机械设计复习资料

1、1.机械零件设计应满足的基本要求: 避免在预定寿命期限内失效的要求（强度、刚度、寿命）、经济性要求、质量小的要求、可靠性要求、结构工艺性的要求2.常用热处理方法：淬火、渗碳淬火、碳氮共渗、渗氮、调质、正火（常化）、退火3. 失效：就是失去正常的工作能力。失效的形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常的工作条件引起的失效4. 载荷类型：（静载荷/动载荷，名义载荷/计算载荷）5. 减小应力集中的措施：为降低应力集中，应尽量减少零件结构形状和尺寸的突变或使其变化尽可能的平滑和均匀，因此，要尽可能的增大过渡处的圆角半径，同一零件上相邻截面处的刚性变化应尽可能的小等等，也可采用减载槽降低

2、应力集中的作用。6.接触应力：静应力、变应力 工作应力：按计算载荷计算的作用在零件上的应力，s计算应力：复杂应力状态时，按强度理论求出的应力，sca 极限应力： slim 许用应力： 7.安全系数：安全系数大于18.磨损的三个阶段：磨合阶段、稳定阶段、剧烈阶段 按磨损机理分类：粘附磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、微动磨损9.摩擦分类：按运动状态不同分为静摩擦和动摩擦；按运动形式分为滑动摩擦和滚动摩擦；滑动摩擦可分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦10.常用的润滑剂类型：气体、液体、半固体和固体四种类型11.螺纹的分类：按牙形分三角形、梯形、锯齿形、矩形（三角螺纹用于连接，其他

3、螺纹用于传动）； 按螺旋线的线数分单线和多线； 按按旋向分左旋和右旋； 按母体的形状分圆柱螺纹和圆锥螺纹； 12.螺纹的基本参数：螺距、导程、线数 ；对于单线螺纹螺距等于导程13.螺纹连接一般采用单线普通螺纹，螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角，因此，连接螺纹都能满足自锁条件14螺纹连接的类型、特点、应用场合：类型：螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接、紧定螺钉连接； 螺栓连接特点：被连接件上的通孔和螺栓杆留有间隙，通孔的加工精度要求低，结构简单，拆装方便；应用场合：1）被连接件的孔不用加工螺纹，装拆方便，用于经常拆装的场合。2）只适用于被连接件都较薄的情况。 螺钉连接特点：结构简单、紧凑；应用场合：

4、用于被连接件之一比较厚，不宜经常拆装的场合。 双头螺栓连接特点及应用：被连接件之一需加工螺纹孔。用于被连接件之一比较厚，需经常拆装的情况。 紧定螺钉连接特点及应用：用于固定两零件的相对位置，并传递不大的力和力矩。15.提高螺栓强度的措施：降低影响螺栓疲劳强度的应力幅、改善螺纹牙的受力不均、减少应力集中、减小附加应力、采用合理的制造工艺方法16.螺纹连接预紧的目的：1）增加连接的可靠性；2）增加连接的刚性；3）防松；4）受横向载荷作用时，增大摩擦力，防止相对滑动；5）增大疲劳强度。17.螺纹连接防松的目的：防松的根本原理：防止螺旋副的相对转动。防松的方法：摩擦防松（对顶螺母、弹簧垫片、自锁螺母）

5、：摩擦防松简单方便，不如以下两种方法可靠。机械防松（开口销与六角开槽螺母、止动垫片、串联钢丝）：机械防松可靠，可和摩擦防松联合使用。永久防松（铆合、冲点、涂粘胶剂）：用于不再拆卸联接。这种方法是将螺旋副变成非运动副，从而排除了相对运动的可能性。18.键连接类型、特点、作用：平键连接（普通平键、薄型平键、导向平键、滑键）：平键联接结构简单，装拆方便，对中性较好，应用最广。工作面：两侧面； 工作原理：靠键与键槽两侧面的相互挤压传递转矩； 半圆键连接：特点及应用：工艺性较好，装拆方便，但键槽较深，对轴的强度削弱较大。适用于锥形轴端，轻载的场合。 工作面：键的两侧面；工作原理：靠键与键槽的互压传递转矩

6、。 楔键：特点及应用：连接可靠，但对中精度差。适用于定心精度要求不高，低转速的场合。 工作面：键的上下表面； 工作原理：靠上下表面的摩擦力传递转矩，同时可承受单向的轴向力，起单向轴向固定。19.键连接的作用：1)实现轴和轴上零件之间的周向固定；2)传递扭矩；3)有些键还可实现轴上零件的轴向固定或移动。20.键连接的失效形式：1）键与键槽的弱者被压溃（静连接）；2）键与键槽工作面的磨损（动连接）。21.平键的类型：普通平键常用于轴端与毂类零件的连接；薄型平键常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合； 导向平键用螺钉固定在轴上的键槽中； 滑键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑

7、移。22.普通平键的尺寸的选择依据：从类型和尺寸两方面选择 类型的选择：据连接的结构、使用特性、工作条件来选择。选择时应考虑的因素有：1）需传递扭矩的大小；2）是否有相对运动；3）滑动距离的长短；4）连接中对心性的要求；5）是否有轴向定位；6）键在轴上的位置（中、端）等。23多个键的布置（平键、切向键、楔键）：当采用单键强度不满足时，应采用双键，考虑到载荷分配不均的问题，双键只能按1.5个键计算。此外，采用双键时，布置是有讲究的：平键应间隔180°，半圆键应位于同一母线上，楔键和切向键应间隔120°左右。24.花键的分类（按齿形）：矩形花键和渐开线花键 矩形花键的定心方式为

8、小径定心；渐开线花键的定心方式为齿轮定心。25.销的主要用途：用于连接和固定零件26.销的分类（按形状）：圆柱销、圆锥销、槽销、销轴、开口销27.带传动的特点：结构简单、传动稳定、价格低廉和缓冲吸振等特点.中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动；2.能缓冲减振，运转平稳无噪音适用于高速传动；3.摩擦式传动具有过载保护作用；4.不需要润滑，环境易清洁；5.结构简单，维修方便，价格低廉；6.结构尺寸大；7.瞬时传动比不恒定；8.效率较低，寿命较短；9.需张紧，对轴和轴承的压力大；28.带传动的类型：带传动可分为摩擦型带传动和啮合型传动； 按截面形状的不同可分为平带传动、圆带传动、V带传动和多楔传

9、动 带传动的工作原理：靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。 平带传动结构简单，传动效率高； V带的横截面呈梯形，带轮上也做出相应的轮槽； 多楔带兼有平带柔性好和V带摩擦力大的优点； 啮合型传动一般也称同步带传动29.带传动受力分析：1）若Fe < Ffmax ： Fe = Ff ，正常工作；2）若Fe = Ffmax ： 打滑临界状态；3）若Fe > Ffmax ： 打滑。 Fe是有效拉力30.影响最大有效拉力的因素有：初拉力Fo、包角、摩擦系数f ；成正比31.弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动。 弹性滑动产生的原因：1）带具有弹性；2）紧边、松边有拉力差

10、。弹性滑动只在带离开带轮前的部分接触弧上发生。 打滑是由过载引起的；打滑是可以避免的，弹性滑动不可避免 32.速度：V1>V带>V2； 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。带传动的设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。33.带传动的张紧措施：定期张紧装置、自动张紧装置、采用张紧轮的张紧装置34.链传动的特点:与带传动相比较，优点：1.i平=常数；无滑动，效率高（h = 0.950.98）；2.在同样条件下，结构比较紧凑；（能传递更大的功率）3.对轴的压力小；4.能在高温、低速及恶劣环境下工作。与齿轮传动相比较，5.中心距大；6.制造、安装精度低

11、74;成本低 缺点：1.瞬时传动比不是常数，传动平稳性差；2.工作时有冲击、振动和噪音；®适用于低速3.无过载保护作用。35.链传动常用偶数链节，最好不用奇数链节，齿数常用奇数，一般传动比i<=6，常取i=23.5,包角不应小于120.36.链的失效形式：链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、链条铰链的胶合、链条静力拉断37.节距p越大，承载能力就越高，但总体尺寸增大，多边形效应显著，振动、冲击和噪声严重，为使结构紧凑和延长寿命，应尽量选择取小节距的单排链，当中心距小、传动比大时，应小节距的多排链，中心距大、传动比小时，应选大节距的单排链。38.链传动的布置：一般原则是：轴线尽可能水平

12、；两链轮的回转平面尽可能共面；如无特别理由，最好松边在下，紧边在上。39.链传动张紧的目的：与带传动有所不同，链传动张紧的目的主要是控制垂度，增大啮合角，从而控制链的颤动。因此链传动不能张得过紧。张紧原理与带传动相同。 方法：1）调整中心距；2）张紧轮。40.齿轮传动的失效形式: 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式与工作条件、速度、载荷、材料热处理等因素有关，其常见的失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面的胶合、齿面磨损、塑性变形41.设计准则：通常只按保证弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算（开式、闭式、硬齿面、软齿面）42.齿形系数与齿制、变位系数和齿数有关，与模数

13、无关；小齿轮硬度大于大齿轮，影响疲劳强度的主要因素是模数，模数越大，齿轮的弯曲疲劳强度越高。43.齿轮的结构大致分为整体式、腹板式和轮辐式，齿轮常用的润滑剂为润滑油和润滑脂44.蜗杆的自锁性：当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动便具有自锁性。 按蜗杆形状不同分为：圆柱蜗杆传动、换面蜗杆传动和锥面蜗杆传动45.蜗杆的失效形式：和齿轮传动一样，蜗杆传动也存在疲劳点蚀、齿面胶合、齿面磨损和断齿。46.蜗杆的直径系数q等于蜗杆分度圆直径d1与模数的比值。散热条件不足时采取的措施：增加散热面积S、增大散热系数ad、在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通。47.根据轴承中摩擦性质的不同可分为滑

14、动摩擦轴承和滚动摩擦轴承。滚动轴承由于摩擦系数小，启动阻力小，且因已标准化，应用广泛。由于结构与制造的原因，一般说来：滚动轴承摩阻小、起动灵敏；标准化程度高，质优价廉；便于使用与维护；故广泛应用于一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。48.滚动轴承的组成：内圈+外圈+滚动体+保持架。滚动轴承的特点：1.摩阻小、效率高，起动灵敏；2.运转精度高（可通过预紧消除间隙）；3.轴向尺寸较小；4.组合结构简单、便于使用维护；5.标准化程度高，质优价廉；6.抗冲击能力较差；7.振动及噪音较大；8.高速重载下寿命较低；9.径向尺寸较大。一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。49.滚动

15、轴承按滚动体分：球轴承、滚子轴承。滚动轴承按承受的外载荷不同分为：向心轴承（只受径向载荷）、推心轴承（只受轴向载荷）、向心力推力轴承三大类50.游隙：配合越紧，温差越大，轴的变形量越大，润滑冷却条件越差，则应选游隙越大的轴承。51.滚动轴承的代号：基本代号、前置代号和后置代号组成。基本代号用来表示轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型，轴承的内径是指轴承的内圈的内径，常用d表示。52.滚动轴承的失效形式：点蚀 、塑性变形、磨损 、元件回火、元件破裂 53.轴承的配置有三种：双支点各单向固定、一支点双向固定，另一端支点游动、两端游动支承54.滚动轴承的配合：轴承内孔与轴的配合采用基孔制，即以轴承内

16、孔的尺寸为基准；轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。55.滚动轴承预紧的目的：提高旋转精度的刚度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动，即安装时消除游隙，使轴承中保持一定的轴向力。56.轴的分类：按照承受的载荷的不同分为转轴、心轴（转动心轴、固定心轴）、传动轴三类；转轴既受弯矩又承受扭矩；心轴只承受弯矩不承受扭矩；传动轴只承受扭矩不承受弯矩。57. 轴的结构改错问题通常从以下几个方面考虑:a.轴与轴上零件是否用键作周向固定,若轴上有多个零件时，其键槽是否在同一母线。b.轮毂长度是否略大于安装轴段的长度。c.轴上零件的两端轴上定位如何？d.轴承的类型选择和组合是否合

17、理？特别是采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承时，应检查是否为成对使用，其内外圈传力点处是否设置有传力件。e.轴承的内、外圈厚度是否高出与之相接触的定位轴肩或定位套筒的高度。f.轴承端盖处有无密封及间隙。g.整个轴系相对于箱体轴向位置是否可调?58.联轴器的种类：刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）。59.选择联轴器的类型：a.所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求；b.联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小；c.两轴相对位移的大小和方向；d,联轴器的可靠性和工作环境；e.联轴器的制造安装、维护和成本。常见错误：（1）联轴器的键1应采用C型键联接，同时，键的布置应与齿轮轴段处的键在同一母线上；（2）轴承端盖与轴之间应有间隙并设计密封件；（3）左边轴承轴段与轴承端盖轴段之间应设计一个阶梯，不应为同一直径轴，以便于轴承安装；（4）左轴承端盖与轴承座间应有垫片；（5）左端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（6）齿轮宽度应略短于相应轴段长度1-2mm；（7）齿轮轴上的键长应短于轴段长度；（8）右端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（9）、右轴承端盖与轴承座间应有垫片； 两轴承应当正装；正装省空间，有利于机构的紧凑 右端轴承应有定位轴肩；轴段过长，套筒抵不住齿轮；套筒过高，不便拆缷轴承精加