机械设计总复习(10级)

五、寿命计算：
16667 fT Cr Lh n fP P

寿命指数ε ：
若为球轴承，ε ＝3 若为滚子轴承，ε ＝10/3
六、派生轴向力Fd的大小和方向 七、轴承的轴向力Fa的计算：
特别是圆锥滚子轴承和角接触球轴承的安装方 式及其轴向力的求解。
八、滚动轴承的组合设计：
一、分类：
光轴 阶梯轴
第十五章 轴
实心轴 转轴：受M+T作用的轴 心轴：主要承受弯矩M
直轴
曲轴
空、轴的结构设计：
三、轴的强度设计： ⑴按扭转强度计算（估算轴径）； ⑵按弯扭合成强度计算
四、轴的设计步骤： 估算轴径 结构设计 按弯扭合成强度校核
轴径d ［mm］；
键高h ［mm］； 扭矩T［N mm］。
三、平键的设计步骤： 选类型 根据d选键的剖面尺寸b×h 根据轮毂的宽度B定键的长度L
进行强度校核
四、花键
第八章 带传动
一、受力分析： 紧边F1、松边F2；有效拉力F=F1-F2；P=Fv/1000； 欧拉公式F1/F2=efα ；包角α ≥120° 二、应力、应力分布、最大应力： 紧边拉应力：σ 1＝F1/A、松边拉应力：σ 2＝F2/A； 离心拉应力：σ c＝qv2/A； 弯曲应力：σ b=Eh/y； 最大应力：σ max＝σ 1+σ c+σ b1；最大应力出现在 紧边与小带轮的接触处。 三、弹性滑动和打滑： 由于带是弹性体和带的拉力差引起的弹性滑动， 它是不可避免的。 带和带轮之间发生显著的相对应的称为打滑，要避免的
径向力Fr——由啮合点指向圆心，Fr1=－Fr2 。 圆周力Ft——Ft主与n主方向相反， Ft从与n从方向相同， Ft1=－Ft2 。 直齿：Fa＝0 斜齿：Fa按主动轮的左、 轴向力Fa—— Fa1=－Fa2 右手定则来确定 锥齿：小端指向大端
三、载荷系数： K=KAKVKα Kβ KA——工况系数 KV——动载系数 Kα ——齿间载荷分配不均匀系数 Kβ ——齿向载荷分布不均匀系数
五、螺栓组的受力分析： 先将总载荷分解，分解后所得到的载荷不外乎轴 向力、横向力、扭矩和弯矩等四种基本情况；接着就
按这四种情况分别进行载荷分配计算；然后再迭加起
来，便得到了总载荷在各螺栓中的分配情况。在这四 种基本情况中，承受倾覆力矩的底板螺栓组联接的载 荷分配计算是一个难点。
⒈受横向载荷R作用：
(1) 普通螺栓联接： F0×f×i×z ≥KsR
(2) 铰制孔用螺栓联接： Fs＝R/z
⒉受扭矩T作用：
(1) 普通螺栓联接：Σ (F0×f×i×ri )≥KsT (2) 铰制孔用螺栓联接： Fsmax＝(T×rmax)/Σ (ri2) ⒊受轴向载荷FΣ作用： 单个螺栓受到的轴向工作载荷： 螺栓受到总拉力： (螺栓受力图) F＝FΣ /z
第十一章 蜗杆传动
一、特点、主要参数： 模数m、齿数z、直径系数q、升角γ ：tgγ =z1/q。 蜗杆分度圆直径：d1=mq 传动比：i=n1/n2=z2/z1≠d2/d1. ma1=mt2 正确啮合条件：中间平面上 α a1=α t2=20° γ 1=β 2 二、失效形式、材料、结构 蜗杆传动主要失效形式为：齿面胶合、点蚀、磨损 蜗杆：钢、合金钢；蜗杆轴（整体式） 材料及 结构 蜗轮：青铜；蜗轮常采用组合式组合式
⑶了解确定滚子链传动的承载能力的主要依据是什么。 确定滚子链传动的承载能力通常以抗疲劳强度为 中心的多种失效形式的功率曲线图为依据
⑷了解链传动主要参数对传动性能的影响，学会合 理地选择参数，并掌握链传动的设计步骤。 链传动的设计计算通常是根据所传递的功率P、 工作条件、链轮转速n1、n2等，选定链轮齿数z1、z2， 确定链的节距、列数、传动中心距、链轮结构、材料、 润滑方式等。
《机械设计》总复习
第一篇 第五章 第六章 第八章 第九章 第十章 总论 螺纹联接 键、花键联接 带传动 链传动 齿轮传动
第十一章 蜗杆传动 第十三章 滚动轴承 第十五章 轴
主要内容： 零件（局部）与机器（总体）的关系； 机械设计的主要内容及处理有关矛盾的原则； 本课程的内容、性质和任务。 对机器的主要要求，在很大程度上靠零件满足设计 要求来保证 机械零件的主要失效形式； 设计机械零件时应满足的基本要求； 机械零件的设计准则； 机械零件的设计方法；
四、失效形式和设计准则： 带传动的主要失效形式：打滑、疲劳破坏 设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强 度和寿命。 五、V带传动的设计方法和步骤： 已知：工作机，原动机，传递的功率P，转速n， 传动比i，工作条件等
第九章 链传动
一、本章重点及学习注意事项： ⑴链传动的特点及应用： 传动链的结构特点：
1.螺栓联接 2.螺钉联接 3.双头螺柱联接 4.紧定螺钉联接
普通（受拉）螺栓联接 铰制孔用（受剪、配合）螺栓联接
四、预紧和防松： 预紧：提高联接的紧密性和可靠性 防松：防止螺旋副的相对运动 ⑴利用摩擦力：弹性垫圈、双螺母等 ⑵采用专门防松元件：圆螺母和止退垫片、 防松原理 止动垫片、槽形螺母和开口销等 ⑶其它方法：焊、铆、胶结等 机械防松要比摩擦防松更为可靠，但成本较高，因 而只宜用于比较重要的或机器内部不容易检查到的地方
⑵链传动的多边形效应及其动载荷变化： 由于刚性链节在链轮上呈多边形分布，在链条每 转过一个链节时，链条前进的瞬时速度周期性地由小 到大，再由大到小。
链条沿垂直于运动方向的分速度也在作周期性变 化，从而导致运动的不均匀性。
链传动运动不均匀及刚性链节啮入链轮齿间时引 起的冲击，必然要引起动载荷。当链节不断啮入链轮 齿间时，就会形成连续不断的冲击、振动和噪声，这 种现象通常称为“多边形效应”。 链的节距越大，链轮转速越高，齿数越少，“多 边形效应”越严重。
三、受力分析： 径向力Fr——由啮合点指向圆心，Fr1=－Fr2 。 圆周力Ft——Ft主与n主方向相反， Ft从与n从方向相同， Ft1=－Fa2 。 轴向力Fa—— 按主动轮的左、右手定则来确定 Fa1=－Ft2 。 四、热平衡计算、措施： 1000P1(1－η )≤α tA(t2－t1) 若工作温度太高，可采取以下措施：
增加散热片、采用电风扇、安装冷却水管等
第十三章 滚动轴承
一、主要类型代号、结构特点、受力情况、特点及应用：
参见表13－1 二、轴承的基本代号：
三、轴承的失效形式： 疲劳点蚀 永久塑性变形 四、名词：
× × 类 宽 型 高 代 系 号 列
× × × 直 内 径 径 系 系 列 列
寿命；基本额定寿命；基本额定动载荷Cr； 当量动载荷P=XFr+YFa
切向键 (120°) 花键
二、平键的强度计算： ⑴普通平键的失效形式：剪切、挤压
p
4T p d0 h l

⑵导向平键及滑键的失效形式：磨损
p 4T p d0 h l
圆头平键：l＝L－b 其中：计算长度l［mm］：
方头平键：l＝L
半圆头平键：l＝L－b/2
F2＝F1+F ＝F0+cbF/(cb+cm)
六、失效形式、设计准则、强度计算：
失效形式 拉断 设计准则 σ≤［σ］ 松联接 紧联接 剪切 挤压 τ≤［τ］ σp≤［σp］ 强度计算
F0 d12 4 1.3F2 d12 4
普通螺栓 联接
铰制孔用 螺栓联接
Fs 2 d 0 4
四、材料选择： 基本原则：齿面要硬，齿芯要韧。 软齿面齿轮：HBS1－HBS2≈30～50 硬齿面齿轮：HBS1≈HBS2 五、齿面接触强度和齿根弯曲强度的设计和校核公式的 应用： 式中各符号的物理意义、其值的确定（包括：计 算、查图、查表等）、单位的确定。
分度圆直径d决定了齿面接触强度的大小
模数m决定了齿根弯曲强度的大小 六、齿轮的结构设计、齿轮传动的润滑和效率
Fs p d 0 l min

七、提高螺栓联接强度措施：
从以下几方面考虑：①降低总拉伸载荷的变化范围；②改善螺纹
牙的力分布；③减少应力集中；④避免产生附加应力等。
第六章 键、花键联接
一、键的分类、特点、应用 普通平键 平键 圆头平键 方头平键 单圆头平键
导向平键 (180°) 滑键 半圆键(同一母线上) 键 楔键 (180°)
第十章 齿轮传动
一、轮齿的失效形式及设计准则：
齿根折断
轮齿失效 齿面失效
磨损 疲劳点蚀 胶合 塑性变形
设 计 准 则
软齿面(HB≤350)：按齿面接触强度计算 闭式齿 按齿根弯曲强度校核 轮传动 硬齿面(HB＞350)：按齿根弯曲强度计算 按齿面接触强度校核 开式齿 按齿根弯曲强度计算 轮传动
二、受力分析：
第一章 绪论
机械零件设计的一般步骤； 机械零件的材料及其选用； 机械零件设计中的标准化。
第五章 螺纹联接
一、螺纹的参数： 大径d、小径d1、中径d2、螺距p、螺 旋线数n、导程s=pn、升角ψ 、牙型角α 等。 普通螺纹（三角螺纹） 用于联接 管螺纹 二、螺纹的种类： 矩形螺纹 用于传动 梯形螺纹 锯齿形螺纹 三、螺纹联接的基本类型、特点、应用：