机械设计基础重点.doc

第一章零件与构件的区别：从制造角度看，零件是机器的基本要素，是机器中不可拆卸的制造单元。从运动角度看，机器是由若干个运动的单元所组成，这种运动单元称构件，构件可以是一个单独的零件也可以是若干个零件刚性连接而成。第二章形变一般包括弹性形变和塑性形变两种（弹性形变能随着载荷的出去而消失，塑性形变则是永久变形，不能随着载荷的去除而消失。）载荷:（静载荷：大小不变或变动很慢的载荷；冲击载荷：在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷；交变载荷：大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷）强度：金属抵抗塑性变形或断裂的能力。 疲劳强度：材料经过无数次循环应力作用而不断裂的最大应力。金属材料的热处理方法：1、退火（主要目的是降低硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。）2、正火（正火与退火的目的基本相同。正火比退火生产周期短，成本低，操作方便，故在可能的条件下应优先使用正火。但在零件形状较复杂时，由于正火的冷却速度较快，又引起开裂的危险，则采用退火处理。）3、淬火（目的是提高钢的强度和硬度。常用的淬火方法有单液淬火法、双介质淬火法、马氏体分解淬火法、贝氏等温淬火法。）4、回火（目的是消除内压力。回火分为低温回火、中温回火和高温回火。，目的是提高工件的综合力学性能。重要的零件一般都需要经过调质。）5、表面热处理（目的是使零件表面具有高硬度和耐磨性。常用的表面热处理方法有：表面淬火，化学热处理。）低合金钢牌号的编号方法是用“Q”（表示屈服点）起头，接着是屈服点值及质量等级（从低到高用A、B、C、D、E表示） 。如Q295A。不锈钢：不锈钢按其成分可分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等，常用的是铬不锈钢和铬镍不锈钢两种。铝合金纯铝中加入适量的硅、铜、镁、锌、锰等合金元素，形成铝合金，再经过冷变形和热处理后，可以明显提高其强度和硬度。（分类：变形铝合金俗称熟铝，铸造铝合金俗称生铝）铸铁：白口铸铁，灰口铸铁，球墨铸铁和可锻铸铁。机械零件的主要失效形式：1、断裂（零件在拉、压、弯、扭、剪等外载荷的作用下，由于其一危险截面上的应力大于零件材料的极限应力而引起的断裂，或者零件在交变应力作用时，危险截面上发生的疲劳断裂）2、过量的残余变形（作用在机械零件上的应力超过其材料的屈服极限，致使机械零件产生残余形变）3、表面失效4、破坏正常工作条件的失效机械零件的设计准则：1、强度准则（强度是指零件承受载荷时抵抗断裂，或超过允许限度的残余形变能力）2、刚度准则（刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力）3、寿命准则4、耐磨性准则（磨损是一种运动副摩擦表面的物质不断损坏的现象，它是机械设备失效的重要原因）5、振动稳定性准则（零件发生周期弹性变形的现象称为振动）6、可靠性准则（机械零件的可靠性是指机械零件在规定的工作条件下和规定的使用时间内完成规定的功能的能力）第三章为使零件具有互换性，必须保证零件的尺寸、表面粗糙度、几何形状及零件上有关要素的相互位置等技术要求的一致性。一般以“公差”的标准化-极限制和“配合”的标准化来解决，即“极限与配合”制度。有关配合的定义配合：基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。间隙：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正。过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负。配合类别间隙配合：具有间隙的配合。孔公差带在轴公差带上方过盈配合：具有过盈的配合。孔公差带在轴公差带下方。可能具有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带相互交叠。配合公差：间隙或过盈的允许变动量，配合公差越大，配合精度越低；配合公差越小配合精度越 相关：1）测量项目2）被测要素3）公差带的说明4）基准表面粗糙度的标注第四章自由度：构件独立运动的可能性。根据铰链四杆机构中两连杆运动形式的不同,铰链四杆机构有三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。压力角是运动方向与受力方向之间夹的锐角；传动角是受力方向与运动法线方向间的夹角；压力角越大,动动角越小;压力角越大,工作效率越低；压力角为90度时,在曲柄摇杆机构中当曲柄为主动件时会出现死点。棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构都是间歇运动结构。第五章带传动的主要类型：根据工作原理的不同，带传动分为摩擦型和啮合型两大类。摩擦带传动是靠带与带轮间的摩擦力传递运动和动力的，按带的截面形状又可分为平带传动、V带传动、多楔带传动以及元代传动。带传动的特点：1）具有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。 2）过载时，传动带会在带轮上打滑，可防止其他零件损坏，起过载保护作用。 3）结构简单，维护方便，无需润滑，且制造和安装精度要求不高。 4）单极可实现较大中心距的传动。 5）缺点是传动比不准确，传动效率较低，带的寿命较短；外廓尺寸、带作用于轴的力等均较大，不宜用在高温、易燃及有油、水的场合。带轮的主要失效形式：打滑当传递的圆周力F超过了带与带带轮接触面之间摩擦力总和的极限时，发生过载打滑，使传动失效。疲劳破坏传动带在变应力的反复作用下，发生裂纹、脱层、松散、直至断裂。第六章齿轮传动的特点主要优点1、能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动准确可靠。 2、传动率高。一般传动率0.940.99。 3、传统的功率和速度范围大。 4、结构紧凑，工作可靠，寿命长。设计正确、制造精良、润滑维护良好的齿轮传动，可使用数年乃至数十年。主要缺点1、制造和安装精度要求高，工作时有噪声。 2、齿轮的齿数为整数，能获得的传动比收到一定的限制，不能实现无级变速。 3、中心距过大时将导致齿轮传动机构结构庞大、笨重，因此，不适宜中心距较大的场合。1、齿顶圆、齿根圆：齿轮齿顶圆柱与端平面的交线，称为齿顶圆，其直径和半径分别以da和ra表示。齿轮齿根圆柱面与端平面的交线，称为齿根圆，其直径和半径分别以df和rf表示。2、齿厚、齿槽宽和齿距：一个轮齿的两侧端面齿廓之间的任意圆弧长，称为在该园上的齿厚，用sk表示。一个齿槽的两侧端面齿廓之间的任意弧长，称为该圆上的齿槽宽，用ek表示。两个相邻而同侧端面齿廓之间的任意圆弧长，称为在该圆上的齿距，用pk表示。3、分度圆：在齿顶圆和齿根圆之间，取一个圆作为计算齿轮各部分几何尺寸的基准，这个圆称为分度圆，其直径用d表示，半径用r表示。4、齿顶圆、齿根圆、全齿高： 齿顶圆与分度圆之间的径向距离，称为齿顶高，用ha表示。齿根圆与分度圆之间的径向距离，称为齿根圆，用hf表示正确啮合的条件：模数与压力角相等。齿轮副的侧隙：齿轮副的侧隙是指相互啮合的一对齿轮的非工作齿面之间的间隙。作用：1）以防止齿轮副出现卡死现象2）可以储存润滑剂，改善齿面的摩擦条件。软齿面的设计步骤1） 选择齿轮材料，热处理方式及精度等级；2） 合理选择齿轮参数，按接触疲劳强度设计公式算出小齿轮分度圆直径d1；3） 计算齿轮主要尺寸；4） 校核所设计的齿轮传动的弯曲疲劳强度；5） 确定齿轮的结构尺寸；6） 绘制齿轮的零件工作图。第七章传动比=主动轮转速与从动轮转速的比值=它们分度圆直径的倒数的比值=它们的齿数的倒数的比值。即：i=n1/n2=D2/D1=Z1/Z2i=n1/n2=z2/z1（齿轮的）第八章轴的设计步骤1） 选择材料及热处理，确定许用应力。2） 估算轴的最小直径。3） 轴的结构设计、绘制草图。4） 校核轴的强度（如果不安全，重复步骤三）。5） 绘制轴的工作图。轴的结构设计1） 轴和轴上的零件要有准确的工作位置；2） 各零件要可靠地相互连接；3） 轴应便于加工，轴上零件要易于装拆；4） 尽量减小一应力集中；5） 轴各部分的直径和长度尺寸要合理。轴上零件的周向固定方式1) 过盈配合：对中性好，承载能力高，适用于不常拆卸的部位。可与平键联合使用，能承受交大的交变载荷。2) 键：平键对中性好，可用于较高的精度、高转速及受冲击或交变载荷作用场合。半圆建装配方便，特别适合锥形轴端的连接。但对轴的削弱较大，只适合轻载。3) 华健：承受能力强，定心精度高，导向性好。但制造成本较高。4) 紧定螺钉：只能承受较小的周向力，结构简单，可兼做轴向固定。在有冲击和振动的场合，应有防松措施。5) 圆锥销：用于受力不大的场合，可做安全销使。第九章轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、使用维护方便、轴向尺寸小、互换性好等优点。在滚动轴承和滑动轴承都满足使用要求时，宜优先选用滚动轴承。滑动轴承结构简单、装拆方便、承载能力高、耐冲击，尤其是液体润滑状态下的动、静压滑动轴承优点更加突出。因此在低速。有冲击的机械（如搅拌机、破碎机等）或高速、重载、高精度机械（如精密机床、汽轮机、内燃机、轧钢机）中应有广泛。滑动轴承的组成：轴承座、轴承盖、上下轴瓦、润滑装置等。游隙代号：游隙指内外圈之间沿径向或者轴向的相对移动量。常用的轴承径向游隙系列分为1、2、0、3、4、5共六组，依次由小到大。标注为C1、/C2、/C0、/C3、/C4、/C5，其中0组为基本游隙，一般不标注。滚动轴承的类型代号有0、1、2、3、4、5、6、7、N和NA共十类。滚动轴承正确的安装和拆卸方法：首先仔细检查配合表面，确认无问题时用煤油或汽油把配合表面清洗干净，涂上润滑剂。对于中小型轴承，可用手锤通过装配套管打入轴颈。对于较大尺寸的轴承，为装配方便，可先将轴承放入热油中加热，然后用力机对内圈加力后将轴承套装在轴颈上。第十章连接可分为两类：一类是机器在使用中，被连接零件间可以有相对运动的连接，称为动连接，另一类是机器在使用中，被连接零件间不允许产生相对运动的连接，称为静连接。按照拆开时是否需要破坏连接件或被连接件来分，通常又可分可拆连接和不可拆连接。（可拆连接：键连接、销连接、螺纹连接、轴间连接和弹性连接等；不可拆：铆接焊接、胶接连接等）。螺纹连接防松1）摩擦力防松（方法：弹簧垫圈、锁紧螺母、双螺母）2）机械防松（方法：开口销与六角开槽螺母）3）永久性防松第十一章润滑的主要作用1、 减小摩擦，减轻磨损2、 降温冷却3、 防止腐蚀4、 减振缓冲5、 密封（密封的主要作用：防止液体、气体等工作介质和润滑剂的泄