机械基础复习知识点总结43656.pdf

机械基础期末备考 考试题型：选择题、名词解释、判断题、填空题、简答题、计算题 第一章 刚体的受力分析及其平衡规律 一、基本概念☆ 1、强度：是指机构抵抗破坏的能力 2、刚度：是指构件抵抗变形的能力； 3、稳定性：是指构件保持原有变形形式的能力 4、力：力是物体间相互作用外效应：使物体的运动状态改变；内效应：使物体发生变形 5、力的基本性质：力的可传性、力的成对性、力的可合性、力的可分性、力的可消性 6、二力构件：工程中的构件不管形状如何，只要该构件在二力作用下处于平衡，我们就称它为“二力构件” 7、三力平衡汇交定理：由不平行的三力组成的平衡力系只能汇交于一点 8、约束：限制非自由体运动的物体叫约束 约束作用于非自由体上的力称为该约束的约束反力 9、合力投影定理：合力的投影是分力投影的代数和 10、力矩：力与距离的乘积 (力 F 对 O 点之矩）来度量转动效应 11、合力矩定律：平面汇交力系的合力对平面上一点的距，是力系各力对同点之矩的代数和 Mo(F) = Fx ·Y + Fy ·X = Mo(Fy) + Mo(Fx) 12、力偶: 一对等值、反向、力的作用线平行的力，它对物体产生的是转动效应。

13、力偶矩：构成力偶的这两个力对某点之矩的代数和 14、力的平移定理：作用于刚体的力，平行移到任意指定点，只要附加一力偶（附加的力偶矩等于原力对指定点的力矩） ，就不会改变原有力对刚体的外效应，这就是力的平移定理 （运用力的平移定理可以把任意的平面一般力系转化为汇交力系与力偶系两个基本的力系 ） 受力分析 1、主动力--它能引起零件运动状态的改变或具有改变运动状态的趋势 2、约束反力--它是阻碍物体改变运动状态的力 （必须掌握常见约束类型） （1）柔软体约束：力的作用线和绳索伸直时的中心线重合，指向是离开非自由体朝外 （2）光滑面约束：光滑面约束与非自由体之间产生的相互作用力的作用线只能与过接触点的公法线重合，约束反力总是指向非自由体 yFyFRyxFxFRx1221（3）光滑圆柱形铰链的约束：约束的反力用两个相互垂直而通过圆柱中心的分力 NX与 NY表示 （4）固定铰链支座 ：约束的反力用两个相互垂直而通过圆柱中心的分力 NX与NY表示可动铰链支座： 可沿支承面移动，约束反力只能是垂直于支承面的方向 （5） 、固定端约束：用两个正交的反力 NX与 NY和一个反力偶矩 M 来表示。

要注意区别外力和内力,外力是指研究对象以外的物体给研究对象的力；而研究对象内部之间的相互作用力，则称为内力内力总是成对出现的，“等值、反向、共线”，内力和外力都是相对而言的. 第二章 直杆的拉伸与压缩 一、基本概念☆ 1、弹性变形：任何物体受力后发生变形，当外加载荷去除后，物体的变形全部恢复，可恢复的变形称为弹性变形，相应的物体称为弹性体 2、弹性 ：受力的构件卸载后其变形能完全恢复，材料的这种性质称为弹性 3、内力：由外力引起的构件内部质点间相互作用力的变化量称为附加内力，简称内力 4、塑性、塑性变形：当载荷超过某一范围时，卸载后，变形只能部分恢复，有一部分变形不能消失， 材料的这种性质称为塑性 ，其不能复原而留下的变形称为塑性变形 或残余变形 5、基本假设： （1）连续性假设 、 （2）均匀性假设、 （3）各向同性假设、 （4）小变形假设 6、四种基本变形和相对应的内力：拉压变形和轴力 剪切变形和剪力、 弯曲变形和弯矩、 扭转变形和扭矩 7、应力：截面单位面积上的内力，表示内力分布的密集程度 8、应力集中：由于截面急剧变化而使局部区域的应力急剧增加的现象，称为应力集中。

9、蠕变：碳钢构件在大于 400℃的高温下承受外力时，力的大小不变，但构件的变形却随着时间的延续而不断增长， （变形是不可恢复的塑性复形） ，高温下构件特有的这种现象，称为材料的蠕变 10、 应力松驰由于弹性变形逐渐转化为塑性变形， 从而导致构件内应力减小的现象，称为应力松驰 11、虎克定律： 二、基本计算 1、拉伸或压缩而产生的内力称为轴力，用 N 表示  E采用截面法☆ --假想地用一个与杆轴线垂直的平面 m-m 将杆截开，露出截面两边相互作用于对方的内力，根据平衡条件求解出轴力的大小 确定轴力的准则：直杆某一横截面的轴力等于该截面一侧（左或右侧均可）作用于直杆上所有外力的代数和 使截面产生拉伸的外力为正， 产生压缩的外力为负 2、拉压时横截面上的应力☆ σx= N/A 3、斜截面上的应力 4、杆拉伸与压缩的强度条件☆ ：σ = N max /A ≤ [σ] ①强度校核：已知[σ]、A 及 N max，可以检查杆件工作是否安全 ②截面设计：已知杆件的[σ]及 N max，计算截面尺寸 ③确定许可载荷：已知[σ]和 A，计算杆件承受的最大轴力 N max 。

µ =│ε0/ε│— 泊松比（或横向变形系数 υ） 剪切与圆柱的扭转 一、基本概念☆ 1、 相邻截面间的相互错动称为剪切变形， 伴随剪切变形而产生的内力称为剪力，相互垂直的两边所改变的角度γ称为剪应变 2、剪切虎克定律：当剪应力不超过剪切此例数极限时，剪应力与剪应变成正比 τ= Gγ 3、剪应力互等定理：在纯剪切应力状态时，作用在杆内一点附近的两个互相垂直面上的剪应力， 在数值上是相等的， 它们的方向则同时指向或背离两垂直面的交线 5、扭转时横截面上剪应力变化规律: 1．剪切强度条件: τ = Q/A ≤ [τ] 2、挤压强度条件: 3．外力矩的计算☆ 4、扭矩--MT的计算 用截面法，根据平衡条件计算各段的扭矩 结论：轴的任一横截面上的扭矩，即等于截面任一边（上、下或左、右）的外力偶矩的代数和 5、圆截面的极惯性矩、抗扭截面模量☆ 6、扭转的强度条件： 杆件的弯曲 一、基本概念☆ 2cosx2sin2cossinxxLEApL %100001LLL)1(2EGdxdG G]jy[Ajypjym)(Nnp9549M163dWp][Wmax|M|maxPT 1、当直杆受到与其轴线垂直的外力或过轴线平面内的力偶作用时，杆的轴线将由直线变为曲线， 杆的这种变形称为弯曲变形。

用来抵抗弯曲变形的杆件通称为梁 2、内力 Q 平行于截面，使梁沿横截面 n-n 有被剪断的趋势，所以将内力 Q称剪力； 内力偶矩 M 使梁的横截面 m-m 有产生转动而弯曲的可能， 所以称 M 为弯矩 3、横截面上弯曲正应力的分布规律 4、常用抗弯截面模量与截面面积的比例 Wz / A 来评定截面的经济合理性 工字形 〉矩形 > 圆环 > 圆形截面 1、惯性矩 J z 、抗弯截面模量 WZ的计算☆ （1）矩形截面 （2） 、圆形截面 2、弯矩方程 M=M(x)的求解，绘弯矩图☆ 3、弯曲正应力及强度条件 强度校核、 截面设计 确定许用载荷、 第五章 复杂应力状态及强度理论 一、基本概念☆ 1、在单元体上只有正应力作用的平面即剪应力为零的平面称为主平面，主平面上的正应力称为主应力 2、假说及根据假设建立起来的强度条件就称为强度理论 二、几种常用的强度理论☆ 1．第一强度理论——最大拉应力理论 2．第二强度理论——最大拉应变理论 3．第三强度理论——最大剪应力理论 4．第四强主理论——形状改变比能理论 材料 1．硬度 是指材料抵抗他物（钢球或锥体）压陷能力的大小，也就是表示材料对局部塑性变形的抵抗能力。

2、机械性能是指金属材料在外力作用下表现出来的特性，如弹性、塑性、强度、yEE6,1223hbWzhbJz32,6434dWzdJz][max||maxWzMnb1nb][)(321ns][31][)(2231223212硬度、韧性等 3、冲击韧性：表示材料抵抗冲击载荷能力大小的指标称为 αk αk = E / A (MJ/m2) 4、同素异构：在固态下会发生晶格类型的变化 5、热处理：将固态金属或合金，采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺称为热处理 （热处理的类型） “淬火加高温回火处理”称为“调质处理” 6、仅对工件表层进行热处理，以改变其组织和性能的工艺称为表面热处理，主要是指表面淬火和表面回火 7、石墨化：当 C、Si 等促进石墨化元素的含量较高的铁水在缓慢冷却时，就可以自液相中直接析出石墨，这一过程就称为石墨化 8、晶间腐蚀：在 400-800℃的温度范围内，碳从奥氏体中以碳化铁形式沿晶界析出， 使晶界附近的合金元素如铬的含量降低到耐腐蚀所需的最低含量以下， 腐蚀就在此贫铬区产生，这种沿晶界的腐蚀现象称为晶间腐蚀。

9、零件材料的选择原则： 满足零件的使用性能要求（使用性能原则） 、满足零件的加工工艺要求（工艺性原则） 、满足经济性的要求 平面连杆机构 一、基本概念 ☆ 1、机构是具有确定相对运动的构件组合 2、使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副两构件通过面接触组成的运动副称为低副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副 3、 平面连杆机构： 是由若干个刚性构件用低副联接组成的且各构件均在相互平行的平面内运动的机构 4、曲柄的存在必要条件条件： ①曲杆是最短的杆；②最短杆与最长杆之和小于等于其余两杆之和 （1） 取最短杆 1 相邻的杆 4 或杆 2 为机架时， 杆 1 为曲柄， 杆 3 均为摇杆，a 图示的两机构为曲柄摇杆机构 （2）取最短杆 1 为机架，则杆 2 和杆 4 均为曲柄，机构则为双曲柄机构(b图示) （3）取与最短杆 1 相对的 3 为机架，则杆 2，杆 4 都不能作整周运动故所得机构的双摇杆机构（ c 图示） 5、曲柄在摇杆处于两极限位置时所夹的锐角，称极位夹角θ   升温C1394FeFeFe  升温C912 6、曲柄摇杆机构的最小传动角γmin出现的位置必然在曲柄与机架共线的位置。

7、死点位置：连杆 2 与曲柄 1 两次共线，连杆 2 传给曲柄 1 上的力将通过铰链中心 A，此力对 A 点不产生力矩，则不能使曲柄转动 8、从动件所受压力 F 与受力点速度 vc之间所夹的锐角α称为压力角 凸轮机构 推程运动角，回程运动角 远休止角，近休止角 等速运动规律 等加速等减速运动规律 反转法绘制从动件盘形凸轮轮廓（自己画图） 带传动 一、基本概念☆ 1、带传动：是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的一种摩擦传动 2、打滑： ，因所需圆周力无法得到满 足而致使带在带轮上全面滑动 3、弹性滑动：由于带的弹性和拉力差而引起的滑动 4、包角α：带与带轮接触弧所对应的中心角 带传动的应力分析 齿轮传动 一、基本概念☆ 1、齿廓啮合的基本定律：相互啮合传动的一对齿廓，在任一位置接触，两轮的瞬时传动比等于两轮连心线被齿廓啮合点的公法线所分得的两线段的反比 2、共轭齿廓：凡是能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓（即实现给定传动比的一对齿廓曲线） 3、压力角：渐开线上某点的法线（压力方向线）与该点速度方向线所夹的锐角αK称为该点的压力角 4、啮合角：过节点 C 作两节圆的公切线 tt，它与公法线 N1N2间的夹角αω称为啮合角。

5、标准齿轮模数、压力角、齿顶高系数及径向间隙均取标准值，且分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮 6、渐开线齿轮的正确啮合条件：两轮的模数相等，两轮的压力角相等 7、啮合弧：一对轮齿从开始啮合到终止啮合，其分度圆上任一点所经过的弧长 maxfeFF 3 .57180121add)(21210FFF8、轮齿的失效形式：轮齿折断、磨损、点蚀、胶合、塑性变形 9、啮合弧与周节之比称为重合度， 10、连续传动条件：为保证渐开线齿轮连续以定传动比传动，啮合弧必须大于周节即 FG>P，即ε 〉1 基本计算：模数、齿数、受力等等 齿轮传动的功率损耗：①啮合中的磨擦损耗；②搅动润滑油的油阻损耗；③轴承中的摩擦损耗 齿面点蚀是润滑良好的闭式齿轮传动中常见的破坏形式点蚀一般多出现在靠近齿面节线的齿根表面上 当一对渐开线齿轮制成以后， 其基圆半径是不会改变的， 即使两轮的中心距有所改变， 但其瞬时传动比仍保持原值不变， 这种性质称为渐开线齿轮具有中心距可分性 蜗杆传动 一、基本概念☆ 1、蜗杆传动正确啮合条件：蜗杆轴面模数和轴面压力角应分别等于蜗轮端面模数和端面压力角，并规定主平面上的模数，压力角等为标准值，蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆柱上的螺旋角，且两者的旋向必须相同。

2、蜗杆特性系数：分度圆直径与模数的比值 相关计算 3、蜗杆传动的失效：主要是蜗轮齿面的失效，主要有胶合、点蚀、磨损等 4、当 时，蜗杆传动发生自锁 5、冷却措施： ①增加散热面积：合理设计箱体结构，铸出或焊出散热片； ②提高散热系数：在蜗杆轴上装风扇，或箱体油池内装蛇形冷却水管， 或用循环油冷却等等 6、由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合因此时连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算 传动的转向判断： ☆ 右旋蜗杆用右手四指顺着蜗杆的转向握成拳， 大姆指的相反方向即为蜗轮在啮合点的圆周速度的方向，从而可以确定的转向 轮系和减速器 1、定轴轮系：传动时所有齿轮几何轴线位置都固定不动的轮系，称为定轴轮系 2、动轴轮系：传动时某些齿轮的几何轴线绕另一齿轮的固定轴线回转的称为动轴轮系 3、惰轮：只改变传动比的正负号而不改变的大小的齿轮称为惰轮 4、两个中心轮都能转动的周转轮系，称为差动轮系； 5、只有一个中心轮能转动的周转轮系称为行星轮系 6、轮系的功用： ①获得大传动比； ②可在相距较远的轴间传动；③可获得多种传动比的传动； ④可以改变从动轴转向。

7、减速器是由封闭在刚性箱体内的齿轮（或蜗杆蜗轮）传动所组成，具有固定的传动比、常用在原动机和工作机之间作为减速的传动装置 定轴轮系传动比和周转轮系传动比计算 轴与联轴器 轴的类型 ①心轴——工作时只承受弯距而不传递扭矩的轴；心轴又分为转动和固定两种 ②转轴——工作时既承受弯矩又承受扭矩的；这是机器中最常见的轴； ③传动轴——主要用来传递扭矩而不承受弯矩或承受的弯矩很小的轴 轴的组成 轴由轴头、轴颈、轴身三部分组成轴上安装回转零件的部分叫做轴头；轴和轴承配合的部分叫轴颈；连接轴头和轴颈的部分叫轴身 轴承的分类☆ 根据轴颈与轴承相对运动表面的摩擦性质，将轴承分为两大类，滑动摩擦轴承，简称滑动轴承；滚动摩擦轴承，简称滚动轴承 滑动轴承类型 1．向心滑动轴承：主要承受径向负荷，可分为整体式、剖分式和自动调心式三种2．推力滑动轴承：主要承受轴向负荷，通常推力轴承具有环状的支承面当轴向力很大时，可采用多环推力轴承3．径向推力组合：当需要同时承受径向和轴向负荷时，可将二者组合在一起 滑动轴承中的几种润滑状态☆ 1．流体膜润滑；2．边界润滑；3．混合润滑边界润滑与混合润滑又经常通称为非液体润滑或非液体摩擦。

主要失效形式☆ 磨损和胶合是非液体摩擦润滑状态下滑动轴承的主要失效形式 在高压和变载荷作用下，也常出现疲劳损坏和轴承衬脱落的现象 滚动轴承的失效形式： 疲劳点蚀、塑性变形、磨损 。