机械设计基础总复习2

一、机械零件设计的思路

从失效分析出发,为保证零件正常的工作能力,采取的一系列对策和措施。控制零件尺寸正确选择材料确定合理结构考虑使用维护机械零件设计概论分析处理问题的思路：工作条件分析（受力分析及应力分析）↓失效形式制定设计准则↓

强度计算（选择材料→许用应力→确定主要参数）↓

结构设计（结构特点→尺寸及绘图）↓明确零件的功能和工作原理

二、通用零部件工作能力计算时应注意的问题常用零部件

传动零件——齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动联接零件——螺纹联接、轴毂联接（键、销、过盈配合）、联轴器与离合器支承零件——轴、滚动轴承、滑动轴承储能零件——弹簧A标准件：先选类型再确定型号螺栓、螺母、垫圈、键、销、V带、滚动轴承、联轴器、离合器、密封圈B具有标准参数的零件：满足强度、几何、运动条件齿轮、蜗杆、蜗轮C非标准件：自行设计轴、滑动轴承、箱体、套筒2参数尺寸的标准化1）核验计算2）设计计算3）承载能力计算3工作能力计算的几种形式3若零件有几种计算形式，应同时满足σH≤[σH]齿轮的点蚀与折断铰制孔螺栓受横向载荷σF≤[σF]使用要求工艺要求经济性三、常用零件的材料选择轴——强度、刚度45钢、40Cr闭式齿轮——强度、韧性、耐磨性（内韧外硬）

45钢、40Cr、20Cr、ZG45开式齿轮——强度、耐磨铸铁HT350、QT500-7蜗杆与蜗轮——强度、减摩耐磨、抗胶合

钢——青铜（铸铁）滚动轴承——强度、硬度、耐磨GCr9、GCr15键——强度Q235、Q275、20钢、45钢螺栓——强度Q235、35钢、45钢、15Cr、40Cr第8章联接一螺纹的类型、参数和应用三角形、矩形、梯形、锯齿形螺纹联接螺纹

—三角形螺纹（普通螺纹、管螺纹）传动螺纹

—矩形、梯形、锯齿形螺纹大径d—

公称直径小径d1—强度计算直径中径d2—

确定几何参数和配合性质的直径P、S、λ、α、β二螺旋副的受力分析、效率和自锁三、螺栓联接的强度计算1螺栓的失效形式螺栓杆拉断、剪断，螺栓杆和被联接件孔壁的压溃，经常装拆时发生滑扣设计准则在联接不滑脱的前提下,螺栓杆或孔壁不破坏普通螺栓联接铰制孔用螺栓联接紧联接轴向载荷横向载荷松联接螺栓联接类型松联接:装配时:工作时:不预紧→不受力→受轴向载荷Q紧联接:拧┌螺栓紧└被联接件(拉)

(压)→拉Q＋扭T1普通螺栓联接强度计算1松螺栓受轴向载荷2铰制孔螺栓受横向载荷4紧螺栓受轴向载荷螺栓总拉力Q=Qr+Qe3紧螺栓受横向载荷横向载荷R:轴向载荷Q0（预紧力）1)不滑动→压力Q02)不拉断不拧断Q0≥C·R/m·f→复合应力四、螺纹联接的预紧和防松T＝T1＋T2≈0.2Q0d

N·mmA摩擦防松B机械防松C铆冲防松预紧：防松：五、提高螺栓联接强度的措施(一)降低螺栓总拉伸载荷Q的变化范围(二)改善螺纹牙间的载荷分布(三)减小应力集中(四)采用提高强度的工艺措施键联接

1、类型①平键联接②半圆键联接③楔键联接切向键联接类型选择→根据使用要求和场合选取尺寸选择→装键处轴的直径d和轮毂的宽度B在相应的标准中选取键的尺寸键的主要尺寸：（b×h×L)截面尺寸和长度2、键的选择及平键联接的强度计算

①键的选择主要失效形式⒈键或被联接件的工作面的压溃⒉严重过载时键的剪断键或被联接件的工作面压强过大普通平键（静联接）

导向平键（动联接）保证联接具有足够的挤压强度保证联接工作面不发生过度磨损计算准则轴、键、毂三者之弱见表（8-8）②键的强度核验第10章齿轮传动一、齿轮传动的失效形式及设计准则失效形式：（一）轮齿折断（二）齿面点蚀（三）齿面磨损（四）齿面胶合（五）塑性变形1、闭式齿轮传动硬齿面(HBS>350)—以保证齿根弯曲疲劳强度为主软齿面(HBS≤350)—以保证齿面接触疲劳强度为主2、开式和半开式齿轮传动

—则保证齿根弯曲疲劳强度设计准则：σH1=σH2直齿轮强度条件二、受力分析Fr1Fr2Ft1Ft2Ft2Fr2Ft1Fr1Fa2Fa1Fr1Fa1Fa2Fr2轴向力指向大端Fa2Fa1Ft1Fr2Fr1Ft21）确定并画出各齿轮的转动方向；2）欲使中间轴Ⅱ所受轴向力最小，斜齿轮3、4轮齿的旋向如何。3）画图标出各齿轮所受径向力及轴向力的方向1特点：挠性传动靠摩擦，缓冲吸振能打滑；弹性滑动不可免，速比不稳有“丢转”；制造简单成本低，远距传动体积大。第12章带传动2受力分析初拉力有效拉力带传递的功率带将打滑时Fe=F1－F24运动分析3应力分析传动比5带传动的失效形式和设计准则打滑、疲劳拉断、磨损设计准则：在不发生打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和使用寿命普通V带的型号：YZABCDE七种V带的楔角为40°V带轮的轮槽角小于40°打滑首先发生在小带轮上一、轴的类型第14章轴心轴：只承受弯矩，不传递转矩传动轴：主要传递转矩转轴：既承受弯矩，又传递转矩二、轴的结构设计1.制造工艺性要求3.定位和固定要求2.装拆要求4.尽量减少应力集中注：轴上零件的轴向与周向固定方法、结构改错三、轴的强度计算为扭-弯应力性质折合系数强度条件设计公式不变的转矩α=0.3脉动的转矩α=0.6频繁正反转α=1第15章滚动轴承一、滚动轴承的代号6208轴承的内径、类型、公差等级、能承受何种形式载荷6类、7类、3类、N类轴承失效形式与设计准则：疲劳点蚀

—进行寿命(额定动载荷)计算塑性变形

—静强度(额定静载荷)计算

对于磨损——限制工作转速

加强润滑和密封Lh≥[Lh]n≤

nlim二、滚动轴承的失效形式及计算准则三、滚动轴承的寿命计算寿命、基本额定寿命；基本额定动载荷的概念当量动载荷的意义及计算四、角接触轴承轴向载荷

Fa

的计算1内部轴向力S2角接触轴承的安装方式3角接触轴承的轴向载荷Fa计算五、滚动轴承的组合设计固定、调整、预紧、配合、润滑、密封例：如图所示在轴的两端反装一对型号为7208B轴承。已知两轴承的径向载荷Fr1=6000N,Fr2=4000N，轴上的轴向载荷Ka=1800N，方向如图。试求：1）两轴承内部轴向力、的大小，并画出其方向；2）计算两轴承的轴向载荷F