机械设计概论

第一章机械设计概论①机器的组成？机械零件：专用零件、通用零件载荷：名义载荷、计算载荷②机械设计的基本要求？功能性要求，可靠性要求，经济性要求，劳动保护要求，其他特殊要求③机械零件设计的基本要求？强度刚度及寿命要求，结构工艺性要求，可靠性要求，经济性要求，质量轻的要求第二章机械零件的强度①概述零件的主要失效形式及设计计算准则？失效形式：断裂；过大塑性变形；过量的弹性变形；表面失效；其他形式准则：强度准则；刚度准则；寿命准则；振动稳定性准则；可靠性准则②（稳定）变应力的五个基本量？最大应力max，最小应力min，平均应力m，应力幅a，应力循环特性r③机械零件的强度及其判别方式？计算应力小于等于许用应力；计算安全系数大于等于许用安全系数④机械零件的表面强度？接触强度、挤压强度、磨损强度⑤影响机械零件疲劳强度的主要因素？应力集中、尺寸因素、表面状态，综合影响系数)/(kKD）（仅影响应力幅σa，对平均应力σm无影响。⑥疲劳曲线和极限应力图第三章摩擦磨损润滑①摩擦的种类？边界摩擦、液体摩擦、混和摩擦摩擦必然带来磨损的问题，摩擦的各种状态是相应于一定的润滑条件的，因此上述的各种摩擦状态又相应地称为边界润滑、液体润滑和混和润滑。②磨损过程曲线以及各阶段特点？没有跑和两个字在磨合阶段，新的摩擦副表面较粗糙，在10%～50%的额定载荷下进行试运转，使摩擦表面的凸峰被磨平，实际接触面积逐步增大，压强减小，磨合开始阶段的磨损速度很快。在稳定磨损阶段，经过磨合，摩擦表面逐步被磨平，微观几何形状发生改变，建立了弹性接触的条件，进入稳定磨损阶段，这时零件的磨损速度缓慢，它表征零件正常工作寿命的长短。在剧烈磨损阶段，已积累了较大的磨损量，零件开始失去原来的运动轨迹，磨损速度急剧增加间隙加大，精度降低，效率减小，出现异常的噪声和振动，最后导致零件失效。本题考查机械零件正常磨损的阶段，及各阶段的特点。③磨损的基本类型？磨粒磨损，粘着磨损，接触疲劳磨损，腐蚀磨损④流体润滑？1）流体静力润滑2）流体动力润滑：形成条件？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（亦即滑动表面带油时要有足够的油层最大速度），其运动方向必须使润滑油由大口流进，从小口流出3、润滑油必须有一定的粘度，供油要充分3）弹性流体动力润滑第四章螺纹连接①主要类型？（1）螺栓联接：普通螺栓联接，铰制孔螺栓联接（2）双头螺柱联接（3）螺钉联接（4）紧定螺钉联接②螺栓联接的拧紧和防松的目的以及防松原理方法？目的是为了增强联接的刚性，增加紧密性和提高防松能力。对于受轴向拉力的螺栓联接，还可以提高螺栓的疲劳强度。对于受横向载荷的普通螺栓联接，有利于增大联接中接合面间的摩擦力。防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动，方法有：摩擦防松、机械防松和永久防松③螺栓组联接的受力分析?受横向力作用，受轴向力作用，受转矩作用，受倾覆力作用④提高螺栓联接强度的措施？1、尽量采用高强螺栓或A、B级精制螺栓；2、连接开孔处钢板局部加强，消除“撬力”的影响；3、受力方式简单化，避免单个螺栓受力集中⑤螺栓强度计算松螺栓连接：πFd411d螺栓最小径，F轴向工作载荷，许用拉应力紧螺栓连接：2101214tan2dFddWTVTπTW抗扭截面系数1T螺纹扭矩M10-M64普通螺纹取12dd的平均值，并取15.0ftanvv，带入得5.0π013.14Fdns铰制孔螺栓联接：24zmsRdFπpsphzdRFsd螺栓杆剪切面直径z联接螺栓数m结合面数h螺栓杆与孔壁间受挤压的最小高度h=min(1h,2h)第五章键花键联接等①键联接的类型、特点及应用？平键联接：剖面为矩形，两侧为工作面，表面与槽底之间留有间隙，工作靠键与键槽侧面的挤压来传递载荷。普通平键和薄型平键用于静联接，导向平键和滑键用于动联接。半圆键联接：与平键类似，与之不同的是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，键能在键槽中摆动。常用于锥形轴端。楔键联接：上下表面为工作面上表面与键槽的地面各有1:100的斜度，楔紧在轴键槽中，靠楔紧后上下面产生的摩擦力传递转矩，也能传递单向的轴向力。切向键联接：由一堆斜度1:100的楔键组成，上下两面为工作面，两键斜面相互贴合，楔紧在轴与键槽中使一个工作面通过轴心线的平面，能传递较大的载荷。平键联接键的剖面尺寸b、h按轴直径d从标准中选取键的长度l根据轮毂宽度确定②平键联接强度计算？ppdhlT4导向键滑键的强度条件pdhlTp4T扭矩，d轴直径，h键高度，l键工作长度A型键l=L-b，B型键l=L，C型键l=L-b/2③花键联接的类型特点？花键联接传动具有触面积大、承载能力高、定心性能和导向性能好，键槽浅、应力集中小，对轴和毂的强度削弱小，同时结构紧凑等优点。分为角形花键和渐开线花键。第六章带传动①带传动的特点？带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等初拉力F0、紧边拉力F1、松边拉力F2和最大有效拉力（摩擦力的极限值）之间的关系：2e01FFF202eFFF弹性滑动、打滑、滑动率、张紧②带传动的设计计算准则（主要设计依据）？在保证不打滑的前提下，带要有足够的疲劳强度和寿命③影响带传动承载能力的主要因素：F0、f、α④主要参数选择：D1，a，Ld，α，Z，F0第七章链传动①链传动的特点？优点：与带传动比较，结构紧凑，承载能力较大，效率较高，能保持准确的平均传动比，结构较为紧凑，能在高温已经速度较低的情况下工作与齿轮传动相比，制造与安装精度要求较低，成本低，在远距离传动时，结构比齿轮传动轻便的多缺点：在两根平行轴间只能用于同向回转的传动，不适合告诉场合，运转时不能保持恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，工作时有噪声，制造费用较带传动高，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中用。②传动的运动特性？1）运动不均匀性（传动比、链速、速度）2）动载荷3）平均链速和平均传动比③链传动的主要失效形式及其功率曲线？链条的疲劳破坏，铰链磨损，铰链胶合，链条静力拉断④主要参数选择？Z1，Z2，链速，链节距p，链长L，Lp和中心距a0212021p222/apzzpazzpLL2122212128224azzzzLzzLppp第八章齿轮传动①工作特点及主要失效形式（轮齿的失效）？特点：工作可靠，寿命长，瞬时传动比是常数，传动效率高，结构经凑。失效形式：齿轮折断，齿面点蚀，齿面胶合，齿面磨粒磨损，齿面塑性变形②计算载荷系数KKKKKVA③强度计算接触强度：1limlim111SKHHH2limlim222SKHHH221HHHuudKTZZZZdHEH12311HH弯曲强度：minlim111SKFFNFminlim222SKFFNFFF主要参数：Z，m，Φd，d，斜齿轮β第九章蜗杆传动①传动的特点？可以得到大的传动比，结构紧凑；传动平稳，噪声较低；具有自锁性；传动效率较低，磨损较严重；成本较高；轴向力较大，使轴承寿命降低②正确啮合的条件：ma1=mt2=m，αa1=αt2，γ=β③蜗杆传动的中间平面？《通过蜗杆轴线、并垂直于涡轮轴线的平面》。在此平面上，蜗杆的轴面模数和压力角、涡轮的端面模数和压力角都相等。所以规定：中间平面上的模数和压力角为标准值。④主要失效形式？点蚀、磨损、胶合、轮齿的折断等⑤蜗杆变位的特点及目的？目的是凑中心距或改变传动比，特点是只能对蜗轮进行变位十一章滚动轴承①滚动轴承的类型、代号及其选择？向心轴承，推力轴承，向心推理轴承。6308/P6：深沟球轴承内径40mm尺寸系列03公差等级6级6021：深沟球轴承内径105mm尺寸系列10公差等级0级7211C/P5：角接触轴承内径55mm尺寸系列02公差等级5级接触角15°32308：元锥子轴承内径40mm尺寸系列23公差等级0级N304：圆柱滚子轴承内径20mm尺寸系列03公差等级0级转速高，载荷小，旋转精度要求高（球轴承）转速低，负载大，有冲击载荷（滚子轴承）纯轴向载荷，转速不高（推力轴承）纯径向载荷（向心轴承）②基本额定寿命、基本额定动载荷、基本额定静载荷？一批相同的轴承，在同样的受力、转数等常规条件下运转，其中有10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承未出现点蚀破坏）时，一个轴承所转过的总转（圈）数或工作的小时数称为轴承的基本额定寿命。基本额定动载荷是指基本额定寿命为L=106r时，轴承所能承受的最大载荷在最大受载滚动体和滚道接触中心处产生与下列计算接触应力大小相当的径向静载荷[中心轴向静载荷]为轴承的径向基本额定静载荷[轴向基本额定静载荷]③滚动轴承组合结构设计？搞清楚轴承的支承结构形式、安装、定位、固定以及调整方法等，明确润滑与密封的要求、配合形式十二章滑动轴承①工作特点？滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大②轴瓦材料性能的要求？良好的减磨性、耐磨性、抗胶合性；良好的顺应性、嵌入性、磨合性；足够的强度和抗腐蚀性；良好的导热性、工艺性、经济性轴瓦外表面做成球面形状，与轴承座的球状内表面配合，球面中心通过轴颈的轴线，轴瓦可以自动调位来适应轴颈在轴弯曲时产生的倾斜。③润滑油（脂）的主要性能指标及其载荷速度对其的影响？质量特性评价指标《流动性》粘度、粘度指数、倾点（凝点）《抗腐蚀性》防锈性、铜片腐蚀《寿命》抗氧化安定性《抗磨损性》抗磨损性（齿轮试验、泵送试验）、极压性（四球试验、梯姆肯试验）、油性（摩擦系数）、（鲍登试验）《精制程度、添加剂热安定性》色度、中和值（酸值、碱值）、残炭、灰分、微量元素含量、热安定性、闪点④润滑的作用？润滑的目的就是为了减少工作表面的摩擦及由此造成的能量损失、减少工作表面的磨损及发热，提高其寿命、保持机器的工作精度及提高机器的工作效率；次外，润滑剂还有冲洗污物、防止表面腐蚀的功能。⑤承载量系数BFdBFCp222最小油膜厚度-1hmin热平衡条件：单位时间内的发热量等于同时间内的散热量第十章轴①轴的作用和分类？作用：传递运动和转矩；支承回转零件分类：受载情况不同分为传动轴，心轴，转轴；轴线形状不同分为直轴，曲轴，软轴十三章联轴器和离合器①功用及不同点、主要类型、选用1.联轴器和离合器主要用于将两轴连接成一体，用以传递转矩或运动。离合器能够在工作时接合和分离，联轴器则不能。2.联轴器和离合器的使用要求是应该能够调节两轴之间的偏移，能够吸收冲击和振动，传递的转矩要大。3.联轴器有套筒联轴器、凸缘联轴器（刚性固定）；齿轮联轴器（刚性可移式）：弹性圈柱销联轴器、尼龙柱销联轴器（弹性可移式）。刚性元件不能吸收冲击、振动，弹性元件能够吸收冲击和振动；可移和固定是指补偿偏移的能力。4.常用离合器有牙嵌式和摩擦式两种。牙嵌式离合器传递转矩大并能严格保证两轴一起回转，尺寸紧凑，但离合困难。摩擦式离合器接合平稳、方便，并起安全保护作用，但不能保证两轴转速相同。5.选用时，应首先决定所选联轴器或离合器类型，然后根据所传递的计算转矩在相的标准中选取型号。