機械設計基礎知識大全
引導語：有關機械設計的基礎知識哪裡有哪？接下來是小編為你帶來收集整理的文章，歡迎閱讀！
1機械零件常用材料：普通碳素結構鋼(Q屈服強度)優質碳素結構鋼(20平均碳的質量分數為萬分之20)、合金結構鋼(20Mn2錳的平均質量分數約為2%)、鑄鋼(ZG230-450屈服點不小於230，抗拉強度不小於450)、鑄鐵(HT200灰鑄鐵抗拉強度).
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(吧淬火後的零件再次加熱到低於臨界溫度的一定溫度，保溫一段時間後在空氣中冷卻)、調質(淬火+高溫回火的過程)、化學熱處理(滲碳、滲氮、碳氮共滲).
3機械零件的結構工藝性：便於零件毛坯的製造、便於零件的機械加工、便於零件的裝卸和可靠定位 .
4機械零件常見的失效形式：因強度不足而斷裂;過大的彈性變形或塑性變形;摩擦表面的過度磨損、打滑或過熱;連線鬆動;容器、管道等的洩露;運動精度達不到設計要求 .
5應力的分類：分為靜應力和變應力。最基本的變應力為穩定迴圈變應力，穩定迴圈變應力有非對稱迴圈變應力、脈動迴圈變應力和對稱迴圈變應力三種.
6疲勞破壞及其特點：變應力作用下的破壞稱為疲勞破壞。特點：在某類變應力多次作用後突然斷裂;斷裂時變應力的最大應力遠小於材料的屈服極限;即使是塑性材料，斷裂時也無明顯的塑性變形。確定疲勞極限時，應考慮應力的大小、迴圈次數和迴圈特徵.
7接觸疲勞破壞的特點：零件在接觸應力的反覆作用下，首先在表面或表層產生初始疲勞裂紋，然後再滾動接觸過程中，由於潤滑油被基金裂紋內而造成高壓，使裂紋擴充套件，最後使表層金屬呈小片狀剝落下來，在零件表面形成一個個小坑，即疲勞點蝕。疲勞點蝕危害：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，並引起振動和噪聲。疲勞點蝕使齒輪。滾動軸承等零件的主要失效形式.
8引入虛約束的原因：為了改善構件的受力情況(多個行星輪)、增強機構的剛度(軸與軸承)、保證機械運轉效能.
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自鎖條件：λ≤ψ即螺旋升角小於等於當量摩擦角.
11螺旋機構傳動與連線：普通螺紋由於牙斜角β大，自鎖性好，故常用於連線;矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋因β小，傳動效率高，故常用於傳動.
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於40°。在d2和P一定的情況下，鎖著螺紋線數n的增加，λ將增大，傳動效率也相應增大。因此，要提高傳動效率，可採用多線螺旋傳動.
13螺旋機構的型別及應用：
①變回轉運動為直線運動，傳力螺旋(千斤頂、壓力機、臺虎鉗)、傳導螺旋(車窗進給螺旋機構)、調整螺旋(測微計、分度機構、調整機構、道具進給量的微調機構)
②變直線運動為迴轉運動.
14螺旋機構的特點：具有大的減速比;具有大的裡的增益;反行程可以自鎖;傳動平穩，噪聲小，工作可靠;各種不同螺旋機構的機械效率差別很大(具有自鎖能力的的螺旋副效率低於50%).
15連桿機構廣泛應用的原因：能實現多種運動形式的轉換;連桿機構中各運動副均為低副，壓強小、磨損輕、便於潤滑、壽命長;其接觸表面是圓柱面或平面，製造比較簡易，易於獲得較高的製造精度.
16曲柄存在條件：
①最短杆長度+最長杆長度≤其他兩杆之和
②最短杆為連架杆或機架.
17凸輪運動規律及衝擊特性：
①等速：剛性衝擊、低速輕載
②等加速等減速：柔性衝擊、中速輕載
③餘弦加速度：柔性衝擊、中速中載
④正弦加速度：無衝擊、高速輕載.
18凸輪機構壓力角與基圓半徑關係：r0=v2/(ωtanα)-s，其中r0為基圓半徑，s為推杆位移量 .
19滾子半徑選擇：ρa=ρ-r，當ρ=r時，在凸輪實際輪廓上出現尖點，即變尖現象，尖點很容易被磨損;當ρr，通常取r≤0.8ρ，一般可增大基圓半徑以使ρ增大.20齒輪傳動的優缺點：
①優點：適用的圓周速度和功率範圍廣;傳動比精確;機械效率高;工作可靠;壽命長;可實現平行軸、相交軸交錯軸之間的傳動;結構緊湊;
②缺點：要求有較高的製造和安裝精度，成本較高;不適宜於遠距離的兩軸之間的傳動.
21漸開線的特性：
①發生線在基圓上滾過的一段長度等於基圓上被滾過的弧長;
②漸開線上任一點的法線必與基圓相切，且N點位漸開線在K點的曲率中心，線段NK為其曲率半徑;
③cosαk=ON/OK=rb/rk漸開線上各點的壓力角不等，向徑rk越大，其壓力角越大，基圓上壓力角為零;
④漸開線的形狀取決於基圓大小，隨著基圓半徑增大，漸開線上對應點的曲率半徑也增大，當基圓無限大時，漸開線成為直線，故漸開線齒條的齒廓為直線;
⑤基圓以內無漸開線
22齒輪齧合條件：必須保證處於齧合線上的各對齒輪都能正確的進入齧合狀態，m1=m2=m;α1=α2=α即模數和壓力角都相等;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程角與渦輪的螺旋角大小相等，旋向相同23輪齒的連續傳動條件：重合度ε=B1B2/ρb>1(實際齧合線段B1B2的長度大於輪齒的法向齒距)124齒廓齧合基本定律：作平面齧合的一對齒廓，它們的瞬時接觸點的公法線，必於兩齒輪的連心線交於相應的節點C，該節點將齒輪的連心線所分的兩個線段的與齒輪的.角速成反比。
25根切：
①產生原因：用齒條型刀具(或齒輪型刀具)加工齒輪時。若被加工齒輪的齒數過少，道具的齒頂線就會超過輪坯的齧合極限點，這時會出現刀刃把齒輪根部的漸開線齒廓切去一部分的現象，即根切;
②後果：使得齒輪根部被削弱，齒輪的抗彎能力降低，重合度減小;
③解決方法：正變位齒.
26正變位齒輪優點：可以加工出齒數小於Zmin而不發生根切的齒輪，使齒輪傳動結構尺寸減小;選擇適當變位量來滿足實際中心距得的要求;提高小齒輪的抗彎能力，從而提高一對齒輪傳動的總體強度.
27齒輪的失效形式：齒輪折斷、齒麵點蝕、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;閉式齒輪主要是齒麵點蝕和輪齒折斷;蝸桿傳動的失效形式為輪齒的膠合、點蝕和磨損.
28齒輪設計準則：對於一般使用的齒輪傳動，通常只按保證齒面接觸疲勞強度及保證齒根彎曲疲勞強度進行計算.
29引數選擇：
①齒數：保持分度圓直徑不變，增加齒數能增大重合度，改善傳動的平穩性，節省製造費用，故在滿足齒根彎曲疲勞強度的條件下，齒數多一些好;閉式z=20~40開式z=17~20;
②齒寬係數：大齒輪齒寬b2=b;小齒輪b1=b2+(2~10)mm;③齒數比：直齒u≤5;斜齒u≤6~7;開式齒輪或手動齒輪u可取到8~12.
30直齒輪傳動平穩性差，衝擊和噪聲大;斜齒輪傳動平穩，衝擊和噪聲小，適合於高速傳動.
31輪系的功用：獲得大的傳動比(減速器);實現變速、變向傳動(汽車變速箱);實現運動的合成與分解(差速器、汽車後橋);實現結構緊湊的大功率傳動(發動機主減速器、行星減速器).
32帶傳動優缺點：
①優點：具有良好的彈性，能緩衝吸振，尤其是V帶沒有接頭，傳動較平穩，噪聲小;過載時帶在帶輪上打滑，可以防止其他器件損壞;結構簡單，製造和維護方便，成本低;適用於中心距較大的傳動;
②缺點：工作中有彈性滑動，使傳動效率降低，不能準確的保持主動軸和從動軸的轉速比關係;傳動的外廓尺寸較大;由於需要張緊，使軸上受力較大;帶傳動可能因摩擦起電，產生火花，故不能用於易燃易爆的場合.33.影響帶傳動承載能力的因素：初拉力Fo包角a摩擦係數f帶的單位長度質量q速度v.34.帶傳動的主要失效形式：打滑和疲勞破壞;設計準則：在不打滑的前提下，具有一定的疲勞強度和壽命。
33彈性滑動與打滑：打滑：由於超載所引起的帶在帶輪上的全面滑動，可以避免;彈性滑動：由於帶的彈性變形而引起的帶在帶輪上的滑動，不可避免 .
34螺紋連線的基本型別：螺栓連線(普通螺栓連線、鉸制孔用螺栓連線)、雙頭螺柱連線、螺釘連線、緊螺釘連線.
35螺紋連線的防松：摩擦防松(彈簧墊圈、雙螺母、橢圓口自鎖螺母、橫向切口螺母)、機械防松(開口銷與槽形螺母、止動墊圈、圓螺母止動墊圈、串連鋼絲)、永久防松(衝點法、端焊法、黏結法).