的胶合 链条的静力破坏 过载拉断 决定链传动承载能力的主要因素是链条的疲劳强度 5 大链轮容易发生跳齿和脱链现象 6 滚子链的结构及特点 第10章齿轮传动 1 轮齿的失效形式及设计准则 2 齿轮材料的选用原则 设计齿轮传动时 应是齿面具有足够的硬度以保证齿面抗磨损 抗点蚀及抗塑性变形的能力 轮齿芯部应具有足够的强度和韧性 以保证齿根抗弯曲折断的能力 因此对齿轮材料性能的基本要求为 齿面要硬 齿芯要韧 同时 还应具有良好的机械加工和热处理工艺性 经济性要求等 2 在进行齿轮强度计算时 引入的载荷系数由哪几部分组成 各考虑了什么因素的影响 3 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以齿宽中点处的当量圆柱齿轮为计算基础 4 齿轮疲劳试验的 Hlim和 Flim值是试验齿轮在持久寿命期内按失效概率为1 通过长期持续重复载荷作用或经长期持续的脉动载荷作用而获得的齿面接触疲劳强度极限应力和齿根弯曲疲劳极限应力 11 蜗杆传动 1 蜗杆传动的失效形式和设计准则 齿面胶合 点蚀 磨损 轮齿折断 失效特点 发生在蜗轮齿上 1 开式传动 多发生齿面磨损和折断 保证齿根弯曲疲劳强度 2 闭式传动 蜗杆副因齿面胶合或点蚀失效 按齿面接触疲劳强度设计 按齿根弯曲疲劳强度校核 热平衡计算 2 蜗杆传动的效率蜗杆头数的关系 第12章滑动轴承 1 不完全流体润滑滑动轴承失效形式与设计准则 失效形式 边界油膜破裂 设计准则 保证边界膜不破裂 2 形成动压油膜的必要条件 1 相对滑动的两表面必须形成收敛的楔形间隙 3 润滑油必须有一定的粘度 供油要充分 2 被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度 其运动方向必须保证润滑油由大口流进 从小口流出 第13章滚动轴承 1 滚动轴承的主要类型和代号 3 滚动轴承预紧的目的和方法 2 在同样的外形尺寸下 滚子轴承的承载能力大于球轴承 球轴承比滚子轴承的极限转速高 4 滚动轴承轴向载荷的计算 目的 提高轴承旋转精度 增加刚性 减小机器工作时轴的振动 方法 1 夹紧一对圆锥滚子轴承外圈 2 弹簧 3 在一对轴承中间装入长度不等的套筒 预紧力由套筒的长度差控制 刚性大 4 夹紧一对磨窄的外圈 磨窄量查样本 第13章滚动轴承 1 滚动轴承的主要类型和代号 3 滚动轴承预紧的目的和方法 2 在同样的外形尺寸下 滚子轴承的承载能力大于球轴承 球轴承比滚子轴承的极限转速高 4 滚动轴承轴向载荷的计算 3 按弯扭合成强度条件计算轴的应力时 公式中的折合系数 是考虑什么因素 第15章轴 1 轴的类型 2 轴设计的主要内容 轴的结构设计 根据轴上零件的安装 定位以及轴的制造工艺等方面的要求 合理地确定轴的结构形式和尺寸 工作能力计算 轴的承载能力验算指