机械设计期末复习 ppt课件
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机械设计总复习课件
避免在预定寿命期内失效的要求 应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。
结构工艺性要求 设计的结构应便于加工和装配。
经济性要求
零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。
质量小的要求 质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。
可靠性要求 应降低零件发生故障的可能性（概率）。
机械零件的设计准则
机械零件的计算准则1
强度准则 ：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形， 是最基本的设计准则。
刚度准则 ：确保零件不发生过大的弹性变形。
寿命准则 ：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
振动稳定性准则
可靠性准则
机械零件的设计方法
机械零件的设计方法
机械零件的设计方法通常分为常规设计方 法和现代设计方法两大类。
定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预 紧力。
预紧力和预紧力矩之间的关系： T 0.2F0d 注意：对于重要的联接，应尽可能不采用直径过小(＜M12)的螺栓。
四பைடு நூலகம்螺纹联接的防松
防松的根本问题在于螺防纹联接的止防松 螺旋副相对转动。按 工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松、机械防 松及其他的防松方法。
轴向距离。 牙型角a－螺纹轴向截面内，螺纹牙型两
侧边的夹角。 升角y－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
的平面间的夹角。
线数n－螺纹的螺旋线数目。 导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转
一周所移动的轴向距离，S=nP。
第五章
螺纹的类型与特点2
升角y的计算式为：
二、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接
联接类型与标准件1
粘度的种类有：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，
结构工艺性要求 设计的结构应便于加工和装配。
经济性要求
零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。
质量小的要求 质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。
可靠性要求 应降低零件发生故障的可能性（概率）。
机械零件的设计准则
机械零件的计算准则1
强度准则 ：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形， 是最基本的设计准则。
刚度准则 ：确保零件不发生过大的弹性变形。
寿命准则 ：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
振动稳定性准则
可靠性准则
机械零件的设计方法
机械零件的设计方法
机械零件的设计方法通常分为常规设计方 法和现代设计方法两大类。
定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预 紧力。
预紧力和预紧力矩之间的关系： T 0.2F0d 注意：对于重要的联接，应尽可能不采用直径过小(＜M12)的螺栓。
四பைடு நூலகம்螺纹联接的防松
防松的根本问题在于螺防纹联接的止防松 螺旋副相对转动。按 工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松、机械防 松及其他的防松方法。
轴向距离。 牙型角a－螺纹轴向截面内，螺纹牙型两
侧边的夹角。 升角y－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
的平面间的夹角。
线数n－螺纹的螺旋线数目。 导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转
一周所移动的轴向距离，S=nP。
第五章
螺纹的类型与特点2
升角y的计算式为：
二、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接
联接类型与标准件1
粘度的种类有：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，
机械设计课件ppt
04
详细设计
对技术设计方案进行优化和完善，完 成图纸绘制和工艺计划，为产品制造 提供根据。
02 机械材料
CHAPTER
金属材料
01
02
03
钢铁
常用的机械材料之一，具 有高强度、良好的塑性和 韧性，易于加工和焊接。
铜及铜合金
具有良好的导电导热性能 ，易于加工，常用于制造 电气和电子元件。
铝及铝合金
质轻、耐腐蚀、易于加工 ，广泛用于航空、汽车和 建筑领域。
非金属材料
工程塑料
具有良好的耐腐蚀、绝缘 、质轻和耐磨等特性，广 泛应用于化工、电子和汽 车等领域。
橡胶
具有弹性好、减震性能良 好、绝缘和耐腐蚀等特点 ，用于制造密封件、减震 器和绝缘材料等。
陶瓷
硬度高、耐磨、耐腐蚀， 常用于制造轴承、阀件和 刀具等高精度零件。
复合材料
玻璃纤维增强塑料
金属基复合材料
由玻璃纤维和有机高分子材料复合而 成，具有轻质、高强、耐腐蚀等特点 。
以金属为基体，加入增强纤维或颗粒 等材料复合而成，具有高强度、耐磨 和耐热等特点。
碳纤维复合材料
由碳纤维和有机高分子材料复合而成 ，具有高强度、高模量、轻质等特点 ，广泛应用于航空、汽车和体育器材 等领域。
链传动的类型
根据链条的结构，链传动可以分为滚子链、齿形链等多种类型。
链传动的特点
链传动具有承载能力强、传动效率高、可靠性好等优点，但同时也 存在结构尺寸较大、对安装精度要求高等缺点。
04 机械制造工艺
CHAPTER
铸造工艺
砂型铸造
利用砂型作为模具进行铸造的方法，适用于各种 形状和大小的铸件。
熔模铸造
轴承结构设计
机械设计基础期末考试复习知识点PPT课件
② 当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时， 无论哪杆为机架，均为 双摇杆机构。）
掌握：1）四杆机构的基本类型（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆） 2）曲柄存在的条件（ ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等
于其余两杆长度之和； ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 ）
3）急回运动行程速比系数、压力角、传动角、 死点等基本概念；
第十二章 滚动轴承
重点掌握：滚动轴承尺寸选择（ 基本额定寿命、当量动载荷的计算、
角接触轴承轴向载荷的计算）
掌握：1）滚动轴承的主要类型及其代号 2）滚动轴承的类型选择原则 3）基本额定寿命和基本额定动载荷等概念 4）滚动轴承的组合设计
第十四章 轴
重点掌握：轴的结构设计（ 轴上零件轴向固定、轴上零件周向固定等）
机械设计基础
复习
复习要领： 按章不按节，复习要有系统性、综合性、
前后呼应，用好每章结尾部分的结构图。 “重点掌握”——最重要的内容 “掌握”——重要的内容 “了解”——次重要内容
第一章 绪论
掌握：1）机器的特征
都是人为的实物的组合；各种部分间具有确定的相对运 动；可做有用功，完成能量、物料、信息的变换或传递。
第六章 齿轮传动
重点掌握：1）渐开线齿轮各部分名称、基本参数(齿数、 模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）和几何尺寸计算(分度圆、基圆、
齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高、齿距/周节、齿厚、齿槽宽；外啮合标 准中心距）
2）直齿圆柱齿轮传动的设计计算(受力分析、强
度计算力学模型[接触：赫兹公式，弯曲：悬臂梁] 、强度计算的主要系数YFa、ZH 等等的意义及影响因素）
➢ 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对 顶螺母属于摩擦放松。
掌握：1）四杆机构的基本类型（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆） 2）曲柄存在的条件（ ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等
于其余两杆长度之和； ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 ）
3）急回运动行程速比系数、压力角、传动角、 死点等基本概念；
第十二章 滚动轴承
重点掌握：滚动轴承尺寸选择（ 基本额定寿命、当量动载荷的计算、
角接触轴承轴向载荷的计算）
掌握：1）滚动轴承的主要类型及其代号 2）滚动轴承的类型选择原则 3）基本额定寿命和基本额定动载荷等概念 4）滚动轴承的组合设计
第十四章 轴
重点掌握：轴的结构设计（ 轴上零件轴向固定、轴上零件周向固定等）
机械设计基础
复习
复习要领： 按章不按节，复习要有系统性、综合性、
前后呼应，用好每章结尾部分的结构图。 “重点掌握”——最重要的内容 “掌握”——重要的内容 “了解”——次重要内容
第一章 绪论
掌握：1）机器的特征
都是人为的实物的组合；各种部分间具有确定的相对运 动；可做有用功，完成能量、物料、信息的变换或传递。
第六章 齿轮传动
重点掌握：1）渐开线齿轮各部分名称、基本参数(齿数、 模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）和几何尺寸计算(分度圆、基圆、
齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高、齿距/周节、齿厚、齿槽宽；外啮合标 准中心距）
2）直齿圆柱齿轮传动的设计计算(受力分析、强
度计算力学模型[接触：赫兹公式，弯曲：悬臂梁] 、强度计算的主要系数YFa、ZH 等等的意义及影响因素）
➢ 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对 顶螺母属于摩擦放松。
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(铅垂向下)
Px P sin 30 6000 sin 30 3000 N
轴向载荷：
(水平向右)
M
倾覆力矩：
Px
180
Py
420
3000180
5196 420
2.722106 N mm
该螺栓组连接在这三种简单载荷作用下可能发生的
失效如下: (1) 在横向载荷作用下 , 托架下滑; (2) 在轴向 载荷和倾覆力矩作用下 , 接合面上部分离 ; (3) 在倾覆力 矩和轴向载荷作用下 , 托架下部或立柱被压溃; (4) 受力 最大螺栓被拉断.
K f 1.2 ，螺栓相对刚度
cb 0.2 ，载荷
cb cm
P 6KN
设计此螺栓组连接。
420 100 100
Px
210
500
O
210O
210
180
P 30P 6KN Py
280
1.螺栓组受力分析载荷P可分解为：
横向载荷： Py P cos30 6000 cos30 5196 N
显然，这里z 4 ，m 2 ，每个螺栓的预紧力
F'
KFs
1.2 2104
N
2104 N
zsm 4 0.15 2
2) 确定螺栓的许用应力 [ ]
由6.8级螺栓已知条件，可知其公称抗拉强度b 600MPa ，
屈服点 s 0.8 600 480MPa ，于是许用应力
F Q 16000 4000N 44
R （2)计算螺栓的预紧力 F ' 由于有轴向载荷的作用，接合面间的 压紧力为剩余预紧力，故有
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一、什么是摩擦学？ 二、表面性质
表面形貌（不光滑，参数） 表面组成（分层） 三、表面接触 名义接触面积 实际接触面积 大致关系
四、摩擦
摩擦、摩擦力 摩擦理论（了解） 摩擦按摩擦（润滑）状态分类： 干摩擦 边界摩擦（润滑） 液体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑 ）
五、磨损
1、磨损的定义 2、一般磨损的过程 （1） 跑合阶段 （2） 稳定磨损阶段 （3）急剧磨损阶段
2.应力
静应力、变应力
周期循环变应力 应力循环特性系数r
r min max
最大应力、最小应力、平均应力、应力幅，线图表示
应力与失效的关系？影响疲劳强度的主要应力成分？
3.载荷与应力关系 例子
二、机械零件的失效形式 1.定义 2.常见的失效形式 举例
三、机械零件的工作能力 1.定义 2.主要工作能力
第三章 螺纹连接
一、螺纹主要参数 1、大径 d：公称直径 2、小径 d1: 强度计算中危险截面的计算直径。 3、中径 d2: 几何关系计算 4、螺距 p: 5、导程 s: s = n·p 6、螺旋升角 λ：tanλ = s/ π·d2 7、牙型角、牙型半角
二、螺纹的种类 P36 表3-1 1、三角形螺纹 牙型角大，当量摩擦角大，自锁性能好，主
要用于连接 普通螺纹 圆柱管螺纹
普通螺纹：粗牙、细牙自锁性对比
2、矩形螺纹 3、梯形螺纹 4、锯齿形螺纹
牙型角小，当量摩擦角小， 传力大，效率高。 主要用于传动
三、螺纹连接的类型（不要与螺纹类型混淆）
注意结构特点、应用场合
1.螺栓连接 普通螺栓和铰制孔用螺栓
2.双头螺柱连接 3.螺钉连接 注意：双头螺柱连接与螺钉连接
图示 跑合的意义 3、磨损按机理分类 （1）粘着磨损 （2）磨粒磨损 （3）疲劳磨损 （4）腐蚀磨损 与时间的关系？ 对应实例？
表面形貌（不光滑，参数） 表面组成（分层） 三、表面接触 名义接触面积 实际接触面积 大致关系
四、摩擦
摩擦、摩擦力 摩擦理论（了解） 摩擦按摩擦（润滑）状态分类： 干摩擦 边界摩擦（润滑） 液体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑 ）
五、磨损
1、磨损的定义 2、一般磨损的过程 （1） 跑合阶段 （2） 稳定磨损阶段 （3）急剧磨损阶段
2.应力
静应力、变应力
周期循环变应力 应力循环特性系数r
r min max
最大应力、最小应力、平均应力、应力幅，线图表示
应力与失效的关系？影响疲劳强度的主要应力成分？
3.载荷与应力关系 例子
二、机械零件的失效形式 1.定义 2.常见的失效形式 举例
三、机械零件的工作能力 1.定义 2.主要工作能力
第三章 螺纹连接
一、螺纹主要参数 1、大径 d：公称直径 2、小径 d1: 强度计算中危险截面的计算直径。 3、中径 d2: 几何关系计算 4、螺距 p: 5、导程 s: s = n·p 6、螺旋升角 λ：tanλ = s/ π·d2 7、牙型角、牙型半角
二、螺纹的种类 P36 表3-1 1、三角形螺纹 牙型角大，当量摩擦角大，自锁性能好，主
要用于连接 普通螺纹 圆柱管螺纹
普通螺纹：粗牙、细牙自锁性对比
2、矩形螺纹 3、梯形螺纹 4、锯齿形螺纹
牙型角小，当量摩擦角小， 传力大，效率高。 主要用于传动
三、螺纹连接的类型（不要与螺纹类型混淆）
注意结构特点、应用场合
1.螺栓连接 普通螺栓和铰制孔用螺栓
2.双头螺柱连接 3.螺钉连接 注意：双头螺柱连接与螺钉连接
图示 跑合的意义 3、磨损按机理分类 （1）粘着磨损 （2）磨粒磨损 （3）疲劳磨损 （4）腐蚀磨损 与时间的关系？ 对应实例？
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§机械零件在静应力下的强度计算 ◆极限应力： 、
◆安全系数： 单向Sc应 a li力 m ，： 复合 Sca 应 S S 2 SS力 2S：
§ 材料的疲劳特性
◆极限应力： 、
rN
m
N0 N
r
KNr
KN
m
N0 N
§ 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（’’的斜率）
F2 F0CbC bCmFm a x
强度条件：
ca
1.3F2
4
d12
M
O O
Li O Lmax
不压溃条件： 不离缝条件：
Pm axzAF 0W M[P] Pm i n zAF0W M0
螺栓联接强度计算小结
螺 栓 类 别
单 个 螺 栓 受 力
强 度 条 件
被联 接件 强度
普通螺栓（受拉螺栓）
铰制孔螺栓（受剪螺栓）
松螺栓
紧螺栓联接
轴向载荷 横向载荷 转
矩
预紧力 fF0ziKsF
轴向力
F0
Ks F fzi
F0
K sT
Z
f ri
i 1
横向载荷 转
矩
轴向载荷 倾覆力矩
F F z
F
Fm ax
MLm ax
Z
L2i
i1
F F z
F
Fm a x
Trm a x
Z
ri2
i1
F
d
2 1
4
预紧力
总拉力
F2
F0
Cb Cb Cm
工作面的磨损
§ 花键联接 ◆花键联接的特点
*§ 无键联接、§ 销联接
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lim= rN０ ＝r＝ r
循环特性r不同时，材料的疲劳极限不同，疲劳曲线也不同，
r↓， rN ↓ ;r =-1时,材料的疲劳极限最低。
机械设计总复习 ND随材料固有性质不同通过试验确定的一个常数，
一般各种材料的ND=10625×107 4.疲劳断裂具有以下特征：
1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至比屈服极限低; 2) 疲劳断口均是无明显塑性变形的脆性突然断裂; 3) 疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。
i 1
P
Fmax d0 Lmin
P
Fmax
i
4
d02
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3．受轴向载荷的螺栓组连接
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F
D22
4
p
F F z
F
F2 = F1 + F
ca
1.3F2
4
d12
F1
F0
Cm CB Cm
F
(1.5 1.8F)
4．受倾覆力矩（翻转力矩）M的螺栓组连接
Dp D
Fmax
MLmax
4.2了解磨损的几个阶段? 各种磨损状态、特点及发生场合？
1.磨损曲线：磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段
2.磨粒磨损:开始齿轮、生产中的犁铧 、球磨机衬板与磨球，破碎式滚筒的磨损
3.疲劳磨损(也称点蚀):闭式齿轮和滚动轴承发生的疲劳点蚀
4.粘附磨损(也称胶合):蜗杆蜗轮、高速重载齿轮发生的冷热胶合和滑动轴承烧瓦
5.1螺纹连接的基本类型及其应用
1.普通螺栓连接（受拉螺栓连接）与铰制孔螺栓连接（受剪螺栓连接）在结构 上受力上的区别；
2.了解各种标准螺纹连接件
5.2螺纹连接的预紧与防松
机械设计复习重点ppt课件
齿顶高 介于分度圆与齿顶圆之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，符号为ha。
齿根高 介于分度圆与齿根圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，符号为hf。
全齿高 从齿根到齿顶的径向距离称为全齿高，符号为h，则有
hha hf
齿厚 在任意直径的圆周上，轮齿两侧间的弧长，齿厚符号为si。 齿槽宽 在任意直径的圆周上，相邻两齿间的弧长，齿槽宽符号为ei。 齿距 在任意直径的圆周上，相邻两齿上同侧齿廓之间的弧长，齿距符号为pi。
11-7图示为二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，已知主动轮1的转向和旋向， 为使Ⅱ轴上两齿轮的轴向力相互抵消。试确定： （1）斜齿轮2、3、4的螺旋线方向； （2）各轴的转向； （3）画出中间Ⅱ轴上的2齿轮受力图（即标出Ft2、Fr2、Fx2的方向）。
I
II
II
I
1 n1 3
2 4
精选PPT课件
25
11-8图示斜齿圆柱齿轮---圆柱蜗杆传动。已知斜齿轮的转向如图示，
d m (z 3 2m 0) m 6m 0 m
齿顶圆直径
d a d 2 h a ( z 2 h a * ) m (2 ( 2 0 1 ) 3 ) m 6 m 6
齿根圆直径
齿顶高 齿根高
d f d 2 h f ( z 2 h a * 2 c * ) m ( 2 ( 2 1 0 2 0 . 2 ) 3 ) m 5 5 . 5 m 2
㈢弹性滑动和打滑的区别： ⑴弹性滑动是不显著的相对滑动，只发生在部分包角范围内； 而打滑是显著的相对滑动，发生在全部包角范围内。 ⑵弹性滑动是带工作时的固有特性，是不可避免的； 而打滑是带过载时的一种失效形式，是可以避免的。
（四）、失效形式: 1、带的疲劳破坏 2、打滑
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（3）确定轴承寿命 假设选用7207AC，查轴承手册得基本额定载荷 C290N 00 因为 P1 P2 ，所以按轴承1的受力大小验算
L h6 1n 60 0 C P 1 361 0 16080 2 509 0 0 8 3 0 1 50 7.5h 17
轴系结构
图15-28所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设 计错误，并画出改正图。
又
T1
9.551
06
P n1
P9 .5 T 1 n 5 1 160 19 .5 5 .4 5 1 9 6 4 06 410 5 .5 5k3 W
.
斜齿圆柱齿轮受力方向判别
圆周力Ft：主动轮上，与转向相反；从动轮上，与主动轮圆周力方向相 反，与转向相同。 径向力Fr：指向圆心。 轴向力Fa：主动轮上，左（右）手定则确定---螺旋线旋向为左（右）旋 则用左（右）手握着齿轮，四指方向与转向一致，拇指方向就是轴向力 的方向。
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LOGO
.
13-5 根据工作条件，决定在轴的两端用 α25的两个角接触 球轴承，如图13-13b所示正装。轴颈直径 d35mm
中等冲击，转速 n180r0mi，n 已知两轴承的径向载荷分别为 Fr1339N0 Fr2 339N，0 外加轴向载荷Fae870N，作用方向 指向轴承1，试 确定其工作寿命。
[解] （1）求两轴承的计算轴向力
和 F a 1
Fa2
对于 α25 的角接触球轴承，按表13-7，轴承派生轴向力
Fd 0.68Fr e0.68
F d 1 0 .6F r 1 8 0 .6 3 83 2 93 .2 0 N 05
F d 2 0 .6F r 2 8 0 .6 1 80 7 4 .2 0 N 07
L h6 1n 60 0 C P 1 361 0 16080 2 509 0 0 8 3 0 1 50 7.5h 17
轴系结构
图15-28所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设 计错误，并画出改正图。
又
T1
9.551
06
P n1
P9 .5 T 1 n 5 1 160 19 .5 5 .4 5 1 9 6 4 06 410 5 .5 5k3 W
.
斜齿圆柱齿轮受力方向判别
圆周力Ft：主动轮上，与转向相反；从动轮上，与主动轮圆周力方向相 反，与转向相同。 径向力Fr：指向圆心。 轴向力Fa：主动轮上，左（右）手定则确定---螺旋线旋向为左（右）旋 则用左（右）手握着齿轮，四指方向与转向一致，拇指方向就是轴向力 的方向。
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.
13-5 根据工作条件，决定在轴的两端用 α25的两个角接触 球轴承，如图13-13b所示正装。轴颈直径 d35mm
中等冲击，转速 n180r0mi，n 已知两轴承的径向载荷分别为 Fr1339N0 Fr2 339N，0 外加轴向载荷Fae870N，作用方向 指向轴承1，试 确定其工作寿命。
[解] （1）求两轴承的计算轴向力
和 F a 1
Fa2
对于 α25 的角接触球轴承，按表13-7，轴承派生轴向力
Fd 0.68Fr e0.68
F d 1 0 .6F r 1 8 0 .6 3 83 2 93 .2 0 N 05
F d 2 0 .6F r 2 8 0 .6 1 80 7 4 .2 0 N 07
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标出。
（本大题共13分）
局部自由度
复合铰链
虚约束
解：
有局部自由度、复合铰链及虚约束存在 （6分） F = 3n - 2 pL - pH - 局部自由度数 = 3×7 - 2×9 - 1 - 1 = 1 （5分） 该机构具有确定运动（自由度数 = 主动构件数）。 （2分）
第6页/共62页
作业：（p58） 3 - 4 计算图示各机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 解：a）该机构的 n = 5，PL = 7，PH = 0，由自由度计算式得：
击？
等速运动规律：当凸轮等速转动时，从动件在运动过程中的速度为常数。
只能应用于低速和从动件质量较小的凸轮机构中。
刚性冲击
等加速等减速运动规律：从动件在行程中，先作等加速运动，后作等减速运动。
只适用于中速、轻载的场合。
柔性冲击
第12页/共62页
简谐（余弦加速度）运动规律：某点沿圆周作等速运动时，该点在任意直径上的投
Ft1 与 ω1 反向（阻力） Ft2 与 ω2 同向（动力）
径向力Fr ： 外齿轮指向各自轮心；内齿轮背离轮心。
第15页/共62页
练习：
Ft1
n
1
Fr1 Ft2
Fr2 n2
Fr1
Ft1 ⊙
n1
○× Ft2 Fr2
n2
第16页/共62页
2、斜齿圆柱齿轮： 忽略 Ff ； 假设 Fn 集中作用于齿宽中点。 主动轮：
F = 3n - 2 pL - pH = 3×5 - 2×7 - 0 = 1 c）该机构的 n = 7，PL = 9，PH = 1，1个局部自由度，由自由度计算式得：
F = 3n - 2 pL - pH - 局部自由度数 = 3×7 - 2×9 - 1 - 1 = 1 g）该机构的 n = 10，PL = 13，PH = 2，1个局部自由度，由自由度计算式得：
《机械设计总复习》PPT课件
▪ 绪论 ▪ 机械零件的强度 ▪ 摩擦磨损及润滑 ▪ 螺纹联接及螺旋传动 ▪ 键联接 ▪ 带传动 ▪ 链传动 ▪ 齿轮传动 ▪ 蜗杆传动 ▪轴 ▪ 滑动轴承 ▪ 滚动轴承 ▪ 联轴器
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算
年机械设计期末复习幻灯片PPT
1、平键连接的失效形式、设计准那么？
第三篇 机械传动
第九章 链传动
1、链传动的参数分析。 2、链传动的主要参数对传动性能的影响。 3、链传动的优缺点、适用场合、失效形式、设计 准那么、常用材料和受力分析。
第三篇 机械传动
第十章 齿轮传动
1、齿轮传动的参数分析。 2、齿轮传动的主要参数对传动性能的影响。 3、齿轮传动的优缺点、适用场合、失效形式、设 计准那么、常用材料和受力分析 。 4、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动的受力 分析、左右旋和运动方向的判定等。
第二篇 连 接
第五章 螺纹连接和螺旋传动
6、紧螺栓连接的强度计算 1〕螺栓组的受力计算
〔1〕横向载荷 〔2〕转矩 〔3〕轴向载荷 2〕单个螺栓的强度计算 〔1〕仅承受预紧力的紧螺栓连接 〔2〕承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接 〔3〕承受工作剪力的紧螺栓连接
第二篇 连 接
第六章 键、花键、无键连接和销连接
解：
1〔、1螺 〕栓汽总缸拉盖力最大F2的载大荷小：F D 42p3.1 4 420 2 02N628 N00
〔2〕螺栓工作载荷 F= 62800 / 8 N=7850N； 〔3〕剩余预紧力F1 F1=1.5F， F1=1.5×7850N=11775N 〔4〕螺栓总拉力F2的大小：F2=F1+F=2.5F=2.5*7850N=19600N； 2、 螺栓预紧力F0 F2=FF0F0=+=0ΔF.82F*-，7Δ8Δ5F0=FN1==9662080C0-bN6C2b，C8m 0N=13320N；
第四篇 轴系零、部件
第十四章 联轴器和离合器
1、几种主要联轴器和离合器〔如凸缘联轴器、十 字滑块联轴器、齿式联轴器、万向联轴器、弹性套 柱销联轴器、弹性柱销联轴器、轮胎式联轴器、牙 嵌离合器和摩擦离合器等〕的特点、使用场合等。
第三篇 机械传动
第九章 链传动
1、链传动的参数分析。 2、链传动的主要参数对传动性能的影响。 3、链传动的优缺点、适用场合、失效形式、设计 准那么、常用材料和受力分析。
第三篇 机械传动
第十章 齿轮传动
1、齿轮传动的参数分析。 2、齿轮传动的主要参数对传动性能的影响。 3、齿轮传动的优缺点、适用场合、失效形式、设 计准那么、常用材料和受力分析 。 4、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动的受力 分析、左右旋和运动方向的判定等。
第二篇 连 接
第五章 螺纹连接和螺旋传动
6、紧螺栓连接的强度计算 1〕螺栓组的受力计算
〔1〕横向载荷 〔2〕转矩 〔3〕轴向载荷 2〕单个螺栓的强度计算 〔1〕仅承受预紧力的紧螺栓连接 〔2〕承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接 〔3〕承受工作剪力的紧螺栓连接
第二篇 连 接
第六章 键、花键、无键连接和销连接
解：
1〔、1螺 〕栓汽总缸拉盖力最大F2的载大荷小：F D 42p3.1 4 420 2 02N628 N00
〔2〕螺栓工作载荷 F= 62800 / 8 N=7850N； 〔3〕剩余预紧力F1 F1=1.5F， F1=1.5×7850N=11775N 〔4〕螺栓总拉力F2的大小：F2=F1+F=2.5F=2.5*7850N=19600N； 2、 螺栓预紧力F0 F2=FF0F0=+=0ΔF.82F*-，7Δ8Δ5F0=FN1==9662080C0-bN6C2b，C8m 0N=13320N；
第四篇 轴系零、部件
第十四章 联轴器和离合器
1、几种主要联轴器和离合器〔如凸缘联轴器、十 字滑块联轴器、齿式联轴器、万向联轴器、弹性套 柱销联轴器、弹性柱销联轴器、轮胎式联轴器、牙 嵌离合器和摩擦离合器等〕的特点、使用场合等。
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350 1 n5 70 4
第十一章 联接
螺纹联接
1、大径 d：螺纹标准中的公称直径，螺纹的最大直径
2、小径 d1: 螺纹的最小直径，强度计算中螺杆危险断 面的计算直径。
3、中径 d2: 近似于螺纹的平均直径， d2 (d1 + d) / 2 4、螺距 p: 相邻两螺纹牙平行侧面间的轴向距离。
含碳量低于0.25%的钢为低碳钢，其强度和硬度低，但塑性和 焊接性能好，适用于冲压、焊接等方法成型。含碳量在0.25%～ 0.6% 的钢为中碳钢，有良好的综合力学性能，应用最广，含碳 量高于0.6%的钢为高碳钢，常用作弹性元件和易磨损元件。
优质碳素结构钢一般经过热处理，可获得较高的弹性极限和较 高的屈服强度。（低碳钢不可以直接淬火）
第10页/共68页
2、压力角 和传动角 γ
对曲柄摇杆机构进行受力分析时，可计算使
从动件摇杆摆动的有效力：切向力 Ft =Fcos 而径向力 Fr =Fsin
实际中，希望Ft 大些，
Fr小些。故 越小越好 传动角 γ = 90º-
故 γ 越大越好 （ γ 为连杆和摇杆夹角的锐角！）
第11页/共68页
3、简谐运动规律 加速度是一余弦曲线，在连续升降的情况下，没有冲击。
4、摆线运动规律 加速度是一正弦曲线，没有冲击。适合高速大功率下
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1、压力角： 推杆的运动方向 和受力方向的夹角！
2、位移：s 理论轮廓线到基圆 之间的距离。
3、行程：h，即推杆最大位移
第16页/共68页
一定要注意： 基园，压力角等 都是在理论轮廓 线上！
切向力：Ft1 = - Fx2 轴向力 径向力：Fr1 = - Fr2 径向力 轴向力： Fx1 = - Ft2 切向力
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§ 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
◆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：
fF0iKSF
F2F1FF0CbC bCmF
Fb 2K 1dm 1TYFY asaF F 2 dm K3z11 T 2YFY aSa F
◆齿轮强度的比较 § 齿轮参数及许用应力 ◆齿轮传动设计参数的选择（、）
在保证弯曲疲劳强度的前提 下，齿数选得多一些好①②③
◆齿宽系数 及齿宽的选择（为什 么小齿轮比大齿轮宽） ◆齿轮的许用应力
F1F0CbCmCm
Fa z
zAF1W M[P]
zF1M 0 AW
§ 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 ◆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
§ 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
屈服区
力 (塑性
？ Sc aKK N a1mSScamSa S
材料） Sc aK KNa1mS Sca？mSa S
Sc a
SσcSaτca S Sσ2c aSτ2c a
r rN
§ 机械零件的接触强度
H
F B
1
1
1
2
1
12
E1
1 22
E2
F
1
σH σH
B
2
1 2
σH σH
F
B
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
§ 滑动轴承概述 ◆滑动轴承的特点及应用
§ 滑动轴承的典型结构
磨粒磨损、刮伤、 咬粘(胶合)、疲劳 剥落和腐蚀
§ 滑动轴承的失效形式及常用材料 ◆滑动轴承失效形式 ◆对滑动轴承材料的要求
减摩性、耐磨性、抗 咬粘性、摩擦顺应性、 嵌入性、磨合性
§ 滑动轴承轴瓦结构 ◆轴瓦的形式和结构 ◆油槽的设置及对轴承承载能力的影
工作面的磨损
§ 花键联接 ◆花键联接的特点
*§ 无键联接、§ 销联接
第八章 带传动
§ 带传动概述 § 带传动的工作情况分析 § Ｖ带传动的设计计算 § Ｖ带轮结构设计 § 带传动的张紧装置 § 带传动设计实例
§ 带传动概述
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，
◆带传动的特点
F
ca
1.3F0
4
d12
静强度
ca
1.3F2
4
d12
疲劳强度
Pm axzAF 0W M[P] Pm i n zAF0W M0
忽略
F
4
d
2 0
F
P
d0Lm
in
P
F
P
d0Lm
in
P
受拉螺栓
Fa
Fa
FR
T
z
F1fzKSFR F1f ri KST
i1
F1F0CbCmCm
Fa z
ca1d.312F/24
◆受剪螺栓联接强度计算：
P
F
d0Lm
in
P
F
4
d
2 0
§ 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
F
联接条件（不滑移）：
fF0 zi K S F
F
或： F0
K S F fzi
强度条件： ca1d.312F/04
铰制孔螺栓
F F z
第十章 齿轮传动
§ 齿轮传动概述
§ 齿轮传动的失效形式及设计准则 ◆失效形式及措施 ◆齿轮的设计准则
轮齿折断、齿面磨 损、齿面点蚀、齿 面胶合、塑性变形。
闭式软齿面齿轮：易发生点蚀，按接触疲劳强度设计，校核
弯曲强度
闭式硬齿面齿轮：易发生轮齿折断，按弯曲疲劳强度设计，
校核接触强度
开式齿轮：主要失效是磨损、断齿，不会出现点蚀，只按弯曲
极限 应力
静应力
以 为判据
lim
S
lim
S
以为判据 以 为判据 以为判据 塑性 脆性
S S ca
S S ca
lim lim
max 2 4 2
max 2 3 2
lim
S
Sca
SσcSaτca S Sσ2caSτ2ca
S S
B B
以为判据
稳定循 环变应
疲劳区
◆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。
§ 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。
◆单根带所允许传递的功率公式的含义：
P 0([]b 1c)1 ( e1 fV )1 A0K v0W 0
F2 F0CbC bCmFm a x
强度条件：
ca
1.3F2
4
d12
M
O O
Li O Lmax
不压溃条件： 不离缝条件：
Pm axzAF 0W M[P] Pm i n zAF0W M0
螺栓联接强度计算小结
螺 栓 类 别
单 个 螺 栓 受 力
强 度 条 件
被联 接件 强度
普通螺栓（受拉螺栓）
铰制孔螺栓（受剪螺栓）
§机械工业在现代化建设中的作用 §机器的基本组成要素 §本课程的内容、性质与任务 §本课程的特点、注意问题 §教学安排 §认识机器
第二章 机械设计总论
§ 机器的组成 § 设计机器的一般程序 § 对机器的主要要求 § 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 § 机械零件的计算准则 § 机械零件的设计方法 § 机械零件设计的一般步骤 § 机械零件材料的选用原则 § 机械零件设计中的标准化 § 机械现代设计方法简介
斜齿轮、 锥齿轮受 力分析
第十一章 蜗杆传动
§ 蜗杆传动概述
§ 蜗杆传动的类型 § 普通蜗杆传动的参数与尺寸
◆蜗杆的分度圆直径（ · ）
§ 普通蜗杆传动的承载能力计算
tanz1mz1m d1 d1
a1 2(d1d2)1 2(qz2)m
◆失效形式：蜗轮磨损、胶合、点蚀；蜗杆刚度不足。
◆蜗杆传动的设计准则
m3
2 K dz1T 21
YFaYSa
F
H K b1tdF uu 1ZHZEH
H 2 K dd13 1T uu 1ZHZEH
2
d13 2 Kd 1Tuu1Z HH ZE
§ 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 § 标准锥齿轮传动的强度计算
◆几何尺寸关系 δ § 齿轮的结构设计 § 齿轮传动的润滑
§概 述 §摩 擦
◆种摩擦状态 干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦
§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 § 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
第五章 螺纹联接与螺旋传动
§ 螺纹 § 螺纹联接的类型与标准联接件 § 螺纹联接的预紧 § 螺纹联接的防松 § 螺纹联接的强度计算 § 螺栓组联接的设计 § 螺纹联接件的材料与许用应力 § 提高螺纹联接强度的措施 *§ 螺旋传动
松螺栓
紧螺栓联接
轴向载荷 横向载荷 转
矩
预紧力 fF0ziKsF
轴向力
F0
Ks F fzi
F0
K sT
Z
f ri
i 1
横向载荷 转
矩
轴向载荷 倾覆力矩
F F z
F
Fm ax
MLm ax
Z
L2i
i1
F F z
F
Fm a x
Trm a x
Z
ri2
i1
F
d
2 1
4
预紧力
总拉力
F2
F0
Cb Cb Cm
§ 蜗杆传动的效率、润滑与热 平衡
第十二章 滑动轴承
§ 滑动轴承概述 § 滑动轴承的典型结构 § 滑动轴承的失效形式及常用材料 § 滑动轴承轴瓦结构 § 滑动轴承润滑剂的选择 § 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 § 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 *§ 其它形式滑动轴承简介
第十二章 滑动轴承
◆综合影响系数 ◆应力变化规律（加载方式）
21 0 0
◆疲劳强度计算图解法和解析法
ScaO OMM S
Sca
m
m
a x a x K
1
a
S
m
K
(k
1
1) 1 q
K
(k
1
1) 1 q
◆复合应力安全系数
Sca
SS S S2 S2
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
◆链传动的多边形效应造成链条和链轮都做周期性的变速运动，
从而引起动载荷。
§ 滚子链传动的设计计算 ◆失效形式 ◆链传动的参数选择
链轮齿数、 传动比 中心距 链的节距和排数
§ 链传动的布置、张紧、润滑与防护
第十章 齿轮传动
§ 齿轮传动概述 § 齿轮传动的失效形式及设计准则 § 齿轮的材料及其选择原则 § 齿轮传动的计算载荷 § 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 § 齿轮传动设计参数、许用应力与精度选择 § 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 § 标准锥齿轮传动的强度计算 § 齿轮的结构设计 § 齿轮传动的润滑