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华中科技大学机械设计本科复习提纲
Fa2 Fa1 1 蜗杆1右旋
2 蜗轮2右旋
第五章 连接
机械设计
● 各种螺纹的应用 三角螺纹效率低、自锁性好,用于连接; 其余螺纹效率高,用于传动。
● 螺纹副的受力分析及效率 将螺母抽象成沿斜面滑移的滑块; 自锁条件: ψ ≤ρv
● 螺栓连接的类型及所受工作载荷 普通螺栓和铰制孔用螺栓;横向和轴向工作载荷
机械设计
第六章 轴和轴毂连接设计
● 轴的分类 按轴心线:直轴、曲轴 按 受 载:心轴(弯距)、传动轴(转矩)、转轴(弯、转)
● 轴的结构设计(阶梯轴) 目的:合理确定各轴段的直径和长度
影响结构的要素:轴上零件的定位和固定方法;装配方 法;轴的加工方法;载荷的大小及位置;强度要求等
定位和固定方法:轴肩、套筒、圆螺母、弹性挡圈、轴 端挡圈、锥面等;注意各种固定件的特点和应用场合
便套 筒 太 高 , 轴 承 装 拆
轴 承 的 安 装 路 径 太 长
缺 工 艺 凸 台
缺 调 整 垫 片
端 盖 不 能 与 轴 接 触
缺 密 封
缺 轴 向 定 位
同缺 一键 母, 线且
应 与 齿 轮 键
打 通
6、7
1
15 2
14 轴承正装
3 轴承反装 13 12 11 10、9 8 6、7 5 4
向心滑动轴承动压油膜形成过程
机械设计
(1) 停车
n=0
金属直接 接触
n
(2) 启动
n»0
摩擦力使 轴颈右移
油膜压力
偏心距 e
(3) 随着n
油膜压力将轴 颈托起 其合力将轴颈 左推
(4) n 为工作转速
油膜压力将轴 颈完全托起 其合力与外载 平衡
7-12dongya.swf形成过程
机械设计
一、某深沟球轴承的预期安全工作8000小时,试 计算下列三种情况下各安全工作多少小时?
● 直齿及斜齿圆柱齿轮的受力分析
轮齿螺旋线方向的判断,各分力的对应关系及方向 的判断,特别是斜齿轮的轴向力
● 圆柱齿轮传动的强度条件 齿面接触疲劳强度条件针对齿面点蚀失效, 齿根弯曲疲劳强度条件针对轮齿疲劳折断, 重点是直齿圆柱齿轮传动的强度条件
机械设计
● 许用应力
许用应力与材料、齿面硬度、应力循环次数有关
改正
机械设计
机械设计
第九章 联轴器、离合器和制动器
–联轴器和离合器的作用与区别 –联轴器分类、选用 –离合器分类、选用
● 弹性滑动
产生的原因,不可避免,使传动比不恒定,与打滑 有本质区别
● 失效形式及设计准则
打滑、疲劳破坏;在保证不打滑的前提下使带具有 足够的疲劳寿命
机械设计
● 各参数对带传动工作能力的影响
F0 、dd1、a、Ld、α、i 、v 、z、型号等;如何选择
● V带传动的设计步骤和方法
● 链传动的工作原理及特点 啮合传动,中心距大,瞬时速比周期性变化,振动, 适合于低速级
游隙及位置的调整:调整的目的和方法
第八章 滑动轴承设计
机械设计
● 滑动轴承的摩擦状态
干摩擦状态 —— 应避免
半干摩擦状态
边界摩擦状态 混合摩擦状态 — 非液体摩擦滑动轴承
半液体摩擦状态
动压轴承
液体摩擦状态 —— 液体摩擦滑动轴承 静压轴承
● 常用润滑剂的性能及选择
润滑油的粘度及油性
润滑脂的针入度、滴点及耐水性
基本概念:滚动轴承寿命、基本额定寿命、基本额 定动载荷、当量动载荷等的含义
目的:防止轴承在预定的工作期间内发生疲劳点蚀
公式:
Lh
=
106 60n
çæf t C èP
÷öε ø
h
或: C¢=
P ft
ε
60nLh 106
¢
N
核心:当量动载荷 P 的计算 P = f p ( XFr +YFa )
机械设计 关键:角接触轴承轴向载荷 Fa 的确定 P = f p ( XFr +YFa ) 要点:角接触轴承的排列方式及派生轴向力 S 的方向
机械设计
图示传动系统中,件1为蜗杆,件2为蜗轮,件3、4为直齿锥 齿轮。已知蜗杆1为主动,锥齿轮4的回转方向如图示。试确 定:
(1)轴I、II、的回转方向;
3
4
(2)考虑轴I、II 上所受轴向力能 抵消一部分,确 定轮1、2的螺旋 线方向
(3)标出轮1、2、3的 轴向力方向
1
机械设计
3
4
Fa3
● 铰制孔用螺栓连接的强度计算
挤压和剪切,注意最小挤压高度的确定。
● 注意事项
先分清螺栓类型和工作载荷类型;若是均匀受载的螺 栓组连接,单个螺栓的载荷等于总载荷除以螺栓数;
若螺栓组受载不均匀,则需对螺栓组进行受力分析, 找出受载最大的螺栓及其所受载荷,然后按单个螺栓 的强度条件进行计算。
提高强度的措施
液体摩擦形成的条件
机械设计
由
dp = 6hv h - h0
dx
h3
(1) 两工作表面必须形成收敛的楔形间隙
若 h = h0
则 dp = 0 dx
(2) 两工作表面必须有一定的相对运动, 且 v 方向是从大到小口
(3) 间隙中必须连续充满具有一定粘度的润滑油
无粘度
各油层无速度
不能形成油膜压力
两板间油无流动
机械设计
● 受力分析 各分力的对应关系及方向的判断,与斜齿圆柱齿轮 的区别;蜗轮或蜗杆转动方向的判断。
● 强度条件 强度计算针对蜗轮轮齿; 在中间平面上蜗杆传动类似于齿条齿轮传动,故强 度计算公式按斜齿轮推导; 一般不用校核齿根弯曲强度。
● 热平衡计算 蜗杆传动效率低,发热量大,容易产生胶合,故要 控制热平衡时的油温; 油温过高应采取相应措施。
普通平键校核挤压强度(静连接), 导键或滑键应防止磨损(动连接);
键的工作长度不一定等于键长, 普通平键的键长应小于轮毂宽度。
机械设计
第七章 滚动轴承-组合设计
● 滚动轴承类型及尺寸的选择
常用滚动轴承(3、6、7、N、5类)的结构及承载特 点;应用的场合;内径代号、直径系列代号的含义
● 滚动轴承的寿命计算
● 动压润滑基本理论 动压油膜:一定条件下,由于摩擦表面相对运动而产生; 掌握动压油膜形成的机理和必要条件,注意: 两摩擦表面相互平行,不能产生动压油膜; 润滑油从楔形间隙的小口进、大口出也不能形成动压。 雷诺方程:液体动压润滑的基本方程; 注意建立雷诺方程的假设条件; 了解建立一维雷诺方程的基本思路;
第四章 蜗杆传动设计
机械设计
● 蜗杆传动的主要参数及其选择 主要讨论普通圆柱蜗杆传动; 与斜齿圆柱齿轮传动的区别和联系; 蜗杆分度圆直径为标准值,蜗杆、蜗轮螺旋角旋向 相同但大小不等,蜗杆导程角γ=蜗轮螺旋角β; 蜗杆头数与传动效率的关系; 变位的目的:凑中心距、凑传动比;仅对蜗轮变位。
● 材料、失效形式 为减小摩擦磨损,钢蜗杆与青铜蜗轮配对; 失效主要发生在蜗轮上
轴系的受力分析:注意轴上零件各力的方向、不要忽略 轴向力产生的弯矩、弯矩突变处当量弯矩的计算
折合系数α的意义:将剪应力折合成对称循环变应力
● 转轴的设计方法 按扭转强度初算轴端直径→轴的结构设计→受力分析、 画弯矩图和转矩图→校核危险截面
机械设计 ● 键连接的选择与校核 类型选择,尺寸选择(平键的截面尺寸按轴径查标准);
静载荷、变载荷;静应力、变应力
注意:静载荷也可能引起变应力
掌握常见的稳定循环变应力的特性参数:
对称循环
最大应力 s max = s a + s m
脉动循环 非对称循环
最小应力 应力幅 平均应力
s min
sa
=
s max
2
s min
sm
=
s max
+ s min 2
循环特征
r = s min s max
● 链传动运动的不均匀性 多边形效应,设计参数(如 p、z等)对运动的影响
● 滚子链传动的失效形式,参数选择 z 、p、Lp、a、排数等
第三章 齿轮传动设计
机械设计
● 失效形式和设计准则
失效产生的原因、场合;防止失效的措施;设计准 则主要针对齿面疲劳点蚀和轮齿疲劳折断
● 齿轮材料、热处理方法及精度的选择 选用材料的基本要求,材料的配对,大、小齿轮 齿面硬度的选择
1. 当它承受的当量动载荷增加一倍时; 2. 当它的转速提高一倍时; 3.当它的基本额定动载荷Cr增加一倍时
1. 2.
3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
10.
11. 12. 13. 14. 15.
轴系结构设计改外错 不
槽 机械设计
轴 太 长
卡 圈 多 余
轴 肩 太 高
键 太 长
过 定 位
圈套 筒 同 时 顶 住 了 内 、
普通螺栓连接:可承受横向工作载荷(利用摩擦力) 和轴向工作载荷; 铰制孔用螺栓连接:只承受横向工作载荷。
● 普通螺栓连接的强度计算 也适用于双头螺柱连接和螺钉连接
机械设计
强度条件:s
ca
=
1.3 ´
螺栓所受拉力
pd12 / 4
£ [s
]
不管是横向还是轴向工作载荷,普通螺栓总是受拉,
关键是确定所受拉力。注意F' 和F0 的求解方法。
根据压力、速度、温度选择润滑油的粘度
根据有无水汽、温度高低选择润滑脂
● 非液体摩擦滑动轴承
机械设计
主要失效形式:磨损、胶合(因为金属表面直接接触)
校核计算方法及目的:
限制压强(p < [p] )—— 防止轴瓦过度磨损 限制pv值(pv<[pv])—— 防止轴瓦发生胶合 限制 v 值( v < [v] )—— 防止轴瓦过度磨损