机械设计基础考试重点

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1、机械设计基础知识点一、绪论1、机器：用来变换或传递能量、物料、信息的机械装置。2、机构：把一个或几个构件的运动，变换成其他构件所需的具有确定运动的构 件系统。3、构件是指组成机械的运动单元；零件指组成机械的制造单元。二、机械设计基础知识1、失效：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。2、零件失效形式及原因：1）断裂失效：（零件在受拉压弯剪扭等外载荷作用，某一危险截面应力超过零件的强度极限发生的断裂）、2）变形失效：（作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将产生塑性变形）、3）表面损伤失效：（零件的表面操作破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳）。3、应力和应力循环特性：可用r =

2、 b max/b min来表示变应力的不对称程度r=+1 为静应力；r=0为脉动循环变应力；r=-1为对称循环变应力，-1r rT时，p 0,实际轮廓曲线为一平滑曲线，从动件的运动不会 出现失真。2）当pmin = rT时，p =0,实际轮廓曲线出现尖点，尖点极易磨损，磨损后， 会使从动件的运动出现失真。3）当pmin rT时，p 1 （Pb表示基圆齿距），越大，表示多 对轮齿同时啮合的概率越大，齿轮传动越平稳。6、根切现象：用范成法加工齿轮，当刀具的齿顶线与啮合线的交点超出啮合极 限点时，会出现轮齿根部的渐开线齿廓被刀具切去一部分的现象，称为根切。7、最少齿数：根切的产生与齿轮的齿数相关，齿

3、数越少，越容易产生根切。标 准齿轮欲避免根切，其齿数必须大于或等于不发生根切时的最少齿数，对于正常 齿制的齿轮，最小为17，短齿制齿轮为14，若要求齿轮的齿数小于最少齿数而 又不发生根切，则应采用变位齿轮。8、变位齿轮：以切削标准齿轮的位置为基准，将刀具的位置沿径向移动一段距 离，这一距离称为刀具的变位量，以xm表示。其中m为模数，乂为变位系数。 并规定刀具远离轮坯中心的变位系数为正，刀具靠近轮坯中心的变位系数为负。 当刀具变位后，与分度圆相切的不是刀具的中线，而是刀具节线，这样切出的齿 轮称为变位齿轮。9、轮齿常见的失效形式:3）齿面胶合4）齿面磨损5）塑性变形。1）轮齿折断2）齿面点蚀10

4、、斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件：P 1 = -P2;m m 2 = m ;以1 = a 2 =以（m、 a分别代表两轮的法面模数和法面压力角）。11、直齿圆锥齿轮正确啮合的条件：m1=m2=m, a1=a2=a（m、a分别代表两轮 的大端模数和压力角）。12、蜗杆传动正确啮合的条件是：m尸m2 = m;a =a2 = a （m、a分别代表蜗 杆轴向模数、蜗轮端面模数和蜗杆轴向压力角、蜗轮端面压力角）。13、齿轮传动的润滑方式：浸油润滑、喷油润滑七、轮系,=如=（_ 广从动轮齿轮连乘积1、平面定轴轮系传动比的计算公式：以*主动轮齿轮连乘积。周转轮系传动比的计算公式：iH E = M3 = +转

5、化轮系中所有从动轮齿数连乘积 何 : 气-H 转化轮系中所有主动轮齿数连乘积2、轮系的应用：1）实现相距较远的两轴之间的传动；2）实现变速传动；3）获得大的传动比；4）实现换向传动；5）实现运动的合成与分解。八、带传动与链传动1、打滑现象：当传动的功率P增大时，有效接力也相应增大，即要求带和带轮 接触面上有更大的摩擦力来维持传动。但是，在一定的初拉力下，带和带轮接触 面上所能产生的摩擦力有一极限值，称为临界摩擦力或临界有效拉力。当传递的 圆周力超过该极限值时，带就在带轮上打滑，即所谓的打滑现象。2、带中最大应力发生在绕入小带轮的点处，其值为：3、带传动的弹性滑动：1）传动带是弹性体，受力后会产

6、生弹性伸长，带传动工作时，和松边的拉力不等，因而弹性伸长也不同。2）带在绕过主动轮时，作用在带上的拉力逐渐减小，弹性伸长量也相应减小。3）因而带在随主动轮前进的同时，沿着主动轮渐渐身后收缩滑动，而在带动从动轮旋转时，情况正好相反，即一边带动从动轮旋转，一边尚其表 面向前拉伸滑动。4）这种由于带的弹性和接力差引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动。4、带的打滑是两个完全不同的概念。弹性滑动是带传动工作时的固有特性，只 要主动轮一驱动，紧边和松边就产生拉力差，弹性滑动不可避免。而打滑是因为 过载引起的全面滑动，是可以采取措施避免的。5、带传动的包角要求：小带轮包角 = 180 + （ d -d

7、）x57.3/a，其中d2,d1分别 表示大带轮和小带轮的直径，a表示中心距。2 16、 带传动的最大应力发生在小带轮某一点：其值为b皿 f+气+b，其中C = F/A （A为带的横截面积）为紧边拉应力；。二F /A = qvv/A （q为每米长11C C的质量，v为带速）；b = 2YE / d （Y表示带截面的节面到最外层的距离；E为带 的弹性模量；d为带轮直径）。7、链传动优缺点：与带传动相比，其主要优点是：1）能获得准确的平均传动比；2）所需张紧力小，因而作用在轴上的压力小，3）结构更为紧凑，传动效率较高，4）可在高温、油污、潮湿等恶劣环境下工作；与齿轮传动相比较优点：1）中心距较大而

8、结构较简单，2）制造与安装精度要求较低。链传动的主要缺点是：1）瞬时传动比不恒定，2）传动平稳性差，工作时有一定的冲击和噪声。8、链节距：链条上相邻两销轴的中心距称为链节距，以p表示，它是链条最主 要的参数，滚子链使用时为封闭环形，链条长度以链节数来表示。当链节数为偶 数时，链条连接成环形时正好是外链板与内链板相连接，接头处可用开口销和弹 簧夹来锁住活动的销轴，当链节数为奇数时，则需要采用过渡链节，链条受力后， 过渡链节的链节除受拉力外，还承受附加的弯矩。因此应避免采用奇数链节。九、连接与弹簧1、螺纹副：外螺纹与内螺纹旋合面组成螺纹副，亦称螺旋副。2、自锁条件：对于矩形螺纹，螺纹副的自锁条件为

9、pp，其中中为斜面倾角，P为摩擦角。对于非矩形螺纹，其自锁条件为甲p，其中p为当量摩擦角，并VV且有 f = f /cos P = tan p。3、螺纹的预紧：在一般的螺纹连接中，螺纹装配时都应拧紧，这时螺纹连接受 到预紧力的作用，对于重要的螺纹连接，为了保证连接的可靠性、强度和密封性 要求，应控制预紧力的大小。4、螺纹的防松：为了保证安全可靠，设计螺纹连接时要采取必要的防松措施。螺纹连接防松 的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。1）在静载荷和工作温度变化不大的情况下，拧紧的螺纹连接件因满足自锁性条件一般不会自动松脱。2）但在冲击、振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，连接仍有可能自行

10、松脱而影响正常工作，甚至发生严重事故。3）当温度变化较大或在高温条件下工作时，连接件与被连接件的温度变形或材料的蠕变，也可能引起松脱。5、防松措施：1）摩擦防松（弹簧垫圈、双螺母、尼龙圈锁紧螺母）、2）机械防松（开口销与槽形螺母、止动垫圈与圆螺母）、3）粘合防松6、螺栓的主要失效形式有：1）螺栓杆拉断；2）螺纹的压溃和剪断；3）经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象。7、键：平键和半圆键工作面是两侧面；楔键和切向键工作面是上下面。十、轴承（滚动轴承、滑动轴承）1、滚动轴承分类：按滚动体形状可以分为球轴承和滚子轴承；按承受载荷的方 向或公称接触角的不同，滚动轴承可以分为向心轴承和推力轴承。2、滚动轴承

11、特点：主要优点是：1)摩擦阻力小、启动灵活、效率高；3）极大地减少了有色金属的消耗；2)轴承单位宽度的承载能力较强；4）易于互换，润滑和维护方便。主要缺点是：1)接触应力高，抗冲击能力较差，2）减振能力低，运转时有噪声；高速重载荷下寿命较低，不适用3）径向外廓尺寸大；于有冲击的瞬间过载的高转速4）小批量生产特殊的滚动轴承时成场合；本较高。3、滚动轴承的代号：基本代号中右起12位数字为内径代号，右起第3位表示直 径系列代号，右起第4位为宽（高）度系列代号，当宽度系列为0系列时，可以 不标出。4、滚动轴承类型选择：考虑承载能力、速度特性、调心性能、经济性5、滑动轴承的分类：按所受载荷方向的不同，主

12、要分为径向滑动轴承和推力滑 动轴承；按滑动表面间摩擦状态的不同，可分为干摩擦滑动轴承、非液体摩擦滑 动轴承和液体摩擦滑动轴承。6、滑动轴承轴瓦材料性能：1）摩擦因数小，有良好的耐磨性、耐腐蚀性、抗胶合能力强；2）热膨胀系数小，有良好的导热性；3）有足够的机械强度和可塑性。十一、 轴1、轴的分类：按承载情况不同，轴可以分为以下三类：1）心轴（只承受弯矩而不传递转矩的轴）、2）传动轴（主要传递动力，即主要传递转矩，不承受或承受很小弯矩）、3）转轴（用于支承传动件和传递动力，既承受弯矩又传递转矩）。4）按照轴线的形状还可以分为：直轴、曲轴、钢丝软轴。2、轴的结构设计要求：1）便于轴上零件的装拆和调整；2）对轴上零件进行准确的定位且固定可靠；3）要求轴具有良好的加工工艺性；4）尽量做到受力合理，应力集中小，承载能力强，节约材料和减轻重量。