机械设计复习提纲_配西北工业大学版__濮良贵

a
当普通螺栓承受横向工作载荷时， 预紧力F0导致 接合面所产生的摩擦力应大于横向载荷F。
预紧力F0 ： F0
KsF zif
④ 受剪螺栓连接的强度计算理论与公式。
1）螺栓杆的剪切强度条件为：
4
F
d
2 0
m
2）螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：
P
F d l0 min
P
➢ 螺栓组连接设计的基本内容、基本理论、和基本方法。
由 d1
4 1.3F0
[ ]
并根据被连接件厚度、螺母、垫圈厚度确定螺栓的 标准长度。
5、提高螺栓连接强度的措施。
1. 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺 母时的效率取决于螺纹的 升角和牙型角。
2. 螺旋副的自锁条件：螺纹升角ψ小于当量摩擦角ρ‘
3. 普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受拉伸 应力和 扭剪 应力作用。
4.齿轮传动的受力分析方法。
5. 理解齿轮计算中要用计算载荷而不用名义载荷的 道理，了解四个载荷系数的物理意义及其影响因素， 采取哪些措施可减小载荷系数。
6、掌握直齿圆柱齿轮的接触疲劳强度计算与齿根弯曲 疲劳强度计算的理论依据，以及力学模型、应力的类型 与变化特性；掌握公式中各参数的意义。对斜齿圆柱齿 轮的强度计算，应根据它们的传动特点，由相应的当量 齿轮转化为直面圆柱齿轮后再进行强度计算，但须注意 它们的计算与直齿圆柱齿轮计算的异同点。
ifF0 KsF
if
F0
cm cm cb
F轴
KsF
确定连接所需 的预紧力
以受力最大的螺栓的轴向工作拉力F和预紧力F0确
定螺栓所受总拉力F2.
F2
F0
Cb Cb Cm
F
由 d1
4 1.3F2
[ ]
确定螺栓直径，以满足螺栓强度。
对普通螺栓，只承受横向载荷或转矩时： 横向载荷和（或）转矩确定连接所需的预紧力
第2章
➢ 静载荷、变载荷、静应力、变应力。 ➢ 工作载荷、名义载荷、计算载荷。 ➢ 判断机械零件强度的两种方法是：
• 判断危险截面处的最大应力是否小于或等于许用 应力；
• 判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于 需用安全系数；
➢ 在变应力工况下，机械零件的强度失效主要是疲 劳断裂。
➢ 疲劳断裂是与应力循环次数(即使用寿命)有关的 断裂。
➢钢制零件的疲劳曲线中，当N≥N0时为无限寿命区； 而当N<N0时又处在有限寿命区。
➢理解疲劳极限应力图意义。
➢影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？ 应力集中、尺寸大小、表面状态。
➢疲劳点蚀。 ➢摩擦的类型：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩 擦。
➢什么是磨损？按机理不同，磨损主要有哪几种形式？ 零件磨损过程分那几个阶段？P29~30. ➢润滑剂作用。
▲螺栓组连接四种典型受力状态（轴向力、横向力、 旋转力矩、倾覆力矩）下的受力分析。
▲螺栓组连接复杂受力状态下的受力分析。
技巧：利用静力分析法将复杂的受力简化成简单的 受力状态，即轴向载荷、横向载荷、旋转力矩、倾 覆力矩。分别计算螺栓组连接在这些简单受力状态 下每个螺栓的工作载荷，然后按同类工作载荷矢量 叠加，便可得到每个螺栓总得工作载荷，最后求出 受力最大的螺栓总拉力。
机械设计复习提纲
第1章
➢ 机器的基本组成要素是机械零件。P2 ➢ 机械设计的一般程序。P8 ➢ 机械零件的主要失效形式。P10
在静应力工况下的机械零件的强度失效主要是塑性 变形和断裂。 ➢ 机械零件设计计算准则 ：强度准则（最基本）、刚 度准则、寿命准则、耐耐磨性准则、振动稳定性准 则。 ➢ 产品设计中的“三化”指标准化、系列化、通用化。
导向平键连接和滑键连接（动连接） 其主要失效形式：工作面的过度磨损。 通常只进行耐磨性计算。
1.键的剖面尺寸b×h通常是根据 D 从标准中选取。 A、传递的转矩 B、传递的功率 C、轮毂的长度 D、轴的直径
2、采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，
两键通常布置成 A 。
A、相隔180º
B、相隔120º～130º
B、承载能力大
C、传动效率高
D、使用寿命长
6、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应 力的最大值发生在带 B 。
A、进入大带轮处 B、紧边进入小带轮处
C、离开大带轮处 D、离开小带轮处
7、套筒滚子链，滚子的作用是 B 。
A、缓冲吸震
B、减轻套筒与轮齿间的摩擦与磨损
C、提高链的承载能力
D、保证链条与轮齿间的良好啮合
4. 被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接时， 则螺栓受 拉载伸荷作用，可能发生的失效形式是 螺栓发生塑性变形或断裂。
5. 受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力和轴向 工作载荷一定时，为减小螺栓所受的总拉力，通常采用 的方法是减小 螺栓 的刚度或增大 被连接件 的刚度。
6. 在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中，为提高螺栓 的疲劳强度，可采取的措施是减小螺栓的刚度或增大 被连接件的刚度。
第6章
1. 齿轮传动的的主要特点，应用场合；按工作条件和齿 面硬度的分类方法。
2. 齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用热处理 方法及材料选用原则。
3. 齿轮传动的失效形式(轮齿折断、点蚀、磨损、胶合、 塑性变形)的特点、失效部位、失效机理、防止或减轻 失效的惜施，以及针对不同失效形式的设计计算准则。
第3章
1、螺纹的主要参数。
大径 d (D)—公称直径
小径 d1 (D1)—强度计算时所用
中径 d2 (D2)—确定螺纹几何参数和配合性质
螺距 P
导程 S S=nP
螺纹升角ψ
牙形角 牙侧角 = /2
工作高度h
根据牙型 螺纹分
矩形螺纹 = 0 梯形螺纹 = 30 锯齿形螺纹 = 3, = 30
螺栓组受连接 受横向载荷或 (和)旋转力矩时
普通螺栓
需确定的是螺栓 的预紧力
铰制孔 用螺栓
需确定的是螺栓的 所受的横向载荷
螺栓组受连接 受轴向载荷或 (和)倾覆力矩时
只能采用 普通螺栓
需确定的是螺栓所 受轴向工作载荷
对普通螺栓：
按轴向载荷F轴和（或）倾覆力矩M→轴向工作拉力。 按横向载荷F横和（或）转矩T →横向工作载荷→
A、小链轮的转速 B、传递的功率
C、传动比
D、传递的圆周力
13、两带轮直径一定时，减小中心距将引起 D 。 A、带的弹性滑动加剧 B、带传动效率降低 C、带工作噪声增大 D、小带轮上的包角减小
14、链条的节数宜采用 B 。 A、奇数 B、偶数 C、5的倍数 D、10的倍数
15、大链轮的齿数不能取得过大的原因是 D 。 A、齿数越大，链条的磨损就越大 B、齿数越大，链传动的动载荷与冲击就越大 C、齿数越大，链传动的噪声就越大 D、齿数越大，链条磨损后，越容易发生“脱链现象”
螺栓的总拉力 F2
F0
Cb Cb Cm
F
螺栓的预紧力
F0
F1
Cm Cb Cm
F
a）静强度（F不变化时）
强度条件:
1.3F2
d12 / 4
[ ]
设计公式:
d1
4 1.3F2
[ ]
b) 疲劳强度计算（F变化时）
强度条件，应力幅σa a
Cb
2 F Cb Cm πd12
2Kc F πd12
3. 在松连接中，件的侧面是工作面。考键和键槽侧面 挤压力来传递扭矩。在紧连接中，楔键的上下面是工 作面，沿径向压紧轴和轮毂，主要靠压紧面间的摩擦 力来传递扭矩。由于径向压紧，楔键会引起轴上零件 与轴的偏心和偏斜；由于靠摩擦力传力，楔键连接能 传递单向的轴向力。
4．平键连接的强度校核 普通平键连接（静连接） 其主要失效形式：工作面的压溃。 一般只校核挤压强度。
8. 滚子链传动的失效形式、设计准则、参数选择原则 和设计计算方法。
9. 链传动的合理布置、润滑方式和张紧方法。
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1、带传动是依靠 B 来传递运动和动力的。 A、带与带轮接触面之间的正压力 B、带与带轮接触面之间的摩擦力 C、带的紧边拉力 D、带的松边拉力
2、带传动在工作中产生弹性滑动的原因是 C 。 A、带与带轮之间的摩擦系数较小 B、带绕过带轮产生了离心力 C、带的弹性与紧边和松边存在拉力差 D、带传递的中心距大
3、与带传动相比较，链传动的优点是 D 。 A、工作平稳，无噪声 B、寿命长 C、制造费用低 D、能保持准确的瞬时传动比
4、带张紧的目的是 D 。 A、减轻带的弹性滑动 B、提高带的寿命 C、改变带的运动方向 D、使带具有一定的初拉力
5、与链传动相比较，带传动的优点是 A 。
A、工作平稳，基本无噪声
A、增大链节距和链轮齿数 B、减小链节距和链轮齿 数
C、增大链节距，减小链轮齿数
D、减小链条节距，增大链轮齿数 11、带传动的中心距过大时，会导致 D 。
A、带的寿命缩短
B、带的弹性滑动加剧
C、带的工作噪声增大 D、带在工作时出现颤动
12、为了限制链传动的动载荷，在链节距和小链轮齿数
一定时，应限制 A 。
3、螺纹连接的预紧与防松。 预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，以防止受 载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。 防松的本质在于防止螺旋副发生相对转动。
按工作原理的不同，防松方法分三类：摩擦防松、机 械防松、永久防松。
4、单个螺栓连接的强度计算理论与公式。
① 螺纹连接主要失效形式： 受拉螺栓(轴向载荷)— 螺栓杆螺纹部分发生断裂 受剪螺栓(横向载荷)— 螺栓杆和孔壁的贴合面上出 现压溃或螺栓杆被剪断。
②设计准则：保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强度； 保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。
螺栓强度计算时，螺栓螺纹部分危险截面的面积要
用螺纹小径d1。
③ 受拉螺栓连接的强度计算理论与公式，尤其要记 住：受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接的受力变形图、螺栓总拉力的确定及紧螺栓连接强度计算 公式中系数1.3的意义。
多用于螺 旋传动。
三角形螺纹(普通螺纹) = 60 多用于连接。
2、螺纹连接的基本类型、结构类型及其应用 场合。 螺栓连接的结构特点是被连接件的孔中不切制 螺纹，装拆方便。 双头螺柱用于受结构限制而不能用螺栓或希望 联接结构较紧凑的场合。适于常拆卸而被连接 件之一较厚时。 螺钉联接应用于双头螺柱联接相似，但不易于 用于时常装拆的联接，以免损坏被联接件的螺 纹孔。 紧定螺钉联接用于固定两个零件的相对位置， 并可传递不大的力或转矩。
8、带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决 于 D。
A、带的横截面尺寸 B、传递的功率 C、带轮的线速度 D、带轮的直径
9、设计V带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最
小直径。
A、带内的弯曲应力过大 B、小带轮上的包角过小
C、带的离心力过大
D、带的长度过长
10、在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀和动载 荷，应 D 。
7. 采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支撑面是 为了 避免螺栓受附加弯曲应力作用。
8. 在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 均匀各旋合圈螺纹牙上的载荷。
第4章 1. 键的分类、键连接的结构和工作原理。
2. 根据轴与轮毂是否存在相对移动，键连接分为动连 接（如导键、滑键）和静连接（如普通平键、半圆键、 各种楔键）。根据装配时是否楔紧，键连接又分为紧 连接（各种楔键）和松连接（平键、半圆键）。
① 螺栓组连接的结构设计原则，包括：确定接合面的 形状、连接结构类型及防松方法、螺栓数目及其在接 合面上布置、提高螺栓连接强度的结构措施。
② 螺栓组连接的受力分析 ▲受力分析的目的： 根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓 及其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。
▲ 受力分析时所作假设： a)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； b)螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合； c)受载后连接接合面仍保持为平面。
C、相隔90º
D、在轴的同一母线上
第5章 1. 带传动的类型、工作原理、特点及其应用范围。 2. 带传动的力分析、带的应力、带的弹性滑动、打滑。
3. 带传动的失效形式、设计准则、设计方法、参数选 择及提高带传动工作能力的措施。
带传动的极限
有效拉力Felim
Felim 2
F0 qv2
1
e
f
2
1
1
由上面公式可知： ① 预紧力F0↑，则Felim↑；
② 包角α1↑，则Felim ↑； ③ 摩擦因数 f↑，则Felim↑；
④ 摩擦线密度 q↑，则Felim↓； ⑤ 速度v↑，则Felim↓。
4. 带传动的张紧方法和张紧装置。
5. 链传动的工作原理、类型、特点和应用范围。
6. 滚子链标准、规格及链轮的结构特点。 7. 链传动的运动分析（链速不均匀性和动载荷）和受力 分析。