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机械设计总结

《机械设计》课程要点总结

一、机械设计中的强度问题

1、几种稳定循环变应力

（1）变应力参数

最大压力

最小应力

应力幅

平均应力

应力比（循环特性）

（2）对称循环变应力：、、、

（3）脉动循环变应力：、、、

（4）静应力

2、变应力下的强度条件

（1）不同循环次数N时的疲劳极限

当时

当时

（2）同一循环次数，不同应力比（循环特性）时的疲劳极限

已知材料的机械性能、（）、，可作出（材料的极限应力）的简图（）零件的极限应力图

应力比：时

平均应力：时

最小应力：时

例：

4）提高齿轮接触疲劳强度的措施：几何参数d、b、材料

5）提高齿根弯曲疲劳强度的措施：几何参数m、b、材料

5、斜齿圆柱齿轮传动

（1）斜齿轮强度计算的特点：当量齿轮计算特点

（2）受力分析：力的分解力的大小力的方向

（3）斜齿轮的强度条件

尺寸相同时：斜齿轮承载能力大于直齿轮

外载和材料相同时：斜齿轮尺寸小于直齿轮

6、直齿圆锥齿轮传动

（1）直齿圆锥齿轮强度计算的特点：当量齿轮计算特点

（2）受力分析：力的大小主、从动轮上力的关系力的方向

7、齿轮设计中有关参数的选择原则

（1）材料与热处理方式

（2）精度等级

（3）齿数

（4）齿宽系数

（5）模数

（6）分度圆螺旋角

例：P236习题10-1、10-7

8、蜗杆传动

蜗杆传动的类型及其特点：

主要参数

蜗杆传动的失效形式和设计准则

材料及热处理

普通圆柱蜗杆传动

蜗杆传动的效率和热平衡计算

例：P269习题11-1

三、轴系零、部件

1、滑动轴承

（1）不完全液体润滑滑动轴承的失效形式及计算准则

（2）液体动力润滑径向滑动轴承的基本理论

1）压力油膜形成的原理

2）流体动力润滑的基本方程

一维雷诺方程

讨论一：形成流体动力润滑（形成动压油膜）的必要条件：

由

1）两工作表面必须形成收敛的楔形间隙

若，则

2）两工作表面必须有一定的相对运动，且V方向是从大口到小口

3）间隙中必须连续充满具有一定粘度的润滑油

无粘度→各油层无速度→两板间油无流动→不能形成油膜压力

讨论二：径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程

（3）承载能力计算公式的应用

1）当轴承结构（d,B,ψ,χ,η,v）确定时

由，则可计算承受多大的径向载荷F

2）判断是否液体摩擦：计算

由，则可计算承受径向外载荷F时，要多大的

3）主要参数的选择

相对间隙、宽径比、偏心率、

最小油膜厚度≥[h]=4S（Ra1+Ra2）

4）热平衡计算

2、滚动轴承

（1）滚动轴承的主要类型：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承

（2）滚动轴承的代号：基本代号

（3）滚动轴承的类型选择

1）载荷的大小、方向和性质

2）其它：转速、旋转精度、调心性能、装拆方便、价格

（4）滚动轴承的尺寸选择

（5）滚动轴承的组合设计

1）轴系支承的结构形式：

双支点各单向固定

一支点双向固定、另一支点游动

两端游动支承

2）轴系支承设计的两个特殊问题

（6）滚动轴承的疲劳寿命计算

1）寿命计算公式

2）轴承的当量动载荷：考虑实际工况，引入载荷系数

3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷的计算

4）轴承寿命计算步骤

例：P338例13-1、13-5

3、轴

（1）轴的类型

（2）轴的强度计算

1）按扭转强度计算（初估轴径）

2）按弯扭合成强度计算（一般轴）

将T产生的扭剪应力转化为对称循环变化来考虑

3）按安全系数校核计算（重要轴）

考虑应力集中、绝对尺寸、表面质量及强化措施对轴疲劳强度的影响

（3）轴系结构设计

例：P379习题15-4、15-6

四、机械连接

1、螺纹连接

（1）螺纹副的受力

1）螺纹副的效率：

三角形螺纹效率低、用于连接，矩形、梯形、锯齿形螺纹用于传动。

2）螺纹的自锁条件：

三角形螺纹最大，自锁性好，用于连接

细牙螺纹螺距p小，升角小，易满足自锁条件

（2）螺纹连接的基本类型

螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接紧定螺钉连接

（3）单个螺栓连接的强度计算

1）松螺栓连接：

2）受横向载荷的紧螺栓连接：

普通螺栓连接：

铰制孔用螺栓连接

螺栓杆受剪：