常用材料的许用接触应力
机械设计期末复习填空题
1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。
2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。
3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。
4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。
5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。
6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限与（循环次数）之间关系的曲线。
7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。
8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。
9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速度）和（ pv值）不超过许用值。
10．在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件的挠性）联轴器，凸缘联轴器属于（刚性）联轴器。
1.螺纹的公称直径是指螺纹的大径，螺纹的升角是指螺纹中径处的升角。
螺旋的自锁条件为。
2、三角形螺纹的牙型角α＝ 60度，适用于联接，而梯形螺纹的牙型角α＝30度，适用于传动。
3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久防松。
4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b×h)是根据轴径d 查标准来确定的,普通平键的工作面是侧面。
5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使包角变大，从而使带的有效拉力值减小。
6、链传动瞬时传动比是变量，其平均传动比是常数。
7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。
8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。
9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核 p ，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核 pv 。
10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器两大类。
机械设计试卷试题(含答案-整理)
一、选择题：1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为( B )A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形2.循环特性r=－1的变应力是(A ）应力。
A．对称循环变 B、脉动循环变 C．非对称循环变 D．静3.普通平键联接强度校核的内容主要是(A)。
A.校核键侧面的挤压强度;B.校核键的剪切强度；C.AB两者均需校核； D．校核磨损。
4.半圆键联接当采用双键时两键应 D 布置。
Ａ.在周向相隔９０ºＢ.在周向相隔１２０ºＣ.在周向相隔１８０ºＤ.在轴向沿同一直线5．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是( D )A．拉力 B.扭矩C．压力 D.拉力和扭矩1. 普通平键联接传递动力是靠_____。
( B )(A)两侧面的摩擦力；(B)两侧面的挤压力；(C) 上下面的挤压力；(D)上下面的摩擦力。
2. 在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是 ( B )（A）增大Cb，减小Cm （B）减小Cb．增大Cm（C）增大Cb和Cm（ D）减小Cb和Cm （应尽量小）3. 带传动中最大应力发生在（ B ）（A）紧边与大带轮接触处；（B）紧边与小带轮接触处；（C）松边与小带轮接触处；（D）松边与大带轮接触处。
4. 带在工作时产生弹性滑动，是由于。
（ C ）（A）带不是绝对挠性件；（B）带与带轮间的摩擦系数偏低；（C）带的紧边与松边拉力不等；（D）带绕过带轮产生离心力。
5. 在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是—。
( A ) （A）避免螺栓受附加弯曲应力作用（B）便于安装（C）为安置防松装置6. 选取V带型号，主要取决于。
( D )（A）带的线速度（ B）带的紧边拉力（ C）带的有效拉力（D）带传递的功率和小带轮转速7. 同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，可以提高轴的而不能提高轴的。
常用材料许用接触应力
材料的强度和质量
对材料的许用接触应力有进一步计
算
参考标准 GB/T 3480.5-2008，许用接触应力计算公式如下：
类别 正火钢-低碳锻钢
公式（应力单位为 MPa）
硬度 HBW
硬度范围 110~210
正火钢-铸钢
HBW 140~210
球墨铸铁
HBW 175~300
灰铸铁
HBW 150~240
调质锻钢-碳钢
.
判定准则
对于接触应力的计算方式，已经有很多的方法，但是对于许用接触应力选择的指导，只有少量文 献。以下为常用的标准
标准号 GB/T 1172-1999 GB/T 3480.5-2008
文档名称
Hale Waihona Puke 内容黑色金属硬度及强度换算值
定义了硬度与抗拉强度的换算关系
直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第 5 部分： 等效于 ISO 6336-5
HV
135~210
调质锻钢-合金钢
HV
200~360
渗碳钢
HV
660~800
淬火钢
HV
500~615
例如： 正 火 后 未 经 任 何 处 理 的 35# 锻 钢 许 用 接 触 应 力 最 小 为 ：
，此数值同样也适用于 20#正火钢。
'.
.
硬度换算表如下
'.
接触应力的计算及其分布
3.2 接触强度与等效应力的转换
主应力是Z的函数；沿Z轴方向 的主应力与Z相关。 Pmax是最大接触应力。
最大切应力的求法, 找出材料 的疲劳极限，最大应力小于疲 劳极限。
3.2 接触强度与等效应力的转换
接触应力其实是弹性体在一点的应力状态
3.2 接触强度与等效.5 点接触接触应力的计算
3.5 线接触接触应力的计算
3.5 接触应力的分布---最大切应力
3.5 接触应力的分布---最大切应力
3.5 最大剪应力的求法
4. 1 轴承的滚子修形
4. 1 轴承的滚子修形
4. 1 轴承疲劳寿命的计算
4. 2 齿轮的接触强度校核
4. 2 齿轮的抗胶合计算
2.2 棘轮-棘爪的应力
2.2 棘轮-棘爪的应力及分布
3. 1 材料的接触应力极限及强度转换
3.2 接触强度与等效应力的转换
4.1 材料的5种力学性能
抗拉 屈服 延伸 端面收缩 冲击韧性
一维状态下材料的失效 塑变：< σs 断裂：>σb
4.2 材料的强度理论
三维状态下，材料的失效 Mises等效应力是主应力的函数。
4. 2 齿轮的抗胶合计算
5. 硬化层深度的确定
5. 硬化层深度的确定
5. 硬化层深度的确定
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
6. 赫兹接触应力的推导
接触应力的计算及其分布
0.1 课程的目标
1. 认识变速箱中的接触问题 2. 掌握接触问题的静强度分析方法 3. 理解材料的强度转换理论 4. 了解接触理论在关键零部件中的应用
机械设计课后题答案
3-1答：主要类型有：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹五种。
特点及应用：普通螺纹是米制三角螺纹，牙型角 a=60，因牙型角较大，故当量摩擦系数也较大，自锁性能好，主要用于联接。
管螺纹是英制三角螺纹，牙型角 a=55度。
它有圆柱管螺纹和圆锥管螺纹之分，常用圆柱管螺纹。
这种螺纹联接常用于高温、高压及紧密性要求较高的管与管的联接中。
矩形螺纹牙型为正方形，牙型角 a=0度，因牙型角小，当量摩擦系数小，传动效率高，故常用于传动。
梯形螺纹牙型呈梯形，牙型角 a=30度。
因牙型角较小，所以传动效率较高，对中性较好，故为应用较多的传动螺纹。
锯齿形螺纹牙型呈锯齿形，工作面牙侧角。
传动效率高，牙根强度高。
因只有一个工作面，故多用于承受单方向轴向力的场合。
3-2答：螺栓有普通螺栓和铰制孔螺栓两种。
普通螺栓常用于被联接件比较薄，能够放置螺母及需要经常拆卸的场合。
铰制孔螺栓在承受横向载荷或（和）转矩以及需精确固定被联接件的相对位置时常采用铰制孔螺栓。
双头螺柱被联接件之一太厚不宜制成通孔，无法放置螺钉头，材料较软且需经常拆装时宜采用双头螺柱。
螺钉被联接件之一太厚，无法放置螺母，不需经常拆装的场合。
3-3 答：螺纹联接在冲击、振动、变载荷或高温环境下，将使螺旋副的摩擦力减小或瞬间消失，经多次重复后，最终导致联接松脱。
因此，设计时应采取有效的防松措施。
防松方法有摩擦防松、机械防松、铆冲防松等。
3-4 答：为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度，因此大多数螺纹联接都要拧紧。
拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。
3-5 答：提高螺栓联接强度的措施有：1 ．降低影响螺栓疲劳强度的应力幅；2 ．改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象；3 ．减小应力集中的影响；4 ．避免附加弯曲应力；5 ．采用合理的制造工艺方法。
3-6 由上图可知，在螺母下加弹性元件将使螺栓刚度由C b1 减小到C b2 ，可使螺栓承载截面的应力幅值减小，所以螺栓的疲劳强度提高。
线接触许用应力表格-概述说明以及解释
线接触许用应力表格-概述说明以及解释1.引言1.1 概述线接触许用应力表格是一种用于评估材料在不同环境条件下的承载能力的工具。
在工程设计和材料选型过程中，了解材料的许用应力是至关重要的，因为超过许用应力可能导致材料的失效。
线接触许用应力表格通过将不同因素考虑在内，提供了一个明确的参考标准，帮助工程师们正确选择合适的材料和设计方案。
本文将从线接触许用应力的定义、表格制定和应用等方面进行探讨，旨在帮助读者更深入地了解这一重要的工程概念，并为工程实践提供借鉴。
通过对线接触许用应力表格的研究和分析，我们可以更好地了解材料的承载能力，从而提高工程设计的可靠性和安全性。
1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分，将介绍线接触许用应力表格的背景和意义，并说明本文的目的和结构。
在正文部分，将详细阐述线接触许用应力的定义、线接触许用应力表格的制定以及线接触许用应力表格的应用。
最后在结论部分，将对全文进行总结，展望未来可能的研究方向，并发表结束语。
通过这样的结构安排，使读者能够清晰地了解线接触许用应力表格的相关知识，同时也为后续研究提供指导和参考。
1.3 目的线接触许用应力表格的制定旨在为工程师和设计师提供一个参考指导，帮助他们更好地评估和设计线接触系统。
通过这些表格，用户可以了解在不同工况下线接触所承受的应力范围，以及在设计过程中应该遵守的限制条件。
目的是帮助确保线接触系统的可靠性和安全性，从而延长设备的使用寿命，减少故障率，提高生产效率。
通过这些表格，用户可以更加准确地选择合适的材料、尺寸和工艺，以满足设计要求和预期寿命。
同时，为了确保表格的正确性和有效性，我们会持续更新和完善表格的内容，以适应不断变化的工程环境和需求。
通过使用这些线接触许用应力表格，我们期望可以帮助工程师们更好地理解线接触系统的工作原理，提高设计水平，有效控制线接触系统的风险。
2.正文2.1 线接触许用应力的定义线接触许用应力是指在线接触情况下，材料所能承受的最大应力值。
机械设计基础-螺栓连接许用应力
3）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度↑70~100%，此法具有优质、高产、低消耗功能。
4）控制单个螺距误差和螺距累积误差。
教学方法：多媒体教学，结合工程实际分组讨论
课程作业或思考题：
1、螺栓组联接受力分析中，联接受什么载荷？采用什么螺栓时，螺栓只受预紧力F′？联接受何种载荷时，螺栓同时受到预紧力F′和工作载荷F？
任课老师（职称）：周晓良（讲师）
授课对象及时间：2013级综合班、2012五年制班
授课题目（章节）：螺栓连接许用应力和安全系数
教具：多媒体
基本教材：陈立德《机械设计基础》（第四版）
课时安排：3
教学目的（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1.掌握提高螺栓联接强度的措施
2.熟悉螺纹连接件的材料和许用应力；
教学重点、难点#
教学后记：
教研室主任意见：
5~4
4~2.5
2.5
7.5~5
5
6~7.5
螺纹连接的许用应力见表7－8。
二、提高螺栓联接强度的措施
1、改善螺纹牙间载荷分布不均状况
a)悬置螺母——强度↑40%（母也受拉，与螺栓变形协调，使载荷分布均匀）
b)环槽螺母——强度↑30%（螺母接近支承面处受拉）
c)内斜螺母——强度↑20%（接触圈减少，载荷上移）
2、螺栓和被联接件的刚度对螺栓的总拉力F0有何影响？采用什么措施可以减小螺栓的刚度和提高被联接件的刚性？
3、联接螺纹都是自锁的，为何螺纹联接中大多数联接仍采用防松措施？说明各种防松方法的原理和常用结构
参考资料或常用网址：韩玉成.机械设计基础.北京.电子工业出版社；庄宿涛.成都.西南交通大学出版社；徐刚涛.北京.高等教育出版社；http//
开式齿轮的材料和许用应力
S F lim 1.5
[ F1 ] F lim1 S F lim1 588 1.5 470.4MPa
[ F 2 ] F lim2 S F lim2 451.4 1.5 300.93MPa
4、按轮齿弯曲强度设计模数
2 KT1 YFS m3 (mm) 2 d z1 [ F ]
b2 d d1 0.5 70 35mm
b1 b 5 35 5 40mm
d1 d 2 70 362.5 216.25mm 2 2
两齿轮中心距 a
式中：载荷系数
K K A KV K
取：KA=1或1.25（表3-1P37） KV =1.05-1.4 （P38） K=1-1.2（P38） 代入数值： 得到K
考虑应力影响系数
由于两个齿轮的齿数和材料不同，为使两齿 轮的弯曲强度都能满足，需将YFS1/[F1]和 YFS2/[F2]中的较大值代入式中.
由于是开式齿轮传动，要求齿面有较 高的耐磨性，由表12-11选择齿轮材料如 下： 小齿轮：45MnB 调质 HB240-285 HBS=260 大齿轮：45 调质 HB217-286 HBS=252
2、确定齿数
取小齿轮的齿数为z1=28，则大齿轮的齿数为：
z2 z1 i 28 5.17 144.76
2、铸铁
常用材料：HT250、HT300、QT50-5。
常用材料性能表
二、齿轮的许用应力
1．许用接触应力 [ H ]
σHlim SHmin
： ：
H lim
S H min
( MPa)
试验齿轮的接触疲劳极限应力； 接触疲劳强度的最小安全系数。