機械設計掌握的知識點

1、09考試大綱：841 機械設計 1、考試內(nèi)容： （1）緒論、（2）摩擦、磨損和潤滑、（3）螺紋連接、（4）軸轂連接、（5）帶傳動、（6）圓柱齒輪傳動、（7）錐齒輪傳動、（8）蝸桿傳動、（9）螺旋傳動、（10）軸、（11）滾動軸承、（12）滑動軸承、（13）聯(lián)軸器與離合器、（14）密封裝置。2、考試要求了解：機械應滿足的基本要求，機械零件設計一般步驟； 摩擦、磨損和潤滑的基本概念； 連接螺紋和傳動螺紋的不同工作要求，螺紋主要參數(shù)和螺紋連接的主要類型； 軸轂連接的功能； 各種機械傳動型式的特點，材料選用原則及熱處理方法，傳動件的潤滑及結構型式，V帶傳動的張緊裝置； 軸的振動概念； 滾動軸承的分類與

2、特點； 滑動軸承的類型與典型結構，軸瓦材料及結構。 理解：載荷分析及應力分析； 一般磨損過程，磨損的分類，潤滑劑的主要性能指標和添加劑，潤滑劑的選用原則； 各典型零部件的失效形式與計算準則； 螺紋連接的預緊與防松； 各種軸轂連接型式的特點和應用； 帶傳動的彈性滑動和打滑概念； 齒輪傳動的計算載荷； 蝸桿傳動的熱平衡計算； 初步估算軸的直徑，提高軸強度和剛度的方法； 液體動壓潤滑基本方程； 聯(lián)軸器和離合器的類型、特點及選用； 密封的分類與選用。掌握：機械零件失效概念，機械零件設計原則； 潤滑狀態(tài)的區(qū)分； 螺栓組連接受力分析，單個螺栓連接強度計算，提高螺紋連接強度的措施； 平鍵和花鍵連接的選用和強

3、度計算； 帶傳動工作情況分析和帶的應力分析； 傳動件幾何計算，受力分析，強度計算，設計參數(shù)選擇原則； 蝸桿傳動的效率計算； 軸的分類，軸的結構設計，軸的強度計算方法； 滾動軸承的類型選擇，設計計算，組合設計； 液體動壓徑向滑動軸承的設計，非液體摩擦滑動軸承的設計。3、參考書目機械設計，北京：北京理工大學出版社，孔凌嘉，王曉力，2006.2機械設計必掌握的知識點1.螺栓組連接的受力分析，單個螺栓強度（1）松連接螺栓強度計算 裝配時，螺栓不需擰緊，螺栓不受力 一般地結構連接螺栓的小徑，（2）緊連接的螺栓強度計算安裝時，必須將螺母擰緊，則螺紋部分不僅受F所產(chǎn)生的拉伸應力的作用，還受螺紋副摩擦力矩T產(chǎn)

4、生的扭轉切應力作用必須為 扭轉切應力： 根據(jù)第四強度理論：僅受預緊力的緊螺栓連接 靠摩擦力承受橫向工作載荷的緊螺栓連接承受F和F的緊連接螺栓F變形受力相接觸，尚未擰緊 已擰緊但尚未承受工作載荷。F產(chǎn)生的拉伸形變被連接件接觸面間產(chǎn)生的壓縮變形 F變形受力擰緊后的螺栓又承受工作載荷，螺栓承受工作載荷F后，因所受拉力由F增至F。而繼續(xù)增長，形變量為，總拉力 = 6 * GB3 花鍵：多用于動、靜連接工作面：齒的側面 特點：與平鍵相比，鍵齒數(shù)較多且受載均勻，故可承受很大的載荷，因鍵槽較淺，對軸轂強度削弱較輕；軸上零件對中性好。缺點：需專門的設備加工，成本高。 = 7 * GB3 過盈連接： = 8 *

5、 GB3 銷連接：只可傳遞不大的載荷 = 9 * GB3 型面連接：軸與相應的輪轂由光滑非圓截面的表面構成的連接。4.齒輪傳動的計算原則 （1）計算載荷： 使用系數(shù) 動載系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) （2）齒面接觸疲勞強度 = 1 * GB3 直齒圓柱齒輪 a為中心距（mm）斜齒： 法向力： 齒面接觸線強度L（mm）： (3)齒根彎曲疲勞強度 = 1 * GB3 齒根彎曲應力 （齒形系數(shù)）直齒圓柱齒輪：FF變形FF變形受力為應力修正系數(shù) 為使連接的緊密性，應使F0 (對地連接螺栓連接：F=F0)螺栓的相對剛度 也可行： 設計公式 由于影響變載荷零件疲勞強度的主要因素是應力幅，故應計

6、算應力幅，螺栓拉力變化幅度為 故相應的循環(huán)應力幅為 疲勞強度的校核公式為： 受橫向載荷的鉸制孔用螺栓連接強度計算主要失效形式：螺栓桿被剪斷，螺栓桿或孔壁被壓潰螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件: 剪切 為螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度（mm）2.同上：（1）受橫向載荷的螺栓組的連接每個螺栓所受的橫向工作切應力為： 預緊后，接合面所產(chǎn)生的最大的摩擦力大于或等于橫向載荷或（2）受轉矩TOTO = 1 * GB3 忽略連接中的預緊力和摩擦力，則各螺栓的剪切變形量與其軸線到螺栓組中心O的距離成正比或力矩平衡 受力最大的螺栓的工作切力為： 假設預緊力程度相同，均為；則各螺栓連接處產(chǎn)生的摩擦力均相等，并假設此摩擦力

7、集中作用在螺栓中心處，并且各摩擦力應與個螺栓的軸線到螺栓組中心的連線相垂直。根據(jù)力矩平衡（3）受軸向載荷： （工作載荷）（4）受翻轉力矩的螺栓組連接剛性底板受到翻轉力矩后有繞軸線O-O翻轉趨勢，此時在軸線O-O左側，地基被放松，螺栓被進一步拉伸；右側螺栓被放松使其預緊力減少，低級被進一步壓縮。 左側各螺栓及右側支承面對底座繞O-O的反力矩與載荷力矩平衡，即有：與承受彎矩類似，由于各個螺栓剛度相同，根據(jù)螺栓變形協(xié)調(diào)條件： 故最大工作拉力 = 1 * GB3 在預緊力F作用下，接合面間擠壓應力為：翻轉力矩M作用下而產(chǎn)生附加擠壓應力的最大值可近似為：最大受壓處不被壓潰的條件為：最小受壓處不出現(xiàn)間隙的

8、條件為：3.鍵連接的特點及應用 工作面：兩側面 = 1 * GB3 平鍵 原理：靠鍵與鍵槽側面的相互擠壓傳遞轉矩 軸向承載：不能承受軸向力（不能受載軸向） 特點：結構簡單，拆裝方便，對中性好，應用廣泛 普通平鍵：用于軸轂間無軸向相對滑動的靜連接 薄型平鍵：適用于空心軸、薄壁輪轂或只傳遞運動的軸導向平鍵和滑鍵：都用于輪轂需作軸向移動的動連接 導向平鍵適用于輪轂移動距離不大的場合，一般用螺釘固定在軸槽中，與輪轂的鍵槽采用間隙配合，輪轂可沿導向平鍵做軸向移動。 當輪齒軸向移動距離較大時，宜采用滑鍵，因為用導向平鍵時鍵太長，制造困難。 原理：靠鍵與鍵槽側面的擠壓傳遞轉矩 工作面：兩側面半圓鍵 軸受力情

9、況：不能承受軸向力 特點：也有制造簡單，拆裝方便，對中性好，不能承受軸向力，可自動適應輪轂鍵槽的斜度，缺點是軸上鍵槽較深，對軸削弱較大，適用于載荷小的連接或錐形軸端與輪轂的連接，小轉矩場合 原理：靠鍵與鍵槽面間及軸與輪轂之間的摩擦力傳遞轉矩楔鍵連接 工作面：上下兩底面 軸向承載情況：軸向固定零件，承受單方向的軸向力。 特點：結構簡單，但對中性差，適用于對中精度要求不高、不受沖擊振動或變載荷的較低速場合 靠工作面上擠壓來傳遞扭矩 工作面：兩鍵斜面，拼接后相互平行的兩個窄面。切向鍵連接 軸向受載：同楔鍵 特點：適用于大載荷，對中要求不嚴的場合。一組切向鍵只能傳遞單方向的轉矩，傳遞雙向轉矩必須用兩組切向鍵。專業(yè)課強化篇：緒論了解：機械設計應滿足的基本要求，機械零件設計的步驟：1.機械零部件：分類： 通用零件：在各種機器中都在適用的零件，如：螺釘，齒輪，軸，滾動軸承，聯(lián)軸器， 專用零部件：在某種特定類型的及其中才能用到的零部件。如渦輪機的葉片，內(nèi)燃機的活塞，紡織機的織梭等2.機械設計應滿足的基本要求： = 1 * GB3 功能要求經(jīng)濟性要求（費用，效率）操作方便，運行安全其他技術要求，如巨型機等要便于安裝拆卸和運輸，食品，紡織不得污染3.機