南京工业大学机械设计基础

机械基础复习资料

1.金属材料的热处理有哪些？常用钢材的表示形式？

A钢的热处理：将钢在固态下加热到一定温度，经过一定时间的保温，然后用一 定的速度冷却，来改变金属及合金的内部结构，以期改变金属及合金的物理、化学 和力学性能的方法。

常用热处理的方法：退火、正火、淬火、回火、表面热处理等。 退火：将钢加热到一定温度（45钢830～8600C），保温一段时间，随炉缓冷。退火可消除内应力，降低硬度。

正火：与退火相似，只是保温后在空气中冷却。正火后钢的硬度和强度有所提高。低碳钢一般采用正火代替退火。

淬火：将钢加热到一定温度（45钢840～8500C），保温一段时间，而后急速冷却（水冷或油冷）。淬火后钢的硬度急剧增加，但脆性也增加。

回火：将淬火钢重新加热到一定温度，保温一段时间，然后空冷。回火可减小淬火引起的内 应力和脆性，但仍保持高的硬度和强度。根据加热温度不同分低温回火、中温回火、高温回火。淬火后高温回火称调质。 表面热处理：

表面淬火：将机械零件需要强化的表面迅速加热到淬火温度，随即快速将该表面冷却的热处理方法。

化学热处理：将机械零件放在含有某种化学元素（如碳、氮、铬等）介质中加热保温，使该元素的活性原子渗入到零件表面的热处理方法。据渗入元素不同有渗碳、氮化、氰化。

B钢材的表示形式：

1.碳素钢的结构：Q（屈服的意思）+屈服极限+质量等级符号+脱氧方法符号 质量等级有A,B,C,D四个等级

脱氧符号：F沸腾钢，b半镇静钢，Z镇静钢，TZ特殊镇静钢，Z或TZ可以省略 2.合金钢结构：数字（钢中平均含碳量）+化学元素+数字（合金元素的平均含量） 3.铸钢：ZG数字（屈服极限）—数字（拉伸强度极限） C铸铁

1.灰铸铁：HT+数字（拉伸强度极限）

2.球墨铸铁：QT+数字（拉伸强度极限）—数字（伸长率） 2.机械零件选择的要求：零件的使用要求，工艺性和经济性

从零件的工艺性出发，三个要求：1.选择合理的毛坯种类2.零件的结构简单合理3.规定合理精度和表面粗糙度。

3.机械运动：机械运动必要条件：F（自由度数）＞0

当原动件数＞F，机械卡死不能动或者破坏； 原动件数=F，机构运动确定 原动件数＜F，机构开始运动

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4.带传动的特点： 优点：

1）有过载保护作用 2）有缓冲吸振作用 3）运行平稳无噪音

4）适于远距离传动（amax=15m） 5）制造、安装精度要求不高 缺点：

1）有弹性滑动使传动比i不恒定

2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大 3）结构尺寸较大、不紧凑 4）打滑，使带寿命较短

5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。 5.V带传动的工作面是？

截面为梯形，工作面为两侧面，只用于开口传动，由于V带是两侧面工作，所以与平带相比 ，在同样的张紧力下，带与带轮间能产生较大的正压力及摩擦力，所以，V带传动具有较大的传动能力。

6.带在转动过程中最大部位的应力的组成？及各个字母的含义？

7.为什么要限制小带轮的直径？

弯曲应力与带轮直径有关，dd1σb2应控制带轮直径不要过小（表6-4及6-7）

?b?Ehdd

8.打滑与弹性滑动的区别？

弹性滑动: 由于带的弹性变形而引起的带与带轮面间的局部相对滑动。这是带的固有属性，不可避免。

打滑：是带轮间的全面滑动，是一种失效形式，应当避免。

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9.A,B,C,D型带根据什么来选择？ V带型号的选取

由设计功率 P ? K 和小带轮转速n1，查图6-9。

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KA —工作情况系数（表6-6） 10.链传动与带传动有什么区别？

带传动：紧边在上面 链传动：紧边在下面 平均传动比恒定，传动效率高。但无恒定的瞬时传动比 轴上的径向压力小，高温，低速都可以使用。 11.链传动的节数是不是偶数，若是，原因？ 链节为偶数时（多用），链节为奇数（少用） 原因：磨损均匀。 ?链节为偶数时（多用），链条的两端正好是外链板与内链板相联接；链节为奇数，采用过渡链节过渡链节强度较差 12.齿轮传动的分类？

平行轴圆柱齿轮传动。圆柱齿轮按轮齿相对轴线的不同分成直齿、斜齿、人字形圆柱齿轮

相交轴圆锥齿轮传动。圆锥齿轮按轮齿相对圆锥母线的方向不同可以分为直齿，斜齿锥齿轮

交错轴的斜齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动和蜗杆传动

13.齿廓啮合基本定律：两轮齿廓不论在任何位置接触，过接触点的公法线必须与啮合两轮的连心线交于一点。

14.渐开线齿轮的正确啮合条件：两齿轮的模数和压力角应分别相等。

PPT上：两齿轮的相邻两齿同侧齿廓间的法线距离应相等，即两齿轮的法向齿距应相等。 15.渐开线齿轮连续传动的条件：

必须在前一对轮齿尚未终止啮合之前，后一对轮齿就应已进入啮合。

即啮合度大于等于1而齿数＞17时，且按标准中心距安装时就可以保证啮合度总大于1 重合度的对齿轮传动的影响： 1.重合度越大，表明多对齿啮合的时间越长，齿轮的承载能力提高，传动更加平稳。 2.重合度不仅是齿轮传动的连续性条件，而且也是衡量齿轮承载能力和传动平稳性的重 要指标。 3.εα＝1.75表明有75％的时间两对齿啮合，25％的时间一对齿啮合。 16.渐开线齿轮加工方法：

1.仿形法 2.展成法（限制最少齿数的原因以及个数）：齿数太少时会有跟切现象， Zmin=17

17.齿轮的失效形式五种（写成名字即可）

1、轮齿折断 2、齿面疲劳点蚀 3、齿面磨损 4、齿面胶合 5、齿面塑性变形

18.设计一般使用的齿轮：保证齿根弯曲疲劳强度以避免轮齿折断（硬齿面）;保证齿面接触疲劳强度以避免齿面点蚀（软齿面）。

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19. 软硬齿面的划分

齿面硬度<350HBS的为软齿面齿轮 小齿轮的宽度比大齿轮的大3-5mm 齿面硬度>350HBS的为硬齿面齿轮 硬度比大齿轮的硬30-50HBS 20.软硬齿面的用什么公式设计，校核？ 齿根弯曲疲劳强度计算： 校核公式 ?F?2000KT1YF2KT1YF??[?F]2bd1mbz1m3MPa 设计公式 m?2000KT1YF2?dz1[?F]mm （齿宽系数） ?d?b/d齿面接触疲劳强度计算： 校核公式 ?H?112ZEKT1u?1??[?H]bd1u 设计公式 d1?3KTu?1?112ZE1???[?]?duH?????2 补P128

21.齿轮接触时，接触应力一样，齿跟弯曲应力不同。

22.一对斜齿轮正确啮合的条件是有：两轮分度圆压力角相等，模数相等，螺旋角大小相等， 方向相反。

23.斜齿轮的受力分析Fa,Ft，Fr

24.法面：与分度圆面上螺旋线垂直的平面 端面：垂直于斜齿轮轴线的平面

由于刀具进刀方向垂直于法面。即刀具沿着螺旋齿槽方向进行切削，所以法面参数（法 向模数与法向端角）是标准值。

25.蜗杆特点：1.传动比大，结构紧凑。 2.效率低，发热量大。 26.蜗杆中什么是主平面，为什么？

主平面：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。 27.涡轮蜗杆的受力分析

28.与齿轮相比蜗轮蜗杆不一样的是： 蜗杆传动存在热平衡的计算

29.定轴轮系的受力分析 定轴轮系（所有齿轮的轴线是固定的） 周转轮系的受力分析（简单考）平面定轴轮系（轮系所有齿轮轴线平行）

30.普通平键的3种类型：A,B,C。键的上表面与轮毂槽底面之间留有间隙。 1.工作面是它的两个侧面，即受力面。

2，键与键槽的尺寸是由轴的公寸直径决定的。

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31.螺纹升角：将一底边长度ab等于πd1的直角三角形abc绕在一直径为d1的圆柱体上，并使底边ab绕在圆柱体的底边上，则它的斜边ac在圆柱体上便形成一螺旋线。三角形的斜边与底边的夹角就是。

32.螺纹形状及其用途：三角形----多用联接；矩形----多用于传动；梯形----多用于传动；锯齿形----多用于传动。 33.螺纹副的自锁条件：

??? λ为升角,?为摩擦当量

34. 自锁：1. 效率：1.

35.螺纹连接防松方法:摩擦力防松、机械防松、永久止动防松 36.螺栓连接的强度计算：

（一）松螺栓联接

?1、强度条件：按拉杆强度计算

d1?4F?FA?F?d124?[?]

2、设计选型：

?[?]

（二）紧螺栓联接

A.只受预紧力作用 强度条件:

?

?1.3F0?d142?[?]

B.受横向外载荷 a.防松条件:

mF0f?KfFR

b.强度条件:

?ca＝?2?3?2?1.3??

4?1.3F0?[?]2?d1

（此类计算题不能遗忘螺栓的数目） 37.轴可以分为转轴，心轴和传动轴。

心轴：只承受弯距、不承受转距的轴。心轴又分为转动心轴（受变应力）和固定心轴（受静应力），前者如与滑轮用键相联的轴；后者如与滑轮动配合的轴（自行车前轴） 转轴：工作时同时承受弯距和转距的轴。如齿轮减速器的轴。转轴是机器中最常见的轴。（齿轮减速器中的轴）

传动轴：工作时主要承受转距作用的轴。如汽车变速箱到后桥的传动装置的传动轴。（汽车到后轿的传动轴）

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38.轴上零件的定位

轴向固定常用：轴肩、轴环、套筒、轴承端盖、轴端挡圈和圆螺母等固定方法。

周向固定方法有：键、花键、销、成形联接和过盈配合等。

39.轴的强度的计算分析和轴的载荷分析图（P207）

40.引入折合系数的原因：弯矩的弯曲应力是对称循环变应力和扭矩扭转切力不是对称循环变应力，考虑两者循环特性不同，引入折合系。 41.轴的寿命，轴承的基本额定动载荷的概念

42.最常用的三种滚动轴承 ：①深沟球轴承（向心球轴承）——6型 ②圆锥滚子轴承——3

型③角接触球轴承——7型 43.滚动轴承的代号解读

44.轴的剖面图的改错

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