Transcript 机械设计
机械电子工程系
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第1章
第2章
第3章
第5章
绪论
螺纹联接和螺旋传动、 键、花键、销、成形联接
带传动
齿轮传动
第6章
蜗杆传动
第4章
链传动
第7章
轴
第9章
第8章
滚动轴承
滑动轴承
第 10 章 联轴器和离合器
第 11 章 弹簧
第一章 绪论
基本要求及重点、难点
机械的组成及本课程研究的对象,本课程的性质和任务,
本课程的特点和学习方法。
基本要求:
1)搞清楚“学什么”、“为什么学”和“如何学”这三个
大问题,树立学好本课程的信心和决心。
重点、难点:
本课程的性质、特点和学习方法
主要内容
一、本课程介绍
二.机械零件的主要失效形式和设计准则:
三.机械零件的一般设计步骤:
一、本课程介绍
1.命名及分类:
命名:组成机器的必不可拆的基本单元称机械零件。
机器:执行机械运动的装置。由原动机-传动部分-工作机组成,代
替人的劳动作工或进行能量转换。
特征: 1)人为实物组合,或由机构组成;
2)各部分之间有确定的相对运动;
3)用来代替或减轻人的劳动左右用工或转换能量。
机构:具机器特征
机械:机器及机构的总称。
设计:为满足某一特定要求而进行的创造过程。
分类:通用机械零件
专用机械零件
2.研究对象:
在普通条件下工作的一般参数的通用机械零件的设计理论和方法
3.课程性质、任务:
性质:是一门论述机械设计理论、研究机械设计方法的设计性的技术基础
课。是多学科知识的综合运用。具有综合性、设计性。
任务:1)掌握机械设计所必需的基本知识、基本理论和基本技能,解决
通用零件设计问题:
设计计算
绘制工作图
2)独立进行传动装置的设计;
3)熟悉国家标准、手册、规范等,并正确运用;
4)培养学生树立正确的设计思想。
4.特点及学习方法:
特点:三性:综合性、设计性、实践性
四多:公式多而繁、概念多、图表多、系数多。
学习方法:1)抓实质
2)理论联系实际
3)试算法
4)归纳总结
二.机械零件的主要失效形式和设计准则
1.主要失效形式
1)断裂
2)塑变
3)表面失效: 磨损、 胶合、 疲劳点蚀
4)其他失效:打滑
2.设计准则:
1)强度准则:σ≤[σ]或τ≤[τ];[σ]=或[τ]=τmin/s
2)刚度准则:y[y]或θ[θ] φ[φ]
3)耐磨性准则
验算压强:p[p]
条件性计算: 单位接触面上单位时间产生摩擦功不太大,控制pv≤[p
v]
4)可靠性准则:
按传统强度设计方法设计零件,由于材料强度,外载荷和加工尺寸等存在离散
性,有可能出现达不到预定工作时间而失效的情况。希望将出现这种失效情况
的概率控制在一定程度之内,这就对零件提出可靠性要求。
可靠度:机器或零件在一定工作环境下,在规定的使用期限内连续工作的概率。
三.机械零件的一般设计步骤:
1.计算零件上的载荷
2.选材
3.画工作图校核计算
4.理论计算:结构设计、校核计算
第一章 螺纹联接
基本要求及重点、难点
螺纹及螺纹联接的基本知识;螺栓组联接的设计,包括单个螺
栓联接的拧紧、强度计算、螺栓组结构设计、受力分析及提高
螺栓联接强度的措施等;滑动螺旋传动的设计计算方法。
基本要求:
1) 掌握螺纹的基本知识——螺纹的基本参数、常用螺纹的种
类、特性及其应用。
2) 掌握螺纹联接的基本知识——螺纹联接的基本类型、结构
特点及其应用,螺纹联接标准件,螺纹联接的拧紧与防松。
3) 掌握螺栓组联接设计的基本方法——螺栓组联接的结构设
计,受力分析,单个螺栓联接的强度计算理论与方法。
4) 掌握提高螺纹联接强度的各种措施。
5) 掌握滑动螺旋传动的常用设计方法。
重点:
1)
螺纹和螺纹联接的基本知识。
2) 螺栓组联接的受力分析,主要是复杂受力状态下的受力分析
3) 单个螺栓联接的强度计算,主要是承受横向载荷和轴向拉伸
载荷的紧螺栓联接的强度计算。
4) 螺栓组联接的综合计算,主要是三种情况:①校核螺栓组联
接螺栓的强度;②设计螺栓组联接螺栓的直径尺寸;③确定螺
组联接所能承受的最大载荷。
难点:
1) 螺纹联接的结构设计与表达。
2) 受倾覆力矩作用的螺栓组联接受力分析。
3) 复杂受力状态下的螺栓组联接受力分析。
4) 受预紧力和轴向工作载荷作用时,单个螺栓联接的螺栓总拉
力的确定
本章内容
§1-1 螺纹联接的主要类型:
§1-2 螺纹联接的拧紧和防松
§1-4 螺栓组联接的受力分析:
§1-5 单个螺栓联接的强度计算
§1-6 螺旋传动
螺纹联接的类型(1)
螺纹联接的类型(2)
一.螺纹分类:
1.根据母体形状:圆柱、圆锥
2.据牙型剖面分:
1)三角形:α=60°
2)矩形:α=0°
α↑ f↑ ρv 根据自锁性条件
自锁性好,用于联接
α↓ f↓ ρv↓ 自锁性差。
η↑强度↓
3)梯形:=30°
自锁性比矩阵形好,比矩阵形低
4)锯齿形:承受单向轴向力,及强度高于梯形。
3.根据旋向分:左、右
4.根据头数: 单:常用
双
多
§1-2
螺纹联接的拧紧和防松
结论:由于摩擦系数不稳定,加之加在扳手上的力有时难以控制,有时易拧断,主要
联接不宜小于M12~M16的螺栓(或M10),P103页
复习P100~P103 教材2:P24例2-8 P18 -1 P221-2第一问
三、螺纹联接的防松:
§2-4螺栓组联接的受力分析:
假设:
1.被联接件为刚性体
2.各个螺栓的材料、直径、长度与
3.螺栓的应变在弹性范围内。
相同;
一、联接受轴向载荷F
每个螺栓受的工作拉力:
二、联接受横向载荷F
摩擦力平衡外载荷
2)受剪螺栓:
每个螺栓受剪切力:
三、联接受扭矩T作用:
分两种情况:
1.靠摩擦传力(受拉螺栓):
2.靠剪切传力:
由变形协调条件求解:各螺栓剪切变形量与其中心到底板旋转中心距离成正比;
又因螺栓材料、直径、长度相同,剪切刚度也相同,所以剪切力也与距离成正
比(虎克定律)
四 、受翻倒力矩M的螺栓组联接:
假设:被联接件为弹性体。螺栓只能受拉,不能受剪
复习:P112-P114 补充教材P9-P10
(图中r1…r8为区别与情况三,将r改为l)
例题:分析下列螺栓组联接的受力情况。解:(略)。
§6-5单个螺栓联接的强度计算
一、受拉螺栓联接的强度计算:
1.
松联接:如图6.3所示:相当于杆件纯拉伸,强度条件为:
2.紧联接螺栓:
1) 只受(外载荷横向力或扭矩靠摩擦传力)
螺栓受拉、扭 预紧力()如图6.5
结论:只受的螺栓可认为将所受拉力增大30%当作纯拉伸来计算。
或:紧联接螺栓的强度也可当作纯拉伸计算,但只需将拉力增大30%以考虑螺纹
力矩的影响。
二 受剪螺栓计算
习题:
1.板架:例2-1(补充教材P11),例2-6(P21),作业:2-3,2-4。
2. F-T联合作用:例2-3(补充P17) 作业 2-10(补充P38)
3.传递T(2-1)P36
作业 2-7(补充P37)
4. 综合题:例2-5(补充P20)
5. 变载:教材P110
§2.5 提高螺栓联接强度的措施
一、改善螺纹牙上载荷分布不均匀现象。
二、减小螺栓螺母螺距变化差。 P35 图 2.19
三、减小应力幅:在F一定时 减小或增大c
四、减小应力集中。见教材图2.21。
五.减小附加应力。 P37图2.24
六、增大预紧力。
机械设计学习指导:P21。螺栓结构改错练习。
图2.24 减免弯曲应力
图2.21 减小应力幅
图2.20 均载螺母
图2.19 螺纹牙受力
§2-6螺旋传动
螺旋传动主要用来变回转运动为直线运动,
同时传递能量。将回转运动变为直线运动的几种
基本运动的方式。
本章的基本理论皆为复习材料力学的强度计
算知识,同学们可以结合教材及补充教材的设计
实例进行自学,并完成螺旋千斤顶的装配图(参
考补充教材P33-P35)
作业:2-25至2-30。
图2-24
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