機(jī)械設(shè)計(jì)輔導(dǎo)班講義

1、第二章 機(jī)械設(shè)計(jì)總論(zn ln)機(jī)器(j q)的組成2011.10.25共五十頁(yè)第五章 螺紋連接與螺旋(luxun)傳動(dòng)1、常用(chn yn)螺紋的類(lèi)型主要有哪些？螺紋的主要參數(shù)。 2、哪些螺紋主要用于連接？哪些螺紋主要用于傳動(dòng)？3、螺紋連接的基本類(lèi)型有哪些？各類(lèi)連接的特點(diǎn)。4、螺紋連接預(yù)緊的目的是什么？5、螺紋連接設(shè)計(jì)時(shí)均已滿(mǎn)足自鎖條件，為什么設(shè)計(jì)時(shí)還必須采取有效的防松措施？螺紋連接防松的方法按工作原理可分為哪幾種？能舉例。6、螺栓的主要失效形式是什么？（受拉、受剪）7、螺栓的材料、性能等級(jí)、屈服極限、許用應(yīng)力。 8、提高螺栓的疲勞強(qiáng)度的措施。 9、連接螺紋、螺旋傳動(dòng)的自鎖條件。 共五十

2、頁(yè)1、僅受預(yù)緊力的緊螺栓(lushun)連接 （1）受橫向載荷的普通(ptng)螺栓組連接螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算（緊螺栓連接）共五十頁(yè)圖示螺栓聯(lián)接中，采用兩個(gè)M16（ ， ）的普通螺栓，螺栓材料(cilio)為45鋼，8.8級(jí)， ，聯(lián)接時(shí)不嚴(yán)格控制預(yù)緊力（取安全系數(shù) ），被聯(lián)接件接合面間的摩擦系數(shù)=0.2。若考慮摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)） ，試計(jì)算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷FR（取計(jì)算直徑d1）。許用拉應(yīng)力(yngl)設(shè)每個(gè)螺栓所需預(yù)緊力為F0，則由強(qiáng)度條件，知共五十頁(yè)（2）受轉(zhuǎn)矩的普通(ptng)螺栓組連接共五十頁(yè)例：起重卷筒與大齒輪用8個(gè)普通螺栓連接在一起(yq)，如圖所示。已知卷筒直徑D4

3、00 mm，螺栓分布圓直徑 D0=500 mm，接合面間摩擦系數(shù)f=0.12，可靠性系數(shù) Ks1.2，起重鋼索拉力 FQ=50 000 N，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力 =100 MPa。試設(shè)計(jì)該螺栓組的螺栓直徑。解:1、計(jì)算(j sun)旋轉(zhuǎn)力矩2、計(jì)算螺栓所需要的預(yù)緊力3、確定螺栓直徑取M36共五十頁(yè)2、受軸向載荷的緊螺栓(lushun)連接共五十頁(yè)圖示油缸油壓，缸徑D=160mm，螺栓(lushun)數(shù)量z=8，,取剩余預(yù)緊力為工作(gngzu)拉力的1.5倍，螺栓材料許用應(yīng)力試計(jì)算螺栓直徑。解：螺栓工作拉力殘余預(yù)緊力螺栓總拉力螺栓小徑共五十頁(yè)第六章 鍵、花鍵連接(linji)1、鍵連接(li

4、nji)的功能是什么？2、鍵連接的主要類(lèi)型有些？4、半圓鍵連接與普通平鍵連接相比，有什么優(yōu)缺點(diǎn)？5、普通平鍵連接的主要失效形式是什么？6、導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接的主要失效形式是什么？7、按齒形不同，花鍵連接有哪些類(lèi)型？松連接緊連接半圓鍵連接平鍵連接 切向鍵連接楔鍵連接 鍵的兩側(cè)面是工作面，工作前，連接中沒(méi)有預(yù)緊力的作用。工作時(shí)靠其兩側(cè)面與軸及輪轂上鍵槽側(cè)壁的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面制成1：100的斜度，鍵的上下面是工作面，裝配時(shí)，將鍵楔緊，形成緊聯(lián)接，工作前連接中已有預(yù)緊力的作用。共五十頁(yè)平鍵連接的強(qiáng)度(qingd)計(jì)算p為鍵、軸、輪轂(lng)三者中最弱材料的許用應(yīng)力和壓力。（圓頭平鍵）（

5、平頭平鍵）（單圓頭平鍵）共五十頁(yè)第八章 帶傳動(dòng)(chundng)1、帶傳動(dòng)常用的類(lèi)型有哪些(nxi)？（摩擦傳動(dòng)、嚙合傳動(dòng)） 3、帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶中的應(yīng)力有幾種？最大應(yīng)力發(fā)生在何處？4、帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)是如何發(fā)生的？彈性滑動(dòng)引起什么后果？帶傳動(dòng)的打滑是如何發(fā)生的？它與彈性滑動(dòng)有何區(qū)別？打滑對(duì)帶傳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生什么影響？5、帶傳動(dòng)的主要失效形式是什么？6、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？2、影響最大（臨界）有效拉力的Fec因素。7、V帶傳動(dòng)的張緊。共五十頁(yè)（1）應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲（避免反向(fn xin)彎曲降低帶的壽命）；（2）張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過(guò)分影響在小帶輪上的包角；中心距過(guò)小

6、，張緊輪也可以放在松邊的外側(cè)(wi c)，應(yīng)盡量靠近小輪，增大在小帶輪上的包角。共五十頁(yè)第九章 鏈傳動(dòng)1、與帶傳動(dòng)(chundng)相比，鏈傳動(dòng)(chundng)有何優(yōu)缺點(diǎn)？3、鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)(xioyng)。2、滾子鏈的接頭型式有哪些？鏈節(jié)數(shù)為什么取偶數(shù)？而鏈輪齒數(shù)擇取奇數(shù)？為什么小鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)多或過(guò)少？4、鏈傳動(dòng)在工作時(shí)引起動(dòng)載荷的主要原因是什么？5、鏈傳動(dòng)在布置。共五十頁(yè)圖示鏈傳動(dòng)（兩輪軸線(xiàn)在同一鉛垂面內(nèi)）有何缺點(diǎn)(qudin)？為保證其傳動(dòng)能力，應(yīng)采用哪些措施？?jī)奢嗇S線(xiàn)在同一鉛垂面內(nèi)的缺點(diǎn)： 使下垂量增大，會(huì)減少下方(xi fn)鏈輪的有效嚙合齒數(shù)，降低傳動(dòng)能力。 為保證其傳動(dòng)能

7、力，應(yīng)采取如下措施：1）使中心距可調(diào)；2）設(shè)張緊裝置；3）上、下兩輪偏置，使兩輪的軸線(xiàn)不在同一鉛垂面內(nèi)。共五十頁(yè)鏈傳動(dòng)盡量放在低速(d s)級(jí)； 選用小p，多z 的鏈傳動(dòng)。*鏈輪轉(zhuǎn)速越高，鏈的節(jié)距越大，齒數(shù)越少，運(yùn)動(dòng)越不均勻，慣性力越大，動(dòng)載荷(zi h)越大，沖擊越嚴(yán)重。鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷是鏈傳動(dòng)的固有特性。 帶傳遞的功率為P=Fev/1000kW，當(dāng)P一定時(shí)，v越大，F(xiàn)e越小，越不易打滑，所以帶傳動(dòng)通常布置在高速級(jí)上。 共五十頁(yè)第十章 齒輪(chln)傳動(dòng)1、常見(jiàn)的齒輪傳動(dòng)失效(sh xio)有哪些形式？ 2、為什么齒面點(diǎn)蝕一般首先發(fā)生在靠近節(jié)線(xiàn)的齒根面上？3、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

8、。4、硬齒面與軟齒面如何劃分？其熱處理方式有何不同？5、在進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為什么要引入載荷系數(shù)K？動(dòng)載荷系數(shù)的影響因素。6、齒形系數(shù)與模數(shù)有關(guān)嗎？有哪些因素影響齒形系數(shù)的大??？7、齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算說(shuō)明。共五十頁(yè)從動(dòng)輪(dngln)：Ft2=-Ft1，F(xiàn)r2=-Fr1方向(fngxing)：圓周力FtFt1與1反向（阻力）Ft2與2同向（動(dòng)力）徑向力Fr：指向各自輪心共五十頁(yè)Ft2Ft1Fr2Fr1Ft2Ft1n1n2n1n2Fr1Fr2共五十頁(yè)左旋右旋外嚙合(nih)時(shí)，1= -2標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)斜齒圓柱齒輪螺旋線(xiàn)方向共五十頁(yè)法向力Fn1徑向(jn xin)力軸向力方向：Ft、Fr與

9、直齒輪(chln)相同主動(dòng)輪：圓周力共五十頁(yè)Fa1：用左、右手定則：四指為1方向(fngxing)，拇指為Fa1方向。：左旋用左手，右旋用右手Fa2：與Fa1反向，不能對(duì)從動(dòng)輪(dngln)運(yùn)用左右手定則。注意：各力畫(huà)在作用點(diǎn)齒寬中點(diǎn)從動(dòng)輪：共五十頁(yè)受力分析(fnx)共五十頁(yè)兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，其布置方式如圖，問(wèn)：1）低速級(jí)斜齒輪的螺旋方向如何選才能使中間軸上兩齒輪所受的軸向力方向相反(xingfn)？（在圖上畫(huà)出）2）低速級(jí)小齒輪2應(yīng)取多大值，才能使中間軸上軸向力相互抵消？3)畫(huà)出各輪的受力分析圖。Ft1Ft2Fr1Fr2Fa1Fa2Fa3解：共五十頁(yè)23共五十頁(yè)方向Fr：指向(zh x

10、in)各自輪心Ft：主動(dòng)輪與n相反從動(dòng)輪與n相同F(xiàn)a：小端指向(zh xin)大端共五十頁(yè)第十一章 蝸桿傳動(dòng)1、蝸桿傳動(dòng)的主要(zhyo)特點(diǎn)。2、為什么蝸桿的分度圓直徑(zhjng)取標(biāo)準(zhǔn)值？直徑(zhjng)系數(shù)、導(dǎo)程角。3、蝸桿傳動(dòng)的效率(具有自鎖性，效率小于50%)。4、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算。共五十頁(yè)方向(fngxing)判定：1）蝸輪轉(zhuǎn)向(zhunxing)已知：n1、旋向n2左、右手定則：四指n1、拇指反向：嚙合點(diǎn)v2n22）各分力方向Fr：指向各自輪心Ft蝸桿與n1反向蝸輪與n2同向Fa蝸桿：左、右手定則蝸輪：n2n13）旋向判定蝸輪與蝸桿旋向相同。v2共五十頁(yè)圖示傳動(dòng)系統(tǒng)：1）

11、為使II 軸上的軸承所受軸向力最小，定出斜齒圓柱齒輪的螺旋線(xiàn)方向(fngxing)（畫(huà)于圖上）；2）在圖上標(biāo)出蝸輪轉(zhuǎn)向和受力方向（用三個(gè)分力表示），蝸輪是_旋。 共五十頁(yè) 起重卷筒用蝸桿傳動(dòng)，測(cè)得中心距為125mm，模數(shù)為5mm，z11，z240，D140mm，L=100mm，當(dāng)量(dngling)摩擦系數(shù)fv=0.18，手推力F200N（忽略軸承摩擦）問(wèn)： 1）在圖中畫(huà)出起吊重物時(shí)手柄轉(zhuǎn)向、蝸輪所受三個(gè)分力方向，以及蝸輪齒旋向。 2）此機(jī)構(gòu)能否自鎖？為什么？ 1）右旋，如圖示。故具有(jyu)自鎖性。2）共五十頁(yè)共五十頁(yè) 從傳遞(chund)的功率、傳動(dòng)比、效率等方面比較帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪

12、傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)。帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比不準(zhǔn)確平均準(zhǔn)確瞬時(shí)不準(zhǔn)確瞬時(shí)準(zhǔn)確功率不大較大大不大效率較低較高高低壓軸力大共五十頁(yè)1、滾動(dòng)軸承(gndngzhuchng)的組成。第十三章 滾動(dòng)軸承(gndngzhuchng)2、滾動(dòng)軸承的代號(hào)（3、5、6、7、N、NA）。3、滾動(dòng)軸承類(lèi)型選擇。61036深溝球軸承，尺寸系列01，03內(nèi)徑d=17mm，0級(jí)公差，0組游隙；7214AC/P47角接觸球軸承，尺寸系列02，14內(nèi)徑d=70mm，接觸角=25，4級(jí)公差， 0組游隙；承載能力：球軸承滾子軸承耐沖擊： 球軸承滾子軸承nlim： 球軸承滾子軸承共五十頁(yè)9、滾動(dòng)軸承(gndngzhuchng

13、)的潤(rùn)滑與密封的作用。8、滾動(dòng)軸承(gndngzhuchng)預(yù)緊的目的。7、滾動(dòng)軸承的配合。6、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷。4、滾動(dòng)軸承的基本額定壽命。5、滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷。滾動(dòng)軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，外徑與外殼孔的配合采用基軸制。共五十頁(yè) 正裝：面對(duì)面反裝：背對(duì)背共五十頁(yè)共五十頁(yè)正安裝時(shí)：“”型反安裝時(shí)：“”型Fd1、Fd2、Fae如何作用到軸承上（方向）？Fd1Fd2FaeFd1Fd2Fd1Fd2共五十頁(yè)1）根據(jù)軸承安裝方式和 Fx、Fd1、Fd2合力指向，判定(pndng)“壓緊端”和“放松端”。2）放松端：Fa等于(dngy)本身Fd。3）壓緊端：Fa等于除本身Fd外，其它軸

14、向力的代數(shù)和。Fd1Fd2Fd1Fd2共五十頁(yè)例：某轉(zhuǎn)軸由一對(duì)代號(hào)為30312的軸承支承。軸上斜齒輪的軸向分力為 Fx=5000N，方向如圖。已知兩軸承處的徑向支反力Fr1=13600N，F(xiàn)r2=22100N,軸轉(zhuǎn)速n=1460r/min，沖擊載荷(zi h)系數(shù)fd=1.2，軸承額定動(dòng)載荷C=170kN，求軸承的軸向力Fa及危險(xiǎn)軸承壽命。解：Fd1Fd2eFa/FreFa/Fre0.35X=1，Y=0X=0.4，Y=1.7（1）求軸承(zhuchng)的內(nèi)部軸向力共五十頁(yè)（2）求軸承(zhuchng)的軸向力Fd1Fd2軸承(zhuchng)放松，軸承(zhuchng)壓緊共五十頁(yè)（3）求危

15、險(xiǎn)(wixin)軸承的壽命eFa/FreFa/Fre0.35X=1，Y=0X=0.4，Y=1.7X1=1，Y1=0按軸承(zhuchng)計(jì)算X2=0.4，Y2=1.7共五十頁(yè) 一軸由兩個(gè)圓錐滾子軸承支承，F(xiàn)1=32kN，F(xiàn)2=18N，a=160mm，b=460mm，軸轉(zhuǎn)速n=1460r/min，沖擊載荷系數(shù)(xsh)fd=1.2，軸承額定動(dòng)載荷C=515kN，求危險(xiǎn)軸承壽命。eFa/FreFa/Fre0.35X=1，Y=0X=0.4，Y=1.7Fs1Fs2Fr1Fr2共五十頁(yè)第十五章 軸1、軸的主要用途。2、軸的分類(lèi)（按承受(chngshu)載荷的不同）。3、軸上零件(ln jin)的定位方

16、式。 4、提高軸的強(qiáng)度的常用措施。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 共五十頁(yè)共五十頁(yè)共五十頁(yè)指出圖示軸系的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，軸承(zhuchng)采用脂潤(rùn)滑（用筆圈出錯(cuò)誤之處，并簡(jiǎn)單說(shuō)明錯(cuò)誤原因，不要求改正）。 1）缺鍵；2）缺定位軸肩；3）旋轉(zhuǎn)件與端蓋接觸；4）缺密封，端蓋與旋轉(zhuǎn)軸接觸；5）缺擋油環(huán)；6）套筒頂不住齒輪；7）軸應(yīng)加工成階梯軸；8）缺鍵，齒輪無(wú)周向固定；9）精加工軸及外伸太長(zhǎng)；10）缺調(diào)整墊片；11）箱體加工面與非加工面沒(méi)有分開(kāi)；12）端蓋加工面與非加工面沒(méi)有分開(kāi)；13）套筒高于軸承(zhuchng)內(nèi)圈的高度，軸承(zhuchng)拆卸困難。 共五十頁(yè)指出圖中軸系部件的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤（用筆圈出錯(cuò)誤處，

17、簡(jiǎn)單說(shuō)明錯(cuò)誤的原因）并在原圖上進(jìn)行改正(gizhng)（齒輪箱內(nèi)齒輪為油潤(rùn)滑，軸承為脂潤(rùn)滑）。 1）彈性擋圈為多余零件；2）軸肩過(guò)高，不便于拆軸承；3）軸的臺(tái)肩應(yīng)在輪轂內(nèi)； 4）鍵太長(zhǎng)；5）套筒外徑太大，不應(yīng)與外圈接觸，不便軸承拆卸(chixi)；6）軸徑太長(zhǎng)，軸承裝拆不便；7）聯(lián)軸器孔應(yīng)打通；8）聯(lián)軸器沒(méi)有軸向固定；9）聯(lián)軸器無(wú)周向固定；10）缺密封；11）箱體裝軸承端蓋面無(wú)凸出加工面，缺調(diào)整墊片；12）缺擋油環(huán)。 共五十頁(yè)1）提升重物，斜齒輪、蝸輪的螺旋方向如何選才能使、上齒輪所受的軸向力方向相反？標(biāo)出各軸的轉(zhuǎn)向及各輪所受分力(fnl)的方向。（在圖上畫(huà)出）2）已知高速級(jí)小齒輪11=15，兩對(duì)斜齒輪模數(shù)、齒數(shù)， 上齒輪小齒輪2應(yīng)取多大值，才能使上軸向力相互抵消？3）起重卷筒與蝸輪用8個(gè)6.8級(jí)普通螺栓連接在一起。已知卷筒直徑D400 mm，螺栓分布圓直徑 D0=500 mm，接合面間摩擦系數(shù)(xsh)f=0.12，可靠性系數(shù)(xsh) Ks1.2，起重鋼索拉力 G=50 000 N。試設(shè)計(jì)該螺栓組的螺栓直徑。共五十頁(yè)共五十頁(yè)1、計(jì)算(j sun)旋轉(zhuǎn)力矩2、計(jì)算螺栓(lushun)所需要的預(yù)緊力3、確定螺栓直徑共五十頁(yè)內(nèi)容摘要第二章 機(jī)械設(shè)計(jì)總論。5、螺紋連接設(shè)計(jì)時(shí)均已滿(mǎn)足自鎖條件，為什么設(shè)計(jì)時(shí)