机械设计复习提纲配西北工业大学版濮良贵

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。
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。
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”
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。
▲ 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。
▲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。
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→
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。
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 。
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 。
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
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
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

2Kc F πd12

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
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
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。
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。
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。
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
➢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。
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 Cbห้องสมุดไป่ตู้ 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
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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
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。
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）。
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。

P
➢ 螺栓组连接设计的基本内容、基本理论、和基本方法。
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。
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
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
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
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