机械设计基础总复习(看完必过)ppt课件VIP

精选,1,机械设计基础总复习北京理工大学机械与车辆学院,精选,2,第一章概论,一、载荷和应力分析问：a、m、max、min、r参数各代表什么？绘图说明当m=250MPa，r=0.25时，应力随着时间的变化曲线，这是什么应力？答：应力幅：a=（max-min）/2平均应力：m=（max+min）/2最大应力：max最小应力：min应力特性系数：r=min/max,精选,3,由：m=（max+min）/2=250（MPa），r=min/max=0.25，求得max=400（MPa）min=100（MPa）为一般脉动循环变应力！,精选,4,二、机器的组成（以汽车为例）1、动力部分提供动力（发动机）2、传动部分提供变速、改变运动方向或运动形式等（变速箱、传动轴、离合器）3、工作部分直接完成设计者的构想，代替或减轻人类的工作（车轮，转向器）4、控制部分使机器各部分运动协调。可以是手控、电控、遥控等。辅助系统：照明（前后灯，车内灯），信号（转向灯、后尾红灯），显示（里程表、油量表、速度表、电瓶电量表）等。,精选,5,机器机（有能量转化）构件零件械机构零件（无能量转化）信息机械如计算机、电话机、传真机等构件是机器运动的最小单元，零件是构成机械的最小单元。部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器，离合器等,精选,6,三、机械零件材料学基础,制造机械零件的材料用的最多的是金属材料，其次是非金属材料和复合材料。一、金属材料金属材料又分为黑色金属（如钢、铸铁等）和有色金属（如铜、铝、钛及其合金等）。（一）黑色金属钢和铸铁都是铁碳合金，他们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2.1%的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.1%的铁碳合金称为铸铁。1、钢通常使用的钢，含碳量在0.05%0.7%之间。根据化学成分的不同，又可将钢分为碳素钢和合金钢。,精选,7,（1）碳素钢按照质量和用途，又可以分为：1）碳素结构钢(GB/T7002006)普通碳素结构钢不需热处理，供货状态下可直接使用。Q195、Q215、Q235-AF、Q235-B、Q235-C、Q235-D、275Q指屈服强度，后面的数字代表屈服强度数值。2）优质碳素结构钢(GB/T6991999)含碳量低于0.25%的钢为低碳钢，其强度和硬度低，但塑性和焊接性能好，适用于冲压、焊接等方法成型。含碳量在0.25%0.6%的钢为中碳钢，有良好的综合力学性能，应用最广，含碳量高于0.6%的钢为高碳钢，常用作弹性元件和易磨损元件。优质碳素结构钢一般经过热处理，可获得较高的弹性极限和较高的屈服强度。（低碳钢不可以直接淬火）08、08F、15、20、20A、20Mn、45、45Mn、853）碳素工具钢(GB/T12982008)碳素工具钢一般经过热处理，可获得较高的力学性能T7、T8A、T8Mn、T8MnA、T10A、T13、T13A,精选,8,第二章平面机构的结构分析1、低副通过面接触而组成的运动副。限制2个自由度1）回转副2）移动副2、高副通过点、线接触而组成的运动副。限制1个自由度,精选,9,3、运动链的自由度（活动度）数F：F=3n-2PL-PH式中：n：机构中可活动的构件数,PL：低副数PH：高副数4、计算自由度时注意：a、复合铰：有K个构件在某一点联接，这一点就构成了K-1个回转副，称为复合铰。b、局部自由度：在运动链中，与整个运动链无关的自由度为局部自由度。为改善受力状况而设。,精选,10,3、虚约束:有些约束对机构的自由度是重复的，称为虚约束！,机构具有确定运动的条件：在一个机构中，原动机输入机构的主动件数和机构的自由度数相等。,精选,11,第三章平面连杆机构,1、四杆机构的组成与基本形式曲柄连架曲柄AB能做整周转动=360摇杆杆摇杆CD做一定角度的摆动S2轴向右移，由于轴承是正装，故2轴承受压！Fa1=S1=1118.75(N)Fa2=S1+FA=1118.75+380=1498.75(N),S1,S2,精选,45,Fa1/Fr1=1118.75/3580=0.31e=0.37X1=1.0Y1=0X2=0.4Y2=1.6P1=X1Fr1+Y1Fa1=3580(N)P2=X2Fr2+Y2Fa2=0.4X3800+1.6X1498.75=3918(N)P2P12轴承危险,精选,46,第四节滚动轴承的组合设计,一、轴系的轴向定位：1、两端固定（双端单向固定）较短轴系（l400）最常用的形式。压盖和轴承座之间需用垫片调整压盖和轴承外圈之间的间隙，留出0.20.4的距离，用于温度补偿。,精选,47,2、一端固定（单端双向固定）、一端游动用于温升较高，热变形较大的场合。,精选,48,3、两端游动。用于人字齿轮传动，能自动对中。,精选,49,精选,50,第十五章机械的调速和平衡,机械速度的波动，是在Wd和Wr不为常量的情况下产生的。其结果是产生冲击、振动，影响机件的强度和寿命，降低运动精度。应尽量避免!采用飞轮调速,降低速度不均匀系数,回转件不平衡质量产生的离心力使轴弯曲，产生振动、噪音，甚至破坏机件。静平衡条件：mr=miri+mbrb=0或：mgr=migri+mbgrb=0动平衡的条件：空间离心惯性力系的合力及合力矩均为零。动平衡又称为双面平衡，而静平衡则称为单面平衡。平衡的目的使回转件运动平稳,它不能减小速度的波动。,精选,51,轴系结构找错体：指出下图轴系结构中的错误或不合理之处，并简要说明理由，不要求改正！,缺螺栓联接轴承安装一顺轴肩过高缺键轴的长度应小于轮毂长度23mm套筒过高轴承透盖结构错误动静接触，应加密封毡圈加轴向定位缺键（11）动静接触,精选,52,结构题、图示轴系结构有错误和不合理的地方，请指出并说明原因。,精选,53,1）联轴器孔未开通。2）联轴器周向未定位（加键连接）。3）轴承透盖缺密封。4）透盖与套筒应有间隙。5）左轴承为游动轴承，内圈右边缺定位。6）左轴承外圈要能游动，需去掉套杯凸肩，而且与端盖间要有间隙。,7）右轴承为固定端轴承，内圈左边缺定位，外圈左边套杯上应有凸肩定位。8）装圆螺母处轴径要小于轴承轴径，且车螺纹处要有退刀槽。9）圆螺母处加止动垫圈防松。10）轴段应比轴承孔短，以使轴承定位可靠。11）轴承盖与套杯之间应有调整轴承间隙的调整垫片。12）箱体加工面和非加工面要分开。,精选,54,指出图示轴系的结构错误或不合理之处，并简要说明理由（齿轮采用油润滑，轴承采用脂润滑）。,精选,55,1）缺挡油环；2）套杯左端凸肩内径太小，拆卸轴承外圈困难；3）左轴承内圈无法从轴右侧装入；4）轴承为背对背安装，外圈没有固定，应在两轴承外圈之间加凸台；5）不应有轴肩，否则无法调整轴承；6）缺少调整轴承的装置，应加一小圆螺母；7）精加工面过长，轴承装配不便，应加工成阶梯轴8）轴与轴承盖之间应有间隙；9）缺少密封装置；10）带轮端面不应与轴承盖接触，应以轴肩定位；11）键与轮毂键槽之间应有间隙；12）轮毂上的键槽应为通槽；13）轴端应比毂孔短一些，否则带轮轴向固定不可靠。14）缺少调整套杯位置（调整锥齿轮啮合）的垫片。,精选,56,指出图示轴系的结构错误，齿轮采用油润滑，轴承采用脂润滑（用笔按序号圈出错误之处，并简要说明错误原因，不要求改正图）。,精选,57,1）轴肩太高，不便拆卸；2）缺少挡油环；3）安装齿轮的轴段应小于轮毂宽度，否则齿轮轴向固定不可靠；4）键太长；5）套筒不应与轴承外圈接触；6）轴承应面对面布置；7）此处应加工成阶梯轴；8）端盖不应与轴接触；9）端盖与轴之间应加密封；10）平键顶部与轮毂键槽间应有间隙；11）联轴器上的键槽应为通槽；12）两处键槽应位于一条母线上；13）联轴器不应与端盖接触，应用轴肩轴向固定，且轴端不应超出孔的端面,以免影响另一半联轴器的安装；14）缺少轴承调整垫片；15）应有凸台，减少加工面。,精选,58,图示轴系结构有错误和不合理的地方，请指出并说明原因。,精选,59,1）轴端面应在联轴器孔内。2）联轴器轴向未定位（加轴肩）。3）轴承透盖与轴之间应有密封装置。4）与左轴承配合处的轴段过长，轴缺少台阶，轴承装拆不方便。5）套筒过高，轴承装拆不方便。6）安装齿轮的轴段长度应小于轮毂宽度，以使齿轮得到可靠的轴向定位。7）齿轮上的键槽与键之间应留有间隙。8）为便于加工，轴上安装齿轮处的键槽应与安装联轴器键处的键槽开在同一母线上。9）右轴承内圈没有固定。10）圆锥滚子轴承应成对使用。11）轴承盖上的孔应大于螺钉外径。12）箱体上螺纹孔的深度应大于螺钉拧入深度13）轴承盖与机体之间无垫片，无法调整轴承间隙。14）箱体加工面和非加工面要分开。,精选,60,模拟试题,一、是非题1、一对圆柱齿轮啮合时，大小齿轮的齿根弯曲应力相等。2、零件内部的变应力只可能由变载荷引起。（）3、模数不相等的蜗杆与蜗轮也可以啮合传动。4、齿轮联轴器是挠性联轴器。5、V带是弹性元件，它在工作中只能承受拉应力。(）6、滚动轴承中，保持架是重要的和不可缺少的元件之一。7、凸缘联轴器属于刚性联轴器。8、+1表示是对称循环变应力。（）9、磨损总是有害的，应该处处避免。10、传动效率高是蜗杆蜗轮传动的优点之一11、滚动轴承座圈和滚动体的常用材料是Q235钢。（)12、螺旋传动中使用的螺纹通常是三角形螺纹。,精选,61,二、选择题（每小题2分）1.只承受弯矩，而不承受转矩的轴称为。A.传动轴B.转轴C.心轴D.阶梯轴2.带传动工作时最大应力发生在_。A.紧边小带轮出口处B.紧边小带轮入口处C.松边大带轮出口处D.松边大带轮入口处3、当两个被连接件之一太厚时，宜采用_A.双头螺柱连接B.螺栓连接C.紧定螺钉连接D.销连接4.初步估算轴的直径时，一般采用_方法。A.弯扭合成强度B.扭转强度C.刚度D.安全系数5.在轴结构设计中，轴上零件轴向固定通常采用_方法。A.轴肩B.圆螺母C.轴端挡圈D.前面三种,精选,62,6.脉动循环变应力的应力循环特性系数r_。A.等于+1B.等于1C.等于0D.等于1/27.蜗杆传动中，增加蜗杆头数，可使传动效率_。A.提高B.降低C.提高或降低D.不变8、适合制造滚动轴承的材料是_。A.GGr15B.45钢C.球墨铸铁D.40Cr9.锥齿轮传动中，两轴线之间的交角用得最广泛的是A.60B.75C.90D.12010.下面的螺纹牙型中，传动用螺纹采用的是_。A.圆形螺纹B.三角形螺纹C.梯形螺纹D.管螺纹,精选,63,模拟试题,三、（10分）计算图示惯性筛机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束，最后判断其是否具有确定的运动规律（标箭头的构件为原动件）。,精选,64,四、（14分）已知四杆机构的摇杆DC长38mm，摆角60，机架AD长70mm，且与摆角的角平分线垂直。用作图法求解此四杆机构。（作图比例1：1）。试求出：（1）四个杆件的长度以及极位夹角的度数（2）最小传动角min的度数。五、（12分）一对相啮合的渐开线标准直齿圆柱齿轮，小齿轮损坏。现测得大齿轮齿数Z2130，大齿轮齿全高h=9mm。已知传动比i5。求：小齿轮的分度圆直径d1，齿顶圆直径da1，齿根圆直径df1，基圆直径db1。（ha*=1,=20）。,精选,65,六、（12分）图示为一偏心圆盘凸轮机构，凸轮1的回转方向如图所示。要求：（1）画出理论轮廓曲线与基圆；（2）标明图示位置的压力角从动件的位移s，并标出此机构从动件的总行程h七、（10分）图示轮系中，已知Z124，Z226，Z2=20，Z3=30，Z3=26Z4=20。若r/min求的大小及方向。,精选,66,八、（8分）图示为开式蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动，已知蜗杆主动，大齿轮4的转向及螺旋线方向如图示，试画出：(1)轴I、II的转向。(2)使轴II上两