機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考試重點(diǎn)土木安裝PAGEPAGE1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)緒論機(jī)器：用來(lái)變換或傳遞能量、物料、信息的機(jī)械裝置。機(jī)構(gòu)：把一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)。構(gòu)件是指組成機(jī)械的運(yùn)動(dòng)單元；零件指組成機(jī)械的制造單元。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)失效：機(jī)械零件喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求性能時(shí)，稱(chēng)為失效。2、零件失效形式及原因：斷裂失效：（零件在受拉壓彎剪扭等外載荷作用，某一危險(xiǎn)截面應(yīng)力超過(guò)零件的強(qiáng)度極限發(fā)生的斷裂）、變形失效：（作用于零件上的應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限，則零件將產(chǎn)生塑性變形）、表面損傷失效：（零件的表面操作破壞主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞）。3、應(yīng)力和應(yīng)力循環(huán)特性：可用來(lái)表示變應(yīng)力的不對(duì)稱(chēng)程度。r=+1為靜應(yīng)力；r=0為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力；r=-1為對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力，-1<r<+1為不對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力。4、零件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、耐磨性準(zhǔn)則、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則、耐熱性準(zhǔn)則、可靠性準(zhǔn)則。5、機(jī)械零件材料選擇的基本原則：材料的使用性能應(yīng)滿(mǎn)足工作要求（力學(xué)、物理、化學(xué)）、材料的工藝性能滿(mǎn)足制造要求（鑄造性、可鍛性、焊接性、熱處理性、切削加工性）、力求零件生產(chǎn)的總成本最低（相對(duì)價(jià)格、資源狀況、總成本）。6、摩擦類(lèi)型：按摩擦表面間的潤(rùn)滑狀態(tài)不同分為：干摩擦、邊界摩擦、流體摩擦、混合摩擦。7、磨損：由于機(jī)械作用或伴有物理化學(xué)作用，運(yùn)動(dòng)副表面材料不斷損失的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損，分類(lèi)：粘著磨損、磨粒磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損。8、常用潤(rùn)滑劑：潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂9、零件結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求：毛坯選擇合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、制造精度及表面粗糙度規(guī)定適當(dāng)。平面機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件直接接觸，并保持一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則將此兩構(gòu)件可動(dòng)連接稱(chēng)之為運(yùn)動(dòng)副。按照接觸形式，通常把運(yùn)動(dòng)副分為低副和高副兩類(lèi)。2、平面機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)能產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的自由度。設(shè)平面機(jī)構(gòu)中共有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件,在各構(gòu)件尚未構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副時(shí)，它共有3n個(gè)自由度。而當(dāng)各構(gòu)件構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副后，設(shè)共有個(gè)低副和個(gè)高副，則機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n-2-。3、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)大于0，且機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度的數(shù)目。（當(dāng)機(jī)構(gòu)不滿(mǎn)足這一條件時(shí)，如果機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)小于機(jī)構(gòu)的自由度，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不能確定。如果原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)的自由度，機(jī)構(gòu)不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，并將導(dǎo)致機(jī)構(gòu)中最薄弱環(huán)節(jié)的損壞）4、復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束各自的引入5、瞬心：兩構(gòu)件互作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在任一瞬時(shí)都可以認(rèn)為它們是繞某一點(diǎn)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。該點(diǎn)即為兩構(gòu)件的速度瞬心。6、三心定理：作相對(duì)平面運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，這三個(gè)瞬心位于同一直線(xiàn)上。平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)基本類(lèi)型：按兩連架桿的運(yùn)動(dòng)形式將鉸鏈四桿分為三種：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。2、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)、定塊機(jī)構(gòu)、偏心輪機(jī)構(gòu)、雙滑塊機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有周轉(zhuǎn)副的條件是：最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿的長(zhǎng)度之和。組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為四桿中的最短桿。不同形式的獲得條件：當(dāng)最短桿為機(jī)架時(shí)，機(jī)架上有兩個(gè)周轉(zhuǎn)副，故得雙曲柄機(jī)構(gòu)；當(dāng)最短桿為連架桿時(shí)，機(jī)架上有一個(gè)周轉(zhuǎn)副，該四桿機(jī)構(gòu)將成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；當(dāng)最短桿為連桿時(shí)，機(jī)架上沒(méi)有周轉(zhuǎn)副，得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)：傳動(dòng)帶是彈性體，受力后會(huì)產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)，帶傳動(dòng)工作時(shí)，和松邊的拉力不等，因而彈性伸長(zhǎng)也不同。帶在繞過(guò)主動(dòng)輪時(shí)，作用在帶上的拉力逐漸減小，彈性伸長(zhǎng)量也相應(yīng)減小。因而帶在隨主動(dòng)輪前進(jìn)的同時(shí)，沿著主動(dòng)輪漸漸身后收縮滑動(dòng)，而在帶動(dòng)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，情況正好相反，即一邊帶動(dòng)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，一邊尚其表面向前拉伸滑動(dòng)。這種由于帶的彈性和接力差引起的帶在帶輪上的滑動(dòng)，稱(chēng)為帶的彈性滑動(dòng)。帶的打滑是兩個(gè)完全不同的概念。彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)工作時(shí)的固有特性，只要主動(dòng)輪一驅(qū)動(dòng)，緊邊和松邊就產(chǎn)生拉力差，彈性滑動(dòng)不可避免。而打滑是因?yàn)檫^(guò)載引起的全面滑動(dòng)，是可以采取措施避免的。帶傳動(dòng)的包角要求：小帶輪包角，其中d2,d1分別表示大帶輪和小帶輪的直徑，a表示中心距。帶傳動(dòng)的最大應(yīng)力發(fā)生在小帶輪某一點(diǎn)：其值為，其中=（A為帶的橫截面積）為緊邊拉應(yīng)力；（q為每米長(zhǎng)的質(zhì)量，v為帶速）；（Y表示帶截面的節(jié)面到最外層的距離；E為帶的彈性模量；d為帶輪直徑）。鏈傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)：與帶傳動(dòng)相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是：能獲得準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；所需張緊力小，因而作用在軸上的壓力小，結(jié)構(gòu)更為緊湊，傳動(dòng)效率較高，可在高溫、油污、潮濕等惡劣環(huán)境下工作；與齒輪傳動(dòng)相比較優(yōu)點(diǎn)：中心距較大而結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，制造與安裝精度要求較低。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，工作時(shí)有一定的沖擊和噪聲。鏈節(jié)距：鏈條上相鄰兩銷(xiāo)軸的中心距稱(chēng)為鏈節(jié)距，以p表示，它是鏈條最主要的參數(shù)，滾子鏈?zhǔn)褂脮r(shí)為封閉環(huán)形，鏈條長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)來(lái)表示。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，鏈條連接成環(huán)形時(shí)正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相連接，接頭處可用開(kāi)口銷(xiāo)和彈簧夾來(lái)鎖住活動(dòng)的銷(xiāo)軸，當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則需要采用過(guò)渡鏈節(jié)，鏈條受力后，過(guò)渡鏈節(jié)的鏈節(jié)除受拉力外，還承受附加的彎矩。因此應(yīng)避免采用奇數(shù)鏈節(jié)。連接與彈簧螺紋副：外螺紋與內(nèi)螺紋旋合面組成螺紋副，亦稱(chēng)螺旋副。自鎖條件：對(duì)于矩形螺紋，螺紋副的自鎖條件為，其中為斜面傾角，為摩擦角。對(duì)于非矩形螺紋，其自鎖條件為，其中為當(dāng)量摩擦角，并且有。螺紋的預(yù)緊：在一般的螺紋連接中，螺紋裝配時(shí)都應(yīng)擰緊，這時(shí)螺紋連接受到預(yù)緊力的作用，對(duì)于重要的螺紋連接，為了保證連接的可靠性、強(qiáng)度和密封性要求，應(yīng)控制預(yù)緊力的大小。螺紋的防松：為了保證安全可靠，設(shè)計(jì)螺紋連接時(shí)要采取必要的防松措施。螺紋連接防松的根本問(wèn)題在于防止螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在靜載荷和工作溫度變化不大的情況下，擰緊的螺紋連接件因滿(mǎn)足自鎖性條件一般不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)和變載的作用下，預(yù)緊力可能在某一瞬間消失，連接仍有可能自行松脫而影響正常工作，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。當(dāng)溫度變化較大或在高溫條件下工作時(shí)，連接件與被連接件的溫度變形或材料的蠕變，也可能引起松脫。防松措施：摩擦防松（彈簧墊圈、雙螺母、尼龍圈鎖緊螺母）、機(jī)械防松（開(kāi)口銷(xiāo)與槽形螺母、止動(dòng)墊圈與圓螺母）、粘合防松螺栓的主要失效形式有：螺栓桿拉斷；螺紋的壓潰和剪斷；經(jīng)常裝拆時(shí)會(huì)因磨損而發(fā)生滑扣現(xiàn)象。鍵：平鍵和半圓鍵工作面是兩側(cè)面；楔鍵和切向鍵工作面是上下面。軸承（滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承）滾動(dòng)軸承分類(lèi)：按滾動(dòng)體形狀可以分為球軸承和滾子軸承；按承受載荷的方向或公稱(chēng)接觸角的不同，滾動(dòng)軸承可以分為向心軸承和推力軸承。滾動(dòng)軸承特點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)是：摩擦阻力小、啟動(dòng)靈活、效率高；軸承單位寬度的承載能力較強(qiáng)；極大地減少了有色金屬的消耗；易于互換，潤(rùn)滑和維護(hù)方便。主要缺點(diǎn)是：接觸應(yīng)力高，抗沖擊能力較差，高速重載荷下壽命較低，不適用于有沖擊的瞬間過(guò)載的高轉(zhuǎn)速場(chǎng)合；減振能力低，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有噪聲；徑向外廓尺寸大；小批量生產(chǎn)特殊的滾動(dòng)軸承時(shí)成本較高。滾動(dòng)軸承的代號(hào)：基本代號(hào)中右起12位數(shù)字為內(nèi)徑代號(hào)，右起第3位表示直徑系列代號(hào)，右起第4位為寬（高）度系列代號(hào)，當(dāng)寬度系列為0系列時(shí)，可以不標(biāo)出。滾動(dòng)軸承類(lèi)型選擇：考慮承載能力、速度特性、調(diào)心性能、經(jīng)濟(jì)性滑動(dòng)軸承的分類(lèi)：按所受載荷方向的不同，主要分為徑向滑動(dòng)軸承和推力滑動(dòng)軸承；按滑動(dòng)表面間摩擦狀態(tài)的不同，可分為干摩擦滑動(dòng)軸承、非液體摩擦滑動(dòng)軸承和液體摩擦滑動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承軸瓦材料性能：摩擦因數(shù)小，有良好的耐磨性、耐腐蝕性、抗膠合能力強(qiáng)；熱膨脹系數(shù)小，有良好的導(dǎo)熱性；有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和可塑性。軸軸的分類(lèi)：按承載情況不同，軸可以分為以下三類(lèi)：心軸（只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸）、傳動(dòng)