機械設(shè)計呂宏復(fù)習(xí)要點

1、帶傳動的優(yōu)點和應(yīng)用優(yōu)點：1）適用于中心距較大的傳動；2）帶具有良好的撓性，可緩和沖擊吸收振動；3）具有過載保護作用； 4）結(jié)構(gòu)簡單，成本低。缺點1）外廓尺寸大；2）需要張緊裝置；3）由于帶的打滑，不能保持精確的傳動比；4）帶的壽命短；5）傳動效率低。名詞概念節(jié)線：帶受彎時長度不變的周線（節(jié)線長稱帶的基準(zhǔn)長度Ld。節(jié)面：由節(jié)線構(gòu)成的面。節(jié)寬bp ：帶受彎時，寬度不變的尺寸。是帶與輪配合的基準(zhǔn)（與節(jié)寬相切處的帶輪直徑稱帶輪的基準(zhǔn)直徑d）。影響 F 因素：1.初拉力F0F 2.包角F ，120o 如何增加包角？ 三項：中心距、張緊輪和帶的布置？3.摩擦系數(shù) f F 失效形式 設(shè)計準(zhǔn)則疲勞破壞：max

2、 不疲勞max 1b1C 打滑：fmax 不打滑 fmax設(shè)計準(zhǔn)則（非常重要）：在保證帶不打滑的條件下，具有一定的使用壽命！張緊輪的位置：平帶：松邊、外側(cè)、靠近小輪 V帶：松邊、內(nèi)側(cè)、靠近大輪帶傳動的主要內(nèi)容：1.傳力特點、影響最大有效拉力的因素、彈性滑動與打滑。2.應(yīng)力分布、3.失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則。例題一平皮帶傳動，傳遞的功率P=15kW，帶速v=15m/s，帶在小輪上的包角a1=170o（2.97rad），帶的厚度d=4.8mm，寬度b=100mm，帶的密度r=110-3kg/cm3，帶與輪面間的摩擦系數(shù)f=0.3。求（1）傳遞的圓周力； （2）緊邊、松邊拉力； （3）由于離心力在帶中引起

3、的拉力； （4）所需的預(yù)拉力； （5）作用在軸上的壓力。解：（1）傳遞的圓周力（2）緊邊、松邊拉力（3）求由于離心力產(chǎn)生的拉力：該平帶每米長的質(zhì)量為：（4）所需的預(yù)拉力（5）作用在軸上的壓力F0FQa1F0F0F0FQ作業(yè)：1) 單根普通V帶傳動，能傳遞的最大功率=10KW，主動輪的轉(zhuǎn)速 =1450rmin，主動輪、從動輪的基準(zhǔn)直徑分別為180mm，350mm，中心距630mm，帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)0.2，試求緊邊拉力和松邊拉力。第三章連傳動工作原理：撓性嚙合傳動優(yōu)點：無彈性滑動、打滑，平均傳動比準(zhǔn)確；張緊力小，對軸承的摩擦小；結(jié)構(gòu)緊湊；能在油污環(huán)境下工作；缺點：瞬時傳動比不恒定；有沖擊和

4、噪音鏈條每轉(zhuǎn)一個鏈節(jié)，鏈速變化一次 當(dāng):齒數(shù)Z或節(jié)距p， ，鏈速Vx變化（不均勻性）一、失效形式1.疲勞： 鏈板斷裂、套筒和滾子表面的點蝕（交變應(yīng)力）2.磨損： 鉸鏈的磨損（摩擦導(dǎo)致鏈節(jié)伸長，脫鏈）3.膠合： 銷軸和套筒的膠合（沖擊后油膜破壞，溫度，冷焊接）4.拉斷：低速（v0.6ms）、重載下（靜應(yīng)力超出）第四章要求理解齒輪的失效形式、形成及預(yù)防掌握齒輪的受力分析及強度計算了解齒輪的結(jié)構(gòu)1 特點 結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比穩(wěn)定， 效率高，工作可靠。 加工精度高。失效形式：1.輪齒折斷齒根齒面：1.輪齒折斷 2.齒面點蝕 3.齒面膠合 4.齒面磨損 5.齒面塑變主要形式：斷齒和點蝕 點蝕的主要原因齒面的

5、接觸應(yīng)力過高齒根節(jié)點處易發(fā)生點蝕斷齒原因是彎曲應(yīng)力過高。閉式傳動 軟齒面：主要失效形式點蝕，按接觸強度設(shè)計。校核彎曲強度 求直徑d 或中心距a 硬齒面：主要失效形式斷齒，按彎曲強度設(shè)計。校核接觸強度 求模數(shù) 開式傳動：按彎曲強度設(shè)計齒輪選材的基本要求：齒面要硬、芯部要軟。 配對齒面的選擇原則 選材：小齒輪要好些（承載次數(shù)多），硬度：小齒輪比大齒輪稍硬 2050HBS一對輪齒表面的彎曲強度取決于其模數(shù)m的大??！誤差影響齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性、均勻性一般兩齒輪的精度等級取相同齒輪傳動的許用應(yīng)力例題P81 4-1旋向的判斷右 左軸向力a方向判斷的左右手定則（用在主動輪上）： 按主動輪左右旋，選

6、用左右手 四指代表輪轉(zhuǎn)向n1， 拇指向為受力方向Fa 機 械 傳 動 小 結(jié)：采用傳動裝置的原因？：1.速度 2.運動形式 3.調(diào)節(jié)速度 4.多臺聯(lián)動傳動裝置作用 1.傳遞分配能量 2.轉(zhuǎn)速改變 3.運動形式改變傳動裝置分類軟硬齒面的選擇： 小功率時選軟齒面；大功率時選硬齒面。 這點很重要! 輪齒折斷原因：疲勞折斷或過載折斷全齒折斷發(fā)生于齒寬較小的直齒輪局部折斷發(fā)生于齒寬較大的直齒輪和斜齒輪防范措施：增大齒根圓角半徑、 提高齒面精度、正變位、增大模數(shù)等齒面疲勞點蝕原因：點蝕的形成與潤滑油有密切關(guān)系；開式傳動中一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象在齒根偏向節(jié)線的附近；閉式軟齒面（HBS350）中多見防范措施：提

7、高齒面硬度和齒面質(zhì)量、增大直徑齒面膠合原因：同種金屬擠壓時有相互滲透的趨勢 措施：采用異種金屬、降低齒高、提高齒面硬度等齒面磨損原因：潤滑不良，是開式傳動的主要失效形式 措施：改善潤滑和密封條件齒面塑性變形原因：由于金屬的塑性，輪齒在碾壓中變形措施：提高齒面硬度，采用油性好的潤滑油第六章軸的功能：1.支承旋轉(zhuǎn)零件； 2.傳遞運動和動力 ）軸向固定常用：軸肩（環(huán)）、套筒、螺母、軸端擋圈、還有：彈性擋圈或緊定螺釘（當(dāng)軸向力較小時）階梯形：階梯軸也便于軸上零件的安裝。有倒角：便于軸上零件安裝、防止制造時的劃傷。軸肩結(jié)構(gòu)：依據(jù)加工面的性質(zhì)。彎矩產(chǎn)生彎曲應(yīng)力 扭矩產(chǎn)生扭剪應(yīng)力 剪切強度條件:彎曲強度條件

8、:結(jié)構(gòu)改錯課件第六章 第十頁3.1解：1該軸段長度過長，半聯(lián)軸器無法軸向定位；2該軸段長度過長，軸承裝配不方便，應(yīng)采用階梯軸；3軸承透蓋與軸之間應(yīng)為間隙配合，且用油封氈圈密封；4軸承蓋外端面加工面積過大；5箱體兩端面與軸承蓋接觸處無凸臺，使箱體端面加工面積過大；6箱體兩端面與軸承蓋間缺少調(diào)整墊片，無法調(diào)整軸承間隙；7套筒過高，軸承無法拆卸；8該軸段長度應(yīng)短于齒輪輪轂寬度，否則齒輪無法軸向定位；9齒輪軸向未固定，應(yīng)采用鍵聯(lián)接；10軸環(huán)過高，軸承無法拆卸；11該軸段長度過長，無靜止件軸承蓋接觸。鍵平鍵連接工作面： 兩側(cè)面（靠剪切和擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩）配合關(guān)系：側(cè)面(過渡配合、間隙配合)、上下面為間隙。平

9、鍵分類：普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵、滑鍵。半圓鍵特點：便于安裝, 對中好, 用于錐形軸端, 但對軸削弱大。失效形式：鍵剪斷, 工作面壓潰。楔鍵工作原理：靠上下工作面擠緊的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩失效形式:工作面壓潰特點:可實現(xiàn)輪轂在軸上單向軸向固定; 但楔緊產(chǎn)生偏心, 對中性差, 不適于高速及對中要求高的場合。切向鍵特點: 承載力大重型機械花鍵連接工作原理：工作面是兩側(cè)，靠鍵齒側(cè)面間的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩特點：對中、導(dǎo)向性好。各鍵齒承載均勻，承載力大,鍵槽淺，對軸損傷較小。加工要用專用設(shè)備，成本高。作業(yè)P154（3）一齒輪與軸采用平鍵連接，材料均為45鋼，軸徑d=80mm，齒輪輪轂寬度B=150mm，傳遞轉(zhuǎn)矩

10、T=2000Nm，載荷有輕微沖擊，試確定平鍵的類型及尺寸，并校核其強度。3.3解：（1）選用A型平鍵，由軸徑查表可得：平鍵截面尺寸為：，；由齒輪輪轂寬度，取鍵長；其標(biāo)記為：鍵。（2）驗算平鍵的擠壓強度：齒輪與軸的材料均為45鋼，工作中有輕微振動，許用擠壓為：A型平鍵工作長度為：顯然，選用該平鍵合理，擠壓強度足夠。2）一工程機械的傳動裝置中，根據(jù)工作條件決定采用一對角接觸球軸承，面對面布置（如下圖所示）。初選軸承型號為7210AC （=25），已知軸承所受載荷Fr1=3000N，F(xiàn)r2=1000N，軸向外載荷FA=800N，軸的轉(zhuǎn)速n=1460r/min軸承在常溫下工作，運轉(zhuǎn)中受中等沖擊（=1.

11、4），軸承預(yù)期壽命。（Cr=40.8kN C0r=30.5kN） 試問： （1）說明軸承代號的意義（2）計算軸承的內(nèi)部軸向力S1，S2 及軸向力Fa1 ，F(xiàn)a2（3）計算當(dāng)量動載荷P1，P2（4）計算軸承壽命，說明所選軸承型號是否恰當(dāng)？ 解（1）略（2）查表軸承的內(nèi)部軸向力； ； 且兩軸承為面對面安裝所以2軸承被“壓緊”，1軸承被“放松”，（3）查表 查表 （4）因為所以 所選軸承型號恰當(dāng)。第十章連接預(yù)緊：為防止螺紋的松動，保證工作的可靠性，連接時需要擰緊（但要控制預(yù)緊力）。擰緊力矩T主要包括：螺紋副相對轉(zhuǎn)動的阻力矩T1;螺母支承面上的摩擦阻力矩T2。T=0.2 Fa d (N.mm)式中，

12、d為螺紋公稱直徑； Fa為預(yù)緊力（要控制預(yù)緊力)例題已知梯形螺紋Fa=30KN,n=1,d=36mm, P=6mm, f=0.08, fc=0.1, rf=20mm。求：1.能否自鎖。2.舉起重物的驅(qū)動力矩。 3.起重器的總效率。解螺紋連接的防松方法： 1)摩擦防松；2)機械防松；3)其它放松螺栓的主要失效形式有： 1.螺栓桿拉斷； 2.螺紋的壓潰和剪斷； 3.磨損后的滑扣松螺栓：工作時不需要將螺母擰緊。松螺栓所受的工作載荷軸向載荷松螺栓連接強度條件：緊螺栓：工作時需將螺母擰緊。螺栓擰緊時的力分析，載荷：擰緊力Fa和螺紋摩擦力矩T1。軸向擰緊力Fa對螺栓產(chǎn)生拉應(yīng)力螺紋摩擦力矩T1對螺栓產(chǎn)生剪應(yīng)

13、力螺紋部分的強度條件為：鉸制孔螺栓連接：螺桿與孔間緊密配合，無間隙，由螺桿的擠壓和剪切傳遞橫行外載荷F。例題：如圖一聯(lián)軸器的承載壁厚h20mm，聯(lián)軸器傳載荷T10kNm，用四個螺栓聯(lián)接，分布在200mm的直徑上。已知螺栓材料：s=100Mpa 、=60Mpa 、p=160Mpa，連軸器材料：s=80Mpa 、=50Mpa 、p=130Mpa，摩擦系數(shù)f0.15，可靠性系數(shù)K1.2，Lmin1.25d。問分別采用普通螺栓、鉸制孔螺栓時，直徑d。 ？ mm。續(xù)：已知螺栓材料：s=100Mpa 、=60Mpa 、p=160Mpa，連軸器材料：s=80Mpa 、=50Mpa 、p=130Mpa，摩擦系數(shù)f0.15，可靠性系數(shù)K1.2，Lmin1.25d。問分別采用普通螺栓、鉸制孔螺栓時的直徑d。 ？ mm。解：普通螺栓螺栓組受到的橫向力F=T/r=10000/0.1=100KN，單個螺栓受到的橫向力100/4=25KN,單個螺栓需要的軸向預(yù)緊力FO=K25/f=1.225/0.15=200KN.由公式：式中：Fa=Fo、 =100Mpa、 求得普通螺栓的直徑d。 57 mm。續(xù)：已知螺栓材料：s=100Mpa 、=60