机械设计知识点 总结
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机械类专业知识点总结一、基础知识1.1 机械类专业概述机械类专业是工程学科中的一个重要分支,主要研究机械设计、制造和应用等方面的知识。
机械类专业涵盖了机械设计、材料力学、热力学、流体力学等多个学科,涉及到机械工程、汽车工程、航空航天工程等领域。
1.2 基础力学力学是机械类专业的基础学科之一,主要包括静力学、动力学和弹性力学。
静力学主要研究物体在静止状态下受力的平衡条件,动力学则研究力对物体的运动产生的影响,弹性力学研究物体在外力作用下的形变和应力分布规律。
1.3 材料力学材料力学是机械设计的基础,主要包括强度学、断裂学和塑性变形学等内容。
在机械设计中,需要考虑材料的强度、韧性、硬度等性能,以保证设计的可靠性和安全性。
1.4 热力学热力学是机械类专业中重要的学科之一,主要研究热量的传递和转化规律。
在机械设计和应用中,需要考虑热量对机械设备的影响,以及如何有效利用热量资源。
1.5 流体力学流体力学是机械类专业中的重要分支,主要研究流体的运动规律和特性。
在液力传动、压缩机、风力发电等领域,流体力学都有着重要的应用。
1.6 机械设计原理机械设计原理是机械类专业中的核心课程,主要包括机械设计基础、机械零部件设计、机构设计、齿轮传动等内容。
在机械设计中,需要考虑结构的强度、刚度、耐用性等因素,同时要满足机械运动的要求。
1.7 制造工程制造工程是机械类专业中不可或缺的一部分,主要涉及到材料加工、成型工艺、装配与检测等内容。
在机械制造中,需要考虑如何选择合适的加工工艺、选择合适的材料和加工设备,以确保产品质量。
二、专业课程2.1 机械原理机械原理是机械类专业的一门重要课程,主要介绍机械工程的基本原理和方法。
包括机械动力学、机械静力学、机构分析、机械设计等内容。
2.2 机械设计机械设计是机械类专业的核心课程,主要介绍机械系统的设计原理和方法。
包括机械零部件设计、机械结构设计、齿轮传动设计、轴系设计等内容。
2.3 机械制造技术机械制造技术是机械类专业的重要课程,主要介绍机械制造加工的基本技术和方法。
机械设计需要哪些知识点机械设计需要掌握的知识点在机械设计领域,掌握一定的知识点是非常重要的,这些知识点涉及到机械设计的多个方面,包括基础知识、材料选择、工艺技术等。
本文将介绍机械设计中需要了解和掌握的关键知识点。
1. 工程力学工程力学是机械设计的基础,它包括静力学、动力学和材料力学等课程。
静力学研究力的平衡和结构的稳定,动力学研究力的作用和物体的运动,材料力学研究材料的性能和力学行为。
掌握工程力学的基本原理和公式,对于机械设计者来说至关重要。
2. 机械设计基础知识机械设计的基础知识包括机械零件的命名、尺寸、公差等。
例如,命名规则中的轴、孔、键、螺纹等,尺寸公差包括平行度、圆度、轴线偏移等。
机械设计者需要了解这些基本概念,以便正确设计零件和装配。
3. 材料选择在机械设计中,选择合适的材料对产品的性能和寿命有着重要影响。
机械设计者需要了解各种材料的物理性质、力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性。
了解不同材料的使用条件和限制,并根据应用环境和需求来选择合适的材料,以确保产品的可靠性和稳定性。
4. 机械传动系统机械传动是机械设计中非常重要的一部分,它包括齿轮传动、皮带传动、链条传动等。
机械设计者需要了解不同传动系统的原理、特点和应用范围,以便选择合适的传动方案,并进行传动计算和设计。
5. 工艺技术机械设计者还需要了解各种工艺技术,包括加工工艺、焊接技术、表面处理等。
了解不同工艺技术的原理、优缺点以及适用范围,以便在设计过程中考虑到产品的制造可行性和成本效益。
6. 计算机辅助设计随着计算机技术的发展,计算机辅助设计(CAD)已成为机械设计的重要工具。
机械设计者需要熟练掌握CAD软件的操作技巧,能够进行三维建模、装配设计、工程图绘制等。
7. 安全和可靠性在机械设计中,安全性和可靠性是至关重要的考虑因素。
机械设计者需要了解相关的安全标准和规范,确保产品在使用过程中符合安全要求。
同时,还需要考虑产品的可靠性,避免因设计不合理导致的故障和损坏。
机械设计总复习范文机械设计是机械工程学科中的重要分支,是指根据特定的要求,利用机械原理、理论和设计方法,进行零部件、机构和机械系统的设计。
机械设计的目标是实现机械产品的功能需求,并满足性能、可靠性、经济性及制造与维修的要求。
下面是机械设计的总复习内容。
一、机械设计基础知识:1.机械元件的基本概念和分类。
如紧固件、轴类零部件、轴承、联接件、弹簧、键和槽等。
2.材料力学基础。
包括杨氏模量、拉伸强度、屈服强度、冲击韧性等。
3.机械设计基本原理。
如受力分析、平衡条件、功率传递、传动比等。
4.流体力学原理。
包括液压、气压的基本原理与应用。
二、机械结构设计:1.固体力学分析与设计。
包括强度计算、载荷分配、应力分析、疲劳寿命等。
2.机械系统设计。
包括机构设计、减振设计、噪音与振动控制等。
3.轴系设计。
包括轴的强度计算、轴承的选型、轴的位置配合等。
4.机械传动设计。
包括齿轮传动、带传动、离合器、制动器的设计和计算。
三、机械零件设计:1.零件加工工艺与装配设计。
包括零件的材料选择、表面处理、热处理和加工工艺的设计。
2.零件的尺寸和公差设计。
包括尺寸链的设计、公差配合的选择和计算。
3.标准零件的选用。
如轴承、齿轮、弹簧等标准零件的选用和使用。
四、机械设计的先进技术:1.计算机辅助设计和三维建模技术。
如CAD、CAM和CAE等软件的运用。
2.数字化设计和快速原型制造技术的应用。
3.仿生学在机械设计中的应用。
如叶片和机构设计中的仿生优化等。
4.可靠性设计和维修性设计。
如故障模式与影响分析、可靠性评估和维修性设计等。
五、机械设计的数学基础:1.常用的数学方法与数学模型在机械设计中的应用。
2.微积分、线性代数、概率论和数理统计在机械设计中的应用。
六、机械设计的实践能力:1.利用软件进行机械设计和分析的能力。
2.进行机械实验和测试的能力。
3.解决机械设计问题的能力。
4.进行机械制造和加工的能力。
机械设计总复习的内容主要包括机械设计基础知识、机械结构设计、机械零件设计、机械设计的先进技术、机械设计的数学基础和机械设计的实践能力等方面的内容。
机械知识知识点总结大全一、机械工程基础知识1. 机械工程概述机械工程是利用各种能源和原材料进行制造加工,生产各种机械设备和零部件的工程技术。
它涉及到机械结构、机械动力、机械传动、机械设计、机械制造、机械装配以及机械维护等多个方面。
2. 基本原理与概念(1)力学与运动学:涉及到牛顿运动定律、动力学、静力学、动力学等基本原理和概念。
(2)材料力学:包括材料的力学性能、应力分析、应变分析等。
(3)热工学:涉及到热力学基本概念、热传递、热力循环等。
(4)流体力学:包括流态特性、流体运动、流体压力等内容。
3. 机械结构机械结构是机械设备的基础部件,包括机床、传动装置、工作装置、装置等,是机械设备实现功能的基础。
4. 机械动力学机械动力学是机械工程中的一个基本概念,也是机械设备的工作基础。
它涉及到动力传递、动力转换、功率传递等内容。
二、机械设计1. 设计基础知识(1)机械设计的基本原则:包括安全可靠、节能环保、经济合理等原则。
(2)设计过程:包括定位、调研、方案制定、方案评审、详细设计、制作图纸、试验验证、修改完善等内容。
2. 机械设计基础(1)机械设计基础知识:包括机械设计基础概念、机械设计原理、机械设计基本过程等内容。
(2)机械元件设计:包括轴、螺纹、联轴器、弹簧、齿轮等机械元件的设计原则、计算方法、制作要求等。
3. 机械设计方法(1)规范计算法:根据工程设计规范和标准,进行机械设计计算。
(2)试验法:通过试验数据进行机械设计。
(3)仿生学设计法:借鉴自然界的设计原则,进行机械设计。
4. 机械设计软件(1)CAD软件:包括AutoCAD、SolidWorks、Pro/E等。
(2)CAE软件:包括ANSYS、ABAQUS等。
(3)CAM软件:包括MasterCAM、UG等。
5. 机械设计案例分析根据不同工程案例,对机械设计进行分析和评估,总结经验教训。
三、机械制造1. 制造工艺知识(1)金属材料的制造过程:包括锻造、铸造、焊接、冷加工等。
绪论:机械:机器与机构的总称。
机器:机器是执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料、信息。
机构:是具有确定相对运动的构件的组合。
用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。
构件:机构中的(最小)运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。
是运动的单元,它可以是单一的整体,也可以是由几个零件组成的刚性结构。
零件:制造的单元。
分为:1、通用零件,2、专用零件。
一:自由度:构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。
运动副:使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。
高副:两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
低副:两构件通过面接触而构成的运动副。
根据两构件间的相对运动形式,可分为转动副和移动副。
F = 3n- 2PL-PH机构的原动件(主动件)数目必须等于机构的自由度。
复合铰链:虚约束:重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。
计算机构的自由度时,虚约束应除去不计。
局部自由度:与输出件运动无关的自由度,计算机构自由度时可删除。
二:连杆机构:由若干构件通过低副(转动副和移动副)联接而成的平面机构,用以实现运动的传递、变换和传送动力。
铰链四杆机构:具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。
整转副:存在条件:最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
构成:整转副是由最短杆及其邻边构成。
类型判定:(1)如果:lmin+lmax≤其它两杆长度之和,曲柄为最短杆;曲柄摇杆机构:以最短杆的相邻构件为机架。
双曲柄机构:以最短杆为机架。
双摇杆机构:以最短杆的对边为机架。
(2)如果:lmin+lmax>其它两杆长度之和;不满足曲柄存在的条件,则不论选哪个构件为机架,都为双摇杆机构。
急回运动:有不少的平面机构,当主动曲柄做等速转动时,做往复运动的从动件摇杆,在前进行程运行速度较慢,而回程运动速度要快,机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。
压力角:作用于C点的力P与C点绝对速度方向所夹的锐角α。
第一章绪论1.通用零件、专用零件有哪些?P4通用零件:传动零件——带、链、齿轮、蜗轮蜗杆等;连接零件——平键、花键、销、螺母、螺栓、螺钉等;轴系零件——滚动轴承、联轴器、离合器等。
专用零件:汽轮机的叶片、内燃机的活塞、纺织机械中的纺锭、织梭等。
第二章机械设计总论1.机器的组成。
P5机器的组成:原动机部分、传动机部分、执行部分、测控系统、辅助系统。
2.机械零件的主要失效形式有哪些?P13①整体断裂;②过大的残余变形;③零件的表面破坏;④破坏正常工作条件引起的失效。
3.机械零件的设计准则有哪些?P16①强度准则;②刚度准则;③寿命准则;④振动稳定性准则;⑤可靠性准则。
第三章机械零件的强度1.交变应力参数有哪些?应力比r的定义是什么?r = -1、r =0、r=1分别叫什么?P27最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm=σmax+σmin2、应力幅度σa=σmax−σmin2、应力比(循环特性系数)r=σminσmax。
最小应力与最大应力之比称为应力比(循环特性系数)。
r = -1:对称循环应力、r =0:脉动循环应力、r =1:静应力。
第五章螺纹连接和螺旋传动1.连接螺纹有哪些?各有哪些特点?P71①普通螺纹。
牙型为等边三角形,牙型角α=60°,内、外螺纹旋合后留有径向间隙。
同一公称直径螺纹按螺距大小可分为粗牙螺纹和细牙螺纹。
②55°非密封管螺纹。
牙型为等腰三角形,牙型角α=55°。
管螺纹为英制细牙螺纹。
可在密封面间添加密封物来保证密封性。
③55°密封管螺纹。
牙型为等腰三角形,牙型角α=55°。
螺纹旋合后,利用本身的变形就可以保证连接的紧密型。
④米制锥螺纹。
牙型角α=60°,螺纹牙顶为平顶。
2.传动螺纹有哪些?各有哪些特点?P72①矩形螺纹。
牙型为正方形,牙型角α=0°。
传动效率比其他螺纹高。
②梯形螺纹。
牙型为等腰梯形,牙型角α=30°。
机械必备知识点总结大全一、机械基础知识1. 机械结构机械结构是由零部件和构件组成的,主要包括机床、工具机、机械手、传动机构等。
机械结构根据其功能和用途可以分为静态结构和动态结构。
2. 机械原理机械原理是研究物体在空间中的运动和相互作用的学科,主要包括静力学、动力学、弹性力学等。
了解机械原理可以帮助工程师设计和优化机械结构。
3. 机械制图机械制图是机械设计中的基本技能,包括机械零件的绘图、尺寸标注、注解和剖视图等。
掌握机械制图可以帮助工程师理解和沟通设计意图。
4. 机械制造工艺机械制造工艺包括铸造、锻造、焊接、切削、热处理等,这些工艺用于加工原材料,制造成各种机械零件和构件。
掌握机械制造工艺可以帮助工程师选择合适的加工方法和工艺参数。
5. 机械材料机械材料包括金属材料、塑料材料、复合材料等,其性能和特点对机械结构和零部件的设计和制造具有重要影响。
了解机械材料可以帮助工程师选择合适的材料和热处理工艺。
二、机械设计知识1. 机械设计原理机械设计原理包括静力学、动力学、材料力学等,了解这些原理可以帮助工程师设计和分析各种机械结构和零部件。
2. 机械传动设计机械传动设计包括齿轮传动、链传动、皮带传动等,了解传动原理和设计方法可以帮助工程师选择合适的传动方案和参数。
3. 机械零件设计机械零件设计包括轴、轴承、齿轮、连杆、销轴等,掌握零件的选材、设计和加工可以帮助工程师设计出可靠和经济的机械结构。
4. 机械系统设计机械系统设计包括机床、工具机、机械手、自动化系统等,全面了解机械系统的原理和设计方法可以帮助工程师设计出高效和稳定的工程设备。
5. 机械设计软件机械设计软件包括CAD、CAM、CAE等,掌握这些软件可以帮助工程师进行机械设计、分析和优化。
三、机械制造知识1. 机械加工工艺机械加工工艺包括车削、铣削、钻削、磨削等,了解各种加工方法和工艺参数可以帮助工程师选择合适的加工方案和工艺路线。
2. 数控加工技术数控加工技术是近年来发展较快的一种新型加工方法,了解数控机床的原理和操作方法可以帮助工程师设计和加工各种复杂的机械零部件。
1、机械零件常用材料:普通碳素结构钢(Q屈服强度)优质碳素结构钢(20平均碳的质量分数为万分之20)、合金结构钢(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(在水或油中迅速冷却)、回火(吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度,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、机械零件的结构工艺性:便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式:因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、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。
最基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、疲劳破坏及其特点:变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点:在某类变应力多次作用后突然断裂;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。
确定疲劳极限时,应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点:零件在接触应力的反复作用下,首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹,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,最后使表层金属呈小片状剥落下来,在零件表面形成一个个小坑,即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害:减小了接触面积,损坏了零件的光滑表面,使其承载能力降低,并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因:为了改善构件的受力情况(多个行星轮)、增强机构的刚度(轴与轴承)、保证机械运转性能9、螺纹的种类:普通螺纹、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:普通螺纹由于牙斜角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°。
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min max /σσ=r 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,-1<r<+1为不对称循环变应力;4、零件设计准则:强度准则、刚度准则、耐磨性准则、振动稳定性准则、耐热性准则、可靠性准则;5、机械零件材料选择的基本原则:1) 材料的使用性能应满足工作要求力学、物理、化学、2) 材料的工艺性能满足制造要求铸造性、可锻性、焊接性、热处理性、切削加工性、3) 力求零件生产的总成本最低相对价格、资源状况、总成本;6、摩擦类型:按摩擦表面间的润滑状态不同分为:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦;7、磨损:由于机械作用或伴有物理化学作用,运动副表面材料不断损失的现象称为磨损,分类:粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损;8、常用润滑剂:润滑油、润滑脂9、零件结构工艺性的基本要求:毛坯选择合理、结构简单合理、制造精度及表面粗糙度规定适当;三、 平面机构基础知识1、 运动副:两构件直接接触,并保持一定相对运动,则将此两构件可动连接称之为运动副;按照接触形式,通常把运动副分为低副和高副两类;2、平面机构的自由度:机构能产生独立运动的数目称为机构的自由度;设平面机构中共有n 个活动构件,在各构件尚未构成运动副时,它共有3n 个自由度;而当各构件构成运动副后,设共有个低副和个高副,则机构的自由度为F=3n-2-H L P P -;3、机构具有确定运动的条件:机构自由度应大于0,且机构的原动件的数目应等于机构的自由度的数目;当机构不满足这一条件时,如果机构的原动件数小于机构的自由度,机构的运动不能确定;如果原动件数大于机构的自由度,机构不能产生运动,并将导致机构中最薄弱环节的损坏4、复合铰链、局部自由度、虚约束各自的引入5、瞬心:两构件互作平面相对运动时,在任一瞬时都可以认为它们是绕某一点作相对转动;该点即为两构件的速度瞬心;6、三心定理:作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心,这三个瞬心位于同一直线上;四、平面连杆机构1、平面连杆机构基本类型:按两连架杆的运动形式将铰链四杆分为三种:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构;2、平面四杆机构的演化:1)曲柄摇杆机构、2)曲柄滑块机构、3)导杆机构、4)摇块机构、5)定块机构、6)偏心轮机构、7)双滑块机构;3、铰链四杆机构有周转副的条件是:1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和;2)组成该周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆;4、不同形式的获得条件:1)当最短杆为机架时,机架上有两个周转副,故得双曲柄机构;2)当最短杆为连架杆时,机架上有一个周转副,该四杆机构将成为曲柄摇杆机构;3)当最短杆为连杆时,机架上没有周转副,得到双摇杆机构;5、急回动动特性:摇杆在摆去与摆回时的速度不同的性质;6、行程速度变化系数K:K=180°+θ/180°-θ机构在两个极位时,原动件AB所处两个位置之间的锐角θ称为极位夹角θ角越大,K值越大,机构的急回特性也越显着7、压力角:从动件驱动力F与力作用点绝对速度所夹锐角;压力角的余角称为传动角;为了保证机构据传动性能良好,设计通常应使minγ≥40°;在传递力矩较大时,则应使minγ≥50°,对于一些受力很小或不常使用的操作机构,则可允许传动角小些,只要不发生自锁即可;8、死点:设摇杆CD为主动件,则当机构处于图示两个位置之一时,连杆与从动曲柄共线,出现了传动角等于0度的情况;这时主动什CD通过连杆作用于从动件AB 上的力恰好通过其回转中心,所以不能使构件AB转动而出现“顶死”现象;机构的此种位置称为死点;五、凸轮机构1、由于加速度发生无穷大突变而产生的冲击称为刚性冲击,由于加速度的有限值突变产生的冲击称为柔性冲击;2、基圆:以凸轮轮廓曲线的最小向径0r为半径所作的圆称为凸轮的基圆;3、压力角:从动件运动方向与力F之间所夹的锐角即为压力角;4、滚子半径的选择:设理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径为min ρ,滚子半径为T r ,则相应位置实际轮廓曲线的曲率半径'ρ为'ρ=min ρ-T r ; 且有1) 当min ρ>T r 时,'ρ>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min ρ=T r 时,'ρ=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min ρ<T r 时,'ρ<0,实际轮廓曲线出现相交,图中交点以上的轮廓曲线在实际加工时会被切去,使从动件的运动出现严重的失真,这在实际生产中是不允许的;六、 齿轮传动1、齿廓啮合基本定律:一对传动齿轮的瞬时角速比与其连心线被齿廓接触点公法线所分割的两段长度成反比,这个规律称为齿廓啮合基本定律;2、渐开线定义及其性质:当一直线沿某圆作纯滚动时,此直线上任意一点K 的轨迹称为该圆的渐开线,这个圆称为渐开线的基圆,该直线称为渐开线的发生线; 性质:1) 发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长;2) 渐开线上任意一点的公法线必与基圆相切;3) 渐开线上各点的曲率半径不同,离基圆远,曲率半径越大,渐开线越平缓;4) 渐开线的形状取决于基圆的大小,同一基圆上的渐开线形状相同,不同基圆上的渐开线形状不同,基圆越大,渐开线越平直,基圆半径为无穷大时,渐开线为直线;5) 渐开线是从基圆开始向外展开的,故基圆内无渐开线;6) 渐开线上各点的压力角不相等,离基圆越远,压力角越大;3、渐开线齿廓的啮合特性:1) 四线合一啮合线、过啮合点的公法线、基圆的公切线和正压力作用线四线合一;2) 啮合线为一直线,啮合角为一定值;3) 中心距可调性;4、渐开线标准齿轮正确啮合条件:m1=m2=m,α1=α2=α;5、齿轮连续传动的条件是1/21≥=b p B B εPb 表示基圆齿距,ε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,x 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:1) 轮齿折断 2) 齿面点蚀 3) 齿面胶合 4) 齿面磨损5) 塑性变形;10、斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件:n n n n n n m m m αααββ====-=212121;;m 、α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,α1=α2=αm 、α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:ααα====2121;t a t a m m m m 、α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1、平面定轴轮系传动比的计算公式:; 周转轮系传动比的计算公式:H n H m H n H m Hmn i ωωωωωω--==齿数连乘积转化轮系中所有主动轮齿数连乘积转化轮系中所有从动轮±= 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/a 57.3×﹚d -﹙d ±18012=α,其中d2,d1分别表示大带轮和小带轮的直径,a 表示中心距;6、带传动的最大应力发生在小带轮某一点:其值为c b σσσσ++=11max ,其中1σ=A F /1A 为带的横截面积为紧边拉应力;A qvv A F cc //==σq 为每米长的质量,v 为带速;d YE b /2=σY 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ρϕ≤,其中ϕ为斜面倾角,ρ为摩擦角;对于非矩形螺纹,其自锁条件为v ρϕ≤,其中v ρ为当量摩擦角,并且有v v f f ρβtan cos /==;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、滚动轴承特点:主要优点是:1) 摩擦阻力小、启动灵活、效率高; 2) 轴承单位宽度的承载能力较强; 3) 极大地减少了有色金属的消耗;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,高速重载荷下寿命较低,不适用于有冲击的瞬间过载的高转速场合; 2) 减振能力低,运转时有噪声;3) 径向外廓尺寸大;4) 小批量生产特殊的滚动轴承时成本较高;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;。
机械设计知识点总结(一)1.螺纹联接的防松的原因和措施是什么?答:原因——是螺纹联接在冲击,振动和变载的作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,联接有可能松脱,高温的螺纹联接,由于温度变形差异等原因,也可能发生松脱现象,因此在设计时必须考虑防松。
措施——利用附加摩擦力防松,如用槽型螺母和开口销,止动垫片等,其他方法防松,如冲点法防松,粘合法防松。
2.提高螺栓联接强度的措施答:(1)降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围:a,为了减小螺栓刚度,可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆,也可增加螺杆长度,b,被联接件本身的刚度较大,但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度,采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件,则仍可保持被连接件原来的刚度值。
(2)改善螺纹牙间的载荷分布,(3)减小应力集中,(4)避免或减小附加应力。
3.轮齿的失效形式答:(1)轮齿折断,一般发生在齿根部分,因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大,而且有应力集中,可分为过载折断和疲劳折断。
(2)齿面点蚀,(3)齿面胶合,(4)齿面磨损,(5)齿面塑性变形。
4.齿轮传动的润滑。
答:开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑,可采用润滑油或润滑脂,一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定,当V<=12时多采用油池润滑,当V>12时,不宜采用油池润滑,这是因为(1)圆周速度过高,齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区,(2)搅由过于激烈使油的温升增高,降低润滑性能,(3)会搅起箱底沉淀的杂质,加速齿轮的磨损,常采用喷油润滑。
5.为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施答: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,导致齿轮磨损加剧,甚至出现胶合,因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。
措施——1),增加散热面积,合理设计箱体结构,铸出或焊上散热片,2)提高表面传热系数,在蜗杆轴上装置风扇,或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。
6.带传动的有缺点。
答,优点——1)适用于中心距较大的传动,2)带具有良好的挠性,可缓和冲击,吸收振动,3)过载时带与带轮间产生打滑,可防止损坏其他零件,4)结构简单,成本低廉。
缺点——1)传动的外廓尺寸较大,2)需要张紧装置,3)由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比,4)带的寿命短,5)传动效率较低。
7.弹性滑动和打滑的定义。
答:弹性滑动是指由于材料的弹性变形而产生的滑动。
打滑是指由于过载引起的全面滑动。
弹性滑动是由拉力差引起的,只要传递圆周力,出现紧边和松边,就一定会发生弹性滑动,所以弹性滑动是不可避免的,进而V2总是大于V1。
8.与带传动和齿轮传动相比,链传动的优缺点答:与带传动相比,链传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比,需要的张紧力小,作用在轴上的压力也小,可减小轴承的摩擦损失,结构紧凑,能在温度较高,有油污等恶劣环境条件下工作。
与齿轮传动相比,链传动的制造和安装精度要求较低,中心距较大时其传动结构简单。
链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数,传动平稳性较差,工作中有一定的冲击和噪声。
9.轴的作用,转轴,传动轴以及心轴的区别。
答:轴是用来支持旋转的机械零件。
转轴既传动转矩又承受弯矩。
传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。
心轴则只承受弯矩而部传动转矩。
10.轴的结构设计主要要求。
答:?1),轴应便于加工,轴上零件要易于装拆。
2),轴和轴上零件要有准确的加工位置,3)各零件要牢固而可靠的相对固定,4)改善受力状况,减小应力集中。
11.形成动压油膜的必要条件。
答:?1)两工作面间必须有楔形形间隙,2)两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体,3)两工作面间必须有相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油从大截面流进,小截面流出,此外,对于一定的载荷,必须使速度,粘度及间隙等匹配恰当。
12.联轴器和离合器的联系和区别。
答:两者都主要用于轴与轴之间的链接,使他们一起回转并传递转矩,用联轴器联接的两根轴,只有在机器停车后,经过拆卸后才可以把它们分离。
而用离合器联接的两根轴,在机器工作中即能方便的使它们分离或接合。
13.变应力下,零件疲劳断裂具有的特征。
答:?1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低,甚至屈服极限低,2)不管脆性材料或塑像材料,疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂,3)疲劳断裂是损伤的积累。
14.机械磨损的主要类型——磨粒磨损,粘着磨损,疲劳磨损,腐蚀磨损。
15.垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。
16.滚动螺旋的优缺点。
答:优点——1)磨损很小,还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度,因此其传动精度很高,2)不具有自锁性,可以变直线运动为旋转运动。
3)缺点——1)结构复杂,制造困难,2)有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。
17.齿轮传动中,误差对传动的影响。
答:?1)影响传递运动的准确性,2)瞬时传动比不能保持恒定不变,影响传动的平稳性,3)影响载荷分布的均匀性。
18.齿轮传动的功率损耗包括——啮合中的摩擦损耗,搅动润滑油的油阻损耗,轴承中的摩擦损耗。
19.单圆弧齿轮的优缺点——优点:1)齿面接触强度高,2)齿廓形状对润滑有利,效率较高,3)齿面容易饱和,4)无根切,齿面数可较少。
缺点:1—)中心距及切齿深度的精度要求较高,这两者的误差使传动的承载能力显着降低,2)噪声较大,在高速传动中其应用受到限制,3)通常轮齿弯曲强度较低,4)切削同一模数的凸圆弧齿廓和凹圆弧齿廓要用部同的滚刀。
20.轴瓦材料的性能——1)摩擦系数小,2)导热性好,热膨胀系数小,3)耐磨,耐蚀,抗胶合能力强,4)要有足够的机械强度和可塑性。
21.1提高螺纹连接强度的措施22.a降低影响螺栓疲劳强度的应力幅b改善螺纹牙上载荷分布不均的现象c减小应力集中的影响d采用合理的制造工艺方法23.2提高轴的强度的常用措施24.a合理布置轴上零件以减小轴的载荷b改进轴上零件的结构以减小轴的载荷c改进轴的结构已减小轴的载荷d改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度25.3滚动轴承正常的失效形式是内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏26. 4 ?6308—内径为40mm的深沟球轴承尺寸系列03,0级公差,0组游隙27.?7211c—内径为55mm的角接触球轴承,尺寸系列02,接触角15°,0级公差,0组游隙28.N408\p5—内径为40mm的外圈无挡边圆柱滚子轴承,尺寸系列04,5级公差,0组游隙29.5为了把润滑油导入整个摩擦面间,轴瓦或轴颈上开油孔或油槽30.6?轴承材料性能应着重满足以下主要要求31.a良好的减摩性,耐磨性和抗咬粘性b良好的摩擦顺应性,嵌入性和磨合性c足够的强度和抗腐蚀能力d良好的导热性,工艺性和经济性等32.7轴承材料分三大类:a金属材料b多孔质金属材料c非金属材料33.轴承合金(巴氏合金)锡Sn铅Pb铜Cu睇Sb34.8滑动轴承的失效形式35.a摩力磨损b刮伤c咬粘d疲劳剥落e腐蚀36.9模数越大,齿轮的弯曲疲劳强度越高小齿轮直径越大,齿轮的齿面接触疲劳强度越高37.10带传动的参数选择38.①中心距a 中心距大,可以增加带轮的包角α,减少单位时间内带的循环次数,有利于提高带的寿命。
但是中心距过大,会加剧带的波动,降低传动的平稳性,同时增大了带传动的整体尺寸,中心距小则有相反的利弊,一般初选中心距0.7(d1+d2)≦a0≦2(d1+d2)mm39.②传动比i?传动比大,会减小带轮的包角。
当带轮的包角减小到一定程度,带轮就会打滑,从而无法传递规定的功率,因此一般传动比i≦7?推荐i=2~540.③带轮的基准直径41.在带传动需要传递的功率给定下,减小带轮的直径,会增大带传动的有效拉力,从而导致V带的根数增加,这样不仅增大了带轮的宽度而且增大了荷载在V带之间分配的不均匀性另外直径的减小增加了带的弯曲应力,为了避免应力过大,小带轮的基准直径不宜过小,一般保证基准直径≧最小基准直径42.④带速v 当带传动功率一定时,提高带速v可以降低带传动的有效拉力,相应的减少带的根数或者带的横截面积,总体上减少带传动的尺寸,但是提高带速,也提高了V带的离心应力增加了单位时间内带的循环次数,不利于提高带传动的疲劳强度和寿命,降低怠速则有相反的利弊,由此带速不宜过高或过低一般v=5~25m/s 最高带速<30 m/S43.带轮的结构形式:轮缘,轮辐,轮毂组成44.九:V带轮的轮槽与选用的V带的型号相对应V带绕在带轮上以后发生弯曲变形,45.使V带工作面的夹角发生变化,为了使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合,将V带轮轮槽的工作面的夹角做成小于40°46.?V带安装到轮槽中以后,一般不应超出带轮外圆,也不应与轮槽底部接触,为此规定轮槽基准直径到带轮外圆和底部的最小高度hamin和hfmin47.轮槽工作表面的粗糙度为1.6或3.248.11.带传动应与电动机相连,设置在高速级上,因为除极高速的情况外,皮带的基本额定功率都是随速度的增加而增加的。
高速下带传动可以充分发挥其工作能力,减少其总体损失。
链传动应置于低速级,因为链传动速度很高时,链所承受的惯性力和动载荷就越大,所承受的冲击力就越大,导致链传动以不同形式失效。
49.12.增大相对间隙。
减小轴颈和轴承孔表面粗糙度值。
(h小于许用h)50.增大宽颈比,目的是增加轴承宽度以减小p和pv值。
重选(p)和(pv)较大的轴瓦材料。
51.加大存油容积,以保证能有较长时间使回油油温降低到所要求的入口温度。
加大间隙,并适当的降低轴瓦及轴颈的表面粗糙度。
52.53.11.形成动压油膜的必要条件。
54.答:?1)两工作面间必须有楔形形间隙,2)两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体,3)两工作面间必须有相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油从大截面流进,小截面流出,此外,对于一定的载荷,必须使速度,粘度及间隙等匹配恰当。
55.12.联轴器和离合器的联系和区别。
56.答:两者都主要用于轴与轴之间的链接,使他们一起回转并传递转矩,用联轴器联接的两根轴,只有在机器停车后,经过拆卸后才可以把它们分离。
而用离合器联接的两根轴,在机器工作中即能方便的使它们分离或接合。
57.13.变应力下,零件疲劳断裂具有的特征。
58.答:?1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低,甚至屈服极限低,2)不管脆性材料或塑像材料,疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂,3)疲劳断裂是损伤的积累。
59.14.机械磨损的主要类型——磨粒磨损,粘着磨损,疲劳磨损,腐蚀磨损。
60.15.垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。