机械设计考试复习资料资料讲解

一般来说，啮合传动传递功率的能力高于摩擦传动；蜗杆传动工作时的发热情况较为严重，故传递的功率不宜过大；摩擦轮传动必须具有足够的压紧力，故在传递同一圆周力时，其压轴力要比齿轮传动的大几倍，因而一般不宜用于大功率的传动；链传动和带传动为了增大传递功率的能力，必须增大链条和带的截面面积或排数（根数），但这要受到载荷分布不均的限制

摩擦轮传动作用在轴上的压力最大，带传动次之，斜齿轮及蜗杆传动再次之，链传动、直齿和人字齿齿轮传动则最小

1.机械零件的失效：

机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。

2.零件的失效形式

整体断裂;

过大的残余变形;

工作表面的过度磨损或损伤

破坏正常的工作条件

3.机械零件的计算准则

强度准则

刚度准则

寿命准则

振动稳定性准则

可靠性准则

4.应力的种类

静应力: σ=常数

变应力: σ随时间变化

平均应力: σm=(σmax+σmin)/2

应力幅: σa=(σmax—σmin)/2

变应力的循环特性: r=σmin/σmax

对称循环变应力r=-1

脉动循环变应力r=0

静应力r=1

螺纹连接

1.分类

连接:三角形螺纹,圆螺纹

传动:矩形螺纹,梯形螺纹和锯齿形螺纹.

2.螺纹连接的预紧和放松

预紧力不得超过其材料的屈服极限σs的80%

连接螺纹都能满足自锁条件ψ<ρv

3.放松方法

⑴摩擦放松：对顶螺母，弹簧垫圈，自锁螺母

⑵机械放松:开口销与六角开槽螺母，止动垫圈，串联钢丝

1.连接螺纹:普通螺、管螺纹

传动螺纹:梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹

2．螺纹连接的基本类型

①螺栓连接：

普通螺栓连接的特点：被连接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙，通孔的加工精度要求

较低，结构简单，装拆方便，使用时不受被连接件材料的限制铰制孔螺栓连接的特点：孔与螺栓杆多采用基孔制过渡配合，能够精确固定被连接件

的相对位置，并承受横向载荷，孔的加工精度要求较高

②双头螺柱连接：

通常用于被连接件之一太厚不易制成通孔，材料又较软，且需要经常拆装的场合

③螺钉连接：

连接特点：螺栓（或螺钉）直接拧入被连接件的螺纹孔中，不用螺母，结构简单、紧凑。经常拆装，易使螺纹孔磨损，可能导致被连接件报废，多用于受力

不大，或不需要经常拆装的场合

④紧定螺钉连接

2.螺纹连接的预紧

①预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密型，防止受载后被连接件间出现缝隙或发生

相对滑移

②拧紧后螺纹连接件在预紧力作用下产生的预紧应力不得超过其材料屈服极限σs的

80%

③控制预紧力的方法：通常借助于测力矩扳手或定力矩扳手

装配时预紧力的大小是通过拧紧力矩来控制的

3.螺纹连接的防松

①放松的目的：防止螺旋副在受载时发生相对转动

②放松的方法：摩擦防松（对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母）、

机械放松（开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝）

破坏螺旋副运动关系放松（冲点、涂胶粘剂、铆合）

4.螺栓组连接的设计

①目的：合理地确定连接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和连接结

合面间受力均匀，便于加工和装配

⑴连结接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状

⑵螺栓的布置应是个螺栓的受力合理

对铰制孔螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向上成排的布置8个以上的螺

栓，以免载荷分布过于不均

当螺栓连接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当的靠近连接接合面的边缘，

以减小螺栓的受力

若同时承受轴向载荷和较大的横向载荷，应采用销、套筒、键等抗剪零件来承

受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸

⑶螺栓的排列应有合理的间距、边距

布置螺栓时，各螺栓轴线以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所

需要的活动空间大小来决定

⑷分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4、6、8等偶数，以便在圆周上钻孔时的

分度和画线

同一螺栓组中螺栓的材料、直径和长度均应相同

⑸避免螺栓承受附加的弯矩载荷

在结构上设法保证载荷不偏心

在工艺上保证被连接件、螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直

在铸、锻件等的粗糙表面上安装螺栓时，应制成凸台或沉头座

当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈或球面垫圈

5．螺栓组连接的受力分析

⑴目的：根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓所受的力，以便进行螺栓连

接的强度设计

⑵几点假设：①所有的螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同

②螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合

③受载后连接接合面仍保持为平面

⑶四种典型受载：

①受横向载荷的螺栓连接

当采用螺栓杆与孔壁间留有的普通螺栓连接时，靠连接预紧后在接合面间产生

的摩擦力来抵抗横向载荷

当采用铰制孔螺栓连接时，靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷

对于普通螺栓连接，应保证连接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力必须大

于或等于横向载荷，即f•F0•z•i≥K s•FΣ

②受转矩的螺栓组连接

采用普通螺栓连接时，靠连接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T 即 f•F0•r1+f•F0•r2+…+f•F0•r n≥K s•T

采用铰制孔螺栓连接时，靠螺栓的剪切和螺栓与孔壁的挤压作用来抵抗转矩T 即ΣＦi•r i＝T （剪切力与距离r的比值为常数）则受力最大的螺栓的工作剪力

Ｆmax＝T•ｒmax/（Σr i²）