机械设计基础复习

发布 2022-01-12 06:35:28 阅读 7229

1. 螺旋线:一直角三角形两直角边长分别为πd2和s,绕于直径为d2的圆柱体上,则其斜边即为一螺旋线。

2. 螺纹:一平面图形沿螺旋线运动,并保持该图形始终通过圆柱体的轴线,就得到螺纹。

3. n线螺纹: s = n p

4. 工程上联接螺纹为:三角形、单线、右旋螺纹。

5. 一般,螺纹大径为公称直径,主要用于标注;螺纹小径用于强度计算;螺纹中径用于几何尺寸计算。

6. 导程s—同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

8. 普通螺纹以大径d为公称直径,牙型角α =60°,普通螺纹已标准化。

9. 某一公称直径下螺距最大的螺纹称粗牙螺纹。

10. 除螺距最大以外的其余螺纹统称细牙螺纹。

11. 细牙螺纹优点:升角小、小径大、自锁性好、强度高。 缺点:不耐磨、易滑扣。

12. 一般螺纹联接在装配时拧紧(即预紧),以增加联接的可靠性和紧密性。

13. 装配时不拧紧螺母。只能承受轴向工作载荷。

14. 装配时拧紧螺母。工作中螺栓受轴向载荷fa和摩擦力矩t1的双重作用。

15. 系数1.3考虑剪应力的影响。

工作时靠接合面上的摩擦力承担横向载荷f;螺栓只受预紧力f0(即为轴向力fa)作用。

减载措施:①采用键、套筒、销承担横向工作载荷。②采用无间隙的铰制孔螺栓。

减小载荷变幅,可有效提高螺栓疲劳强度。

承受轴向变载荷的螺栓,其主要的损坏形式为:疲劳断裂。

第八章。齿轮失效形式。

1轮齿折断。

表现为轮齿沿根部弯曲折断过载折断静强度破坏疲劳折断疲劳强度破坏。

2齿面点蚀3齿面胶合。

四、齿面磨损。

五、齿面塑性变形。

第九章。蜗杆:齿数(也称头数)很少、轮齿在圆柱体上绕旋一周以上的特殊斜齿轮。常与轴做成一体,称蜗杆轴。

优点:传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。

缺点:摩擦较大、发热较严重;传动效率较低;蜗轮齿圈用青铜制造,成本高。

正确啮合条件:mt2=ma1=m ,αt2 =αa1蜗轮蜗杆轮齿旋向相同。

主要失效形式:点蚀、磨损和胶合。

润滑方式的选择:当vs≤ 5~10 m/s时,采用油池浸油润滑。为减少搅油损失,下置式蜗杆不宜浸油过深。

当v1> 4 m/s时,采用蜗杆在上的结构。当vs > 10~15 m/s时,采用压力喷油润滑。

带传动。安装时将带张紧在带轮上,使带与带轮之间产生正压力。工作时依靠带与带轮间的摩擦力传递运动和动力(摩擦传动)。

优缺点。优点:传动平稳,具有吸振缓冲作用;可用于较大中心距;过载时打滑,可避免其他零件损坏;结构简单,使用维护方便;成本较低。

缺点:承载能力较小;平均传动比不固定;传动效率较低;不宜在易燃易爆场合下工作;带的寿命较短。

最大应力σmax出现在紧边进入主动轮处。

带绕过主动轮时,将逐渐缩短并沿轮面滑动,使带速落后于主动轮圆周速度(v带经过从动轮时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使带速超前于从动轮轮速(v>v2)。

打滑与弹性滑动的区别。

带传动传动比。

带传动失效形式①打滑;②带的疲劳损坏。

链传动优缺点。

1. 优点。

1)无弹性滑动和打滑,平均传动比准确。

2)需要的张紧力小,作用在轴上的压力小,可减少轴承的摩擦损失;

3)结构紧凑;

4)能在高温、有油污等恶劣环境下工作;

5)制造和安装精度较低,中心距较大时其传动结构简单。

瞬时传动比不固定,传动平稳性较差,有一定的冲击和噪声。一般不宜用于高速。

链条。链板做成“ ”字形,以减轻重量并保持链板各截面强度大致相等。

1) 节距p:滚子链上相邻两滚子中心的距离。p 越大,链条尺寸越大,所能传递的功率也越大;节距p是链条最主要的参数。

2) 节距p =链号×25.4/16

链条长度以链节数lp表示。链节数宜取偶数,以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。

若链节数为奇数时,则需采用过渡链节,在链条受拉时,过渡链节还承受附加的弯曲载荷,通常应避免采用。

为使链节与链轮轮齿啮合良好,常用的端面齿形为“三圆弧一直线”。

链传动存在多边形效应,使链速和从动轮转速不均匀,因此瞬时传动比不固定,带来冲击、振动和噪音。

p越大,z越小,多边形效应越显著。

链传动张紧目的是防止松边过度下垂,张紧力很小,可以忽略不计。

p↑,承载能力↑,但链传动平稳性↓。功率较小,转速较高时,宜取较小的p;

p↓,承载能力↓,但传动平稳性↑。功率较大,转速较高,可取小节距多排链。

链传动布置原则:链传动的两轴应平行,两链轮应共面;一般宜水平或接近水平布置,并使松边在下。

轴传动。转轴转矩,弯矩传动轴转矩心轴弯矩。

直轴曲轴挠性轴。

零件的轴向定位可由轴肩、套筒、轴端挡圈等实现。

轴向固定—由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现,使零件上所受的轴向力最终传递到箱体(机架)上。

周向固定—大多采用键、花键、过盈配合等联接形式来实现。传递转矩。

应力集中常出现在截面突变、过盈配合等处。

改进措施:①增大过渡圆角半径;②尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽;③重要结构可增加卸载槽b、过渡肩环、凹切圆角。

滑动轴承。液体摩擦是滑动轴承理想的摩擦状态。

干摩擦边界摩擦液体摩擦。

向心滑动轴承─承受径向载荷。

组成:轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。

1 轴瓦上开设进油孔,内表面设置油沟,以利于润滑油均匀分布在整个轴颈上。

2 进油孔和油沟应布置在非承载区;

3 油沟距两端面留出一定距离,以免润滑油大量端泄;

大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式,既有利于形成动压油膜,又起冷却作用。

动压油膜—因流体内速度分布差异而产生的压力油膜。

两平行运动表面之间不能形成压力油膜!

动压油膜必要条件。

1.两相对运动表面之间形成楔形间隙;

2.两运动表面之间充满连续的流体;

3.两运动表面必须有相对运动,其运动方向从大截面到小截面。

滚动摩擦。组成内圈外圈滚动体保持架

接触角—滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角称为公称接触角。

采用调心轴承可补偿较大角偏差。

为使内部轴向力平衡、以免轴窜动,角接触向心轴承和圆锥滚子轴承通常成对使用,对称安装。

轴向载荷作用时,各滚动体受力均匀;径向载荷作用时,各滚动体受力不均;

两个力同向取“+”异向取“-”

1. 无轴向载荷或载荷较小时,宜选用深沟球轴承。

2. 径向与轴向载荷联合作用时,宜选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。

3. 纯轴向载荷作用时,应采用推力轴承。

21常用的螺纹联接中的牙型有哪些?

普通螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形。

22螺纹联接基本类型有哪几种?各适用什么场合。

螺栓连接:适应于承受垂直于螺栓轴线的横向载荷。

螺钉连接:这些连接不宜经常装拆,以免被连接件的螺纹被磨损而使连接失效。

双头螺柱连接:多用于较厚的被连接件或为了结构紧凑而采用盲孔的连接。

紧钉螺钉连接:常用来固定两零件的相对位置,并可传递不大的力或转矩。

23螺纹联接为什么要采取防松措施?常用的防松方法有哪些?

机器在工伤中由于受冲击、振动或交变载荷的作用,螺旋面间的摩擦力可能减小或瞬间消失。这种现象多次重复后,就会使联接松脱。当温度变化较大时,由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松弛,也会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小,最终导致联接失败。

因此,为了保证安全,对螺纹联接应采取防松措施。

防松方法:一:采用附加摩擦力防松:弹簧垫圈,对顶螺母,尼龙圈锁紧螺母。

二:采用专门防松元件防松:槽型螺母与开口销,圆螺母用带翅垫片,止动垫片。

三:其他防松:冲点法,粘合法。

24普通螺栓紧联接时的强度校核式σca=1.3σ≤〔中的常数1.3的含义,它是如何确定的?

1.3意义:紧连接时,将拉应力增加30%以考虑拧紧力矩的影响。

2、一对圆柱齿轮,通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些,其主要原因是什么。

保证轮齿有足够的啮合宽度。

3、进行齿轮强度计算时,为什么不直接用名义工作载荷,而要用计算载荷?

根据原动机或工作机的额定功率而计算出的载荷称为名义载荷。 计算名义载荷时没有考虑原动机输出功率的不均匀性、阻力的不均匀性、速度变化等因素对机械零件受载的影响。

因为要考虑载荷集中和附加动载荷的影响。

4、齿轮传动的主要失效形式有哪些?开式、闭式齿轮传动的失效形式有什么不同?设计准则通常是按哪些失效形式制订的?

失效形式:轮齿折断,齿面点蚀,齿面胶合,齿面磨损,齿面塑形变形。

断齿:是在齿轮传动中由于各种以外原因,一个或多个轮齿折断使齿轮失效;

磨损:齿轮传动过程中,齿面上的相对滑动会引起磨损;

点蚀:齿轮传动过程中,齿轮接触面上各点的接触应力呈脉动循环变化,经过一段时间后,会由于接触面上金属的疲劳而形成细小的疲劳裂纹,裂纹的扩展造成金属剥落,形成点蚀;

胶合:当齿轮在高速、大载荷或润滑失效的情况下,两齿面直接接触形成局部高温,接触区出现较大面积粘连现象,为胶合。

塑性变形:在重载下,较软齿面可能产生局部塑性变形,常在过载严重及启动频繁的传动中遇到。

合理润滑可以明显延缓或防止齿轮的失效。

失效形式的不同: ⑴闭式传动闭式传动的主要失效形式为齿面点蚀和轮齿的弯曲疲劳折断。当采用软齿面(齿面硬度≤350hbs)时,其齿面接触疲劳强度相对较低。

因此,一般应首先按齿面接触疲劳强度条件,计算齿轮的分度圆直径及其主要几何参数(如中心距、齿宽等),然后再对其轮齿的抗弯曲疲劳强度进行校核。当采用硬齿面(齿面硬度>350hbs)时,则一般应首先按齿轮的抗弯曲疲劳强度条件,确定齿轮的模数及其主要几何参数,然后再校核其齿面接触疲劳强度开式传动开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳折断。由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法,因此通常只对其进行抗弯曲疲劳强度计算,并采用适当加大模数的方法来考虑磨粒磨损的影响。

5、直齿圆柱齿轮进行弯曲疲劳强度计算时,其危险截面是如何确定的?圆柱齿轮的受力分析和计算。

齿根部分靠近节线处最易发生点蚀,故常用节点处的接触应力来计算。

6、蜗杆传动具有哪些特点?中间平面的概念?蜗杆常用材料有哪些?

优点:能够得到很大的传动比,结构紧凑,传动平稳,噪声小。缺点:传动效率低,成本高。

蜗杆常用碳素钢或合金钢制造。

9、带传动是如何工作的?带的应力包括哪几部分?最大应力出现在何处?带传动不能保证精确的传动比,其原因是什么。

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