【机械设计】机械设计39条基础知识，你知道但多少？
1. 机械设备部件的故障模式涵盖了整体性断裂、过度的残余形变、表面损伤（包括侵蚀、损耗和接触疲劳），以及由于工作条件异常而导致的失效。 2. 部件设计需遵循的原则包括：在预期使用寿命内避免失效（要求强度、刚性、耐久性），具备工艺合理性，成本效益，轻量化，以及可靠性。 3. 部件设计的指导原则涉及强度、刚性、寿命、振动稳定性以及可靠性等多个方面。 4. 部件设计的方法论包括理论推导、经验借鉴以及模型实验验证。 5. 机械设备部件常采用的材料类型包括金属、高分子化合物、陶瓷以及复合材料。 6. 部件的承受能力分为静态应力和动态应力两种。 7. 当应力比r为-1时，表示应力为对称循环；r为0时，表示应力为脉动循环。 8. 在应变疲劳阶段（BC段），部件经历低周期疲劳；CD段代表有限寿命疲劳；而D点之后的线段则代表了部件的无限寿命疲劳阶段，D点被称为持久疲劳极限点。 9. 要提升部件的疲劳承受能力，可以采取减少应力集中（如设置减载槽、开环槽）、选择高强度材料以及应用提高材料疲劳强度的热处理技术和强化工艺。 10. 滑动摩擦的形式包括干摩擦、边界摩擦、流体摩擦以及混合摩擦。 11. 部件的损耗过程分为磨合期、稳定损耗期以及剧烈损耗期。为了优化这一过程，应缩短磨合期、延长稳定损耗期，并推迟剧烈损耗期的到来。 12. 损耗的类型包括粘附损耗、磨粒损耗、疲劳损耗、冲蚀损耗、腐蚀损耗以及微动损耗。 13. 润滑剂的类型分为气体、液体、固体以及半固体。润滑脂则包括钙基、纳基、锂基以及铝基润滑脂。 14. 普通连接螺纹的牙型为等边三角形，具有较好的自锁性；矩形传动螺纹的传动效率高于其他螺纹；而梯形传动螺纹则是最常用的传动螺纹类型。 15. 常用的连接螺纹需要自锁性，因此多采用单线螺纹；而传动螺纹则需要高效率，因此多采用双线或三线螺纹。 16. 连接方式包括普通螺栓连接（通孔或铰制孔）、双头螺柱连接、螺钉连接以及紧定螺钉连接。 17. 螺纹连接的预紧目的是增强连接的可靠性和紧密性，防止受载后出现缝隙或滑移。而放松的根本问题是防止螺旋副在受载时发生相对转动，可以采取摩擦防松、机械防松或破坏螺旋副运动关系防松等方法。 18. 要提高螺纹连接的强度，可以采取降低螺栓疲劳强度的应力幅（如减少螺栓刚性或增加被连接件刚性）、改善螺纹牙上载荷分布不均、减小应力集中的影响以及采用合理的制造工艺。 19. 键连接的类型繁多，其中平键连接依靠两侧面作为工作面，半圆键连接、锲键连接和切向键连接也是常见的连接方式。 20. 带传动主要分为两大类：摩擦型和啮合型。这两种类型在传动方式和效果上各有特色。 21. 在带传动的过程中，瞬间最大应力往往发生在紧边开始绕上小带轮的位置。当带传动一周时，应力会经历四次显著的变化。 22. V带传动需要通过张紧装置来保持其张力，常见的张紧方式有定期张紧、自动张紧以及采用张紧轮的张紧。 23. 滚子链的链节数通常设计为偶数，以便与奇数齿数的链轮相配合。当滚子链的链节数为奇数时，则需要采用过渡链节来连接。 24. 链传动张紧的主要目的是为了防止链条在松边垂度过大时出现啮合不良和振动现象，同时也有助于增加链条与链轮的啮合包角，提高传动效率。 25. 齿轮的失效形式多种多样，包括轮齿折断、齿面磨损（特别是开式齿轮）、齿面点蚀（常见于闭式齿轮）、齿面胶合以及塑性变形等。其中，塑性变形可能表现为从动轮出现脊棱或主动轮出现沟槽。 26. 齿轮工作面的硬度是衡量其耐磨性的重要指标。当硬度大于350HBS或38HRS时，称为硬面齿；反之，则为软齿面齿轮。 27. 为了减小动载荷，我们可以采取多种措施，如提高制造精度、减小齿轮直径以降低圆周速度等。此外，对齿轮进行齿顶修缘或将轮齿做成鼓形也有助于改善齿向载荷分布。 28. Tanr与z1和直径系数q有关。导程角的大小直接影响传动效率，导程角越大，效率越高，但自锁性也会相应减弱。 29. 蜗轮经过变位处理后，其分度圆和节圆仍然重合，但蜗杆的节线会有所改变，不再与其分度圆重合。 30. 蜗杆传动的失效形式主要包括点蚀、齿根折断、齿面胶合以及过度磨损等。其中，失效现象往往更容易发生在蜗轮上。 31. 闭式蜗杆传动在工作过程中会产生多种功率损耗，如啮合磨损损耗、轴承磨损损耗以及搅油损耗等。 32. 为了确保蜗杆传动的热平衡，我们需要根据单位时间内的发热量等于同时间内的散热量这一条件进行计算。常见的散热措施包括加装散热片、增大散热面积、在蜗杆轴端加装风扇以及在传动箱内装循环冷却管路等。 33. 液体动力润滑的形成需要满足一定的条件：相对滑动的两表面必须形成收敛的锲形间隙；被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，且运动方向应使润滑油由大口流进小口流出；同时，润滑油必须具有一定的粘度，并确保供油充分。 34. 滚动轴承由多个部件组成，包括内圈、外圈、滚动体以及保持架等。 35. 圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触轴承以及圆柱滚子轴承等都是常见的滚动轴承类型。此外，根据轴承内径的大小，我们还可以使用不同的数字代码来表示，如00、01、02、03分别表示内径为10mm、12mm、15mm、17mm，而04表示内径为20mm，12则表示内径为60mm。 36. 基本额定寿命是指一组轴承中，有百分之十的轴承在达到某个转速或工作小时数时会发生点蚀破坏，而剩下的百分之九十则不会。这个转速或工作小时数通常被作为轴承的寿命标准。 37. 基本额定动载荷是指使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的最大载荷。这个指标是衡量轴承承载能力的重要参数。 38. 轴承装配策略：采用双支撑点分别进行单向锁定，或单一支撑点实施双向锁定，另一端支撑点则设计为浮动式，以及两端均具备浮动支撑的功能性布局。 39. 轴承的载荷分类详述：依据承受力的不同，轴承可分为旋转轴类（主要承受弯曲力矩与扭转力矩），固定心轴类（主要承受弯曲力矩），以及传动轴类（专注于承受扭转力矩）。 机械设计的内容讲解到此结束，留言功能已开通，欢迎各位进行补充。-End-免责声明：本文系网络转载或改编，仅供学习，交流所用，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删。 来源：非标机械专栏
