機(jī)械設(shè)計(jì)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、09考試大綱：841 機(jī)械設(shè)計(jì) 1、考試內(nèi)容： （1）緒論、（2）摩擦、磨損和潤滑、（3）螺紋連接、（4）軸轂連接、（5）帶傳動(dòng)、（6）圓柱齒輪傳動(dòng)、（7）錐齒輪傳動(dòng)、（8）蝸桿傳動(dòng)、（9）螺旋傳動(dòng)、（10）軸、（11）滾動(dòng)軸承、（12）滑動(dòng)軸承、（13）聯(lián)軸器與離合器、（14）密封裝置。2、考試要求了解：機(jī)械應(yīng)滿足的基本要求，機(jī)械零件設(shè)計(jì)一般步驟； 摩擦、磨損和潤滑的基本概念； 連接螺紋和傳動(dòng)螺紋的不同工作要求，螺紋主要參數(shù)和螺紋連接的主要類型； 軸轂連接的功能； 各種機(jī)械傳動(dòng)型式的特點(diǎn)，材料選用原則及熱處理方法，傳動(dòng)件的潤滑及結(jié)構(gòu)型式，V帶傳動(dòng)的張緊裝置； 軸的振動(dòng)概念； 滾動(dòng)軸承的分類與

2、特點(diǎn)； 滑動(dòng)軸承的類型與典型結(jié)構(gòu)，軸瓦材料及結(jié)構(gòu)。 理解：載荷分析及應(yīng)力分析； 一般磨損過程，磨損的分類，潤滑劑的主要性能指標(biāo)和添加劑，潤滑劑的選用原則； 各典型零部件的失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則； 螺紋連接的預(yù)緊與防松； 各種軸轂連接型式的特點(diǎn)和應(yīng)用； 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑概念； 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷； 蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算； 初步估算軸的直徑，提高軸強(qiáng)度和剛度的方法； 液體動(dòng)壓潤滑基本方程； 聯(lián)軸器和離合器的類型、特點(diǎn)及選用； 密封的分類與選用。掌握：機(jī)械零件失效概念，機(jī)械零件設(shè)計(jì)原則； 潤滑狀態(tài)的區(qū)分； 螺栓組連接受力分析，單個(gè)螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算，提高螺紋連接強(qiáng)度的措施； 平鍵和花鍵連接的選用和強(qiáng)

3、度計(jì)算； 帶傳動(dòng)工作情況分析和帶的應(yīng)力分析； 傳動(dòng)件幾何計(jì)算，受力分析，強(qiáng)度計(jì)算，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇原則； 蝸桿傳動(dòng)的效率計(jì)算； 軸的分類，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的強(qiáng)度計(jì)算方法； 滾動(dòng)軸承的類型選擇，設(shè)計(jì)計(jì)算，組合設(shè)計(jì)； 液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)，非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)。3、參考書目機(jī)械設(shè)計(jì)，北京：北京理工大學(xué)出版社，孔凌嘉，王曉力，2006.2機(jī)械設(shè)計(jì)必掌握的知識(shí)點(diǎn)1.螺栓組連接的受力分析，單個(gè)螺栓強(qiáng)度（1）松連接螺栓強(qiáng)度計(jì)算 裝配時(shí)，螺栓不需擰緊，螺栓不受力 一般地結(jié)構(gòu)連接螺栓的小徑，（2）緊連接的螺栓強(qiáng)度計(jì)算安裝時(shí)，必須將螺母擰緊，則螺紋部分不僅受F所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力的作用，還受螺紋副摩擦力矩T產(chǎn)

4、生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力作用必須為 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 根據(jù)第四強(qiáng)度理論：僅受預(yù)緊力的緊螺栓連接 靠摩擦力承受橫向工作載荷的緊螺栓連接承受F和F的緊連接螺栓F變形受力相接觸，尚未擰緊 已擰緊但尚未承受工作載荷。F產(chǎn)生的拉伸形變被連接件接觸面間產(chǎn)生的壓縮變形 F變形受力擰緊后的螺栓又承受工作載荷，螺栓承受工作載荷F后，因所受拉力由F增至F。而繼續(xù)增長，形變量為，總拉力 = 6 * GB3 花鍵：多用于動(dòng)、靜連接工作面：齒的側(cè)面 特點(diǎn)：與平鍵相比，鍵齒數(shù)較多且受載均勻，故可承受很大的載荷，因鍵槽較淺，對(duì)軸轂強(qiáng)度削弱較輕；軸上零件對(duì)中性好。缺點(diǎn)：需專門的設(shè)備加工，成本高。 = 7 * GB3 過盈連接： = 8 *

5、 GB3 銷連接：只可傳遞不大的載荷 = 9 * GB3 型面連接：軸與相應(yīng)的輪轂由光滑非圓截面的表面構(gòu)成的連接。4.齒輪傳動(dòng)的計(jì)算原則 （1）計(jì)算載荷： 使用系數(shù) 動(dòng)載系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) （2）齒面接觸疲勞強(qiáng)度 = 1 * GB3 直齒圓柱齒輪 a為中心距（mm）斜齒： 法向力： 齒面接觸線強(qiáng)度L（mm）： (3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 = 1 * GB3 齒根彎曲應(yīng)力 （齒形系數(shù)）直齒圓柱齒輪：FF變形FF變形受力為應(yīng)力修正系數(shù) 為使連接的緊密性，應(yīng)使F0 (對(duì)地連接螺栓連接：F=F0)螺栓的相對(duì)剛度 也可行： 設(shè)計(jì)公式 由于影響變載荷零件疲勞強(qiáng)度的主要因素是應(yīng)力幅，故應(yīng)計(jì)

6、算應(yīng)力幅，螺栓拉力變化幅度為 故相應(yīng)的循環(huán)應(yīng)力幅為 疲勞強(qiáng)度的校核公式為： 受橫向載荷的鉸制孔用螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算主要失效形式：螺栓桿被剪斷，螺栓桿或孔壁被壓潰螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件: 剪切 為螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度（mm）2.同上：（1）受橫向載荷的螺栓組的連接每個(gè)螺栓所受的橫向工作切應(yīng)力為： 預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大的摩擦力大于或等于橫向載荷或（2）受轉(zhuǎn)矩TOTO = 1 * GB3 忽略連接中的預(yù)緊力和摩擦力，則各螺栓的剪切變形量與其軸線到螺栓組中心O的距離成正比或力矩平衡 受力最大的螺栓的工作切力為： 假設(shè)預(yù)緊力程度相同，均為；則各螺栓連接處產(chǎn)生的摩擦力均相等，并假設(shè)此摩擦力

7、集中作用在螺栓中心處，并且各摩擦力應(yīng)與個(gè)螺栓的軸線到螺栓組中心的連線相垂直。根據(jù)力矩平衡（3）受軸向載荷： （工作載荷）（4）受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接剛性底板受到翻轉(zhuǎn)力矩后有繞軸線O-O翻轉(zhuǎn)趨勢，此時(shí)在軸線O-O左側(cè)，地基被放松，螺栓被進(jìn)一步拉伸；右側(cè)螺栓被放松使其預(yù)緊力減少，低級(jí)被進(jìn)一步壓縮。 左側(cè)各螺栓及右側(cè)支承面對(duì)底座繞O-O的反力矩與載荷力矩平衡，即有：與承受彎矩類似，由于各個(gè)螺栓剛度相同，根據(jù)螺栓變形協(xié)調(diào)條件： 故最大工作拉力 = 1 * GB3 在預(yù)緊力F作用下，接合面間擠壓應(yīng)力為：翻轉(zhuǎn)力矩M作用下而產(chǎn)生附加擠壓應(yīng)力的最大值可近似為：最大受壓處不被壓潰的條件為：最小受壓處不出現(xiàn)間隙的

8、條件為：3.鍵連接的特點(diǎn)及應(yīng)用 工作面：兩側(cè)面 = 1 * GB3 平鍵 原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的相互擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩 軸向承載：不能承受軸向力（不能受載軸向） 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，對(duì)中性好，應(yīng)用廣泛 普通平鍵：用于軸轂間無軸向相對(duì)滑動(dòng)的靜連接 薄型平鍵：適用于空心軸、薄壁輪轂或只傳遞運(yùn)動(dòng)的軸導(dǎo)向平鍵和滑鍵：都用于輪轂需作軸向移動(dòng)的動(dòng)連接 導(dǎo)向平鍵適用于輪轂移動(dòng)距離不大的場合，一般用螺釘固定在軸槽中，與輪轂的鍵槽采用間隙配合，輪轂可沿導(dǎo)向平鍵做軸向移動(dòng)。 當(dāng)輪齒軸向移動(dòng)距離較大時(shí)，宜采用滑鍵，因?yàn)橛脤?dǎo)向平鍵時(shí)鍵太長，制造困難。 原理：靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩 工作面：兩側(cè)面半圓鍵 軸受力情

9、況：不能承受軸向力 特點(diǎn)：也有制造簡單，拆裝方便，對(duì)中性好，不能承受軸向力，可自動(dòng)適應(yīng)輪轂鍵槽的斜度，缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對(duì)軸削弱較大，適用于載荷小的連接或錐形軸端與輪轂的連接，小轉(zhuǎn)矩場合 原理：靠鍵與鍵槽面間及軸與輪轂之間的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩楔鍵連接 工作面：上下兩底面 軸向承載情況：軸向固定零件，承受單方向的軸向力。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，但對(duì)中性差，適用于對(duì)中精度要求不高、不受沖擊振動(dòng)或變載荷的較低速場合 靠工作面上擠壓來傳遞扭矩 工作面：兩鍵斜面，拼接后相互平行的兩個(gè)窄面。切向鍵連接 軸向受載：同楔鍵 特點(diǎn)：適用于大載荷，對(duì)中要求不嚴(yán)的場合。一組切向鍵只能傳遞單方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩必須用兩組切向鍵。專業(yè)課強(qiáng)化篇：緒論了解：機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求，機(jī)械零件設(shè)計(jì)的步驟：1.機(jī)械零部件：分類： 通用零件：在各種機(jī)器中都在適用的零件，如：螺釘，齒輪，軸，滾動(dòng)軸承，聯(lián)軸器， 專用零部件：在某種特定類型的及其中才能用到的零部件。如渦輪機(jī)的葉片，內(nèi)燃機(jī)的活塞，紡織機(jī)的織梭等2.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求： = 1 * GB3 功能要求經(jīng)濟(jì)性要求（費(fèi)用，效率）操作方便，運(yùn)行安全其他技術(shù)要求，如巨型機(jī)等要便于安裝拆卸和運(yùn)輸，食品，紡織不得污染3.機(jī)