《机械设计》课程要点总结一、机械设计中的强度问题1、几种稳定循环变应力（1）变应力参数最大压力-min最小应力应力幅平均应力应力比（循环特性）（2）对称循环变应力：Cm.（3）脉动循环变应力：二min（4）静应力2、变应力下的强度条件-m'二max二min2y=minmax=-CTmax、匚amax、；：「m=0、=0、bmax_二max—、二0a—m22二max-~min2（1）不同循环次数N时的疲劳极限-N=二KN3.图上标出工作应力点M™22CT==竺空2二1斗皿讯3°22丄图上量得零件的极限应力召=241A^q冬=当NNo时当N-No时二N（2）同一循环次数，不同应力比（循环特性）时的疲劳极限已知
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
的机械性能、&0（略）、口s，可作出（材料的极限应力）二的简图（KQ零件的极限应力图应力比：=C时平均应力：f=C时最小应力：二min=C时例:某轴叠穗定变应力作用，工件应力^=240^^_=-40^^材料的机1•性能6=450=800MPa.a^700s轴上危险截面的耳“=0祁人=1（訂绘制材料的简化应力图；⑵用作图法求零件的极限应力丐班安全系数.解L对于材料的极限应力曲线A（0,cr_j）即（0,450）B（ct0/2.<7d/2）即（禎山$竹）G（岂、0）W（800,0）-2^=1670.78'2.对于零件的极限应力曲线A'（0y/心）即（0.270）B，（坯/工久/三心）即（350.210）&安全系数斗二致二空=】力*170心_&Y一4/；_曲H爼十％aK%OMF1fv■■——=eF2efv«Fi=F0Fec=Fecf-ev--11F2=F0-Fee2=Fecf--eJiec=2F°efv：-1efv：1二、机械传动A、带传动1、带传动的工作情况分析受力分析：FiF2=2F°F1-F2=Fe昨张黑刀/[包角/，所能传递的園周±f/系数/：应力分析：拉应力弯曲应力离心拉应力in_二max运动分析:带传动的弹性滑动和打滑张紧才徒工作丢转速弹性滑动不可避免£随F变化打滑是可以畫免的F
350HBS）按轮齿弯曲療劳强度条件设计按齿1S接触叢劳强度条件校核开式传动按轮齿弯曲疲劳强度条件设计3、齿轮材料及热处理对齿轮材料性能的基本要求：为齿面要硬、齿芯要韧锻钢、铸钢、铸铁、非金属4、直齿圆柱齿轮传动（1）受力分析：力的大小力的方向（2）计算载荷：K二KaKvK：K]（3）齿轮强度条件：齿面接触疲劳强度条件、齿根弯曲疲劳强度条件（4）讨论：1）接触应力与接触强度2）弯曲应力与弯曲强度3）齿形系数z>yf-4）提高齿轮接触疲劳强度的措施：几何参数d、b、材料匕h15）提高齿根弯曲疲劳强度的措施：几何参数m、b、材料f15、斜齿圆柱齿轮传动（1）斜齿轮强度计算的特点：当量齿轮计算特点力的大小力的方向斜齿轮承载能力大于直齿轮斜齿轮尺寸小于直齿轮（2）受力分析：力的分解（3）斜齿轮的强度条件尺寸相同时：外载和材料相同时：6、直齿圆锥齿轮传动（1）直齿圆锥齿轮强度计算的特点：当量齿轮计算特点力的方向（2）受力分析：力的大小主、从动轮上力的关系7、齿轮设计中有关参数的选择原则（1）材料与热处理方式（2）精度等级（3）齿数（4）齿宽系数（5）模数（6）分度圆螺旋角例：P236习题10-1、10-78蜗杆传动蜗杆传动的类型及其特点:普通圆柱蜗杆传动圆弧柱蜗杆传动从运动关系看，蜗杆传动相当于螺母与螺杆传动（1）传动比大r=10-80（2）传动平稳G）有自锁性（蜗杆升角；当量摩擦角几）（4）摩擦发热大、传动效率低在中间平面内，相当于斜齿条与斜齿轮的嗤合（1）正确啮合条件蜗杆传动参数及几何尺寸计算与齿轮传动相同主要参数⑴模数"和压力角a（2）蜗杆分度圆直径4直径系数g二鱼mY/——7/⑷传动比i传动比匸丄；i蜗杆头数二］2、4要求效率1实现大传动比或要求自锁G）蜗杆分度圆柱导程角Z（5）相对滑动速度I；齿间的Vg/摩擦发热/（6）变位系数也配凑中心距符合
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值揍传动比符合推荐值（中心距保持不变）蜗杆传动的失效形式和设计准则失效形式（发生在岷轮上）设计准则闭式传动和胶合轮齿齿面点蚀控制点蚀和胶合：齿而接地强度条件住Hfp控制折断（乙80）：轮齿弯曲强度条件心£%控制温升：热平衡计算开式传动轮齿折断控制折断，轮齿弯曲强度条件%一％［注］蝎杆主要是控制轴的变形材料及热处理蜗杆蜗轮材料组合竭杆：碳素钢合金钢::蜗轮，灰铸铁铝铁青铜铸锡磷青铜减摩耐磨抗胶合普通圆柱蜗杆传动受力分析力的分解力的关系力的方向力的大小齿面接触疲劳强度条件利用赫兹
公式
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、考虑蜗杆传动特点(3｝弯曲疲劳强度条件借用斜齿轮弯曲强度公式、考虑蜗杆传动特点蜗杆传动的效率和热平衡计算效率T]=(0.95〜0.96)—————IX半绘(：")提高效率的遼径热平衡计算例：P269习题11-1三、轴系零、部件1、滑动轴承（1）不完全液体润滑滑动轴承的失效形式及计算准则失效形式设计准则磨损防止过度磨根p5[p]V<[1']发热引起胶合防止胶合pv<[p^（2）液体动力润滑径向滑动轴承的基本理论1）压力油膜形成的原理2）流体动力润滑的基本方程一维雷诺方程乎=6vX$dxh讨论一：形成流体动力润滑（形成动压油膜）的必要条件：由血=6v兽dxh31）两工作表面必须形成收敛的楔形间隙若h=帕，则d^=0dx2）两工作表面必须有一定的相对运动，且V方向是从大口到小口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-两板间油无流动-不能形成油膜压力讨论二：径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程(1)停东?/=0金属直接(3)SB着打/摩擦力使轴頸右移・油蟆压力/*僖心距e\油酸压力将轴颈托起其合力将轴颈左推(4)打为工作转速油膜压力将抽萤完全托起其合力与外载(3)承载能力计算公式2vB2Cp的应用当轴承结构(d,B,®,x,n,v)确定时B由d=Cp，则可计算承受多大的径向载荷F屮2判断是否液体摩擦：计算Cp二不BF旦、一^由d=，则可计算承受径向外载荷F时，要多大的hmin二rJ1-Cp主要参数的选择相对间隙.二口、宽径比B、偏心率—、rdR-r最小油膜厚度hmin=rJ1-》[h]=4S(Ral+Ra2)热平衡计算2、滚动轴承滚动轴承的主要类型：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承61206滚动轴承的代号：基本代号内径代号二^为，内径亠5■直径系列代号昼二内径有不同的直径宽度系列代号类型代号内外径相同时有不同的宽度滚动轴承的类型选择载荷的大小、方向和性质其它：转速、旋转精度、调心性能、装拆方便、价格滚动轴承的尺寸选择轴承内径与轴颈直径相等载荷很小超轻或特轻系列直径系列载荷很大重系列一般情况轻或中系列宽度系列一般迭正常系列代号x1234代号0123-6直径特轻轻中重宽度窄正常寛滚动轴承的组合设计1)轴系支承的结构形式：双支点各单向固定一支点双向固定、另一支点游动两端游动支承2）轴系支承设计的两个特殊问题角接健球轴承圜锥滚子轴承的排列正装“面对面"反裝対背靠背”栓核轴承寿命已知j轴承型号（0kj|外载卩迭择轴承型号｛即1「L轴承寿命丄去预期寿命£；已知预期寿命[*«P?满足预期寿曲时轴承的C'＜所迭轴承的C（6）滚动轴承的疲劳寿命计算1）寿命计算公式口派生轴向力用2｝轴向载荷的计算2）轴承的当量动载荷：考虑实际工况，引入载荷系数fp「对只承受的向心轴承：fPFrP^J对只承受巧的推力轴承：f?Fa同时承受E宜含養荷的向心抽承：,乩辺+码）3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷Fa的计算对轴承1；名£宀稱者取较丈值对轴承a殆两者取较大值4）轴承寿命计算步骤派生轴向力Si轴向载荷鸟―-当量动载荷F—fp(XFT+YFa)/计算厶校核、计算C'选择例：P338例13-1、13-53、轴（1）轴的类型（2）轴的强度计算1）按扭转强度计算（初估轴径）d_A。3n2）按弯扭合成强度计算（一般轴）ca将T产生的扭剪应力转化为对称循环变化来考虑Mca「M2•：T2Jca二3）按安全系数校核计算（重要轴）ScaJs/s；SQ；飞］s+考虑应力集中、绝对尺寸、表面质量及强化措施对轴疲劳强度的影响（3）轴系结构设计例：P379习题15-4、15-6四、机械连接1、螺纹连接(1)螺纹副的受力1)螺纹副的效率：tan'-tan：v:iv三角形螺纹效率低、用于连接，矩形、梯形、锯齿形螺纹用于传动。2)螺纹的自锁条件:三角形螺纹\最大，自锁性好，用于连接细牙螺纹螺距p小，升角小,易满足自锁条件(2)螺纹连接的基本类型螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接紧定螺钉连接单个螺栓连接的强度计算1)松螺栓连接：-…：：.d142)受横向载荷的紧螺栓连接:普通螺栓连接：F。二竿ca铰制孔用螺栓连接螺栓杆受剪：，,
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