機械設計期中復習

機械設計萍鄉(xiāng)高等?？茖W校機電系三部分內(nèi)容：

連接部分螺紋連接、鍵連接傳動部分帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動軸系部分軸、滾動軸承

《機械設計》期中復習六個研究問題：

1、工作原理2、失效形式3、常用材料4、承載能力計算5、參數(shù)選擇6、結(jié)構(gòu)設計一、鍵連接設計→(工作要求)鍵的類型→按軸徑d選鍵的b×h→選鍵長L：b×h×L2.平鍵的強度校核擠壓強度條件：

圓頭:=L-b平頭:=L單圓頭:=L-b/21.鍵的選擇靜連接:壓潰LlT－傳遞的轉(zhuǎn)矩N·mmd－軸徑mmh－鍵的高度mml－鍵的工作長度mm

例：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料都是鍛鋼，軸的直徑d=100mm，所需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=3000N·m,齒輪輪轂長度為B=120mm，載荷有輕微沖擊。試選擇平鍵連接的尺寸并校核其強度。解：1）根據(jù)d=100mm從手冊標準中選取園頭普通平鍵（A型）,鍵寬b=28mm,鍵高h=16mm,根據(jù)B=120mm,取鍵長L=110mm.2）校核連接的強度鍵的工作長度:

l=L-b=110-28=82mm

由表2-3許用擠壓應力：［σ］jy=100N/mm2

該平鍵連接的強度足夠。三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋矩形螺紋用于連接用于傳動1、螺紋的特點和應用二、螺紋連接設計1）螺栓連接：普通螺栓連接鉸制孔用螺栓連接2）雙頭螺栓連接（常拆卸）3）螺釘連接（被連接件之一較厚）2、螺紋連接類型RR3、螺栓組受力分析強度計算軸向力FA：橫向力FR：材料：10、Q235、35、45、40Cr三、帶傳動設計1、帶傳動的特點：結(jié)構(gòu)簡單，中心距大；傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振；傳動比不穩(wěn)定；過載打滑保護作用。2、帶的彈性滑動產(chǎn)生的原因帶的彈性、松邊與緊邊拉力差定義由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪之間的相對滑動稱為彈性滑動。彈性滑動的特點不可避免速度損失，傳動比不準確；帶的磨損，效率降低彈性滑動的后果彈性滑動率彈性滑動由于帶的彈性和緊邊和松邊拉力差。當帶繞過主動輪時，帶所受拉力逐漸降低，因而帶的拉伸彈性變形量也隨之逐漸減小，相當于帶在逐漸縮短，并沿輪面滑動，使帶的速度落后于主動輪的圓周速度，因此兩者之間必然發(fā)生相對滑動。同樣當帶繞過從動輪時，帶所受拉力逐漸增大，帶的拉伸彈性變形量逐漸增大，使帶的速度高于帶輪。此即彈性滑動，由于帶的彈性變形而引起。

彈性滑動將引起下列后果：①從動輪的圓周速度低于主動輪；②降低傳動效率；③引起帶的磨損；④發(fā)熱使帶溫度升高。彈性滑動是不可避免的，它是帶傳動的一種固有現(xiàn)象。打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動，由于帶在大輪上的包角大于在小輪上包角，所以打滑總是先發(fā)生在小帶輪上。打滑將造成帶的嚴重磨損，帶的運動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，致使傳動失效。工作中應該避免打滑。在傳動突然超載時，打滑可以起到過載保護作用，避免其它零件發(fā)生損壞。3、帶傳動的失效形式和設計準則a、失效形式：打滑；磨損；疲勞折斷。

b、設計準則：在保證帶傳動不打滑的前提下，最大限度地發(fā)揮帶傳動的工作能力，具有一定的疲勞強度和壽命。4、帶的應力分析四鏈傳動設計（1）優(yōu)點：①平均傳動比準確，無滑動；②結(jié)構(gòu)緊湊，壓軸力??；③傳動效率高η=98%；④承載能力高(100KW)；⑤可傳遞遠距離傳動；⑥成本低。1、鏈傳動特點（2）缺點：①瞬時傳動比不恒定；②傳動不平穩(wěn)；③傳動時有噪音、沖擊；④對安裝精度要求較高。2、滾子鏈的結(jié)構(gòu)1、內(nèi)鏈板2、外鏈板3、銷軸4、套筒5、滾子偶數(shù)鏈節(jié)3、鏈的運動不均勻性鏈條的平均速度：鏈傳動的平均傳動比：鏈節(jié)在運動中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度變化。這就造成鏈運動速度的不均勻,作有規(guī)律的周期性的波動。

鏈傳動的瞬時傳動比：1）、鏈板的疲勞破壞；2）、鏈條鉸鏈的磨損；3）、滾子與套筒間的沖擊破壞；4）、銷軸與套筒間的膠合；4、失效形式：①從動輪角速度變化引起沖擊結(jié)論：鏈輪轉(zhuǎn)速越高，節(jié)距越大，齒數(shù)Z1越少，動載沖擊越嚴重，噪音越大。當p、Z一定，則必須限制n

nlim—極限轉(zhuǎn)速②鏈節(jié)和輪齒嚙合沖擊:鏈節(jié)和輪齒以一定速度相嚙合，使鏈和輪齒受到?jīng)_擊并產(chǎn)生附加動載荷。③慣性沖擊:張緊不適當，松邊垂度過大，起動、制動、反向、突然卸載或超載必出現(xiàn)慣性沖擊，增大了動負荷。鏈傳動的動載荷a、齒數(shù)z1:b、節(jié)距p：c、中心距a：d、傳動比i：e、轉(zhuǎn)速n1：5、影響鏈傳動使用壽命的因素：五、齒輪傳動設計1、齒輪傳動的特點：

功率、速度范圍廣效率高;結(jié)構(gòu)緊湊;工作壽命長;傳動比準確

2、齒輪傳動的分類：開式傳動：潤滑差，常用于低精度、低速傳動；閉式傳動：齒輪置于封閉嚴密的箱體內(nèi)，精度高。潤滑及防護條件好。3、輪齒的失效形式1）、輪齒折斷2）、齒面點蝕3）、齒面磨損4）、齒面膠合5）、齒面塑性變形彎曲折斷點蝕膠合磨損塑性變形齒輪的失效形式。。。。。。。。。。對閉式軟齒面齒輪：按接觸疲勞強度設計，按彎曲疲勞強度校核。對閉式硬齒面齒輪：按彎曲疲勞強度設計，按接觸疲勞強度校核。

4、齒輪傳動的計算準則5、常用齒輪材料齒輪材料的選擇原則

基本要求：齒面要硬，齒芯要韌。

常用齒輪材料

鋼

45（正火、調(diào)質(zhì)、表面淬火）40Cr（調(diào)質(zhì)、表面淬火）20Cr、20CrMnTi（滲碳淬火）

鑄鋼

ZG310-5100

鑄鐵

HT300、QT500-10

有色金屬：銅合金、鋁合金

非金屬：夾布塑膠、尼龍6、接觸疲勞強度公式校核公式設計公式校核公式設計公式7、齒根彎曲疲勞應力計算習題3-1：用M16螺栓連接兩塊厚度為15mm的鋼板。設計普通螺栓連接。1515amsl螺母GB/T6170-2000M16墊圈GB/T93－198716螺栓GB/T5780-2000M16×55da=(0.2~0.3)d=3.2~4.8mmm=14.8mms=4.1mml=52.1~53.7mm,取l=55mm習題3-1：用M16螺栓連接兩塊厚度為15mm的鋼板。設計鉸制孔用螺栓連接。1515aml螺栓GB/T27-2000M16×50螺母GB/T6170-2000M16da=(0.2~0.3)16=3.2~4.8mmm=14.8mml=48.0~49.6mm,取l=50mm習題3-1：用M16厚度為10mm的鋼板，螺釘連接鑄鐵，雙頭螺柱連接鋁合金。H=(1.25~1.5)d=20~24mm，取20mmH1=H+(2~2.5)P=H+4mmH2=H1+(0.5~1)d=H1+(8~16)dmm=H+12mms=3mml=4.1+10+20=33.0mm,取l=35mm墊圈GB/T97.2-2002-16螺栓GB/T5780-2000M16×35H=(1.5~2.5)d=24~40mm，取24mmH1=H+(2~2.5)P=H+4mmH2=H1+(0.5~1)d=H1+(8~16)dmm=H+12mms=3mma=(0.2~0.3)d=3.2~4.8mmm=14.8mml=31.0～32.6mm,取l=35mm螺母GB/T6170-2000M16墊圈GB/T97.2-2002-16螺栓GB/T5780-2000M16×55習題2－1：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料都是鍛鋼，軸的直徑d=90mm，所需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=1000N·m，齒輪輪轂長度為lw=90mm，載荷有輕微沖擊。齒輪與軸的配合為,試選擇平鍵連接的尺寸并校核其強度。解1）選擇平鍵連接的尺寸

根據(jù)d=90mm從手冊標準中選取園頭普通平鍵（A型），b=25mm，h=14mm，根據(jù)lw=90mm，取L=80mm。鍵25×80GB/T1096－2003

2）校核連接的強度有效接觸長度:l=L－b=80－25=55mm由表2－3許用擠壓應力［σ］jy=100MPa

該平鍵連接的強度足夠。習題2－1：已知減速器中直齒圓柱齒輪和軸的材料都是鍛鋼，軸的直徑d=70mm，所需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=1000N·m，齒輪輪轂長度為lw=130mm，載荷有輕微沖擊。齒輪與軸的配合為,試選擇平鍵連接的尺寸并校核其強度。解1）選擇平鍵連接的尺寸

根據(jù)d=70mm從手冊標準中選取園頭普通平鍵（A型），b=20mm，h=12mm，根據(jù)lw=130mm，取L=110mm。鍵20×110GB/T1096－2003