機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)「推薦」
導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)有哪些?以下是小編精心為大家整理的有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)，希望對(duì)大家有所幫助，歡迎閱讀。
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
1機(jī)械零件常用材料：
普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q屈服強(qiáng)度）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（20平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為萬(wàn)分之20）、合金結(jié)構(gòu)鋼（20Mn2錳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2%）、鑄鋼（ZG230-450屈服點(diǎn)不小于230，抗拉強(qiáng)度不小于450）、鑄鐵（HT200灰鑄鐵抗拉強(qiáng)度）.
2常用的熱處理方法：
退火（隨爐緩冷）、正火（在空氣中冷卻）、淬火（在水或油中迅速冷卻）、回火（吧淬火后的零件再次加熱到低于臨界溫度的一定溫度，保溫一段時(shí)間后在空氣中冷卻）、調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火的過(guò)程）、化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲).
3機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性：
便于零件毛坯的制造、便于零件的機(jī)械加工、便于零件的裝卸和可靠定位 .
4機(jī)械零件常見的失效形式：
因強(qiáng)度不足而斷裂；過(guò)大的彈性變形或塑性變形；摩擦表面的過(guò)度磨損、打滑或過(guò)熱；連接松動(dòng)；容器、管道等的泄露；運(yùn)動(dòng)精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 .
5應(yīng)力的分類：
分為靜應(yīng)力和變應(yīng)力。最基本的變應(yīng)力為穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力，穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力有非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力、脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力和對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力三種.
6疲勞破壞及其特點(diǎn)：
變應(yīng)力作用下的破壞稱為疲勞破壞。特點(diǎn)：在某類變應(yīng)力多次作用后突然斷裂；斷裂時(shí)變應(yīng)力的最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服極限；即使是塑性材料，斷裂時(shí)也無(wú)明顯的塑性變形。確定疲勞極限時(shí)，應(yīng)考慮應(yīng)力的大小、循環(huán)次數(shù)和循環(huán)特征.
7接觸疲勞破壞的特點(diǎn)：
零件在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，首先在表面或表層產(chǎn)生初始疲勞裂紋，然后再滾動(dòng)接觸過(guò)程中，由于潤(rùn)滑油被基金裂紋內(nèi)而造成高壓，使裂紋擴(kuò)展，最后使表層金屬呈小片狀剝落下來(lái)，在零件表面形成一個(gè)個(gè)小坑，即疲勞點(diǎn)蝕。疲勞點(diǎn)蝕危害：減小了接觸面積，損壞了零件的光滑表面，使其承載能力降低，并引起振動(dòng)和噪聲。疲勞點(diǎn)蝕使齒輪。滾動(dòng)軸承等零件的主要失效形式.
8引入虛約束的原因：
為了改善構(gòu)件的受力情況（多個(gè)行星輪）、增強(qiáng)機(jī)構(gòu)的剛度（軸與軸承）、保證機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)性能.
9螺紋的種類：普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋.
10鎖條件：
λ≤ψ即螺旋升角小于等于當(dāng)量摩擦角.
11螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)與連接：
普通螺紋由于牙斜角β大，自鎖性好，故常用于連接；矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋因β小，傳動(dòng)效率高，故常用于傳動(dòng).
12螺旋副的效率：
η=有效功/輸入功=tanλ/tan（λ+ψv）一般螺旋升角不宜大于40°。在d2和P一定的情況下，鎖著螺紋線數(shù)n的增加，λ將增大，傳動(dòng)效率也相應(yīng)增大。因此，要提高傳動(dòng)效率，可采用多線螺旋傳動(dòng).
13螺旋機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用：
①變回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)，傳力螺旋（千斤頂、壓力機(jī)、臺(tái)虎鉗）、傳導(dǎo)螺旋（車窗進(jìn)給螺旋機(jī)構(gòu)）、調(diào)整螺旋（測(cè)微計(jì)、分度機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)、道具進(jìn)給量的微調(diào)機(jī)構(gòu)）②變直線運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).
14螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：
具有大的減速比；具有大的里的增益；反行程可以自鎖；傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，工作可靠；各種不同螺旋機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率差別很大（具有自鎖能力的的螺旋副效率低于50%).
15連桿機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用的原因：
能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換；連桿機(jī)構(gòu)中各運(yùn)動(dòng)副均為低副，壓強(qiáng)小、磨損輕、便于潤(rùn)滑、壽命長(zhǎng)；其接觸表面是圓柱面或平面，制造比較簡(jiǎn)易，易于獲得較高的制造精度.
16曲柄存在條件：
�、僮疃虠U長(zhǎng)度+最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度≤其他兩桿之和②最短桿為連架桿或機(jī)架.
17凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律及沖擊特性：
�、俚人伲簞傂詻_擊、低速輕載②等加速等減速：柔性沖擊、中速輕載③余弦加速度：柔性沖擊、中速中載④正弦加速度：
無(wú)沖擊、高速輕載.
18凸輪機(jī)構(gòu)壓力角與基圓半徑關(guān)系：
r0=v2/(ωtanα)-s，其中r0為基圓半徑，s為推桿位移量 .
19滾子半徑選擇：
ρa(bǔ)=ρ-r，當(dāng)ρ=r時(shí)，在凸輪實(shí)際輪廓上出現(xiàn)尖點(diǎn)，即變尖現(xiàn)象，尖點(diǎn)很容易被磨損；當(dāng)ρ＜r時(shí)，實(shí)際廓線發(fā)生相交，交叉線的上面部分在實(shí)際加工中被切掉，使得推桿在這一部分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)法實(shí)現(xiàn)，即運(yùn)動(dòng)失真；所以應(yīng)保證ρ＞r，通常取r≤0.8ρ，一般可增大基圓半徑以使ρ增大.
20齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)：
�、賰�(yōu)點(diǎn)：適用的圓周速度和功率范圍廣；傳動(dòng)比精確；機(jī)械效率高；工作可靠；壽命長(zhǎng)；可實(shí)現(xiàn)平行軸、相交軸交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)；結(jié)構(gòu)緊湊；②缺點(diǎn)：要求有較高的制造和安裝精度，成本較高；不適宜于遠(yuǎn)距離的兩軸之間的傳動(dòng).
21漸開線的特性：
①發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的一段長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)；
�、跐u開線上任一點(diǎn)的法線必與基圓相切，且N點(diǎn)位漸開線在K點(diǎn)的曲率中心，線段NK為其曲率半徑；
�、踓osαk=ON/OK=rb/rk漸開線上各點(diǎn)的壓力角不等，向徑rk越大，其壓力角越大，基圓上壓力角為零；
�、軡u開線的形狀取決于基圓大小，隨著基圓半徑增大，漸開線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的曲率半徑也增大，當(dāng)基圓無(wú)限大時(shí)，漸開線成為直線，故漸開線齒條的齒廓為直線；
�、莼鶊A以內(nèi)無(wú)漸開線
22齒輪嚙合條件：
必須保證處于嚙合線上的各對(duì)齒輪都能正確的`進(jìn)入嚙合狀態(tài)，m1=m2=m；α1=α2=α即模數(shù)和壓力角都相等；斜齒輪還要求兩輪螺旋角必須大小相等，旋向相反；錐齒輪還要求兩輪的錐距相等；渦輪蝸桿要求蝸桿的導(dǎo)程角與渦輪的螺旋角大小相等，旋向相同
23輪齒的連續(xù)傳動(dòng)條件：
重合度ε=B1B2/ρb＞1（實(shí)際嚙合線段B1B2的長(zhǎng)度大于輪齒的法向齒距）1
24齒廓嚙合基本定律：
作平面嚙合的一對(duì)齒廓，它們的瞬時(shí)接觸點(diǎn)的公法線，必于兩齒輪的連心線交于相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)C，該節(jié)點(diǎn)將齒輪的連心線所分的兩個(gè)線段的與齒輪的角速成反比。
25根切：
①產(chǎn)生原因：用齒條型刀具（或齒輪型刀具）加工齒輪時(shí)。若被加工齒輪的齒數(shù)過(guò)少，道具的齒頂線就會(huì)超過(guò)輪坯的嚙合極限點(diǎn)，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)刀刃把齒輪根部的漸開線齒廓切去一部分的現(xiàn)象，即根切；
�、诤蠊菏沟谬X輪根部被削弱，齒輪的抗彎能力降低，重合度減小；
�、劢鉀Q方法：正變位齒.
26正變位齒輪優(yōu)點(diǎn)：
可以加工出齒數(shù)小于Zmin而不發(fā)生根切的齒輪，使齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸減��；選擇適當(dāng)變位量來(lái)滿足實(shí)際中心距得的要求；提高小齒輪的抗彎能力，從而提高一對(duì)齒輪傳動(dòng)的總體強(qiáng)度.
27齒輪的失效形式：
齒輪折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損；開式齒輪主要失效形式為齒輪磨損和輪齒折斷；閉式齒輪主要是齒面點(diǎn)蝕和輪齒折斷；蝸桿傳動(dòng)的失效形式為輪齒的膠合、點(diǎn)蝕和磨損.
28齒輪設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：
對(duì)于一般使用的齒輪傳動(dòng)，通常只按保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度及保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算.
29參數(shù)選擇：
�、冽X數(shù)：保持分度圓直徑不變，增加齒數(shù)能增大重合度，改善傳動(dòng)的平穩(wěn)性，節(jié)省制造費(fèi)用，故在滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的條件下，齒數(shù)多一些好；閉式z=20~40開式z=17~20；②齒寬系數(shù)：大齒輪齒寬b2=b；小齒輪b1=b2+（2~10）mm；③齒數(shù)比：直齒u≤5；斜齒u≤6~7；開式齒輪或手動(dòng)齒輪u可取到8~12.
30直齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊和噪聲大；斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲小，適合于高速傳動(dòng).
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