同济机械学院《机械设计》复习要点
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 m ax σ
最小应力 min σ
应力幅 2min max σσσ-=
a 平均应力 2min max σσσ+=
m 应力比（循环特性） m ax
m in σσγ= （2）对称循环变应力：max min σσ-=、max σσ=a 、0=m σ、1-=γ
（3）脉动循环变应力：0min =σ、2max σσ=
a 、2max σσ=m 、0=γ
（4）静应力
2、变应力下的强度条件
（1）不同循环次数N 时的疲劳极限
当0N N 时 当0N N 时 γγσσ=N （2）同一循环次数，不同应力比（循环特性）γ时的疲劳极限 已知材料的机械性能1-σ、0σ（σϕ）、s σ，可作出（材料的极限应力）γσ的简图 （σK ）零件的极限应力图
应力比：C =γ时
平均应力：C m =σ时
最小应力：C =min σ时
例：
二、机械传动
A 、带传动
1、带传动的工作情况分析
受力分析：0212F F F =+ e F F F =-21 αv f e F F =2
1 应力分析：拉应力 弯曲应力 离心拉应力
运动分析：
2、带传动的失效形式及设计准则：
3、带传动的设计：
4、张紧装置：定期张紧装置 自动张紧装置 张紧轮的布置 例：P164习题8-1、8-2
B 、齿轮传动
1、齿轮传动的失效形式：
轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨料磨损、齿面塑性变形
2、设计准则
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：βαK K K K K V A =
（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 ↓↑→F Y z
4）提高齿轮接触疲劳强度的措施：几何参数d 、b 、材料[]H σ
5）提高齿根弯曲疲劳强度的措施：几何参数m 、b 、材料[]F σ
5、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
（2）受力分析：力的分解 力的大小 力的方向
（3）斜齿轮的强度条件
尺寸相同时： 斜齿轮承载能力大于直齿轮
外载和材料相同时： 斜齿轮尺寸小于直齿轮
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
（2）受力分析：力的大小主、从动轮上力的关系力的方向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、10-7
8、蜗杆传动
蜗杆传动的类型及其特点：
主要参数
蜗杆传动的失效形式和设计准则
材料及热处理
普通圆柱蜗杆传动
蜗杆传动的效率和热平衡计算
例：P272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
（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306h
h h v dx dp -=η 讨论一：形成流体动力润滑（形成动压油膜）的必要条件： 由306h
h h v dx dp -=η 1）两工作表面必须形成收敛的楔形间隙
若0h h =，则0=dx
dp 2）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
（3）承载能力计算公式P C vB
F 22ψη=
1）当轴承结构（d ,B ,ψ,χ,η,v ）确定
由P C d B ⇒⎪⎭
⎪⎬⎫χ，则可计算承受多大的径向载荷F 2）计算F vB
C P ηψ22
= 由χ⇒⎪⎭
⎪⎬⎫P C d B ，则可计算承受径向外载荷F 时，要多大的()χψ-=1min r h 3）主要参数的选择
相对间隙r r R -=ψ、宽径比d B 、偏心率r
R e -=χ、 最小油膜厚度()χψ-=1min r h
4）热平衡计算
2、滚动轴承
（1）滚动轴承的主要类型：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承（2）滚动轴承的代号：基本代号
（3）滚动轴承的类型选择
1）载荷的大小、方向和性质
2）其它：转速、旋转精度、调心性能、装拆方便、价格
（4）滚动轴承的尺寸选择
（5）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
（6）滚动轴承的疲劳寿命计算
1）寿命计算公式
2）轴承的当量动载荷：考虑实际工况，引入载荷系数
f
P
3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷
F的计算
a
4）轴承寿命计算步骤
例：P338例13-1、13-2
3、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）
2）按弯扭合成强度计算（一般轴）
