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机械设计基础内容

1、机械零件常用材料：普通碳素结构钢优质碳素结构

钢、合金结构钢、铸钢、铸铁

2、常用的热处理方法：退火、正火、淬火、回火、调

质、化学热处理

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、增

强机构的刚度、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一般

螺旋升角不宜大于40°。在d2和P一定的情况下，锁着螺

纹线数n的增加，λ将增大，传动效率也相应增大。因此，

要提高传动效率，可采用多线螺旋传动

13、螺旋机构的类型及应用：①变回转运动为直线运动，

传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋②变直线运动为回转运动

14、螺旋机构的特点：具有大的减速比；具有大的里的

增益；反行程可以自锁；传动平稳，噪声小，工作可靠；各

种不同螺旋机构的机械效率差别很大

15、连杆机构广泛应用的原因：能实现多种运动形式的

转换；连杆机构中各运动副均为低副，

压强小、磨损轻、便于润滑、寿命长；其接触表面是圆

柱面或平面，制造比较简易，易于获得较高的制造精度

16、曲柄存在条件：①最短杆长度+最长杆长度≤其他

两杆之和②最短杆为连架杆或机架。

17、凸轮运动规律及冲击特性：①等速：刚性冲击、低

速轻载②等加速等减速：柔性冲击、中速轻载③余弦加速度：

柔性冲击、中速中载④正弦加速度：无冲击、高速轻载

18、凸轮机构压力角与基圆半径关系：r0=v2/(ωtan

α)-s，其中r0为基圆半径，s为推杆位移量

19、滚子半径选择：ρa=ρ-r，当ρ=r时，在凸轮实际

轮廓上出现尖点，即变尖现象，尖点很容易被磨损；当ρ＜

r时，实际廓线发生相交，交叉线的上面部分在实际加工中

被切掉，使得推杆在这一部分的运动规律无法实现，即运动

失真；所以应保证ρ＞r，通常取r≤ρ，一般可增大基圆半

径以使ρ增大

20、齿轮传动的优缺点：①优点：适用的圆周速度和功

率范围广；传动比精确；机械效率高；工作可靠；寿命长；

可实现平行轴、相交轴交错轴之间的传动；结构紧凑；②缺

点：要求有较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜于远

距离的两轴之间的传动

21、渐开线的特性：

①发生线在基圆上滚过的一段长度等于基圆上被滚过

的弧长；

②渐开线上任一点的法线必与基圆相切，且N点位渐开

线在K点的曲率中心，线段NK为其曲率半径；

③cosαk=ON/OK=rb/rk渐开线上各点的压力角不等