文档介绍：机械设计课程的主要内容总论齿轮传动轴及轴系零、部件蜗杆传动带传动链传动联轴器、离合器和制动器联接机械零部件的润滑与密封弹簧机械系统总体方案设计机械系统的组成(1) 动力系统提供动力、实施能量转换如:水轮机电动机机械能水能(自然界能源)电能(二次能源) (2) 传动系统将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置功能: 减速变速传递动力改变运动规律多驱动(3) 执行系统直接完成预定任务的装置(4) 操纵及控制系统使各部分协调动作(5) 辅助装置如冷却、润滑、记数、照明机械能性质和任务 :零件失去正常工作的能力计算准则:衡量零件工作能力的指标受力分析选择材料确定计算准则技术文档理论计算(参数设计) 结构设计约束条件式如强度准则][??? 1. 载荷一、载荷和应力机械设计中的强度问题机器正常工作时所受的实际载荷(一般难以确定) 名义载荷: 工作载荷: 计算载荷: KT T C? KF F C?载荷系数(考虑各种附加载荷) 按原动机功率求得)( 10 55 .9 6 Nmm n PT??(理想状态)功率 kW 转速 r/min 2. 应力静应力: 不随时间而变的应力变应力: 随时间而变的应力稳定循环: 不稳定循环: 随机: maT??不随时间变 maT??之一随时间变变化无规律 3. 几种稳定循环变应力??) (1) 变应力参数( 以正应力为例、可将替换?(2) 对称循环变应力 min max????0?? m min max?????? a1??r)( 11????对称循环变应力脉动循环变应力(3) 脉动循环变应力 0 min??2 max ????? ma0?r)( 00?? min? ma????? max 最大应力最小应力 2 min max????? a应力幅 2 min max????? m平均应力已知 2 个参数可确定其余参数 max min???r循环特征 1~1???r a? max ? min? m?非对称循环变应力(4) 静应力 0?? a m????? min max1??r)( 11????二、静应力作用下的强度条件 1. 危险剖面的应力][ ][ limS ?????正应力: ][ ][ limS ?????剪应力: 极限应力)( bb??脆性材料取强度极限)( SS??塑性材料取屈服极限 2. 危险剖面的安全系数][ limSS????][ limSS????三、变应力作用下的强度条件、变应力下的零件损坏和极限应力(2) 极限应力静应力极限应力: 与材料性能有关变应力疲劳极限: 与材料有关外,还与循环特征 r 、应力循环次数 N 、应力集中、绝对尺寸、表面状态有关(1) 零件损坏机理静应力作用下: 危险剖面塑性变形或断裂变应力作用下: 疲劳断裂零件表面应力超过极限值微裂纹扩展断裂 2. 不同循环次数 N时的疲劳极限(1) 疲劳曲线在循环特征为 r的变应力作用下对一组试样作疲劳试验一个值?记录下试样破坏的值 N (2) 循环基数 0N当值小到某一数值时, “无数”次循环试样都不会?疲劳破坏,则用 0N替代“无数”次。如碳钢 70 10 ?N (3) 材料疲劳极限 r?与对应的值 0N 曲线方程: CNN mr m rN???? 0 (4) 不同 N的疲劳极限当 0NN?时 r m rNN N??? 0当 0NN?时 r rN??? 3. 不同应力循环特征 r时的疲劳极限材料的极限应力简图零件的疲劳极限 m aD marK?????????????)( )( 1)( )( 10 01??????????? S Sr)( )( 10 01??????????? S Sr Sr???则结论: 对于塑性材料对于脆性材料 m aD marK?????????????)( )( 1以上正应力公式,用替代则对剪应力同样适用。??齿轮传动齿轮传动齿轮传动齿轮传动闭式传动开式传动半开式传动—封闭在箱体内,润滑条件好—外露,润滑较差,易磨损—介于上两者之间,有防护罩齿轮传动的特点优点:传递功率和转速适用范围广; 具有稳定的传动比; 效率高、结构紧凑。缺点:制造成本较高; 精度低时,噪声和振动较大; 不宜用于轴间距离较大的传动。