湖南工业大学机械设计考试范围

1、复习课复习课 一一 考试题型考试题型二二 复习要点复习要点三三 习题练习习题练习 四四 考试时的注意事项考试时的注意事项 主要内容主要内容一一 考试题型考试题型: :1 1. .选择选择 题题：（：（2 2分分/ /个，共个，共2020分）分）2.2.简答题简答题（8 8分分/ /个，共个，共3232分）分） 4.4.计算题计算题 （2 2个，共个，共20+16=3620+16=36分）分）3.3.作图分析题作图分析题 （2 2个，共个，共4+8=124+8=12分）分）二二 复习要点复习要点: : （1 16 6章章、8 81515章）章）第一章：第一章：1 1、掌握掌握零件的分类零件的分类

2、2 2、掌握掌握本课程的研究内容本课程的研究内容第二章：第二章：1 1、掌握掌握机器的组成机器的组成2 2、掌握掌握机械零件的主要失效形机械零件的主要失效形式式3 3、掌握掌握机械零件的设计准则机械零件的设计准则4 4、掌握掌握机械零件的设计方法机械零件的设计方法第三章：第三章： 1.1.掌握掌握简化的疲劳极限应力线图绘制简化的疲劳极限应力线图绘制 2.2.掌握掌握简化的疲劳极限应力线图的应用简化的疲劳极限应力线图的应用第四章：第四章：1 1、掌握掌握润滑剂种类及其选用原则润滑剂种类及其选用原则2 2、掌握掌握形成动压油膜的必要条件形成动压油膜的必要条件第五章：第五章：1.1.掌握掌握螺纹分类

3、螺纹分类2.2.掌握掌握螺纹联接的分类及应用螺纹联接的分类及应用3.3.掌握掌握紧螺栓联接的强度计算紧螺栓联接的强度计算4.4.掌握掌握普通螺纹的主要参数及含义普通螺纹的主要参数及含义5.5.掌握掌握紧螺栓联接受力紧螺栓联接受力变形图绘制及分析变形图绘制及分析第六章：第六章：1.1.掌握掌握键联接的分类及适用范围键联接的分类及适用范围1.1.掌握掌握带传动的受力和应力分析带传动的受力和应力分析第八章：第八章：2.2.掌握掌握V V带传动的设计准则带传动的设计准则及其设计要点及其设计要点第九章：第九章：1.1.掌握掌握链传动的多边形效应及其影响因素链传动的多边形效应及其影响因素2.2.掌握掌握链

4、传动的设计准则及要点链传动的设计准则及要点3.3.掌握掌握在链传动中，产生动载荷的原因及其分析在链传动中，产生动载荷的原因及其分析3.3.掌握掌握V V带的型号及其选用依据带的型号及其选用依据2.2.掌握掌握平键联接的设计要点平键联接的设计要点第十章：第十章：1.1.掌握掌握齿轮传动的失效形式及设计准则齿轮传动的失效形式及设计准则2.2.掌握掌握各种齿轮传动的受力分析（包括方向各种齿轮传动的受力分析（包括方向, ,大小大小: :限直、斜齿轮限直、斜齿轮） 4.4.掌握直齿轮传动的强度条件及参数选用掌握直齿轮传动的强度条件及参数选用5.5.掌握斜齿轮传动的强度条件掌握斜齿轮传动的强度条件及参数选

5、用及参数选用6.6.掌握掌握防止疲劳点蚀，轮齿折断的方法防止疲劳点蚀，轮齿折断的方法7.7.掌握掌握齿形系数齿形系数Y YFaFa的含义及其影响因的含义及其影响因素素8.8.掌握掌握齿根弯曲疲劳强度的主要影响因素齿根弯曲疲劳强度的主要影响因素9.9.掌握掌握齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度 的主要影响因素的主要影响因素3.3.掌握掌握齿轮常用的材料齿轮常用的材料第十一章：第十一章：1.1.掌握掌握蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析2.2.掌握掌握蜗杆传动的主要参数选用与尺寸计算蜗杆传动的主要参数选用与尺寸计算3.3.掌握蜗杆传动的设计准则和热平衡计算掌握蜗杆传动的设计准则和热平衡计算第十二章

6、：第十二章：1 1、掌握不完全液体润滑滑动轴承的条件性计算及含义、掌握不完全液体润滑滑动轴承的条件性计算及含义；2 2、掌握动压掌握动压滑动轴承滑动轴承油膜形成的必要条件及油膜形成的必要条件及；3 3、掌握润滑剂的选用；掌握润滑剂的选用；第十三章：第十三章：1 1、掌握常用滚动轴承的类型、代号及其选用原则；、掌握常用滚动轴承的类型、代号及其选用原则；2 2、掌握二类滚动轴承轴向载荷的计算；、掌握二类滚动轴承轴向载荷的计算；3 3、掌握滚动轴承当量动载荷和寿命的计算；、掌握滚动轴承当量动载荷和寿命的计算；4 4、掌握滚动轴承的组合设计；、掌握滚动轴承的组合设计；4 4、掌握、掌握FFFhmino

7、o1oo1o1oaedD第十五章：第十五章：1.1.掌握掌握轴的分类及判别；轴的分类及判别；2.2.掌握掌握轴的结构设计要点；轴的结构设计要点；3.3.掌握掌握轴的常用强度计算方法及适用范围。轴的常用强度计算方法及适用范围。第十四章：第十四章：1.1.掌握联轴器的主要类型和工作原理；掌握联轴器的主要类型和工作原理；2.2.掌握常见联轴器的掌握常见联轴器的结构特点和结构特点和适用范围；适用范围；3.3.掌握联轴器的掌握联轴器的选用选用； 重点介绍重点介绍一一、紧螺栓联接受力变形图绘制及应用紧螺栓联接受力变形图绘制及应用 1.1.当工作拉力当工作拉力F F为静载荷时为静载荷时残余预紧力为残余预紧力

8、为F F1 1预紧力为预紧力为F F0 0工作载荷增量为工作载荷增量为 F 螺栓总载荷螺栓总载荷F F2 2为为: : 当工作拉力当工作拉力F F在在0 0F F之间变化时之间变化时, , 则螺栓所受的总拉则螺栓所受的总拉力将在力将在F F0 0F F2 2之间变化之间变化。即螺栓所受的最大即螺栓所受的最大、最小工作最小工作载荷分别为载荷分别为: :2.2.当工作拉力当工作拉力F F为变载荷时为变载荷时F Fminmin=F=F0 0F Fmaxmax=F=F2 2二、齿形系数二、齿形系数Y YFaFa的影响因素的影响因素YFa称为齿形系数，称为齿形系数，仅与齿仅与齿廓廓形状有关形状有关, ,

9、取决于齿数取决于齿数Z,Z,与模数等无与模数等无关，由表关，由表10-510-5采用线性采用线性插值法插值法确定。确定。 表表10- 5 10- 5 齿形系数齿形系数Y YFaFa和应力修正系数和应力修正系数Y YSaSa3FSaFa21d21ncos2YYzYKTm32112FSaFadYYzKTm直齿轮直齿轮: :斜齿轮斜齿轮: :弯曲疲劳强度设计公式弯曲疲劳强度设计公式: :影响齿轮弯曲疲劳强度的主要因素影响齿轮弯曲疲劳强度的主要因素: :模数模数m m须说明须说明: :3211132. 2HEdZuuKTd32HHEd1112zzuuKTd接触疲劳强度设计公式接触疲劳强度设计公式: :

10、直齿轮直齿轮: :斜齿轮斜齿轮: :影响齿轮接触疲劳强影响齿轮接触疲劳强度的主要因素度的主要因素: :分度分度圆直径圆直径d d1 1或中心距或中心距a a三三. .各种齿轮传动的受力分析各种齿轮传动的受力分析2112112111cos/tan/2ntnrtrttFFFFFFFdTF1.1.直齿轮传动直齿轮传动各分力大小分别为各分力大小分别为: :各分力的方向为各分力的方向为: : 主动轮所受圆周力方向与该轮啮合点的圆周速度方向相反；主动轮所受圆周力方向与该轮啮合点的圆周速度方向相反；从动轮所受圆周力的方向与该轮啮合点的圆周速度方向相同。从动轮所受圆周力的方向与该轮啮合点的圆周速度方向相同。径

11、向力的方向分别由啮合点指向各自的轮心。径向力的方向分别由啮合点指向各自的轮心。 2.2.斜齿轮传动斜齿轮传动2112112111tancos/tantan/2atarntnrttFFFFFFFFdTF 圆周力、径向力方向的判断同直齿圆柱齿轮传动。主动圆周力、径向力方向的判断同直齿圆柱齿轮传动。主动轮轴向力的方向与斜齿轮的转向和旋向有关，用轮轴向力的方向与斜齿轮的转向和旋向有关，用“主动轮主动轮左右手法则左右手法则”来判断。主动轮的轮齿为右旋时用右手，左来判断。主动轮的轮齿为右旋时用右手，左旋时用左手，即用右（左）手握住主动轮的轴线，四指代旋时用左手，即用右（左）手握住主动轮的轴线，四指代表主动

12、轮的转向，大拇指的指向则为主动轮轴向力的方向。表主动轮的转向，大拇指的指向则为主动轮轴向力的方向。从动轮的轴向力与从动轮的轴向力与主动轮的轴向力主动轮的轴向力等值反向。等值反向。各分力大小分别为各分力大小分别为: :各分力的方向为各分力的方向为: :三三 习题练习习题练习: :例例1 1：在润滑条件良好的闭式传动中：在润滑条件良好的闭式传动中, ,高速级齿轮常会发生齿面高速级齿轮常会发生齿面疲劳点蚀，其材料可选用疲劳点蚀，其材料可选用 。 （A A）HT200 HT200 （B B）球墨铸铁）球墨铸铁（C C）铸钢正火）铸钢正火 （D D）4545钢，齿面高频淬火钢，齿面高频淬火例例2 2：固

13、定心轴受不变的载荷，其所受的弯曲正应力的性质为：固定心轴受不变的载荷，其所受的弯曲正应力的性质为。 （A A）脉动循环）脉动循环 （B B）对称循环）对称循环 （C C）静应力）静应力 （D D）非对称循环）非对称循环例例3 3：转动心轴受不变的载荷，其所受的弯曲正应力的性质为：转动心轴受不变的载荷，其所受的弯曲正应力的性质为。 （A A）脉动循环）脉动循环 （B B）对称循环）对称循环 （C C）静应力）静应力 （D D）非对称循环）非对称循环例例4 4：在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制：在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制p p值的主要目的值的主要目的是是 ； 限制限制pvpv值的主要

14、目的是值的主要目的是 。 例例5 5：按弯扭合成强度条件计算轴的应力时，公式中折合系数：按弯扭合成强度条件计算轴的应力时，公式中折合系数是考虑是考虑 。 切应力与正应力循环性质不同切应力与正应力循环性质不同控制磨损量控制磨损量控制发热量控制发热量答答: :答答: :例例6 6：试根据雷诺方程式试根据雷诺方程式 , ,说明下列说明下列（1 1）产生动压油膜的必要条件是什么？）产生动压油膜的必要条件是什么？ (2(2）定性画出油膜压力和油层速度的分布图。）定性画出油膜压力和油层速度的分布图。)h(hh6xp03v答答: : 例例7 7：试比较十字滑块联轴器、滑块联轴器各有何特点：试比较十字滑块联轴

15、器、滑块联轴器各有何特点? ?各适用各适用于什么场合于什么场合? ?答答: :十字滑块联轴器十字滑块联轴器特点：特点：1)1)当转速过高时，中间盘的偏心将会当转速过高时，中间盘的偏心将会产生较大的离心力，加速工作面的磨损，并给轴和轴承带来较产生较大的离心力，加速工作面的磨损，并给轴和轴承带来较大的附加载荷，大的附加载荷，故它只宜用于低速故它只宜用于低速、无冲击、无冲击的场合的场合（n n250rmin250rmin ) )。2)2)具有一定的具有一定的补偿能力补偿能力，即能补偿即能补偿较大的径向位移，较小角位较大的径向位移，较小角位移的偏差。移的偏差。滑块联轴器特点：滑块联轴器特点：1)1)由

16、于由于中间滑块是用非金属材料制成中间滑块是用非金属材料制成, ,如夹布胶如夹布胶木或尼龙木或尼龙，故强度低，传递转矩较小；，故强度低，传递转矩较小；2)2)由于中间滑块是非金属由于中间滑块是非金属材料制成，重量轻又有弹性，故允许的转速较高，且材料制成，重量轻又有弹性，故允许的转速较高，且具有一定的具有一定的补偿能力。补偿能力。只宜用于小功率只宜用于小功率，高转速高转速，无剧烈冲击，无剧烈冲击的场合的场合。答：齿轮答：齿轮2 2最易发生轮齿疲劳折断。其理由为最易发生轮齿疲劳折断。其理由为: :齿轮齿轮1 1、3 3承承受单方向的弯曲应力，其齿根弯曲应力性质是脉动循环应受单方向的弯曲应力，其齿根弯

17、曲应力性质是脉动循环应力力；但齿轮但齿轮2 2受齿轮受齿轮1 1、3 3共同作用，即齿轮共同作用，即齿轮2 2承受双方向的承受双方向的弯曲应力，弯曲应力，其齿根弯曲应力性质是其齿根弯曲应力性质是对称循环应力，由于对称循环应力，由于对对称循环应力的称循环应力的许用弯曲应力值为最小，故易发生疲劳折断。许用弯曲应力值为最小，故易发生疲劳折断。例例8 8：图示的圆柱齿轮传动中，主动轮：图示的圆柱齿轮传动中，主动轮1 1的齿数的齿数Z Z1 1=25=25，其余两，其余两齿轮的齿数齿轮的齿数Z Z2 2=25=25，Z Z3 3=50;=50;各齿轮的模数、工作齿宽、材料热各齿轮的模数、工作齿宽、材料热

18、处理均相同。试问处理均相同。试问: :哪一个齿轮最易发生轮齿疲劳折断哪一个齿轮最易发生轮齿疲劳折断? ?为什么为什么? ? 例例9 9：一对斜齿轮传动如图所示，齿轮：一对斜齿轮传动如图所示，齿轮1 1传递的功率传递的功率P P20KW20KW，n n1 1=600r/min=600r/min，齿轮，齿轮1 1的法面模数为的法面模数为m mn n=6mm=6mm，齿数，齿数Z Z1 13030，螺旋角为，螺旋角为1212，不考虑摩擦损耗，试求此对斜齿轮传，不考虑摩擦损耗，试求此对斜齿轮传动中的各分力的大小与方向（在图上标出）？动中的各分力的大小与方向（在图上标出）？n12112112111tan

19、cos/tantan/2atarntnrttFFFFFFFFdTF解：解：1 1）各分力大小）各分力大小2 2）各分力方向（略）各分力方向（略) )119550nPT 其中其中cos/11zmdn例例1111： 如图所示，轴上两端正安装一对如图所示，轴上两端正安装一对7211AC7211AC轴承，轴的转轴承，轴的转速速n=1750r/minn=1750r/min，轴承所受径向载荷分别为，轴承所受径向载荷分别为F FR1R13300N3300N，F FR2R21000N1000N，轴上还作用有轴向载荷，轴上还作用有轴向载荷FaFa=900N=900N，方向指向轴承，方向指向轴承1 1，轴，轴承工

20、作时有中等冲击，常温，试计算两轴承的寿命。其中承工作时有中等冲击，常温，试计算两轴承的寿命。其中e e0.680.68；当；当 e e时，时，X X1 1，Y Y0 0；当；当 e e时，时，X X0.410.41，Y Y0.870.87。其中。其中 RAFFRAFFtgFFRd25. 1解解 （1 1）计算派生轴向力）计算派生轴向力NtgtgFFRd224425330025. 125. 111NtgtgFFRd68025100025. 125. 122（2 2）求轴承的轴向载荷）求轴承的轴向载荷121580)680900(ddaFNNFF由于故轴承故轴承1 1为松端，轴承为松端，轴承2 2为紧端，则为紧端，则 NFFdA224411NFFFadA1344900224412方向如图方向如图（3 3）计算当量动载荷）计算当量动载荷eFFRA68. 03300224411eFFRA344. 11000134422由已知条件得由已知条件得：87. 0041. 012121，Y，Y，XX两轴承的当量动载荷分别为两轴承的当量动载荷分别为NFYFXPARr33003300111111NFYFX