1、机械零件的主要失效形式:(1)整体断裂(2)过大的残余变形(3)零件的表面破坏(4)破坏正常工作条件引起的失效 2、设计机械零件时应满足的基本要求:(1)避免在预定寿命内失效的要求:1、具有适当的强度2、满足刚度要求3、满足寿命要求(2)结构工艺性要求(3)经济性要求(4)质量小的要求(5)可靠性要求 3、机械零件的设计准则:(1)强度准则(2)刚度准则(3)寿命准则(4)振动稳定性准则(5)可靠性准则 4、机械零件的设计方法:(1)理论设计(2)经验设计(3)模型实验设计 5、机械零件设计的一般步骤:(1)根据零件的使用要求,选择零件的类型和结构(2)根据机器的工作要求,计算作用在零件上的载荷(3)根据零件的类型、结构和所受载荷,分析零件可能的失效形式,从而确定零件的设计准则(4)根据零件的工作条件及对零件的特殊要求,选择适当的材料(5)根据设计准则进行有关的计算,确定出零件的基本尺寸(6)根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计(7)细节设计完成后,必要时进行详细的校核计算,以判断结构的合理性(8)画出零件的工作图,并写出计算说明书 6、影响机械零件疲劳强度的主要因素:(1)零件上的集中应力(2)材料和材料的热处理方法及强化工艺(3)零件的表面质量(4)零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸
7、当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发生相对滑动,或有相对滑动的趋势时,在接触表面上就会产生抵抗滑动的阻力,这一自然现象叫做摩擦。
8、运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移,即形成磨损。 9、改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力减缓磨损的技术措施,即为润滑。 10、润滑剂的主要质量指标:(1)粘度1、动力粘度2、运动粘度3、条件粘度(2)润滑性(3)极压性(4)闪点(5)疑点(6)氧化稳定性 11、润滑剂有润滑油(矿物油、动植物油、合成油和各种乳剂)、润滑脂等。 12、这种具有一定粘性的流体流入楔形收敛间隙而产生压力的效应叫做流体动力润滑的楔效应。
13、按润滑状态的不同,可把摩擦分为干摩擦、边界摩擦、混合摩擦和流体摩擦四种。
14、螺纹可分为连接螺纹和传动螺纹。
15、螺纹的主要几何参数:大径d、小径d1、中径d2、线数n、螺距p、导程s、螺纹升角Ψ、牙型角α、接触高度h。 16、螺纹联接的基本类型和适用场合:(1)螺栓连接:应用极广(2)双头螺柱连接:适用于结构上不能采用螺栓连接的场合(3)螺钉连接:多用于受力不大、或不需要经常拆装的场合(4)紧定螺钉连接
17、(1)预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。 方法:借助测力矩扳手或定力矩扳手,利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。
(2)防松的目的在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。
方法:按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。 18、提高螺栓联接强度的措施:(1)降低影响螺栓疲劳强度的应力幅(2)改善螺纹牙上载荷分布不均的现象(3)减小应力集中的影响(4)采用合理的制造工
艺方法
19、键联接的类型:平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。
20、(1)平键连接特点:结构简单、拆装方便、对中性较好等优点,因而得到广泛应用;它不能承受轴向力,因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。 (2)半圆键连接:工艺性较好、装配方便,尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接;轴上键槽较深,对轴的强度削弱较大,故一般只用于轻载静连接中。
(3)楔键连接:楔键连接在传递有冲击和振动的较大转矩时,仍能保证连接的可靠性;键楔紧后,轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜。
21、键的选择包括类型选择和尺寸选择。键的截面尺寸b×h根据轴径d由标准中查得。
22、根据用途的不同,平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。 23、普通平键按构造分,有圆头(A型)、平头(B)及单圆头(C)三种。 (1)圆头平键:宜放在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中。(2)平头平键:放在用盘铣刀铣出的键槽中,键在键槽中轴向固定良好。(3)单圆头连接:常用与轴端与毂类零件的连接。
24、花键连接可用于静连接或动连接。按其齿形不同,可分为矩形花键和渐开线花键两类。
(1)矩形花键的定心方式为小径定心,即外花键和内花键的小径为配合面。应用广泛。
(2)渐开线花键的定心方式为齿形定心。适用于当传递的转矩较大且轴径也大时和载荷较轻、直径较小的静连接,特别适用于薄壁零件的轴毂连接。
25、带传动的类型:按工作原理的不同,带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动。
26、摩擦型带传动可分为平带传动、圆带传动、V带传动和多楔带传动。 (1)平带传动:在传动中心矩较大的情况下应用最多。(2)圆带传动:多用于小功率传动。(3)V带传动:摩擦力大、允许的传动比大,结构紧凑,大多数V带已标准化。(4)多楔带传动:柔性好和摩擦力大,主要应用于传递功率较大同时要求结构紧凑的场合。
27、影响带传动的最大有效拉力Fec的因素:最小初拉力、摩擦系数或当量摩擦系数、带轮的包角。 28、(1)这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动,称为带传动的弹性滑动。因为带传动总有紧边和松边,所以弹性滑动也总是存在的,是无法避免的。 (2)当总摩擦力增加到临界值时,弹性滑动的区域也就扩大到了整个接触弧。此时如果再增加带传动的功率,则带与带轮间就会发生显著的相对滑动,即整体打滑。打滑会加剧带的磨损,降低从动带轮的转速,甚至使传动失效,故应极力避免这种情况的发生。但是当带传动所传递的功率突然增大而超过设计功率时,这种打滑却可以起到过载保护的作用。 29、带传动的失效形式:打滑和疲劳破坏。
30、带传动的设计准则:在保证不打滑的条件下,带传动具有一定的疲劳强度和寿命。
31、影响带传动能力的因素:传动比、摩擦力、张紧力、包角。 32、V带型号的选择依据是功率pca、小带轮转速n1。 33、带传动的张紧方法:定期张紧装置、自动张紧装置、采用张紧轮的张紧装置。
34、链传动的特点:链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。 链传动有许多优点,与带传动相比,无弹性滑动和打滑现象,平均传动比准确,工作可靠,效率高;传递功率大,过载能力强,相同工况下的传动尺寸小;所需张紧力小,作用于轴上的压力小;能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。 链传动的缺点主要有:仅能用于两平行轴间的传动;成本高,易磨损,易伸长,传动平稳性差,运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声,不宜用在急速反向的传动中。 35、滚子链的组成:滚子、套筒、销轴、内链板和外链板。
36、链传动中产生动载荷的主要原因:链速和从动链轮的转速的变化。或
37、链传动的失效形式:(1)链的疲劳破坏(2)链条铰链的磨损(3)链条铰链的胶合(4)链条的静力破坏
38、齿轮传动的失效形式:轮齿折断和工作齿面磨损、点蚀、胶合及塑形变形。 39、齿轮的设计准则:保证齿根弯曲疲劳强度和保证齿面接触疲劳强度准则。 40、蜗杆传动的特点:1.传动比大,结构紧凑。2. 重合度大、传动平稳,噪声低。3. 具有自锁性。4. 蜗杆传动效率低,一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低。5. 发热量大,齿面容易磨损,成本高。
蜗杆传动常用与减速装置,但也有个别机器用作增速装置。 41、蜗杆传动的常用材料:(1)为了减摩,通常蜗杆用钢材,蜗轮用有色金属(铜合金、铝合金)。(2)高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火,或45钢、40Cr淬火。(3)低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。 蜗杆传动的材料不仅要求具有足够的强度,更重要的是要具有良好的磨合和耐磨性能。
42、蜗杆传动的失效形式有点蚀、齿根折断、齿面胶合及过度磨损等。 43、蜗杆传动的设计准则:(1)开式传动:保证齿根弯曲疲劳强度(2)闭式传动:按齿面接触疲劳强度进行设计,按齿根弯曲疲劳强度进行校核。
44、蜗杆传动热平衡计算的目的:蜗杆传动由于效率低,所以工作时发热量大。在闭式传动中,为避免因油温不断升高而使润滑油稀释,从而增大摩擦损失,甚至发生胶合,必须进行热平衡计算。
45、蜗杆传动采用粘度大的矿物油进行润滑。 46、轴可分为心轴、传动轴、转轴。 47、提高轴的强度的常用措施:(1)合理布置轴上零件以减小轴的载荷(2)改进轴上零件的结构以减小轴的载荷(3)改进轴的结构以减小应力集中的影响(4)改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度
48、联轴器和离合器的作用都是用来连接轴与轴(或其它运动件)达到传递运动
与扭矩。也可作为安全装置,作过载保护。 49、联轴器和离合器的不同点:联轴器在机器运转中一般不能分离,只有在停机后才能断开;离合器在机器运转中可随时接合或脱开连接。离合器能够在工作时接合和分离,联轴器则不能。 50、 常用联轴器的特点:(1)凸缘联轴器结构简单,维护方便,能传递较大的较矩,但对两轴之间的相对位移不能补偿,因此对两轴的对中性要求很高。凸缘联轴器广泛地用于低速、转矩、载荷平稳、短而刚性好的轴的连接。(2)套筒联轴器常用于两轴直径较小、两轴对中性精度高、工作平稳的场合。(3) 齿轮联轴器的优点是转速高,能传递很大的转矩,并能补偿较大的综合位移,工作可靠,对安装精度要求不高。其缺点是质量大,制造较困难,成本高,因此多用在重型机械中。(4) 弹性柱销联轴器可允许较大的轴向窜动,但径向位移和偏角位移的补偿量不大。其的结构简单,制造容易和维护方便等优点,一般多用于轻载的场合。(5)安全联轴器即具有过载安全保护功能的联轴器,当机器过载或受冲击时,联轴器中的连接件自动断开,中断两轴的联系,从而避免机器械重要零、部件受到损坏。(6)滑块联轴器结构简单,尺寸紧凑,适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。
51、联轴器的选用:常用联轴器多已标准化,选用时,首先应根据工作条件选择合适的类型,然后再按转矩、轴径及转速 选择联轴器的型号尺寸,必要时应对个别薄弱零件进行强度验算。 52、滑动轴承的主要结构形式:(1)整体式径向滑动轴承:轴承座、整体轴套、油孔、螺纹孔(2)对开式径向滑动轴承:轴承座、轴承盖、双头螺柱、螺纹孔、油孔、油槽、剖分式轴瓦(3)止推滑动轴承:轴承座、止推轴颈 53、滑动轴承的常用材料:(1)金属材料(2)多孔制金属材料(3)非金属材料 54、滚动轴承由于摩擦系数小,启动阻力小,而且它已标准化,选用、润滑、维护都很方便,因此在一般机器中应用较广。但滑动轴承可在工作转速特高、特大冲击与振动、径向空间尺寸受到以及需在水或腐蚀性介质中工作等场合,仍占有重要地位,是滚动轴承没有的优势。
因此,滑动轴承在轧钢机、汽轮机、内燃机、金属切削机床、车辆、雷达、天文望远镜以及各种仪表中应用广泛。
55、滑动轴承的失效形式:磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落、腐蚀。 56、形成流体动压润滑的基本条件:(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。 57、选择滚动轴承时应考虑的因素:(1)轴承的载荷(2)轴承的转速(3)轴承的调心性能(4)轴承的安装和拆卸
58、滚动轴承的主要失效形式是内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏。
59、(1)轴承的极限转速nlim:载荷不太大,冷却条件正常,且为0级公差轴承时的最大允许转速。(2)基本额定寿命Lh :一组在相同条件下运转的近与相同的轴承,将其可靠度为90%时的寿命作为基本寿命。(3)基本额定动载荷C:使轴承的基本额定寿命恰好为10^6转时,轴承所能承载的载荷。(4)当量动载荷P:在进行滚动轴承的寿命计算时,应该把滚动轴承实际承受的载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致。按这一原则转换的载荷称为滚动轴承的当量载荷。
60、滚动轴承装置的结构设计的主意点:(1)支承部分的刚性和同心度(2)轴承的配置:1、双支点各单向固定2、一支点双向固定,另一端支点游动3、两端游动支承(3)滚动轴承的轴向固定(4)轴承游隙及轴上零件位置的调整(5)滚动轴承的配合(6)滚动轴承的预紧(7)滚动轴承的润滑(8)滚动轴承的密封装置