导图社区 APS审核复习(中德双语)-机械设计
概括了机械设计的主要内容,重点部分做好了标记,也有一部分的德语翻译,APS审核的同学可以参考。
编辑于2022-03-09 15:58:10机械设计
1.设计概要
设计要求
机器的基本要求
1、 机器的功能要求
2、 经济性要求
3、 劳动保护要求
4、 环境保护要求
5、 可靠性要求
零件的基本要求
1、强度要求
2、刚度要求
3、耐磨性要求
4、结构工艺性要求
5、减少质量要求
一般程序
一、明确设计任务
二、方案设计
三、技术设计
1) 运动学设计
2) 动力学计算
3) 零件设计
4) 总装配草图设计
5) 总装配图与零件工作图设计
四、编写技术文件
机械零件的主要失效形式与设计准则
失效形式
1、 断裂
2、 过大的变形
3、 表面的破坏 包括腐蚀、磨损和点蚀。
设计准则
1、强度准则
2、刚度准则
3、耐磨性准则
4、振动准则
机械零件的设计方法
1、 理论设计
2、 经验设计
3、 模型实验设计
4、虚拟样机设计
设计准则
强度
刚度
精度
寿命
振动稳定性
可靠性
2.机械零件的强度与耐磨性
材料的极限应力图
 最高点表示对称循环疲劳极限,第二高点表示脉动循环疲劳极限。横轴上的点表示屈服 极限。
影响疲劳强度的因素
应力集中
尺寸效应
表面质量
零件的接触强度
在计算零件的接触疲劳强度时,极限应力是材料的接触疲劳极限应力。
零件的耐磨性
阶段
初期磨损
稳定磨损
剧烈磨损
分类
黏着磨损,严重时为胶合
腐蚀磨损
磨料磨损
接触疲劳磨损
3.螺纹连接
分类
普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿型螺纹
普通螺纹按螺距大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹
参数
大径、小径、中径、线数、螺距、导程、螺纹升角、牙型角、接触高度
螺纹连接的类型和应用
类型
螺栓连接
螺钉连接
双头螺柱连接
紧定螺钉连接
标准螺纹连接件
螺栓
双头螺柱
螺钉
螺母
垫圈
连接的预紧和防松
螺栓组连接设计
结构设计
受力分析
受拉和受剪的强度计算
材料和许用应力
4.轴毂连接
键连接
类型及结构形式
平键
半圆键
锲键
切向键
作用
键的选择和强度计算
花键
类型
矩形花键
渐开线花键
5.带传动和链传动
滚子链条
构成
链条
滚子链链轮
滚子链传动的设计计算
链传动的运动学和力学特性
滚子链传动的主要失效形式
滚子链传动的额定功率曲线
滚子链传动的设计计算
链传动的张紧和润滑
V带的类型
有普通 V 带
窄 V 带
联组 V 带
齿形 V 带
大楔角 V 带
宽 V 带
绳芯 V 带柔韧性好,适用于转速高、带轮直径小的场合
特点
带传动的优点:带有弹性,可以缓冲和吸振,传动平稳;过载打滑,可防止其他零件损坏; 传动中心距大;结构简单,制造、安装、维护方便,成本低。 缺点:带与带轮之间有滑动, 不能保证准确的传动比。轴系受力较大。
链传动的优点是:能保持准确平均传动比,用在轴上的压力小;能在高温、低速、重载在工作。安装精度要求不高,结构简单,适于远距离传动。 缺点是:不能保持恒定的瞬时链速和瞬时传动比,传动中有动载荷和啮合冲击;急速反向转动的性能较差。
带传动的工作情况
带传动中的力分析
带的应力分析
带传动的弹性滑动和打滑
带传动的设计
单根v带的额定功率
参数选择和计算
V带轮设计
带轮的张紧装置
V带传动设计和使用时注意的问题
联轴器、离合器和制动器
联轴器
功用及分类
基本功用是连接两轴,以传递运动和扭矩。
分类
刚性联轴器
不具有补偿两轴线相对位移的能力
挠性联轴器
具有补偿两轴线的相对位移的能力
无弹性元件
有弹性元件
联轴器的选择
1) 联轴器传递载荷的大小和性质
2) 联轴器的转速大小
3) 联轴器所连接两轴的相对位移大小和方向
4) 联轴器的传动精度
滑动轴承
滑动轴承的类型和典型结构
类型
径向滑动轴承
推力滑动轴承
典型结构
径向滑动轴承
推力滑动轴承
轴瓦的结构与材料
滚动轴承的润滑
目的:降低摩擦和减少磨损,冷却,防锈
润滑剂的选择
润滑方法及装置
非液体摩擦径向滑动轴承的设计计算
液体动压径向滑动轴承的设计计算
滚动轴承
滚动轴承的结构、类型、代号及其选择
结构
内圈、外圈、滚动体和保持架。
内圈随轴转动,外圈固定。
主要类型
向心轴承
主要承受径向载荷
推力轴承
主要承受轴向载荷
滚动轴承的代号
轴承类型的选择
1、 轴承的载荷 一般滚子轴承的承载能力大于球轴承,并且承受冲击载荷的能力强,所以载荷较大 时优先选用滚子轴承。
2、 轴承的转速 一般球轴承的极限转速高于滚子轴承。 推力轴承的极限转速均很低。
3、 支承限位要求 能承受双向轴向载荷的轴承,可以做双向固定支承用。只承受单向轴向载荷的轴承 可以做单向限位支承。游动支承不限位。
4、 轴承的调心性能 圆柱滚子和滚针轴承调心性能最差。
5、 轴承的安装和拆卸
轴承的计算
滚动轴承轴线的结构设计
8.轴
概述
分类
1) 转轴 工作中同时承受弯矩及转矩的轴。
2) 心轴 只承受弯矩不承受转矩的轴。分为转动心轴和固定心轴两种。
3) 传动轴 主要承受转矩而不承受弯矩的轴。
根据形状,可以分为直轴、曲轴及软轴。
按外形分为光轴和阶梯轴。
步骤
一般步骤为:选择材料;初估直径;设计结构;校核强度;绘制零件图。
轴的结构设计
应满足的条件:轴和轴上零件要有准确的工作位置;轴上零件要易于拆装和调整;轴应便于加工,具有良好的制造和装配工艺性等。
步骤
拟定轴上零件的装配方案
轴上零件的定位和固定
确定轴的各段直径和长度
轴的结构工艺性
提高轴强度的措施
轴的计算
轴的强度计算
轴的刚度计算
轴的临界转速计算
7.蜗杆传动
传动的类型及特点
按蜗杆齿廓线形状分类
阿基米德蜗杆
形成与螺纹相同。 加工及测量分方便,应用广泛,但难于磨削,达不到高精度。
渐开线蜗杆
将刀具切削平面平行于蜗杆轴线且某一圆柱相切,这样加工出的蜗杆在垂直于轴线 的剖面与齿廓交线为渐开线,称渐开线蜗杆。
法向直廓蜗杆
当蜗杆导程角较大时,将刀具的切削平面放在齿廓的法面内,这样切除的蜗杆,法 向齿廓为直线,轴线齿廓为曲线。垂直于轴线的剖面与齿廓交线为延伸渐开线,故 也称延伸渐开线。
特点
优点是可以获得较大的单级传动比。传动平稳,振动和噪声小。 缺点是效率低,故不宜在大功率连续运转条件下工作。
圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸
蜗杆传动的失效形式和材料选择
蜗杆传动的承载能力计算
蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
6.齿轮传动
失效形式及计算准则
齿轮材料
钢
铸铁
非金属材料
齿轮传动的计算载荷
直齿圆柱齿轮传动的强度计算
齿轮的受力分析
齿面接触疲劳强度计算
齿根弯曲疲劳强度计算
齿轮传动基本参数的选择
齿数比
小齿轮齿数
齿宽系数
变位系数
斜齿圆柱齿轮传动的强度设计计算
直齿锥齿轮传动的强度计算
渐开线圆柱齿轮精度
Maschinengestaltung E: Mechanical Design I
Maschinenprinzip
Bestandteil des Getriebes
Element
Glied
Elementpaar
Drehgelenk
Schubgelenk
Kugelgelenk
Rechnung von Freiheitsgrad
F=3n-2PL-PH
Struktur
Rahmen
original beweglicher Teil
Glied, dessen Freiheitsgrad null ist und nicht mehr geteilt wird
Viergelenkgetriebe四杆机构
Voraussetzung der Kurbel曲柄
die Summe der Länge des längsten und des kürzesten Stange ist kleiner oder gleich der Summe der Länge der beiden anderen Stangen
Eine der mit Rahmen verbundenen Stange ist die kürzeste.
wenn die erfühllt wird und Stab mit Rahmen verbunden kürzeste ist, hat eine Kurbel. Das ist Kurbelschwinge曲柄摇杆机构. Wenn Stab des Rahmens kürzeste ist, hat 2 Kurbel. Das ist Zweikurbelgetriebe双曲柄机构. wenn die nicht erfühllt wird, hat keine Kurbel, Das ist Zweischwingegetriebe双摇杆机构.
Er wird für Regenschirm und Bagger挖掘机 verwendet.

Schubkurbel曲柄滑块

Bewegungscharakteristik运动特性
für Kolben des Verbrennungsmotor内燃机
Kurvengetribe凸轮机构

Bewegungscharakteristik ist wie das Zeichnen
für Steuerungsgetriebe配气系统 des Verbrennungsmotor
Zahnrädergetriebe齿轮机构
Besonderheit
Vorteile
hohe Eiffizienz
Übersetzungsverhältnis ist genau
lange Gebrauchsdauer
zuverlässig可靠的 sein
Nachteile
hohe Kosten
hohe Genauigkeitanforderung für Herstellung und Montage
Kategorien
ebene Zahnräder
Geradstirnrad
Aussenzahnrad外啮合
Hohlrad内齿轮
Schrägstirnrad斜齿轮
Zahnstangengetriebe齿轮齿条
Eigenschaft
Achse der beiden ebenen Zahnräder ist parallel
Aussenzahnrad hat entgegengesetzte Drehrichtung Hohlrad hat gleiche Drehrichtung
räumliche Zahnräder
Kegelrad锥齿轮
Eigenschaft
Geräusch噪音 und Vibration振动 reduzieren
Schneckengetriebe蜗轮蜗杆传动
Eigenschaft
Geräusch, Stoß und Schwingung sind klein
Einstufiges Übersetzungsverhältnis单机传动比 ist relativ groß
Einfach herzustellen
Evolventenverzahnung渐开线齿轮
grunder Parameter
Zähnezahl齿数 ist z
Zahnradmodul模数 ist m. Er ist Standardisierung und seine Einheit ist mm.
Er wird gemäß der Kraft und Struktur des Zahnrads bestimmt
Durchmesser des Teilkreis分度圆直径 ist d.
d=m*z
standardisierte Tabelle
Sie hat 2 Serien und nimmt die erste Serie als Priorität
Zeichnung

Teilkreis分度圆 d
Grundkreis基圆 r
Kopfkreis齿顶圆
Fusskreis齿根圆
Kopfhöhe齿顶高
Fusshöhe齿根高
Zahndicke齿厚
Zahnlückenweite齿槽宽
Zahnabstand齿距
p=m*π
Bearbeitungsmethode
Formverfahren仿形法
benutzt Frässer wie ein´Teller盘子 oder ein Finger
Abrollverfahren范成法
Es lässt der Radrohling轮坯 und die Zahnstange齿条 in Bewegung der Abwälzung sein.
Unterschneidung根切 entsteht, d.h. der Zahnkopf des Werkzeugs schnitt einen Teil des Evolventenprofil des geschnittenen Zahnrads.
Lösung ist, dass die Zähneszahl auf minimale Zähneszahl mit keinen Unterschneidung erhebt
Maschinengestaltung
Welle
Kategorien
Rotationsachse转轴
Sie taägt während der Arbeit Drehmoment und Biegemoment弯矩 gleichzeitig.
Dorn m.心轴
Er trägt nur Biegemoment
Antriebswelle传动轴
Sie trägt nur Drehmoment
Folge der Konstruktion
1. Auswahl des Materials
2. Durchmesser und Länge bestimmt
3. Struktur entwerft
4. Intensität prüfen
Anschlussarten
Lager
Wälzlager滚动轴承
Struktur
Innenring, Außenring, Wälzkörper滚动体 und Käfig m.保持架
Kotegorien
Radiallager向心轴承: es trägt hauptsächlich Radialkraft.
Axiallager推力轴承: es trägt hauptsächlich Axialkraft.
子主题
子主题