机械设计-复习1ppt课件

1、机械设计机械设计总复习总复习复习策略复习策略题型：选择、填空、分析、计算、结构改错题型：选择、填空、分析、计算、结构改错猜题：否定绝对，缩小范围；做题：调整心态，猜题：否定绝对，缩小范围；做题：调整心态，先易后难；读懂题意，争小抢大。先易后难；读懂题意，争小抢大。复线运筹法复线运筹法交错运筹法交错运筹法重点运筹法重点运筹法顺序运筹法顺序运筹法冲刺成功秘笈：方案，方法，努力。冲刺成功秘笈：方案，方法，努力。复习技法复习技法应试内容重组法应试内容重组法应试重点复习法应试重点复习法应试小贴士应试小贴士应试内容重组法应试内容重组法1、明确零件的类型和结构特点、明确零件的类型和结构特点2、领会零件的工作

2、原理、工作条件、领会零件的工作原理、工作条件3、掌握工作情况分析：运动分析和动力分析、掌握工作情况分析：运动分析和动力分析4、判断失效形式、确立设计准则、判断失效形式、确立设计准则6、理解零件设计方法、主要参数、理解零件设计方法、主要参数7、掌握结构设计方法：材料及热处理和结构改错、掌握结构设计方法：材料及热处理和结构改错5、推导公式、设计步骤、推导公式、设计步骤1. 零件的类型和结构特点零件的类型和结构特点齿轮传动齿轮传动类型：圆柱直、斜、人），圆锥，齿轮齿条类型：圆柱直、斜、人），圆锥，齿轮齿条装置和齿面：开、半开与闭，硬与软装置和齿面：开、半开与闭，硬与软几何特点：平行、交错与相交，端、

3、法、大端几何特点：平行、交错与相交，端、法、大端蜗杆传动蜗杆传动类型：圆柱类型：圆柱ZA阿氏，阿氏，ZI渐开，渐开，ZN延渐开，延渐开，ZK锥包络），锥包络），圆锥、环面；普通圆锥、环面；普通 。布置：上置、下置。布置：上置、下置带传动：原理摩擦带传动：原理摩擦:平带传动、平带传动、V带、多楔带、圆带；啮合：带、多楔带、圆带；啮合：同步带）同步带）几何特点：变位特点轮变：几何特点：变位特点轮变：a或或Z2)和直径系数和直径系数V V带：普通、窄、宽、大楔角、齿形、联组带：普通、窄、宽、大楔角、齿形、联组V V带等带等链传动：链传动： 滚子链、齿形链滚子链、齿形链普通普通V带带Y、Z、A、B、C

4、、D、E窄窄V带：带：SPZ，SPA，SPB，SPC摩擦带特点摩擦带特点优点：弹性吸振、过载保护、低成本、中心距大优点：弹性吸振、过载保护、低成本、中心距大缺陷：传动比不准，轴力大，尺寸大，寿命短，效率低。缺陷：传动比不准，轴力大，尺寸大，寿命短，效率低。传动装置：齿轮传动，蜗杆齿轮，带齿轮，锥齿轮传动装置：齿轮传动，蜗杆齿轮，带齿轮，锥齿轮轴：转轴，心轴、传动轴轴：转轴，心轴、传动轴滚动轴承：滚动轴承：7类类,3类类,6类类,5类，类，N类。滚动体：球、滚子类。滚动体：球、滚子选择载荷，选择载荷， nlim，刚性及调心，本钱，刚性及调心，本钱 ）；基本代号：）；基本代号：7212C/P2滑动

5、轴承：液体摩擦动压和静压）；非液体摩擦滑动轴承：液体摩擦动压和静压）；非液体摩擦结构特点：整体与剖分，轴瓦油孔槽位置，瓦衬固定）结构特点：整体与剖分，轴瓦油孔槽位置，瓦衬固定）螺纹连接：螺纹连接：键和花键键和花键螺栓连接螺栓连接-普通螺栓连接，铰制孔用螺栓连接普通螺栓连接，铰制孔用螺栓连接双头螺柱连接，双头螺柱连接， 螺钉连接，螺钉连接， 紧定螺钉连接。紧定螺钉连接。键键-平键普通，导、滑键）、半圆键、楔平键普通，导、滑键）、半圆键、楔键、切向键键、切向键花键：矩形，渐开线；对中方法花键：矩形，渐开线；对中方法2 领会零件的工作原理和工作条件领会零件的工作原理和工作条件齿轮传动：啮合推压），正

6、确啮合，重合度，旋向齿轮传动：啮合推压），正确啮合，重合度，旋向带传动：摩擦，不打滑条件带传动：摩擦，不打滑条件螺栓组、螺栓连接螺栓组、螺栓连接螺纹粗、细牙，牙型，旋向，制度）螺纹粗、细牙，牙型，旋向，制度）横向外载荷普通螺栓连接靠摩擦传递，铰制孔用螺栓连接横向外载荷普通螺栓连接靠摩擦传递，铰制孔用螺栓连接靠剪切和挤压传力）靠剪切和挤压传力）不滑移条件，不开缝条件，不压溃条件。不滑移条件，不开缝条件，不压溃条件。12fFeF螺栓组受力状态轴向、横向、旋转、倾覆、复合）螺栓组受力状态轴向、横向、旋转、倾覆、复合）自锁条件自锁条件v键联接键联接普通平键、半圆键：工作面靠键的剪切和键、轴、毂挤普通平

7、键、半圆键：工作面靠键的剪切和键、轴、毂挤压压滑动轴承滑动轴承-形成动压条件：收敛楔形间隙；一定相对形成动压条件：收敛楔形间隙；一定相对速度且大口进小口出；两板充满一定粘度的润滑油速度且大口进小口出；两板充满一定粘度的润滑油 楔健：工作面，靠摩擦力传力。楔健：工作面，靠摩擦力传力。 切向健：工作面，靠摩擦力和挤压传力切向健：工作面，靠摩擦力和挤压传力3 掌握工作情况分析：运动分析和动力分析掌握工作情况分析：运动分析和动力分析直、斜齿轮：直、斜齿轮：12122121ddZZnni齿2112122121tgctgddZZnni锥锥齿轮：锥齿轮：12122121ddZZnni蜗杆蜗杆传动：蜗杆传动：

8、1122121ddddnni带带传动：带传动：3.1运动分析运动分析o传动比传动比链传动：链传动：coscos122112122112RRizznni瞬时传动比平均传动比总传动比总传动比i=i1i2齿数比、增减速齿数比、增减速2121121ZuuiuZi：减速；增速o相对滑动优点、缺陷）相对滑动优点、缺陷）齿轮：节点相对滑动为零易点蚀，摩擦力塑变：主凹从齿轮：节点相对滑动为零易点蚀，摩擦力塑变：主凹从凸）凸）蜗杆传动：沿齿高同时又沿齿长滑动，故效率低蜗杆传动：沿齿高同时又沿齿长滑动，故效率低带传动：带传动： 过载保护，弹性滑动和打滑景象、本质、后果）过载保护，弹性滑动和打滑景象、本质、后果）o

9、速度速度齿轮圆周速度齿轮圆周速度10006011ndv带传动带传动10006011ndvd链传动链传动100060100060221pnzpznv3.2 力分析力分析力分析力分析直齿直齿斜齿斜齿锥齿锥齿蜗杆蜗杆Ft圆周力“主反从同”Fr径向力“各指轮心”Fa轴向力：斜齿、蜗杆主动轮左右手法则锥齿小端指向大端锥齿小端指向大端注意点：注意点：1 各轮转向：外啮合箭头同时指向节点或背离节点各轮转向：外啮合箭头同时指向节点或背离节点2 螺旋线方向：外斜齿等值反向，蜗轮蜗杆等值同向螺旋线方向：外斜齿等值反向，蜗轮蜗杆等值同向3 作用力与反作用力：锥作用力与反作用力：锥Fr与与Fa、蜗、蜗Ft与与Fa对应

10、对应o效率、总效率效率、总效率螺旋副：粗牙和细牙螺旋副：粗牙和细牙蜗杆：蜗杆：与头数有关与头数有关()vtgtg图示为圆锥齿轮与蜗杆传动的手摇绞车系统，试问：图示为圆锥齿轮与蜗杆传动的手摇绞车系统，试问： 重物上升时为使圆锥齿轮与蜗杆的轴向力相抵消一部分，圆锥重物上升时为使圆锥齿轮与蜗杆的轴向力相抵消一部分，圆锥齿轮应置于蜗杆传动的左侧还是右侧？（去掉图上不要的圆齿轮应置于蜗杆传动的左侧还是右侧？（去掉图上不要的圆锥齿轮）锥齿轮） 当手柄如图所示转动时，蜗杆螺旋线是左旋还是右旋？当手柄如图所示转动时，蜗杆螺旋线是左旋还是右旋？ 画出各轮的轴向力方向及蜗轮的圆周力画出各轮的轴向力方向及蜗轮的圆周

11、力Ft、径向力、径向力Fr、轴向力、轴向力Fa。蜗 杆卷 筒蜗 轮Ft4Ft3Fa2Fa1Fa43.2带的内力带的内力紧边拉力和松边拉力关系最大有效拉力与F1、F2或F0关系留意：1 积或积或Fec特指将滑未滑特指将滑未滑2 是小轮包角，弧度值是小轮包角，弧度值有效拉力Fec与传递功率P关系滚动轴承：滚动轴承：6101060hnLPCPCLfeeFFFFFFFF212102121120ffeceeFF1000vFPeC基本额定动载荷：寿命，基本额定动载荷：寿命，RarYFXFP易错：易错：1 7类、类、3类派生轴力方向类派生轴力方向2 压紧轴承和放松轴承的轴向力压紧轴承和放松轴承的轴向力610

12、1060hnLPCPCL派生轴力方向：内外圈相分离。派生轴力方向：内外圈相分离。FaFa的计算方法：的计算方法：（1压紧轴承和放松轴承判别法；（2轴承力平衡法；（3公式计算法：同向取正和同向取正和aedaeddaaedaeddaFFFFFFFFFFFF11222211,max,max12FaeFd1Fd2F类型类型作用在螺栓上的工作作用在螺栓上的工作载荷载荷设计计算设计计算受轴向力的螺栓组连受轴向力的螺栓组连接接受横向力的螺栓组连受横向力的螺栓组连接接受转矩的螺栓组连接受转矩的螺栓组连接受倾覆力矩的螺栓组受倾覆力矩的螺栓组连接连接螺栓组受力分析螺栓组受力分析ziisrfTKF10ziirTrF

13、12maxmaxziiLMLF12maxmaxFE=FA/z求得螺栓总拉力求得螺栓总拉力F2=F+F1F2=F+F1后按承受轴向后按承受轴向工作载荷的螺栓连接计工作载荷的螺栓连接计算算受拉螺栓受拉螺栓F0=KsF/fzmF0=KsF/fzm按只受预紧力的螺栓按只受预紧力的螺栓连接计算连接计算受剪螺栓受剪螺栓F=F/zF=F/z按受剪螺栓计算按受剪螺栓计算按受拉螺栓计算按受拉螺栓计算按受剪螺栓计算按受剪螺栓计算按受拉螺栓计算按受拉螺栓计算F1cossinsFFZF fZK F 212211.34FFFFdFRamax021RsRniiF aLF fZK FFL 202211.34bbmCFFFC

14、CFdFarmax2122222cosVHniivhvhFFZTrFrFFFF F 00211.34sF fK FFd普通螺栓连接baF0020()sinsin()msbmsmbmbbmCf ZFF ZK FCCK FCFFfZCCCFFFFCCmax21coscossinniiFFZMLFLMbFaF 式中： 2211.34Fd功用功用1 推导公式:F,F0, F1, F2间关系；FCCCFFFCCCFFFFFmbbmbm0210122 提高螺栓连接强度的措施。1螺纹牙载荷分配； 2减少螺栓应力幅；3降低应力集中； 4避免附加弯曲应力；5合理制造工艺。齿轮传动齿轮传动KKKKKLKFKppv

15、Anca式中：KA使用系数外载，工作机、原动机类型）KV动载系数制造误差，齿的变形；提高精度，修缘）K齿间载荷分配系数K齿向载荷分布系数刚度，传动位置；提高刚度，合理位置，适当齿宽，提高制造及安装精度，鼓形齿）额定载荷，计算载荷，实际载荷额定载荷，计算载荷，实际载荷3.3 3.3 应力分析应力分析带：变应力，带：变应力，max=1+b1+c ，位置，位置, min=2+c ,齿轮齿轮齿根弯曲应力齿根弯曲应力bmYYKFFSaFat留意：留意：2 2 大小轮齿根弯曲应力不等，因与齿数当量齿数有关；大小轮齿根弯曲应力不等，因与齿数当量齿数有关；3 b3 b是设计齿宽，是设计齿宽，B1=B2+B1=

16、B2+（5 51010mmmm1 1 应力循环特性：单向转动应力循环特性：单向转动r=0;r=0;双向转动，惰轮，行星轮为双向转动，惰轮，行星轮为r=-1r=-1极限应力值中考虑极限应力值中考虑:0.7Flim:0.7Flim）力学模型悬臂梁，力大小，作用点，危险截面）齿面接触应力齿面接触应力力学模型单对齿在节点处一对节圆柱啮合）EHtHZZuubdKF11应力循环特性应力循环特性r=0两轮接触应力相等两轮接触应力相等12dbdbB有两对外啮合的闭式钢制直齿圆柱齿轮传动，其尺寸如下表所示。有两对外啮合的闭式钢制直齿圆柱齿轮传动，其尺寸如下表所示。已知齿轮的制造精度、齿面粗糙度及工况条件均相同，

17、但其许用应已知齿轮的制造精度、齿面粗糙度及工况条件均相同，但其许用应力则不同，力则不同，A对齿轮的许用接触应力为对齿轮的许用接触应力为H1A=500N/mm2，H2A=400N/mm2；B对齿轮的许用接触应力为对齿轮的许用接触应力为H1B=600/mm2，H2B=500N/mm2。若。若A对齿轮的接触宽度为对齿轮的接触宽度为bA=60mm，试问，试问B对对齿轮的接触宽度齿轮的接触宽度bB为多大时，这对齿轮的承载能力传递的扭矩为多大时，这对齿轮的承载能力传递的扭矩才一样？才一样？齿轮对齿轮对小齿轮齿数小齿轮齿数大齿轮齿数大齿轮齿数传动中心距传动中心距A AZ Z1A1A=20 =20 Z Z2A

18、2A=80=80a aA A=250mm=250mmB BZ Z1B1B=20=20Z Z2B2B=80=80a aB B=200mm=200mm111(1)2210012801ABdauaduadu2222112222221222221240060 1006050080HAAHBBABHAAABHBBb db db dbmmd螺栓连接螺栓连接普通螺栓连接：21043 . 1dFca21243 . 1dFca轴轴弯扭合成WTMca22的含义静载下应力静载下应力变载下应力变载下应力min=C）弯曲应力r=1；转轴转轴扭转切应力-单向转动r=0，双向转动r=1心轴心轴固定：弯曲应力r=1，0；转动

19、：弯曲应力r=1传动轴传动轴单转：r=0扭剪应力，双转： r=1扭剪应力机械零件的强度机械零件的强度疲劳强度疲劳强度平键连接平键连接kldTpkldTp33102102静强度静强度第四强度理论223ca拉、扭复合应力，如螺栓第三强度理论224ca弯、扭复合应力，如转轴1） 工作应力：五参数三方程工作应力：五参数三方程2） 极限应力极限应力3-N疲劳曲线疲劳曲线NN0，r一定）一定）mNNN011用途：用途：1已知N0，m，-1，求一定N时-1N2已知N0，m，-1，求一定-1N时N2minmaxa2minmaxm）当）当maxminminmaxminmaxmaxmin(rrB，s；-1，0，r

20、NN0）；）；rN103N复习1 1强度强度失效形式和设计准则 =lim/SSca=lim/S工作应力静应力ca：螺栓4），轴3）稳定变应力：类型，3方程5参数极限应力静强度：脆性材料B,塑性材料s疲劳强度有限、无限寿命：一定有限、无限寿命：一定r下的下的rN,r无限寿命：任意无限寿命：任意r下的下的r考点考点绘制材料、零件极限应力线图：条件、绘制材料、零件极限应力线图：条件、单向稳定变应力强度计算单向稳定变应力强度计算r=cost,作图法和解析法作图法和解析法)双向稳定变应力强度计算2螺纹联接螺纹联接键联接键联接基本知识螺纹：细牙与粗牙，联接与传动，效率与自锁螺纹联接类型、画法；普通与铰制孔

21、用螺栓标准件强度级别、资料预紧目的、控制方法防松目的、防松方法防松目的、防松方法螺栓联接设计螺栓联接设计结构设计原则螺栓组力分析螺栓组力分析力分析目的、假设条件力分析目的、假设条件螺栓组受力与单个螺栓螺栓组受力与单个螺栓4种受力状态：拉压、剪、扭、弯种受力状态：拉压、剪、扭、弯复杂受力状态下力分析复杂受力状态下力分析单个螺栓联接强度计算单个螺栓联接强度计算受拉螺栓、受剪螺栓受拉螺栓、受剪螺栓1.3的物理意义的物理意义提高螺纹联接强度的措施键联接键联接失效形式平键尺寸的确定平键尺寸的确定变形协调图变形协调图3带传动带传动类型，特点和应用：类型，特点和应用：带型、带长、型号中心距，包角、楔角）带型、带长、型号中心距，包角、楔角）工作情况分析：工作情况分析：力分析力分析F1+ F2=2 F0F1- F2=FefeFF211120ffeceeFF应力分析应力分析1（ 2 ），），b，c，max运动分析运动分析带速、传动比、弹滑与打滑带速、传动比、弹滑与打滑失效形式和设计准则失效形式