机械设计B总复习概要.pptx
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1、第第1章章 机械设计概要机械设计概要基本要求基本要求 了了解解机机器器和和机机械械零零件件设设计计的的基基本本要要求求;机机械械零零件件的的主主要要失失效效形形式式与与计计算算准准则则;机机械械零零件件的的设设计计方方法法和和设计步骤;机械零件材料的选用原则和标准化。设计步骤;机械零件材料的选用原则和标准化。第1页/共73页第第2章章 机械零件的强度与耐磨性机械零件的强度与耐磨性基本要求基本要求1、了解、了解机械零件的载荷机械零件的载荷与应力的分类。与应力的分类。2、掌握、掌握疲劳曲线方程疲劳曲线方程的应用。的应用。3、掌握、掌握接接触强度触强度的概念;机器的的概念;机器的摩擦摩擦、磨损磨损现
2、象。现象。第2页/共73页N NN N当当当当有限寿命有限寿命疲劳疲劳极限极限无限寿命无限寿命疲劳疲劳极限极限N疲劳曲线(疲劳曲线(rNN)第3页/共73页FL L 1 2HH机械零件的接触强度机械零件的接触强度第4页/共73页一、摩擦的分类一、摩擦的分类v干摩擦干摩擦v液体摩擦液体摩擦v边界摩擦边界摩擦边界油膜边界油膜v混合摩擦混合摩擦二、磨损二、磨损1 1、磨损曲线(磨损过程)、磨损曲线(磨损过程)初期磨初期磨损阶段损阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段磨损量时间时间剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段第5页/共73页第第3章章 螺纹连接螺纹连接基本要求基本要求1、了解螺纹的基本知识、了解螺纹的基本知识基本参
3、数基本参数、类型及应用。、类型及应用。2、掌掌握握螺螺纹纹连连接接的的基基本本知知识识螺螺纹纹连连接接的的基基本本类类型型、结构特点结构特点及应用及应用,了解螺纹连接了解螺纹连接预紧与防松预紧与防松。3、掌握、掌握单个螺栓单个螺栓连接的连接的强度计算方法强度计算方法。4、掌握、掌握螺栓组连接设计螺栓组连接设计结构设计、受力分析。结构设计、受力分析。5、掌握、掌握提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施。第6页/共73页 大径大径 d d 公称直径公称直径小径小径 d d1 1 强度计算直径强度计算直径一、螺纹的一、螺纹的主要参数主要参数线数线数 n 螺纹的螺旋线数目螺纹的螺旋线数目螺距螺距
4、 p 螺纹相邻两个牙型螺纹相邻两个牙型 上对应点间的轴向距离上对应点间的轴向距离(不论是否同一条螺旋线)(不论是否同一条螺旋线)第7页/共73页二、螺纹特点及应用二、螺纹特点及应用:螺旋副自锁条件螺旋副自锁条件螺旋副效率螺旋副效率三角形三角形矩形矩形 =0梯形梯形三角形螺纹和管螺纹三角形螺纹和管螺纹自锁性好自锁性好,用于,用于连接连接。矩形、梯形螺纹矩形、梯形螺纹传动效率高传动效率高,用于,用于传动传动。第8页/共73页提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施1.1.降低影响螺栓疲劳强度的应力幅;降低影响螺栓疲劳强度的应力幅;2.2.改善螺纹牙上载荷分布不均的现象;改善螺纹牙上载荷分布不均
5、的现象;3.3.减小应力集中;减小应力集中;4.4.避免或减小附加弯曲应力;避免或减小附加弯曲应力;5.5.采用合理的制造工艺。采用合理的制造工艺。第9页/共73页重点重点1、螺纹连接的、螺纹连接的类型及应用类型及应用。2、螺螺栓栓组组连连接接的的受受力力分分析析,螺螺栓栓组组承承受受横横向向载载荷荷、轴轴向载荷向载荷和和转矩转矩三种情况。三种情况。3、普通螺栓连接普通螺栓连接的强度计算。的强度计算。难点难点三种载荷三种载荷情况作用下螺栓组连接的受力分析。情况作用下螺栓组连接的受力分析。第第3章章 螺纹连接螺纹连接第10页/共73页三、螺栓组受力分析三、螺栓组受力分析1.1.把螺栓组承受的载荷
6、向把螺栓组承受的载荷向螺栓组的螺栓组的形心简化形心简化;2.2.确定螺栓组所承受的载荷确定螺栓组所承受的载荷(三种基本受力状态的不同组三种基本受力状态的不同组合合);(;(横向力,轴向力,转矩横向力,轴向力,转矩)3.3.求出在不同受力状态下,求出在不同受力状态下,每个螺栓承受的工作载荷每个螺栓承受的工作载荷;4.4.对载荷进行叠加,确定每个螺栓的总工作载荷,求单对载荷进行叠加,确定每个螺栓的总工作载荷,求单个螺栓的个螺栓的最大载荷最大载荷,进行强度计算,进行强度计算。第11页/共73页用普通螺栓连接用普通螺栓连接连接的不滑移条件:连接的不滑移条件:第12页/共73页2 2、受转矩的螺栓组连接
7、、受转矩的螺栓组连接a.a.用普通螺栓连接用普通螺栓连接连接的不转动条件:连接的不转动条件:第13页/共73页b.采用铰制孔螺栓连接采用铰制孔螺栓连接受载最大的螺受载最大的螺栓所受剪力栓所受剪力第14页/共73页气缸螺栓连接图气缸螺栓连接图3 3、受轴向力的紧螺栓组、受轴向力的紧螺栓组连接连接工作拉力工作拉力例例:图示气缸盖用图示气缸盖用6个普通螺栓联接个普通螺栓联接,已知气缸压力已知气缸压力p=2MPa,D=80mm,取取试求试求:1:1、螺栓小径、螺栓小径;2 2、安装时预紧力、安装时预紧力总工作拉力总工作拉力预紧力预紧力第15页/共73页L例例1:一横板用两个普通螺栓联在立柱上,已:一横
8、板用两个普通螺栓联在立柱上,已知知P=4000N,L=200mm,a=100mm,f=0.15,试求螺栓小径试求螺栓小径.aPPLa当两个螺栓水平放当两个螺栓水平放置时的计算过程置时的计算过程第16页/共73页讨论如果用普通螺栓联接,求螺栓的预紧力讨论如果用普通螺栓联接,求螺栓的预紧力300150P150FF不滑移条件:不滑移条件:求普通螺栓小径求普通螺栓小径如果用铰制孔螺栓联接,求螺栓配合面直径如果用铰制孔螺栓联接,求螺栓配合面直径第17页/共73页D=150mmDT例例:联轴器用联轴器用6 6个普通螺栓联接。传递的扭矩个普通螺栓联接。传递的扭矩T=150NM,螺栓材料的许用应力螺栓材料的许
9、用应力=140MPa,f=0.15,,求螺栓小径。求螺栓小径。F横向载荷横向载荷不滑移条件:不滑移条件:强度条件:强度条件:第18页/共73页载荷载荷横向力横向力轴向力轴向力转矩转矩普通普通螺栓螺栓铰制铰制螺栓螺栓工作载荷计算式工作载荷计算式第19页/共73页仅受预紧力仅受预紧力预紧力与工作拉力预紧力与工作拉力铰制铰制螺栓螺栓普通普通螺栓螺栓强度表达式强度表达式第20页/共73页第第4章章 轴与轮毂的连接和其他连接轴与轮毂的连接和其他连接基本要求基本要求1、了解轴毂连接的、了解轴毂连接的类型、特点类型、特点。2、掌掌握握键键连连接接的的类类型型、结结构构、工工作作原原理理及及应应用用;掌握平键
10、连接的尺寸选择和掌握平键连接的尺寸选择和强度计算强度计算。3、了解、了解花键连接花键连接的类型、工作原理及应用。的类型、工作原理及应用。第21页/共73页定心方式:采用小径定心,定心精度高。定心方式:采用小径定心,定心精度高。1 1、矩形花键(参数:大径、矩形花键(参数:大径D,小径,小径d,键宽键宽b,键数(齿数)键数(齿数)z)dDb第22页/共73页2.2.渐开线花键渐开线花键(模数(模数m,齿数,齿数z z,压力角,压力角)采用齿形定心,有自动定心性采用齿形定心,有自动定心性df30o第23页/共73页(3)(3)采用两个楔键采用两个楔键,应相隔应相隔 布置;布置;(1)(1)采用两个
11、平键采用两个平键,应相隔应相隔 布置,;布置,;(2)(2)采用两个半圆键,应布置在轴的同一母线采用两个半圆键,应布置在轴的同一母线 上;上;第24页/共73页第第5章章 带传动和链传动带传动和链传动带传动基本要求带传动基本要求1、了了解解带带传传动动的的类类型型、工工作作原原理理、特特点点及及应应用用;普普通通V带的型号、带轮结构;带传动的张紧。带的型号、带轮结构;带传动的张紧。2、掌掌握握带带传传动动的的力力分分析析、应应力力分分析析、弹弹性性滑滑动动与与打打滑滑现现象象;带带传传动动的的失失效效形形式式及及设设计计准准则则;普普通通V带带传传动动的的设计。设计。第25页/共73页第第5章
12、章 带传动和链传动带传动和链传动重点及难点重点及难点1、最大有效力拉力最大有效力拉力Fec的物理意义及其影响因素;的物理意义及其影响因素;2、对带传动的工况、对带传动的工况、弹性滑动和打滑现象弹性滑动和打滑现象的理解。的理解。3、设计参数设计参数的选择及对传动的影响(的选择及对传动的影响(D1、v、a、1)。)。第26页/共73页最大有效拉力最大有效拉力Fec影响因素:影响因素:1.初拉力初拉力F0;3.包角包角a (a 1 120o);2.摩擦系数摩擦系数 f;措施措施 第27页/共73页第28页/共73页题目题目1:带传动的打滑经常在什么情况下发生?打带传动的打滑经常在什么情况下发生?打滑
13、多发生在大轮上还是小轮上?刚开始打滑时,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?紧边拉力松边拉力有什么关系?简答题简答题答:带传动的打滑经常在过载情况下发生;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;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刚开始打滑时,紧边拉力松边拉力存在如下关系:下关系:第29页/共73页题目题目2:为什么带传动通常布置在高速级,但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?在设计时又要对线速度加以限制?【答】由【答】由 可知,为避免过大的离心应力,带可知,为避免过大的离心应力,带速不宜太高;速
14、不宜太高;紧边拉力紧边拉力为避免紧边过大的拉应力为避免紧边过大的拉应力,带速不宜太低。带速不宜太低。第30页/共73页第第5章章 带传动和链传动带传动和链传动链传动基本要求链传动基本要求1、了了解解链链传传动动的的类类型型、特特点点及及其其应应用用;滚滚子子链链条条与与链链轮轮的的结构、规格、主要尺寸和参数。结构、规格、主要尺寸和参数。2、掌握链传动的、掌握链传动的运动特性及参数运动特性及参数(p、z1、z2、a)选择。)选择。重点与难点重点与难点 链传动的链传动的运动特性运动特性、多边形效应多边形效应和和参数参数对链传动的影响。对链传动的影响。第31页/共73页p2.2.套筒套筒1.1.滚子
15、滚子3.3.销轴销轴4.4.内链板内链板 5.5.外链板外链板节距节距 p p排数排数 n n链节数链节数链条的基本参数链条的基本参数链传动结构链传动结构第32页/共73页链轮齿数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。vv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。第33页/共73页二二、滚子链传动的主要失效形式滚子链传动的主要失效形式1 1、铰链的磨损、铰链的磨损2 2、链条的疲劳破坏、链条的疲劳破坏3 3、铰链的胶合、铰链的胶合齿数应选齿数应选奇数奇数,与偶
16、数链节相啮合可以使磨损均匀。,与偶数链节相啮合可以使磨损均匀。第34页/共73页三、参数选择1、链轮齿数 z1,z2传动比传动比 i12345 6z1312725232117齿数 范围:p太少太少 链速变动大,链速变动大,运动不均匀性运动不均匀性和和动载荷动载荷增大,铰链和齿面磨损加剧;增大,铰链和齿面磨损加剧;p太多太多 导致导致z2过多,啮合圆外移量过多,啮合圆外移量d(爬高爬高)越大,越容易出现)越大,越容易出现脱链或者脱链或者跳齿跳齿;同时增加传动;同时增加传动尺寸和质量尺寸和质量。齿数齿数 应尽量多选,但应使应尽量多选,但应使齿数应选齿数应选奇数奇数,与偶数链节相啮合可以使,与偶数链
17、节相啮合可以使磨损均匀磨损均匀。通常限制链传动的通常限制链传动的传动比传动比i6,推荐的传动比,推荐的传动比i23.5。第35页/共73页第第6章章 齿轮传动齿轮传动基本要求基本要求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。、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、掌握齿轮传动的失效形式失效形式和设计准则;齿轮传动的和设计准则;齿轮传动的计算载荷计算载荷。3、掌握齿轮传动的、掌握齿轮传动的受力分析受力分析(各力大小的计算和方向判定)。(各力大小的计算和方向判定)。4、掌掌握握直直齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮传传动动齿齿面面接接触触强强度度和和齿齿根根弯
18、弯曲曲强强度度计计算算的的力力学学模模型型、应应力力循循环环特特性性、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。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;、掌握斜齿圆柱齿轮传动强度计算的特点;螺旋角螺旋角 的选择的选择。6、掌握直齿锥齿轮传动强度计算的特点。、掌握直齿锥齿轮传动强度计算的特点。7、掌握、掌握齿轮传动基本参数(齿轮传动基本参数(z1、d、)的选择)的选择;许用应力的确定。;许用应力的确定。第36页/共73页一、传动类型选择与布置一、传动类型选择与布置应应考虑因素:效率考虑因素:效率,功率,
19、圆周速度,尺寸,重量,使用环境等。功率,圆周速度,尺寸,重量,使用环境等。V带传动带传动:传动平稳,噪声小,具有过载保护能力,但尺寸较大。: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。通常布置在高速级。链传动链传动:承载能力大,效率高,压轴力小,但有较大冲击承载能力大,效率高,压轴力小,但有较大冲击。通常。通常布置在低速级。布置在低速级。锥齿轮锥齿轮传动:尺寸大时加工困难。通常布置在次高速级。传动:尺寸大时加工困难。通常布置在次高速级。蜗杆蜗杆传动:高速时效率较高,传动比大。通常布置在次高速级。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
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