机械设计总论.docx

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机械设计总论

机械设计总论

第一章机械设计概述

1.机械产品的标准化，零部件的通用化和系列化简称为机械产品的“三化”。

（P6）

2.机械设计准则：

为了保证所设计的机械零件能安全、可靠地工作，在进行设计工作之前，应确定的准则。

其主要准则包括：

①强度准则，②刚度准则，③寿命准则，④耐磨性准则，⑤震动性准则（P11）

第二章机械零部件设计中的强度与耐磨性

1.对任一给定的应力循环特性r，当应力循环N次后，材料不发生疲劳破坏的最大应力称为疲劳极限。

（P21）

2.疲劳曲线是在应力比一定时，表示疲劳极限与循环次数之间关系的曲线。

3.机械磨损主要经历三个阶段：

合磨损阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。

（P31，记住图）

4.对零件理论分析时，都将力的作用看成是点或线接触的。

由于接触面积小，而局部作用大，可将这种局部应力称为接触应力，零件强度称为接触强度（P26）。

第三章螺纹连接和螺旋传动

1.提高螺纹连接件强度的措施有哪些？

（P58）

①改善螺纹牙间载荷分配不均现象

②降低影响螺栓疲劳强度的应力幅

③减小应力集中④避免附加应力

⑤采用合理的制造工艺

2.采用螺纹联接时，当被连接件很厚不经常拆卸时，宜采用螺钉联接。

3.普通三角形螺纹的牙型角为60度。

4.螺纹连接的防松。

（P43）

防松的目的：

防止连接松脱，保证连接安全可靠。

分类:

按工作原理可分为摩擦防松、机械防松以及铆冲防松等。

防松装置：

对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母、止动垫圈、串联钢丝。

5.螺栓组连接结构设计的主要目的：

合理地确定连接结合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和连接结合面间受力均匀，便于加工和装配。

（P55）

6.被连接件之一太厚不宜制成通孔且需要经常装拆时，往往采用双头螺柱连接。

第四章键连接和其他连接

1.楔键联接靠摩擦力传递转矩，用于对中性要求不高的联接。

2.普通平键连接的工作面为两侧面，静连接的失效形式为压溃（严重会剪断），动连接的失效形式为磨损。

（P72，P75）

压溃和磨损是平键连接的主要失效形式。

3.平键连接的主要用途是：

使轴与轮毂之间沿周向固定并传递扭矩（P72）。

4若某轴段上采用两个普通平键，通常两个键沿轴的周向方向相隔180°。

使用切向键时若轴双向转动必须采用两个切向键。

（P73，P75）

5．键是一种标准零件。

6.半圆键用于静联接，键的侧面是工作面。

第五章带传动与链传动设计

1.带传动中，紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则传递的有效圆周F为F1-F2。

（P88）

2.带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，F1与F2的关系可用著名的欧拉公式表示为。

（P90）

3.带传动有效拉力的极限值与初拉力、带的单位长度质量、带速、小轮包角以及带与带轮之间的摩擦系数等因素有关。

（P90）

4.带传动设计时，参数Kα是包角系数，它是考虑α180°时对带传动能力影响的参数。

（P93）

5.简述带传动的失效形式及设计准则（P92）

带传动的主要失效形式为打滑和带的疲劳破坏，所以带传动的设计准则是：

保证带传动不打滑的前提下，充分发挥带的传动能力，并使传动带具有足够的疲劳强度和寿命。

6.简述链传动特点.（P87）

与带传动相比，链传动的优点是：

①没有滑动，平均传动比准确；②传动效率高；③压轴力较小；④传动功率大，过载能力强；⑤能在低速重载工况下较好的工作；⑥能适应恶劣环境

其缺点是：

①瞬时传动比不恒定，传动的平稳性差，有噪声；②磨损后易发生跳齿和脱链；③急速反向转动的性能差

7.弹性滑动与打滑。

（P90）

因带的弹性变形量的变化而引起带与带轮之间微量相对滑动的现象，称为带的弹性滑动。

弹性滑动导致从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，降低了传动效率（传动比不准确的根本原因，为失效形式），使带与带轮磨损增加和温度升高。

弹性滑动是摩擦型带传动正常工作时不可避免的固有特性。

载荷增大到一定程度时，带与小带轮接触面间将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。

打滑将使带严重磨损和发热、从动轮转速急剧下降、带传动失效，所以打滑是必须避免的。

但在传动突然超载时，打滑却可以起到过载保护的作用，避免其他零件发生损坏。

8.带传动的优缺点。

（P85）

带传动的主要优点是：

①传动中心距比较大；传动带是弹性体，能缓冲、吸振，传动平稳噪声小；③结构简单，成本较低，装拆方便；④过载时，带在带轮上打滑，可以防止其他零件损坏。

带传动的主要缺点是：

①外廓尺寸较大，不紧凑；②由于带的弹性滑动，不能保证准确的传动比；③传动带需要张紧，支承带轮的轴及轴承受力较大；④传动效率低，带的使用寿命短；⑤不宜用于高速、易燃等场所。

9.V带与轮槽工作面之间的摩擦是楔面摩擦，因此可以比平带传递更大的功率。

第六章齿轮传动设计

1.一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是?

H1=?

H2。

许用接触应力与齿轮的材料、热处理方式和应力循环次数有关，一般不相等。

（P134）

小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30~50HB，通常采用调质的小齿轮与正火的大齿轮配对。

（P137）

2.简述闭式齿轮传动的失效形式和设计准则。

（P127）

对于闭式软齿面齿轮传动，其失效形式主要是齿面点蚀，其次是轮齿折断，故通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，确定齿轮的主要几何参数后，再校核齿根弯曲疲劳强度。

对于闭式硬齿面齿轮传动，其失效形式主要是轮齿折断，其次是齿面点蚀，故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，确定齿轮的主要几何参数后，再校核齿面接触疲劳强度。

对于高速重载齿轮传动，可能出现齿面胶合，故还需校核齿面胶合强度。

3.齿轮传动中进行接触疲劳强度计算时，许用接触应力将

【?

H】1和【?

H】2两者中较小者代入计算；弯曲疲劳强度计算时，许用弯曲应力应将YFa1*YSa1/【?

F】1与YFa2*YSa2/【?

F】2两者中的较大者代入计算。

（P134，P136）

4.锥齿轮齿宽按公式计算圆整后为b，则大齿轮齿宽取b2=b，小齿轮齿宽取b1=b+（5~10）mm。

（P151）

小齿轮宽度大是为了补偿安装时的轴向位移。

5．齿轮传动的载荷系数K包括使用系数KＡ，动载系数ＫＶ，齿间载荷分配系数Ｋα、齿向载荷分布系数Ｋβ。

（Ｐ128）

6.称为齿形系数，它只与轮齿的齿廓形状有关，而与齿的大小（模数）无关。

（P135）

齿形系数反应了轮齿几何形状对齿根弯曲应力?

F的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数Z、变位系数X和分度圆压力角α都影响。

如果齿数Z增大、变位系数X和分度圆压力角α增大，均可以使齿根增厚，减小，?

F减小。

7.为提高轮齿的抗折断能力，可以采取哪些措施。

（P125）

①可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中。

②合理提高齿轮的制造精度和安装精度。

③正确选择材料和热处理方式。

④对齿根部位进行喷丸、碾压等强化处理。

第七章蜗杆传动设计

1.蜗杆的轴面模数为标准模数，蜗轮的端面压力角为标准压力角。

（P168）蜗杆头数越少，传动效率越低。

（P170）

2.在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角大于蜗杆导程角。

3.蜗杆传动的失效通常是发生在蜗轮轮齿上。

（P175）

4.在润滑良好的情况下，耐磨性最好的蜗轮材料是：

锡青铜。

（P176）

5.闭式蜗杆传动热平衡计算中，若发现油温超出规定范围时，可采取哪些措施提高散热能力？

（P187）

①加散热片以增大散热面积

②在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通。

6蜗杆在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合（温度过高后使润滑条件恶化）。

7.为了凑配中心距或提高蜗杆传动的承载能力及传动效率，常采用变位蜗杆传动。

（P172）

8.影响蜗杆传动效率的主要因素是摩擦损耗效率，它决定与：

导程角和当量摩擦角（P183），同时蜗杆头数越多，效率也越高；

导程角大，传动效率高（P171）。

第四篇轴系零部件及弹簧设计

1.代号为7208C的轴承其名称为角接触球轴承，轴承内径为40mm，公差等级为0级，C代表公称接触角为15°。

（熟练掌握课本P265内容。

）

2．轴向固定方式及结构简图。

（P205）

最少记住四种名称及其结构图。

03年最后一题就是。

轴的作用：

用来支承作回转运动的传动零件。

大多数轴还起着传递运动和扭矩的作用。

（P199）

刚度问题：

钢的种类和热处理对材料的弹性模量影响很小，故当其他条件相同时，用合金钢或通过热处理来提高轴的刚度并无实效。

3.周向定位方法有平键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等，其中紧定螺钉只用于传力不大的零件。

4.轴的初步计算中，轴的直径是按扭转强度进行初步确定的。

外伸轴密封采用接触式密封时，若选用毡圈密封，则轴承一般为脂润滑，若选用唇式密封圈，则轴承一般为脂或油润滑。

5.滚动轴承寿命的相关概念：

（P269）

①基本额定寿命：

轴承的基本额定寿命是指一组相同的轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承不发生点蚀破坏前的总转数或一定转速下的工作小时数，即可靠度R=90%时的轴承寿命。

②基本额定动载荷：

当轴承的基本额定寿命为转时，轴承所能承受的载荷为基本额定动载荷，用C表示。

基本额定动载荷C表征了不同型号轴承的抗疲劳点蚀失效的能力，它是选择轴承型号的重要依据。

③当量动载荷：

轴承同时承受径向载荷和轴向载荷，在进行轴承寿命计算时，必须将实际载荷转换为与确定基本额定动载荷时的载荷条件一致的假想载荷，在其作用下的轴承寿命与实际载荷作用下的轴承寿命相同，这一假想载荷称为当量动载荷。

④在良好的润滑和密封情况下，滚动轴承的主要失效形式是疲劳点蚀。

6．弹簧指数（旋绕比）C=D2/d。

为了使弹簧本身较为稳定，不至颤动或过软，C值不能太大（C值越大，刚度越小）；但是为了避免卷绕时弹簧丝受到强烈弯曲，C值又不应太小。

（P315）

7．联轴器的基本功用与分类

联轴器的基本功用是：

连接轴与轴、轴与其他回转零件一起转动，并传递运动和动力。

有时，联轴器也作安全保险装置。

它连接的两轴运动过程中不能脱开，只有在运动停止后经过装拆才能分离.

联轴器

刚性联轴器

挠性联轴器

（无弹性元件）

挠性联轴器（有弹性元件

凸缘联轴器

套筒联轴器

滑块联轴器

滚子链联轴器

万向联轴器

齿式联轴器

弹性套柱销联轴器

弹性柱销联轴器

能减缓震动和冲击

实现两轴线角位移最大

中性不好，低速

中性不好，低速

8.离合器是一种连接两轴和传递转矩，且能在运动过程中随时实现两轴结合或分离的装置。

（P294）

9.根据承载情况不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三大类。

转轴同时承受转矩和弯矩；心轴只受弯矩，不受转矩；传动轴主要受转矩。

（P200）