南京工業(yè)大學(xué)-機(jī)械設(shè)計(jì)考研PPT優(yōu)秀課件

1、1,機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)提綱,軸轂聯(lián)接 螺紋聯(lián)接 帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 軸承 軸 聯(lián)軸器和離合器及其他,2,一、軸轂聯(lián)接,1 鍵聯(lián)接的類型、工作面、工作原理、失效形式、強(qiáng)度計(jì)算 2 花鍵聯(lián)接的類型、工作面、工作原理、失效形式、強(qiáng)度計(jì)算 3 無鍵、過盈、銷,3,4,5,幾何參數(shù)：小徑、中徑、大徑、螺距、線數(shù)、導(dǎo)程、升角、牙型角 聯(lián)接：普通粗牙三角形螺紋 傳動(dòng)：梯形螺紋 聯(lián)接類型：螺栓、雙頭螺柱、螺釘 預(yù)緊和防松 失效形式 強(qiáng)度計(jì)算,二、螺紋聯(lián)接,6,7,鋸齒形螺紋,三角形螺紋,矩形螺紋,梯形螺紋,8,普通螺栓聯(lián)接,鉸制孔用螺栓,雙頭螺柱聯(lián)接,螺釘聯(lián)接,聯(lián)接類型,9,預(yù)緊和防松：,1、預(yù)緊目

2、的 預(yù)緊應(yīng)力 2、防松本質(zhì) 機(jī)械防松與摩擦防松,10,失效形式,1、失效形式和原因,受拉螺栓普通螺栓，軸向載荷，疲勞斷裂 受剪螺栓鉸制孔用，橫向載荷，栓桿（孔壁）壓潰或剪斷,b）失效原因：應(yīng)力集中,a）失效形式：工程中螺栓聯(lián)接多數(shù)為疲勞失效,受拉螺栓：保證螺栓的疲勞拉伸強(qiáng)度和靜強(qiáng)度 受剪螺栓：保證螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度,應(yīng)力集中促使疲勞裂紋的發(fā)生和發(fā)展過程,2、設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則：按螺桿小徑進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算,11,強(qiáng)度計(jì)算,螺紋聯(lián)接：松聯(lián)接在裝配時(shí)不擰緊，只存在外載時(shí)才受到力的作用F 緊聯(lián)接在裝配時(shí)需擰緊，即在承受工作載荷前，已預(yù)先受力，預(yù)緊力QP,12,（1）只受預(yù)緊力QP,1、松聯(lián)接,2、緊聯(lián)

3、接,13,f=0.2,i=1, z=1, KS=1 則QP=5F,（2）既受預(yù)緊力QP，又受橫向載荷,*鉸制孔螺栓聯(lián)接防滑動(dòng),14,（3）既受預(yù)緊力又受軸向工作載荷,變形協(xié)調(diào)條件,16,比較普通螺栓強(qiáng)度計(jì)算的幾種情況： （特點(diǎn)：栓桿截面受拉應(yīng)力）,1、,2、,3、,4、,17,傳動(dòng)件：帶、鏈、齒輪、蝸輪蝸桿,撓 性 傳 動(dòng),剛 性 傳 動(dòng),18,三、帶傳動(dòng),工作原理：靠摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和力 力分析 應(yīng)力分析 打滑與彈性滑動(dòng) 失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,19,工作前 :Fo=Fo,力分析,工作時(shí): 緊邊 FoF1； 松邊 FoF2 F1Fo = FoF2 F1F2 = Ff = Fe 緊邊拉力 F1=F

4、o + Fe/2 松邊拉力 F2=FoFe/2,20,過載時(shí)歐拉公式：帶在將打滑的臨界狀態(tài)時(shí)，緊邊拉力與松邊拉力的關(guān)系,此時(shí)的有效拉力是帶的最大有效拉力Fec=F1-F2， 也是帶所能傳遞的最大（極限）圓周力,f 摩擦系數(shù),包角，通常是小輪包角,21,應(yīng)力分析,3、彎曲應(yīng)力,2. 拉應(yīng)力,1、離心應(yīng)力,應(yīng)力最大點(diǎn)max= 1+c+b1。,22,帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和和打滑,滑動(dòng)率和傳動(dòng)比,=（V1-V2）/V1 100% i= =,n1,n2,dd2,dd1(1- ),V,V2,V1,dd2,dd1,23,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶在不打滑的前提下， 具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命,失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,失效形式：

5、1）打滑；2）帶的疲勞破壞 ；,24,四、鏈傳動(dòng),工作原理：靠嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和力 參數(shù)選擇 多邊形效應(yīng) 失效形式：5種 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：功率曲線圖 布置原則,25,參數(shù)選擇,Z117 Z2 120 Lp取偶數(shù)，以免用過度鏈節(jié)；鏈輪齒數(shù)取奇數(shù)，磨損均勻 i=2-3.5，v=12-15m/s， P越大，承載能力大，但動(dòng)載荷與噪聲也越大，故p應(yīng)盡量取小 a過大，抖動(dòng)；a過小，1小，同時(shí)嚙合齒數(shù)少，鏈條磨損，易脫鏈，易疲勞。,26,多邊形效應(yīng),27,失效形式：,鏈條疲勞破壞 鏈條教練磨損 多次沖擊破壞 膠合 靜力拉斷（v0.6m/s）,28,功率曲線圖:注意額定功率曲線的實(shí)驗(yàn)條件,29,五、齒輪傳動(dòng),失效形

6、式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 力分析：軸向力、圓周力、徑向力大小 力分析：軸向力、圓周力、徑向力方向 接觸強(qiáng)度計(jì)算理論依據(jù) 彎曲強(qiáng)度計(jì)算理論依據(jù) 潤(rùn)滑油選擇：黏度,30,失效形式,輪齒折斷 齒面疲勞點(diǎn)蝕 齒面磨損 齒面膠合 齒面塑性變形,31,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,閉式軟齒面：齒面疲勞點(diǎn)蝕 先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（8-11）， 后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （8-13） 閉式硬齒面：齒根彎曲疲勞折斷 先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)（8-15） ， 后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度（8-9） 開式齒輪傳動(dòng) ：齒面磨損 齒根彎曲疲勞折斷 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)， 不校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,32,力分析,直齒圓柱齒輪 斜齒圓柱齒輪 直齒錐齒

7、輪,關(guān)于齒輪及蝸桿傳動(dòng)的載荷方向的分析,1、直齒圓柱齒輪作用力分析,法向載荷Fn,Ft 主反從同,Fr 指向軸線,圓周力 Ft = Fn cos =2T1/d1,徑向力 Fr= Fn sin =Ft tg,Ft1= - Ft2 Fr1= - Fr2,力的大小,力的方向,力的關(guān)系,Fa 主動(dòng)輪左右手法則,2、斜齒圓柱齒輪作用力分析,法向載荷Fn,Ft 主反從同,Fr 指向各自的軸線,圓周力 Ft = Fn cost cosb=2T1/d1,徑向力 Fr= Ft tgn/cos,Ft1= - Ft2 Fr1= - Fr2 Fa1= - Fa2,力的大小,力的方向,力的關(guān)系,軸向力 Fa= Ft t

8、g, 1= -2 1 ， 2 反向,Fa 指向大端,3、直齒錐齒輪作用力分析,法向載荷Fn,Ft 主反從同,Fr 指向各自的軸線,圓周力 Ft = Fn cos = 2T1/dm1,徑向力 Fr1= Ft tgcos1,Ft1= - Ft2 Fr1= - Fa2 Fa1= - Fr2,力的大小,力的方向,力的關(guān)系,軸向力 Fa1= Ft tgsin1,輪1徑向力與輪2軸向力大小相等，方向相反,Fa 主動(dòng)輪左右手法則,4、蝸桿蝸輪作用力分析,法向載荷Fn,Ft 主反從同,Fr 指向各自的軸線,圓周力 Ft 1= Fa2 =2T1/d1,徑向力 Fr1=Ft2 tg =Fa1 tg,Ft1= -

9、Fa2 Fr1= - Fr2 Fa1= - Ft2,力的大小,力的方向,力的關(guān)系,軸向力 Fa1= Ft2 = 2T2/d2 = Ft1/tg,輪1圓周力與輪2軸向力大小相等，方向相反,2 = 1+2 =900 1 ， 2 同向,37,接觸強(qiáng)度計(jì)算理論依據(jù),兩圓柱體的接觸應(yīng)力,H1 = H2,38,彎曲強(qiáng)度計(jì)算理論依據(jù),懸臂梁應(yīng)力,F1 = F2,39,六、蝸桿傳動(dòng),中間平面：齒輪齒條傳動(dòng) 正確嚙合條件：ma1=mt2 a1=t2 2= 幾何參數(shù) 失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 效率分析,40,中間平面及正確嚙合條件,41,幾何參數(shù),i=n1/n2=z2/z1d2/d1 d1 =qm d2= z2m tg

10、= z1 / q,42,失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,蝸輪：齒面磨損 齒面膠合 疲勞點(diǎn)蝕 閉式傳動(dòng)：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)， 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核， 熱平衡計(jì)算 開式傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核,43,效率分析,軸承的效率,蝸桿或蝸輪攪油引起的效率,由嚙合摩擦損耗所決定的效率,44,七、軸承,滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、代號(hào)、分類 失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 基本額定動(dòng)載荷、基本額定壽命、當(dāng)量動(dòng)載荷 向心推力軸承當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算 裝置設(shè)計(jì)（潤(rùn)滑與密封） 滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑狀態(tài) 滑動(dòng)軸承失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,45,滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、代號(hào)、分類,內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架,46,常用滾動(dòng)軸承的類型,深溝球軸承（向心球軸承）6型,角接觸球

11、軸承7型,圓錐滾子軸承3型,47,失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,動(dòng)載荷：疲勞壽命計(jì)算（疲勞點(diǎn)蝕） 靜載荷：靜強(qiáng)度計(jì)算（塑性凹坑）,48,基本額定動(dòng)載荷、基本額定壽命、當(dāng)量動(dòng)載荷,49,當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算,P = fP R P = fP A P = fP （X R +Y A） R由支點(diǎn)平衡條件求出 A由外加軸向載荷Fa與R產(chǎn)生的附加軸向力S之間的平衡條件求出,50,正裝,51,反裝,53,軸承軸向力A的計(jì)算方法,1）分析軸上派生軸向力和外加軸向載荷，判定被“壓緊”和“放松”的軸承。,2）“壓緊”端軸承的軸向力等于除本身派生軸向力外，軸上其他所有軸向力代數(shù)和。,3）“放松”端軸承的軸向力等于本身的派生軸向力,54,裝置設(shè)計(jì),雙支承單向固定,55,單支承雙向固定,裝置設(shè)計(jì),56,滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑狀態(tài),1、流體潤(rùn)滑：油膜，兩工作表面完全隔開，f= 0.001-0.008； 2、邊界潤(rùn)滑：邊界膜，兩工作表面部分隔開，f= 0. 1； 3、混合潤(rùn)滑：油膜，邊界膜，直接接觸均有,57,流體動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài)形成條件,58,滑動(dòng)軸承失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,失效形式：磨損、膠合 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證摩擦表面間吸附的油膜不破裂 非全液體潤(rùn)滑軸承計(jì)算： 避免在載荷作用下潤(rùn)滑油被完全擠出 控制軸承溫升避免邊界膜破裂 當(dāng)p較小時(shí)，避免由于v過高而引起軸瓦加速磨損,59,八、軸,分類：轉(zhuǎn)軸