浙江大学机械设计甲复习总结

第一章，摩擦，磨损，润滑，密封滑动摩擦：干摩擦：无润滑剂表面直接接触，摩擦因数大边界摩擦：表面吸附薄边界膜，但两表面依然有凸峰接触，小流体摩擦：两表面完全被流体隔开，无接触，最小混合摩擦：上述都有，多数情况为混合摩擦，比边界摩擦小磨损：相互接触物体在相对运动时表面材料不断损耗的过程磨粒磨损（突出物），粘着磨损（油膜破坏，直接接触后高温发生“焊合”，撕裂），接触疲劳磨损（交变应力使金属脱落），腐蚀磨损（化学，电化学反应）正常磨损：使用年限内磨损量不超过允许值过程：磨合（缩短），稳定磨损（延长），剧烈磨损（推迟）润滑：减小摩擦，减轻磨损，减震，防锈（1）润滑油：粘度（性能指标）动力粘度运动粘度：牌号越大，粘度越大相对粘度粘度随温度上升而下降，变化越小，黏温特性越好，压力上升，粘度增大，但压力影响很小油性：在金属表面上的吸附能力越强，油性越好极压性：加入有机极性化合物后，表面生成抗磨，抗高压的化学反应膜的能力闪点：遇火焰能发光闪烁的最低温度凝点：规定条件下不能自由流动的最高温度（2）润滑脂：矿物油加稠化剂重载，低速，不易加油时使用指标：针入度，越小，稠度越大，流动性越小，承载能力大，密封性好，摩擦阻力大滴点：受热开始滴下的温度密封：防止泄露，防止杂质进入动密封（密封面相对运动），静密封应力，疲劳应力r=o,脉动循环应力；r=1，静应力；r=-1，对称循环应力，r为最小应力除以最大应力第5章螺旋传动右旋，左旋，单线螺纹，双线等多线螺纹常用螺纹：三角形螺纹：普通螺纹：牙形角60°，其中螺距最大的为粗牙螺纹，其余为细牙，细牙升角小，强度高，自锁性能好管螺纹：牙形角55°，圆柱形和圆锥形，后者不用填料可保证紧密型，装卸迅速矩形螺纹：牙形角0°，传动效率最高，但精加工困难，易松动锯齿形螺纹：牙根强度高，承受单向载荷梯形螺纹：牙形角30°，传动效率较低，牙根强度高，广泛用于螺旋传动滑动螺旋传动：降速传动比大，获得大轴向力，能自锁，工作平稳无噪声，效率低，磨损快第11章联接螺纹联接：螺栓联接：一端钉头，一端螺纹，通过贯穿被联接件的光孔，拧紧螺母，无螺纹，结构简单，拆装方便。

被联接件不厚且经常拆装螺钉联接：不用螺母，直接把螺纹部分入被联接件之一（较厚，不便加工通孔），但不能经常装拆，螺纹孔会磨损，被联接件报废双头螺柱联接：没有钉头，两端均为螺纹，一端拧入被联接件之一（较厚，不便加工通孔），另一端通过另一联接件光孔，拧螺母。

拆时，只拧螺母，螺纹孔不易损坏。

紧定螺钉联接：拧联接件之一的螺纹孔中，用末端顶紧另一联接件，可传递不大的力和转矩螺母下要有垫圈螺纹联接预紧螺母拧紧，产生压紧力，增强联接的刚性、紧密性和防松能力螺纹联接防松1.附加摩擦力防松：用弹簧垫圈，用于冲击和振动不剧烈的场合2.直接锁住防松：利用止动元件阻止螺纹副的相对转动，如单耳止动垫片，串联金属丝，用于滚动轴承轴向定位锁紧3.破坏螺纹副关系防松：焊住，点冲，使之固接。

单个螺栓联接强度计算P258要求计算螺栓组联接的设计P265要求计算提高螺纹联接强度的途径P2721.改善螺纹牙间的载荷分布。

和螺母结合的螺纹受力是自下而上递减，8至10圈后不再受力（加高螺母高度几乎无用），用受拉螺母，环槽螺母等，使各圈受载均匀2.减小或避免附加应力。

从工艺结构上采取措施3.减轻应力集中。

使螺栓截面变化均匀，增大过渡圆角4.减小螺栓的应力幅。

降低螺栓刚度或增大被联接件刚度。

措施：加大螺栓长度，部分减小螺栓直径，或中空（柔性螺栓）5.改进制造工艺。

提高螺栓疲劳强度螺栓联接的强度校核部分第11章键联接（强度校核，受压，受剪）p274实现周向固定，传递转矩平键：圆头，A型：固定良好，键槽引起应力集中较大方头，B型单圆头,C型，同A型半圆键：定心性好，可适应倾斜面，装配方便，但键槽较深，对轴削弱大，用于轻载和锥形轴端联接楔键和切向键：楔键上下两面也为工作面，有预紧力，可承受单方向轴向力，用于定心角度不高的低速场合切向键用于定心精度不高，低速，重载平键联接计算P276公式要求销联接：固定零件之间的相互位置，传递不大的载荷P280铆接：不可拆联接热铆：冷却后收缩，纵向压紧，横向有间隙，铆钉直径大于12mm冷铆：小于12mm焊接：被焊接材料碳含量越低，其焊接性能越好，焊条材料与被焊材料接近，有残余应力和变形，焊件不能承受严重的冲击和振动过盈联接：包容件和被包容件存在过盈量压入法：过盈量小，擦伤表面温差法：过盈量大优点：结构简单，同轴性好，对轴削弱小，耐冲击，对配合面加工精度要求高用适当方法，可以装拆第6章，齿轮传动圆柱齿轮传动，锥齿轮传动，斜齿轮传动要求：传动准确平稳，承载能力高齿轮基本性质：P128闭式齿轮传动：封闭箱体内，保证良好润滑条件开式齿轮传动：齿面易磨损，用于低速软齿面≤350HBS，硬齿面＞350HBS齿轮失效形式1.齿轮折断（弯曲强度）：齿轮根部产生疲劳裂痕，或是过载导致突然断裂2.齿面磨粒磨损：杂物进入工作表面导致，主要在开式齿轮3.齿面点蚀：靠近节线的齿根工作表面上出现凹坑（点蚀），由接触应力过大引起，与齿面硬度有关，用粘度大的润滑油可减缓点蚀，开式传动少见点蚀（被磨损掉了）4.齿面胶合：局部过热，发生在高速重载和低速重载，高温融焊而黏着，进而撕裂5.齿面塑性变形：过大应力引起，产生屈服，提高硬度和高粘度润滑油有利于防止直齿圆柱齿轮受力：圆周力（从动轮与力作用点的圆周速度方向相同，主动轮相反），径向力（都指向轴心）弯曲强度计算：危险截面用30°切线法确定软齿面闭式传动主要为点蚀（接触强度计算）取较多齿数和较小模数（原因）硬齿面闭式传动为断齿，开式传动为磨损和断齿（都为弯曲强度计算）取较大模数，增大齿根强度斜齿圆柱齿轮P156当量齿数（当量圆，长轴为直径作圆）中心距力的方向：圆周力：主动轮与运动方向相同，从动轮与运动方向相反径向力：指向各自轴心轴向力：主动轮为右手法则（右旋），左手法则（左旋），（从轴向看，判断左右旋，左边高为左旋右边高为右旋），从动轮和主动轮相反锥齿轮分度圆直径：当量齿数：力的方向：径向力指向各自圆心圆周力（主动轮与运动方向相反，从动轮一致）轴向力：主动轮与从动轮的轴向力与径向力平衡齿轮传动的润滑闭式传动V≤12m/s，浸润滑油V＞12m/s，喷润滑油开式传动：人工定期涂抹或填充润滑脂或黏度大的开式齿轮油齿轮直径较小，X＜2.5m,做成齿轮轴齿轮直径较大，做成腹板式单件生产，做成焊接式第7章蜗杆传动蜗杆直径系数：q=d1/m传动比：i=n1/n2=z2/z1≠d2/d11为蜗杆转速，头数（螺纹的线数），z小，传动比大，z大，传动效率高，z太大，加工精度不易保持2为蜗轮转速，齿数中心距：a=(d1+d2)/2=12(q+z2)m特点：1.传动比大，因为头数小1到4之间，而齿数大，传动比大，一般i=10至80，功率小时甚至可以10002.传动平稳，噪声小3.可以实现自锁缺点：相对滑动大，摩擦大，发热大，效率低，润滑散热要求高，不适应大功率传动运动方向判断：蜗杆左（右）旋时，用左（右）手，四指与蜗杆转向一致，拇指方向与蜗轮速度方向相反力方向判断：径向力指向各自轴心，大小相等，方向相反圆周力，主动件（一般为蜗杆）与转向相反，从动件一致轴向力与圆周力相平衡失效形式：齿轮的失效形式都会出现，但由于较大的相对滑动，磨损、发热和胶合的现象更易发生材料：蜗杆：钢材，常与轴做成一体，螺旋面硬度越高，光洁度越高，耐磨越好蜗轮：铜镶嵌于外部做齿圈，锡青铜传动效率：闭式蜗杆η=η1η2η31．啮合效率（主要因素） 2.搅油效率，0.94—0.993.轴承效率，滚动轴承0.99—0.995，滑动轴承0.97—0.99η1=tanλ/tan(λ+ρv) (λ≈45°时，效率最大，所以常做成多头)ρv：当量摩擦角热平衡：蜗杆传动效率低，发热大，闭式传动，若温度太高，润滑油黏度下降，会加剧表面磨损，甚至引起齿面胶合。

热平衡计算即摩擦生热要小于或等于箱体表面散热增加散热大方法：1.在箱体外表面加散热片，增加散热面积2.在蜗杆轴上装风扇，进行人工通风，3.在油池内装蛇形水管，用循环水冷却第12章轴分类：心轴：只承受弯矩，不传递扭矩传动轴：只传递转矩，不承受弯矩或弯矩很小转轴：传递转矩，承受弯矩（大多数轴）材料：碳素钢（价廉，对应力集中敏感性低，如45号钢）和合金钢（轻，耐磨，耐高温，不能提高轴刚度）定位：常用轴肩定位，h=(0.07-0.1)d，轴肩圆角半径＜零件圆角半径（毂孔倒角）两零件距离近时用套筒定位，较远时用双圆螺母固定（防止螺母松脱，对轴强度不利）轴端零件可用轴端挡圈压紧固定的方法，也可用圆螺母轴向力不大时，弹性挡圈，紧定螺钉，锁紧挡圈也可以轴上零件周向固定：传递转矩的需要固定，键联接、花键联接、过盈配合联接和紧定螺钉轴的定位：滚动轴承，采用基孔制结构设计：将输出轮布置在输入轮两侧：减小最大转矩尽量将转矩传递和输出机构固联，减少通过轴的转矩传递重点：参考P291图，要会设计轴的结构，进行改错轴的按扭矩和当量弯矩计算P292-266要求计算临界转速：发生共振时轴的转速，和本身结构有关传动链（常用），输送链，起重链传动链靠链条和链轮齿啮合传递运动和动力优点：和齿轮传动相比：制造与安装精度要求低，成本低，远距离传动较轻便和带传动比：能保证精确的平均传动比，传动效率较高，作用于轴上的压力小缺点：只能平行轴传动，瞬时传动比不恒定，有噪声，不适应载荷变化大，高速和急速换向滚子链：内链板1外链板2（等强度，8字形），销轴3，套筒4，滚子5（滚动以减轻磨损）（1,4）（2,3）过盈配合，（3,4）（4,5）间隙配合节距p(两滚子中心距)：p越大，各零件尺寸相应增大，承载能力提高，但多边形效应明显多边形效应：由于链条滚子与滚子之间为一直线，其传动过程中速度方向不是均匀变化的，而是存在一个竖直分量，引起竖直方向上的抖动节距越大，小齿轮齿数越少，多边形效应越明显，链速波动越大，引起震动和动载荷越大滚子链标记：链号（反映p）—排数（越大承载能力越高）—链节数（L p代表长度）——标准编号齿形链:传动平稳，冲击小，噪声低，用于高速或高精度传动，价格昂贵，结构复杂链轮：齿形为“三圆弧一直线”材料：足够的强度和耐磨性，小链轮一般应优于大链轮受力分析：紧边有工作拉力，松边无工作拉力失效：1.链板疲劳破坏：润滑充分时，疲劳强度是决定链传动能力的主要因素2.链条铰链磨损：开式和润滑不良时的主要失效形式，磨损导致链节变长，引起跳齿和脱链3.滚子、套筒的冲击疲劳破坏：啮合时有冲击4.销轴和套筒的胶合：速度过高、润滑不良造成高温胶合，限制极限转速5.链条过载拉断参数选择：1.满足承载能力下，选用小节距，重载可用多排链2.齿轮齿数，过少使运动不均匀性加剧，过多引起链条铰链磨损3.中心距：a0=（30—50）p，最大80p，过小减少啮合齿数，过大引起链条颤动4.链节数L p最好为偶数实际安装中心距应比计算中心距小2—5mm尽可能采用水平布置，紧边在上润滑：加在松边上，易于渗入特点：结构简单，传动平稳，能缓冲吸振，大轴间距传递运动和动力，价格低，维护方便摩擦型带传动过载时打滑，起到安全保护作用，噪声低但传动比不准确齿形带可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力较差类型（根据截面形状）平带，圆带，V带，多楔带传动平带：结构简单，制造容易，允许极限转速值高圆带：结构简单，用于低线速度，小功率V带：截面呈等腰梯形，工作面为两侧面（底面不接触），摩擦力比平带大当量摩擦因数f v=f/sin(Φ/2) Φ为楔角，由V带轮决定略小于V带角θ承载层有帘布和绳线两种（窄V带）多楔带：V带和平带组合带轮：直径很小：带轮轮缘与轮毂直接相连，无轮辐中等直径：腹板式直径大于300mm，可用椭圆轮辐式带传动依靠摩擦力，有效圆周力超过最大摩擦力产生打滑，应尽量避免小带轮先打滑，传动能力取决于小带轮，因为小带轮包角a小应力：拉应力，离心力产生的拉压力，弯曲应力（越弯越大，小带轮大）弹性滑动：由带的弹性形变引起的相对滑动（与打滑不同）弹性滑动率ε=(v1-v2)/v1（从动轮速度降低率）一般工作，弹性滑动只在小范围内产生，当扩大至整个接触面即对应最大摩擦力失效：打滑，疲劳破坏参数选择：带轮直径大一些，小带轮包角＞120°带传动最常用的张紧方法是调整中心距，当中心距不可调时使用张紧轮带传动若水平布置时，应紧边在下，松边在上，以增加小带轮包角第13章滑动轴承轴承：用于支撑轴颈或轴上的回转零件的部件按摩擦性质分：滑动轴承，滚动轴承滑动轴承：摩擦副的运动形式是相对滑动，需要用润滑来减小摩擦，减轻磨损按摩擦和润滑状态分：（金属干摩擦摩擦系数0.3—1.5）固体润滑滑动轴承：用固体润滑剂实现固体润滑，二硫化钼和石墨等，摩擦系数0.08 维护方便，一般免维护，直接更换，适用于设计润滑系统不方便的场合。