机械设计考试重点基本概念

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对机器的要求:1使用功能2、经济性3、劳动保护和环境保护4、寿命和可靠性5、其他

零件主要失效形式:1、整体断裂2、过大的残余变形3、零件的表面破坏4、破换工作条件。零件设计准则:1、强度准则2、刚度准则3、寿命准则4、振动稳定性4、可靠性准则。

零件设计步骤:1选择类型和结构2、计算作用载荷3、确定设计准则4、选择材料5、确定基本尺寸6、结构设计7、校核计算8、画工作图、写说明书。

摩擦:干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、流体摩擦、磨损三阶段:磨合、稳定磨损、剧烈磨损磨损:粘附磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动损伤。

润滑:油润滑(滴油、油环、飞溅、压机循环)脂润滑

零件标准化:通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等,制定的各类大家共同遵守的标准。花键:矩形花键和渐开线花键

三角型螺纹:自锁性好、精密度高、密封性好梯形:工艺性好、传动效率较高、牙根强度高提高螺纹链接强度:1、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅2、改善螺纹牙上载荷分布不均匀现象3、减小应力集中影响4、采用合理的制造工艺方法。塑性变形、断裂、压溃、剪断。螺栓轴向预紧力增大30%计算:拧紧螺母后,螺栓除受到预紧力作用外,还受到螺纹阻力矩作用,使螺栓产生扭转切应力。松动原因:由于动载或高温会使副中的摩擦瞬间消失从而螺栓组设计目的:合理的确定链接接合面的几何形状和螺栓的布置形式,力求受力均匀便于加工装配。键的类型:平键、半圆键、楔键、切向键;销:定位销、链接销、安全销

带传动优点:结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振、传动中心距较大。

弹性打滑:由于带的弹性形变而引起的带与带轮的微量滑动。失效形式:打滑和疲劳破坏。设计准则:在保证带传动不打滑的情况下,使带具有一定的疲劳强度和寿命。

链传动优点:挠性传动无弹性滑动和整体打滑现象,能保持准确的平均传动比传动效率高,作用于轴的径向压力较小,整体尺寸较小,结构较为紧凑,能在高温和潮湿的环境下工作,与齿轮相比,链传动的制造与安装精度要求较低,成本也低。在远距离传动比齿轮轻便得多。缺点:只能实现平行轴间链轮的同向传动,不能保持恒定的瞬时传动比,磨损后易发生跳齿,工作时有噪声,不宜用在载荷变化大,高速和急速反向的传动中。

适用场合:要求工作可靠,两轴相距较远,低速重载,工作环境恶劣,不宜齿轮传动场合。链传动张紧的目的:为了避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象,同时也增加链条与链轮的啮合包角。>60º设张紧装置。1疲劳破坏2磨损3胶合静力破坏

齿轮传动特点:效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比稳定,安装精度高,价格高。失效形式:齿轮折断、工作齿面磨损、点蚀、胶合、塑性变形

设计准则:保证齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度

蜗杆传动:传动比大、冲击载荷小、传动平稳、噪声低、具有自锁性。

圆柱蜗杆包括:普通圆柱蜗杆、圆弧圆柱蜗杆。

材料:蜗杆(碳钢、合金钢)涡轮(灰铸铁、铸锡磷青铜、铸锡锌铅铜)

轴承分类:滑动轴承(径向、止推;流体润滑、不完全流体润滑)、滚动轴承。

滑动轴承设计内容:1、轴承形式和结构设计2、轴瓦的结构和材料选择3、轴承的结构参数确定4润滑剂的选择和供应5、轴承的工作能力及热平衡计算。轴瓦:对开式和整体试

滑动轴承的失效形式:1、磨粒磨损2、刮伤3、胶合4、疲劳剥落5、腐蚀

适用场合:转速特高、特大冲击振动、径向空间受限、必须剖分式安装、水或有腐蚀性处油槽:为了把润滑油导入整个摩擦面间,在轴瓦和轴颈上开设油孔和油糟(封油面)

需验算:轴瓦材料的许用压力[p]防止过大的比压,使边界油膜破裂,造成过度磨损;轴承材料的[pv]许用值,防止过大造成高温而使润滑失效,产生磨损和胶合;许用滑动速度[v]

滚动轴承:向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。摩擦系数小、标准化选用、润滑、维护易 1调心球2调心滚子3圆锥滚子5推力球6深沟球、7脚接触球N 、圆柱滚子。 轴承内径名称-级尺寸系列-Px 公差-Cx 组游隙

轴:转轴、心轴、传动轴 C15º AC25º B40º

提高轴强度:1、合理布置轴上零件以减小轴的载荷2、改进轴上零件个结构以减小轴的载荷3改进轴的结构以减小应力集中的影响4、改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度。 V 带设计:1、确定计算功率2、选择V 带带型3、确定带轮的基准直径dd 并验算带速4、确定中心距a 并选择V 带的基准长度Ld 5、验算小带轮上的包角α6、确定带的根数7、确定带的初拉力F08、计算带的压轴力

带轮设计:根据带轮的基准直径和带轮转速等已知条件,确定带轮的材料,结构形式,轮槽,轮辐和轮毂的几何尺寸,公差和表面粗糙度以及相关技术要求。

齿轮设计考虑:闭式高转速齿轮传动,为提高传动的平稳性和减小冲击振动,齿数多为好;开式齿轮传动,由于齿轮主要是磨损失效,为使齿轮不致于过小,小齿轮给齿数不宜过多;为使齿轮不根切,对于标准圆柱直齿轮齿数应大于等于17.

轴设计内容:结构设计(轴上零件的安装、定位及轴的制造工艺等方面要求)和工作能力计算(轴的强度、刚度和振动稳定性等方面计算)

滑动轴承动力润滑过程:径向滑动轴承的轴颈与轴承孔间必须留有间隙,当轴颈静止时,轴颈处于轴孔的最低位置,并与轴瓦接触,此时,两表面间自然形成一收敛的楔形空间。当轴颈开始转动时,速度较低,带入轴承间隙中的油量较少,这时轴瓦对轴颈的摩擦力方向与轴颈表面圆周速度方向相反,迫使轴颈在摩擦力的作用下沿孔壁向上爬升(图2)随着转速的的增大,轴颈表面的圆周速度增大,带入楔形空间的油量也逐渐增多。这时,右侧楔形油膜产生了一定的动压力,将轴颈向左浮起来。当轴颈达到稳定运转时,轴颈便稳定在一定的偏心位置上(图三)。这时轴承处于流体处于动力润滑状态,油膜产生的动压力与外载荷F 相平衡。此时,由于轴承内摩擦阻力仅为液体的内阻力,故摩擦系数达到最小值。

带传动D1、V 、α1限制:D1受弯曲应力限制不能过小,否者弯曲应力过大;V 受承载能力限制,P=FV 一定时,V 过小,F 过大,带寿命下降,带根数过多不紧凑,V 过大,离心力加大,轮面压紧力减小,摩擦力F 减小,承载下降;α1过小会使带在小轮上易打滑。 蜗杆啮合条件:在中间平面涡轮蜗杆的压力角相等,模数相等,旋转角相等,方向相同。 m

r rN N N 0σσ=:有限寿命弯曲疲劳极限⎪⎩⎪⎨⎧+==-+==--m a a m ca m K K K S C σϕσσσσϕσσσσσσσ1ca 1S :C r )(:疲劳弯曲系数 螺栓:][][][s ττS σ= p p S σσs

][=分力:i F 分力矩j F =zr

FL 最大受力θF F F F F j i j i cos 222max ++= ]?[420max τπτd F =f

KF F >0预紧力 轴承:1、计算轴向力1a F 和2a F =F/2Y ;2、判断e F F r a >11冲击载荷:()11111a r p F Y F X f P +=;

3、寿命:3103)(60106===εεε滚子球P C n L r h 轴:30m in n P A d =T W T =τ