機械設計複習

機械設計複習資料（說明：補考的內容也包括,記得帶計算器。）

考試題型：填空20分，計算題2個，內容滾動軸承和螺栓強度校核,，簡答分析5個，內容重點看齒輪這一章。

第三章機械零件強度

p22 圖3-1，圖3-2，圖3-3。了解圖形含義。p25 零件的疲勞強度和材料疲勞強度的區別。

區別：由於機械零件在幾何尺寸和形狀、加工質量表面和表面強化工藝等方面與材料試件存在一定差異，往往會導致零件的疲勞極限小於材料試件的疲勞極限。

第五章螺紋連線和螺旋傳動

p64掌握螺紋的主要引數。大徑d，小徑d1，線數n，螺距p等。

p70掌握螺紋連線的防鬆方法：按工作原理分為摩擦防鬆，機械防鬆，破壞螺旋副關係放鬆等。機械防鬆更可靠。

摩擦防鬆有：使用對頂螺母防鬆，加彈簧墊圈防鬆，自鎖螺母防鬆。機械防鬆有：

開口銷與六角開槽螺母，止動墊圈，串聯鋼絲。破壞螺旋副防鬆有：鉚合，充點，塗膠粘劑。

p79—p86重點，有計算題：單個普通螺栓連線的強度計算方法。、

1、松螺栓聯接強度計算

2、緊螺栓聯接強度計：（1）．僅受預緊力的緊螺栓聯接強度條件

（2）．受軸向載荷的緊螺栓聯接：為使工作載荷作用後，聯接結合面間有殘餘預緊力f1存在，要求螺栓聯接的預緊力f0為：

這時螺栓的總拉力為：

為螺栓的相對剛度，其取值範圍為 0~1

靜強度條件：

（3）承受工作剪力的緊螺栓聯接：這種聯接是利用鉸制孔用螺栓抗剪下來承受載荷的。螺栓杆與孔壁之間無間隙，接觸表面受擠壓。在聯接結合面處，螺栓桿則受剪下

螺栓杆與孔壁的擠壓強度條件為：

螺栓杆的剪下強度條件為：

p75 螺栓組強度計算

1、受橫向載荷的螺栓組連線。

掌握普通螺栓和鉸制孔用螺栓承受橫向載荷時的情況分析。

對於鉸制孔用螺栓聯接，每個螺栓所受工作剪力為：

式中：z為螺栓數目

對於普通螺栓聯接，按預緊後接合面間所產生的最大摩擦

力必須大於或等於橫向載荷的要求，有：或ks為防滑係數，設計中可取ks =1.1~1.3

2、受轉矩的螺栓組連線。

採用普通螺栓和鉸制孔用螺栓組成的螺栓組受轉矩時的受力情況是不同的。

採用普通螺栓，是靠聯接預緊後在接合面間產生的摩擦力矩來抵抗轉矩t

採用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪下和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉矩t。

3．受軸向載荷的螺栓組聯接：

若作用在螺栓組上軸向總載荷fς作用線與螺栓軸線平行，並通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為：

通常，各個螺栓還承受預緊力f0的作用，當聯接要***的殘餘預緊

力為f1時，每個螺栓所承受的總載荷f2為：f2 = f1 + f

p88，p89將螺栓杆製成空心的原因：將螺栓製成空心，會降低螺栓的剛度。則螺栓的相對剛度就降低了，使螺栓的總拉力增加很少。

第六章鍵和銷

是小題目，沒大題目。掌握鍵的工作面情況。

p105鍵的選擇：包括型別選擇和尺寸選擇兩個方面，鍵的型別應根據鍵連線的結構特點，使用要求和工作要求來選擇。鍵的尺寸則按符合標準規格和強度要求來選擇。

p106鍵連線的失效形式：工作面被壓潰，一般不會剪斷。

p108 鍵的布置：在進行強度校核後，如果強度不夠，則採用雙鍵。這時應考慮鍵的合理布置。

兩個平鍵最好布置在沿周向間隔180度。兩個半圓鍵應布置在軸的同一條母線上，兩個楔形鍵則應布置在沿周向間隔90—120度。

第八章帶傳動

p147—p148帶傳動打滑的原因，帶的應力有幾種，怎樣分布，最大應力在**？

答：當帶的工作載荷進一步加大，有效圓周力達到臨界值fec後，則帶與帶輪間會發生顯著的相對滑動，即產生打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動輪轉速急速降低，帶傳動失效，這種情況應當避免。

帶的應力有拉應力，彎曲應力，離心拉應力。帶中可能產生的最大應力發生在帶的近邊開始繞上小帶輪處。

p149帶產生彈性滑動的原因？有什麼影響？

答：帶傳動中因帶的彈性變形變化所導致的帶與帶輪之間的相對運動，稱為彈性滑動。

帶的緊邊和松邊有拉力差，帶是個彈性元件，f=kx。

影響：彈性滑動導致：從動輪的圓周速度v2＜主動輪的圓周速度v1，速度降低

的程度可用滑動率ε來表示：

p150 中心距大小對帶傳動的影響：中心距大，可以增大帶輪的包角，較少單位時間內帶的循壞次數，有利於提高帶的壽命，但是中心距過大，加劇了帶的波動，降低了帶的傳動平穩性，同時增大帶傳動的整體尺寸。中心距小，則有相反的利弊。

p155 帶輪的基準直徑:當帶輪的功率呵呵呵轉速一定時，減小主動帶輪的直徑，則帶速將減小，單根v帶傳遞的功率減小，從而導致v帶根數增加，這樣不僅增大了帶輪的寬度，而且也增大了載荷在v帶間分配的不均勻性。另外，減小帶輪直降，則帶的彎曲應力增大。

為了避免彎曲應力過大小帶輪的基準直徑就不能過小。帶速不宜過高，5到25公尺每秒一般去，不超過30公尺每秒。

涉及到的公式：

p162張緊輪的位置：張緊輪一般應放在松邊的內側，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應盡量靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。

p165 與帶傳動相比，鏈傳動能保持準確的平均傳動比，徑向壓軸力小，適於低

速情況下工作。

◆ 與齒輪傳動相比，鏈傳動安裝精度要求較低，成本低廉，可遠距離傳動。

◆ 鏈傳動的主要缺點是不能保持恆定的瞬時傳動比。

◆ 鏈傳動主要用在要求工作可靠、轉速不高，且兩軸相距較遠，以及其它不

宜採用齒輪傳動的場合。

缺點：有雜訊，用久了易跳齒。

p172-p173 多邊形效應：鏈傳動的不均勻性的特徵，是由於圍繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊

形這一特點所造成的，故稱為鏈傳動的多邊形效應。（鏈傳動的傳動比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特徵有關，故將以上現象稱為鏈傳動的多變形效應）。

第十章齒輪傳動

p186齒輪傳動特點？

傳動效率高可達99％。在常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率為最高

結構緊湊與帶傳動、鏈傳動相比，在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的空間一般較小；

與各類傳動相比，齒輪傳動工作可靠，壽命長

傳動比穩定無論是平均值還是瞬時值。這也是齒輪傳動獲得廣泛應用的

與帶傳動、鏈傳動相比，齒輪的製造及安裝精度要求高，**較貴

失效方式？

齒輪傳動的失效主要是指輪齒的失效，其失效形式是多種多樣的。常見的失效形式有：

（1）齒輪折斷：齒輪受載後，齒根處的彎曲應力較大，齒根處的應力集中。

（2）齒面磨損：齒面摩擦或嚙合齒面間落入磨料性物質。

（3）齒麵點蝕：在循壞接觸應力，齒面摩擦及潤滑劑的反覆作用下，在齒面或其表層內會產生微小的裂紋。這些裂紋會拓展，相互連線，形成小片脫落，在齒面上形成細碎的凹坑或麻點。

（4）齒面膠合：齒面金屬接觸並相互粘著。

（5）塑性變形：輪齒材料過軟，輪齒載荷所產生的應力超過材料的屈服極限使，輪齒會發生塑像變形。

p198標準直齒圓柱齒輪的強度校核。

（1）齒根彎曲疲勞強度校核：

（2）齒面接觸疲勞強度計算

注意:小齒輪寬度比大齒輪寬度要寬。

p203齒輪強度計算的計算說明：

彎曲強度計算中，因大、小齒輪的[σf] 、yfa、ysa 值不同，故按此強度準則設計齒輪傳動時，公式中應代和中較小者。

接觸強度計算中，因兩對齒輪的σh1= σh2 ，故按此強度準則設計齒輪

傳動時，公式中應代[σh] 1和[σh] 2中較小者。

用設計公式初步計算齒輪分度圓直徑d1(或模數mn)時，因載荷係數中的

kv、kα、kβ不能預先確定，故可先試選一載荷係數kt。算出d1t(或 mnt）

後，用d1t再查取kv、kα、kβ從而計算kt 。若k與kt接近，則不必修改原

設計。否則，按下式修正原設計。

p200 齒形係數只與什麼有關？只與齒制、變位係數，齒數有關，與模數無關。

p216 斜齒圓柱齒輪三個力的方向判定，什麼叫左旋，什麼叫右旋？正確嚙合條件？

答：讓軸豎直放，中間軸線與水平面垂直。此時看旋線哪邊高就是哪邊旋

圓周力：主反從同；與主動輪旋轉方向相反，與從動輪轉動方向相同。

徑向力：指向圓心。

軸向力：用左右手定則來判斷，這定則只適用於主動輪的軸向力判斷。首先判斷該斜齒圓柱齒輪是左旋還是右旋。

然後伸出對應的那隻手，四指與齒輪旋向相同，大拇指所指方向即為軸向力方向。此時與之配對的從動斜齒輪其軸向力與主動輪的相反。

正確嚙合條件：模數和壓力角分別相等，螺旋角大小相等，方向相反。

p224錐齒輪三個力的方向判定，正確嚙合條件？

圓周力：主反從同，軸向力：從小端指向大端。徑向力：指向圓心。

正確嚙合條件：大端模數和壓力角分別相等，兩齒輪的錐距也要相等，

p249蝸輪蝸桿傳動特點，失效形式、受力分析：

（1）特點：傳動比大，一般為i=5~80，大的可達300以上；重合度大，傳動平穩，雜訊低；

摩擦磨損問題突出，磨損是主要的失效形式；．傳動效率低，具有自鎖性時，效率低於40%

（2）失效形式：齒輪折斷、齒面磨損、齒麵點蝕、齒面膠合、塑性變形。

（3）見書，、

在蝸輪蝸桿傳動中，蝸輪通常先失效所以渦輪齒圈通常採用錫青銅或者銅鋁合金。

p286滑動軸承形成油膜的條件：（1）相對滑動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙（2）楔形空間中充滿具有粘性的液體。（3）兩板相對運動的結果，應使液體在粘性力的作用下由楔形空間的大端流向楔形空間的小端。

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