安徽科技學院2014機械設(shè)計 總復習

1、機 械 設(shè) 計教師(jiosh)：陳 豐郵箱：fengchen_ m ko sh)考試(kosh)題型及分值分配一、填空題（20分）：每空1分共計20分二、選擇題（20分）：每題2分共計20分三、簡答題（20分）：4小題共計20分 四、計算分析題（25分）：2大題共計25分五、結(jié)構(gòu)改錯題（15分）：1小題共五十八頁知識回顧(hug)和問題知識回顧(hug):1、知道了“學什么，為什么學，如何學”的問題；2、幾個名詞和概念；3、機械設(shè)計的總體原則和一般程序；4、零件設(shè)計的一般程序。問題：1、本課程的研究對象是什么？主要任務是什么？2、從功能方面談談機械的組成。3、什么叫機械零部件的失效？共五十八

2、頁知識回顧(hug)和問題知識(zh shi)回顧:1、零件簡化極限應力圖如圖 AB曲線上的點對應著不同應力循環(huán)特性下的材料疲勞極限共五十八頁知識(zh shi)回顧和問題2、單向穩(wěn)定(wndng)變應力時的疲勞強度計算：=C、m=C、min=C的疲勞強度校核。判斷零件的應力變化規(guī)律1計算出m和a3表示工作應力點4判斷工作應力力點所在區(qū)域5計算出極限應力63、摩擦、磨損及潤滑相關(guān)知識，特別討論了其在汽車上的應用。求出危險截面的max和min2共五十八頁知識回顧(hug)和問題問題(wnt):1、影響機械零件疲勞強度的主要因素有哪些？2、單向穩(wěn)定變應力時機械零件的疲勞強度如何計算？3、 摩擦、磨

3、損和潤滑的定義是什么？4、論述汽車中的摩擦、磨損現(xiàn)象，如何減少摩擦磨損？5、奇思妙想：公共汽車經(jīng)常要進行剎車，如何把剎車損失的能量收集起來，轉(zhuǎn)化成動力？共五十八頁知識(zh shi)回顧和問題知識(zh shi)回顧:1、單個螺栓連接的強度計算：失效形式、松螺栓連接；2、螺紋連接的預緊與放松；3、螺紋連接的類型及螺紋連接件；4、螺紋的形成及分類。問題：1、按照牙型，螺紋可以分為哪些類型？如何選用？2、螺紋連接的主要類型有哪些？3、螺紋連接預緊的目的是什么？如何進行防松？4、單個螺栓連接的失效形式是什么？共五十八頁知識(zh shi)回顧和問題1、單個螺栓連接的強度計算，F(xiàn)0、F2，5點討論；2

4、、螺栓組連接的設(shè)計受橫向載荷螺栓組連接，受軸向載荷螺栓組連接，受扭矩螺栓組連接；受傾覆力矩螺栓組連接；3、提高螺栓連接強度的措施（主要四個方面） ；4、螺旋傳動的特點(tdin)、分類與應用；滑動螺旋傳動的設(shè)計。F0F2F15、預緊力F0=? 總載荷F2=?FF1F2共五十八頁工程實際應用(yngyng)難題： 奇瑞汽車發(fā)動機缸蓋生產(chǎn)線某裝配工位，該工位采用的螺栓規(guī)格為M8，強度等級9.8，原來表面采取發(fā)黑處理，后來為提高(t go)抗腐蝕能力改成表面鍍鋅，并換了一家供貨廠，但在裝配工藝完全不變的情況下，發(fā)生了下線總成中有少量的螺栓出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象。斷裂原因何在？ 如何解決？知識回顧和問題共五十

5、八頁 指標螺栓抗拉強度(Mpa) 硬 度(HV)金相組織斷口分析發(fā)黑螺栓1028 1063HV339 345回火馬氏體韌性斷裂鍍鋅螺栓1010 1096 HV339 341 回火馬氏體韌性斷裂性能(xngnng)分析表：強度(qingd)等級：性能等級分為：3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10個等級，8.8級以上為高強度等級螺栓。9.8級:抗拉強度900MPa，屈強比0.8，屈服強度9000.8=720MPa知識回顧和問題共五十八頁知識回顧(hug)和問題知識回顧:1、鍵連接的類型(lixng)和構(gòu)造；2、鍵連接的強度校核，鍵的選擇；3、花鍵連接、無

6、鍵連接和銷連接 ；4、鍵連接的失效形式。共五十八頁知識回顧(hug)和問題問題:1、平鍵聯(lián)接的失效形式是什么？經(jīng)校核若強度不夠時，應采取哪些措施(cush)？2、按齒形分，花鍵分為哪幾類？如何選擇應用？3、普通平鍵的工作面是什么？共五十八頁1 ）帶傳動的類型、工作原理、特點、應用及目前汽車傳動帶最新技術(shù)進展。 2）帶傳動的受力分析、應力分析與應力分布圖、彈性滑動和打滑的基本理論(lln)。 3 ）帶傳動的失效形式、設(shè)計準則、普通 V 帶傳動的設(shè)計計算方法和參數(shù)選擇原則，帶的張緊。 問題(wnt)：3）帶傳動的設(shè)計步驟與方法是什么？ 1）彈性打滑與打滑有何區(qū)別？ 2）帶傳動的主要失效形式是什么？

7、4）V帶傳動設(shè)計的評價指標是什么？知識回顧和問題共五十八頁三、設(shè)計(shj)數(shù)據(jù)及內(nèi)容設(shè)計(shj)數(shù)據(jù) 設(shè)計內(nèi)容四、設(shè)計步驟與方法 根據(jù)Pca、n1選擇帶型號 確定計算功率Pca ： P、n1、n2( i ) 傳動位置要求（中心距a） 工作條件等 帶：型號、根數(shù)、長度輪：直徑、結(jié)構(gòu)尺寸 軸壓力Q等小輪直徑D1min ，要求D1D1min驗算帶速V 定帶輪直徑D1和D2工作情況系數(shù)見表8-7 根據(jù)計算功率查表共五十八頁要求(yoqi): 最佳帶速V=2025m/s V太小: 由P=FeV可知，傳遞(chund)同樣功率P時，圓周力Fe太大，壽命 V太大: 離心力太大，帶與輪的正壓力減小，摩擦力

8、，承載能力知識回顧和問題共五十八頁 求中心距a和帶的基準長度Ld b) 由a0定計算長度:c) 按相關(guān)表定相近的基準長度Ld a) 初選a0 ： d) 由Ld求實際中心距:e) 考慮到中心距調(diào)整、補償F0，中心距a應有一個范圍。 驗算小輪包角: 不滿足則采取措施： 1）a( i一定) 2）加張緊輪 計算帶的根數(shù)Z： 共五十八頁 求帶作用于軸的壓力Q 確定帶的初拉力F0（單根帶） q單位(dnwi)帶長的質(zhì)量知識回顧(hug)和問題共五十八頁評價(pngji)ZVFQF0a小241020小適當(shdng)120知識回顧和問題共五十八頁1）齒輪傳動(chundng)的設(shè)計準則。 2）齒輪傳動的計

9、算載荷。 3）直齒圓柱齒輪輪齒受力分析和齒根彎曲疲勞強度計算。 問題(wnt)：3）如何進行直齒圓柱齒輪受力分析？ 1）齒輪傳動的設(shè)計準則是什么？ 2）載荷系數(shù)K代表的意義是什么？4）齒根彎曲疲勞強度計算的校核公式中有哪些影響參數(shù)？Fnc= K Fn載荷系數(shù)： 知識回顧和問題共五十八頁1、直齒圓柱齒輪傳動的強度計算：輪齒的受力分析，齒根(ch n)彎曲疲勞強度計算和齒面接觸疲勞強度計算。2、強度(qingd)計算的計算說明，設(shè)計參數(shù)的選擇，齒輪精度等級； 3、標準斜齒輪和標準錐齒輪的強度計算；1、齒向載荷分布系數(shù)K的主要影響因素是什么？2、在齒根彎曲疲勞強度計算的設(shè)計公式中相關(guān)參數(shù)如何取？K、

10、Z1、d、YFaYSa/F123、如圖所示一對標準斜齒圓柱齒輪傳動，分析主動輪（右旋）1的軸向力？1知識回顧和問題共五十八頁1、齒輪傳動的失效(sh xio)形式；1）輪齒折斷閉式硬齒面齒輪的主要(zhyo)失效形式 2）齒面疲勞點蝕閉式軟齒面齒輪的主要失效形式 3）齒面磨損開式齒輪的主要失效形式 4）齒面膠合高速重載齒輪的主要失效形式 5）齒面塑性變形低速重載齒輪的主要失效形式齒輪失效案例：高速雙面印刷機中一過橋斜齒輪，材質(zhì)系40Cr鋼，經(jīng)熱處理。工作轉(zhuǎn)速為10000rpm。在運行中發(fā)生失效，組件竄出，部分齒小塊折裂。經(jīng)化學分析，材質(zhì)符合40Cr鋼的技術(shù)條件。知識回顧和問題共五十八頁齒面接觸

11、(jich)疲勞強度準則 齒根(ch n)彎曲疲勞強度準則 軟齒面齒輪（HBS350） 硬齒面齒輪（HBS350） 閉式齒輪傳動齒面疲勞點蝕齒根彎曲疲勞折斷開式齒輪傳動齒面磨損增大m和降低許用彎曲應力2、齒輪傳動的設(shè)計準則；知識回顧和問題共五十八頁3、齒輪傳動的載荷(zi h)計算；載荷系數(shù)： 工作(gngzu)情況系數(shù) 動載荷系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 知識回顧和問題共五十八頁1）齒向載荷(zi h)分布系數(shù)K的主要影響因素是什么？影響(yngxing)因素(1) 支承情況 對稱布置好 非對稱布置差 懸臂布置差(2) 齒輪寬度 齒向載荷分布系數(shù)(3) 齒面硬度越高，越易偏載，

12、齒面較軟時有變形退讓。(4) 制造、安裝精度越高， 齒向載荷分布系數(shù)越小。知識回顧和問題共五十八頁1)在齒根彎曲疲勞強度計算的設(shè)計公式中相關(guān)參數(shù)如何??？K、Z1、YFaYSa/F4、齒根彎曲(wnq)疲勞強度和齒面接觸疲勞強度計算公式參數(shù)表示的意義；知識(zh shi)回顧和問題共五十八頁2)接觸(jich)疲勞強度的設(shè)計公式： 知識(zh shi)回顧和問題共五十八頁1）如圖所示一對標準斜齒圓柱齒輪傳動(chundng)，分析主動輪（右旋）1的軸向力？121Ft1=Ft2Fr1=Fr2Fa1=Fa2主從動輪(dngln)受力大小相等、方向相反。Fn1=Fn25、斜齒圓柱齒輪傳動輪齒的受力分析

13、；徑向力： 圓周力：軸向力： 法向力： 知識回顧和問題共五十八頁1、蝸桿傳動類型，特點(tdin)及應用；2、普通圓柱(yunzh)蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算; 3、蝸桿傳動變位特點（自學）； 4、蝸桿傳動的失效形式、設(shè)計準則，常用材料及選擇原則，蝸桿傳動的受力分析。徑向力Fr 指向各自軸線。軸向力Fa1 蝸桿左(右)手螺旋定則。 圓周力Ft 主反從同。圓周力： 軸向力： 徑向力： 蝸桿主動時： 知識回顧和問題共五十八頁3、下圖所示傳動機構(gòu)(jgu)，確定各軸的回轉(zhuǎn)方向，蝸輪輪齒的螺旋方向，蝸輪蝸桿所受各力的方向和位置。 1234右旋蝸桿（主動）1、確定(qudng)蝸桿的頭數(shù) zl 和

14、蝸輪的齒數(shù)z2 應考慮哪些因素？ 2、蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準則是什么？知識回顧和問題共五十八頁例題：在圖示傳動系統(tǒng)中，件1和2均為斜齒圓柱齒輪，件3為蝸桿，件4為蝸輪。已知齒輪1輪齒螺旋線方向(fngxing)為左旋，其轉(zhuǎn)向如圖所示，輸入軸轉(zhuǎn)速n1=960 r/min，輸入功率P=3kW，齒輪齒數(shù)，Z1=21，Z2 =62，法向模數(shù)mn=2.5mm，分度圓螺旋角=8.849725，分度圓柱上的法面壓力角 n =20。請回答(hud)下列問題：知識回顧和問題共五十八頁1）齒輪(chln)2的輪齒螺旋線方向是 旋。（1分）2）在圖中畫出齒輪1、齒輪2在節(jié)點A所受的軸向力Fa1和Fa2、圓周(y

15、unzhu)力Ft1和Ft2、徑向力Fr1和Fr2的方向并計算其大小。（6分）3）為使在軸上的齒輪2與蝸桿3的軸向力相互抵消一部分，蝸桿3的螺旋線方向應該是 旋，并在圖中畫出蝸桿的旋向；在節(jié)點B處畫出蝸桿3所受的軸向力、圓周力和徑向力的方向，在節(jié)點B處畫出蝸輪4所受的圓周力和徑向力的方向，在圖中畫出蝸輪4的轉(zhuǎn)動方向。（8分） 知識回顧和問題共五十八頁（1分）（1分）3）右旋；（1分），畫出螺旋線方向(1分)蝸桿3和蝸輪4所受個分力(fnl)方向如圖所示，蝸輪4的轉(zhuǎn)動方向如圖所示。(6分)解：1）右旋。（1分）（1分）（1分）2）知識(zh shi)回顧和問題共五十八頁Fa1Fa2Fr1Fr2F

16、t1Ft1Fa3Ft4Fr4Fr3Ft3n4Fa4知識回顧(hug)和問題共五十八頁342、蝸輪蝸桿輪齒(ln ch)所受各力的方向與大??； 1、圓柱(yunzh)蝸桿傳動的主要參數(shù)：m、Z1、Z2、d1、q、u、a。徑向力Fr 指向各自軸線。軸向力Fa1 蝸桿左(右)手螺旋定則。 圓周力Ft 主反從同。圓周力： 軸向力： 徑向力： 蝸桿主動時： 知識回顧和問題共五十八頁353、圓柱(yunzh)蝸桿傳動的強度計算：蝸輪齒面接觸疲勞強度和輪齒彎曲疲勞強度計算， 蝸桿剛度計算 4、閉式蝸桿傳動的熱平衡計算(j sun)和冷卻措施5、軸的用途與分類；知識回顧和問題共五十八頁361、一重物勻速升降裝

17、置采用如圖a所示的電機+圓柱蝸桿傳動系統(tǒng)，已知蝸桿傳動的模數(shù)m =8mm，蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為z1=1、d1=80mm，蝸輪齒數(shù)z2=50，卷筒直徑D=250mm。重物勻速升降的速度(sd)v=40m/min，最大載重量W為4kN，工況系數(shù)KA按1.0計，試分析、計算下列問題：知識回顧(hug)和問題共五十八頁371）該裝置(zhungzh)以40m/min的速度勻速升起重物1m時，蝸桿應轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？并在圖中標明蝸桿的轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒旋向、節(jié)點位置處蝸桿及蝸輪的受力方向和大小。2）若蝸桿與蝸輪齒面間當量摩擦系數(shù)f = 0.18，該機構(gòu)能否自鎖？3）若重物W=4kN，傳動裝置總的傳動效率為 =

18、0.5，試計算出電機的輸出轉(zhuǎn)矩Tm應是多少？知識(zh shi)回顧和問題共五十八頁答案(d n)：1）蝸桿轉(zhuǎn)63.69轉(zhuǎn)，蝸桿、渦輪各受力方向(fngxing)如圖所示。2）可以自鎖3）Tm為2104 Nmm知識回顧和問題共五十八頁4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括軸設(shè)計的要求和內(nèi)容(nirng)、軸上零件的軸向定位和周向定位。3、軸的失效形式和設(shè)計(shj)準則；2、軸的材料及其選擇原則；1、軸的分類及軟軸在汽車中的應用；1、軸的設(shè)計主要包括哪些方面的內(nèi)容？其要求如何？2、軸的主要失效形式是什么？如何進行軸的設(shè)計即設(shè)計準則？3、如何對軸上零件進行軸向定位和周向定位？知識回顧和問題共五十八頁400軸：

19、軸軸：軸軸：軸軸：軸軸：軸軸：軸傳動軸轉(zhuǎn)軸(zhunzhu)心軸轉(zhuǎn)軸(zhunzhu)轉(zhuǎn)軸心軸一 休 一 下 吧！第九章知識回顧1、軸的分類：共五十八頁2、軸的材料(cilio)及其選擇 ；碳素鋼35,45,50鋼(正火或調(diào)質(zhì)(dio zh)，常用45#。合金鋼力學性能高，貴，多用于有特殊要求的軸。3、軸的失效形式和設(shè)計準則；失效形式：疲勞斷裂、塑性變形、脆性斷裂、過度磨損和振動。設(shè)計準則：1）適合的材料、毛坯形式和熱處理方法；2）合理結(jié)構(gòu)及尺寸，即進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；3）強度計算和校核；4）剛度計算；5）振動穩(wěn)定性計算。共五十八頁4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：設(shè)計要求、設(shè)計內(nèi)容(nirng)、軸向定位、周

20、向定位；共五十八頁5、各軸段長度、直徑(zhjng)和軸的結(jié)構(gòu)工藝性；共五十八頁6、軸的強度(qingd)計算1）按扭轉(zhuǎn)強度條件計算(j sun)（按許用切應力計算(j sun)）2）按彎扭合成強度條件計算（按許用彎曲應力計算）知識回顧和問題共五十八頁7、軸的剛度(n d)及振動穩(wěn)定性；8、汽車傳動軸的設(shè)計(shj)：長度、夾角、斷面尺寸等；9、軸的設(shè)計步驟：1）、2）、3）、4）、5）、6）、7）10、提高軸的強度、剛度和減輕軸的重量的措施。 知識回顧和問題共五十八頁1、完成圖中軸系部件(bjin)結(jié)構(gòu)。 知識(zh shi)回顧和問題共五十八頁2、圖中有12處錯誤，請你指出來，并把正確的圖

21、畫(thu)在下方。知識(zh shi)回顧和問題共五十八頁知識(zh shi)回顧：1、滑動軸承在汽車(qch)中的應用；4、發(fā)動機滑動軸承的失效形式。3、滑動軸承油槽設(shè)計基本要求；2、滑動軸承的材料及軸瓦結(jié)構(gòu)；問題：1、滑動軸承的材料主要有哪些？如何選擇？2、滑動軸承油槽（溝）設(shè)計的基本要求是什么？3、發(fā)動機滑動軸承的主要失效形式是什么？知識回顧和問題共五十八頁2、非全液體潤滑徑向(jn xin)滑動軸承的計算；3、滾動軸承的類型(lixng)與特點；4、滾動軸承的代號；問題：1、非全液體潤滑徑向滑動軸承的簡化計算法的主要內(nèi)容是什么？2、根據(jù)接觸角不同滾動軸承主要分為哪幾種類型？3、代號為

22、7208AC軸承所表示的意義是什么？1、滑動軸承的潤滑；知識回顧和問題共五十八頁1、滾動軸承的選擇(xunz)原則； 2、滾動軸承的受力分析、失效形式和計算(j sun)準則； 3、滾動軸承的動載荷和壽命計算 。問題：2、滾動軸承的失效形式和計算準則是什么？1、滾動軸承的主要選擇原則是什么？3、某軸裝有一個斜齒輪，兩端支承為7206B軸承，假如已知斜齒輪的軸向力和徑向力以及周向力，如何計算這一對軸承的壽命呢？P=fp（XFr+YFa）知識回顧和問題共五十八頁如圖所示，某軸由一對7209 AC軸承支承，軸承采用面對面安裝形式。已知兩軸承徑向載荷(zi h)分別為Fr1=3000N，F(xiàn)r2=400

23、0N，軸上作用有軸向外載荷Fa=1800N。載荷平穩(wěn)，在室溫下工作，轉(zhuǎn)速n=1000r/min。該軸承額定動載荷C=29800N，內(nèi)部軸向力S=0.4Fr，e=0.68，試計算此對軸承的使用壽命。 例題(lt)：Fa知識回顧和問題共五十八頁解題(ji t)思路！P = fp( XF r + Y Fa )P?fp，X和Y，F(xiàn)r和Fa ？根據(jù)(gnj)題意，有表13-6可得fp，根據(jù)表13-5可得X和YFr和Fa ？Fa/Fre，F(xiàn)a/Free ?Fr1 Fa1 Fr2 Fa2S1=0.4Fr1=1200NS2=0.4Fr2=1600N 因為Fa+S1S2 故 Fa1=S1=1200N Fa2=S1+Fa=3000N 比較兩軸承受力，只需校核軸承2。FaFa共五十八頁1、定方向(fngxing)：正裝面對面，反裝背靠背；2、判松緊：判斷(pndun)“壓緊”、“放松”軸承；3、巧計算：Fa1S1S2FaFa2S2S1Fa4、查系數(shù)：X、Y，fp，e，ft;5、算載荷：P = fp( XF r + Y Fa )6、求壽命：知識回顧和問題共五十八頁4）若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209 C支撐形式, L=100mm，蝸桿傳動效率1 = 0.7，卷筒、聯(lián)軸器(連接蝸輪軸與卷筒軸)、蝸輪軸上軸承的效率合計為2