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文本内容:
机械设计复习要点第一章
1、机器的基本组成要素是(机械零件)机械设计是研究(通用零件)
2、能区分通用零件和专用零件第二章
1、简述常用零件的设计准则
1.强度准则
2.刚度准则
3.寿命准则
4.振动稳定性准则
5.可靠性准则
2、零件常见的失效形式
1.整体断裂,
2.过大的残余变形,
3.零件的表面破坏,
4.破坏正常工作引起的失效第三章
1、应力的种类r=-l的应力是(对称循环应力),r=0的应力是(脉动循环应力)接触应力是(脉动循环应力)
2、P22图3-1曲线中B.C的数值
3、能根据给定的数据绘制材料或零件简化的极限应力图时(绘图,P25页公式3-6,背)
4、单项稳定变应力时,三种情况;厂=C,b,”=C,7min=加载线的绘制P
266、影响机械零件疲劳强度的因素主要有三个应力集中、绝对尺寸和表面状态典型例题
1、一钢制轴类零件的危险剖面承受%皿=20MPa,crmin=-100MPa,综合影响系数=2,材料的=400MPa,a_,=250MPa,cr0=400MPao试1)画出材料的简化极限应力线图,并判定零件的破坏形式2)按r=c加载计算该零件的安全系数
(1)材料的简化极限应力线图如题2-31解图所示:bgx+bmin=200-100=50MPa=15MPa标出工作应力点M(10(),150)如图所示材料的极限应力点为Ml点,零件的破坏形式为疲劳破坏
(2)计算安全系数2x250-400例11-6图
26.润滑、密封方面错误1)右轴承端盖与轴间没有密封措施2)轴承用脂润滑,轴承处没有挡油环,润滑脂容易流失250=
0.8KJa+WoJm2x150+
0.25x50安全系数小于1,零件的疲劳强度不够第四章
1、影响润滑油粘度的主要因素(温度)、(压力)温度升高,粘度(下降)
2、一个零件磨损的三个典型阶段(磨合阶段)、(稳定磨损阶段)、(剧烈磨损阶段)第五章
1、螺纹的公称直径是(大)径d
2、螺纹联接的防松就是防止螺旋副在受载时发生(相对转动)摩擦防松有(对顶螺母)、(弹簧垫圈)、(自锁螺母)
3、受轴向载荷的紧螺栓联接,为保证被联接件不出现缝隙,因此残余预紧力(大于零)
4、为提高螺栓在变载荷作用卜的疲劳强度,可采取(适当增加螺栓长度或采用腰状杆螺栓和空心螺栓)措施(螺栓刚度的角度)
5、
6.8级的螺栓其抗拉强度极限和屈服极限分别为(600MPa)、(480MPa)
6、.螺纹联接中最常用的螺纹牙型是一普通螺纹和管螺纹螺纹传动中最常用的螺纹牙型是一梯形螺纹,矩形螺纹和锯齿形螺纹_粗牙螺纹的自锁性能比细牙螺纹的自锁性能一差一
7、螺栓联接强度计算熟记公式5式1,5-32,5-34,5-35(计算题)
8.螺纹联接有哪些基本类型?适用于什么场合?螺纹联接有4中基本类型螺栓联接用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合螺钉联接用于不能采用螺栓联接(如被联接件之一太厚不宜制成通孔,或没有足够的装配空间),又不需要经常拆卸的场合双头螺柱联接用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合紧定螺钉联接用于传递力和力矩不大的场合
9.紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算,但须将拉力增大30%,为什么?考虑拧紧时的扭剪应力,因其大小约为拉应力的30机
10.提高螺纹联接强度的措施有哪些?1)改善螺纹牙间的载荷分配不均2)减小螺栓的应力幅;3)减小螺栓的应力集中;4)避免螺栓的附加载荷(弯曲应力);5)采用合理的制造工艺
11、普通螺栓和轨制孔螺栓靠什么传递横向载荷?.答普通螺栓靠被联接件接合面的摩擦力传递载荷,较制孔螺栓靠螺栓杆部被挤压和剪切来传递载荷第六章
1、普通平键用于_静_联接,其工作面是一侧JE,工作时靠一挤压一传递转矩,主要失效形式是一压溃
2.楔键的工作面是—上下两面主要失效形式是—互相锲紧的工作面被压溃
3.平键的剖面尺寸通常是根据—键的标准.选择长度尺寸主要是根据一轮毂的长度—选择
4、导向平键和滑键用于_动_联接,主要失效形式是一工作面的磨损一
5、同一联接处使用两个平键,应错开」80度一布置;采用两个楔键或两组切向键时,要错开_90-120度=采用两个半圆键,则应一在轴的同一母线处布置
6、键如经校核判断强度不足时,可采取哪些措施?如经校核判断强度不足时,可在同一联接处错开180°布置两个平键,强度按L5个计算增加键的长度第八章
1、失效形式和设计准则失效形式打滑、疲劳破坏设计准则保证带传动不打滑,使带具有足够的疲劳寿命°
2、带传动工作时的最大应力发生在(带的紧边开始绕上小带轮处),最大应力max=(01+0bl+0c)
3、带的型号是根据小带轮的(转速nl)和(计算功率Pea)来选择
4、V带轮的轮槽角通常(小于)40%(大于,小于,等于)
5、平带、V带传动主要依靠一摩擦或啮合—来传递运动和动力
6、带传动发生打滑总是一发生在带离开主,从动轮之前的•段接触弧上带传动在工作时产生弹性滑动,是因为一带的弹性变形会引起带与带轮间的微量滑动
7、带传动中,T为主动轮的圆周速度,询为从动轮的圆周速度,-为带速,这些速度之间存在的关系是_vl vV2_
8、简述带传动产生弹性滑动的原因和不良后果原因传动带在受拉时会发生弹性形变,在小带轮上,带的拉力从紧边拉力F1,逐渐降低到松边拉力F2,带的弹性变形量逐渐减少,因此带相对于小带轮后退,使得带的速度低于小带轮的线速度vl在大带轮上,带的拉力从松边拉力F2逐渐上升为紧边拉力F1,带的弹性变形量逐渐增加,带相对于大带轮向前伸长,使得带的速度高于大带轮的线速度v2,这种由于带的弹性变形会引起带与带轮间的微量滑动称为带传动的弹性滑动后果加剧带的磨损,降低传动效率
10、影响带承载能力的主要因素?初拉力Fo;包角和摩擦系数f
11.带传动的张紧的目的,采用张紧轮张紧时张紧轮的布置要求张紧的目的调整初拉力布置在松边,靠近大轮
12、熟记8・1,8-2,8-3,8-4公式典型例题已知V带传递的实际功率P=
7.5kW,带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍,试求有效圆周力左、紧边拉力内和初拉力加解题注意要点这是正常工作条件下的受力计算,不能应用欧拉公式;解根据P=Fe v得到P=7500=75()n v10联立:解得:F2=750N,Fl=1500N用=G_£,/2=1500-750/2=1125N第九章
1、设计链传动时,链节数最好取偶数,为什么不能取基数?原因取偶数是为了避免使用过度链节
2、链传动张紧的目的主要是使松边不致过松,以免出现链条的不正常啮合,跳齿或脱链,同时也能增大包角链传动瞬时传动比i=nl/n2=z2/zl,平均传动比i=wl/w2=R2cosy/RicosP
3、在一定转速下,要减小链传动的运动不均匀性和动载荷,应该—减小链节距,增大链轮尺寸
4、链传动设计中,一般链轮的最多齿数限制为zmax=150,是为了一链轮齿数越多,一个链节所对圆心角越小,较链所在圆的直径的增大量Ad越大,较链会更接近齿顶,从而增大了脱链和跳链的可能
5、链传动的主要失效形式为」.链的疲劳破坏,
2.链条较链的磨损,
3.链条较链的胶合,
4.链条的静力破坏_6何谓掉链子现象?是首先发生在大链轮还是小链轮上?钱链发生跳链或脱链现象,首先发生在小轮上
7.确定小链轮齿数zl时应考虑的因素1考虑动载荷的大小,小链轮齿数越少,链传动的多边形效应和动载荷越大;2考虑大链轮齿数z2,为防止大链轮过早脱链应使z2150;3考虑链速,当链速高时,小链轮齿数勺应尽量取的多些;4考虑链长为偶数,为了磨损均匀,链轮齿数应取奇数,并与链长互为质数;5传动所占空间大小,尽量使结构紧凑第十章
1、对于软齿面的闭式齿轮传动,其主要失效形式为一塑性变形一般开式齿轮传动的主要失效形式是—齿面磨损一高速重载齿轮传动,当润滑不良时,最可能出现的失效形式为一齿面胶合
2、一对齿轮传动,小轮材为40Cr;大轮材料为45钢,则它们的接触应力._相等
3、在齿轮强度计算中,影响齿面接触应力最主要的几何参数是区域系数,影响齿根弯曲应力最主要的几何参数是齿形系数在齿轮的齿宽系数、齿数及材料已选定的情况下,影响齿轮弯曲疲劳强度的主要因素是模数模数越大,齿轮的弯曲疲劳强度越高在齿轮的齿宽系数,材料以及传动比已定的情况下,影响齿面接触疲劳强度的主要因素是小齿轮直径,直径越大,齿轮的齿面接触疲劳强度越高
4、在一般机械中的圆柱齿轮传动,往往使小齿轮齿宽也略大于大齿轮齿宽b2,在计算齿轮强度时,工作齿宽〃应取两者间的较大值
5、对齿轮的材料要求
1.需满足工作条件的要求,
2.应考虑齿轮尺寸大小,毛坯成型方法及热处理工艺等P
1906、标准齿轮的齿形系数YFa的大小与齿制、变位系数、齿数有关,而与模数无关
7.一对减速齿轮传动,若保持两轮分度圆的直径不变,减少齿数并增大模数,其齿面接触应力将_不变
8.一对齿轮传动,若两轮的材料、热处理方式及许用应力均相同,只是齿数不同,则齿数多的齿轮弯曲强度—不同—;两齿轮的接触疲劳强度—相同
9.熟记书上直齿轮和斜齿轮的受力分析公式,斜齿轮和锥齿轮啮合点各力方向
10、开式和闭式齿轮传动的失效形式有什么不同?设计准则各是什么?其设计准则针对的失效形式各是什么?开式齿轮传动失效形式主要是齿面磨损,闭式齿轮为齿面点蚀设计准则通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及齿面接触疲劳强度为主在闭式齿轮传动中通常以保证齿面接触疲劳强度为主,开式齿轮传动中应根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两标准计算
11、提高齿轮弯曲疲劳强度的措施?采用正变位,增大模数和压力角,选择高强度齿轮材料等典型例题例1图示双级斜齿圆柱齿轮减速器,高速级mn=2mm,zl=22,z2=95,%=20,a=120,齿轮1为右旋;低速级mn=3mm,z3=25,z4=79,a〃=20,=160主动轮转速/H=960r/min,转向如图,传递功率尸=4kW,不计摩擦损失,试1标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向;2合理确定
3、4轮的螺旋线方向;3画出齿轮
2、3所受的各个分力;4求出齿轮3所受3个分力的大小解题注意要点
(1)一对斜齿轮旋向相反,1轮右旋,2轮左旋2为使3轮轴向力与2轮反向,3轮左旋、4轮右旋3为求齿轮3的分力,先求螺旋角73和£3解
(1)各轮的转向和2轮的螺向如例7-8图2所示
(2)3轮为左旋、4轮为右旋,如图所示
(3)齿轮
2、3所受的各个分力如图所示
(4)求齿轮3所受分力〃]Z]960x22%==—=--------=-------------=
222.3r/min~/p z,954=
171.84Nm
222.37;=r2=9550—=9550x例7-7图2小二年一二崎祟=-33386入3=Ft3tan/=
4467.84x tan
12.8386°=
1018.23N_3x25-
0.975=
76.923mm_2xl
71.84xl03=
4467.84N
76.923Fr3=%tan an/cos区=
4467.84x tan20°/cos
12.8386°=
1667.86N第十一章
1、对于轴交角为90度的涡轮蜗杆的正确啮合条件为(蜗杆的轴面模数和蜗轮的端面模数相等)、(蜗杆压力角与蜗轮压力角相等)、(蜗杆导程角与蜗轮分度圆螺旋角相等且螺旋线方向相同)
2、蜗杆的分度圆直径取标准值原因是(限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化)
3、涡轮蜗杆传动是否正确?(i=nl/n2=z2/zl4设计蜗杆传动时确隹蜗杆的头数力和蜗轮的齿数Z2应考虑哪些因素?答要考虑传动比要求;传动效率要求;避免加工蜗轮时产生根切;蜗杆的刚度要求;蜗轮的齿根弯曲强度要求;蜗杆传动的反向自锁性要求等;
5、涡轮蜗杆的受力分析斜齿轮、锥齿轮和涡轮蜗杆的乙,5,己的方向判定如图所示为蜗杆一斜齿圆柱齿轮一锥齿轮三级传动,己知右旋蜗杆主动逆时针转,为使UIII轴的轴向力较小试在图中画出1)各轮的转向和旋向;2)各啮合点处所受的分力艮、F「、Fa o
八、三X第十三章
1、代号为6214的滚动轴承,类型是(深沟球轴承),内径是
(70)mm深沟球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、角接触球轴承其类型代号分别是(6;3;N;7)o
2、滚动轴承的寿命是可靠度R=(90%)时的寿命
3、滚动轴承配合中,内圈和轴的配合采用(基孔)制,外圈和轴承座孔的配合是(基轴)制
4、当轴承的dn值大,载荷小时选锥入度较(大)(大或小)的润滑脂
5、一N,NA系列—只能承受径向载荷5系列只能承受轴向载荷
6、角接触轴承承受轴向载荷的能力,随接触角的增大而一增大
7、在正常转动条件卜.工作,滚动轴承的主要失效形式为_内外圈滚道或滚体上的点蚀破坏
8、必须成对使用的轴承是(圆锥滚子轴承),(大圆锥滚子轴承)
9、熟记书上公式13-8AJ3-4AJ3-5A,13-6A
10.承受方向固定的径向载荷的滚动轴承,其滚动体上产生的接触应力是一周期性不稳定变化的_变应力固定套圈上产生的接触应力是—稳定的脉动循环载荷_变应力典型例题滚动轴承的寿命计算
1.一工程机械传动装置中的轴,采用一对圆锥滚子轴承支承,背靠背的反装,如图二所示,已知作用于轴上的径向力Fr=90()0N,轴向力Fa=1200N,其方向水平向右和作用位置如图所示,运转中受轻微冲击(fp=
1.2),常温下工作(ft=i),试求表16-1230000轴承当量动载荷的X、Y值工/FWe FjRe eX=1Y=0X=
0.4Y=
1.
60.37轴承派生的内部轴向力Fd=Fr/(2Y)1轴承所受的径向载荷Frl,Fr2;Ll=190nn L2=260mm2轴承派生的内部轴向载荷Fd PFrNQOOl Fd2,并在图中画出其方向;3轴承所受的轴向载荷Fa1,Fo-1200N Fa2;Rl R2图二4轴承所受的当量动载荷P,,P2解1Fr।=FrL2/Li+L2=9000X260/190+260=5200N,Fr2=Fr L1/L1+L2=9000X190/190+260=3800N;2Fd,=Rl/2Y=5200/2X
1.6=1625N,Fd2=R2/2Y=3800/2X
1.6=
1187.5N,其方向如图所示;3Fa+S2=1200+
1187.5=
2387.5S!=1625,轴有向右窜动故:轴承1为压紧端,Fai=Fa+Fd2=1200+
1187.5=
2387.5N,轴承2为放松端,Fa2=Fd2=
1187.5N4计算轴承
1、2的当量动载荷轴承1:Fai/Fri=
2387.5/5200=
0.
4590.37=e,故X|=
0.
4、¥=
1.6;Pi=fp XFrl+YI Fal=
1.2x
0.4x5200+
1.6x
2387.5=7080N轴承2:Fa2/Fr2=
1187.5/3800=
0.
31250.37=e,故X2=K Y2=0;P2=fP X2Fr2+Y2Fa2=
1.2x1x3800+0x
1187.5=4560N图中S为派生轴向力Fd.第十四章
1.联轴器和离合器的功用有何相同点和不同点?联轴器和高合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩二者区别是用联轴器联接的两轴在工作中不能分离,只有在停机后拆卸零件才能分离两轴,而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴
2.选择联轴器类型和尺寸的依据是什么类型选择依据被联接两轴的对中性、传递载荷的大小和特性、工作转速、安装尺寸的限制、工作环境等尺寸选择依据计算转矩直、轴的转速小被联接轴的直径小第十五章
1、闭式齿轮传动、V带传动、链传动组成的三级传动装置,宜将链传动布置在低速级;带传动布置在高速级;齿轮传动布置在中间级
2、轴肩的圆角半径r必须小于相配零件轮毂孔端部的倒角尺寸C或圆角半径R
3、轴如按受载性质区分,主要承受弯矩的轴为心轴,主要受扭矩的轴为传动轴
4、轴的常用材料是(碳钢和合金钢),结构复杂的轴用(高强度铸铁和球墨铸铁)铸造
5.按弯扭合成强度条件计算轴的应力时,公式中折合系数a是考虑(弯矩和扭矩循环特性不同所产生的影响)
6、零件在轴上常用的轴向固定方法有各举3种?轴上零件的轴向定位是以轴肩,套筒,轴端挡圈,轴承端盖和圆螺母等来保证的
一、结构改错题参看PPT(错误处画圈并用数字标号)试分析例11-6图1所示轴系结构中的错误,并加以改进图中齿轮用油润滑,轴承用脂润滑例11-6图1存在问题分析
1.轴承的轴向固定、调整,轴向力传递方面错误1)轴系采用全固式结构,两轴承反装不能将轴向力传到机架,应该为正装2)全固式结构中,轴左端的弹性挡圈多余,应去掉3)端盖处没有调整垫片,不能调整轴承游隙
2.转动零件与固定零件接触,不能正常工作方面错误1)轴右端的联轴器不能接触端盖,用端盖轴向定位更不行2)轴与右端盖之间不能接触,应有间隙3)定位齿轮的套筒径向尺寸过大,与轴承外圈接触4)轴的左端端面不能与轴承端盖接触
3.轴上零件装配、拆卸工艺性方面错误1)右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩,轴承装拆路线长(精加工面长),装拆困难2)套筒径向尺寸过大,右轴承拆卸困难3)因轴肩过高,右轴承拆卸困难4)齿轮与轴联接的键过长,套筒和轴承不能安装到位
4.轴上零件定位可靠方面错误1)轴右端的联轴器没有轴向定位,位置不确定2)齿轮轴向定位不可靠,应使轴头长度短于轮毂长度3)齿轮与轴联接键的长度过大,套筒顶不住齿轮
5.加工工艺性方面错误1)两侧轴承端盖处箱体上没有凸台,加工面与非加工面没有分开2)轴上有两个键,两个键槽不在同一母线上3)联轴器轮毂上的键槽没开通,且深度不够,联轴器无法安装。