机械设计B(总复习)

绪论基本要求

了解机器的组成及本课程研究的内容、性质和任务。第1章

机械设计概要基本要求

了解机器和机械零件设计的基本要求；机械零件的主要失效形式与计算准则；机械零件的设计方法和设计步骤；机械零件材料的选用原则和标准化。第2章

机械零件的强度与耐磨性基本要求1、了解机械零件的载荷与应力的分类。2、掌握疲劳曲线方程的应用。3、掌握接触强度的概念；机器的摩擦、磨损现象。NN·当当有限寿命疲劳极限无限寿命疲劳极限N疲劳曲线（σrN—N）FL12σHσH机械零件的接触强度一、摩擦的分类v干摩擦v液体摩擦v边界摩擦边界油膜v混合摩擦二、磨损1、磨损曲线（磨损过程）初期磨损阶段稳定磨损阶段磨损量时间剧烈磨损阶段第3章

螺纹连接基本要求1、了解螺纹的基本知识——基本参数、类型及应用。2、掌握螺纹连接的基本知识——螺纹连接的基本类型、结构特点及应用，了解螺纹连接预紧与防松。3、掌握单个螺栓连接的强度计算方法。4、掌握螺栓组连接设计——结构设计、受力分析。5、掌握提高螺纹连接强度的措施。大径d

—公称直径小径d1—强度计算直径一、螺纹的主要参数线数n—螺纹的螺旋线数目螺距p—螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离（不论是否同一条螺旋线）二、螺纹特点及应用:螺旋副自锁条件螺旋副效率三角形β矩形=0梯形β三角形螺纹和管螺纹自锁性好，用于连接。矩形、梯形螺纹传动效率高，用于传动。提高螺纹联接强度的措施降低影响螺栓疲劳强度的应力幅；改善螺纹牙上载荷分布不均的现象；减小应力集中；避免或减小附加弯曲应力；采用合理的制造工艺。重点1、螺纹连接的类型及应用。2、螺栓组连接的受力分析，螺栓组承受横向载荷、轴向载荷和转矩三种情况。3、普通螺栓连接的强度计算。难点三种载荷情况作用下螺栓组连接的受力分析。第3章

螺纹连接三、螺栓组受力分析把螺栓组承受的载荷向螺栓组的形心简化；确定螺栓组所承受的载荷(三种基本受力状态的不同组合)；（横向力，轴向力，转矩）求出在不同受力状态下，每个螺栓承受的工作载荷；对载荷进行叠加，确定每个螺栓的总工作载荷，求单个螺栓的最大载荷，进行强度计算。用普通螺栓连接连接的不滑移条件：2、受转矩的螺栓组连接a.用普通螺栓连接连接的不转动条件：b.采用铰制孔螺栓连接受载最大的螺栓所受剪力气缸螺栓连接图3、受轴向力的紧螺栓组连接工作拉力例:图示气缸盖用6个普通螺栓联接,已知气缸压力p=2MPa，D=80mm,取试求:1、螺栓小径;2、安装时预紧力总工作拉力预紧力L例1：一横板用两个普通螺栓联在立柱上，已知P=4000N，L=200mm，a=100mm,f=0.15,,试求螺栓小径.aPPLa当两个螺栓水平放置时的计算过程讨论如果用普通螺栓联接，求螺栓的预紧力300150P150FF不滑移条件：求普通螺栓小径如果用铰制孔螺栓联接，求螺栓配合面直径D=150mmDT例：联轴器用6个普通螺栓联接。传递的扭矩T=150N·M,螺栓材料的许用应力[]=140MPa

,f=0.15,，求螺栓小径。F横向载荷不滑移条件：强度条件：载荷横向力轴向力转矩普通螺栓铰制螺栓工作载荷计算式仅受预紧力预紧力与工作拉力铰制螺栓普通螺栓强度表达式第4章

轴与轮毂的连接和其他连接基本要求1、了解轴毂连接的类型、特点。2、掌握键连接的类型、结构、工作原理及应用；掌握平键连接的尺寸选择和强度计算。3、了解花键连接的类型、工作原理及应用。定心方式：采用小径定心，定心精度高。1、矩形花键（参数：大径D，小径d，键宽b,键数（齿数）z）dDb2.渐开线花键（模数m，齿数z，压力角α）采用齿形定心，有自动定心性df30o(3)采用两个楔键,应相隔布置；(1)采用两个平键,应相隔布置，；(2)采用两个半圆键，应布置在轴的同一母线上；第5章

带传动和链传动带传动基本要求1、了解带传动的类型、工作原理、特点及应用；普通V带的型号、带轮结构；带传动的张紧。2、掌握带传动的力分析、应力分析、弹性滑动与打滑现象；带传动的失效形式及设计准则；普通V带传动的设计。第5章

带传动和链传动重点及难点1、最大有效力拉力Fec的物理意义及其影响因素；2、对带传动的工况、弹性滑动和打滑现象的理解。3、设计参数的选择及对传动的影响（D1、v、a、1）。最大有效拉力Fec影响因素：｝1.初拉力F0；3.包角a(a1120o);2.摩擦系数f;措施

题目1：带传动的打滑经常在什么情况下发生？打滑多发生在大轮上还是小轮上？刚开始打滑时，紧边拉力松边拉力有什么关系？简答题答：带传动的打滑经常在过载情况下发生；打滑多发生在小轮上；刚开始打滑时，紧边拉力松边拉力存在如下关系：题目2：为什么带传动通常布置在高速级，但在设计时又要对线速度加以限制？【答】由

可知，为避免过大的离心应力，带速不宜太高；紧边拉力为避免紧边过大的拉应力，，带速不宜太低。第5章

带传动和链传动链传动基本要求1、了解链传动的类型、特点及其应用；滚子链条与链轮的结构、规格、主要尺寸和参数。2、掌握链传动的运动特性及参数（p、z1、z2、a）选择。重点与难点

链传动的运动特性、多边形效应和参数对链传动的影响。p2.套筒1.滚子3.销轴4.内链板5.外链板节距p排数n链节数链条的基本参数﹛链传动结构链轮齿数z越少，，链速变动越大。链轮转速越高、节距p越大(质量大)，链轮齿数越少，动载荷越大。链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。vβv链传动的多边形效应影响？？不准确的瞬时传动比使从动轮具有角加速度，产生动载荷。二、滚子链传动的主要失效形式1、铰链的磨损2、链条的疲劳破坏3、铰链的胶合齿数应选奇数，与偶数链节相啮合可以使磨损均匀。

三、参数选择1、链轮齿数z1,z2传动比

i123456z1312725232117齿数

范围：太少

链速变动大，运动不均匀性和动载荷增大，铰链和齿面磨损加剧；太多

导致z2过多，啮合圆外移量Δd（爬高）越大，越容易出现脱链或者跳齿；同时增加传动尺寸和质量。齿数应尽量多选，但应使齿数应选奇数，与偶数链节相啮合可以使磨损均匀。

通常限制链传动的传动比i≤6，推荐的传动比i＝2～3.5。第6章

齿轮传动基本要求1、了解齿轮常用材料及热处理；齿轮的结构；齿轮传动的润滑。2、掌握齿轮传动的失效形式和设计准则；齿轮传动的计算载荷。3、掌握齿轮传动的受力分析（各力大小的计算和方向判定）。4、掌握直齿圆柱齿轮传动齿面接触强度和齿根弯曲强度计算的力学模型、应力循环特性、强度计算公式中主要参数的意义及对应力（或强度）的影响、强度式的应用。5、掌握斜齿圆柱齿轮传动强度计算的特点；螺旋角的选择。6、掌握直齿锥齿轮传动强度计算的特点。7、掌握齿轮传动基本参数（z1、d、）的选择；许用应力的确定。一、传动类型选择与布置应考虑因素：效率,功率，圆周速度，尺寸，重量，使用环境等。V带传动：传动平稳，噪声小，具有过载保护能力，但尺寸较大。通常布置在高速级。链传动：承载能力大，效率高，压轴力小，但有较大冲击。通常布置在低速级。锥齿轮传动：尺寸大时加工困难。通常布置在次高速级。蜗杆传动：高速时效率较高，传动比大。通常布置在次高速级。但是在考虑到整体尺寸要求紧凑的时候，不适宜布置在高速级。圆柱斜齿轮传动：通常布置在次高速级.可设计成单级或多级。圆柱直齿轮传动：通常布置在低速级.可设计成单级,两级或多级。二、齿轮传动的设计准则(designcriteria)主要失效：疲劳点蚀1、闭式软齿面总体原则：保证齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度先按sH≤[sH]

算出齿轮主要尺寸，再校核sF≤[sF]按接触疲劳强度设计，校核弯曲疲劳强度主要失效：轮齿折断2、闭式硬齿面按弯曲疲劳强度设计，校核接触疲劳强度先按sF≤[sF]算出齿轮的主要尺寸，再校核sH≤[sH]

主要失效：齿面磨损、轮齿折断3、开式齿轮按弯曲疲劳强度设计，不需校核接触疲劳强度，把模数增大10%左右考虑磨损的影响重点与难点1、载荷系数中各系数（KA、KV

、Kβ、Kα）的意义、影响因素。2、齿轮传动的受力分析，主要是斜齿轮各分力的方向判定和大小计算、锥齿轮受力方向判定；双级齿轮传动的受力分析。3、强度公式中主要系数（Zε、Zβ、YFa、YSa、Yε、Yβ）的意义及对齿轮强度的影响；基本参数（z1、d、）的选择。4、强度公式的应用（齿轮传动强度的分析与比较、传动尺寸的设计与圆整）。第6章

齿轮传动对接触强度计算的说明：1、相啮合齿轮接触应力相等（σH1=σH2）如[σ]H1≠[σ]H2

，[σ]H小的齿轮接触强度；低设计时应代入小的求。2、影响齿轮接触强度的主要参数是；d1增大，sH

，接触强度；当

d1=mz1不变时，不同的m、z1组合对接触强度影响不大。减小提高m增大，减小，弯曲强度提高。对齿根弯曲疲劳强度计算的说明：2、相啮合齿轮,如则;SaFatYYbmYKFe=KT211FSaYFaYmbdYe=s应分别验算弯曲强度﹛两齿轮这部分相同1、影响齿根弯曲强度的主要参数是

；m

值大的齿轮弯曲强度高；设计时应代入小的求m。例：一对标准直齿圆柱齿轮传动，参数见表，试分析哪个齿轮接触强度高；哪个齿轮弯曲强度高。相啮合齿轮接触应力相等，所以

大的接触强度高，既齿轮1接触强度高。3904501.732.286045324205001.522.97175031ZBm齿轮相啮合齿轮值不相等，值大的弯曲强度高所以齿轮2弯曲强度高。闭式软齿面齿轮，在保证弯曲强度的条件下，采用较多的齿数，即较小的模数。一般工业用齿轮z1=20～40。对速度和噪声有严格要求的齿轮传动，建议取zl≥25。闭式硬齿面齿轮、开式齿轮和铸铁齿轮，因齿根弯曲强度是薄弱环节，应取较少齿数以保证齿轮具较大的模数，以提高轮齿抗弯能力。一般取zl=17～25。为避免出现轮齿根切现象，对标准直齿圆柱齿轮，应取zl≥17。齿轮的齿数如何选择？已知二级斜齿轮传动，1轮主动，转向和旋向如图，试：1、为使Ⅱ轴轴向力小，合理确定各齿轮旋向；2、画出各齿轮受力方向。结论：Ⅱ轴上两斜齿轮旋向相同时，Ⅱ轴轴向力小。ⅡⅢ2Ⅱ134··2Ⅱ134ⅡⅢ注意：1、力画在啮合线附近；2、标明各力符号；3、计算：作业6－16··已知直齿锥齿轮—斜齿圆柱齿轮传动，输出轴Ⅲ转向如图，试：1、画出各齿轮受力方向；2、为使Ⅱ轴轴向力小，合理确定齿轮3、4的旋向。6－17ⅡⅢⅠ1234·ⅢⅡ·注意：当n

反向时，Ⅱ轴轴向力大。题7—10Ⅱ1234旋右结论:为使Ⅱ轴轴向力小,Ⅱ轴上两齿轮同旋向。第7章蜗杆传动基本要求1、了解蜗杆传动的特点及应用。2、掌握圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择，了解蜗杆传动变位的特点。3、了解蜗杆传动的失效形式、设计准则和蜗轮常用材料。4、掌握蜗杆传动的受力分析。5、掌握蜗杆传动的效率计算和热平衡的概念，了解热平衡计算方法和提高散热能力的措施。三、蜗杆分度圆直径和直径系数二、正确啮合条件：（旋向一致）γ=β

为减少蜗轮滚刀数目，规定d1为标准值。γβ少，角小，效率低，但可以有自锁性；

γ

γ

多，角大，效率高，但加工困难。自锁条件：z2=iz1，过多，d2

大，使蜗杆跨度大，刚度低，一般z2≤80。四、蜗杆头数、传动比、蜗轮齿数五、如热平衡条件不满足时，可采取以下措施：1、增大散热面积，加散热片；2、蜗杆轴端加装风扇；4、加冷却水管。3、油池内安装蛇形冷却水管第7章蜗杆传动重点1、蜗杆传动的运动特点（vs大）及对失效形式、蜗轮材料和传动效率与热平衡的影响。2、蜗杆传动的受力分析（力的方向）。3、蜗杆传动的主要参数（z1、z2、d1、i）的选择；提高蜗杆传动效率和散热能力的措施。有自锁性7－11GD第8章

轴基本要求1、了解轴的功用、分类和常用材料。2、掌握轴的结构设计的基本要求和方法，设计轴的结构。3、掌握轴的扭转强度和弯扭合成强度计算方法。4、了解轴的刚度计算和振动稳定性概念。重点与难点轴的结构设计，提高轴的强度常用的措施。

6、轴承的轴向固定（轴承的放置，缺、过定位）7、轴承组合的调整（端盖处的垫片）5、轴承的装拆（阶梯轴、轴肩高度）8、密封（密封件）2、轴上零件定位可靠；（避免三面共面,B<l）1、轴上零件装拆方便；（阶梯轴、轴肩高度）3、轴的工艺性。（键的长度和位置）4、其它转动件与固定件的干涉；其它零件结构错误。第9章

滚动轴承基本要求1、了解滚动轴承的结构。2、掌握滚动轴承的主要类型、特点及选择；滚动轴承的代号。3、掌握滚动轴承的失效形式、计算方法；滚动轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷的定义、额定寿命计算。4、掌握滚动轴承部件的组合设计（支承方式的选择与结构设计、安装和调整、润滑和密封等）重点1、滚动轴承主要类型（调心轴承、3类、6类、7类、N类）的选择与应用。2、角接触球轴承和圆锥滚子轴承额定寿命计算。3、滚动轴承部件的组合设计。难点1、角接触球轴承、圆锥滚子轴承轴向力及当量动载荷的计算。2、滚动轴承部件的组合设计（轴系结构设计）。第9章

滚动轴承滚动轴承轴向力计算、当量动载荷计算、寿命计算12轴上合力方向3、求P4、求1、求2、求21反装（背对背）12求P求球轴承，滚子轴承，第10章

滑动轴承基本要求1、了解滑动轴承的类型、结构、特点及轴瓦材料与结构。2、了解滑动轴承的润滑剂与润滑装置。3、掌握非液体摩擦滑动轴承的失效形式、计算方法。4、掌握液体动压润滑基本方程和油楔承载机理；形成液体动压润滑的必要条件。重点非液体摩擦滑动轴承的设计。滑动轴承的失效形式是什么？磨损、胶合。径向滑动轴承的主要结构形式有哪些？整体式、剖分式。滑动轴承的常用材料有哪