机械设计基础知识点整理(20201227100938)

1、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

2、 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

3、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、锯齿形螺纹 10、自锁条件：入 r，通常取rw 0.8 p，一般可增大基圆半径以使p增大 20

4、、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；cos a 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

5、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仁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，旋向相同 23、轮齿的连续传动条件：重合度小齿 轮b仁b2+ （210） mm :齿数比：直齿uw 5;斜齿uw 67;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

6、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

7、 Fo 包角 a 摩擦系数 f 带的单位长度质 量 q 速度 v 34、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。 35、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 36、 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 头螺柱连接、螺钉连接、紧螺钉连接 37、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

8、、黏结法） 38、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 39、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） 40、平键的剖面尺寸确定：键的截面尺寸 b X h （键宽X键高）以及键长L 41、 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 42、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） 43、联轴器类型的选择： 对

9、于低速、刚性大的短轴可选用刚性联轴器； 对于低速、 刚性小的长轴可选用无弹性元件的挠性联轴器；对传递转矩较大的重型机械 可选用齿式联轴器；对于高速、有振动和冲击的机械可选用有弹性元件的挠 性联轴器；对于轴线位置有较大变动的两轴，则应选用十字轴万向联轴器 44、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 45、 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，

10、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vW V 46、非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式为磨损和胶合 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） 48、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 =0.3；当扭转切应力为脉动循环变应力时， 取a =0.6；若扭转切应力为对称 循环变应力时，取a =1（ a为折合系数） 49、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 50、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 51、机械速度波动： 原因： 原动机的驱动力和工作机的阻抗力都