机械设计-应考知识点

1、1 考试形式及题型：考试形式及题型： 期末笔试考试闭卷 考试时间：考试时间：2 2小时，小时，2014-06-172014-06-17 1) 填空题10%（10个空，每个空分值为1分） 2) 选择题20%（单选题，每题2分，共10题） 3) 简答题15%（2题，共15分，1题7分，2题8分） 4) 分析题15%（1题，共15分） 5) 计算题30%（共30分，1题10分，2题8分，3题12分） 6) 改错题10%（共10分，指出错误1分，改正1分， 图中的错误多于5个，需指出5个及以上并改正即可） 2 3 3章章 机械零件的疲劳设计机械零件的疲劳设计 机械零件强度计算问题一般可以归纳为两种情况

2、：机械零件强度计算问题一般可以归纳为两种情况： v 一种为静应力作用下的强度计算，另一种为变应力作用下的强一种为静应力作用下的强度计算，另一种为变应力作用下的强 度计算度计算 问题。问题。 v 两种计算的准则：许用应力计算准则，许用安全系数计算准则两种计算的准则：许用应力计算准则，许用安全系数计算准则 变应力下，零件经受的是一种疲劳过程，产生的破坏形式为疲劳破坏；变应力下，零件经受的是一种疲劳过程，产生的破坏形式为疲劳破坏； 要求在机械设计过程中引入疲劳设计，建立疲劳设计的方法和计算准则，要求在机械设计过程中引入疲劳设计，建立疲劳设计的方法和计算准则， 从而保证零件的疲劳强度。从而保证零件的疲

3、劳强度。 交变应力的描述 sm平均应力； sa应力幅值 smax最大应力； smin最小应力 r 应力比（循环特性） 2 minmax m ss s 2 minmax a ss s max min s s r 描述规律性的交变应力可有5个参数，但其中只有两个参数是独立的。 r = -1对称循环应力r=0脉动循环应力r=1静应力 O 极限应力曲线的三种简化方法ma ss 机械零件的极限应力图和疲劳安全系数机械零件的极限应力图和疲劳安全系数 判断零件的安全程度，采用的方法仍然是通过计算安全系数，看是否判断零件的安全程度，采用的方法仍然是通过计算安全系数，看是否 满足满足 的条件。的条件。 SS 则

4、零件满足安全设计条件 图解法 求安全 系数 0 1 0 2 s ss s SS 1 ca ma Kss s ss r=常数的零件的极限应力图 第四章 摩擦、磨损与润滑概述 4-0 概述 4-1 摩擦 4种摩擦状态 干摩擦、流体摩擦、边界摩擦、混合摩擦 4-2 磨损 磨损基本类型 磨粒磨损、疲劳磨损、粘附磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损 4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 润滑油的粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号 润滑油的粘温特性 4-4 流体润滑原理简介 形成流体动压润滑的必要条件是什么形成流体动压润滑的必要条件是什么? 两工作表面间必须构成楔形间隙； 两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油

5、或其他流体； 两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保 证能带动润滑油从大截面流进，从小截面流出。 第五章 螺纹联接与螺旋传动 螺纹的主要参数： 大径d、小径d1、中径d2、线数n、导程p、螺纹升角 细牙螺纹的特点：细牙螺纹牙形小，螺距小，升角小，自锁 性好；小径大，强度高，但牙易磨损，不易经常拆卸。 5-2 螺纹联接类型及特点 受拉螺栓连接：普通螺栓、螺钉、双头螺栓、（紧定螺钉） 受剪螺栓连接 5-34 螺栓的预紧与放松 5-5 螺纹联接的强度计算 联接的失效形式：联接的失效形式： 受拉螺栓：塑性变形、疲劳断裂受拉螺栓：塑性变形、疲劳断裂 受剪螺栓：剪断、压溃受剪螺栓：剪断、压

6、溃 联接失效：滑移、离缝联接失效：滑移、离缝 22 tan d np d s 紧螺栓联接强度计算： s s 4/ 3 . 1 2 1 2 ca d F F CC C FFFF mb b 012 FKifF S 0 P min0 P ss Ld F 2 0 4 d F 受剪螺栓联接强度计算： 松螺栓联接强度计算 紧螺栓联接强度计算： 仅受预紧力的紧螺栓联接 受横向载荷的紧螺栓联接 受轴向载荷的紧螺栓联接 5-6 螺栓组联接的设计 受力分析的类型： 螺螺 栓栓 类类 别别 普通螺栓（受拉螺栓）普通螺栓（受拉螺栓） 单个螺栓受力单个螺栓受力 强度条件强度条件 预紧预紧 力力 F0=0 s 4 2 1

7、 d F 松螺松螺 栓栓 轴向载荷轴向载荷 轴向轴向 力力 F 紧螺栓联接紧螺栓联接 横向载荷横向载荷 fzi FK F s 0 FKzifF s0 转转 矩矩 Z i i s rf TK F 1 0 F0-预紧力预紧力 s s 2 1 0 4 3 . 1 d F ca 轴向载荷轴向载荷 z F F Z i i L ML FF 1 2 max max 总拉力总拉力F CC C FF mb b 02 静强度静强度 s s 2 1 2 4 3 . 1 d F ca 疲劳强度疲劳强度 倾覆力矩倾覆力矩 铰制孔螺栓（受剪螺栓）铰制孔螺栓（受剪螺栓） 横向载荷横向载荷转转 矩矩 z F F 2 0 4

8、d F P min0 P ss Ld F Z i i r Tr FF 1 2 max max 被联被联 接件接件 强度强度 忽略忽略 P min0 P ss Ld F 简答题： 1. 试述齿轮传动的设计准则? 2.链由几部分组成？链传动的主要失效形式有哪些？ 3. 按照轴所受载荷类型的不同，轴分为那几种类型？ 并分别举例说明。 4.形成流体动压润滑的必要条件是什么? 斜齿轮、锥齿轮受力分析 从动轮上所受各力方向与主动轮大小相等,方向相反 斜齿轮主动轴向力的判断:主动右旋齿轮,右手定则;主动左 旋齿轮,左手定则,大拇指方向指向表示轴向力的方向. 直齿锥齿轴向力对主从动齿轮都是由小端指向大端,背离

9、 锥顶的. 分析题： 蜗杆蜗轮受力分析 注意：外啮合两斜齿轮旋向相反，而蜗轮蜗杆则旋向相同。 蜗杆一般为主动件，其轴向力可按左右手定则判断。 零件材料的机械性能为 Mpa800 0 sMpa500 1 s Mpa s 850s 综合影响系数2 s K，零件的工作最大应力Mpa300 max s，零件的最小应力 Mpa50 min s，加载方式 cr （常数） 求：（1）按比例绘制该零件的极限应力线图，并在图中标出该零件的工 作应力点M和其相应的极限应力点M1 （2）根据极限应力线图，判断该零件将可能发生何种破坏 （3）若该零件的设计安全系数 5 . 1S ，用计算法验算其是否安全 极限应力图计

10、算题 解：（1）Mpa K 250 2 500 1 s s Mpa K 200 4 800 2 0 s s 极限应力线图为 （2）该零件可能发生疲劳破坏 175 2 min max ss sa 125 2 min max ss s m （3） 25.0 2 0 1 0 s ss s 材料常数 5.131.1 125*25.0175*2 500 S 1 ca ma Kss s ss 故该零件不安全 一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内 装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（ 13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力 ，螺栓的相对刚 度 ，按紧密

11、性要求，剩余预紧力 =1.83 ， 为螺栓的轴向工作载荷。 试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强 及每个螺栓连 接所需的预紧力 。 螺栓连接计算题 1. 计算每个螺栓允许的最大总拉力： 2 1 2 .2 4 1.3 20815 .1 d F N s 分 分 2. 计算容器内液体最大压强 21 2 max max 2.8 .1 20815 7434 .1 2.8 /4 .1 12 1.82.1 a FFFF FN D Fp pMP 分 分 分 分 02 .2 (208150.5 7434)17098 .1 b bm C FFF CC N 分 分 6 1 1 1 0 9 8 7 6 3 54 2 1 精加工面过长 且装拆轴承不便 3 1.安装轮毂的第一段轴头应制有定位轴肩； 2.键槽过长，安装上的键与轴承端盖干涉（相碰）；