濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》考研考點(diǎn)講義

目錄第一章機(jī)械設(shè)計(jì)總論 (1)第二章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng) (15)第三章軸轂聯(lián)接 (26)第四章帶傳動(dòng) (30)第五章鏈傳動(dòng) (37)第六章齒輪傳動(dòng) (43)第七章蝸桿傳動(dòng) (59)第八章滑動(dòng)軸承 (67)第九章滾動(dòng)軸承 (77)第十章聯(lián)軸器和離合器 (85)第十一章軸 (91)第十二章彈簧 (101)第一章機(jī)械設(shè)計(jì)總論本章的主要內(nèi)容 (1)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序； (2)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟和方法； (3)機(jī)械零件的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則； (4)機(jī)械零、部件所受載荷及應(yīng)力的類(lèi)型，變應(yīng)力的種類(lèi)和特點(diǎn)； (5)靜應(yīng)力下機(jī)械零件的強(qiáng)度判斷方式。單向應(yīng)力狀態(tài)及復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下危險(xiǎn)剖面上計(jì)算應(yīng)力、表面接觸應(yīng)力的計(jì)算； (6)變應(yīng)力作用下機(jī)械零件的強(qiáng)度問(wèn)題：1)變應(yīng)力作用下機(jī)械零件的失效特征及影響疲勞強(qiáng)度的主要因素；2)疲勞曲線(xiàn)(σ—N曲線(xiàn))、極限應(yīng)力線(xiàn)圖(σm—σa圖)、疲勞損傷累積假說(shuō)(Miner法則)的含義、極限應(yīng)力的確定方法；3)變應(yīng)力作用下機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算； (7)干摩擦、邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦的特點(diǎn)，各類(lèi)摩擦狀態(tài)對(duì)摩擦系數(shù)“μ”的影響，干摩擦的機(jī)理；摩擦與磨損的相互關(guān)系，磨損對(duì)機(jī)器壽命和性能的影響，磨損的實(shí)質(zhì)和基本規(guī)律，磨損的分類(lèi)，各類(lèi)磨損的影響因素，減少磨損的各種措施；潤(rùn)滑的作用，潤(rùn)滑材料的分類(lèi)，各類(lèi)潤(rùn)滑材料的性能指標(biāo)，潤(rùn)滑劑的選用原則。重點(diǎn)內(nèi)容是零件的失效和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力作用下單向應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度計(jì)算；難點(diǎn)是變應(yīng)力作用下零件的疲勞曲線(xiàn)、極限應(yīng)力圖、疲勞損傷累積假說(shuō)(Miner法則)及其應(yīng)用。本章考研試題可分三種類(lèi)型一、是基本概念題(內(nèi)容涉及面較廣，涉及機(jī)械零件的主要失效形式、設(shè)計(jì)的基本要求，計(jì)算準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)方法及步驟、材料選用原則，標(biāo)準(zhǔn)化等、機(jī)械零件的強(qiáng)度問(wèn)題及摩擦、磨損和潤(rùn)滑的基本概念及機(jī)理)；二、是機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的計(jì)算；三、是繪制零件的極限應(yīng)力圖，并用圖解法求極限應(yīng)力值、其中的疲勞強(qiáng)度計(jì)算與畫(huà)極限應(yīng)力圖又往往是結(jié)合在一起的，本章考研試題中的“大題”多是這一類(lèi)型，而且又多集中在單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題?！?—整體斷裂、過(guò)大殘余變形、零件的表面破壞(主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞)，破壞正常工作條件引起的失效。強(qiáng)度準(zhǔn)則：σ≤σlim考慮安全系數(shù)σ≤剛度準(zhǔn)則：y≤[y](許用變形量)勞3．關(guān)于機(jī)械零件所受的應(yīng)力類(lèi)型及其相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算式 (m─平均應(yīng)力；s(a─應(yīng)力幅值 (max─最大應(yīng)力；(min─最小應(yīng)力R─應(yīng)力比(循環(huán)特性)22σσ＝σ＝ma2ma描述規(guī)律性的交變應(yīng)力可有5個(gè)參數(shù)，但其中只有兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立的。rrr力在變應(yīng)力種類(lèi)中，穩(wěn)定循環(huán)單向變應(yīng)力是最基本的變應(yīng)力。論穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的r為何值，其強(qiáng)即：安全系數(shù)＝極限應(yīng)力／最大工作應(yīng)力≥許用安全系數(shù)。從研究角度出發(fā)，可把任何穩(wěn)定非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力看作是由一靜應(yīng)力(其大小等于原變應(yīng)力的平均應(yīng)力σm)和一對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力(其最大應(yīng)力等于原變應(yīng)力的應(yīng)力幅σa)疊加而成的變應(yīng)力。這樣分—3—解，有助于理解為何在考慮疲勞強(qiáng)度因素對(duì)極限應(yīng)力的影響時(shí)，只需用綜合影響系數(shù)(Kσ)(或(Kτ))修正變應(yīng)力中的應(yīng)力幅σa部分，而不必修正平均應(yīng)力σm。4、關(guān)于疲勞曲線(xiàn)(σ—N曲線(xiàn))及極限應(yīng)力圖(σm—σa圖)的含義與應(yīng)用 (1)σ—N曲線(xiàn)金屬材料的疲勞曲線(xiàn)(σ—N曲線(xiàn))是取同一r值、不同N值時(shí)做試驗(yàn)得到的。它表示在給定循環(huán)特征r的條件下，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N與疲勞極限的關(guān)系曲線(xiàn)。疲勞曲線(xiàn)方程為σN＝常數(shù)，如圖所示。由于ND很大，所以在作疲勞試驗(yàn)時(shí)，常規(guī)定一個(gè)循環(huán)次數(shù)N0(稱(chēng)為環(huán)基數(shù))，用N0及其相對(duì)應(yīng)的疲勞極限σr來(lái)近似代表ND和σr∞，于是有：σN＝σN0＝C有限壽命區(qū)間內(nèi)循環(huán)次數(shù)N與疲勞極限σrN的關(guān)系為：即有限壽命的疲勞極限應(yīng)力大于疲勞極限值。這就意味著，零件按有限壽命設(shè)計(jì)和按無(wú)限壽命設(shè)計(jì)將獲得不同結(jié)構(gòu)的基本尺寸。 (2)極限應(yīng)力曲線(xiàn)N值(常取N＝N0)，不同r值實(shí)驗(yàn)得到。用A′G′C折線(xiàn)表示零件材料的極限應(yīng)力線(xiàn)圖是其中一種近似方法。A′G′直線(xiàn)的方程為：σ－1＝σ′a＋wσσ′mCG′直線(xiàn)的方程為：σ′a＋σ′m＝σs—4—ψσ為試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料常數(shù)，其值由試驗(yàn)及下式?jīng)Q定：2σ－1－σ0σ0由于零件幾何形狀的變化、尺寸大小、加工質(zhì)量及強(qiáng)化因素等的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。以彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)Kσ表示材料對(duì)稱(chēng)循環(huán)彎曲疲勞極限σ－1與零件對(duì)稱(chēng)循環(huán)Ψσ疲在不對(duì)稱(chēng)循環(huán)時(shí)，Kσ是試件與零件極限應(yīng)力幅的比值。將零件材料的極限應(yīng)力線(xiàn)圖中的直線(xiàn)A′D′G′按比例向下移，成為右圖所示的直線(xiàn)ADG，而極限應(yīng)力曲線(xiàn)的CG部分，由于是按照靜應(yīng)力的要求來(lái)考慮的，故不須進(jìn)行修正。這樣就得到了零件的極限應(yīng)力線(xiàn)圖。難點(diǎn)一：?jiǎn)蜗蚍€(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行零件疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，首先根據(jù)零件危險(xiǎn)截面上的σmax及σmin確定平均應(yīng)力σm與應(yīng)力幅σa，然后，在極限應(yīng)力線(xiàn)圖的坐標(biāo)中標(biāo)示出相應(yīng)工作應(yīng)力點(diǎn)M或N。相應(yīng)的疲勞極限應(yīng)力應(yīng)是極限應(yīng)力曲線(xiàn)上的某一個(gè)點(diǎn)所代表的應(yīng)力(σ′m，σ′a)σ′σ′＋σ′計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：Sca＝＝S根據(jù)零件工作時(shí)所受的約束來(lái)確定應(yīng)力可能發(fā)生的變化規(guī)律，從而決定以哪一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示極限應(yīng)力。機(jī)械零件可能發(fā)生的典型的應(yīng)力變化規(guī)律有以下三種：射線(xiàn)OM′(ON′)上任何一點(diǎn)所代表的應(yīng)力循環(huán)都具有相同的應(yīng)力比；M′(N′)為極限應(yīng)力點(diǎn)，其坐標(biāo)值σ′me、σ′ae之和就是對(duì)應(yīng)于M(N)點(diǎn)的零件的極限應(yīng)力σ′max?！?—當(dāng)工作點(diǎn)M位于AOG區(qū)域時(shí)，零件的疲勞強(qiáng)度條件是：S＝σ′max＝σ－1Scaσmaxkσσa＋φσσmMOGC強(qiáng)度條件為：S＝σs＝σsSσσ＋σmaxam2)平均應(yīng)力為常數(shù)：σm＝C過(guò)M(N)點(diǎn)作縱軸的平行線(xiàn)，則此線(xiàn)上任何一個(gè)點(diǎn)所代表的應(yīng)力循環(huán)都具有相同的平均應(yīng)力值，M′(N′)的坐標(biāo)值之和就是對(duì)應(yīng)于M(N)的零件的極限應(yīng)力σ′max。當(dāng)工作點(diǎn)M位于OHGA區(qū)域時(shí)，零件的疲勞強(qiáng)度條件為：σ′σ－1＋M位于GHC區(qū)域內(nèi)時(shí)，其極限應(yīng)力值為屈服極限，故強(qiáng)度條件為：S＝σs＝σsSσσ＋σmaxam應(yīng)力為常數(shù)：σmin＝C過(guò)M(N)點(diǎn)作與橫坐標(biāo)軸成45°的線(xiàn)MM′(NN′)，則此線(xiàn)上任何一點(diǎn)所代表的應(yīng)力均具有相同的最小應(yīng)力，因此，M′(N′)為極限應(yīng)力點(diǎn)。但當(dāng)工作點(diǎn)落在AOJ區(qū)域時(shí)，最小應(yīng)力σmin負(fù)值，這在實(shí)際的機(jī)械結(jié)構(gòu)中極少見(jiàn)，故不予討論。—6—MOJGI，零件的疲勞強(qiáng)度條件為：σ′2σ－1＋(caσmax(kσ＋φσ)(2σa＋σmin)當(dāng)工作點(diǎn)M位于IGC區(qū)域內(nèi)時(shí)，其極限應(yīng)力值為屈服極限，故強(qiáng)度條件為：S＝σs＝σsSσσ＋σmaxam關(guān)于影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素：影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有材料性能、應(yīng)力循環(huán)特征r、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N、應(yīng)力集中、絕對(duì)尺寸和表面狀態(tài)等。在進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，必須充分考慮這些影響因素。要注意兩點(diǎn)： (1)因?yàn)樵谄渌麠l件相同下，鋼的強(qiáng)度越高，綜合影響系數(shù)(Kσe)或(Kτe)值越大，所以對(duì)于用高強(qiáng)度鋼制造的零件，為了得到提高強(qiáng)度的效果，必須采取減少應(yīng)力集中及適當(dāng)提高表面質(zhì)量的措施。 (2)在考慮應(yīng)力集中影響時(shí)，若零件危險(xiǎn)剖面處有多個(gè)不同的應(yīng)力集中源，則應(yīng)取諸有效應(yīng)力集中系數(shù)Kσ(或Kτ)中較大者代入式Kσe＝Kσ(或Kτe＝Kτ)中計(jì)算。εσβετβ難點(diǎn)二：?jiǎn)蜗虿环€(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力若應(yīng)力每循環(huán)一次都對(duì)材料的破壞起相同的作用，則應(yīng)力σ1每循環(huán)一次對(duì)材料的損傷率即為1／NnnN循環(huán)了n2次的σ2對(duì)材料的損傷率即當(dāng)損傷率達(dá)到100％時(shí)，材料即發(fā)生疲勞破壞，故對(duì)應(yīng)于極限狀況有：＋＋＝1通常—7—這就是疲勞損傷線(xiàn)性累積假說(shuō)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。試驗(yàn)證明，當(dāng)各個(gè)作用的應(yīng)力幅無(wú)巨大差別以及無(wú)短時(shí)的強(qiáng)烈過(guò)載時(shí)，這個(gè)規(guī)律是正確的；當(dāng)各級(jí)應(yīng)力是先作用最大的，然后依次降低時(shí)，上式中的等號(hào)右邊將不等于1而小于1；當(dāng)各級(jí)應(yīng)力是先作zz不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的極限條件：znn＋nzσ)＝＝1zi＝1mcanica＜σ－1m5．提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施1)盡可能降低零件上的應(yīng)力集中的影響，是提高零件疲勞強(qiáng)度的首要措施。2)在不可避免地要產(chǎn)生較大應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減載槽來(lái)降低應(yīng)力集中的作用。3)在綜合考慮零件的性能要求和經(jīng)濟(jì)性后，采用具有高疲勞強(qiáng)度的材料，并配以適當(dāng)?shù)臒崽幚砗透鞣N表面強(qiáng)化處理。4)適當(dāng)提高零件的表面質(zhì)量，特別是提高有應(yīng)力集中部位的表面加工質(zhì)量，必要時(shí)表面作適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)處理。5)盡可能地減少或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對(duì)于延長(zhǎng)零件的疲勞壽命有著比提高材料性能更為顯著的作用。當(dāng)兩零件以點(diǎn)、線(xiàn)相接處時(shí)，其接觸的局部會(huì)引起較大的應(yīng)力。這局部的應(yīng)力稱(chēng)為接觸應(yīng)力。對(duì)于線(xiàn)接觸的情況，其接觸應(yīng)力可用赫茲應(yīng)力公式計(jì)算。式中ρ1和ρ2分別為兩零件初始接觸線(xiàn)處的曲率半徑，其中正號(hào)用于外接觸，負(fù)號(hào)用于內(nèi)接接觸應(yīng)力是不同于以往所學(xué)過(guò)的擠壓應(yīng)力的。擠壓應(yīng)力是面接觸引起的應(yīng)力，是二向應(yīng)力狀態(tài)，而接觸應(yīng)力是三向應(yīng)力狀態(tài)。接觸應(yīng)力的特點(diǎn)是：僅在局部很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很大的應(yīng)1)干摩擦是指表面間無(wú)任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦。2)邊界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開(kāi)，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能時(shí)的摩擦。3)流體摩擦是指摩擦表面被流體膜隔開(kāi)，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力的摩擦。流體摩擦?xí)r的摩擦系數(shù)最小，且不會(huì)有磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài)。4)混合摩擦是指摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)。混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。5)邊界摩擦和混合摩擦在工程實(shí)際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱(chēng)為不完全液體摩擦。磨粒磨損粘附磨損沖蝕磨損疲勞磨損微動(dòng)磨損腐蝕磨損磨合階段包括摩擦表面輪廓峰的形狀變化和表面材料被加工硬化兩個(gè)過(guò)程。它是磨損的不穩(wěn)定階段，在整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)其所占的比率很小。在穩(wěn)定磨損階段內(nèi)，零件在平穩(wěn)而緩慢的速度下磨損，它標(biāo)志著摩擦條件保持相對(duì)恒定。這個(gè)階段的長(zhǎng)短就代表零件使用壽命的長(zhǎng)短。經(jīng)過(guò)穩(wěn)定磨損階段后，零件的表面遭到破壞，運(yùn)動(dòng)副中的間隙增大，引起額外的動(dòng)載荷，出現(xiàn)噪聲和振動(dòng)。—9—學(xué)習(xí)潤(rùn)滑劑及其主要的性能指標(biāo)時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)放在潤(rùn)滑油上，而對(duì)其他潤(rùn)滑劑只作—般了解。潤(rùn)滑油是粘性流體，符合粘性定律表達(dá)式τ＝－η。潤(rùn)滑油粘度(動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、條件粘度)是重要的概念，要弄清楚它的物理意義和常用單位的換算。對(duì)粘－溫、粘－壓特性及其對(duì)潤(rùn)滑的影響要有一定的了解。要掌握潤(rùn)滑劑的選用原則。熟悉常用的潤(rùn)滑方法。本章考點(diǎn)考點(diǎn)1機(jī)械零件的失效形式考點(diǎn)2關(guān)于機(jī)械零件所受的應(yīng)力類(lèi)型考點(diǎn)3關(guān)于疲勞曲線(xiàn)(σ—N曲線(xiàn))計(jì)算4單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算考點(diǎn)5按損傷累積假說(shuō)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算考點(diǎn)6機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度點(diǎn)7損基本知識(shí)考點(diǎn)8關(guān)于潤(rùn)滑的基本知識(shí)概念：整體斷裂，過(guò)大殘余變形、零件的表面破壞(主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞)，破壞正常工作條件引起的失效。通?？几拍?。例題1(東北大學(xué)考研真題)機(jī)械零件的失效形式有哪些？(5分)例題2(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)圖示一拐形零件，當(dāng)A點(diǎn)受一垂直向下的力F時(shí)，試分析其與板聯(lián)接處B截面的應(yīng)力種類(lèi)，并判斷B截面有可能產(chǎn)生的失效形式。(3．5分)概念：應(yīng)力類(lèi)型有靜應(yīng)力、變應(yīng)力(對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力r＝－1，脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力r＝0)。應(yīng)力計(jì)算：mσ＝m2σamax－σmin2σ例題3(中南工業(yè)大學(xué)考研試題)σmin為。(2分)例題4(中南工業(yè)大學(xué)考研試題)mm2，則該桿的工作安全系數(shù)S為D。(3分)概念：σN＝σN0＝C有限壽命區(qū)間內(nèi)循環(huán)次數(shù)N與疲勞極限σrN的關(guān)系為：例題5(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)m例題6(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)求(1)N＝106時(shí)材料的疲勞極限； (2)N＝2×107時(shí)材料的疲勞極限。(4分)例題7(上海交通大學(xué)考研試題)N定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算概念：這部分出題主要題型較多，主要以計(jì)算為主。分三種情況。例題7(吉林工北大學(xué)考研試題)圖示40鋼的極限應(yīng)力線(xiàn)圖，已知用此材料制成的轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，工作時(shí)危險(xiǎn)截面最大彎曲應(yīng)力σb＝例題8(中南工業(yè)大學(xué)考研試題)在圖示零件極限應(yīng)力圖上，工作點(diǎn)C和D為斜齒輪軸上兩種應(yīng)力工作點(diǎn)。試在圖中標(biāo)出對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)，并說(shuō)明分別會(huì)出現(xiàn)什么形式的破壞？(8分)例題9(大連理工大學(xué)考研試題)aKrC求：1)按比例繪制該零件的極限應(yīng)力線(xiàn)圖．并在圖中標(biāo)出該零件的工作應(yīng)力點(diǎn)M和其相應(yīng)的極2)根據(jù)極限應(yīng)力線(xiàn)圖，判斷該零件將可能發(fā)生何種破壞；計(jì)安全系數(shù)S＝1．5，用計(jì)算法驗(yàn)算其是否安全。(12分)考點(diǎn)5按疲勞損傷累積假說(shuō)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算概念：疲勞損傷累積假說(shuō)(又稱(chēng)Miner法則)，應(yīng)力每循環(huán)一次對(duì)材料的損傷率為1／Ni，最后累加當(dāng)損傷率達(dá)到100％，材料發(fā)生疲勞破壞。主要是針對(duì)規(guī)律性的單向不穩(wěn)定應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算。例題10(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)考研試題)運(yùn)用Miner理論分析對(duì)稱(chēng)循環(huán)的不穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，若材料的持久疲勞極限為σ－1，計(jì)算時(shí)所考慮的應(yīng)力幅si應(yīng)當(dāng)是整個(gè)工作壽命期限內(nèi)的應(yīng)力幅。(2分)例題11(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)zz分)例題12(大連理工大學(xué)考研試題)一轉(zhuǎn)軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，受規(guī)律性非穩(wěn)定對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力作用，各概念：接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算主要依據(jù)赫茲接觸理論，對(duì)于公式的理解，兩個(gè)相互接觸的物體，無(wú)論什么材質(zhì)，在接觸區(qū)域產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是相等的，即例題13(大連理工大學(xué)考研試題)FHF時(shí)，最大接觸應(yīng)力變?yōu)?例題14(北京理工大學(xué)考研試題)σ1與σ2的關(guān)系有。(2分)例題15(北方交通大學(xué)考研題)例題16(北京理工大學(xué)考研試題)一般的磨損過(guò)程分哪幾個(gè)階段，試畫(huà)出一般磨損過(guò)程中磨損呈隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖。(4分)磨合階段包括摩擦表面輪廓峰的形狀變化和表面材料被加工硬化兩個(gè)過(guò)程。它是磨損的不穩(wěn)定階段，在整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)其所占的比率很小。在穩(wěn)定磨損階段內(nèi)，零件在平穩(wěn)而緩慢的速度下磨損，它標(biāo)志著摩擦條件保持相對(duì)恒定。這個(gè)階段的長(zhǎng)短就代表零件使用壽命的長(zhǎng)短。經(jīng)過(guò)穩(wěn)定磨損階段后，零件的表面遭到破壞，運(yùn)動(dòng)副中的間隙增大，引起額外的動(dòng)載荷，出現(xiàn)噪聲和振動(dòng)。例題17(北方交通大學(xué)考研試題)和。(4分)例題18(北方交通大學(xué)考研試題)磨椐三個(gè)階段，在設(shè)計(jì) (6分)例題19(浙江大學(xué)考研試題)兩相對(duì)滑動(dòng)的接觸表面，依靠吸附油膜進(jìn)行潤(rùn)滑的摩擦狀態(tài)稱(chēng)為。(3分)D例題20(浙江大學(xué)考研試題)根據(jù)摩擦面間存在潤(rùn)滑劑的情況，簡(jiǎn)述滑動(dòng)摩擦可分為哪幾種狀態(tài)？(3分)1)干摩擦是指表面間無(wú)任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦。2)邊界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開(kāi)，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能時(shí)的摩擦。例題21(上海交通大學(xué)考研試題)減少磨損的一般方法有很多種，其中是錯(cuò)誤的。例題22(北京理工大學(xué)考研試題)零件表面在混合潤(rùn)滑狀態(tài)時(shí)的摩擦系數(shù)比液體潤(rùn)滑狀態(tài)時(shí)的摩擦系數(shù)。(2分)例題23(北京理工大學(xué)考研試題)為了減輕摩擦副的表面疲勞麼損，下列措施中，是不合理的(2分)例題24(北京理工大學(xué)考研試題)采用含有油性和極壓添加劑的潤(rùn)滑劑，主要為了減少。(2分)例題25(北京理工大學(xué)考研試題)圖示幾種情況是否都能建立流體動(dòng)壓潤(rùn)滑？為什么？(2分)例題26(北方交通大學(xué)考研試題)潤(rùn)滑油的油性是指和膜。極壓性是指膜。 (3分)例題27(北方交通大學(xué)考研試題)摩擦副表面為液體動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài)，當(dāng)外載荷不變時(shí)，摩擦面間的最小油膜厚度隨相對(duì)滑動(dòng)速度的增加而。(2分)本章小結(jié)題型較多。2．本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)是機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算，對(duì)疲勞曲線(xiàn)(σ—N曲線(xiàn))及極限應(yīng)力圖(σm—σa圖)要掌握并學(xué)會(huì)應(yīng)用，疲勞損傷累積假說(shuō)(Miner法則)在進(jìn)行分析時(shí)，注意小于持久疲勞極限的應(yīng)力不需要考慮。3．接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，注意相接觸的兩個(gè)物體，接觸處產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是大小相等的。4．注意掌握磨擦、磨損和潤(rùn)滑的相關(guān)概念和基礎(chǔ)知識(shí)，這幾年都有小分題出現(xiàn)，要概念清晰，不能混淆。第二章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng)本章內(nèi)容及基本考情分析本章涵容了教材中螺紋聯(lián)接的基本知識(shí)，包括螺紋和螺紋聯(lián)接件的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用場(chǎng)合及選用原則。要特別注意普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔用螺紋聯(lián)接在傳力、失效形式、結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則上的不同；在螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算上，主要是緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，要求掌握緊螺栓聯(lián)接力與變形之間的關(guān)系、提高螺栓連接強(qiáng)度的措施；螺栓聯(lián)接的防松原理及防松裝置；螺栓組的受力分析、失效分析及強(qiáng)度計(jì)算方法；螺栓傳動(dòng)的基本知識(shí)，滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的工作原理及選擇計(jì)算。是各大高校研究生入學(xué)考試最?lèi)?ài)考的內(nèi)容之一。本章重點(diǎn)及難點(diǎn)1．受預(yù)緊力和軸向工作載荷的緊螺栓連接總拉力F0強(qiáng)的確定這種連接螺栓既受預(yù)緊力，又受軸向工作載荷，故對(duì)這類(lèi)連接的要求是： (1)螺栓應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度： (2)螺栓聯(lián)接一定要預(yù)緊，且在工作載荷作用下，被聯(lián)接接合面不應(yīng)出現(xiàn)間隙，保證聯(lián)接的緊密性。在進(jìn)行分析時(shí)，由于螺栓與被連接件均有彈性，故屬?gòu)椥泽w組合受力分析問(wèn)題，必然涉及零件的剛度和變形。聯(lián)接所受外載荷將按螺栓和被連接件的剛度在兩者之間進(jìn)行分配。所以應(yīng)從受力和變形關(guān)系開(kāi)始，建立螺栓總拉力＝螺栓所受工作載荷＋被連接件給螺栓的剩余預(yù)緊力。F求螺栓聯(lián)接的預(yù)緊力F0為：F0＝F1CC這時(shí)螺栓的總拉力為：F2＝C當(dāng)工作拉力在0~F之間變化時(shí)，螺栓的總拉力在F0~F2之間變化，若不考慮摩擦力矩影響，則螺栓上的最大拉應(yīng)力：σmax＝ 4F0最小拉應(yīng)力σmin＝πd12應(yīng)力幅σa＝＝·按σmin＝C進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算，得最大計(jì)算安全系數(shù)：2σ－1tc＋(Kσ－φca(Kσ＋φσ)(2σa＋σmin)聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 (1)松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算：σ＝共[σ] F (2)僅受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接預(yù)緊力引起的拉應(yīng)力：σ＝螺牙間的摩擦力矩引起的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：τ＝≈0．5σ根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺栓在預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力：加螺栓直徑。為減小螺栓直徑的增加，可采用減載措施。 (3)承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接σP＝共[σP]螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為：τ＝共[τ]這種聯(lián)接是利用鉸制孔用螺栓抗剪切來(lái)承受載荷的。螺栓桿與孔壁之間無(wú)間隙，接觸表面受擠壓。在聯(lián)接結(jié)合面處，螺栓桿則受剪切。意義栓聯(lián)接時(shí)，要擰緊螺母，在螺紋力矩T作用下，螺紋部分產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，使螺栓處于拉伸和栓在預(yù)緊狀態(tài)下計(jì)算應(yīng)力為σm＝^≈1．3σ，故其強(qiáng)度條件式為：σm＝共[σ]此條件式說(shuō)明緊螺栓聯(lián)接在擰緊時(shí)，雖然同時(shí)承受拉、扭聯(lián)合作用，但計(jì)算時(shí)仍可按純拉伸問(wèn)題來(lái)處理，只將拉力增加30％來(lái)考慮扭轉(zhuǎn)剪切力。對(duì)于受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接，由于加上軸向載荷后，螺栓中的拉力的預(yù)緊力增大到Q，螺引起，軸向工作載荷不會(huì)引起扭轉(zhuǎn)剪切力，而公式則把剪切力的影響估計(jì)偏大，但由于工作中會(huì)出現(xiàn)對(duì)于螺栓組設(shè)計(jì)計(jì)算，關(guān)鍵是怎樣從受力分析過(guò)渡到單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算。核心是受力分析，必須學(xué)會(huì)根據(jù)螺栓組聯(lián)接的受載情況與聯(lián)接結(jié)構(gòu)，判斷屬于何種受力類(lèi)型。首先根據(jù)螺栓組受外載荷，分析每個(gè)位置上的螺栓聯(lián)接處所傳遞的工作載荷，從而確定其中受力最大的螺栓，然后按單個(gè)螺栓的強(qiáng)度公式對(duì)螺栓進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，定出其直徑，其余螺栓同樣尺寸選用。設(shè)計(jì)步驟如下： (1)進(jìn)行螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。確定聯(lián)接結(jié)合面的形狀、聯(lián)接結(jié)構(gòu)類(lèi)型、螺栓數(shù)目及其在結(jié)合面上的布置。力求各螺栓受力均勻，有利于加工和裝配。 (2)計(jì)算總載荷在各個(gè)螺栓上的分配。先把螺栓組聯(lián)接的任意外載荷向螺栓組結(jié)合面的形心簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化后運(yùn)用靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件進(jìn)行載荷分配，找出受力最大的螺栓所受到的各種載荷，用矢量疊加原理求得該螺栓所受最大載荷。 (3)進(jìn)行單個(gè)螺栓強(qiáng)度計(jì)算，受力分析時(shí)注意底板上反力的方向。其具體受力分析計(jì)算分下列幾種情況： (1)受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接1)對(duì)于鉸制孔用螺栓聯(lián)接(圖b)，每個(gè)螺栓所受工作剪力為：FΣF＝式中：z為螺栓數(shù)目。z圖示為由四個(gè)螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接。2)對(duì)于普通螺栓聯(lián)接(圖a)，按預(yù)緊后接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷fF0zifF0ziKSFΣ或F0fzi (2)受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接采用普通螺栓和鉸制孔用螺栓組成的螺栓組受轉(zhuǎn)矩時(shí)的受力情況是不同的。采用普通螺栓，是靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)抵抗轉(zhuǎn)矩T。F0fr1＋F0fr2＋···＋F0frzKsT KST得：F0zf∑ri采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來(lái)抵抗轉(zhuǎn)矩T。F rFiFrizmaxZ (3)受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接若作用在螺栓組上軸向總載荷FΣ作用線(xiàn)與螺栓軸線(xiàn)平行，并通過(guò)螺栓組的對(duì)稱(chēng)中心，則各個(gè)螺FΣ栓受載相同，每個(gè)螺栓所受軸向工作載荷為：F＝z通常，各個(gè)螺栓還承受預(yù)緊力F0的作用，當(dāng)聯(lián)接要有保證的殘余預(yù)緊力為F1時(shí)，每個(gè)螺栓所承受 (4)受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接傾覆力矩M作用在聯(lián)接接合面的一個(gè)對(duì)稱(chēng)面內(nèi)，底板在承受傾覆力矩之前，螺栓已擰緊并承受預(yù)F。zFmax＝∑L受傾覆力矩的底板螺栓組聯(lián)接的受力過(guò)程可用下圖表示?！?0—為防止結(jié)合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，要求：在傾覆力矩作用前，螺栓和地基的工作點(diǎn)都處于A點(diǎn)。FOOBC合力Fm。C螺栓的總拉力：F2＝F度的措施提高螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度，可采用減小螺栓應(yīng)力幅和改善螺紋牙間的載荷分配等措施。減小應(yīng)力幅值可以通過(guò)增大被連接件的剛度或者減小螺栓的剛度，如許多重要螺栓聯(lián)接中，采用空心螺桿或適當(dāng)增加螺栓的長(zhǎng)度用以減小螺栓剛度，或者采用剛度大的硬墊片增大被聯(lián)接件的剛度并同時(shí)提高預(yù)緊力。又如采用懸置螺母、環(huán)槽螺母等，以改善螺紋牙上載荷分布不均勻現(xiàn)象。這些螺紋聯(lián)接件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一般較難加工，只用于重要的螺紋聯(lián)接中。減小螺栓的應(yīng)力集中的影響，采用加大圓角和卸載結(jié)構(gòu)，或者將螺紋收尾改為退刀槽等措施。合理的制造工藝方法。6．螺旋傳動(dòng)與螺栓聯(lián)接在強(qiáng)度計(jì)算的差異 (1)螺旋傳動(dòng)傳動(dòng)螺紋常在載荷作用下相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工件易磨損，故須進(jìn)行磨性計(jì)算，螺桿大多是一根細(xì)長(zhǎng)桿件，當(dāng)受軸向壓力時(shí)，易產(chǎn)生側(cè)彎現(xiàn)象，故須校核其穩(wěn)定性。另外，在某些情況下，螺紋牙可能產(chǎn)生折斷現(xiàn)象，故須校核牙根部的強(qiáng)度，而聯(lián)接螺紋因?yàn)椴怀Ｗ飨鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，不承受軸向壓力，且螺母為標(biāo)準(zhǔn)高度，故不存在上述問(wèn)題?！?1—1)耐磨性計(jì)算要是限制螺紋工作面上的壓力，其強(qiáng)度條件：p＝＝共 [p]對(duì)有自鎖性要求的螺旋傳動(dòng)，應(yīng)校核自鎖條件：w共φvcosβ2)螺桿的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力，但它卻不能引用σm≈1．3σ的關(guān)系，因?yàn)槠淞剌^三角形螺紋力矩小，由此引起的扭剪應(yīng)力不再與拉應(yīng)力保持τ≈0．5σ的關(guān)系，必須在分別計(jì)算出σ和τ后，引用第四強(qiáng)度理論求當(dāng)量應(yīng)力。對(duì)于受力比較大的螺桿，需根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力：σca＝^＝式中，F(xiàn)為螺桿所受的軸向壓力(或拉力)，T為螺桿所受的扭矩：d2螺桿的強(qiáng)度條件：σca共[σ]本章考點(diǎn)考點(diǎn)1螺紋及螺紋連接基本知識(shí)考點(diǎn)2螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算考點(diǎn)3螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意的問(wèn)題考點(diǎn)4提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施螺紋的基本知識(shí)：螺紋類(lèi)型、螺紋主要參數(shù)、螺紋連接的基本類(lèi)型(普通螺栓連接、雙頭螺柱連接、—22—螺釘連接、緊頂螺釘連接)和用途；例題1(東北大學(xué)考研試題)為什么螺紋聯(lián)接常需要防松？防松的實(shí)質(zhì)是什么有哪幾類(lèi)防松措施？(5分)例題2(東南大學(xué)考研試題)例題3(北京理工大學(xué)考研試題)螺紋聯(lián)接中擰緊目的是什么？舉出幾種控制擰緊力的方法，(5分)例題4(北京航空航天大學(xué)考研試題)螺紋的公稱(chēng)直徑是指螺紋的徑，螺紋的升角是指螺紋徑處的升角。螺旋的自鎖條件為擰緊螺母時(shí)效率公式為。(2分)例題5(北京航空航天大學(xué)考研試題)螺紋聯(lián)接常用的防松原理有，，其對(duì)應(yīng)的防松裝置有例題6(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)考研試題)三角形螺紋主要用于，而矩形、梯形和鋸齒形螺紋主要用于。例題7(北京航空航天大學(xué)考研試題)度較大，且材料較軟，強(qiáng)度較低，需要經(jīng)常裝拆，則一般宜采用。(1分)例題8(北方交通大學(xué)考研試題)在常用螺紋中，效率最低、自鎖性最好的是，效率較高，牙根強(qiáng)度較大，制造方便的是，聯(lián)接螺紋常用，傳動(dòng)螺紋常用。(2分)此考點(diǎn)的內(nèi)容往往和螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算綜合在一起計(jì)算，往往都是“大題”。因此，這里我們也將這兩個(gè)考點(diǎn)的內(nèi)容綜合一起來(lái)講。例題9(吉林工業(yè)大學(xué)1999年考研試題)如圖所示的支架用4個(gè)普通螺栓連接在立柱上，已知載荷P＝12400N，聯(lián)接的尺寸參數(shù)如圖所—23—O吊環(huán)受拉力F∑，已知螺栓的許用應(yīng)力 (1)作用在吊環(huán)上的最大拉力F∑＝？ 求F∑下受力最大螺栓的工作拉力F。 (3)說(shuō)明在(2)的情況下，該螺栓組連接是否安全？例題11(北京理工大學(xué)考研試題) (1)確定合理的螺紋直徑。 的問(wèn)題在螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要從結(jié)構(gòu)上采用措施避免螺栓受偏心載荷作用，因偏心載荷使螺栓受到—24—彎曲應(yīng)力的作用。如：鑄件和鍛件上在未加工表面安裝螺栓處要做成凸臺(tái)或沉頭坑，也可以采用球面墊圈或帶有腰環(huán)的螺栓來(lái)保證螺栓聯(lián)接不受偏心載荷。例題12(華中理工大學(xué)考研試題)試改正圖中螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤。(6分)概念：提高螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度，可采用減小螺栓應(yīng)力幅和改善螺紋牙間的載荷分配等措施。減小應(yīng)力幅值可以通過(guò)增大被連接件的剛度或者減小螺栓的剛度，如許多重要螺栓聯(lián)接中，采用空心螺桿或適當(dāng)增加螺栓的長(zhǎng)度用以減小螺栓剛度，或者采用剛度大的硬墊片增大被聯(lián)接件的剛度并同時(shí)提高預(yù)緊力。例題13(國(guó)防科技大學(xué)考研試題)受軸向載荷的緊螺栓連接，在工作載荷F和殘余預(yù)緊力不變的情況下，要提高螺栓強(qiáng)度，可以采取的措施有。(2分)A．將被聯(lián)接件間的橡膠墊片改為皮革墊片；BC．將被聯(lián)接件間的金屬墊片改為橡膠墊片；D．去掉螺母下放置的彈性元件而改用普通平墊圈。例題14(華南理工大學(xué)考研試題)為提高螺栓聯(lián)接的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)。(1分)B．同時(shí)減小螺栓與被聯(lián)接件的剛度；D．同時(shí)增大螺栓與被聯(lián)接件的剛度。本章小結(jié)分比較嚴(yán)重，只要是受力分析不到位，造成計(jì)算結(jié)果的錯(cuò)誤，此處要引起重視?！?5—2．螺紋及螺紋連接的基本知識(shí)要把握，客觀性試題經(jīng)常出現(xiàn)。3．螺紋連接結(jié)構(gòu)圖的正確繪制必須引起重視，容易在結(jié)構(gòu)改錯(cuò)題中出現(xiàn)，只要認(rèn)證掌握螺釘、螺—26—第三章軸毅聯(lián)接本章內(nèi)容及基本考情分析本章涵容了教材中軸轂聯(lián)接的基本知識(shí)，包括鍵、花鍵、銷(xiāo)聯(lián)接的類(lèi)型、工作原理、結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)理、特點(diǎn)和應(yīng)用。是各大高校研究生入學(xué)考試中大多以客觀性試題填空、選擇、簡(jiǎn)單等方式出現(xiàn)，考的內(nèi)容主要以基本知識(shí)為主。本章重點(diǎn)及難點(diǎn)平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時(shí)靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞扭矩，故定心性較好。設(shè)鍵側(cè)面的作用力沿鍵的工作長(zhǎng)度和高度均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條件為：σp＝＝共 σp]2．鍵的類(lèi)型以及各鍵應(yīng)用上的差異平鍵分為：普通平鍵、導(dǎo)向平鍵、滑鍵。普通平鍵與輪轂上鍵槽的配合較緊，屬靜聯(lián)接。導(dǎo)向平鍵和滑鍵與輪轂的鍵槽配合較松，屬動(dòng)聯(lián)接?；凭嚯x長(zhǎng)用滑鍵，距離短用導(dǎo)向平鍵?！?7—半圓鍵聯(lián)接：鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動(dòng)以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端漁輪故的聯(lián)接。楔鍵聯(lián)接：楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1：100的斜度。工作時(shí)，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。切向鍵：由兩個(gè)斜度為1：100的楔鍵組成。一個(gè)切向鍵只能傳遞一個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，須用互成120°~130°角的兩個(gè)鍵。本章考點(diǎn)考點(diǎn)1鍵的工作原理考點(diǎn)2鍵的失效形式考點(diǎn)3鍵的選用4花鍵考點(diǎn)5銷(xiāo)連接從工作原理看，平鍵和半圓鍵聯(lián)接靠被聯(lián)接件與鍵的擠壓和鍵的剪切傳遞動(dòng)力，切向鍵聯(lián)接靠被聯(lián)接件與鍵的擠壓和摩擦力傳遞動(dòng)力。切向鍵聯(lián)接用于用于轉(zhuǎn)矩大，對(duì)中性要求不高的大型軸轂聯(lián)接，楔鍵聯(lián)接用于轉(zhuǎn)矩不大，定心精度要求不高，轉(zhuǎn)速較低的聯(lián)接，半圓鍵聯(lián)接承載能力較小，常用于軸端錐形的聯(lián)接，平鍵聯(lián)接對(duì)中性好，承載能力較大，應(yīng)用最廣。例題1(北京理工大學(xué)考研試題)說(shuō)出幾種軸上零件周向固定方式(至少四種)(4分)例題2(北京理工大學(xué)考研試題)試?yán)L出鍵的合理布置位置。(5分)1)兩個(gè)平鍵2)兩個(gè)楔鍵—28—例題3(東南大學(xué)考研試題)畫(huà)出軸與輪轂平鍵聯(lián)接的剖面圖。(5分)例題4(南京航空航天大學(xué)考研試題)花鍵聯(lián)接與平鍵聯(lián)接相比較有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？(5分)平鍵聯(lián)接雖存在擠壓和剪切兩種失效形式，但因平鍵的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，只要不被擠壞，一般不會(huì)剪斷，所以平鍵聯(lián)接只做擠壓或磨損校核。平鍵聯(lián)接的擠壓力沿鍵接觸長(zhǎng)度和高度的分布不均勻，為計(jì)算方便通常簡(jiǎn)化假設(shè)成均布。另外，鍵與軸及輪轂互壓的接觸高度是不等的，為了便于工程計(jì)算，把兩邊的接觸高度都近似取鍵高的一半，引起的差異是通過(guò)降低許用應(yīng)力的辦法解決的。因校核所用許用應(yīng)力是由實(shí)驗(yàn)得到的，所以校核計(jì)算是可靠的。例題5(北方交通大學(xué)考研試題)普通平鍵聯(lián)接有哪些失效形式？強(qiáng)度校核判定強(qiáng)度不夠時(shí)，可采取哪些措施？(5分)例題6(國(guó)防科技大學(xué)考研試題)一軸頸截面上布置了兩個(gè)普通平鍵，傳遞扭矩為T(mén)＝150N·m，在進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，若仍按一個(gè)平鍵來(lái)計(jì)算，則只需將傳遞的扭矩改為N·m即可。(2分)鍵的剖面尺寸和鍵長(zhǎng)分別由軸轂直徑及配合部分長(zhǎng)度確定。鍵長(zhǎng)略小于轂長(zhǎng)，強(qiáng)度校核式中的鍵長(zhǎng)為鍵與輪轂鍵槽接觸的長(zhǎng)度，許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng)應(yīng)取軸、鍵、轂三者中的較小值。例題7(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)考研試題)選擇普通平鍵時(shí)，鍵的截面尺寸(b×h)是根據(jù)查標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定；普通平鍵的工作面是 。(2分)例題8(北京航空航天大學(xué)考研試題)于動(dòng)聯(lián)接。(2分)—29—例題9(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)當(dāng)采用兩個(gè)楔鍵傳遞周向載荷時(shí)，應(yīng)使兩鍵布置在沿周向相隔的位置，在強(qiáng)度校核時(shí)只按個(gè)鍵計(jì)算。(3分)例題10(華中理工大學(xué)考研試題)在平鍵聯(lián)接中，靜聯(lián)接應(yīng)驗(yàn)算強(qiáng)度；動(dòng)聯(lián)接應(yīng)驗(yàn)算強(qiáng)度。(2分)接的強(qiáng)度?；ㄦI聯(lián)接的工作原理，強(qiáng)度校核與平鍵聯(lián)接類(lèi)似?；ㄦI聯(lián)接由于鍵齒多，故傳遞轉(zhuǎn)矩大。但各鍵齒上載荷分布不均勻，其不均勻程度對(duì)強(qiáng)度的影響可用各齒間載荷分布不均勻系數(shù)修正。例題11(北京理工大學(xué)考研試題)花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度取決于強(qiáng)度。(2分)例題12(天津大學(xué)考研試題)某變速齒輪需在軸上頻繁移動(dòng)，擬采用矩形花鍵聯(lián)接，若兩聯(lián)接表面硬度均大于該連接宜采用 概念：銷(xiāo)聯(lián)接主要用于確定零件之間的相互位置，并可傳遞不大的載荷。也可用于軸和輪轂或其例題13(清華大學(xué)考研試題)本章小結(jié)1．本章內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和易考點(diǎn)主要體現(xiàn)在平鍵連接以及鍵的類(lèi)型、選用和失效上。平鍵內(nèi)容是考試最多的。2．鍵的類(lèi)型、特點(diǎn)以及應(yīng)用要清楚掌握，相互之間不能混淆。3．無(wú)鍵連接和銷(xiāo)連接近年考得很少，但基本知識(shí)還是要掌握，考題既是出現(xiàn)也很簡(jiǎn)單，但不要在—30—第四章帶傳動(dòng)本章內(nèi)容及基本考情分析本章涵容了教材中帶傳動(dòng)的基本知識(shí)，包括帶傳動(dòng)的類(lèi)型，工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)；帶傳動(dòng)的受力特點(diǎn)及張緊裝置。是各大高校研究生入學(xué)考試?？嫉膬?nèi)容之一。本章重點(diǎn)及難點(diǎn)2．帶傳動(dòng)最大有效拉力的計(jì)算3．帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析4．帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑本章考點(diǎn)考點(diǎn)1帶傳動(dòng)的有效拉力考點(diǎn)2帶的應(yīng)力考點(diǎn)3帶傳動(dòng)的主要失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)和打滑考點(diǎn)5影響帶使用壽命的因素考點(diǎn)6V帶設(shè)計(jì)計(jì)算點(diǎn)7帶輪設(shè)計(jì)與V帶傳動(dòng)張緊、安裝與防護(hù)帶傳動(dòng)屬摩擦傳動(dòng)，帶以一定的初拉力F0套在帶輪上，使帶與輪互相壓緊，工作時(shí)靠帶與輪面間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，這時(shí)帶中緊邊拉力增為F1，松邊拉力減為F2，若帶所能傳遞的有效拉力為系為(即著名的撓性體摩擦的歐拉公式)：F1＝F2efα，上面兩式可求得帶與帶輪間的極限摩擦力，即為：Fec＝2F0＝2F0有效拉力Fe與帶傳動(dòng)所傳遞的功率P的關(guān)系為：Fυ υ60×1000—31—?dú)W拉公式給出的是帶傳動(dòng)在極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說(shuō)是給出了一個(gè)具體的帶傳動(dòng)所能提供的最大有效拉力Fec。由歐拉公式可知：·預(yù)緊力F0t→最大有效拉力Fect·包角αt→最大有效拉力Fect·摩擦系數(shù)ft→最大有效拉力Fect切記：歐拉公式不可用于非極限狀態(tài)下的受力分析！包角的概念例題1(華南理工大學(xué)考研試題)邊拉力為F1，松邊拉力為F2，則其傳遞的有效圓周力為。(1分)例題2(華南理工大學(xué)考研試題)fv緊邊拉力F1與松邊拉力F2。(6分)例題3(北方交通大學(xué)考研試題)緊邊拉力F1和張緊力F0。(10分)概念：帶在工作過(guò)程中主要承受拉應(yīng)力，離心應(yīng)力和彎曲應(yīng)力三種應(yīng)力。三種應(yīng)力迭加后，最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處，其值為：m例題4(上海交通大學(xué)考研試題)—32—周力Fe＝300N，若不考慮帶的離心力，則工作時(shí)傳動(dòng)帶的緊邊拉力F1及松邊拉力F2的大小分別例題5(中南工業(yè)大學(xué)考研試題)面上各應(yīng)力的大小，并計(jì)算各應(yīng)力是緊邊拉應(yīng)力的百分之幾。(摩擦損失功率不計(jì))(10分)概念：根據(jù)帶傳動(dòng)工作能力分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式有：①帶在帶輪上打滑，不能傳遞動(dòng)力；②帶發(fā)生疲勞破壞(經(jīng)歷一定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)后發(fā)生拉斷、撕裂、脫層)。因此帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：①帶在傳遞規(guī)定功率時(shí)不發(fā)生打滑。②具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。單根V帶所能傳遞的額定功率。經(jīng)推導(dǎo)可得單根V帶所能傳遞的額定功率為：P0＝([σ]－σb1－σc)(1－1／efvα)Av10－3考慮i≠l彎曲應(yīng)力較小，故在壽命相同的條件下，可比i＝l時(shí)增大傳遞的功率；長(zhǎng)度系數(shù)KL計(jì)入了帶長(zhǎng)不為特定長(zhǎng)度L0時(shí)對(duì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)和許用應(yīng)力的影響；包角系數(shù)Kα計(jì)入了小輪包角α≠180°時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力的影響。例題6(華中理工大學(xué)考研試題)圖示為帶傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。輪1為主動(dòng)輪。試問(wèn)：(1)帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？帶傳動(dòng)工作時(shí)為什么出現(xiàn)彈件滑動(dòng)現(xiàn)象？這種滑動(dòng)是否可以避免？(2)帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶處于圖中哪一點(diǎn)應(yīng)力最大？例題7(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)說(shuō)明V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則推導(dǎo)出單根普通V帶能傳遞的功率的公式。(10分)例題8(浙江大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)主要依靠來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和功率的。(2分)A．帶與帶輪接觸面之間的正壓力；C觸面之間摩擦力；—33—例題9(重慶大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為。(1分)A．保證帶傳動(dòng)時(shí)，帶不被拉斷；B．保證帶傳動(dòng)在不灼滑的條件下，帶不磨損；C．保證帶在不打滑的條件下，具有足夠的疲勞強(qiáng)度。例題10(武漢交通科技大學(xué)考研試題)例題11(上海文通大學(xué)考研試題)圖示為帶傳動(dòng)的簡(jiǎn)圖，輪1主動(dòng)，則工作時(shí)傳動(dòng)帶的最大應(yīng)力點(diǎn)在。(1．5分)概念：彈性滑動(dòng)和打滑是既有區(qū)別又有聯(lián)系的兩種完全不同的物理現(xiàn)象。二者的區(qū)別在于從現(xiàn)象上看，彈性滑動(dòng)是局部帶在帶輪的局部接觸弧面上發(fā)生的微量相對(duì)滑動(dòng)；打滑則是整個(gè)帶在帶輪的全部接觸弧面上發(fā)生的顯著相對(duì)滑動(dòng)。從本質(zhì)上看，彈性滑動(dòng)是由帶本身的彈性和帶傳動(dòng)兩邊的拉力差 (未超過(guò)極限值)引起的，帶傳動(dòng)只要傳遞動(dòng)力。兩邊就必然出現(xiàn)拉力差，所以彈性滑動(dòng)是不可避免的；出于滑動(dòng)率很小(ε≈1~2％)，所以彈性滑動(dòng)無(wú)關(guān)大局，只導(dǎo)致傳動(dòng)比的細(xì)微變化和不準(zhǔn)確(載荷增大時(shí)?；瑒?dòng)角和滑動(dòng)率也隨之增大)。而打滑則是由于帶傳動(dòng)載荷過(guò)大使兩邊拉力差超過(guò)極限摩擦力時(shí)引起的，因此，打滑是可以避免的。二者也有內(nèi)在的聯(lián)系：打滑是彈性滑動(dòng)從量變到質(zhì)變的飛躍。打滑使得帶傳動(dòng)喪失傳動(dòng)能力，造成帶的嚴(yán)重磨損，后果嚴(yán)重，所以打滑是帶傳動(dòng)主要失效形式之一。例題12(浙江大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)不能保證精確的傳動(dòng)比，其原因是。(2分)例題13(大連理工大學(xué)考妍試題)B．帶在帶輪上打滑；D．帶的材料不遵守虎克定律。速比不等于1的帶傳動(dòng)，當(dāng)工作能力不足時(shí)，傳動(dòng)帶將在打滑。(1．5分)—34—例題14(上海交通大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，是由于。(2分)C．帶的松邊與緊邊拉力不等。例題15(中南工業(yè)大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)中，帶和帶輪打滑。(2分)B．沿小輪先發(fā)生；D．有時(shí)沿大輪先發(fā)生，有時(shí)沿小輪先發(fā)生。例題16(中南工業(yè)大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)中，帶和帶輪打滑。(2分)B．沿小輪先發(fā)生；D．有時(shí)沿大輪先發(fā)生，有時(shí)沿小輪先發(fā)生。E．打滑和疲勞斷裂；F疲勞斷裂。例題17(中南大學(xué)考研試題)則傳動(dòng)的滑差率＝。(2分)例題18(北京理工大學(xué)考研試題)確定單根帶所能傳遞功率的極限值P0的前提條件是。(2分)A．保證帶不打滑；B．保證帶不打滑、不彈性滑動(dòng)；C．保證帶不疲勞破壞；例題19(北京理工大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)的撓性摩擦歐拉公式推導(dǎo)的前提條件是。(2分)概念：—35—d d1 (2)帶的長(zhǎng)度L：L越大，則單位時(shí)間繞過(guò)帶輪的次數(shù)(u＝v／L)越少，即應(yīng)力循環(huán)變化的次數(shù)減 (3)包角α：α越大，則傳遞一定圓周力的情況下，初拉力F0可減少，從而使帶的壽命增加。 2d2材質(zhì)、傳動(dòng)平穩(wěn)性等也會(huì)影響到帶的壽命。例題20(北方交通大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)一起做減速工作時(shí)，宜將帶傳動(dòng)布置在齒輪傳動(dòng)之；當(dāng)帶傳動(dòng)中心距水平布置時(shí)，宜將松邊安置在方。帶傳動(dòng)一周過(guò)程中，帶所受應(yīng)力的大小要發(fā)生次變化，其中以應(yīng)力變化最大，而應(yīng)力不變化。(3分)例題21(北方交通大學(xué)考研試題)在設(shè)計(jì)三角膠帶傳動(dòng)時(shí)，要標(biāo)明三角膠帶的和長(zhǎng)度，在計(jì)算傳動(dòng)的幾何尺寸時(shí)，耍用到長(zhǎng)度。(3分)例題22(哈爾濱工業(yè)大學(xué)考研試題〉在普通V帶傳動(dòng)中，載荷平穩(wěn)，包角a為180o帶長(zhǎng)Ld為特定長(zhǎng)度．強(qiáng)力層為化學(xué)纖維線(xiàn)繩結(jié)構(gòu)條件下求得的單根V帶所能傳遞的基本額定功率P0主耍與，和有關(guān)。 (2分)例題23(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過(guò)大．若傳動(dòng)比過(guò)大，將使，從而使帶的有效拉力值減小。(2分)概念：由于單根V帶基本額定功率P0是在特定條件下經(jīng)實(shí)驗(yàn)獲得的，因此，在針對(duì)某一具體條件進(jìn)行帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)這一具體的條件對(duì)所選定的V帶的基本額定功率P0進(jìn)行修正，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在考試中，主要是關(guān)于各設(shè)計(jì)參數(shù)的選用對(duì)設(shè)計(jì)的影響，所以主要掌握參數(shù)的選擇原則，以簡(jiǎn)單、例題24(華南理工大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)中，用方法可以使小帶輪包角α1加大。(1分)—36—概念：V帶輪設(shè)計(jì)的要求：各輪槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使帶的載荷分布較為均勻；結(jié)構(gòu)面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損。張緊的目的：根據(jù)帶的摩擦傳動(dòng)原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松例題25(華中理工大學(xué)考研試題)普通V帶帶輪的槽形角隨帶輪直徑的減小而。(2分)例題26(大連理工大學(xué)考研試題)設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)V帶根數(shù)過(guò)多，可采用來(lái)解決。(1分)AB．加大傳動(dòng)中心距；C．選用更大截面型號(hào)的V帶。例題27(大連理工大學(xué)考研試題)帶傳動(dòng)采用張緊輪的目的是。(1分)例題28(中南大學(xué)考研試題)當(dāng)要求單根V帶所傳遞的功率不超過(guò)該單根V型帶允許傳遞的功率P0這樣，帶傳動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生 失效。(2分)例題29(上海交通大學(xué)考研試題)V帶傳動(dòng)中，V帶兩側(cè)間的夾角應(yīng)帶輪輪槽間的楔間φ。 ，A．帶與帶輪的材料組合具有較高的摩擦系數(shù)；BC．帶與帶輪槽之間的摩擦是楔面摩擦；D．帶無(wú)接頭。本章小結(jié)1．本章內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和易考點(diǎn)主要是帶傳動(dòng)的受力分析和歐拉公式的應(yīng)用，傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑，參數(shù)的選擇不同對(duì)帶傳動(dòng)的影響。2．熟練掌握基本概念，對(duì)于帶傳動(dòng)與其他類(lèi)型的傳動(dòng)之間的優(yōu)缺點(diǎn)比較。3．帶的張緊和張緊方式要認(rèn)真掌握，會(huì)畫(huà)出帶傳動(dòng)張緊結(jié)構(gòu)的示意圖?！?7—第五章鏈傳動(dòng)本章內(nèi)容及基本考情分析本章涵容了教材中鏈傳動(dòng)的基本知識(shí)，包括鏈傳動(dòng)的工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性(即多邊形效應(yīng))產(chǎn)生的原因和鏈傳動(dòng)的失效形式；分析鏈傳動(dòng)的受力情況以及附加動(dòng)載荷產(chǎn)生的原因。功率曲線(xiàn)圖的來(lái)歷和使用方法。滾子鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算方法及主要參數(shù)的選擇。各高校研究生入學(xué)考試?？純?nèi)容之一，其中大多以填空題、簡(jiǎn)答、分析和選擇等方面內(nèi)容。本章重點(diǎn)與難點(diǎn)的鏈條與鏈輪相嚙合時(shí)，鏈節(jié)在鏈輪上呈多邊形分布，在鏈條每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)鏈節(jié)時(shí)，鏈條前進(jìn)的瞬時(shí)速度周期性地由小變大，再由大變小。鏈條沿垂直于運(yùn)動(dòng)方向的分速度也在作周期性變化，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)的不均勻性和鏈條的上、下抖動(dòng)?？梢宰C明鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比it＝R2cosγ／(R1cosβ)，在傳動(dòng)中γ角與β角是隨時(shí)變化的。因此其瞬時(shí)傳動(dòng)比也是不斷變化的。只有在z1＝z2。鏈條中心距恰好是節(jié)距整數(shù)倍時(shí)(γ＝β)，瞬時(shí)傳動(dòng)比方為常數(shù)。鏈傳動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)不均勻及剛性鏈節(jié)嚙入鏈輪齒間時(shí)引起的沖擊，是引起動(dòng)載荷的主要原因。當(dāng)鏈節(jié)不斷嚙入鏈輪齒間時(shí)，就會(huì)形成連續(xù)不斷的沖擊、振動(dòng)和噪音，因此，鏈傳動(dòng)不宜用于高速傳動(dòng)，在設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)鏈速加以限制。在選擇參數(shù)時(shí)，選取較小的鏈節(jié)距對(duì)降低鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和降低動(dòng)載荷是有利的。2．滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及主要參數(shù)的選擇 (1)失效形式和額定功率鏈傳動(dòng)的失效形式有鏈的疲勞破環(huán)、鏈條鉸鏈的磨損、鏈條鉸鏈的膠合以及鏈條的靜力拉斷。鏈條節(jié)距p可根據(jù)功率P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1由額定功率曲線(xiàn)選取?！?8—圖示為潤(rùn)滑良好的單排鏈的額定功率曲線(xiàn)圖。由圖可見(jiàn)，在中等速度的鏈傳動(dòng)中，鏈傳動(dòng)的承載能力主要取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度；隨著鏈輪轉(zhuǎn)速的增高，鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)增大，傳動(dòng)能力主要取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度，轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)能力就越低，并會(huì)出現(xiàn)鉸鏈膠合現(xiàn)象，使鏈條迅速失效。 (2)主要參數(shù)的選擇1)鏈輪齒數(shù)：選擇小鏈輪齒數(shù)Z1→計(jì)算大鏈輪齒數(shù)Z2＝iZ1。小鏈輪齒數(shù)z1選得多一些，一般來(lái)說(shuō)對(duì)傳動(dòng)是有利的。這是由于小鏈輪齒數(shù)z1選得太多，則大鏈輪齒數(shù)z2將更多，不僅增大了傳動(dòng)尺寸和重量，而且會(huì)縮短鏈條使用壽命。這是由于因磨損產(chǎn)生的鏈節(jié)距伸長(zhǎng)量Δp在相同條件下，齒數(shù)愈多，鏈輪上的節(jié)圓直徑增z1＜11時(shí)，速度變化率急劇增加，故限定鏈輪最小齒數(shù)zmin＝9。小鏈輪齒數(shù)z1最好與鏈條節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)，這樣才能輪流變換鏈輪齒和鏈節(jié)的嚙合。從而使磨損均勻。小鏈輪齒數(shù)還可根據(jù)鏈速來(lái)選取。2)鏈節(jié)距鏈節(jié)距p已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，它的大小反映了鏈條各部分尺寸的大小，同時(shí)也決定了鏈傳動(dòng)承載能力的大小。它是鏈傳動(dòng)的最重要的參數(shù)。鏈節(jié)距p越大，排數(shù)越多，承載能力越高。但p大時(shí)，運(yùn)動(dòng)不均勻性增加，附加動(dòng)載荷增大，鏈輪尺寸也大。因此，在滿(mǎn)足承載能力的條件下，盡量選小鏈節(jié)的單排鏈。當(dāng)傳遞載荷大、鏈速高，且要求傳動(dòng)平穩(wěn)時(shí)，盡量選用小鏈節(jié)的多排鏈。對(duì)于中心距要求大，而傳動(dòng)比較小的低速重載傳動(dòng)，宜采用節(jié)距較大而排數(shù)較少的鏈條。鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)也要增大，振動(dòng)沖擊和噪聲也越嚴(yán)重。設(shè)計(jì)一般盡量選取小節(jié)距的鏈。3)鏈傳動(dòng)的中心距和鏈節(jié)數(shù)鏈傳動(dòng)的中心距過(guò)大或過(guò)小對(duì)傳動(dòng)都會(huì)造成不利影響。中心距過(guò)小，使鏈條在小鏈輪上的包角減小，輪齒受力增大，同時(shí)，在一定鏈速下，單位時(shí)間內(nèi)鏈條繞過(guò)鏈輪的次數(shù)增多，從而加劇鏈條的疲勞和磨損?！?9—中心距過(guò)大，鏈條松邊下垂量大，從而使鏈條易上下顫動(dòng)。數(shù)為：計(jì)算出的Lp應(yīng)圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，這樣可避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，因?yàn)檫^(guò)渡鏈節(jié)會(huì)使鏈的承載能力下降。3．補(bǔ)充說(shuō)明鏈傳動(dòng)的各種失效形式及其產(chǎn)生原因，承載能力確定的主要依據(jù)隨著傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，磨損已不再是限定其承載能力的主要失效式。這是由于鏈條及鏈輪材料、熱處理工藝的改進(jìn)，鏈條零件表面硬度及耐磨性都有了很大提高。又因?yàn)榻鷿?rùn)滑技術(shù)的發(fā)展和對(duì)鏈條工作時(shí)鉸鏈潤(rùn)滑狀態(tài)的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鏈條嚙入鏈輪齒間而相對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)360°／z時(shí)，鉸鏈內(nèi)部潤(rùn)滑油可形成承載油楔。這時(shí)套筒和銷(xiāo)軸間處于潤(rùn)滑狀態(tài)。實(shí)踐證明：一個(gè)設(shè)計(jì)和安裝正確、潤(rùn)滑得當(dāng)、質(zhì)量合乎標(biāo)準(zhǔn)的滾子鏈傳動(dòng)，在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于磨損產(chǎn)生的伸長(zhǎng)率還沒(méi)有達(dá)到全長(zhǎng)的3％時(shí)，鏈條元件已產(chǎn)生疲勞破壞或膠合。所以疲勞強(qiáng)度是決定鏈傳動(dòng)承載能力的主要因素。只有在惡劣工作環(huán)境及潤(rùn)滑條件不好時(shí)工作的鏈傳動(dòng)，磨損才作為限定其承載能力的依據(jù)。本章考點(diǎn)考點(diǎn)1鏈傳動(dòng)的基本知識(shí)考點(diǎn)2鏈傳動(dòng)“多邊形效應(yīng)”，鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性及動(dòng)載荷產(chǎn)生的原因考點(diǎn)3鏈傳動(dòng)的各種失效形式及其產(chǎn)生原因4滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算考點(diǎn)5鏈傳動(dòng)主要參數(shù)對(duì)傳動(dòng)性能的影響，合理地選擇參數(shù)考點(diǎn)6鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑等參數(shù)?！?0—例題1(清華大學(xué)考研試題)畫(huà)出套筒滾子鏈的結(jié)構(gòu)圖(包括一個(gè)鏈節(jié)、兩個(gè)銷(xiāo)軸的結(jié)構(gòu)剖面圖)，注明何處是過(guò)盈配合，何處是間隙配合。(4分)例題2(華南理工大學(xué)考研試題)對(duì)于高速重載的套筒滾子鏈傳動(dòng)，應(yīng)選用節(jié)距的排鏈；對(duì)于低速重載的套筒滾子鏈傳動(dòng)，應(yīng)選用節(jié)距的鏈傳動(dòng)。(1分)例題3(西南交通大學(xué)考研試題)鏈傳動(dòng)中，即使主動(dòng)鏈輪的角速度ω1＝常數(shù)，也只有當(dāng)時(shí)，從動(dòng)鏈輪的角速度叫和傳動(dòng)比；才能得到恒定值。(2分)例題4(天津大學(xué)考研試題)例題5(華中理工大學(xué)考研試題)鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比是，其平均傳動(dòng)比是。例題6(中南大學(xué)考研試題)鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比不變，傳動(dòng)比是變化的。(2分)考點(diǎn)2鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性及動(dòng)載荷產(chǎn)生的原因概念：鏈傳動(dòng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)不均性和動(dòng)載荷主要是由于“多邊形效應(yīng)”引起，即鏈條纏繞在鏈輪之后形成一多邊形，在傳動(dòng)過(guò)程中就相當(dāng)于多邊形在滾動(dòng)。例題7(華中理工大學(xué)考研試題)鏈傳動(dòng)中，小鏈輪的齒數(shù)越多時(shí)，則傳動(dòng)平穩(wěn)性越。(1分)例題8(中南工北大學(xué)考研試題)p。(2分)例題9(東北大學(xué)考研試題)鏈傳動(dòng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)不均勻性的原因是什么？(5分)例題10(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)考研試題)鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷是隨著鏈條節(jié)距p和鏈輪齒數(shù)而增加。(2分)例題11(華南理工大學(xué)考研試題)鏈傳動(dòng)工作時(shí)，其轉(zhuǎn)速越高，其運(yùn)動(dòng)不均勻性越，故鏈傳動(dòng)多用于速—41—傳動(dòng)。(2分)考點(diǎn)3鏈傳動(dòng)的各種失效形式及其產(chǎn)生原因概念：鏈傳動(dòng)的失效形式有鏈的疲勞破環(huán)、鏈條鉸鏈的磨損、鏈條鉸鏈的膠合以及鏈條的靜力拉斷。例題12(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)考研試題)一套筒滾子鏈，銷(xiāo)軸與套筒磨損后，使節(jié)距p發(fā)生了變化而產(chǎn)生掉鏈和爬鏈現(xiàn)象，如何糾正或改善這種狀況？(5分)例題13(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)開(kāi)式鏈傳動(dòng)的主要失效形式是。例題14(東南大學(xué)考研試題)鏈傳動(dòng)有哪幾種失效形式？(5分)例題15(哈爾濱工業(yè)大學(xué)考研試題)滾子鏈最主要參數(shù)是鏈的，為提高鏈速的均勻性，應(yīng)選用齒數(shù)為的鏈輪。(2分)概念：關(guān)于鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)主要是選擇合適的鏈條以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，重點(diǎn)掌握參數(shù)的選擇對(duì)鏈傳動(dòng)的影響，考試通常不會(huì)出設(shè)計(jì)題目，主要是一些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的考察。度圓的直徑。概念：由于鏈傳動(dòng)是標(biāo)準(zhǔn)件，在設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)，主要是選擇鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)，即鏈條節(jié)距、鏈接分析題。例題17(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)例題18(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)考研試題)怎樣考慮這些影響？(5分)的布置、張緊和潤(rùn)滑概念：鏈輪的結(jié)構(gòu)通常有整體式(小尺寸)、孔板式(中等尺寸)、齒圈螺栓連接或焊接式(大尺寸)。鏈輪輪齒要求具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。有碳鋼、合金鋼、鑄鐵和夾布膠木等。鏈傳動(dòng)布置時(shí)，鏈輪必須位于鉛錘面內(nèi)，兩鏈輪共面。中心線(xiàn)可水平，也可傾斜但盡量不要鉛錘—42—位置，一般緊邊在上，松邊在下，以免松邊在上懸垂量過(guò)大而阻礙鏈輪順利運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)盡量保持鏈傳動(dòng)的兩個(gè)鏈輪共面，否則工作中容易脫鏈。鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過(guò)大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動(dòng)現(xiàn)象；同時(shí)也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。鏈傳動(dòng)中銷(xiāo)軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會(huì)伸長(zhǎng)，這是影響鏈傳動(dòng)壽命的最主要因素。因而，潤(rùn)滑是延長(zhǎng)鏈傳動(dòng)壽命的最有效的方法。潤(rùn)滑的作用對(duì)高速重載的鏈傳動(dòng)尤為重要?！ち己玫臐?rùn)滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長(zhǎng)鏈條的使用壽命?！?duì)于開(kāi)式及重載低速傳動(dòng)，可在潤(rùn)滑油中加入MoS2、WS2等添加劑?！?duì)于不便采用潤(rùn)滑油的場(chǎng)合，允許涂抹潤(rùn)滑脂，但應(yīng)定期清洗與涂抹。例題19(東南大學(xué)考研試題)圖示鏈傳動(dòng)的布置是否正確？為什么？(4分)本章小結(jié)1．本章主要闡述了鏈傳動(dòng)的基本知識(shí)，了解鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)及其對(duì)傳動(dòng)特性的影響，也是本章要掌握的重點(diǎn)之一；化的根源，也使鏈條易發(fā)生磨損的根源；3．鏈傳動(dòng)的失效和額定功率曲線(xiàn)需要掌握，鏈條型號(hào)和鏈輪的選擇依賴(lài)于功率曲線(xiàn)?！?3—第六章齒輪傳動(dòng)本章內(nèi)容及基本考情分析齒輪傳動(dòng)是一種重要的機(jī)械傳動(dòng)，也是本課程的重點(diǎn)，內(nèi)容豐富。本章主要內(nèi)容包括：2．齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及制造精度；3．齒輪傳動(dòng)失效形式，失效機(jī)理和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則；4．齒輪常用配對(duì)材料選用，軟齒面和硬齒面的常用熱處理方法及許用應(yīng)力；5．齒輪傳動(dòng)的受力分析與計(jì)算(各分力的大小、方向)，各種載荷系數(shù)的物理意義及影響因素；6．直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的基本理論依據(jù)、力學(xué)模型、應(yīng)力變化特性、計(jì)算公式的推導(dǎo)思路、公式中各參數(shù)的意義及應(yīng)用公式的注意事項(xiàng)等，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)及直齒圓錐齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)；構(gòu)設(shè)計(jì)。本章重點(diǎn)內(nèi)容是齒輪傳動(dòng)的失效形式、受力分析、載荷系數(shù)，直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)與直齒圓錐齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)等。均有出現(xiàn)，考生對(duì)這章的內(nèi)容要有足夠的重視。本章重點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的失效主要是指輪齒的失效，其失效形式是多種多樣的。常見(jiàn)的失效形式有：輪齒折計(jì)的，其尺寸對(duì)于強(qiáng)度和剛度而言均較富裕，實(shí)踐中也極少失效。對(duì)一般工況下的齒輪傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：保證足夠的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒根折斷。保證足夠的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。輪齒折斷有多種形式，在正常情況下，主要是齒根彎曲疲勞折斷；在輪齒受到突然過(guò)載時(shí)，也可能出現(xiàn)過(guò)載折斷或剪斷；提高輪齒抗折斷能力的措施有：·令增大齒根過(guò)渡圓角半徑，消除加工刀痕，減小齒根應(yīng)力集中；·令增大軸及支承的剛度，使輪齒接觸線(xiàn)上受載較為均勻；—95— (整圈)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不管軸上載荷的大小是否變化，軸橫截面上各點(diǎn)的應(yīng)力都是變化的。軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)，其表面上任一點(diǎn)的應(yīng)力就完成了一個(gè)由最大壓應(yīng)力－σmax(A點(diǎn))到零(中性面C－C)到最大拉應(yīng)力σmax(B點(diǎn))的變化。所以，對(duì)于整圈轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，軸截面上產(chǎn)生的應(yīng)力均為對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化的(穩(wěn)定的或不穩(wěn)定的)變應(yīng)力。通常，軸是轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力來(lái)算。軸的危險(xiǎn)截面是指軸在工作時(shí)，最有可能首先發(fā)生疲勞斷裂的截面。不論是彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算，還是疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核計(jì)算，最重要的就是確定軸的危險(xiǎn)截面。當(dāng)軸的彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖作出后，進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，可按下面幾點(diǎn)確定危險(xiǎn)截面： (1)承受當(dāng)量彎矩最大截面處； (2)承受當(dāng)量彎矩比較大，而幾何尺寸較小的截面處。用安全系數(shù)法進(jìn)行校核計(jì)算時(shí)，除了考慮上面兩點(diǎn)外，還應(yīng)考慮有一定大小的當(dāng)量彎矩，把應(yīng)力集中比較大的截面作為危險(xiǎn)截面。，通常只選取2~3個(gè)危險(xiǎn)截面。10．按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行的安全系數(shù)校核按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸的強(qiáng)度，沒(méi)有計(jì)入應(yīng)力集中、表面狀態(tài)、絕對(duì)尺寸等因素對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響，僅可用于一般用途軸的強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于重要用途的軸，在進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算后，就進(jìn)行軸的全部結(jié)響軸的疲勞強(qiáng)度的各種因素后，較為精確地校核危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)。校核的步驟是：首先作出軸的按教材中有關(guān)的公式求出在彎矩作用下和在轉(zhuǎn)矩作用下的安全系數(shù)Sσ和Sτ；最后按雙向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度條件求出綜合安全系數(shù)：S＝[S]—96—本章考點(diǎn)考點(diǎn)1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？键c(diǎn)2轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)步驟?？键c(diǎn)34軸的許用彎曲應(yīng)力?？键c(diǎn)5危險(xiǎn)截面的確定?？键c(diǎn)6按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行的安全系數(shù)校核。根據(jù)外形、還有一種鋼絲軟軸等。軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。例題1(北京航空航天大學(xué)考研試題)如將軸類(lèi)零件按受力方式分類(lèi)，可將受作用的軸稱(chēng)為心軸，受作用的軸稱(chēng)為傳動(dòng)軸，受作用的軸稱(chēng)為轉(zhuǎn)軸，自行車(chē)的后輪軸是軸。例題2(北京交通大學(xué)考研試題)前輪軸是軸，中間軸是軸。例題3(吉林工業(yè)大學(xué)考研試題)工作轉(zhuǎn)速超過(guò)一階臨界轉(zhuǎn)速的軸稱(chēng)為軸。例題4(哈爾濱工業(yè)大學(xué)考研試題)一般單向回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，考慮啟動(dòng)、停車(chē)及載荷不平穩(wěn)的影響，其扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的性質(zhì)按處理。例題5(華中理工大學(xué)考研試題)軸上零件的軸向定位和固定，常用的方法和。例題6(中南工業(yè)大學(xué)考研試題)一般的軸都需具有足夠的，合理的和良好的，這就是軸設(shè)計(jì)的要求。例題7(中南大學(xué)考研試題)在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，起定位作用的軸肩處的圓角半徑r應(yīng)該軸配合輪轂孔的倒角c，該段軸的長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短mm。例題8(華南理工大學(xué)考研試題)轉(zhuǎn)軸彎曲應(yīng)力σb的應(yīng)力循環(huán)特性為。r例題9(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)考研試題)計(jì)算表明某鋼制調(diào)質(zhì)處理的軸剛度不夠，建議：①增加軸的徑向尺寸：②用合金鋼代替碳鋼；③采—97—用淬火處理；④加大支承間的距離。所列舉的措施中，有能達(dá)到提高軸的剛度的目的。例題10(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)考研試題)在作軸的疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，對(duì)于一般轉(zhuǎn)軸，軸的彎曲應(yīng)力應(yīng)按考慮，而扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力通常按考慮。例題11(上海交通大學(xué)考研試題)D．對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力。軸的工作轉(zhuǎn)速一階臨界轉(zhuǎn)速的軸稱(chēng)剛性軸。例題12(上海交通大學(xué)考研試題) [σ0b][ [σ0b][σ0b] D例題13(大連理工大學(xué)考研試題)為提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)優(yōu)先采用的方法。例題14(大連理工大學(xué)考研試題)當(dāng)軸上零件要求承受軸向力時(shí)，采用來(lái)進(jìn)行軸向定位，所能承受的軸向力較大。C例題15(大連理工大學(xué)考研試題)在軸的初步計(jì)算中，軸的直徑是按進(jìn)行初步確定的。例題16(中南大學(xué)考研試題)D．軸段上零件的孔徑。已知某軸上的最大彎矩為200N·m，扭矩為150N·m，該軸為單向運(yùn)轉(zhuǎn)，頻繁起動(dòng)，則計(jì)算彎矩 (當(dāng)是彎矩)Mca約為N·m。例題17(浙江大學(xué)考研試題)增大軸在剖面過(guò)渡處的圓角半徑，其優(yōu)點(diǎn)是。A．使零件的軸向定位比較可靠；C．使零件的軸向固定比較可靠；D．降低應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度?！?8—概念：軸的強(qiáng)度計(jì)算主要分三種算法：按扭矩計(jì)算、按彎扭強(qiáng)度計(jì)算、按安全系數(shù)計(jì)算。其中，安全系數(shù)法的計(jì)算精度最高，但計(jì)算繁瑣，相關(guān)參數(shù)較多，一般主要是針對(duì)比較重要的軸采用此方法進(jìn)行校核計(jì)算?？佳兄饕记懊鎯煞N算法，需要認(rèn)真掌握。例題18(武漢交通科技大學(xué)考研試題)按彎曲扭轉(zhuǎn)合成計(jì)算軸的應(yīng)力時(shí)，要引入系數(shù)a，這a是考慮。A．軸上有鍵槽削弱軸的強(qiáng)度而引入的系數(shù)；B．按第三理論合成正應(yīng)力與切應(yīng)力時(shí)的折合系數(shù)；C．正應(yīng)力與切應(yīng)力的循環(huán)特性不同的系數(shù)。例題19(北京理工大學(xué)考研試題)只承受彎矩的轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，軸表面一固定點(diǎn)的彎曲應(yīng)力是