内蒙古工业大学机械设计概念性知识总结.doc

机械设计概念性问题总结第五章 螺纹：一，螺纹分类：1、按平面图形的形状分：三角形螺纹、锯齿形螺纹（链接螺纹）、梯形螺纹、矩形螺纹等（传动螺纹）；2、按应用分：连接螺纹和传动螺纹；3、按几何参数分：公英制螺纹；4、按螺纹的旋向分：左旋螺纹和右旋螺纹；5、按螺旋线的数目分：单线螺纹和多线螺纹；6、按螺纹的位置分：内螺纹和外螺纹；7、按母体形状分：圆柱螺纹和圆锥螺纹。8、按螺距分：粗细牙螺纹；PS：大径=工程直径 危险截面用小径 导程=螺距线数（S=Pn）二，螺纹连接分类：螺栓连接（连接件不厚），双头螺栓连接（连接件较厚，经常拆卸），螺钉链接（不常拆卸），紧定螺钉连接普通的是间隙配合；铰制的是过盈配合三，预紧力：预紧的目的：提高链接可靠性和紧密性，防止链接松动预紧要求：拧紧后螺纹连接件在预紧力的作用下产生的预紧应力不得超过其材料屈服极限的80控制预紧力的方法：测力矩扳手（Tf=T1+T2）、定力矩扳手、测量螺栓伸长量四，螺纹连接松动的原因：1、冲击、振动和变载荷作用的场合；2、高温或温度变化较大的场合。五，螺纹连接的防松方法：按工作原理可分为三类： 1、摩擦防松（加弹簧垫片，采用自锁螺母，采用对顶螺母） 2、机械防松（采用开槽螺母，开孔销，止松垫片） 3、不可拆卸防松（铆冲；粘接；焊接）六，提高螺纹连接强度的措施：降低影响螺栓疲劳强度的应力幅改善螺纹牙上载荷分布不均的现象减小应力集中的影响七，螺栓链接的失效形式及计算准则：1，失效形式：螺栓杆或螺纹部分塑性变形或断裂螺栓杆压溃或剪断2，计算准则：受拉螺栓保证螺栓的静强度或拉伸疲劳强度受剪螺栓保证螺栓的挤压强度或剪切强度八，螺旋传动（它主要用于将回转运动变为直线运动或将直线运动变为回转运动，同时传递运动或动力）特点：1.传动比大，能得到较大的轴向推力；2.精度高，能准确地调整直线运动的距离和位置；3.易实现自锁；4.效率较低，适于中小功率传动。九，螺旋传动分类：传力螺旋，传导螺旋，调整螺旋第6章 键、花键连接：一，键的用途：键是一种标准件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动。二，键的分类：平键、半圆键、楔键、切向键1，平键：a特点：结构简单、装拆方便、对中性好，但不能承受轴向力，对轴上零件不能起到轴向固定作用。b分类：普通平键、薄型平键（静连接）、导向平键、滑键（动连接）1）普通平键：圆头 A型（常用）键顶面与轮毂不接触，有间隙方头 B型常用螺钉固定单圆头 C型（端铣刀加工）用于轴端与轮毂联接 2） 薄型平键键高约为普通平键的60%70%：圆头、方头、单圆头。用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的连接。3） 导向平键与滑键用于动连接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的连接 导向键键不动，轮毂轴向移动 滑键键随轮毂移动特点：装拆方便，对零件对中性无影响，容易制造，作用可靠，多用于高精度连接。但只能圆周固定，不能承受轴向力 2，半圆键：优点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的连接缺点：轴上键槽对轴的强度削弱较大，只适宜轻载连接。 3，楔键连接：a特点：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的连接，变载下易松动。钩头只用于轴端连接，如在中间用键槽应比键长2倍才能装入，且要罩安全罩。b分类：普通楔键：圆头、平头、单圆头、钩头楔键三，键的失效形式：压溃（剪断）普通平键（静连接）磨损导向平键、滑键（动连接）四，花键（适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接）的组成和特点：a组成：外花键、内花键b特点：平键在数目上的增多五，花键的优缺点：优点：1）齿较多、工作面积大、承载能力较高； 2）键均匀分布，各键齿受力较均匀； 3）齿槽线、齿根应力集中小，对轴的强度削弱减少 4）轴上零件对中性好； 5）导向性较好； 6）可以采用磨削的方法提高加工精度及连接质量。缺点：1）齿根仍有应力集中； 2）需要专门的加工设备，成本高。六，花键的失效形式：键齿的压溃（静连接） 磨损（动连接）第8章 带传动：一，带传动的组成：主动轮1、从动轮3、传动带2二，带传动分类： 1）摩擦型：按带的截面形状 a、平带：扁平矩形，工作面是与轮面相接触的内表面； b、V带：等腰梯形，工作面是与轮槽接触的两侧面； c、特殊截面带：多楔带、圆带 2）啮合型：同步带三，带传动的优缺点：优点：1）有过载保护作用 ； 2）有缓冲吸振作用； 3）运行平稳无噪音 ； 4）适于远距离传动（amax=15m）； 5）制造、安装精度要求不高。缺点：1）有弹性滑动使传动比 i不恒定； 2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大； 3）结构尺寸较大、不紧凑； 4）打滑，使带寿命较短； 5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。第9章 链传动：一，链传动的组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等二，链传动的优缺点：优点：平均传动比im 准确，无滑动； 结构紧凑，轴上压力小； 传动效率高=98%； 承载能力高P100kW； 可传递远距离传动amax=10m； 成本低（与齿轮相比）； 制造和安装精度要求较低（与齿轮相比）缺点：在两根平行轴间只能用于同向回转的传动； 瞬时传动比不恒定i； 传动不平稳； 传动时有噪音、冲击； 磨损后易发生跳齿； 不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用三，链传动的分类：按工作特性分：传动链，输送链，起重链。传动链的结构形式分：1）短节距精密滚子链（简称滚子链） 2）齿形链四，滚子链的标注方式：例如：08A-188 GBl243.1-83表示：A系列、单排、88节的滚子链。 节距p = 链号25.4/16mm五，齿形链的特点：优点：齿形链既适宜于高速传动，又适宜于传动比大和中心距较小的场合，其传动效率一般为0.950.98，润滑良好的传动可达0.980.99。缺点：齿形链比滚子链结构复杂，价格较高，且制造较难。应用：多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。六，链传动的主要失效形式：1）链（链板、销轴、套筒、滚子）的疲劳破坏2）链条铰链的磨损 3）链条铰链的胶合4）链条静力拉断 5）轮齿过度磨损 6）冲击破坏 第十章 齿轮传动：一，齿轮传动的分类：1、按传动装置分：开式齿轮传动半开式齿轮传动闭式齿轮传动2、按齿面硬度分：软齿面齿轮传动：HBS350或HRC38；硬齿面齿轮传动： HBS350或HRC38。二，齿轮传动的优缺点：优点： 效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长，传动比稳定。缺点： 制造，安装，调整的要求较高；不适合于远距离传动；使用维护费用较高；精度低时、噪音、振动较大。三，齿轮传动的失效形式：1，轮齿折断 2，齿面磨损 3，齿面点蚀 4，齿面胶合 5，齿面塑性变形四，齿轮传动设计准则：1、对于闭式软齿面齿轮（HBS350）：齿轮的失效形式以疲劳点蚀为主。以齿面接触疲劳强度公式进行计算，并用齿根弯曲疲劳强度公式进行校核。2、对于闭式硬齿面齿轮：齿轮的失效形式为轮齿折断；以齿根弯曲疲劳强度作为设计公式，并用齿面接触疲劳强度进行校核。3、开式齿轮传动：齿轮的失效形式主要是齿面磨损；采用弯曲疲劳强度进行设计，并适当加大齿厚（加大模数）以延长其使用寿命。开式齿轮不进行齿面接触疲劳强度计算。五，齿轮材料的选择原则：齿面硬、齿芯韧 软齿面齿轮（HBS350）；硬齿面齿轮（HBS350） 1. 齿轮材料必须满足工作条件的要求。2. 应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成形方法及热处理和制造工艺。3. 正火碳钢，不论毛坯的制作如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮；调质碳钢可用于制作在中等冲击下工作的齿轮。4. 合金钢常用于制作高速、重载并在冲击重载下工作的齿轮5. 飞行器中的齿轮传动，应采用表面硬化处理的高强度合金钢6. 金属制软齿面齿轮，配对两轮的齿面硬度要求小齿轮硬度大于大齿轮30-50 HBS原因：1）小齿轮齿根强度较弱； 2）小齿轮的应力循环次数较多； 3）当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度. 补充：齿轮传动的设计参数：A压力角的选择： ，S ， ，有利于提高齿轮传动的弯曲强度和接触强度。（一般用途：=20；航空齿轮：=25）B齿数z的选择：a ， z，重合度，改善传动平稳性a ， z， m ，毛坯小，切削量小，经济性好；m，F，传动时m2；齿数选择原则：在满足F的条件下，z越多越好；C齿宽系数d= b/d1的选择：意义：1）设计时参数减少；2）使比值确定，形成良好的比例。d，d1，b，承载能力提高、但轴向偏载增大；d ，d1，b，径向尺寸减小，结构减小；第11章 蜗杆传动：一，蜗杆传动的组成：蜗杆和蜗轮正确啮合的条件：蜗杆轴向模数ma1；蜗轮端面模数mt2ma1=mt2蜗杆轴向压力角a1；蜗轮端面压力角t2a1=t2二，蜗杆传动的优缺点：优点： 1、传动比大；2、传动平稳、噪声小；3、传动具有自锁性。缺点：1、传动效率低；2、成本高。三，蜗杆传动的分类：1、按蜗杆形状分：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动；2、按蜗杆旋向分：左旋、右旋四，涡轮蜗杆的失效形式：胶合、点蚀、磨损、轮齿折断五，涡轮蜗杆的设计准则：A、闭式蜗杆传动：按齿面接触强度设计，齿根弯曲强度校核。B、开式蜗杆传动：按弯曲疲劳强度进行设计。六，涡轮蜗杆的功率损耗：啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗七，蜗杆传动的润滑油量：蜗杆下置式或蜗杆侧置式，浸油深度为一个齿高。蜗杆上置式，浸油深度为蜗轮外径的三分之一。八，蜗杆传动的热平衡计算：热平衡条件：单位时间内的发热量1等于同时间内的散热量2。 1 = 2第十二章 滑动轴承：一，滑动轴承分类：1、 按承受载荷的方向分：径向轴承（向心轴承）：承受径向载荷Fr止推轴承（推力轴承）：承受轴向载荷Fa 2、 按润滑状态：液体润滑轴承：液体动压轴承 液体静压轴承不完全液体润滑轴承：滑动表面间处于边界润滑或混合润滑状态自润滑轴承：工作时不加润滑剂二，径向滑动轴承的组成：轴承座：设有安装润滑油杯的螺纹孔轴套：开有油孔，并在内表面开有油槽三，径向滑动轴承的特点：1）结构简单、成本低2）轴套磨损后，轴承间隙无法调整3）装拆不便（只能从轴端装拆）适于低速、轻载或间隙工作的机器四，对开式径向滑动轴承组成：组成：轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、双头螺柱五，对开式径向滑动轴承特点：1） 结构复杂、成本高2） 轴套磨损后，可以用减少剖分面处的垫片厚度调整轴承间隙（调整后应修刮轴瓦内孔）3） 装拆方便六，滑动轴承的失效形式：1、 磨粒磨损 2、刮伤 3、咬粘（胶合） 4、疲劳剥落 5、腐蚀七，轴瓦结构的要求：具有一定的强度和刚度，在轴承中的定位可靠，便于输入润滑剂，容易散热，并且装拆、调整方便。八，油孔、油槽：开设目的：把润滑油导入整个摩擦面分类：（液体动压径向滑动轴承）轴向油槽、周向油槽油孔、油槽开设原则：1、润滑油应从油膜压力最小处输入轴承 2、油槽（沟）开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力 3、油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失 4、水平安装轴承油槽开半周，不要延伸到承载区，全周油槽应开在靠近轴承端部处九，润滑油及其选择：1）压力大、温度高、载荷冲击变动大粘度大的润滑油 2）滑动速度大 粘度较低的润滑油 3）粗糙或未经跑合的表面粘度较高的润滑油 十，形成流体动力润滑（动压油膜）的必要条件：（1） 相对运动两表面必须形成一个收敛楔形；（2） 被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑从大口流进，小口流出；（3） 润滑油必须有一定的粘度，供油要充分第13章 滚动轴承：一，滚动轴承的组成：内圈、外圈、滚动体、保持架（均匀隔开滚动体，避免滚动体直接接触，减少发热和磨损） 滚动轴承的材料：材料：内、外圈及滚动体采用轴承铬钢；硬度：热处理后不低于60HRC；二，滚动轴承的特点：优点：1、摩擦系数小； 2、起动阻力小； 3、已经标准化、易于互换； 4、选用、润滑、维护方便； 5、效率高。缺点：1、抗冲击能力差； 2、高速时出现噪声； 3、工作寿命短三，滚动轴承的分类：1） 按承受载荷方向分：向心轴承：主要承受径向载荷Fr的轴承；推力轴承：只能承受轴向载荷Fa的轴承；向心推力轴承：既能承受径向载荷Fr又能承受轴向载荷Fa的轴承。2） 按接触角分：向心轴承 向心角接触轴承 推力角接触轴承 推力轴承3） 按滚动体形状分：球轴承，滚子轴承补充1：滚动轴承类型的选择：影响因素：工作载荷、转速、支承刚性、安装 1、 n高，载荷小，旋转精度高 球轴承 n低，载荷大，或冲击载荷 滚子轴承 2、 主要受Fr 向心轴承 主要受Fa，n不高时推力轴承 同时受Fr和Fa均较大时角接触球轴承7类（n较高时） 圆锥滚子轴承3类（n较低时） Fr较大，Fa较小时深沟球轴承 Fa较大，Fr较小时深沟球轴承+推力球轴承 推力角接触轴承3、要求nnlim极限转速 6、7、Nnlim较高 5nlim较低4、轴的刚性较差，轴与轴承孔不同心调心轴承 5、便于装拆和间隙调整内、外圈不分离的