2015年机械设计期末复习ppt课件

1、不考！不考！全部不考！全部不考！1 1、螺纹衔接、螺旋传动的失效方式？、螺纹衔接、螺旋传动的失效方式？2 2、设计准那么和常用资料？、设计准那么和常用资料？3 3、螺纹衔接有哪些根本类型？、螺纹衔接有哪些根本类型？4 4、螺纹衔接的特点和运用场所是什么？、螺纹衔接的特点和运用场所是什么？5 5、螺纹衔接的防松措施有哪些？、螺纹衔接的防松措施有哪些？ 6 6、紧螺栓衔接的强度计算、紧螺栓衔接的强度计算 1 1螺栓组的受力计算螺栓组的受力计算1 1横向载荷横向载荷2 2转矩转矩3 3轴向载荷轴向载荷 2 2单个螺栓的强度计算单个螺栓的强度计算1 1仅接受预紧力的紧螺栓衔接仅接受预紧力的紧螺栓衔接2

2、 2接受预紧力和任务拉力的紧螺栓衔接接受预紧力和任务拉力的紧螺栓衔接3 3接受任务剪力的紧螺栓衔接接受任务剪力的紧螺栓衔接1 1、平键衔接的失效方式、设计准那么？、平键衔接的失效方式、设计准那么？1 1、链传动的参数分析。、链传动的参数分析。2 2、链传动的主要参数对传动性能的影响。、链传动的主要参数对传动性能的影响。3 3、链传动的优缺陷、适用场所、失效方式、设计、链传动的优缺陷、适用场所、失效方式、设计准那么、常用资料和受力分析。准那么、常用资料和受力分析。 1 1、齿轮传动的参数分析。、齿轮传动的参数分析。2 2、齿轮传动的主要参数对传动性能的影响。、齿轮传动的主要参数对传动性能的影响。

3、3 3、齿轮传动的优缺陷、适用场所、失效方式、设、齿轮传动的优缺陷、适用场所、失效方式、设计准那么、常用资料和受力分析计准那么、常用资料和受力分析 。4 4、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动的受力、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动的受力分析、左右旋和运动方向的断定等。分析、左右旋和运动方向的断定等。 1 1、蜗杆传动的参数分析。、蜗杆传动的参数分析。2 2、蜗杆传动的主要参数对传动性能的影响。、蜗杆传动的主要参数对传动性能的影响。3 3、蜗杆传动的优缺陷、适用场所、失效方式、设、蜗杆传动的优缺陷、适用场所、失效方式、设计准那么、常用资料和受力分析计准那么、常用资料和受力分析 。4 4、蜗杆

4、传动的受力分析、左右旋和运动方向的断、蜗杆传动的受力分析、左右旋和运动方向的断定等。定等。 5 5、蜗杆传动热平衡不满足时应采取的措施。、蜗杆传动热平衡不满足时应采取的措施。 1 1、滑动轴承的失效方式、设计准那么常用资料和、滑动轴承的失效方式、设计准那么常用资料和运用场所。运用场所。 1 1、滚动轴承的计算、滚动轴承的计算 1 1滚动轴承径向力、派生轴向力的计算滚动轴承径向力、派生轴向力的计算 2 2滚动轴承轴向载荷的计算滚动轴承轴向载荷的计算 3 3滚动轴承当量动载荷的计算滚动轴承当量动载荷的计算 4 4滚动轴承寿命计算滚动轴承寿命计算2 2、滚动轴承的失效方式、设计准那么常用资料和运用场

5、、滚动轴承的失效方式、设计准那么常用资料和运用场所所3 3、几种主要类型的滚动轴承、几种主要类型的滚动轴承3 3、5 5、6 6、7 7、N N等性能等性能和特点，滚动轴承内径代号表示的内径大小，常用的轴承和特点，滚动轴承内径代号表示的内径大小，常用的轴承配置方法有那几种？滚动轴承轴向紧固有哪些方法？滚动配置方法有那几种？滚动轴承轴向紧固有哪些方法？滚动轴承的密封安装有那些？轴承的密封安装有那些？1 1、几种主要联轴器和离合器如凸缘联轴器、十、几种主要联轴器和离合器如凸缘联轴器、十字滑块联轴器、齿式联轴器、万向联轴器、弹性套字滑块联轴器、齿式联轴器、万向联轴器、弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器

6、、轮胎式联轴器、牙柱销联轴器、弹性柱销联轴器、轮胎式联轴器、牙嵌离合器和摩擦离合器等的特点、运用场所等。嵌离合器和摩擦离合器等的特点、运用场所等。 1 1、轴的构造设计有哪些要求？、轴的构造设计有哪些要求？2 2、轴上零件的定位和固定、装拆、光滑与密封、轴上零件的定位和固定、装拆、光滑与密封、构造工艺性等。构造工艺性等。 不考！不考！全部不考！全部不考！NFCCCFFmbb10800108090005400102105 . 0105 . 0900066602NFFF5400540010080211 1、某一受轴向力的紧螺栓联接，知螺栓刚度、某一受轴向力的紧螺栓联接，知螺栓刚度C1=0.5C1=

7、0.5106N/mm106N/mm，被联接件刚度，被联接件刚度C2=2C2=2106N/mm106N/mm，螺，螺栓预紧力栓预紧力F0=9000NF0=9000N，螺栓受任务载荷，螺栓受任务载荷F=5400NF=5400N，求螺栓所，求螺栓所受的总拉力受的总拉力F2F2及被联接件之间的剩余预紧力及被联接件之间的剩余预紧力F1F1。解：解：剩余预紧力：剩余预紧力：2 2、如下图为一螺栓联接的力、如下图为一螺栓联接的力变形图。假设保证剩余预紧力变形图。假设保证剩余预紧力F1F1的大小等于其预紧力的大小等于其预紧力F0F0的一半。试求该联接所能接受的最大的一半。试求该联接所能接受的最大任务载荷和螺栓

8、所受的总拉力。任务载荷和螺栓所受的总拉力。 力被联接件螺栓4545变形解：解：F1=F0/2 F2=F1+F F1=F0/2 F2=F1+F F2=F0+CbF/(Cb+Cm)=2F1+F/2 F1+F=2F1+F/2 F2=F0+CbF/(Cb+Cm)=2F1+F/2 F1+F=2F1+F/2 F=2F1=F0 F2=3F/2=3F0/2=3F1F=2F1=F0 F2=3F/2=3F0/2=3F1mbbCCC3 3、图示为一汽缸盖螺栓联接。知汽缸内径、图示为一汽缸盖螺栓联接。知汽缸内径D=200mmD=200mm，最大任，最大任务压力务压力p = 2 MPap = 2 MPa，缸盖与缸体用，

9、缸盖与缸体用8 8个螺栓联接，螺栓相对刚度个螺栓联接，螺栓相对刚度 =0.8 =0.8，要求螺栓剩余预紧力，要求螺栓剩余预紧力F1F1为螺栓最大任务载荷为螺栓最大任务载荷F F的的1.51.5倍，试求：倍，试求： 1 1单个螺栓所受总拉力单个螺栓所受总拉力F2F2的大小；的大小； 2 2单个螺栓所受预紧力单个螺栓所受预紧力F0F0为多少？为多少？ 3 3假设采用性能等级为假设采用性能等级为4.64.6的螺栓，计算螺栓小径。的螺栓，计算螺栓小径。( (取平安取平安因数因数S=1.0)S=1.0)N62800N2420014. 3422pDFmbbCCC MPa5 . 1240Ss 2 .14mm

10、16014. 3196003 . 1443 . 121Fd解：解：1 1、螺栓总拉力、螺栓总拉力F2F2的大小的大小1 1汽缸盖最大载荷：汽缸盖最大载荷：2 2螺栓任务载荷螺栓任务载荷 F= 62800 / 8 N=7850N F= 62800 / 8 N=7850N；3 3剩余预紧力剩余预紧力F1 F1=1.5FF1 F1=1.5F， F1=1.5 F1=1.57850N=11775N7850N=11775N4 4螺栓总拉力螺栓总拉力F2F2的大小：的大小：F2=F1+F=2.5F=2.5F2=F1+F=2.5F=2.5* *7850N=19600N7850N=19600N；2 2、 螺栓预

11、紧力螺栓预紧力F0 F2=F0+FF0 F2=F0+F，F=F= F=0.8 F=0.8* *7850N=6280N7850N=6280N，F0= F2-F=19600-6280N=13320NF0= F2-F=19600-6280N=13320N；160 MPa160 MPamm3 3、性能等级为、性能等级为4.64.6的螺栓，屈服极限：的螺栓，屈服极限：s=400s=4000.60.6240 MPa240 MPa， 许用应力：许用应力： 计算螺栓尺寸：计算螺栓尺寸：4 4、图示支架用、图示支架用4 4个普通螺栓衔接在力柱上，知载荷个普通螺栓衔接在力柱上，知载荷P=12400NP=12400

12、N，衔接的尺寸参数如下图，结合面摩擦系数衔接的尺寸参数如下图，结合面摩擦系数f=0.2f=0.2，螺栓资料的屈，螺栓资料的屈服极限服极限s=270N/mms=270N/mm，平安系数，平安系数S=1.5S=1.5，螺栓的相对刚度为，螺栓的相对刚度为0.30.3，防滑系数，防滑系数Ks=1.2Ks=1.2。试求所需螺栓小径。试求所需螺栓小径d1d1。 解题要点：解题要点：1、载荷、载荷P产生倾覆力矩产生倾覆力矩M，在，在M的作用下，左边的两个螺栓所受的作用下，左边的两个螺栓所受轴向拉力最大，容易拉断失效，因此所需螺栓小径轴向拉力最大，容易拉断失效，因此所需螺栓小径d1的计算应以的计算应以左边两螺

13、栓为对象；左边两螺栓为对象；2、在横向载荷、在横向载荷P的作用下，支架能够产生滑移，使联接失效。为的作用下，支架能够产生滑移，使联接失效。为此，要保证在螺栓预紧力作用下，联接的结合面间产生的摩擦力此，要保证在螺栓预紧力作用下，联接的结合面间产生的摩擦力大于横向载荷与防滑系数的乘积；大于横向载荷与防滑系数的乘积；ziilMl12max2)2160(421601860000解：在力解：在力P P的作用下：的作用下：1 1、螺栓组联接接受的倾覆力矩顺时针方向、螺栓组联接接受的倾覆力矩顺时针方向 M=P M=P150=1860000N150=1860000Ncmcm2 2、在倾覆力矩、在倾覆力矩MM的

14、作用下，左边螺栓受力较大，所受载荷的作用下，左边螺栓受力较大，所受载荷FmaxFmax： Fmax= Fmax= =5812.5NfzPKsmbbCCC F3 . 142 18075.203433 . 143 3、在横向力、在横向力P P作用下，支架与力柱结合面能够产生滑移，根据不滑移条作用下，支架与力柱结合面能够产生滑移，根据不滑移条件件 fF0zKsP fF0zKsP可得可得 F0 F0=18600N=18600NF=18600+0.3F=18600+0.35812.5=20343.75N5812.5=20343.75N= =13.677mm4 4、左边螺栓所受总拉力、左边螺栓所受总拉力F

15、2F2： F2=F0+F2=F0+5 5、螺栓的许用应力、螺栓的许用应力=s/S=270/1.5=180MPa =s/S=270/1.5=180MPa 螺栓危险截面的直径螺栓小径螺栓危险截面的直径螺栓小径d1d16 6、d1d11 1、设单根、设单根V V带所能允许传送的功率带所能允许传送的功率P1=4.2kwP1=4.2kw，自动带轮，自动带轮dd1=160mmdd1=160mm，转速，转速n1=1450r/minn1=1450r/min，包角，包角=1400=1400，带与带，带与带轮间的当量摩擦系数轮间的当量摩擦系数fv=0.2fv=0.2。求此单根。求此单根V V带传送的有效拉力带传送

16、的有效拉力FeFe和紧边拉力和紧边拉力F1F1。 解：解：NndPvPFde7 .34514501602 . 4106600001000100061111 21801402 . 022163. 1FeFeFFvf eFFF 21NFFe4 .89463. 0/7 .34563. 163. 0/63. 11 2 2、单根、单根V V带传送的最大功率带传送的最大功率P=4.82KWP=4.82KW，小带轮直径，小带轮直径D1=180mmD1=180mm，大带轮直径，大带轮直径D2=400mmD2=400mm，n1=1450r/minn1=1450r/min，小，小轮包角轮包角1=1521=152，

17、带和带轮的当量摩擦系数，带和带轮的当量摩擦系数fv=0.25fv=0.25，试确定带，试确定带传动的有效圆周力传动的有效圆周力FeFe、紧边拉力、紧边拉力F1F1和张紧力和张紧力F0F0。 解：解：v=D1n1/60=13.666m/sv=D1n1/60=13.666m/s 由由 P=FeV/1000 P=FeV/1000 那么那么 Fe=1000P/v=352.7N Fe=1000P/v=352.7N 由由 Fe=2F0(efv -1)/(efv +1) Fe=2F0(efv -1)/(efv +1) 得得 F0=Fe/2(efv +1)/(efv -1)=551.6N F0=Fe/2(ef

18、v +1)/(efv -1)=551.6N F1=F0+Fe/2=727.95N F1=F0+Fe/2=727.95N F2=F0-Fe/2=375.25N F2=F0-Fe/2=375.25N3 3、图示为带传动简图。轮、图示为带传动简图。轮1 1为自动轮。试问：为自动轮。试问：1 1带传动的主要失效方式有哪些？带传开任务时为什么出带传动的主要失效方式有哪些？带传开任务时为什么出现弹性滑动景象？这种滑动能否可以防止？现弹性滑动景象？这种滑动能否可以防止？2 2带传开任务时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力带传开任务时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力max=max=？解：解：1 1带传动

19、的主要失效方式是打滑和带的疲劳破坏。带传动的主要失效方式是打滑和带的疲劳破坏。带传开任务时，紧边与松边有拉力差，带饶在带轮上从紧边到带传开任务时，紧边与松边有拉力差，带饶在带轮上从紧边到松边其弹性变形逐渐减少，带也随之收缩，与带轮之间产生相松边其弹性变形逐渐减少，带也随之收缩，与带轮之间产生相对滑滑动。对滑滑动。 这种滑动是不可防止的。这种滑动是不可防止的。2 2紧边开场绕上小轮处的紧边开场绕上小轮处的a a点应力最大。点应力最大。max=1+b1+cmax=1+b1+c1 1、欲设计一对规范直齿圆柱齿轮传动，现有两种方案，、欲设计一对规范直齿圆柱齿轮传动，现有两种方案，方案一对齿轮的方案一对

20、齿轮的参数为：模数参数为：模数m=4mmm=4mm，齿数，齿数Z1=20Z1=20，Z2=40Z2=40，=200=200，齿宽，齿宽b=80mmb=80mm，方案一对齿轮参数为：模数方案一对齿轮参数为：模数m=2mmm=2mm，齿数，齿数Z1=40Z1=40，Z2=80Z2=80，=200=200，齿，齿宽宽b=80mmb=80mm。试分析这两种方案对齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、。试分析这两种方案对齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、抗胶合才干和本钱等方面的影响。抗胶合才干和本钱等方面的影响。答：答：1 1齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度 方案的大、小齿轮的分度圆直径和方案的大、小齿

21、轮的分度圆直径和方案的大、小齿轮的分度圆直径分方案的大、小齿轮的分度圆直径分别相等，两对齿轮的齿宽也相等，其它条件一样时，两种方案的齿面接触疲别相等，两对齿轮的齿宽也相等，其它条件一样时，两种方案的齿面接触疲劳强度相等。劳强度相等。 2 2齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度 两对齿轮的分度圆分别相等，但两对齿轮的分度圆分别相等，但方案的模数是方案的模数是方案的方案的2 2倍，其它条件倍，其它条件一样，模数大的抗弯强度高，一样，模数大的抗弯强度高，方案齿根弯曲疲劳强度大。方案齿根弯曲疲劳强度大。 3 3抗胶合才干抗胶合才干 相对滑动速度大的地方，愈容易发生胶合。分度圆直径相等时，模数愈大，相对滑动

22、速度大的地方，愈容易发生胶合。分度圆直径相等时，模数愈大，滑动速度也愈大，滑动速度也愈大，方案抗胶合才干弱。方案抗胶合才干弱。 4 4本钱本钱 减小模数，降低齿高，因此减少金属切削量，节省制造费用。减小模数，降低齿高，因此减少金属切削量，节省制造费用。方案方案制造本钱高。制造本钱高。2 2、图示为由锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。知：、图示为由锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。知：轴为输入轴，轴为输入轴，转向如下图，输入功率转向如下图，输入功率PP5 kW5 kW，转速，转速nn1440 r/min1440 r/min，各轮齿数为：，各轮齿数为：z1=25z1=25，z2=61z2=61

23、，z3=22z3=22，z4=85z4=85，假设效率，假设效率 1 1。在图中标出各轮转向，并计算输出轴在图中标出各轮转向，并计算输出轴轴的转矩。轴的转矩。为使为使轴所受的轴向力最小，确定并在图中标出轴所受的轴向力最小，确定并在图中标出3 3、4 4两轮的螺旋方向。两轮的螺旋方向。在图中标出轮在图中标出轮3 3在啮合点处所受各分力在啮合点处所受各分力(Ft3(Ft3、Fr3Fr3、Fa3)Fa3)的方向。的方向。解答：解答：1各轮转向如下图。各轮转向如下图。 43. 92225856131424114 zzzznnnni7 .152min/43. 9144014 rinn3127 .1525

24、95509550 NmnPT2 3轮左旋，轮左旋，4轮右旋。轮右旋。 3轮轮3的各分力方向如下图。的各分力方向如下图。 3 3、图为一由锥齿轮、图为一由锥齿轮斜齿圆柱齿轮组成的二级减速传动。知斜齿圆柱齿轮组成的二级减速传动。知轴为输入轴，要求输出轴轴为输入轴，要求输出轴按图示方向回转。试在图上标出按图示方向回转。试在图上标出轴的转向、齿轮轴的转向、齿轮3 3的旋向，以及齿轮的旋向，以及齿轮2 2和齿轮和齿轮3 3所受的各个分力。所受的各个分力。 解答：解答：1、试标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向及螺旋线方向。、试标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向及螺旋线方向。 2a)n11n1b)2

25、121n2c)1221n1d)答：答：a)图：蜗轮逆时针转动，蜗杆左旋蜗轮左旋图：蜗轮逆时针转动，蜗杆左旋蜗轮左旋 b)图：蜗轮向下转动左视：逆时针转动，蜗杆左旋蜗图：蜗轮向下转动左视：逆时针转动，蜗杆左旋蜗轮左旋轮左旋 c)图：蜗杆向左转动上视：顺时针转动，蜗杆右旋图：蜗杆向左转动上视：顺时针转动，蜗杆右旋蜗轮右旋蜗轮右旋 d)图：蜗轮图：蜗轮2逆时针转动，蜗杆右旋，蜗轮右旋逆时针转动，蜗杆右旋，蜗轮右旋 蜗轮蜗轮2顺时针转动，蜗杆右旋，蜗轮右旋顺时针转动，蜗杆右旋，蜗轮右旋 2 2、图示为斜齿圆柱齿轮、图示为斜齿圆柱齿轮蜗杆传动，自动齿轮转动方向和齿蜗杆传动，自动齿轮转动方向和齿的旋向如图

26、，设要求蜗杆轴的轴向力为最小时，试画出蜗轮的的旋向如图，设要求蜗杆轴的轴向力为最小时，试画出蜗轮的转向和作用在轮齿上的力以三个分力表示，并阐明蜗轮轮转向和作用在轮齿上的力以三个分力表示，并阐明蜗轮轮齿螺旋线方向。齿螺旋线方向。 解答：解答：1 1、图示某转轴两端各用一个、图示某转轴两端各用一个3020430204轴承支承，轴上载荷轴承支承，轴上载荷Fre=1000NFre=1000N，Fae=300NFae=300N，轴转速为，轴转速为1000r/min1000r/min，载荷系，载荷系数数fP=1.2fP=1.2，常温下任务。求：，常温下任务。求：1 1两支点反力；两支点反力；2 2两轴承的计算载荷；两轴承的计算载荷；3 3危险轴承的寿命。危险轴承的寿命。知：知：3020430204轴承根本额定动载轴承根本额定动载荷荷C=28.2kNC=28.2kN，且有，且有Fd=Fr/(2Y)Fd=Fr/(2Y)，有关数据如下：，有关数据如下：eFa/FreFa/Fr e0.38XYXY100.41.7备用公式备用公式 t6h)(6010PCfnL 解：解：(1)N747N)1000(N253N150403005010001r2r1