50个机械设计基础知识点90%的机械工程师记不住.docx

50 个机械设计根底学问点，90%的机械工程师记不住1、机械零件常用材料：一般碳素构造钢〔Q 屈服强度〕优质碳素构造钢〔20 平均碳的质量分数为万分之 20〕、合金构造钢〔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〔在水或油中快速冷却〕、回火〔吧淬火后的零件再次加 热到低于临界温度的肯定温度，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、机械零件的构造工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和牢靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度缺乏而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦外表的过度磨损、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根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、疲乏破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲乏破坏。

特点： 在某类变应力屡次作用后突然断裂；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乏极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲乏破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在外表或表层产生初始疲乏裂纹，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，最终使表层金属呈小片状剥 落下来，在零件外表形成一个个小坑，即疲乏点蚀疲乏点蚀危害： 减小了接触面积，损坏了零件的光滑外表，使其承载力量降低，并引 起振动和噪声疲乏点蚀使齿轮滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的缘由：为了改善构件的受力状况〔多个行星轮〕、增加机构的刚度〔轴与轴承〕、保证机械运转性能9、螺纹的种类：一般螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件：λ≤ψ 即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接：一般螺纹由于牙斜角 β 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 β 小，传动效率高， 故常用于传动12、螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan〔λ+ψv〕一般螺旋升角不宜大于 40°在 d2 和P 肯定的状况下，锁着螺纹线数n 的增加，λ 将增大，传动效率也相应增大。

因此，要提高传动效率，可承受多线螺旋传动13、螺旋机构的类型及应用：①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〕②变直线运动为回转运动14、螺旋机构的特点：具有大的减速比；具有大的增益；反行程可以自锁；传动平稳，噪声小，工作牢靠；各种不同螺旋机构的机械效率差异很大〔具有自锁力量的的螺旋副效率低于50%〕15、连杆机构广泛应用的缘由：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； 其接触外表是圆柱面或平面，制造比较简易，易于获得较高的制造精度16、曲柄存在条件：①最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆之和②最短杆为连架杆或机架17、凸轮运动规律及冲击特性：①等速：刚性冲击、低速轻载②等加速等减速：柔性冲击、中速轻载③余弦加速度：柔性冲击、中速中载④正弦加速度：无冲击、高速轻载18、凸轮机构压力角与基圆半径关系：r0=v2/(ωtanα) -s，其中r0 为基圆半径，s 为推杆位移量19、滚子半径选择：ρa=ρ-r，当 ρ=r 时，在凸轮实际轮廓上消灭尖点，即变尖现象，尖点很简洁被磨损；当 ρ＜r 时，实际廓线发生相交，穿插线的上面局部在实际加工中被切掉，使得推杆在这一局部的 运动规律无法实现，即运动失真；所以应保证 ρ＞r，通常取 r≤0.8ρ， 一般可增大基圆半径以使ρ 增大20、齿轮传动的优缺点：①优点：适用的圆周速度和功率范围广；传动比准确；机械效率高；工作牢靠；寿命长；可实现平行轴、相交轴穿插轴之间的传动； 构造紧凑；②缺点：要求有较高的制造和安装精度，本钱较高；不适宜于远距离的两轴之间的传动。

21、渐开线的特性：①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；②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；③cosαk=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；④渐开线的外形取决于基圆大小，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；⑤基圆以内无渐开线22、齿轮啮合条件：必需保证处于啮合线上的各对齿轮都能正确 地进入啮合状态， m1=m2=m；α1=α2=α 即模数和压力角都相等； 斜齿轮还要求两轮螺旋角必需大小相等，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， 旋向一样23、轮齿的连续传动条件：重合度 ε=B1B2/ρb＞1〔实际啮合线段 B1B2 的长度大于轮齿的法向齿距〕24、齿廓啮合根本定律：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：①产生缘由：用齿条型刀具〔或齿轮型刀具〕加工齿轮时。

假设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，这时会消灭刀刃把齿轮根部的渐开线齿廓切去一局部的现象，即根切；②后果：使得齿轮根部被减弱，齿轮的抗弯力量降低，重合度减小；③解决方法：正变位齿轮26、正变位齿轮优点：可以加工出齿数小于 Zmin 而不发生根切的齿轮，使齿轮传动构造尺寸减小；选择适当变位量来满足实际中心 距得的要求；提高小齿轮的抗弯力量，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乏强度及保证齿根弯曲疲乏强度进展计算29、参数选择：①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，节约制造费用，故在满足齿根弯曲疲乏强度的条件下， 齿数多一些好；闭式 z=20~40 开式 z=17~20；②齿宽系数：大齿轮齿宽 b2=b；小齿轮 b1=b2+〔2~10〕mm；③齿数比：直齿 u≤5；斜齿 u≤6~7；开式齿轮或手动齿轮 u 可取到 8~1230、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〕；实现构造紧凑的大功率传动〔发动机主减速器、行星减速器〕32、带传动优缺点：①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；构造简洁，制造和维护便利，本钱低；适用 于中心距较大的传动；②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、影响带传动承载力量的因素：初拉力 Fo 包角a 摩擦系数f 带的单位长度质量q 速度v34、带传动的主要失效形式：打滑和疲乏破坏；设计准则：在不打滑的前提下，具有一 定的疲乏强度和寿命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，可以避开；弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带在带轮上的滑动，不行避开36、螺纹连接的根本类型：螺栓连接〔一般螺栓连接、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、黏结法〕38、提高螺栓连接强度的方法：避开产生附加弯曲应力；削减应力集中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×h〔键宽×键高〕以及键长L41、联轴器与离合器区分：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，只有在停顿运转后用拆卸的方法才能将他们分别；离合器则可在工作过程中依据工作需要不必停转随时将两轴接合或分别42、联轴器分类：刚性联轴器〔无补偿力量〕和挠性联轴器〔有补偿力量〕43、联轴器类型的选择：对于低速、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：掌握其单位面积的压力，防止轴瓦的过度磨损；演算 pv：掌握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 v≤[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、轴的计算留意：①轴上有键槽时，放大轴径：一个键槽3°--5°；两个键槽 7°--10°②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 α=0.3；当扭转切应力为脉动循环变应力时，取 α=0.6；假设扭转切应力为对称循环变应力时，取 α=1〔α 为折合系数〕49、轴构造设计一般原则：轴的受力合理，有利于满足轴的强度条件；轴和轴上的零件要牢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；尽量削减应力集中等50、滚动轴承类型选择影响因素：转速凹凸、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：①缘由：原动机的驱动力和工作机的阻抗力都是变化的，假设两者 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， 机器消灭盈功，机器的动能增加，角速度增大，反之相反②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；③调整方法：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：承受调速器来调整。