哈爾濱工業(yè)大學(xué)考研資料 機械設(shè)計基礎(chǔ)知識.doc

1. 機械設(shè)計基礎(chǔ)知識【機械的組成】：主體原動部分（驅(qū)動機械完成預(yù)定功能的動力源），傳動部分，執(zhí)行部分（用來完成預(yù)定功能的組成部分）；基本組成要素：機械零件【機械應(yīng)滿足的基本要求】：1、使用功能要求2、經(jīng)濟性要求3、勞動保護和環(huán)境保護要求4、壽命和可靠性要求5、其它專用要求【機械零件應(yīng)滿足的基本要求】：1、避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效2、結(jié)構(gòu)工藝性要求3、經(jīng)濟性要求4、質(zhì)量小的要求5、可靠性要求2. 軸轂連接的設(shè)計知識【鍵聯(lián)接】平鍵（普通平鍵，導(dǎo)向平鍵）工作原理：靠鍵同鍵槽面的擠壓來傳遞扭矩。失效形式：工作面被壓潰。半圓鍵，靠側(cè)面來傳遞扭矩，工作面被壓潰。楔鍵：鍵的楔緊作用來傳遞扭矩，還可以承受單向軸向載荷，發(fā)生轉(zhuǎn)動時還可以像平鍵一樣工作。切向鍵：由一對斜度為1：100的楔鍵組成，靠工作面上的擠壓力和軸與輪轂之間的摩擦力來傳遞扭矩?！净ㄦI聯(lián)接】矩形鍵小徑定心，漸開線齒形定心。【無鍵連接】型面連接：裝拆方便，能保證良好的對中性，連接面上沒有鍵槽及尖角，從而減少了應(yīng)力集中，可以傳遞比較大的扭矩。但加工復(fù)雜。脹緊連接：定心性好，裝拆方便，引起的應(yīng)力集中小，承載能力高，并有安全保護作用?！具^盈連接】主要應(yīng)用于軸與轂的連接，輪圈于輪芯的連接以及滾動軸承與軸或座孔的連接。結(jié)構(gòu)簡單，對中性好，承載能力大承受沖擊性能好，對軸的削弱少，但加工精度要求高，裝拆不變。3. 螺紋連接知識【螺紋的幾何參數(shù)】大徑d小徑d1中徑d2線數(shù)n螺紋的螺旋線數(shù)螺距P相鄰兩個牙型上對應(yīng)點間的軸向距離導(dǎo)程S任意一點西安同一條螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離螺紋升角螺旋線切線于垂直于螺紋軸線的平面間的夾角【螺紋的類型】連接螺紋三角螺紋傳動螺紋非三角螺紋【螺紋的預(yù)緊和防松】預(yù)緊：目的：增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載荷后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移。防松，防止螺旋副在受載時發(fā)生相對轉(zhuǎn)動；原理：摩擦、機械、破壞螺旋副運動關(guān)系?！咎岣呗菁y連接強度的措施】1、降低影響螺栓疲勞強度的應(yīng)力幅減小螺栓剛度Cb或增大被連接件剛度Cm，都可以減小總拉力F2即減小應(yīng)力幅a的目的；于此同時適當增大預(yù)緊力F0，也可達到同樣效果2、改善螺紋牙上的應(yīng)力分布不均的現(xiàn)象懸置螺母、減小螺栓旋合段本來受力較大的幾圈螺紋牙的受力面、采用鋼絲螺套3、減少應(yīng)力集中的影響大圓角、卸載結(jié)構(gòu)螺紋收尾改為退刀槽4、采用合理的制造工藝冷鍛螺栓頭部和滾壓螺紋4. 傳動部分基礎(chǔ)知識【帶傳動】特點：結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，價格低廉，緩沖吸振；應(yīng)用廣泛；失效形式：打滑和疲勞破壞。設(shè)計準則，保證在不打滑的情況下，具有一定的疲勞強度和壽命。彈性滑動：傳動帶受拉力作用時會發(fā)生彈性變形，帶的拉力從緊邊拉力逐漸降為松邊拉力，因此在小帶輪上向后退縮，使得帶的速度低于小帶輪速度；帶的彈性變形量逐漸增加，松邊拉力上升，大帶輪上帶相對于大帶輪向前伸長，使得帶的速度高于大帶輪線速度。打滑：在帶傳動速度不變的情況下，隨著帶隨傳遞的功率增大，帶與帶輪之間的總摩擦力也隨之增加，彈性滑動所發(fā)生的區(qū)域也相應(yīng)擴大。當總摩擦力達到臨界值時，彈性滑動區(qū)域也就擴大到了整個接觸弧，此時如果再增大傳動功率，就會發(fā)生整體打滑?！炬渹鲃印刻攸c：無彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象，能保持準確的平均傳動比，傳動效率高作用在軸上的徑向壓力小，整體尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊；制造與安裝精度低，成本低。缺點：只能實現(xiàn)平行軸之間鏈輪的同向傳動，不能保持恒定的瞬時傳動比，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時噪聲較大。失效形式：1、鏈的疲勞破壞2、鏈條鉸鏈的磨損3、鏈條鉸鏈的膠合4、鏈條的靜力破壞。標記：鏈號-排數(shù)-整鏈鏈節(jié)數(shù)-標準編號【齒輪傳動】特點：效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比穩(wěn)定。制造及安裝精度高，價格較貴。失效形式：1、輪齒折斷2、齒面磨損3、齒面點蝕4、齒面膠合5、塑性變形。設(shè)計準則：保證齒根彎曲疲勞強度及保證齒面接觸疲勞強度?！疚仐U傳動】特點：1、傳動比大，零件數(shù)目小，結(jié)構(gòu)緊湊2、沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低3、當蝸桿的螺旋線夾角小于嚙合面當量摩擦角時，有自鎖性4、摩擦發(fā)熱量大，效率低。通常用于減速裝置。失效形式：點蝕（齒面接觸疲勞破壞）、齒根折斷、齒面膠合、過度磨損。【帶傳動參數(shù)選擇】1、中心距a，大可增加帶輪包角，減少單位時間內(nèi)帶的循環(huán)次數(shù)，提高壽命。但同時會加劇波動降低平穩(wěn)性增大尺寸。2、傳動比i，大會減小包角，包角小到一定程度會打滑，i7，一般為2-5.3、帶輪基準直徑，不能過小。4、帶速v，提高帶速可以降低傳動的有效拉力，可以減少帶傳動尺寸；不利于提高帶的疲勞強度和壽命。一般推薦525m/s小于30【鏈傳動】1、鏈輪齒數(shù)，min9，一般大于17max150，一般不大于114，奇數(shù)。2、傳動比i，過大包角小加速磨損；一般i6常取22.5；3、中心距a，30-50p，不能過小。4、鏈節(jié)距和排數(shù)，a小i大時，小節(jié)距多排，反之?！君X輪】1、壓力角增大有利于提高彎曲強度和接觸強度，一般20；2、齒數(shù)z，盡量多，想嚙合的互為質(zhì)數(shù)，3、齒寬系數(shù)適度增加。5. 軸承基礎(chǔ)知識【類型及特點】滑動整體式徑向，對開式徑向，止推；液體，不完全液體，自潤滑，滾動向心，推力，向心推力【滾動軸承的代號】【失效】滑動磨粒磨損、刮傷、膠合、疲勞剝落、腐蝕滾動內(nèi)外圈滾道或滾動體上的點蝕【滑動材料】1、良好的減摩性，耐磨性和抗咬粘性，2、良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和耐磨性，3、良好的強度和抗腐蝕能力4、良好的工藝性和導(dǎo)熱性、經(jīng)濟性。金屬材料軸承合金、銅合金、鋁基合金、灰鑄鐵及耐磨鑄鐵，非金屬工程塑料，碳-石墨，多空質(zhì)金屬。6. 軸的基礎(chǔ)知識【軸的功用】支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力【分類】轉(zhuǎn)軸彎矩扭矩心軸彎矩傳動軸扭矩；曲軸，直軸光軸（形狀簡單，加工容易心軸和傳動）階梯軸（轉(zhuǎn)軸）【設(shè)計準則】1、結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)軸上零件的安裝、定位及軸的制造工藝方面的要求，合理的制定軸的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。2、工作能力計算，軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性方面的計算。【材料】碳鋼合金鋼7. 聯(lián)軸器和離合器【異同】1、聯(lián)軸器用來把兩軸連接在一起，機械運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離；只有在機械停車并將連接拆開后，兩軸才能分離。2、離合器在機械運轉(zhuǎn)的過程中，可是兩軸隨時結(jié)合和分離的一種裝置，他可以用來操縱機械傳動系統(tǒng)的斷續(xù)，以便進行變速及轉(zhuǎn)向?！韭?lián)軸器的種類及特性】剛性聯(lián)軸器套筒式，夾克式，凸緣式撓性聯(lián)軸器無彈性元件的撓性聯(lián)軸器（十字滑塊聯(lián)軸器，滑塊聯(lián)軸器，十字軸萬向聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器，滾子鏈聯(lián)軸器）有彈性元件（彈性套柱銷聯(lián)軸器，彈性柱銷聯(lián)軸器，梅花形彈性聯(lián)軸器，輪胎式聯(lián)軸器，膜片聯(lián)軸器）【離合器的種類及特性】牙嵌離合器，圓盤摩擦離合器單盤多盤