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1、,例1:图示气缸盖用6个普通螺栓连接,已知气缸压力p=2MPa,D=80mm,取 试求: 1、求螺栓所受的总拉力F2 2、求螺栓小径,解:1、求工作拉力F,2、求总拉力,3、求螺栓小径,例题:一支架与基座用6个普通螺栓连接,受载如图所示。已知:FQ=5400N,FR=5000N,支架与基座接合面的摩擦系数f=0.2,防滑系数Ks=1.2,螺栓的相对刚度 试求: 1、螺栓的受力分析计算; 2、螺栓的总拉力F2。,解:1、螺栓受力分析 在轴向载荷FQ的作用下,各螺栓受到的轴向工作载荷F F=FQ/z=5400/6=900N=Fmax 在横向载荷FR作用下,两被连接件不发生相对滑动所需预紧力F0 :
2、 根据结合面不滑移条件: fzF1KsFR 由公式5-31得:,由公式5-32得:,2、螺栓的总拉力F2。,例题:一轴上装有两个园锥滚子轴承30208支承,如图所示,轴转速n=2000r/min,轴上作用力Fre=1200N,Fae=800N,动载荷系数fp = 1.3,温度系数fT=1.0。 试分析:(1)哪个轴承是危险轴承? (2)危险轴承的当量动载荷P=? (3)若轴承预期寿命L10h=10000h,轴承寿命是否满足要求? (已知:30208轴承参数:基本额定动载荷C=34KN,派生轴向力:Fd = 0.313Fr,e=0.38, 当Fa/Fre时,X0.4,Y2.1; 当Fa/Fre时
3、, X1,Y0),解 (1)求支反力 :,由上知轴有向右移动的趋势,所以轴承2“压紧”,轴承1“放松”。,(2)试求两个轴承的当量动载荷P:,Fd1,Fd2,按轴承2计算寿命,(3)计算轴承寿命Lh(L10h):,轴承2是危险轴承,危险轴承2的当量动载荷:P2=3539.27N,所以轴承寿命满足要求。,例题:一轴两端各有一个园锥滚子轴承支承,受力情况如图所示,载荷系数fp = 1.3,常温工作。试求: (1)两支点反力; (2)两个轴承的当量动载荷P。 (已知:轴承内部轴向力:Fd = Fr/2Y, Y = 1.6),解 (1)求支反力 :,由上知轴有向右移动的趋势,所以轴承2“压紧”,轴承1
4、“放松”。,(2)试求两个轴承的当量动载荷P:,图示为两个同型号的单列圆锥滚子轴承支承的轴,轴的转速为n1430r/min,根据外载荷情况,已算出轴承1、2的径向支反力为Fr15000N,Fr24000N。轴上两零件所受的轴向力如图示。试计算轴承的工作寿命为多少小时? 注;1. 派生轴向力FdFr/2Y,载荷系数fp1; 2. 该轴承基本额定动载荷 C64800N,e0.29; 当Fa/Fre时,X0.4,Y2.1; 当Fa/Fre时, X1,Y0,解:,轴有向右移动的趋势,故轴承1被压紧, 轴承2被放松。,按轴承1计算寿命,例题1:,例题1答案:,例题2:,例题2答案:,例题3:,例题4:,
5、例5:齿轮用油润滑,轴承采用脂润滑。按序号说明错误原因,并将图中的错误结构改正,例题5答案:, 转动件与静止件接触:图中标号为1、2、14处; 轴上零件未定位和固定:图中标号为3、4、5、6处; 工艺不合理: 加工:精加工面过长且装拆轴承不便(图中标号为7处);联轴器未打通(图中标号为8处);箱体加工面与非加工面没分开(图中标号为9、12处)。,例题5答案:,安装:轴肩过高无法拆卸轴承(图中标号为10、13处);键过长套筒无法装入(图中标号为11处)。 调整:无垫片,无法调整轴承游隙(图中标号为9、12处)。 润滑与密封:齿轮油润滑、轴承脂润滑无挡油圈,外伸轴端无密封(图中标号为1、14处)。
6、,例题5答案:,图示蜗杆-圆锥齿轮传动。已知蜗杆1主动,大锥齿轮4的转向如图示。试求: (1)为使轴轴向力小,定出蜗轮齿旋向和蜗杆螺旋线方向; (2)画出各轴转向; (3)画出轴上两轮各分力的方向。,图示蜗杆与斜齿轮组合轮系。已知斜齿轮4的旋向与转向如图所示。蜗杆为单线,d1=20mm,d2=280mm,z2=60,斜齿轮3的分度圆直径d3=300mm,中间轴的扭矩T2=i12T1。 试求:(1)为使中间轴轴向力相反(小),试确定蜗轮旋向、蜗杆转向及齿轮3的旋向。 (2)标出各轮受力方向。,例题,右,结论:为使轴轴向力小, 轴上两齿轮同旋向。,基础知识 : 第一篇 1机器有哪些基本组成部分?
7、答:原动机部分,传动部分,执行部分。 2机械零件的主要失效形式有哪些?针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则? 答(1)整体断裂,过大的残余变形,过大的弹性变形,表面破坏(磨损、胶合、点蚀、腐蚀),破坏正常工作条件引起的失效。 (2)强度准则,刚度准则,寿命准则,振动稳定性准则,可靠性准则。 3常见的摩擦类型哪几种? 答:干摩擦,边界摩擦,流体摩擦,混合摩擦。,第二篇 1螺纹连接有哪些基本类型?双头螺柱连接和螺钉连接各使用于什么场合? 答:螺栓连接,双头螺柱连接,螺钉连接,紧定螺钉连接。 双头螺柱连接用于结构上不能采用螺栓连接,如被连接件之一太厚不宜制成通孔,被连接件材料较软,且需要经常装拆
8、的场合。 螺钉连接用于不需要经常拆装的场合。,2举例说明五种螺栓连接的防松方法 ,并简要阐述基本原理。 答:弹性垫圈、对顶螺母,利用摩擦防松。槽形螺母和开口销、圆螺母和止动垫片,利用机械结构防松。冲点、涂胶,破坏螺纹副关系的防松。 3螺纹的主要参数有哪几种? 答:1)大径d:公称直径。 2)小径d1:强度计算中危险截面的计算直接。 3)中径d2:确定几何参数、配合性质,计算螺纹摩擦力矩的直径。,4改善螺栓螺纹牙之间载荷分布不均匀现象有哪些措施? 答:悬置螺母,环槽螺母,内斜螺母,钢丝螺套 5平键连接的工作原理是什么?工作面是哪个面?主要失效形式有哪些?平键的(主要尺寸)剖面尺寸bh和键长L是如
9、何确定的? 答:平键工作原理:靠挤压和剪切来传递外扭矩。工作面:两侧面。 失效形式:静连接:压溃。动连接:过度磨损。根据轴径d查标准,确定bh。键的长度L应略短于轮毂宽度。,第三篇 一、带传动 1画出带工作时的应力分布图(注明各应力名称),并指出最大应力?最大应力发生在何处? 答:带中的最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处,此时最大应力为:,2带传动中为什么会产生弹性滑动?能否避免?何时才会发生打滑现象?能否避免? 答:因为带是弹性体,且带轮两边有拉力差,所以带传动中会产生弹性滑动,是带传动的固有特性,不能避免;当传递的载荷过载时,会发生打滑现象,可以避免。 3常见的带传动张紧装置有哪些?其
10、中一般装置的张紧轮应布置在什么位置? 答:常见的带传动张紧装置有:定期张紧装置,自动张紧装置,张紧轮张紧装置。张紧轮应布置在靠近大带轮的松边内侧位置。,4带传动最大有效圆周力的影响因素有哪些?如何影响?为什么小带轮包角不能过小?增大包角的措施有哪些? 答:影响因素有:初拉力F0,包角,摩擦系数f。 初拉力F0、包角和摩擦系数f越大,最大有效圆周力(即传递的功率)越大。 包角过小时,会降低传递的功率。 增大的措施有:增大中心距;可能时减小传动比;紧边在下,松边在上;加张紧轮。,二、齿轮传动 1齿轮传动的主要失效形式有哪些? 设计准则的具体内容是什么? 答:齿轮轮齿的失效形式有轮齿折断,齿面磨损、
11、齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形。 设计准则是根据失效形式确定的。 开式齿轮传动:根据齿根弯曲疲劳强度设计,用适当增大模数考虑磨损的影响。 闭式软齿面(350HBS)齿轮传动 根据齿面接触疲劳强度设计,校核齿根弯曲疲劳强度; 闭式硬齿面(350HBS)齿轮传动:根据齿根弯曲疲劳强度设计,校核齿面接触疲劳强度。,2齿轮传动中为什么两齿面要有一定的硬度差? 答:为了使大、小齿轮的寿命接近,应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的高出30-50HBS。 3.外啮合斜齿轮正确啮合条件是什么? 答:除了模数及压力角分别相等外,它们的螺旋角应大小相等,旋向相反。 4.掌握齿轮传动的受力分析 三、蜗杆传动 1.掌握蜗
12、杆传动的受力分析 2.蜗杆传动的正确啮合条件是什么? 答:蜗杆的轴面模数、压力角与蜗轮的端面模数、压力角相等,蜗杆导程角和蜗轮的螺旋角应大小相等,旋向相同。,自锁条件:,蜗杆头数,主要考虑传动比、效率及制造工艺三方面,易实现大传动比,3.蜗杆头数Z1、蜗杆传动的传动比i和齿数比u ?,传动比,如 i 1, u = i ; 如 i 1, u = 1/ i,齿数比u,齿数比u =,4.蜗杆传动的自锁条件是什么? 答:当蜗杆的导程角小于啮合面的当量摩擦角时,蜗杆传动便具有自锁性。,自锁条件:,第四篇 一、滑动轴承 1.滑动轴承的失效形式是什么? 答:磨粒磨损、刮伤、咬粘(胶合)、疲劳剥落、腐蚀。 2
13、.滑动轴承的常用材料有哪些? 答:常用材料有:1)金属材料,如:轴承合金,铜合金,铝基轴承合金,铸铁等。2)多孔质金属材料(含油轴承)。3)非金属材料 ,如:工程塑料、尼龙、炭-石墨。 3.径向滑动轴承的主要结构形式有哪些? 答:整体式、对开式(剖分式)。,二、滚动轴承 需要掌握滚动轴承寿命计算,布置,内外圈紧固的方法,游隙的调整方法。 三、联轴器和离合器 作用:连接两轴并传递运动和转矩。 联轴器可分为两大类: 刚性联轴器严格对中,无补偿相对位 移能力;如凸缘式联轴器。 挠性联轴器有补偿能力。如弹性套柱销 联轴器 。,四、轴 1.轴按承载情况可分哪几类? 答:可分三类: 转轴:同时承受弯矩和扭
14、矩 。 心轴:只承受弯矩,不承受扭矩。 传动轴:主要承受扭矩,不受弯矩或弯矩很小 。,2.轴上零件的轴向、周向定位方法有哪些? 答:轴向: 1)轴肩(轴环)。最常用,轴向传力大。 2)套筒。轴上相邻零件定位,套筒不宜过长。 3)轴用圆螺母。轴向传力大,简单,但螺纹有应力集中。 4)轴端挡圈。轴端零件定位,应用较广。 5)弹性挡圈。定位方便,有应力集中,适于轻载。 6)轴承端盖。用于轴承外圈定位。 7)锁紧挡圈、紧定螺钉、销:结构简单,但承载能力低(轻载),可同时周向定位。,周向: 1)键。常用。 2)花键。承载大,定位精度高,适于动连接。 3)紧定螺钉、销。可同时轴向定位,传力不大处。 3.轴的结构改错。,