机械设计总结复习

1、1,机械设计总结,传动部分 带传动、齿轮传动、蜗轮传动 转动（轴系）部分 轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器 联接部分 螺纹联接、键联接,基本要求：零件特点（共性与差异） 主要参数、材料 失效形式、设计准则 设计计算：受力分析、强度计算 结构设计：,2,机械设计总结,基本要求：主要参数、材料、失效 结构图：普通螺栓联接、平键联接 受力分析及强度计算 紧螺栓的计算,联接部分 螺纹联接、键联接 （螺旋传动不要求）,3,用式（11-16）计算螺栓的总拉力时，残余预紧力可参考： 紧密性 有冲击 不稳定 载荷稳定 地脚螺栓 1.51.8F 1.01.5F 0.61.0F 0.20.6F F,式（11-16）

2、和（11-18）,视情况选用。,4,机械设计总结,传动部分 带传动、齿轮传动、蜗轮传动,各种传动的特点 运动形式、速比、效率、结构尺寸 失效分析方法、改进措施、设计准则 计算 基本参数：几何尺寸、速比、 动力计算：功率、转矩、效率 受力计算：旋向、转向、各分力大小及方向 强度计算中各参数的意义、对零件强度的影响,5,机械设计总结,综合考虑各种传动的特点 运动形式、速比、效率及工作要求 各种传动零件的设计计算思路、方法，会灵活运用,6,机械设计总结,轴、滚动轴承、 联轴器的类型及选择（不计算） 轴上零件、轴、轴承的计算 滑动轴承： 润滑状态、 混合润滑轴承失效及计算 液体动力润滑轴承的必要条件

3、滑动轴承形成动力润滑的过程、基本参数及压力分布,转动（轴系）部分,7,机械设计总结,轴系结构,支承形式 轴上零件、轴承的轴向定位 轴上零件、轴承的周向固定 密封 轴的工艺性、装配,8,机械设计试题,一.选择填空（每空最多选两项，.无正确答案的打） 1.下列零件的失效形式：普通紧螺栓联接 1、3 ；普通V带传动 5、1 ；花键（动联接）6、2 ；普通平键4、2 ；开式齿轮6 。 （1）拉断 （2）剪切（3）扭转（4）挤压（5）打滑（6）磨损（7）点蚀（8）胶合（9）塑性变形（10）弹性滑动 2.针对齿轮的失效，.应采取的措施有：疲劳折断1、6；点蚀3、5、；胶合3、5；磨损3、5塑性变形3、。

4、（1）增大模数（2）减小模数（3）提高硬度（4）降低硬度（5）提高润滑油的粘度（6）两齿轮均采取正变位（7）两齿轮均采取负变位（8）提高齿轮的精度。,9,分析：1、6均可提高线速度，因此可提高传动的功率 4 增加了循环次数；6 增加了载荷因此会降低 V带的寿命。 增大V带传动功率的办法： 增大初拉力；选择摩擦系数大的带轮；加压紧轮,3.V带传动改变下列参数时，1、6 可提高传动的功率； 4、6 会降低V带的寿命。 （1）不改变n1、i 、a/D2，而增大D1（2）不改变n1、i 、a/D2，而减小D1（3）增大中心距a（4）减小中心距a（5）D1不变加大速比i（6）提高小轮转速n1。 *除以上

5、方法外，请再举出一种增大V带传动功率的办法。,10,2带传动工作时松边带速与紧边带速是否相等，如不相等说明哪个更大，并说明原因。,由于紧边和松边的拉力不同，弹性变形也不同；带绕上主动轮后拉力由F1降低到F2，因而带的运动一面绕进、一面向后收缩，所以带的速度由紧边到松边逐渐降低。答：紧边带速大于松边带速。,矩形花键联接为什么采用内径定心。 答：花键联接采用小径定心的方式，定心精度高，能用磨削的方法加工，以消除热处理引起的变形。,11,三分析，计算题,1相同传动比的齿轮传动有两种设计方案，材料及热处理方式相同。 z1 z2 m b a 方案一 32 68 8 100 400 方案二 64 136

6、4 100 400 分析（1）那个方案的齿面接触疲劳强度高 （2）那个方案的齿根弯曲疲劳强度高 （3）在同一对齿轮中那个齿轮的齿面接触疲劳强度高 （ 4）在同一对齿轮中那个齿轮的齿根弯曲疲劳强度高,12,z1 z2 m b a 方案一 32 68 8 100 400 方案二 64 136 4 100 400,解：（1）两个方案的中心距相同，因此齿面接触疲劳强度基本相同。 （2）方案一的齿轮模数大，因此齿根弯曲疲劳强度高。 （3）在同一对齿轮中由于材料及热处理相同，若忽略接触次数的影响，则两个齿轮的齿面接触疲劳强度基本相同。 （4）在同一对齿轮中材料及热处理相同，由于齿形不同，齿形系数不同；因此

7、大齿轮的齿根弯曲疲劳强度高。,13,2.图示起重卷筒用螺栓与传动大齿轮相联接，起重量FW=4000N，8个螺栓均匀分布在D=500mm的圆周上，钢丝绳在卷筒上的工作直径D0=360400mm；接合面间的摩擦系数f=0.15。 对螺栓组联接进行受力分析，并计算单个螺栓的受力,（1）图b所示，普通螺栓联接; （2）图b所示，铰制孔用螺栓联接； （3）图c所示，普通螺栓联接;,14,解：一. 螺栓组受力分析 1.将受力FW向中心简化，螺栓组受有横向力FW 和旋转力矩T，且在工作直径D0=400时，旋转力矩最大：,每个螺栓所受工作载荷的方向如图所示。,4,5,3,2,1,2.单个螺栓受力，如图工作时卷

8、筒顺时针转动,15,二. 根据螺栓联接结构，进行单个螺栓计算 （1）图b所示，普通螺栓联接：每个螺栓所受工作载荷的方向如图所示。经分析，螺栓5所受的工作载荷最大,对普通螺栓联接，靠予紧力产生的摩擦力来传递横向力， 其预紧力,4,5,3,2,1,16,*,（2）图b所示，铰制孔用螺栓联接 铰制孔用螺栓联接所受的工作载荷和上述普通螺栓分析与计算相同，受力最大的螺栓5也是,4,5,3,2,1,其不同之处在于：靠螺栓侧面直接传递工作载荷。而非靠摩擦力传递，因此对螺纹只需稍加拧紧，而在计算时不考虑预予紧力的影响。,17,*,4,5,3,2,1,（3）图c所示，普通螺栓联接 与图b的结构不同，在被联接件卷

9、筒和大齿轮之间加工出有一定精度相配合的定位止口。 此种结构力矩T仍由螺栓联接传递；而横向载荷 Fw由止口承担起到了阻碍卷筒向下滑移的趋势，也就是承受了向下的载荷。 因此本结构螺栓只承受转距T产生的横向力，而不承受载荷Fw 产生的横向力，故其 工作载荷为： F = FT = 400N,其所受预紧力为 ：,18,小结：通过上面三种情况的分析和计算，我们可以看出，虽然受到的外载荷相同，但是由于螺栓联接的类型不同，被联接件的结构不同，每个螺栓的受力情况会有很大差异，单个螺栓受力的大小可能相差很大。因此在机械设计中，结构设计的优劣必须给以足够重视。,19,20,第7章 蜗杆传动,圆柱蜗杆传动,7.4.1

10、 蜗杆传动的受力分析,旋向?,21,例：图示斜齿轮轴系，两端正装两个圆锥滚子轴承，轴颈d0=3035mm； 齿轮分度圆直径d=45mm，Ft=3000N， Fr=1200N， Fa=900N；n=385rpm，中等冲击载荷；计算轴承寿命。,垂直平面 Rr1= Rr2 = 600 Ra1=Ra2=202.5 则 RVI=397.5， RV2=802.5,解：选取轴承型号“30206”（7206） C=24.8kN，e=0.36，Y=1.7,50,50,Rr1,Rr2,Ra1,Ra2,Rt1,Rt2,R1,R2,Fr,Fa,Ft,1.计算径向力 水平平面 Rt1= Rt2=1500,22,轴承放松：轴向力 A1= FS1 =456N 轴承压紧：轴向力A2 = Fa + FS1 =135