机械设计归纳小结

F s d12 4
总拉力 F0 F2
Cb F Cb Cm
忽略
s ca
1.3F0

s
静强度
4
d
2 1
s ca
疲劳强度
1.3F2

s

F


2 0
4
d
2 1
sP 4
F d
d 0 Lmin
s P
s P max
zF0 M [s P ] A W
s np tan d 2 d 2
大径d、小径d1、中径d2、线数n、导程p、螺纹升角
◆细牙螺纹的特点：细牙螺纹牙形小，螺距小，升角小，自锁 性好；小径大，强度高，但牙易磨损，不易经常拆卸。 §5-2 螺纹联接类型及特点 受拉螺栓连接：普通螺栓、螺钉、双头螺栓、（紧定螺钉） 受剪螺栓连接 §5-3~4 螺栓的预紧与防松 §5-5 螺纹联接的强度计算 ◆联接的失效形式： ① 受拉螺栓：塑性变形、疲劳断裂 ② 受剪螺栓：剪断、压溃 ③ 联接失效：滑移、离缝
以S为判据 稳定循 环变应 力r=C S
屈服区
Ss
Ssca ？
S ca
Ss
S σca S τca S
2 σca

K N s 1
(塑性 材料） S ca K N 1
K s s a s s m
sm sa
sS
S
2 τca
S
sr
s rN
K a m
sP
F d 0 Lmin
s P
s P min
zF0 M 0 A W
受拉螺栓
Fa
FR
z i 1
Fa
M
M
FR
z
Fa
M
T
T
i 1
F1 fz K S FR F1 f ri K S T F0 fz K S FR F0 f ri K S T
C Fa F1 F0 m Cb Cm z
◆综合影响系数
◆应力变化规律（加载方式）
OM S ca S OM s max s 1 S ca S s max Ks s a s s m
s
2s 1 s 0
s0
Ks (
K (
ks 1 1 1) s s q
k 1 1 1) q
◆弹性滑动
◆带传动力分析公式
由于拉力差和带的弹 性变形而引起的带相 对带轮的局部滑动。
Fe F1 F2 2 F0 F1 F2 F1 F2e f
e f 1 Fec F fc 2 F0 f e 1
◆最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。 ◆为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。
二、各篇章节的回顾
计算题
第一章 绪论
了解本课程研究内容、性质、任务和基本术语。
第二章 机械设计总论
概括起来可分为三部分：
（一）关于机器总体设计的概述（1、2、3节）。
一、机器的组成
二、机器（机械）设计概述
（二）关于机械零件设计的概述（4---10节）。
（三）机械现代设计方法简介（11节）。
带的型号 带轮的基准直径的dd1 带的速度v 中心距a 带的基准长度Ld 小带轮上的包角1 带的根数z
1
§8-4 Ｖ带轮结构设计 §8-5 带传动的张紧装置
◆张紧轮的位置及张紧方向
第九章 链传动
§9-1 链传动的特点及应用
§9-2 传动链的结构特点 ◆链节数宜取偶数，避免过渡链节
《机械设计》复习要点
《机械设计》是一门培养学生机械设计能力的技术基础课。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本方法的掌握， 在培养实践能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练，
使学生对工程实际具有分析、解决问题的能力，在设计中
具有创新思维。
一、学习本课程应达到的目的
1.掌握通用零件的设计方法。 2.具有设计简单机械的能力（运用标准、规范、手册、查资料）。
◆疲劳强度计算图解法和解析法
◆复合应力安全系数
S ca Ss S S S
2 s 2
S
强度计算公式总结
应力 状态 应力 类型
单向应力状态
复合应力状态
极限 应力 slim 塑性 脆性
S
以s为判据
以S为判据
以s为判据
max max
以S为判据
S σca S τca S
2 σca
静应力
单向应力：S ca
s
lim
，复合应力：S ca
Ss S Ss S
2 2
S
§3-1 材料的疲劳特性
◆极限应力： sr 、srN
s rN
m
N0 sr K N sr N
KN
m
N0 N
§3-2 机械零件的疲劳强度计算 ◆材料及零件的疲劳极限应力线图 ◆直线方程 ◆材料常数（A’D’的斜率）
§4-0 概 §4-1 摩 述 擦
◆4种摩擦状态 干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦 §4-2 磨 损
◆磨损基本类型
磨粒磨损、疲劳磨损、粘附磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 ◆润滑油的粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号 ◆润滑油的粘温特性
§4-4 流体润滑原理简介
总体概括为：运用现代数学、应用力学、微电子学及信息科学等方面的 最终于成果与手段实现某方面的转化。

选择题（举例） 1、当零件可能出现疲劳断裂时，应按（ A ）准则计算。 A、强度 B、刚度 C、寿命 D、振动稳定性 2、对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应 选择（ D )。 A、铸造 B、冲压 C、自由锻 D、模锻 3、工程上采用几何级数作为优先数字基础，级数项的公比一般为 （B ）。 A、 B、 n 10 C、 D、
§8-3 Ｖ带传动的设计计算
◆带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 ◆带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强 度和寿命。 ◆单根V带所允许传递的功率公式的含义： ◆带的参数选择：
Av P0 ([s ] s b1 s c )(1 fV ) KW 1000 e
S Sca
？S
m a
S
§3-4 机械零件的接触强度
F
F 1 1 B 1 2 sH 2 1 12 1 2 E1 E2
1 σH σH 2
B
F
1 2 σH σH
B
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
§5-6 螺栓组联接的设计
◆受力分析的类型：
◆受横向载荷的螺栓组联接 普通螺栓 联接条件（不滑移）：
fF0 zi K S F K S F 或：F0 fzi
F F F F
强度条件： s 1.3F0 s ca d12 / 4
铰制孔螺栓
F F z
F 2 d0 4
◆松螺栓联接强度计算
紧螺栓联接强度计算：
仅受预紧力的紧螺栓联接 受横向载荷的紧螺栓联接 受轴向载荷的紧螺栓联接
◆紧螺栓联接强度计算：
fF0i K S F
Cb F2 F1 F F0 F Cb Cm
1.3F2 s ca 2 s d1 / 4
F F ◆受剪螺栓联接强度计算： s P s P 2 d0 d 0 Lmin 4
铰制孔螺栓
Fmax Trmax ri 2
i 1 Z


Fmax d 02

4
Fmax sP s P d 0 Lmin
◆受轴向载荷的螺栓组联接
F F z
每个螺栓所承受的总载荷F2为： F2 = F1 + F 联接条件（不离缝）：F1>0，且满足密封要求。 强度条件：
§8-6 带传动设计实例
§8-1 带传动概述
◆带传动的特点 ◆带轮槽的楔角φ小于带的。
优点：结构简单、无啮合冲击，传动平 稳、适合高速、造价低廉以及缓冲减振， 过载保护，适用于大中心距； 缺点：摩擦式带传动有弹性滑动和打滑 的现象，传动比不稳定，需较大张紧力， 寿命短。
§8-2 带传动的工作情况分析
s s
s lim
Ss
S sca
lim
S
疲劳区
sca
s lim Ss s s s
s 2 4 2 s
2 2
Sca
lim S
s 3 s S ca
Ss
s s lim
S
2 τca
sS sB S B
§5-8 提高螺纹联接强度的措施
◆降低影响螺栓疲劳强度的应力幅
◆改善螺纹牙上载荷分布不均的现象
◆减小应力集中 ◆避免或减小附加弯曲应力
◆采用合理的制造工艺
◆螺纹联接的画法及结构改错
第六章 键、花键、无键联接和销联接
§6-1 键联接
◆键联接分类及特点：平键、半圆键、楔键、切向键等。 ◆ A、B、C型普通平键的特点 ◆键的尺寸选择：b×h和键的长度L ◆平键联接的失效 普通平键联接(静联接)： 工作面的压溃、键的剪断 ◆强度校核：
F0=0
fF0 zi K s F
F0
KF F0 s 轴向力 fzi
F
F Z F f ri z
i 1
K sT
F Fmax
MLmax
L
i 1
Z
2 i
F F z
F Fmax
Trmax
r
i 1
Z
2
i
F0------预紧力 强 度 条 件 被联 接件 强度
F F a z
Cb F2 F0 F Cb Cm
s
F FM max
MLmax L2 i
i 1 z
FM max
MLmax
L
i 1
z
i
F
Cb F Cb Cm
Fa FM max z
F2 F1 F
F2 F0
1.3F2 s d12 4
F1 F0
s ca
1.3F2

s
4
d12
◆受倾覆力矩（翻转力矩）的螺栓组联接 最大工作载荷： F max
MLmax L2 i
i 1 Z
M
O O
Cb F2 F0 Fmax Cb Cm
强度条件：
s ca
1.3F2

s
Li பைடு நூலகம்max
O
4
d12
不压溃条件： 不离缝条件：
F 2T sp [s p ] kl kld
导向平键滑键联接(动联接)： 工作面的磨损
§6-2 花键联接
◆花键联接的特点
*§6-3 无键联接、§6-4 销联接
第八章 带传动
§8-1 带传动概述 §8-2 带传动的工作情况分析
§8-3 Ｖ带传动的设计计算 §8-4 Ｖ带轮结构设计
§8-5 带传动的张紧装置
第五章 螺纹联接与螺旋传动
§5-1 螺纹
§5-2 螺纹联接的类型与标准联接件 §5-3 螺纹联接的预紧 §5-4 螺纹联接的防松 §5-5 螺纹联接的强度计算
§5-6 螺栓组联接的设计
§5-7 螺纹联接件的材料与许用应力 §5-8 提高螺纹联接强度的措施 *§5-9 螺旋传动
§5-1 螺纹 ◆螺纹的主要参数：


判断题（举例） 1、当零件可能出现塑性变形时，应按刚度准则计算（）。 2、机器的设计阶段是决定机器好坏的关键（）。 3、疲劳破坏是引起大部分机械零件失效的主要原因（）。
第三章 机械零件的强度
§3-01 机械零件的载荷与应力
◆变应力可由静载荷或变载荷产生
◆稳定性变应力的描述： smax 、smin 、sm 、sa 、r （循环特性） §3-02机械零件在静应力下的强度计算 ◆极限应力： ss、 sb ◆安全系数： s
s P max
zF0 M [s P ] A W
s P min
zF0 M 0 A W
螺栓联接强度计算小结
螺 栓 类 别 单 个 螺 栓 受 力 普通螺栓（受拉螺栓） 松螺栓 轴向载荷 横向载荷 预紧力 紧螺栓联接 转 矩 轴向载荷 倾覆力矩 铰制孔螺栓（受剪螺栓） 横向载荷 转 矩
sP
F d 0 Lmin
s P
◆受转矩的螺栓组联接 普通螺栓
联接条件（不滑移）：
Fmax Fi
rmax O
K ST f ri
i 1 z
ri
T
F0 fr1 F0 fr2 F0 frz KsT
强度条件：
s ca
1.3F0
F0

s
4
d12
zF0 M [s P ] A W zF0 M 0
zF1 M [s P ] A W zF1 M 0 A W
Cm Fa Cb Cm z
§5-7 螺纹联接件的材料与许用应力
◆螺纹联接件力学性能等级代号：如5.6
◆螺纹联接件的许用拉应力 ◆受剪螺纹联接许用剪应力和许用挤压应力