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1、机械设计基础的知识机械设计基础的知识有哪些？下面是小编收集整理的机 械设计基础的知识汇总，希望对您有所帮助！如果你觉得不 错的话，欢迎分享！1机械零件常用材料：普通碳素结构钢（Q屈服强度）优 质碳素结构钢（20平均碳的质量分数为万分之20）、合金结 构钢（20Mn2锰的平均质量分数约为2%）、铸钢（ZG230-450屈 服点不小于230，抗拉强度不小于450）、铸铁（HT200灰铸铁 抗拉强度）.2常用的热处理方法：退火（随炉缓冷）、正火（在空气中 冷却）、淬火（在水或油中迅速冷却）、回火（吧淬火后的零件 再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空 气中冷却）、调质（淬火+高温回火的
2、过程）、化学热处理（渗 碳、渗氮、碳氮共渗）.3机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于 零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂;过大的 弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连 接松动;容器、管道等的泄露;运动精度达不到设计要求5应力的分类：分为静应力和变应力。最基本的变应力 为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破 坏。特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应 力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断 裂时也无明显
3、的塑性变形。确定疲劳极限时，应考虑应力的 大小、循环次数和循环特征.7接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下， 首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程 中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最 后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小 坑，即疲劳点蚀。疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了 零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。 疲劳点蚀使齿轮。滚动轴承等零件的主要失效形式.8引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况（多个行 星轮）、增强机构的刚度（轴与轴承）、保证机械运转性能.9螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺 纹、锯齿
4、形螺纹.10自锁条件：入Ww即螺旋升角小于等于当量摩擦角.11螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角P大，自 锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因P 小，传动效率高，故常用于传动.12螺旋副的效率：n =有效功/输入功=tan入/tan（入+ w v） 一般螺旋升角不宜大于40。在d2和P 一定的情况下， 锁着螺纹线数n的增加，入将增大，传动效率也相应增大。 因此，要提高传动效率，可采用多线螺旋传动13螺旋机构的类型及应用：变回转运动为直线运动， 传力螺旋（千斤顶、压力机、台虎钳）、传导螺旋（车窗进给 螺旋机构）、调整螺旋（测微计、分度机构、调整机构、道具 进给量的微调机构）变直
5、线运动为回转运动.14螺旋机构的特点：具有大的减速比;具有大的里的增 益;反行程可以自锁；传动平稳，噪声小，工作可靠；各种不 同螺旋机构的机械效率差别很大（具有自锁能力的的螺旋副 效率低于50%）.15连杆机构广泛应用的原因：能实现多种运动形式的转 换;连杆机构中各运动副均为低副，压强小、磨损轻、便于 润滑、寿命长;其接触表面是圆柱面或平面，制造比较简易， 易于获得较高的制造精度.16曲柄存在条件：最短杆长度+最长杆长度W其他两 杆之和最短杆为连架杆或机架17凸轮运动规律及冲击特性：等速：刚性冲击、低速 轻载等加速等减速：柔性冲击、中速轻载余弦加速度： 柔性冲击、中速中载正弦加速度：无冲击、高
6、速轻载.18凸轮机构压力角与基圆半径关系：r0=v2/（3 tana ）-s，其中r0为基圆半径，s为推杆位移量.19滚子半径选择：p a=p -r,当p =r时，在凸轮实际 轮廓上出现尖点，即变尖现象，尖点很容易被磨损；当p r, 通常取rWp，一般可增大基圆半径以使p增大.20齿轮传动的优缺点：优点：适用的圆周速度和功率 范围广；传动比精确；机械效率高；工作可靠；寿命长；可实现 平行轴、相交轴交错轴之间的传动;结构紧凑;缺点：要求 有较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜于远距离的两 轴之间的传动.21渐开线的特性：发生线在基圆上滚过的一段长度等 于基圆上被滚过的弧长；渐开线上任一点的法线
7、必与基圆 相切，且N点位渐开线在K点的曲率中心，线段NK为其曲 率半径;cosa k=ON/OK=rb/rk渐开线上各点的压力角不等， 向径rk越大，其压力角越大，基圆上压力角为零;渐开线 的形状取决于基圆大小，随着基圆半径增大，渐开线上对应 点的曲率半径也增大，当基圆无限大时，渐开线成为直线， 故渐开线齿条的齿廓为直线；基圆以内无渐开线22齿轮啮合条件：必须保证处于啮合线上的各对齿轮都 能正确的进入啮合状态，m1=m2=m；a 1=a 2=a即模数和压力 角都相等；斜齿轮还要求两轮螺旋角必须大小相等，旋向相 反;锥齿轮还要求两轮的锥距相等；涡轮蜗杆要求蜗杆的导 程角与涡轮的螺旋角大小相等，旋
8、向相同23轮齿的连续传动条件：重合度 =B1B2/p b1（实际啮合线段B1B2的长度大于轮齿的法向齿距）24齿廓啮合基本定律：作平面啮合的一对齿廓，它们的 瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点 C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速 成反比。25根切：产生原因：用齿条型刀具（或齿轮型刀具） 加工齿轮时。若被加工齿轮的齿数过少，道具的齿顶线就会 超过轮坯的啮合极限点，这时会出现刀刃把齿轮根部的渐开 线齿廓切去一部分的现象，即根切；后果：使得齿轮根部 被削弱，齿轮的抗弯能力降低，重合度减小；解决方法： 正变位齿.26正变位齿轮优点：可以加工出齿数小于Zmin而不发
9、生根切的齿轮，使齿轮传动结构尺寸减小；选择适当变位量 来满足实际中心距得的要求；提高小齿轮的抗弯能力，从而 提高一对齿轮传动的总体强度.27齿轮的失效形式：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、 齿面磨损；开式齿轮主要失效形式为齿轮磨损和轮齿折断； 闭式齿轮主要是齿面点蚀和轮齿折断；蜗杆传动的失效形式 为轮齿的胶合、点蚀和磨损.28齿轮设计准则：对于一般使用的齿轮传动，通常只按 保证齿面接触疲劳强度及保证齿根弯曲疲劳强度进行计算.29参数选择：齿数：保持分度圆直径不变，增加齿数 能增大重合度，改善传动的平稳性，节省制造费用，故在满 足齿根弯曲疲劳强度的条件下，齿数多一些好；闭式z=2040 开式z=1
10、720;齿宽系数：大齿轮齿宽b2=b;小齿轮 b1=b2+（210）mm:齿数比：直齿uW5;斜齿uW67;开式齿 轮或手动齿轮u可取到812.30直齿轮传动平稳性差，冲击和噪声大;斜齿轮传动平 稳，冲击和噪声小，适合于高速传动31轮系的功用：获得大的传动比（减速器）；实现变速、 变向传动（汽车变速箱）；实现运动的合成与分解（差速器、汽 车后桥）；实现结构紧凑的大功率传动（发动机主减速器、行 星减速器）.32带传动优缺点：优点：具有良好的弹性，能缓冲吸 振，尤其是V带没有接头，传动较平稳，噪声小;过载时带 在带轮上打滑，可以防止其他器件损坏；结构简单，制造和 维护方便，成本低;适用于中心距较大
11、的传动;缺点：工作 中有弹性滑动，使传动效率降低，不能准确的保持主动轴和 从动轴的转速比关系；传动的外廓尺寸较大；由于需要张紧， 使轴上受力较大；带传动可能因摩擦起电，产生火花，故不 能用于易燃易爆的场合.33.影响带传动承载能力的因素：初 拉力Fo包角a摩擦系数f带的单位长度质量q速度带传动 的主要失效形式：打滑和疲劳破坏；设计准则：在不打滑的 前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。33弹性滑动与打滑：打滑：由于超载所引起的带在带轮 上的全面滑动，可以避免；弹性滑动：由于带的弹性变形而 引起的带在带轮上的滑动，不可避免.34螺纹连接的基本类型：螺栓连接（普通螺栓连接、铰 制孔用螺栓连接）、双头螺
12、柱连接、螺钉连接、紧螺钉连接.35螺纹连接的防松：摩擦防松（弹簧垫圈、双螺母、椭 圆口自锁螺母、横向切口螺母）、机械防松（开口销与槽形螺 母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝）、永久防松（冲 点法、端焊法、黏结法）.36提高螺栓连接强度的方法：避免产生附加弯曲应力; 减少应力集中.37键连接类型：平键连接（侧面）、半圆键连接（侧面）、 楔键连接（上下面）、花键连接（侧面）.38平键的剖面尺寸确定：键的截面尺寸bXh（键宽X键 高）以及键长L.39联轴器与离合器区别：连这都是用来连接两轴（或轴 与轴上的回转零件），使它们一起旋转并传递扭矩的器件， 用联轴器连接的两根轴，只有在停止运转后用拆卸的
13、方法才 能将他们分离；离合器则可在工作过程中根据工作需要不必 停转随时将两轴接合或分离.40联轴器分类：刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器 （有补偿能力）41轴承摩擦状态：干摩擦状态、边界摩擦状态、液体摩 擦状态、混合摩擦状态；边界和混合摩擦统称为非液体摩擦.42验算轴承压强p：控制其单位面积的压力，防止轴瓦 的过度磨损;演算pv:控制单位时间内单位面积的摩擦功耗 fpv，防止轴承工作时产生过多的热量而导致摩擦面的胶合 破坏;演算V：当压力比较小时，p和pv的演算均合格的轴 承，由于滑动速度过高，也会发生因磨损过快而报废，因此 需要保证vW43非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式为磨损和胶合.
14、47.轴的分类：心轴（转动心轴、固定心轴；只承受弯矩不承 受扭矩）、转轴（即承受弯矩又承受扭矩）、传动轴（主要承受 扭矩，不承受或承受很小弯矩）.44轴的计算注意：轴上有键槽时，放大轴径：一个键 槽3 -5 ;两个键槽7 -10 .式中弯曲应力为对称循 环变应力，当扭转切应力为静应力时，取a 二;当扭转切应力 为脉动循环变应力时，取a 二;若扭转切应力为对称循环变应 力时，取a =1（a为折合系数）45轴结构设计一般原则：轴的受力合理，有利于满足轴 的强度条件；轴和轴上的零件要可靠的固定在准确的工作位 置上;轴应便于加工;轴上的零件要便于拆装和调整;尽量减 少应力集中等.46滚动轴承类型选择影响因素：转速高低、受轴向力还 是径向力、载荷大小、安装尺寸的要求等.47机械速度波动：原因：原动机的驱动力和工作机的 阻抗力都是变化的，若两者不能时时相适应，就会引起机械 速度的波动。当驱动功大于阻抗功时，机器出现盈功，机器 的动能增加，角速度增大，反之相反。危害：速度波动会 导致在运动副中产生附加动压力，并引起机械振动，降低机 械的寿命，影响机械效率和工作质量;调节方法：周期性： 在机械中加上一个转动惯量较大的回转件飞轮；非周期性： 采用调速器来调节.
