哈工大機(jī)械設(shè)計課件課程總結(jié)資料

課程總結(jié)張鋒課程總結(jié)課程性質(zhì)和探討對象課程主線課程基本要求與重、難點問題1.螺紋連接2.傳動----帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動3.軸系部件----軸、滾動/滑動軸承、聯(lián)軸器離合器4.結(jié)構(gòu)設(shè)計的實力考試及相關(guān)要求2一、課程性質(zhì)和探討對象課程性質(zhì)：設(shè)計性的技術(shù)基礎(chǔ)課

探討對象：從探討一般機(jī)械傳動裝置的設(shè)計動身，探討機(jī)械中具有一般工作條件和常用參數(shù)范圍內(nèi)的通用機(jī)械零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本設(shè)計理論和設(shè)計計算方法。課程總結(jié)3二、課程“設(shè)計”主線

課程總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計4課程總結(jié)1、螺紋連接基本要求：1）駕馭螺紋的基本學(xué)問——螺紋的基本參數(shù)、常用螺紋的種類、特性及其應(yīng)用。2）駕馭螺紋連接的基本學(xué)問——螺紋連接的基本類型、結(jié)構(gòu)特點及其應(yīng)用，螺紋連接標(biāo)準(zhǔn)件，螺紋連接的預(yù)緊與防松。3）駕馭螺栓組連接設(shè)計的基本方法——螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計，受力分析，單個螺栓連接的強(qiáng)度計算理論與方法。4）駕馭提高螺紋連接強(qiáng)度的各種措施。5）駕馭滑動螺旋傳動的常用設(shè)計方法。三、基本要求與重難點內(nèi)容

56課程總結(jié)1、螺紋連接大徑d--即螺紋的公稱直徑小徑d1--常用于連接的強(qiáng)度計算中徑d2--常用于連接的幾何計算螺距P--螺紋相鄰兩個牙型上對應(yīng)點間的軸向距離線數(shù)n--螺紋的螺旋線數(shù)目導(dǎo)程S--螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離，S=nP牙型角a--螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角牙側(cè)角β--牙側(cè)邊與螺紋軸線垂線夾角升角ψ—中徑上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角牙高h(yuǎn)--h=(d-d1)/26課程總結(jié)1、螺紋連接螺紋旋向：左旋螺紋，右旋螺紋（常用）7課程總結(jié)1、螺紋連接8課程總結(jié)1、螺紋連接按牙形分三角形螺紋矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋管螺紋圓柱管螺紋、圓錐管螺紋按功能分連接螺紋傳動螺紋調(diào)整螺紋起重螺紋…要求自鎖要求精度高要求效率高、自鎖母體不同=2=60=2=30=3，=30=55910課程總結(jié)1、螺紋連接10課程總結(jié)1、螺紋連接螺母材料一般較相協(xié)作的螺栓的硬度低20~40HBW。11課程總結(jié)1、螺紋連接擰緊力矩螺紋副摩擦力矩螺母與被連件摩擦力矩12為什么預(yù)緊？如何限制預(yù)緊力？課程總結(jié)1、螺紋連接防松——目的是防止螺紋副之間的正壓力在振動、沖擊、交變載荷、或變溫環(huán)境下突然消逝。實質(zhì)是防止螺紋副之間發(fā)生相對運(yùn)動。防松方法——

摩擦防松：雙螺母、彈簧墊圈、鎖緊螺母

機(jī)械防松：止動墊片、開口銷與六角開槽螺母、串聯(lián)鋼絲

永久防松：焊接、沖點、粘接13課程總結(jié)1、螺紋連接MPa松連接螺栓拉應(yīng)力松連接螺栓許用拉應(yīng)力螺栓的小徑松螺栓連接14課程總結(jié)1、螺紋連接橫向工作載荷緊螺栓連接一般螺栓連接15課程總結(jié)1、螺紋連接橫向工作載荷緊螺栓連接鉸制孔螺栓連接螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為:螺栓與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：MPaMPa—螺栓抗剪面直徑；m—螺栓抗剪面數(shù)目—螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度mm，設(shè)計時應(yīng)使16課程總結(jié)1、螺紋連接受軸向工作載荷的緊螺栓連接17課程總結(jié)1、螺紋連接18課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組1、受軸向載荷Q的螺栓組連接設(shè)定有z個螺栓則：單個螺栓受外力19課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組2、受橫向載荷R的螺栓組連接（1）一般螺栓連接靠接合面的摩擦力傳遞外力螺栓既受拉應(yīng)力又受扭剪應(yīng)力20課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組2、受橫向載荷R的螺栓組連接(2)用鉸制孔螺栓連接螺栓受力：剪切力Fs21課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組3、受旋轉(zhuǎn)力矩T的螺栓組連接(1)接受一般螺栓連接時，靠預(yù)緊后在接合面上各螺栓處摩擦力對形心的力矩之和平衡外加力矩T。22課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組3、受旋轉(zhuǎn)力矩T的螺栓組連接（2）接受鉸制孔用螺栓連接時，忽視接合面上的摩擦力，外加力矩T靠螺栓所受剪力對底板旋轉(zhuǎn)中心的力矩之和來平衡。23課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組4、受傾覆力矩M的螺栓組連接假設(shè)：被連接件是彈性體，但變形后其接合面仍保持平直。24課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組4、受傾覆力矩M的螺栓組連接25課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組4、受傾覆力矩M的螺栓組連接受傾覆力矩的螺栓組連接除要求螺栓強(qiáng)度足夠外，還應(yīng)保證接合面既不出縫隙也不被壓饋。接合面右端應(yīng)滿足：[σ]p—接合面材料的許用擠壓應(yīng)力26課程總結(jié)1、螺紋連接螺栓組4、受傾覆力矩M的螺栓組連接左端應(yīng)滿足：由上兩式求得預(yù)緊力F′，并取兩者較大值,和工作拉力Fmax求得作用在螺栓上的總拉力F0后，再求出所需螺栓直徑。2728課程總結(jié)2、帶傳動基本要求：1）了解帶傳動的類型、工作原理、特點及應(yīng)用（含同步帶傳動）。2）了解V帶與V帶輪的結(jié)構(gòu)、規(guī)格與基本尺寸。3）駕馭帶傳動的受力分析、應(yīng)力分析與應(yīng)力分布圖、彈性滑動和打滑的基本理論。4）駕馭帶傳動的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則、一般V帶傳動的設(shè)計計算方法和參數(shù)選擇原則。2829課程總結(jié)2、帶傳動平帶傳動，結(jié)構(gòu)簡潔，帶輪也簡潔制造，在傳動中心距較大的場合應(yīng)用較多。一般機(jī)械傳動中應(yīng)用最廣的帶傳動是Ｖ帶傳動，在同樣的張緊力下Ｖ帶較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。多楔帶傳動兼有平帶和Ｖ帶傳動優(yōu)點，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊場合。同步帶傳動是一種嚙合傳動，優(yōu)點是：無滑動，能保證固定傳動比；帶柔韌性好，帶輪直徑可較小。29課程總結(jié)2、帶傳動臨界狀態(tài)302F0=F1+F2

31課程總結(jié)2、帶傳動31課程總結(jié)2、帶傳動不行避開若傳遞的基本載荷超過最大有效圓周力,帶在帶輪上發(fā)生顯著的相對滑動即打滑打滑造成帶的嚴(yán)峻磨損并使帶的運(yùn)動處于不穩(wěn)定狀態(tài)主動輪圓周速度大于帶速大于從動輪圓周速度損失部分能量，降低傳動效率，使帶的溫度上升引起傳動帶磨損打滑總是在小輪上先起先，避開過載就可避開打滑3233課程總結(jié)2、帶傳動帶傳動的失效形式：打滑和乏累破壞帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則：在保證帶工作時不打滑的條件下，具有確定的乏累強(qiáng)度和壽命當(dāng)時帶傳動將發(fā)揮最大效能在一定條件下，由帶的疲勞強(qiáng)度決定的許用拉應(yīng)力33課程總結(jié)2、帶傳動帶既不打滑又有確定乏累強(qiáng)度時所能傳遞的功率kW34課程總結(jié)2、帶傳動1、確定設(shè)計功率2、選擇帶型3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd24、驗算帶的速度5、確定中心距a和V帶長度Ld6、計算小輪包角17、確定V帶的根數(shù)z8、確定初拉力F0

9、計算壓軸力35課程總結(jié)3、齒輪傳動基本要求：1）駕馭齒輪傳動的失效形式及其機(jī)理、失效部位，以及針對不同失效形式的設(shè)計計算準(zhǔn)則。2）駕馭選用齒輪材料及熱處理方式的基本要求。3）理解計算載荷的定義及載荷系數(shù)的物理意義、影響因素及減小載荷系數(shù)的措施。4）嫻熟駕馭齒輪傳動的受力分析方法——包括假設(shè)條件、力的作用點、各分力大小的計算與各分力方向的推斷。5）駕馭直齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸乏累強(qiáng)度和齒根彎曲乏累強(qiáng)度計算的力學(xué)模型、理論依據(jù)、力作用點及計算點（或截面）、應(yīng)力的類型及變更特性，駕馭強(qiáng)度計算公式中各參數(shù)的物理意義及其對應(yīng)力（或強(qiáng)度）的影響，駕馭斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計算的特點。6）駕馭齒輪傳動的設(shè)計方法與步驟（包括材料、熱處理方式和精度選擇、參數(shù)選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計）。3637課程總結(jié)3、齒輪傳動齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效輪齒的折斷齒面點蝕齒面磨損齒面膠合塑性變形371、輪齒的折斷脆性折斷：脆性材料、沖擊或過載乏累折斷：齒根應(yīng)力集中、交變載荷反復(fù)作用、乏累裂紋擴(kuò)展增大齒根圓半徑，削減應(yīng)力集中提高加工、安裝精度合理選擇材料熱處理、強(qiáng)化處理等直齒斜齒2）防止折斷措施：1）折斷種類：常發(fā)生于閉式硬齒面或開式傳動中齒根處受拉一側(cè)課程總結(jié)38增加齒面硬度降低粗糙度合理選用潤滑油粘度點蝕緣由：接觸應(yīng)力的反復(fù)作用點蝕后果：輕者振動噪音，重者不能工作2、齒面乏累點蝕防止點蝕措施：課程總結(jié)39齒面受多次交變應(yīng)力作用，產(chǎn)生接觸乏累裂紋；潤滑油進(jìn)入裂縫，形成封閉高壓油腔，楔擠作用使裂紋擴(kuò)展。油粘度越小，裂紋擴(kuò)展越快）節(jié)線處常為單齒嚙合，接觸應(yīng)力大；節(jié)線處為純滾動，靠近節(jié)線旁邊滑動速度小，油膜不易形成，摩擦力大，易產(chǎn)生裂紋。常在潤滑良好的閉式軟齒面?zhèn)鲃又泄?jié)線旁邊的齒根部分課程總結(jié)40齒面乏累點蝕實例軟齒面齒輪：局限性點蝕（新齒）——擴(kuò)展性點蝕。硬齒面齒輪：擴(kuò)展式點蝕開式傳動：無點蝕（v磨損>v點蝕）課程總結(jié)41改善潤滑提高齒面硬度改用閉式傳動磨損緣由：齒面進(jìn)入磨料磨損后果：齒形破壞引起沖擊和振動，齒厚變薄甚至斷齒3、齒面磨損防止磨損：常在開式齒輪傳動中課程總結(jié)42膠合緣由：膠合現(xiàn)象：兩表面尖峰接觸后粘結(jié)，再被撕開

防止膠合：減小模數(shù)、降低齒高、提高齒面硬度、改善材料及加極壓添加劑膠合后果：產(chǎn)生振動、噪聲，不能工作4、齒面膠合熱膠合：高速重載，壓力和相對滑動速度大冷膠合：低速重載或偏載，潤滑油膜難形成常在高、低速重載齒輪傳動中課程總結(jié)43防止塑性變形：提高齒面硬度、提高潤滑油粘度齒體塑性變形：突然過載，引起齒體歪斜塑性變形緣由：齒面軟，潤滑失效、摩擦變大齒面塑性變形：齒面表層材料沿摩擦力方向流淌塑性變形后果：齒廓形態(tài)變更，破壞正確嚙合5、輪齒塑性變形常見于軟齒面、低速重載與頻繁啟動傳動課程總結(jié)4445課程總結(jié)3、齒輪傳動閉式軟齒面齒輪傳動：常因齒面點蝕而失效，故通常先按齒面接觸乏累強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，然后校核齒根彎曲乏累強(qiáng)度閉式硬齒面齒輪傳動：齒面接觸承載實力較高，故通常先按齒根彎曲乏累強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，然后校核齒面接觸乏累強(qiáng)度開式齒輪傳動：其主要失效形式是齒面磨損，而且在輪齒磨薄后往往會發(fā)生輪齒折斷。故目前多是按齒根彎曲乏累強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，并考慮磨損的影響將模數(shù)適當(dāng)增大高速重載齒輪傳動：可能出現(xiàn)齒面膠合，故需校核齒面膠合強(qiáng)度。齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則4546課程總結(jié)3、齒輪傳動載荷系數(shù)K使用系數(shù)動載系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)46課程總結(jié)3、齒輪傳動影響K的主要因素：基節(jié)和齒形誤差產(chǎn)生的傳動誤差、節(jié)線速度和輪齒嚙合剛度等。動載系數(shù)K是考慮由于齒輪制造精度、運(yùn)轉(zhuǎn)速度等輪齒內(nèi)部因素引起的附加動載荷影響系數(shù)。嚙入沖擊換齒沖擊減小K的方法提高精度齒廓修形動載系數(shù)K4748課程總結(jié)3、齒輪傳動齒向載荷分布系數(shù)K齒向載荷分布系數(shù)K是考慮沿齒寬方向載荷分布不勻整對輪齒應(yīng)力的影響系數(shù)影響K的主要因素有：齒輪的制造和安裝誤差，輪齒、軸系及機(jī)體的剛度，齒輪在軸上相對于軸承的位置，輪齒的寬度及齒面硬度等。減小載荷不均齒輪精度齒輪寬度系統(tǒng)剛度齒端修形齒輪位置軟齒面硬齒面鼓形4849課程總結(jié)3、齒輪傳動齒間載荷支配系數(shù)K是考慮同時嚙合的各對輪齒載荷支配不勻整對輪齒應(yīng)力的影響系數(shù)。影響K的主要因素有：輪齒制造誤差，特殊是基節(jié)偏差，輪齒的嚙合剛度，重合度和跑合狀況等。齒間載荷支配系數(shù)K4950課程總結(jié)3、齒輪傳動輪齒受力分析圓周力徑向力法向力力的大?。?051課程總結(jié)3、齒輪傳動齒面接觸乏累強(qiáng)度的校核公式:齒根彎曲乏累強(qiáng)度校核公式：5152課程總結(jié)3、齒輪傳動1115253課程總結(jié)3、齒輪傳動斜齒輪齒面接觸乏累強(qiáng)度計算的原理和方法：與直齒輪相同，仍按齒輪節(jié)點C處進(jìn)行計算。不同的是：斜齒輪嚙合點的曲率半徑應(yīng)按法面計算；接觸線總長度比直齒輪大承載實力大于同曲率、接觸線長的直齒輪，使應(yīng)力削減，故引入螺旋角系數(shù)考慮。5354課程總結(jié)3、齒輪傳動斜齒輪齒根彎曲乏累強(qiáng)度的計算斜齒圓柱齒輪齒根彎曲乏累強(qiáng)度計算式：接觸線傾斜，輪齒局部折斷按法面當(dāng)量直齒圓柱齒輪計算接觸線傾斜，力臂變小，彎曲應(yīng)力變小，用小于1的螺旋角系數(shù)Y考慮5455課程總結(jié)4、蝸桿傳動基本要求：1）了解蝸桿傳動的特點及應(yīng)用。2）駕馭一般圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇原則。3）駕馭蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則和常用材料及選用原則。4）駕馭蝸桿傳動的受力分析及其強(qiáng)度計算特點。5）了解對蝸桿傳動進(jìn)行效率計算和熱平衡計算的意義和方法，6）駕馭提高傳動效率和散熱實力的措施。55與齒輪傳動相比較，蝸桿傳動的特點：1)單級傳動比大(i=8-80,<1000)，結(jié)構(gòu)緊湊2)傳動平穩(wěn)，噪音小3)可實現(xiàn)自鎖（條件？）4)傳動效率低（η=0.7~0.9），發(fā)熱大5）輪緣有色金屬制造，成本高用途廣泛，中小功率傳動課程總結(jié)4、蝸桿傳動56課程總結(jié)4、蝸桿傳動阿基米德蝸桿傳動在蝸桿的軸截面內(nèi)相當(dāng)于齒條（蝸桿）與漸開線齒輪（蝸輪）傳動。

中間平面：沿蝸桿的軸線且垂直與蝸輪軸線的平面中間平面上的參數(shù)作為設(shè)計基準(zhǔn)參數(shù)57課程總結(jié)4、蝸桿傳動蝸桿傳動的正確嚙合條件蝸桿分度圓直徑d1和導(dǎo)程角傳動比i、蝸桿頭數(shù)Z1和蝸輪齒數(shù)Z2傳動中心距a和變位相對滑動速度vs58課程總結(jié)4、蝸桿傳動蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則蝸桿傳動的失效形式主要是齒面膠合、點蝕和磨損，而且失效通常發(fā)生在蝸輪輪齒上。通常按齒面接觸乏累強(qiáng)度條件計算蝸桿傳動的承載實力，但是在選擇許用應(yīng)力時，要適當(dāng)考慮膠合和磨損失效因素的影響。同時，對閉式傳動要進(jìn)行熱平衡計算，必要時(如大跨度)對蝸桿的剛度進(jìn)行計算

蝸輪材料為鑄造錫青銅（高速）、鑄造鋁鐵青銅（重載低速6m/s以下）或灰鑄鐵（2m/s以下）59課程總結(jié)4、蝸桿傳動60課程總結(jié)4、蝸桿傳動式中：1—嚙合效率2

3—分別為軸承效率和攪油效率一般取2

3=0.95~0.966162課程總結(jié)12、結(jié)構(gòu)設(shè)計實力6263課程總結(jié)5、軸及軸轂連接基本要求：1）了解軸的功用與分類，駕馭各類軸的受力與應(yīng)力分析。2）駕馭轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求和方法。3）駕馭轉(zhuǎn)軸的彎扭合成強(qiáng)度計算方法。4）駕馭平鍵連接的工作原理、結(jié)構(gòu)特點，平鍵的剖面尺寸和長度的確定方法及平鍵連接強(qiáng)度校核計算方法。6364課程總結(jié)6、滾動軸承基本要求：1）了解各類軸承的結(jié)構(gòu)和特點，能正確選擇軸承的類型。2）熟悉滾動軸承代號的組成及常用滾動軸承的類型、尺寸、公差等級、代號。3）駕馭滾動軸承承載實力校核計算方法。4）能正確進(jìn)行滾動軸承部件的組合設(shè)計，會畫滾動軸承部件裝配圖。6465課程總結(jié)7、滑動軸承基本要求：1）了解滑動軸承的類型、特點及其應(yīng)用。2）駕馭各類滑動軸承的結(jié)構(gòu)特點。3）了解對軸瓦材料的基本要求和常用軸瓦材料，了解軸瓦結(jié)構(gòu)。4）駕馭非液體摩擦軸承的設(shè)計計算準(zhǔn)則及其物理意義。5）駕馭液體動壓潤滑的基本概念、基本方程和油楔承載機(jī)理。6）了解液體摩擦動壓徑向潤滑軸承的計算要點（工作過程、壓力曲線及須要進(jìn)行哪些計算）。7）了解多油楔軸承等其他動壓軸承的工作原理