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笔记机械设计复习
机械设计复习
第一章机械设计总论与机械系统的组成
1.1)机械系统的组成:
_____________
2)机械零件常用的设计准则有_强度_条件、_刚度_条件、耐磨性条件、振动噪声条件、热平衡条件。
1.载荷分类:
静载荷和变载荷。
区分名义载荷、工作载荷和计算载荷:
工作载荷:
实际工作条件下的载荷;名义载荷:
根据原动机功率求得的载荷;计算载荷:
对名义载荷进行修正得到的近似值,计算载荷=_____
____________。
其中名义转矩:
T=__________________________________
2.应力的分类:
______静应力和变应力_
举出静应力和变应力相互转变的实例:
3.1)稳定变应力可分为对称循环变应力、脉动循环变应力和非对称循环变应力。
2)稳定循环变应力的五个参数:
最大应力、最小应力、应力幅、平均应力、应力循环特征,它们之间的关系:
_____________________________________________________________________________________________
3)其中轴的单向旋转所受的弯曲应力是____________________,受双向循环的弯曲应力是_____________,轴受不变载荷时所受的弯曲应力是_____________________,一般轴受到的接触应力是_____________________。
4.典型应力变化规律:
a.循环应力r不变,举例();b平均应力
不变,举例();c.最小应力
不变,举例()。
5.画出材料的极限应力图和零件的极限应力图
对于塑性材料:
坐标A(,),B(,),D(,)
对于脆性材料:
坐标A(,),B(,),D(,)
对于塑性极低的材料:
坐标A(,),D(,)
当循环特性r不变时,工作应力(
,
)的极限应力
______________,并作图表示。
得出的结论有(写出三条):
①________________________________________________;
②_________________________________________________________________________;
③___________________________________________________________________________。
5影响零件的疲劳强度的主要因素:
______________________________________________________________________________
61)寿命系数
=________________________________;等效系数_______________________
综合影响系数
=_________________
循环特性为r的安全系数S=__________________
2)对于塑性材料,极限应力为σlim=σs;τlim=τs;对于脆性材料,极限应力σlim=σb;τlim=τb。
7疲劳安全区和塑性安全区:
第二章齿轮传动设计
2.齿轮传动的特点:
优点:
传递功率和转速适用范围广;具有稳定的传动比;效率高、结构紧凑;
缺点:
制造成本较高;精度低时,噪声和振动较大;不宜用于轴间距离较大的传动。
齿轮的失效形式:
①轮齿折断(全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮,局部折断—常发生于齿宽较大的直齿轮,和斜齿轮);②齿面疲劳点蚀(点蚀常发生于闭式软齿面(HBS≤350)传动中,点蚀常发生于偏向齿根的节线附近);③齿面胶合(热胶合和冷胶合);④齿面磨损(是开式传动的主要失效形式);⑤齿面塑性变形2.齿轮传动的设计准则:
(主要针对疲劳折断和齿面点蚀)
1对于闭式软齿面(HBS≤350)传动,主要失效形式是齿面点蚀,所以按齿面接触疲劳强度设计,而校核齿根弯曲疲劳强度;
2对于闭式硬齿面(HBS>350)传动,主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断,所以按齿根弯曲疲劳强度设计,而校核齿面接触疲劳强度;
3注:
开式齿轮传动采用齿根弯曲疲劳强度设计,但不校核齿面接触强度。
材料的处理:
1)软齿面:
调质和正火,改善机械性能,增大强度和韧性;2)硬齿面:
表面淬火,渗碳淬火,表面氮化,接触强度高、耐磨性好、可抗冲击3)配对齿轮均采用软齿面时:
小齿轮受载次数多,故材料应选好些,热处理硬度稍高于大齿轮(约20~50HBS
3.直齿圆柱齿轮受力分析
1)直齿圆柱齿轮传动
下标“1”表示主动轮,各力应画在啮合点上
主动轮与从动轮的力的方向判断:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2)计算载荷:
,载荷系数K=KAKvKαKβ
其中KA,Kv,Kα,Kβ分别是_______________________________________________________________
3)强度计算:
对于弯曲疲劳强度:
校核:
设计式:
的意义:
____________________________________________________________________________________
1YFa与模数大小无关,只取决于轮齿的形状,当齿廓基本参数已定时,YFa取决于齿数Z和变位系数χ,YFa随z、x的变化____________________________________________________________;
2考虑齿根应力集中,引入应力修正系数Ysa,Ysa随z的变化______________________________;
3标准齿轮z越多,YFaYSa越小;
4影响齿根弯曲疲劳强度的主要参数是模数m,与模数的关系是_____________________________;
5配对的大小齿轮的弯曲应力不等,标准齿轮YFa1YSa1>YFa2YSa2故σF1>σF2;
6选择原则:
在保证齿根弯曲强度的前提下,选取尽可能多的齿数;
7计算模数时,比较YFa1YSa1/σFP1与YFa2YSa2/σFP2的大小,代入大值注:
许用应力与__________、____________、______________等因素有关。
对于接触疲劳强度:
校核式:
设计式:
1σH1=σH2,而σHP1≠σHP2,设计时,σHP=min{σHP1,σHP2};
2求出d1→选择z1→计算m=d1/z1;
3为便于装配,保证实际啮合线长,取b1=b2+(5~10)mm,b2=ψdd1;
4齿面接触疲劳强度主要取决于分度圆直径d,接触应力、接触强度与d的关系分别是________________________________________________________________________________。
4.斜齿圆柱齿轮受力分析
1)当量齿轮:
__________________________________________________________________________
2)
主动轮受力方向判断______________________________________________________________
从动轮受力方向判断_________________________________________________________________
3)斜齿轮的接触疲劳强度条件:
校核式:
___________________________________________________
设计式:
_____________________________________________________
弯曲疲劳强度条件:
校核式:
___________________________________________________
设计式:
_____________________________________________________
5锥齿轮
1)当量齿轮:
______________________________________________________________________________;
2)传动比i=_______=____________(分别用主动轮和从动轮的相关角度表示);
3)受力方向判断:
主动轮受力方向:
________________________________________________________________________________________;
从动轮受力方向:
________________________________________________________________________;
4)在二级齿轮传动,锥齿轮布置在高速级的原因是_______________________________________________。
6参数选择
1)关于齿数z
闭式软齿面齿轮传动:
在保持d不变和满足弯曲强度情况下,z应该选_____些,原因是(写四条)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
闭式硬齿面、开式、铸铁齿轮传动:
z适当选少些,应提高______________________________________;
一般大、小齿轮的齿数互质。
2)材料的热处理方式和精度等级
轮齿具有足够的强度和韧性,以抵抗轮齿的折断;
齿面具有较高的硬度和耐磨性,抵抗齿面点蚀、胶合、磨损、塑性变形;
传递功率大、圆周速度高、传动平稳、噪声小,应选择较高的精度等级。
3)齿宽系数
支承刚度好,对称布置,齿宽系数取大值;轴的刚度差,悬臂布置,齿宽系数取小值。
直齿圆锥齿轮,轮齿由大端向小端缩小,载荷沿齿宽分布不均,不宜过大,一般取________。
4)螺旋角ββ增大,可以提高______________,________________,________________,但过大使得___________________________________。
5)变位系数x的选择(四条)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
7.提高疲劳强度的措施
1)提高接触疲劳强度(写四条)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2)提高弯曲疲劳强度_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
第三章蜗杆传动设计
1.蜗轮蜗杆传动的特点(说出4条)
3.1)蜗轮蜗杆正确啮合条件:
_______________________________________________________________
2)什么是中间平面?
__________________________________________________________________
3)蜗杆分度圆直径标准化的原因:
________________________________________________________
4)蜗轮蜗杆传动变位的目的____________________________________________________________
5)为什么只对涡轮变位?
__________________________________________________________________
4.蜗轮蜗杆的材料选择原则:
一般材料组合是_________________。
5.传动效率η=_____________________________。
(一般是蜗杆主动)
总效率η=________________________________________________________________。
当量摩擦角ρv=__________。
6.蜗轮蜗杆的受力分析
1)方向判断
2)对于蜗杆主动,蜗杆受力Ft1,Fa1,Fr1,涡轮受力Ft2,Fa2,Fr2
7.蜗轮蜗杆常用在高速级的原因:
8.设计准则:
闭式:
按_____________________设计,开式按____________________________设计。
9.热平衡计算的原因
如果不符合要求,采取措施有(写出三条)
第四章挠性传动设计
1.带传动的工作原理:
________________________________________________________________
2.带的受力分析
1)有效拉力Ff=________________________,传递功率P=_____________________
2)柔韧体摩擦欧拉公式:
________________________________________
(欧拉公式反映了带传动丧失工作能力之前,紧、松边拉力的最大比值)
3)工作时,带横截面上的应力由三部分组成:
__________________________________,
最大应力发生在_______________________________________
3.1)带的主要失效形式:
___打滑和疲劳破坏____________________________________(两种)
2)设计约束条件(准则):
3)不打滑条件:
4)疲劳强度条件:
5)同时满足两个约束条件的传递功率P0=__________________________________________
4.区别带的弹性滑动和带的弹性打滑:
5.带传动的设计步骤
1)确定计算功率Pd=KAP;2)根据n1、Pd选择带的型号;3)确定带轮基准直径dd1、dd2;4)验算带速v(v=5~25m/s);5)确定中心距a及带长Ld;6)验算主动轮的包角α1;7)计算带的根数z其中:
带的中心距满足公式:
____________________________,\,带长Ld0=____________________________
小带轮包角α公式_______________________________________。
6.参数
1)带速V太高会_________________________________,V太低会_________________________________________。
2)中心距a过小,带短,易疲劳;中心距过大会有颤动现象。
中心距增大会________________________________________________________________________________________________。
7.带的传递能力与哪些参数有关(结合公式)说出5条
①带的根数,带的传递能力随着带的根数增多而增大;
带的寿命与哪些参数有关
8.1)滚子链传动的主要参数有(3个)_______________________________________________
2)滚子链中的过盈连接有___________________________________________________________________,
间隙连接有_____________________________________________________________________________。
10.与带传动相比,链传动的特点是(写出4条)
11.瞬时速比周期性变化,称为多边形效应。
链速
,平均传动比为常数
12.参数的选择
1)齿数z
小链轮齿数z1愈多,传动愈平稳,动载荷减小。
通常取z1≥17,且传动比i越小,z1可越多。
大链轮齿数z2=iz1,常取z2≤120,以防止脱链。
2)节距p节距p越大,承载能力越大。
但p过大,运动越不均匀,冲击越大,且结构庞大。
高速重载时,宜选小节距多排链;低速重载时,宜选大节距单排链;
3)常取a=(30~50)p
第五章轴和轴毂连接设计
1.轴按受载分类(3类):
____________________________________________________-
自行车的前轴是__________,中轴是__________________,后轴是_____________________
2.轴的轴向定位有哪些零件:
___________________________________________________
比较轴向定位零件的特点:
轴的周向定位有那些零件:
____________________________________________________________
3.轴的强度计算的三种方法:
三种方法的各用在什么地方:
4.弯扭合成强度计算的公式___________________________________________________
其中α意义是_______________________________________________________,它的取值情况是_____________________________________________________________________________________。
5.提高轴的强度和刚度的措施(⊙o⊙写出四条)
注:
不能用合金钢代替碳钢来提高刚度,原因是________________________________________________。
6.1)键的选择:
①根据工作要求选择类型;②根据轴的直径选择键的_______________(尺寸);③根据轮毂的宽度选择键的__________。
(尺寸)
2)平键ABC型分别是什么形状:
_______________________________________________________________。
键的失效形式:
普通平键压溃与剪断,按挤压强度计算;
滑键:
磨损
7.联轴器的分类(写三类):
________________________________________________________________________
根据________________________(三种)确定型号。
__________________________________________________________选择固定式联轴器;
__________________________________________________________弹性联轴器
__________________________________________________________万向联轴器
__________________________________________________________可移式联轴器
8.联轴器和离合器的异同:
9.自行车上的超越运动利用__________超越_____________离合器。
第六章滑动轴承设计
1.按摩擦状态,滑动轴承分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承;
按压力油膜形成原理不同,液体摩擦滑动轴承分为动压轴承和静压轴承。
2.非液体摩擦滑动轴承的失效形式有_________________________________。
(三种)
其中限制压强的目的是______________________________________________________________,
限制PV值的目的是____________________________________,限制速度值V的目的是__________________。
3.液体动压润滑的工作原理
4.写下雷诺方程,说明形成动压油膜的必要条件和充分条件
5.公式
1)hmin=________________________,相对间隙=______________________,
偏心率=_____________________,
2)承载能力关系式:
_____________________________________。
6.提高承载能力的措施(写出三条)
7.液体摩擦动压向心滑动轴承的宽径比、相对间隙和润滑油粘度对轴承的承载能力及温升有何影响?
8.参数的选择
1)宽径比
宽径比增大时:
__________________________________________________________________________,
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