机械设计复习要点及重点习题复习课程
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第一章绪论1.机器是用来代替人们体力和部分脑力劳动的工具。
2.机器的基本组成要素是机械零件。
第二章机械设计总论1.原动机部分是驱动整部机器完成预定功能的动力源。
2.执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分。
3.传动部分是用来完成运动形式、运动及动力参数转变的。
4.机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
5.设计机器的一般程序:计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段、计算机在机械设计中的应用。
6.机器的主要要求:使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、寿命可靠性的要求。
7.机械零件的主要失效形式:整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。
8.设计机械零件时应满足的基本要求:避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求、可靠性要求。
9.避免在预定寿命期内失效要求:强度、刚度、寿命。
10.机械零件的设计准则:强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则。
11.平均工作时间MTTF:对不可修复的零件,其失效前的平均工作时间。
12.平均故障间隔时间MTBF:对可修复的零件,其平均故障间隔时间。
第三章机械零件的强度1.机械中各零件之间力的传递,是通过两个零件的接触来实现的,接触分为外接触和内接触,也可分为点接触和线接触。
2.可以吧一切引起失效的外部作用的参数称为应力,把零件本身抵抗失效的能力称为强度。
第四章摩擦、磨损及润滑概述1.当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发生相对滑动,或有相对滑动的趋势时,在接触表面上就会产生抵抗滑动的阻力,这一自然现象称为摩擦,产生的阻力称为摩擦力。
2.摩擦分为两类:一类是发生在物质内部,阻碍分子间相对运动的内摩擦;另一类是当相互接触的两个物体发生相对滑动或有相对滑动的趋势时,在接触表面上产生的阻碍相对滑动的外摩擦。
3.仅有相对滑动趋势时的摩擦称为静摩擦。
4.相对滑动进行中的摩擦称为动摩擦。
《机械设计基础》课程重点总结绪论零件是制造的单元,构件是运动的单元,一部机器可包含一个或若干个机构,同一个机构可以组成不同的机器。
第一章平面机构的自由度和速度分析1.所以构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构;2.两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。
两构件通过面接触组成的运动副称为低副,平面机构中的低副有移动副和转动副。
两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副;3.绘制平面机构运动简图;4.机构自由度F=3n-2P l-P h,原动件数小于机构自由度,机构不具有确定的相对运动;原动件数大于机构自由度,机构中最弱的构件必将损坏;机构自由度等于零的构件组合,它的各构件之间不可能产生相对运动;5.计算平面机构自由度的注意事项:(1)复合铰链(图1-13)(2)局部自由度:凸轮小滚子焊为一体(3)虚约束(4)两个构件构成多个平面高副,各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副,各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副,而不是虚约束;6.自由度的计算步骤要全:1)指出复合铰链、虚约束和局部自由度2)指出活动构件、低副、高副3)计算自由度4)指出构件有没有确定的运动。
第二章平面连杆机构1.平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构,又称平面低副机构;按所含移动副数目的不同,可分为:全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。
2.铰链四杆机构:机构的固定构件称为机架;与机架用转动副相连接的构件称为连架杆;不与机架直接相连的构件称为连杆;铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
3.含一个移动副的四杆机构:曲柄滑块机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、定块机构、摇块机构,及其相互之间的倒置。
4.铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆和最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和;整转副是最短边及其邻边组成的;铰链四杆机构是否存在曲柄依据:1)取最短杆为机架时,机架上有两个整转副,故得双曲柄机构;2)取最短杆的邻边为机架时,机架上只有一个整转副,故得曲柄摇杆机构;3)取最短杆的对边为机架时,机架上没有整转副,故得双摇杆机构。
河北工业大学机械设计基础第一章机械设计概论复习思考题1、机械设计的基本要求包括哪些方面?2、机械设计的一般程序如何?3、对机械零件设计有哪些一般步骤?4、对机械零件设计有哪些常用计算准则?5、对机械零件材料的选择应考虑哪些方面的要求?习题1.何谓机械零件的失效?何谓机械零件的工作能力?2.机械零件常用的计算准则有哪些?第二章机械零件的强度复习思考题1、静应力与变应力的区别?静应力与变应力下零件的强度计算有何不同?2、稳定循环变应力的种类有哪些?画出其应力变化曲线,并分别写出最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。
3、静应力是否一定由静载荷产生?变应力是否一定由变载荷产生?4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些?机械零件疲劳强度与哪些因素有关?5、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图?6、相对于材料,影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?综合影响因素Kσ的表达式为何?如何作零件的简化极限应力图?7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响?8、按Hertz公式,两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关?习题1.某材料的对称循环弯曲疲劳极限1801=-σMPa 。
取循环基数N 0=5×106,m =9,试求循环次数N 分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
2.已知材料的机械性能为σs =260MPa ,σ-1=170MPa ,ψσ=0.2,试绘制此材料的简化根限应力线图。
3.圆轴轴肩处的尺寸为:D =54mm ,d =45mm ,r =3mm 。
如用上题中的材料,设其强度极限B =420MPa ,试绘制此零件的简化极限应力线图,零件的βσ=βq =1。
4.如上题中危险剖面上的平均应力σm =20MPa ,应力幅σa =30MPa ,试分别按①γ=C ,②σm =C ,求出该载面的计算安全系数S ca 。
《机械设计基础》重点总结机械设计基础是一门研究机械中常用机构和通用零部件工作原理、结构特点、设计方法以及机械传动系统设计的学科。
它是机械工程类专业的重要基础课程,对于我们理解和掌握机械系统的设计与应用具有重要意义。
下面我将为大家总结这门课程的重点内容。
一、平面机构的结构分析1、运动副及其分类运动副是指两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接。
根据接触形式的不同,运动副分为低副和高副。
低副包括转动副和移动副,高副则包括齿轮副、凸轮副等。
2、平面机构的运动简图用简单的线条和符号来表示机构的组成和运动情况的图形称为机构运动简图。
绘制机构运动简图时,要准确表示出各构件之间的相对运动关系和运动副的类型。
3、平面机构的自由度计算自由度是指机构具有独立运动的数目。
平面机构的自由度计算公式为:F = 3n 2PL PH,其中 n 为活动构件的数目,PL 为低副的数目,PH 为高副的数目。
机构具有确定运动的条件是自由度等于原动件的数目。
二、平面连杆机构1、铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
其类型取决于各杆的长度关系和机架的选择。
2、铰链四杆机构的演化形式通过改变构件的形状、相对长度以及运动副的尺寸等,可以将铰链四杆机构演化成曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构和定块机构等。
3、平面连杆机构的运动特性包括急回特性、压力角和传动角等。
急回特性可以提高工作效率,压力角越小、传动角越大,机构的传动性能越好。
三、凸轮机构1、凸轮机构的类型按凸轮的形状可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮;按从动件的端部形状可分为尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件。
2、凸轮机构的运动规律常用的运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律和正弦加速度运动规律等。
不同的运动规律适用于不同的工作场合。
3、凸轮机构的设计设计凸轮机构时,需要根据工作要求确定凸轮的基圆半径、滚子半径、从动件的行程和运动规律等参数。
《机械设计》期末考试复习提纲要点《机械设计》期末考试复习提纲1.考试重点:第五、八、九、十、十二、十三和十五章,计算题基本以这几章为主,其余所讲各章以概念为主。
2.考试题型:填空、选择、简述和计算题。
3.各章重点第二章机械设计总论以概念为主,包括:机器组成、机械零件的主要失效形式、设计机械零件时应满足的基本要求、设计准则、机械零件常用材料第三章机械零件的强度1.图3-1中对各段曲线的划分及意义2.图3-3的作法3.应用图3-4如何确定单向稳定应力时当r=C、σm=C、σmin=C几种情况下极限应力。
4.提高机械零件疲劳强度的措施第四章摩擦、磨损及润滑概述1.概念:摩擦、磨损、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦2.磨损的种类、零件的磨损曲线含义(图4-6)3.润滑的方法第五章螺纹联接和螺旋传动1.概念螺纹的预紧、防松2.螺纹的类型(表5-1)、主要参数(大径、小径、螺距、导程、螺纹升角、牙形角等)、螺纹联接的基本类型及其特点。
3.螺纹的强度计算:几种螺栓联接强度计算的公式、紧螺栓联接公式中“1.3”代表的意义,叙述图5-16单个紧螺栓联接受力的变形过程;能够对螺栓的相对刚度进行分析。
4.螺栓组的受力计算:包括受横向载荷的联接、受转矩的螺栓组联接、倾覆力矩的螺栓组联接等四种情况。
5.提高螺纹联接强度的措施6.参看:书88页例题、习题5-4,5-5、5-6以及5-10第六章键、花键、无键联接和销联接1.键联接:主要类型、半圆键的优缺点、楔键和切向键的工作原理,工作表面2.花键联接:种类、定心方式第七章不考第八章带传动1.概念:带传动、弹性滑动、打滑、预紧2.带传动的类型、普通V带的结构、带的应力分析、张紧方法3.对弹性滑动和打滑的分析以及两者之间的关系4.利用欧拉公式分析对带传动能力的影响因素。
习题:8-1、8-2第九章链传动1.链传动与带传动的比较、滚子链的结构2.链传动的运动特性分析(图9-9),链传动的受力分析(即松、紧边力组成)第十章齿轮传动1.概念:使用系数Ka、动载系数Kv、齿间载荷分配系数Kα、齿向载荷分布系数Kβ、齿宽系数Ψ2.标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析、力的计算公式3.弯曲强度公式及计算点,公式中各参数的意义(Y Fa,Y Sa、[σF])4.齿面接触疲劳强度公式及计算点,公式中各参数的意义(Z H、Z E、[σH])5.齿轮设计中的参数选择及影响6.标准斜齿圆柱齿轮传动的受力计算及受力图的绘制7.齿根弯曲疲劳强度公式和齿面疲劳强度公式的应用,及与直齿轮公式的比较;参考习题:10-1、10-5、10-2第十一章蜗杆传动1.蜗杆传动的类型、参数原则、失效形式、设计准则2.蜗杆传动的受力分析参考习题:11-1第十二章滑动轴承1.概念:滑动轴承、滚动轴承、液体动力润滑轴承、液体静压润滑轴承、径向滑动轴承2.径向滑动轴承的结构型式、失效形式、常用材料的类型及要满足的要求、轴瓦的结构3.形成流体动力润滑的必要条件4.对一维雷诺方程的分析,径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程5.径向动力润滑滑动轴承的压力分布图第十三章滚动轴承1.概念向心推力轴承、轴承的寿命、轴承的额定寿命、额定动载荷、当量动载荷2.滚动轴承基本代号各位的意义,熟悉30000、60000、70000型的性能及特点3.滚子轴承与球轴承的性能对比4.滚动轴承寿命及当量动载荷的计算5.轴承装置的配置方法(三种)参考习题:13-1、13-5、例题13-2、例题13-3第十四章联轴器和离合器1.概念离合器、联轴器、刚性联轴器、挠性联轴器2.刚性联轴器的种类及特点、挠性联轴器的种类及特点3.掌握十字滑块联轴器的原理、万向联轴器的原理、齿式联轴器的原理4.离合器的种类和特点第十五章轴1.概念传动轴、心轴、转轴、2.轴上零件的周向定位方法3.轴上零件的轴向定位方法4.提高轴强度的常用措施5.轴的强度校核计算(按扭转强度、弯扭组合)6.纠正轴的错误画法参考习题:15-4、15-6、15-7参考题:填空题001 计算载荷F ca 、、平均载荷F 和载荷系数K 的关系式 ,强度计算时应该用载荷.002 在静强度条件下,塑性材料的极限应力是 ,而脆性材料的极限应力是 . 003 受预紧力和轴向工作载荷的螺栓,其总拉力为与之和. 004 ________螺纹常用于联接,_________、_________、_________螺纹常用于传动. 005 螺纹联接的主要类型有________、________、________和________.006 受轴向变载荷的紧螺栓联接,在工作载荷F 和残余预紧力不变的情况下,要提高螺栓的疲劳强度,可以减小_________或增大__________.007 用于联接的螺纹牙形有_________.用于传动的螺纹牙型有_________.008 有一受轴向载荷的紧螺栓联接,所受的预紧力F ′=6000N,工作时所受轴向工作载荷F=3000N,螺栓的相对刚度mb b C C C =0.2,则该螺栓所受的总拉力F 0=________,残余预紧力F ″=__________.009普通平键的工作面是_______,工作时靠________________________传递转矩.010 楔键的工作面是________,键的_______和它相配的________均具有1:100的斜度。
机械设计每章节知识点第一章:机械设计基础知识1.1 机械设计的定义与概念机械设计是指根据使用要求和技术指标,进行各种机械产品及系统的设计的工作。
1.2 机械设计的基本要素机械设计的基本要素包括设计目标、设计条件、设计环境和设计方法。
1.3 机械设计的设计步骤机械设计的设计步骤包括需求分析、设计方案的选择、详细设计、制图和文件编制等。
1.4 机械设计的设计过程机械设计的设计过程包括概念设计、初步设计和详细设计等阶段。
第二章:机械设计基本原理2.1 物体的力学平衡物体的力学平衡是指物体在受力作用下,力的合力和力的力矩均为零的状态。
2.2 材料力学基本原理材料力学基本原理包括弹性力学、塑性力学和疲劳力学等。
2.3 运动学基本原理运动学基本原理包括运动学几何、速度和加速度的计算等。
2.4 动力学基本原理动力学基本原理包括牛顿定律、功和能的计算等。
第三章:机械零部件设计3.1 设计轴、轴承和轴承座设计轴、轴承和轴承座时需要考虑受力、运动性能和装配性能等因素。
3.2 设计齿轮传动设计齿轮传动时需要考虑齿轮的模数、压力角、齿数比和传动比等因素。
3.3 设计联轴器设计联轴器时需要考虑传递功率、防止轴向、径向和角向位移的要求。
3.4 设计链传动设计链传动时需要考虑链条的模数、节距和链板的选择等因素。
第四章:机械传动设计4.1 设计齿轮传动设计齿轮传动时需要确定齿轮的参数、选取合适的齿轮材料和进行齿轮强度校核。
4.2 设计带传动设计带传动时需要确定带传动的传动比、带传动的类型和带传动的长度等参数。
4.3 设计蜗杆传动设计蜗杆传动时需要确定蜗杆的蜗杆材料、蜗杆的模数和传动比等因素。
4.4 设计链传动设计链传动时需要确定链条的参数、选择适当的链条类型和进行链条的强度校核。
第五章:机械零部件制造工艺5.1 切削加工工艺切削加工工艺包括车削、铣削、钻削、镗削和磨削等。
5.2 成形加工工艺成形加工工艺包括冲压、锻造、铸造和压缩等。
(完整版)机械设计复习要点及重点习题摩擦、磨损及润滑概述1、如何⽤膜厚⽐衡量两滑动表⾯间的摩擦状态?【答】膜厚⽐(λ)⽤来⼤致估计两滑动表⾯所处的摩擦(润滑)状态。
2/12221min)(q q R R h +=λ式中,min h 为两滑动粗糙表⾯间的最⼩公称油膜厚度,1q R 、2q R 分别为两表⾯轮廓的均⽅根偏差。
膜厚⽐1≤λ时,为边界摩擦(润滑)状态;当31~=λ时,为混合摩擦(润滑)状态;当3>λ时为流体摩擦(润滑)状态。
2、机件磨损的过程⼤致可分为⼏个阶段?每个阶段的特征如何?【答】试验结果表明,机械零件的⼀般磨损过程⼤致分为三个阶段,即磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。
1)磨合阶段:新的摩擦副表⾯较粗糙,在⼀定载荷的作⽤下,摩擦表⾯逐渐被磨平,实际接触⾯积逐渐增⼤,磨损速度开始很快,然后减慢;2)稳定磨损阶段:经过磨合,摩擦表⾯加⼯硬化,微观⼏何形状改变,从⽽建⽴了弹性接触的条件,磨损速度缓慢,处于稳定状态;3)剧烈磨损阶段:经过较长时间的稳定磨损后,因零件表⾯遭到破化,湿摩擦条件发⽣加⼤的变化(如温度的急剧升⾼,⾦属组织的变化等),磨损速度急剧增加,这时机械效率下降,精度降低,出现异常的噪声及振动,最后导致零件失效。
3、何谓油性与极压性?【答】油性(润滑性)是指润滑油中极性分⼦湿润或吸附于摩擦表⾯形成边界油膜的性能,是影响边界油膜性能好坏的重要指标。
油性越好,吸附能⼒越强。
对于那些低速、重载或润滑不充分的场合,润滑性具有特别重要的意义。
极压性是润滑油中加⼊含硫、氯、磷的有机极性化合物后,油中极性分⼦在⾦属表⾯⽣成抗磨、耐⾼压的化学反应边界膜的性能。
它在重载、⾼速、⾼温条件下,可改善边界润滑性能。
4、润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪⼏项?【答】润滑油的主要质量指标有:粘度、润滑性(油性)、极压性、闪点、凝点和氧化稳定性。
润滑脂的主要质量指标有:锥(针)⼊度(或稠度)和滴点。
摩擦、磨损及润滑概述1、如何用膜厚比衡量两滑动表面间的摩擦状态?【答】膜厚比(λ)用来大致估计两滑动表面所处的摩擦(润滑)状态。
2/12221min)(q q R R h +=λ式中,min h 为两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度,1q R 、2q R 分别为两表面轮廓的均方根偏差。
膜厚比1≤λ时,为边界摩擦(润滑)状态;当31~=λ时,为混合摩擦(润滑)状态;当3>λ时为流体摩擦(润滑)状态。
2、机件磨损的过程大致可分为几个阶段?每个阶段的特征如何?【答】试验结果表明,机械零件的一般磨损过程大致分为三个阶段,即磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。
1) 磨合阶段:新的摩擦副表面较粗糙,在一定载荷的作用下,摩擦表面逐渐被磨平,实际接触面积逐渐增大,磨损速度开始很快,然后减慢;2) 稳定磨损阶段:经过磨合,摩擦表面加工硬化,微观几何形状改变,从而建立了弹性接触的条件,磨损速度缓慢,处于稳定状态;3) 剧烈磨损阶段:经过较长时间的稳定磨损后,因零件表面遭到破化,湿摩擦条件发生加大的变化(如温度的急剧升高,金属组织的变化等),磨损速度急剧增加,这时机械效率下降,精度降低,出现异常的噪声及振动,最后导致零件失效。
3、何谓油性与极压性?【答】油性(润滑性)是指润滑油中极性分子湿润或吸附于摩擦表面形成边界油膜的性能,是影响边界油膜性能好坏的重要指标。
油性越好,吸附能力越强。
对于那些低速、重载或润滑不充分的场合,润滑性具有特别重要的意义。
极压性是润滑油中加入含硫、氯、磷的有机极性化合物后,油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高压的化学反应边界膜的性能。
它在重载、高速、高温条件下,可改善边界润滑性能。
4、润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项?【答】润滑油的主要质量指标有:粘度、润滑性(油性)、极压性、闪点、凝点和氧化稳定性。
润滑脂的主要质量指标有:锥(针)入度(或稠度)和滴点。
5、什么是粘度?粘度的常用单位有哪些?【答】粘度是指润滑油抵抗剪切变形的能力,标志着油液内部产生相对运动运动时内摩擦阻力的大小,可定性地定义为它的流动阻力。
粘度越大,内摩擦阻力越大,流动性越差。
粘度是润滑油最重要的性能指标,也是选用润滑油的主要依据。
粘度的常用单位有s Pa ⋅(国际单位制),2cm s dyn ⋅(P 泊,cP 厘泊),St(斯),cSt (厘斯),t E ο(恩氏度),SUS (赛氏通用秒),R (雷氏秒)等。
6、流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理在本质上有何不同?【答】流体动力润滑是借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开,由流体膜产生的压力来平衡外载荷,具有一定粘性的流体流入楔形收敛间隙产生压力效应而形成。
流体静力润滑是靠液压泵(或其它压力流体源),将加压后的流体送入两摩擦表面之间,利用流体静压力来平衡外载荷。
四 螺纹连接和螺旋传动1、简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点,并说明哪些螺纹适合用于连接,哪些螺纹适合用于传动?哪些螺纹已经标准化?【答】普通螺纹:牙型为等边三角形,牙型角60度,内外螺纹旋合后留有径向间隙,外螺纹牙根允许有较大的圆角,以减小应力集中。
同一公称直径按螺距大小,分为粗牙和细牙,细牙螺纹升角小,自锁性好,抗剪切强度高,但因牙细不耐磨,容易滑扣。
应用:一般连接多用粗牙螺纹。
细牙螺纹常用于细小零件,薄壁管件或受冲击振动和变载荷的连接中,也可作为微调机构的调整螺纹用。
矩形螺纹:牙型为正方形,牙型角ο0=α,传动效率较其它螺纹高,但牙根强度弱,螺旋副磨损后,间隙难以修复和补偿,传动精度降低。
梯形螺纹:牙型为等腰梯形,牙型角为30度,内外螺纹以锥面贴紧不易松动,工艺较好,牙根强度高,对中性好。
主要用于传动螺纹。
锯齿型螺纹:牙型为不等腰梯形,工作面的牙侧角3度,非工作面牙侧角30度。
外螺纹牙根有较大的圆角,以减小应力集中,内外螺纹旋合后,大径无间隙便于对中,兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高的特点。
用于单向受力的传动螺纹。
普通螺纹适合用于连接,矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹适合用于传动。
普通螺纹、、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经标准化。
2、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处?【答】可以减小螺栓的刚度,从而提高螺栓连接的强度。
3、螺纹连接为何要防松?常见的防松方法有哪些?【答】连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件,并且拧紧后,螺母、螺栓头部等承压面处的摩擦也都有防松作用,因此在承受静载荷和工作温度变化不大时,螺纹连接一般都不会自动松脱。
但在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下,连接有可能松动,甚至松开,造成连接失效,引起机器损坏,甚至导致严重的人身事故等。
所以在设计螺纹连接时,必须考虑防松问题。
螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。
具体的防松装置或方法很多,按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和其它方法,如端面冲点法防松、粘合法防松,防松效果良好,但仅适用于很少拆开或不拆的连接。
4、简要说明螺纹连接的主要类型和特点。
【答】螺纹联接的主要类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。
主要特点是: 1)螺栓联接:有普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接两种。
普通螺栓联接被联接件的通孔与螺栓杆之间有间隙,所以孔的加工精度可以低些,不需在被联接件上切制螺纹,同时结构简单、装拆方便,所以应用最广。
铰制孔螺栓联接螺栓杆与孔之间没有间隙,能确定被联接件的相对位置,并能承受横向载荷。
2)螺钉联接:螺钉直接旋入被联接件的螺纹孔中。
适用于被联接件之一较厚,或另一端不能装螺母的场合。
由于不用螺母,所以易于实现外观平整、结构紧凑;但要在被联接件上切制螺纹,因而其结构比螺栓联接复杂一些。
不适用于经常拆装的场合。
如经常拆装,会使螺纹孔磨损,导致被联接件过早失效。
3)双头螺柱联接:使用两端均有螺纹的螺柱,一端旋入并紧定在较厚被联接件的螺纹孔中,另一端穿过较薄被联接件的通孔,加上垫片,旋上螺母并拧紧,即成为双头螺柱联接。
这种联接在结构上较前两种复杂,但兼有前两者的特点,即便于拆装,又可用于有较厚被联接件或要求结构紧凑的场合。
4)紧定螺钉联接:将紧定螺钉拧入一零件的螺纹孔中,其末端顶住另一零件的表面,或顶入相应的凹坑中,以固定两个零件的相对位置,并可传递不大的力或扭矩,多用于固定轴上零件的相对位置。
5、简要说明平垫圈、斜垫圈和球面垫圈的用途?【答】垫圈的主要作用是增加被联接件的支承面积或避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。
常用的是平垫圈。
当被联接件表面有斜度时,应使用斜垫圈,特殊情况下可使用球面垫圈。
6、在铸、锻件等的粗糙表面上安装螺栓时,为何应制成凸台或沉头座?【答】1)降低表面粗造度,保证连接的紧密性;2)避免螺栓承受偏心载荷;3)减少加工面,降低加工成本。
7、如图所示的底板螺栓组连接受外力的∑F 作用,外力∑F 作用在包含x 轴并垂直于底板结合面的平面内。
试分析底板螺栓组的受力情况,判断哪个螺栓受力最大?保证连接安全工作的必要条件有哪些?【解】将∑F 等效转化到底板面上,可知底板受到轴向力y F ∑,横向力x F ∑和倾覆力矩M 。
(1) 底板最左侧螺栓受力最大,为防止螺栓拉断,应验算该螺栓的拉伸强度,要求拉应力][σσ≤;(2) 为防止底板右侧压碎,应验算底板右侧边缘的最大挤压应力,要求最大挤压应力][max σσ≤p ;(3) 为防止底板左侧出现间隙,应验算底板左侧边缘的最小挤压应力,要求最小挤压应力0min >p σ;(4) 为防止底板向右滑移,应验算底板在横向力作用题 7图下是否会滑动,要求摩擦力x f F F ∑>。
8、如图所示,两块金属板用两个M12的普通螺栓连接。
若结合面的摩擦系数3.0=f ,螺栓预紧力控制在屈服极限的70%,螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造,求此连接所能传递的最大横向载荷F 。
【解】参考书给出的答案有问题:螺栓数目为2,接合面数为1,取防滑系数为2.1=s K ,性能等级为4.8的碳钢MPa 320=s σ。
螺栓所需预紧力0F 为fzi F K F s ∑≥0因此,所能传递的最大载荷为8601012.12.1123.0103207.0⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=≤∑s K fzi F F N 正确解法:1、 M12的螺纹内径为mm 106.101=d ;2、 确定螺栓的预紧力性能等级为 4.8的碳钢MPa 320=s σ,由题意,预紧力为3、 由公式 ∑≥F K fziF s 0 2.13.012====s K f i z ,取,,,因此,该连接能传递的最大横向载荷为9、受轴向载荷的紧螺栓连接,被连接钢板间采用橡胶垫片。
已知螺栓预紧力150000=F N ,当受轴向工作载荷10000=F N 时,求螺栓所受的总拉力及被连接件之间的残余预紧力。
【解】采用橡胶垫片密封,取螺栓的相对刚度9.0=+mb b C C C 由教材公式(5-18),螺栓总拉力 24000100009.0150002=⨯+=++=F C C C F F mb b N 由教材公式(5.15),残余预紧力为14000100002400021=-=-=F F F N键、花键、无键连接和销连接1、分析比较平键和楔键的工作特点和应用场合。
题 8 图F F【答】平键连接的工作面是两侧面,上表面与轮毂槽底之间留有间隙,工作时,靠键与键槽的互压传递转矩,但不能实现轴上零件的轴向定位,所以也不能承受轴向力。
具有制造简单、装拆方便、定心性较好等优点,应用广泛。
楔键连接的工作面是上下面,其上表面和轮毂键槽底面均有1:100的斜度,装配时需打紧,靠楔紧后上下面产生的摩擦力传递转矩,并能实现轴上零件的轴向固定和承受单向轴向力。
由于楔紧后使轴和轮毂产生偏心,故多用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的场合。
2、平键连接有哪些失效形式?普通平键的截面尺寸和长度如何确定?【答】平键连接的主要失效形式是较弱零件(通常为轮毂)的工作面被压溃(静连接)或磨损(动连接,特别是在载荷作用下移动时),除非有严重过载,一般不会出现键的剪断。
键的截面尺寸h b ⨯应根据轴径d 从键的标准中选取。
键的长度L 可参照轮毂长度从标准中选取,L 值应略短于轮毂长度。
3、为什么采用两个平键时,一般布置在沿周向相隔180°的位置,采用两个楔键时,则应沿周向相隔90°~120°,而采用两个半圆键时,却布置在轴的同一母线上?【答】两个平键连接,一般沿周向相隔ο180布置,对轴的削弱均匀,并且两键的挤压力对轴平衡,对轴不产生附加弯矩,受力状态好。
采用两个楔键时,相隔οο120~90布置。
若夹角过小,则对轴的局部削弱过大。
若夹角过大,则两个楔键的总承载能力下降。