机械设计复习大纲

第一章机械设计总论本章节包括5个知识点，1.机械零件的主要失效形式及计算准则；（重点）2.机械零件设计的一般步骤；3.材料的疲劳特性4.机械零件的强度计算；（重点）5.机械零件的抗剪裂强度和接触强度。在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过熟悉教材内容，识记一般的知识点，尽可能脑中对零件有总体的认识，再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。【知识点1】机械零件的主要失效形式及计算准则【例题1】机械零件的主要失效形式有哪些？分析：基本知识点的熟记解题：断裂，表面压碎，表面点蚀，塑形变形，过量弹性变形，共振，过热，过量磨损易错点：回答不够全面作业：《机械设计与机械原理考研指南》P18页第20、21、22等题习题：简述机械零件的计算准则【知识点2】机械零件的强度计算【例题2】简述应力特征r的取值范围及应力分类分析：基本知识点的熟记解题：-1≤r≤1，r=1时为静应力，r=-1是为循环变应力，r=0时为脉动变应力易错点：分类理解不清作业：《机械设计与机械原理考研指南》P19页第36、37等题习题：简述载荷与应力的类型第二章平面连杆机构及其设计（不考）第三章凸轮机构及其设计（不考）第四章步进机构及其设计（不考）第五章齿轮传动设计本章节包括6个知识点，1.齿轮传动的主要参数及几何尺寸计算；2.齿轮常用材料及热处理方法；3.硬齿面，软齿面，开式传动，闭式传动等概念4.齿轮传动的的常见失效形式，受力分析；（重点）5.直齿，斜齿圆柱齿轮传动的强度计算6.齿轮设计准则。（重点）其中必须掌握的知识点是3个，1.硬齿面，软齿面，开式传动，闭式传动等概念2.齿轮传动的的常见失效形式，受力分析；3.齿轮设计准则。【知识点1】齿轮传动的的常见失效形式【例题1】简述齿轮传动的常见失效形式分析：这一考题在历年考研试卷中比较常见，或考简答，或变换形式考填空解题：1.轮齿折断，多发生在脆性材料轮齿根部2.齿面点蚀，多发生在润滑良好的闭式软齿面齿轮中3.齿面胶合，多发生在高速重载热条件差的闭式齿轮中4.齿面磨损，多发生在开式齿轮传动中5.齿面塑性变形，多发生在底速过载，频繁启动的软齿面齿轮传动中易错点：回答不够准确作业：《机械设计与机械原理考研指南》P43页第1、2题，p46页第43、44、45、46题习题：齿面点蚀首先出现在齿面节线附近的原因。以及防止齿轮出现失效的措施。【知识点2】齿轮设计准则【例题2】提高渐开线圆柱齿轮的齿根弯曲疲劳强度的措施分析：考查渐开线圆柱齿轮齿轮设计准则，理解并熟记解题：可以从减少齿根弯曲应力和提高许用弯曲应力两方面来考虑。减少齿根弯曲应力：（1）增大模数；（2）增大齿宽；（3）选用较大变位系数；（4）提高齿轮制造精度；提高许用弯曲应力；（5）改善材料和热处理方式。易错点：回答不够全面作业：《机械设计与机械原理考研指南》P46页第47、49、60题习题：提高渐开线圆柱齿轮疲劳强度的措施。第六章蜗杆传动设计本章节包括3个知识点，1.蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算；2.蜗杆，蜗轮常用材料及热处理方法；3.蜗杆传动轮齿的常见失效形式，受力分析。4.蜗杆进行热平衡计算的原因其中必须掌握的知识点是1个，蜗杆传动的常见失效形式，受力分析。【知识点1】蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算【例题1】在圆柱齿轮与蜗杆传动组成的传动系统中，蜗杆传动应放在高速级,说明原因分析：考查蜗杆传动的基本特点解题：1发挥传动平稳特点（连续传动）；2高速时，滑动速度大，易行成油膜，有利于提高传动效率；3受力小，可减小涡轮尺寸，节约材料。易错点：回答不够全面作业：《机械设计与机械原理考研指南》P65页第28、35、44、49题习题：蜗杆头数对蜗杆传动的影响。【知识点2】蜗轮蜗杆传动特点【例题2】蜗杆传动正确啮合条件为。分析：考查蜗杆传动基本特点，大家在基础复习时要把握最基本的知识点。解题：αａ１＝αｔ２，ｍａ１＝ｍｔ２，β＝γ(下标依次为ａ１，ｔ２，ａ１，ｔ２)易错点：不理解，漏写作业：《机械设计与机械原理考研指南》P66页第41、45题习题：将蜗杆传动蜗杆直径系数ｑ定为标准值的目的，蜗杆传动中各参数的设定及原因第七章轮系、减速器与无级变速器（不考）第八章带传动设计本章节包括3个知识点，1.带传动的工作原理，类型，传动特点，应用场合及张紧方式；2.带传动的受力分析，应力分析，弹性滑动与打滑现象，失效形式；3.V带传动的设计计算方法。其中必须掌握的知识点是1个，带传动的受力分析，应力分析，弹性滑动与打滑现象，失效形式。【知识点1】带传动的两种滑动【例题1】简述带传动的两种滑动分析：考查带传动的传动特点解题：弹性滑动：带传动中，拉力差使带的弹性变形量变动，从而引起带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动，使带传动比不精确，且使带与带轮之间产生磨损。打滑：当外界传递的功率过大，所需有效拉力大于极限有效拉力时，带与带轮之间的显著滑动。使带传动失效，但是起过载保护作用。易错点：回答不准确作业：《机械设计与机械原理考研指南》P86页第47、54题习题：与V带传动相比，同步带传动最突出的优点是什么，了解同步带与V带传动的区别【知识点2】带传动的主要失效形式与计算准则【例题2】简述带传动的主要失效形式与计算准则分析：考查带传动的传动特点解题：带传动的主要失效形式是:打滑和带的疲劳破坏。带传动的计算准则是：保证带工作时不打滑，并且有足够的疲劳强度。易错点：回答不够全面作业：《机械设计与机械原理考研指南》P87页第74、75题习题：带传动应力分析，作图，画出各应力的分布及大小第九章链传动设计本章节包括2个知识点，1.链传动的工作原理，类型，传动特点，应用场合及张紧方式；2.滚子链传动的主要失效形式。【知识点1】滚子链传动的主要失效形式【例题1】简述滚子链传动的主要失效形式分析：考查链传动的失效形式解题：铰链磨损，链的疲劳破坏，多次冲击破坏，胶合，过载拉断，链轮轮齿的磨损和塑性变形。易错点：漏写，不全面作业：《机械设计与机械原理考研指南》P88页第62、68、99题习题：弄清失效的原因及相应措施【知识点2】链传动的布置【例题2】链传动布置时，应注意哪些问题？分析：考查链传动的布置形式解题：两轴线应该平行，两链轮应位于同一平面内，一般宜采用水平或接近水平布置，并使松边在下。易错点：回答不完整作业：《机械设计与机械原理考研指南》P87页第71、72、73题习题：了解链传动的多边形效应第十章轴毂连接设计本章节包括2个知识点，1.键连接的特点、应用和强度计算；2.花键连接的特点、应用和强度计算。其中必须掌握的知识点是1个，键连接的特点、应用和强度计算。【知识点1】键连接的分类【例题1】简述平键连接的分类分析：考查平键的分类解题：平键用途分为普通平键，导键，滑键三种。普通平键用于静联接，即轴与轴上零件之间没有相对移动，按端部形状不同分为A型(圆头)，B型（平头），C型(单圆头)3种。导键和滑键均用于动联接，导键应用于轴上零件轴上位移量不大的场合，滑键用于轴上零件轴向位移量较大的场合。易错点：回答不完整作业：《机械设计与机械原理考研指南》P142页第43题习题：了解键的分类【知识点2】键连接的应用【例题2】平键的宽度，深度，长度各应由那些因素确定分析：考查平键的应用解题：平键的宽度与深度应由轴的直径确定，而平键的长度则由轮毂的长度决定。易错点：回答不完整？作业：《机械设计与机械原理考研指南》P140页第4、16题习题：熟悉各类键的应用第十一章螺纹连接与螺旋传动本章节包括3个知识点，1.螺纹联接的类型，主要参数，应用场合及螺纹联接的预紧与防松目的和方法；2.螺栓联接的受力分析和强度计算方法；3.提高螺栓联接强度的措施。其中必须掌握的知识点是2个，1.螺栓联接的受力分析和强度计算方法；2.提高螺栓联接强度的措施。需要掌握的知识点2个，1.螺栓联接的受力分析和强度计算方法；2.提高螺栓联接强度的措施。在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过教材，练习册上的习题来熟悉相应知识点，主要是需通过练习熟记螺纹连接的类型及特点，提高螺栓连接强的措施。通过练习掌握螺栓联接受力分析和强度计算方法。最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。【知识点1】螺纹联接的主要类型【例题1】简述螺纹联接的主要类型及应用场合分析：考查螺纹联接的类型解题：螺栓联接：常用于被连接件不太厚和周边有足够装配空间的场合。双头螺栓联接：用于常装拆和结构上受限不能采用螺栓联接的场合。螺钉联接：用于不经常装拆联接的场合。紧钉螺钉联接：多用于轴和轴上零件的联接，可传递不大的力和转矩。易错点：遗漏，不全面？作业：《机械设计与机械原理考研指南》P81页第41题习题：了解螺纹连接的类型及主要参数【知识点2】螺栓联接的受力分析【例题2】图示为一液压油缸，油缸内径D=160mm，油压P=3N/mm2沿油缸圆周均匀分布八个普通螺栓，螺栓材料需用拉伸应力[σ]=120MPa;螺栓的相对刚度C1/C1+C2=0.9;预紧力F'=1.6F，（F为轴向工作载荷），求所需螺栓最小直径。分析：考查螺栓联接的受力分析，基本公式。解题：（1）计算单个螺栓工作压力F=P×π×)2×1/8=3×3.14××1/8=7536N2(D)22(160（2）总压力=F'+F=1.6F+0.9F=2.5F=2.5×7536N=18840N0F121CCC+（3）求直径d≥==16.12mm[]41.30πσ×F3.1412041.318840×××故螺栓最小直径为17mm易错点：总的工作压力易算错作业：《机械设计与机械原理考研指南》P165页第37、40题习题：了解铰制孔螺栓连接的强度校核第十二章轴的设计本章节包括3个知识点，1.轴的类型及应用，轴常用材料及热处理方法；2.轴的结构设计方法及应考虑的问题；3.轴的失效形式，轴的强度计算。其中必须掌握的知识点是2个1.轴的类型及应用，轴常用材料及热处理方法；2.轴的结构设计方法及应考虑的问题。需要掌握的知识点2个，1.轴的类型及应用，轴常用材料及热处理方法；2.轴的结构设计方法及应考虑的问题；主要是需通过练习熟记轴的类型及应用。通过练习掌握轴的结构设计方法与应该考虑的要点问题。【知识点1】轴的强度计算【例题1】轴常用的强度计算方式分析：考查轴的设计解题：1按扭转强度条件计算，适用于传动轴和转轴的初估轴径；2按弯扭合成强度条件计算，适用于转轴和心轴；3按疲劳强度精确计算（安全系数计算），适用于各类重要的轴；4按静强度计算（安全系数计算），适用于瞬时过载较大的轴。易错点：遗漏，不全面？作业：《机械设计与机械原理考研指南》P140页第8、9、39题习题：轴的强度与刚度计算应考虑的问题【知识点2】轴的结构设计【例题2】图示为一滚动轴支撑的轴系，试指出图中的结构错误（例如：1缺少调整垫片；圆角和倒脚不考虑）并简述原因。分析：此题考查轴的结构设计，属常考题型找错误时从以下几点出发１.密封问题：如密封圈，及密封圈处的间隙问题２.调整问题：如调整垫片３.键的问题：如长度过长或过短，键的上表面与轮毂槽底之间要留有间隙，多个键应该在同一直线上４.轴承安装问题：如轴肩高度或套筒高度要低于轴承内圈，以方便拆卸；端盖顶紧轴承处要高于轴承外圈５.齿轮的安装问题：轴向定为可靠，即套筒和齿轮下的轴肩有间隙，才能把齿轮顶紧；齿轮挡油环问题６.定位可靠问题：如联轴器无轴向定位７.挖掉问题：如端盖要挖去一部分解题：1.缺少调整垫片；2.轴上键槽应开在同一母线上；3.轴肩设计错误，轴承无法拆装；4.轴承装配方向一致，没有起到固定作用；5.键槽开得过长；6.齿轮所处轴段长度过长，出现过定位，齿轮定位不可靠；7.无需开键槽；8.轴承端的端面处应减少加工面。易错点：遗漏，不全面？作业：《机械设计与机械原理考研指南》P144页第57、59题习题：归纳总结轴设计中应注意的问题第十三章联轴器、离合器和制动器本章节包括3个知识点：1.联轴器的功用与分