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机械设计基础复习资料
一、基础知识
0、零件（独立的机械制造单元）组成（无相对运动） 构件（一个或多个零件、是刚体；独立的运动单元）组成（动连接） 机构（构件组合体）；两构件直接接触的可动连接称为运动副；运动副要素（点、线、面）；平面运动副、空间运动副；转动副、移动副、高副（滚动副）；点接触或线接触的运动副称为高副（两个自由度、一个约束）、面接触的运动副称为低副（一个自由度、两个约束，如转动副和移动副）
0.1曲柄存在的必要条件：最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。
连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
0.2在四杆机构中，不满足曲柄存在条件的为双摇杆机构，满足后，若以最短杆为机架，则为双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架则为双摇杆机构；若以最短杆的两邻杆之一为机架，则为曲柄摇杆机构
0.3 凸轮从动件作等速运动规律时，速度会突变，在速度突变处有刚性冲击，只能适用于低速凸轮机构；从动件作等加等减速运动规律时，有柔性冲击，适用于中、低速凸轮机构；从动件作简谐运动时，在始末位置加速度也会变化，也有柔性冲击，之适用于中速凸轮，只有当从动件做无停程的升降升连续往复运动时，才可以得到连续的加速度曲线（正弦加速度运动规律），无冲击，可适用于高速传动。
0.4凸轮基圆半径和凸轮机构压力角有关，当基圆半径减小时，压力角增大；反之，当基圆半径增大时，压力角减小。设计时应适当增大基圆半径，以减小压力角，改善凸轮受力情况。
0.5.机械零件良好的结构工艺性表现为 便于生产的性能 便于装配的性能 制造成本低 1.按照工作条件，齿轮传动可分为 开式传动 和 闭式传动 两种。
1.1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为 【齿面疲劳点蚀】
1.2对于闭式软齿面来说，齿面点蚀，轮齿折断和胶合是主要失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按 齿面弯曲疲劳强度 进行校核。
1.3闭式齿轮传动中的轴承常用的润滑方式为 飞溅润滑 1.4. 直齿圆锥齿轮的标准模数规定在_大_端的 分度 圆上。
2．开式齿轮传动主要的失效形式是『磨损』 开式齿轮磨损较快，一般不会点蚀 2.1. 轮齿疲劳点蚀通常首先出现在齿廓的 节线靠近齿根处 部位。
在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些
2.12. 根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按 接触强度 设计，按 弯曲强度 校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按 弯曲强度 设计，按 接触强度 校核。
2．13在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力 相同 ，材料的许用接触应力 不同 ，工作中产生的齿根弯曲应力 不同 ，材料的许用弯曲应力 不同 。
2.14、直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝ z/cosδ ；标准模数和压力角在 齿轮大端 ；受力分析和强度计算用 平均分度圆直径。
2.15、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是 相等的，大小齿轮的弯曲应力是 不相等的。 2.16、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取 节点 处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。
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2．2、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中 胶合与磨损 最易发生。 2．3. 蜗杆传动中，蜗杆轴向力 与 蜗轮的 圆周力是大小相等、方向相反 蜗杆圆周力 与 蜗轮的 轴向力是大小相等、方向相反 蜗杆径向力 与 蜗轮的 径向力是大小相等、方向相反
2．4. 机床主轴箱中的变速滑移齿轮，应该用 斜齿圆柱齿轮
2.42蜗杆传动的总效率包括 啮合效率 轴承效率 和 搅油效率。其中啮合效率，影响蜗杆传动总效率的主要因素是 啮合效率
2.5. 蜗杆传动的失效经常发生在 蜗轮轮齿 上（蜗杆主动，涡轮从动，且蜗杆强度大于涡轮强度）
2.6. 阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是：蜗杆的 轴向模数 应等于蜗轮的 端面模数
蜗杆的 轴向压力角 应等于蜗轮的 端面压力角 蜗杆的 轴向齿距 应等于蜗轮的 端面齿距
蜗杆的 分度圆导程角 应等于蜗轮的 分度圆螺旋角， 且两者 螺旋方向相同。
2.7、当两轴垂直交错时，可采用 蜗轮蜗杆 传动。
2.8、在普通蜗杆传动中，在 中间平面 上的参数为标准参数，在该平面其啮合状态相当于 齿条与齿轮 的啮合传动。 2.9 传动比=涡轮齿数 / 蜗杆头数
3. 带传动中最大应力发生在 紧边与小带轮接触处 （主动轮紧边的接触点） 带传动中，带中可能产生的瞬时最大应力发生在 紧边开始绕上小带轮(主动轮)处。
3.1．V带传动工作时，传动带受有 拉应力、弯曲应力 和 离心应力 ，三种应力叠加后，最大应力发生在 带的紧边开始绕上小带轮处。
3.2、带传动在工作过程中，带内所受的应力有 松紧边拉力产生的应力、离心力产生的应力 和 由于带在带轮上弯曲产生的弯曲应力 （对传动带的寿命影响最大，带厚度越大或带轮直径越小，带中弯曲应力越大，小带轮直径不宜过小），最大应力发生在 带紧边进小带轮处 工作时，如果最大应力超过 带的许用应力 带将产生疲劳破坏
3.3链传动瞬时传动比是 变量 ，其平均传动比是 常数 。 4. 带在工作时产生弹性滑动，是由于 带的紧边与松边拉力不等 4.1带传动采用张紧装置的目的是 调节带的预紧力
4.1.2带传动常用的张紧方法有两种：张紧轮法 和 调整中心距法 4.2.带传动的设计准则是 保证不打滑条件下，有一定疲劳强度
4.3由于大带轮的包角 大于 小带轮的包角，打滑一般发生在 小带轮 上。
4.4. 增加包角α使整个接触弧上摩擦力总和增加，从而提高传能力。因此水平装置的带传动，松边放置在 上面 ，以 增大包角。 （水平装置的带传动通常将松边放置在上边以增大包角）
4.5、带传动的主要失效形式为 打滑 和 疲劳破坏
4.6. 考虑滑动率?（弹性滑动），则带传动的实际传动比 i?dd2
dd1(1??)5. 在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是 避免螺栓受附加弯曲应力作用 6. 选取V带型号，主要取决于带传递的功率和小带轮转速
6.1. 与同样传动尺寸的平带传动相比，V带传动的优点是 传动效率高 8. 当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用 轮系传动
9. 自行车的前轮轴是什么轴？ 心轴 (自行车的前轮轴只承受弯矩而且不转动，所以是固定心轴，中轴 既承受扭矩又承.下载可编辑.
7. 同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，可以提高轴的 强度 而不能提高轴的刚度 。
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受弯矩所以是 转轴，后轮轴 只承受弯矩而且不转动所以也是 固定心轴)
9.1轴按照所受载荷和应力不同分为 转轴、传动轴 和 心轴三类。转轴承受的载荷特点是既承受 弯矩 又承受 扭矩 ；工作时只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴（转动的心轴承受变应力，不转动的心轴承受静应力）；工作时只承受转矩或主要承受转矩的轴成为传动轴，（如汽车发动机与后桥之间的传动轴、万向联轴器的中间轴，以及机床中的光杠等）
不随时间变化的应力称为静应力，随时间变化的应力称为 变应力 ，具有周期性的变应力称为 循环变应力 9.2 按照轴的中心线形状，轴可分为直轴、曲轴、钢丝软轴。轴的各截面中心在同一条直线上的称为直轴；各轴段截面中心不在同一条直线上的轴称为曲轴，（专用零件，多用于动力机械中）；钢丝软轴的轴线可以随意变化，能够把回转运动灵活地传到任何位置上去，（可用于受连续振动的场合，具有缓和冲击载荷的作用）。直轴又可分为 光轴（各横截面直径相同）和 阶梯轴（各横截面直径不同）
9.3 零件在轴上的固定方法：轴向固定法（轴肩、轴环挡环等零件实现）、周向固定法（常用平键、半圆键实现）
9.4 联轴器用于连接两根分开的轴，按被连接轴的相对位置分为：刚性联轴器（两轴严格对中，并不发生相对位移）、挠性联轴器（有相对位移（轴向、径向、角、综合）的轴连接）：无弹性元件、弹性联轴器（有金属弹性元件、非金属弹性元件的）
9.5.刚性联轴器的优点是：可以传递较大转矩、结构简单、工作可靠、易于维护、价格较低，缺点是：无法补偿两轴的偏斜和位移，对两轴的对中性要求较高，缺乏缓冲和吸振的能力，因此刚性联轴器常用于连接对中精度较高、载荷平稳的两根轴。
9.6挠性联轴器，可补偿轴向偏斜和相对位移。分类：无弹性元件挠性联轴器（利用联轴器工作零件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿）；弹性联轴器（利用联轴器中弹性元件的变形来补偿）。
9.7 弹性联轴器：金属弹性元件挠性联轴器(优点：强度高、使用寿命长、传递载荷能力强、尺寸小、有良好的补偿偏斜和位移的能力、有一定的缓冲作用和消振能力，其中波纹管联轴器和螺旋弹簧联轴器适用于传递小转矩场合)；非金属弹性元件挠性联轴器（优点：具有弹性滞后，消振能力强；储存的单位能量高，如橡胶约为刚的10倍，缓冲性能好，结构简单，价格便宜。缺点是：强度低、尺寸大、寿命短）
9.8齿式联轴器：有良好的综合位移补偿能力。
9.9 万向联轴器：单万向联轴器（不能传递等角位移，主要用于精度不高的传动中）；双万向联轴器（可实现等角位移传动，由两个单万向联轴器构成，实现等角位移传递的条件：内错角相等、中间轴两端的万向接头环在一个平面上）
9.11 离合器：牙嵌离合器（牙形有矩形、梯形和锯齿形； 要求传递的转矩越大，牙数应越少， 要求接和时间越短，选用牙形数应越多，但牙数越多时，各牙分担的载荷也越不均匀； 优点是：结构简单、尺寸小、能保证两轴精确传动）；
摩擦式离合器： 单圆盘式摩擦离合器、圆锥式摩擦离合器（可以自动对心）。优点：两轴可以任何角速度下进行结合接和或分离；可通过改变压力调节从动轮加速时间；接和时冲击小和振动较小；过载可打滑，保护零件免受损害。
10、螺旋传动按作用可分为：示数螺旋传动（传动精度高、空回误差小）、传力螺旋传动（可承受载荷较大）、一般螺旋传动。 10.1按接触面摩擦性质分为：滑动螺旋传动（降速传动比大、具有增力作用、能自锁、效率低、磨损快）、滚动螺旋传动、静压螺旋传动
10.2螺旋传动的基础是螺纹，按螺纹的断面性质可分为：三角形螺纹的牙型角α＝60 ，适用于（联接），而梯形螺纹的牙型角α
00
＝（30），适用于（传动和传力螺旋）；矩形螺纹的牙型角α＝ 0（传动效率高，牙根强度低，常用与力传动）
10.3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为 摩擦防松、机械防松 和 永久防松。螺纹联接防松松的根本问题在于 防止螺纹副的相对转动 常用的放松方法有： 用增加摩擦力的方法防松、用机械固定的方法防松、用粘结的方法防松 10.4. 螺纹连接的基本类型有 螺栓连接、 双头螺柱 、 螺钉连接 和 紧定螺钉连接。 10.5．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是 拉力和扭矩
0
10.51.螺纹的公称直径是指螺纹的 大 径，螺纹的升角是指螺纹 中 径处的升角。螺旋的自锁条件为 10.6. 在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是
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减小Cb．增大Cm（应尽量小）
10.7. 滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的 发热 .下载可编辑.
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10.8按滚动体的形状，滚动轴承可分为球 轴承和滚子 轴承两大类。
按承受外载荷的不同：1.向心轴承, 2.推力轴承，3.向心推力轴承 4.推力向心轴承 按工作时能否调心,可分为 刚性轴承 调心轴承
11.滚动轴承的失效形式：疲劳点蚀（主要，应进行接触疲劳寿命计算和静强度计算）、塑性变形、磨损
11.1轴承的寿命：轴承中任一元件首次出现疲劳点蚀之前所运转的总转速，或是在一定转速下的工作小时。
11.2基本额定动载荷C：指基本额定寿命恰好为一个单位（10的6次方转）时，轴承受能承受的最大载荷。
11.3对于深沟球轴承、角接触轴承、向心滚子轴承，其基本额定动载荷 = 径向基本额定动载荷；而对于推力轴承，基本额定动载荷= 轴向额度动载荷。
11.4对于深沟球轴承、角接触轴承、向心滚子轴承，其当量动载荷 = 径向当量动载荷； 而对于推力轴承，基本当量动载荷= 轴向当量动载荷
11.5 深沟球轴承：轴承能承受径向载荷与不大的双向轴向载荷。
11.6 角接触轴承：可以同时承受径向载荷和单向的轴向载荷，其中工程接触角越大，其承受轴向载荷能力越大 推力球轴承：只能承受轴向载荷
滚动轴承代号=类型（一个数字：5，推力球轴承 6深沟球轴承 7角接触轴承）+宽度（向心轴承，径向）/高度（推力轴承，轴向） （可略 为 0 窄）+ 直径（一个数字）+ 轴承内径 (两个数字，从04以上为5的倍数) 11.7滚动轴承的固定方式：两端固定（对于工作温度不高的短轴宜采用）；一端固定，一段游动（对于工作温度较高的长轴宜采用）
滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在 跨距较大 或 作温度较高 情况下。 11.8轴承的配合：滚动轴承与轴及轴承座的配合将影响轴承游隙。
11.9通常，回转圈的转速较高、载荷越大、工作温度越高，应采用较紧的配合；游动圈或经常拆卸的轴承则应采用较松的配合。 11.11轴承孔与轴的配合取 基孔制（孔的下方偏差为0）；轴承外圈与孔的配合取 基轴制（孔的上方偏差为0） 11.12滚动轴承的预紧方法：加金属垫片；磨窄套圈。
当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用 圆锥滚子轴承
11.121滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。
11.13常用于滑动轴承的润滑装置有： 油孔 、 油槽 等。
11.132根据承受载荷方向不同，滑动轴承可分为 径向 滑动轴承和 止推 滑动轴承
11.14滚动轴承的润滑，作用：减小摩擦和减轻磨损、防止锈蚀、加速散热、吸收振动、减小噪声。方法：润滑脂润滑，不易渗漏，密封简单，可防尘、防潮，但摩擦力大，适用于转速和温度都不高的场合；润滑油润滑：在高速和高温条件下任具有良好的润滑性能，适用于高速轴承，但缺点是易渗漏，需要良好的密封装置；固体润滑剂润滑：
11.152 dn值大的滚动轴承应采用 油 润滑，而dn值小的 滚动轴承 可采用 润滑脂 润滑。
11.15轴承采用油润滑时，当载荷越大、转速越低、温度越高时，选用润滑油的粘度应该__越高___，转速高、压力小时，应选用粘度低的油。
下图所示为一螺旋拉紧装置，如按图上箭头方向旋转中间零件，能使两端螺杆A及B向中央移动，从而将两端零件拉紧．此装置中，A、B螺杆上螺纹的旋向应是______。 （ C ）
（A）A左旋，B左旋 （B）A右旋，B右旋 （C）A左旋，B右旋 （D）A右旋，B左旋
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12.普通平键联接强度校核的内容主要是 校核键侧面的挤压强度
12.1键的主要失效形式是键或轮毂的工作表面的压溃（一般发生在轮毂上），严重时也会发生健体的断裂 12.2. 键联接的主要作用是使轴与轮毂之间 沿周向固定并传递扭矩 12.3楔键的工作面是 上下面 ，平键的工作面是两侧面 。 12.4普通平键联接传递动力是靠 两侧面的挤压力
12.5. 被连接零件的定位：利用两个定位销定位、利用圆柱配合面和一个定位销定位。 还有防转结构
12.6、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有
①．相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；
②．被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出； 3 润滑油必须有一定的粘度供油要充分
二、简答
1.简要说明动压油膜形成的条件。 答：润滑油有一定的粘度，供油要充分；
被油膜隔开两表面有足够的相对滑动速度，运动方向必须使润滑油大口流进，小口流出； 相对滑动面之间必须形成收敛性楔形间隙（通称油楔）。
2.简述联轴器和离合器的联系和区别。
答：联轴器和离合器是机械传动中常用的部件，它们主要用来联接轴与轴（或连接轴与其他回转零件），以传递运动与转矩，有时也可以用做安全装置。联轴器用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。离合器是在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动系统的断续，以便进行变速及换向等。
3.试写出轴承代号6316的意义。
4.常用的螺纹连接防松措施有哪些？
答：防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。
5.链传动与带传动相比有哪些优点？
答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。
6.齿轮的主要失效形式有哪些？
答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。
7.简要说明蜗杆传动要进行热平衡计算的原因。 .下载可编辑.
机械设计基础复习资料(综合整理)
