[研究生入学考试]华中科技大学机械考研必备课件之机械设计--大机类机械设计复习

2.机械零件设计的步骤,失效：零件失去正常工作的能力,计算准则：衡量零件工作能力的指标，是计算零件基本尺寸的 主要依据,受力分析,选择材料,确定计算准则,技术文档,理论计算(参数设计),结构设计,1.机械零件的工作能力与计算准则,工作能力：在一定的条件下(载荷、环境、使用期)，零件不发生 失效的安全工作限度,机械设计复习要点,第一章 机械设计概论,3. 零件许用的应力,脆性材料取强度极限,塑性材料取屈服极限,(1) 静应力下的极限应力,与材料性能有关,(2) 变应力下的极限应力,与材料、循环次数N、循环特征r 等有关,当为对称循环变应力时，取其持久极限应力,当为脉动循环变应力时，取其持久极限应力,最大应力,最小应力,应力幅,平均应力,(2) 对称循环变应力,循环特征,(3) 脉动循环变应力,(4) 静应力,已知 2 个参数,可确定其余参数,4. 几种稳定循环变应力,对称循环变应力,脉动循环变应力,静应力,非对称循环变应力,第二章 挠性传动,张紧才能工作,1. 带的应力分析,(2) 离心拉应力,(1) 拉应力,(3) 弯曲应力,2. 带传动的弹性滑动和打滑,弹性滑动不可避免,打滑是可以避免的,丢转速,3. 带传动的失效形式及设计准则,打滑,疲劳破坏,不打滑,不发生疲劳破坏,确定单根带所能传递的许用功率,具体做法：,4. 带传动的设计,V 带传动的设计,5. 链传动工作情况分析,(1) 链传动的平均传动比,(2) 链传动运动的不均匀性,链传动的动载荷越大,6. 链传动的失效及其设计准则,与带传动设计类似，确定不发生失效的链条规格，即节距 p (链号),7. 链传动的设计,确定链轮齿数,(防脱链),8. 带传动与链传动的应用场合,第三章 齿轮传动,1. 齿轮传动的失效形式,2.设计准则,齿面间的接触疲劳点蚀,轮齿的弯曲疲劳折断,齿面接触疲劳强度条件,轮齿弯曲疲劳强度条件,闭式传动,软齿面 (硬度 350HBS),按齿面接触疲劳强度条件设计,按轮齿弯曲疲劳强度条件校核,硬齿面(硬度 350HBS),按轮齿弯曲疲劳强度条件设计,按齿面接触疲劳强度条件校核,开式传动,按轮齿弯曲疲劳强度条件设计,3.齿轮材料及热处理,4.直齿圆柱齿轮传动,(2) 计算载荷,校核式：,(3) 齿面接触疲劳强度条件,设计式：,(4) 轮齿弯曲疲劳强度条件,设计式：,校核式：,(5) 讨论,1)接触应力与接触强度,2)弯曲应力与弯曲强度,3)齿形系数,4)提高齿轮接触疲劳强度的主要措施,5)提高轮齿弯曲疲劳强度的主要措施,5.斜齿圆柱齿轮传动,(1)斜齿轮强度计算的特点,当量齿轮,(2)受力分析,力的分解,力的大小,力的方向,计算特点,(3)斜齿轮的强度条件,6.直齿圆锥齿轮传动的强度条件,(1)直齿圆锥齿轮强度计算的特点,当量齿轮,计算特点,(2)受力分析,力的大小,主、从动轮上力的关系,力的方向,(2)精度等级,7.齿轮设计中有关参数的选择原则,(1)材料与热处理方式,(3)齿数 Z,(4)齿宽系数,(5)模数,(6)分度圆螺旋角,第四章 蜗杆传动,1.蜗杆传动的类型及其特点,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,从运动关系看，蜗杆传动相当于螺母与螺杆传动,在中间平面内，相当于斜齿条与斜齿轮的啮合,2. 主要参数,闭式传动,开式传动,3. 蜗杆传动的失效形式和设计准则,轮和齿胶齿合面点蚀,控制点蚀和胶合：,控制折断(Z2 80)：,齿面接触强度条件,轮齿弯曲强度条件,控制温升：,热平衡计算,轮齿折断,控制折断：,轮齿弯曲强度条件,注 蜗杆主要是控制轴的变形,4. 材料及热处理,5. 普通圆柱蜗杆传动,6. 蜗杆传动的效率和热平衡计算,(2) 提高效率的途径,(1) 效率,(3)热平衡计算,第五章 联接,1.平键联接,静联接 侧面压溃,挤压应力,动联接 工作面磨损,比压,2.螺纹副的受力,3. 紧螺栓联接的强度计算,(1) 受横向载荷的普通螺栓联接,(2) 受轴向载荷的普通螺栓联接,螺栓刚度,被联件刚度,令,总拉力,残余预紧力,预紧力,残余预紧力为：对于有紧密性要求的联接：（1.51.8）F；对于一般联接：工作载荷稳定时（0.20.6）F；工作载荷不稳定：（0.61.0）F；对于地脚螺栓联接：F,1) 螺栓和被联接件的受力与变形,3) 强度条件,(3) 受横向载荷的铰制孔螺栓联接,5.螺旋传动的类型和特点,4.螺纹联接类型与防松,第六章 轴设计,1. 轴的结构设计,2. 轴的强度计算,(1) 按扭转强度计算(初算轴径),第七 章 滚动轴承,6 深沟 球轴承,7 角接触球轴承,3 圆锥滚子轴承,5 推力球轴承,1. 滚动轴承的主要类型,向心轴承,径向接触轴承,向心角接触轴承,推力轴承,推力角接触轴承,轴向接触轴承,2. 滚动轴承的代号,基本代号,6 1 2 0 6,3. 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、旋转精度、调心性能、装拆方便、价格,4. 滚动轴承的尺寸选择,一般选正常系列,5. 滚动轴承的组合设计,反装“背靠背”,正装“面对面”,校核轴承寿命,选择轴承型号 ( 即C ),6. 滚动轴承的疲劳寿命计算,(1) 寿命计算公式,两者取较大值,两者取较大值,1) 派生轴向力,2) 轴向载荷的计算,注： 式中Y是Fa / Fr e时的轴向载荷系数,(4) 轴承寿命计算步骤,1. 非液体摩擦滑动轴承的失效形式