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机械设计基础知识大全
上学的时候，大家都没少背知识点吧？知识点是指某个模块知识的重点、核心内容、关键部分。掌握知识点有助于大家更好的学习。以下是小编整理的机械设计基础知识大全，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
机械设计基础知识点 1
1、机械零件常用材料：普通碳素结构钢（Q屈服强度）优质碳素结构钢（20平均碳的质量分数为万分之20）、合金结构钢（20Mn2锰的平均质量分数约为2%）、铸钢（ZG230—450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450）、铸铁（HT200灰铸铁抗拉强度）。
2、常用的热处理方法：退火（随炉缓冷）、正火（在空气中冷却）、淬火（在水或油中迅速冷却）、回火（吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空气中冷却）、调质（淬火+高温回火的过程）、化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗）。
3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位 。
4、机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求 。
5、应力的分类：分为静应力和变应力。最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种。
6、疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征。
7、接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。疲劳点蚀使齿轮。滚动轴承等零件的主要失效形式。
8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况（多个行星轮）、增强机构的刚度（轴与轴承）、保证机械运转性能。
9、螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。
10、自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角。
11、螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动。
12、螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan（λ+ψv）一般螺旋升角不宜大于40°。在d2和P一定的情况下，锁着螺纹线数n的增加，λ将增大，传动效率也相应增大。因此，要提高传动效率，可采用多线螺旋传动。
13、螺旋机构的类型及应用：
①变回转运动为直线运动，传力螺旋（千斤顶、压力机、台虎钳）、传导螺旋（车窗进给螺旋机构）、调整螺旋（测微计、分度机构、调整机构、道具进给量的微调机构）
②变直线运动为回转运动。
14、螺旋机构的特点：具有大的减速比；具有大的里的增益；反行程可以自锁；传动平稳，噪声小，工作可靠；各种不同螺旋机构的机械效率差别很大（具有自锁能力的的螺旋副效率低于50%）。
15、连杆机构广泛应用的原因：能实现多种运动形式的转换；连杆机构中各运动副均为低副，压强小、磨损轻、便于润滑、寿命长；其接触表面是圆柱面或平面，制造比较简易，易于获得较高的制造精度。
16、曲柄存在条件：
①最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆之和
②最短杆为连架杆或机架。
17、凸轮运动规律及冲击特性：
①等速：刚性冲击、低速轻载
②等加速等减速：柔性冲击、中速轻载
③余弦加速度：柔性冲击、中速中载
④正弦加速度：无冲击、高速轻载。
18、凸轮机构压力角与基圆半径关系：r0=v2/（ωtanα）—s，其中r0为基圆半径，s为推杆位移量 。
19、滚子半径选择：ρa=ρ—r，当ρ=r时，在凸轮实际轮廓上出现尖点，即变尖现象，尖点很容易被磨损；当ρr，通常取r≤0.8ρ，一般可增大基圆半径以使ρ增大。
20、齿轮传动的优缺点：
①优点：适用的圆周速度和功率范围广；传动比精确；机械效率高；工作可靠；寿命长；可实现平行轴、相交轴交错轴之间的传动；结构紧凑；
②缺点：要求有较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜于远距离的两轴之间的传动。
21、渐开线的特性：
①发生线在基圆上滚过的一段长度等于基圆上被滚过的弧长；
②渐开线上任一点的法线必与基圆相切，且N点位渐开线在K点的曲率中心，线段NK为其曲率半径；
③cosαk=ON/OK=rb/rk渐开线上各点的压力角不等，向径rk越大，其压力角越大，基圆上压力角为零；
④渐开线的形状取决于基圆大小，随着基圆半径增大，渐开线上对应点的曲率半径也增大，当基圆无限大时，渐开线成为直线，故渐开线齿条的齿廓为直线；
⑤基圆以内无渐开线
22、齿轮啮合条件：必须保证处于啮合线上的各对齿轮都能正确的进入啮合状态，m1=m2=m；α1=α2=α即模数和压力角都相等；斜齿轮还要求两轮螺旋角必须大小相等，旋向相反；锥齿轮还要求两轮的锥距相等；涡轮蜗杆要求蜗杆的导程角与涡轮的螺旋角大小相等，旋向相同
23、轮齿的连续传动条件：重合度ε=B1B2/ρb>1（实际啮合线段B1B2的长度大于轮齿的法向齿距）1
24、齿廓啮合基本定律：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。
25、根切：
①产生原因：用齿条型刀具（或齿轮型刀具）加工齿轮时。若被加工齿轮的齿数过少，道具的齿顶线就会超过轮坯的啮合极限点，这时会出现刀刃把齿轮根部的渐开线齿廓切去一部分的现象，即根切；
②后果：使得齿轮根部被削弱，齿轮的抗弯能力降低，重合度减小；
③解决方法：正变位齿。
26、正变位齿轮优点：可以加工出齿数小于Zmin而不发生根切的齿轮，使齿轮传动结构尺寸减小；选择适当变位量来满足实际中心距得的要求；提高小齿轮的抗弯能力，从而提高一对齿轮传动的总体强度。
27、齿轮的.失效形式：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损；开式齿轮主要失效形式为齿轮磨损和轮齿折断；闭式齿轮主要是齿面点蚀和轮齿折断；蜗杆传动的失效形式为轮齿的胶合、点蚀和磨损。
28、齿轮设计准则：对于一般使用的齿轮传动，通常只按保证齿面接触疲劳强度及保证齿根弯曲疲劳强度进行计算。
29、参数选择：
①齿数：保持分度圆直径不变，增加齿数能增大重合度，改善传动的平稳性，节省制造费用，故在满足齿根弯曲疲劳强度的条件下，齿数多一些好；闭式z=20~40开式z=17~20；
②齿宽系数：大齿轮齿宽b2=b；小齿轮b1=b2+（2~10）mm；③齿数比：直齿u≤5；斜齿u≤6~7；开式齿轮或手动齿轮u可取到8~12。
30、直齿轮传动平稳性差，冲击和噪声大；斜齿轮传动平稳，冲击和噪声小，适合于高速传动。
31、轮系的功用：获得大的传动比（减速器）；实现变速、变向传动（汽车变速箱）；实现运动的合成与分解（差速器、汽车后桥）；实现结构紧凑的大功率传动（发动机主减速器、行星减速器）。
32、带传动优缺点：
①优点：具有良好的弹性，能缓冲吸振，尤其是V带没有接头，传动较平稳，噪声小；过载时带在带轮上打滑，可以防止其他器件损坏；结构简单，制造和维护方便，成本低；适用于中心距较大的传动；
②缺点：工作中有弹性滑动，使传动效率降低，不能准确的保持主动轴和从动轴的转速比关系；传动的外廓尺寸较大；由于需要张紧，使轴上受力较大；带传动可能因摩擦起电，产生火花，故不能用于易燃易爆的场合。33。影响带传动承载能力的因素：初拉力Fo包角a摩擦系数f带的单位长度质量q速度v。34。带传动的主要失效形式：打滑和疲劳破坏；设计准则：在不打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。
33、弹性滑动与打滑：打滑：由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，可以避免；弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带在带轮上的滑动，不可避免 。
34、螺纹连接的基本类型：螺栓连接（普通螺栓连接、铰制孔用螺栓连接）、双头螺柱连接、螺钉连接、紧螺钉连接。
35、螺纹连接的防松：摩擦防松（弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母）、机械防松（开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝）、永久防松（冲点法、端焊法、黏结法）。
机械设计基础知识点 2
连接
1. 螺纹的主要几何参数：大径(公称直径)、小径、中径、螺距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角。
2. 牙侧角越大，自锁性越好，效率越低。
3. 把牙型角等于60度的三角形米制螺纹称为普通螺纹，以大径为公称直径。同一公称直径可以有多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹。公称直径相同时，细牙螺纹的自锁性能好，但不耐磨、易滑扣。
4. M24:粗牙普通螺纹，公称直径24，螺距3;M24×1.5:细牙普通螺纹，公称直径24，螺距1.5。
5. 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对顶螺母属于摩擦放松。
6. 螺栓的主要失效形式：1)螺栓杆拉断;2)螺纹的压溃和剪断;3)经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象。
7. 螺栓螺纹部分的强度条件。螺栓的总拉伸荷载为：工作荷载和残余预紧力。
8. 计算压油缸上的螺栓连接和螺栓的分布圆直径。
齿轮传动
1. 按照工作条件，齿轮传动可分为闭式传动和开式传动。
2. 轮齿的失效形式主要有：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。在一般闭式齿轮传动中，齿轮的主要是小型齿面解除疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断。齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，故常取节点处的接触应力为计算依据。一般仅有一对齿啮合，即荷载由一对齿承担。对于开式齿轮，主要的失效形式有：齿面点蚀和齿轮的弯曲疲劳强度破坏。
3. 热处理：钢在固体状态下被加热到一定温度，保温，不同的冷却方法，改变钢的组织结构，得到所需性能。退火：放在空气中缓慢降温。正火：空气中对流冷却。淬火:放在水中或油中冷却。
4. 直齿圆柱齿轮传动的作用力及其各力的方向：圆周力及其方向，径向力及其方向 。
5. 齿面接触应力的验算公式。两轮的接触应力是作用力和反作用力，大小相等方向相反，但两轮的许用应力不同，因为两轮的材料和热处理方式不同，计算中取两轮中较小者。
6. 设计圆柱齿轮时设计准则：1)对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为齿面点蚀，按齿面接触强度进行设计，按齿根的弯曲强度进行校核;2)对闭式硬齿面齿轮传动，主要失效形式为轮齿弯曲疲劳强度破坏，按齿根的弯曲强度进行设计，按齿面的接触强度进行校核;3)对开式齿轮传动，主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳强度破坏，按轮齿的弯曲疲劳强度进行设计，将计算的模数适当修正。
7. 斜齿圆柱齿轮传动，各分力的方向如下：圆周力的方向在主动轮上与运动方向相反，在从动轮上与运动方向相同;径向力的方向对两轮都是指向各自的轴心;轴向力的方向可由齿轮的工作面受压来决定。
8. 螺旋角增大，重合度增大，使传动平稳。
带传动
1. 带传动的优点是：1)适用于中心距较大的传动;2)带具有很好的挠性，可缓和冲击，吸收振动;3)过载时，带与带轮间出现打滑，打滑虽使运动失效，但可防止损坏其它零件;4)结构简单，成本低廉。带传动的缺点是：1)传动的外廓尺寸较大;2)需要张紧装置;3)由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比;4)带的寿命较短;5)传动效率较低。
2. 若带所需传递的圆周力超过带与轮面键的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由过载引起的`全面滑动，应当避免。弹性滑动是由紧、松边拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的。
3. 在即将打滑时，紧边拉力和松边拉力之间的关系。
4. 运转过程中，带经受变应力，最大应力发生在紧边与小轮的接触处。最大应力=紧边与松边拉力产生的拉应力+离心力产生的拉应力+弯曲应力。
5. 带在带轮上打滑和带发生疲劳损坏是带的主要失效形式。带传动的设计准则是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。
6. 中心距不能过小的原因：中心距过小，带变短，带上应力变化次数增多，疲劳破坏加强。V带两侧面的夹角小于40度，原因：V带在带轮上弯曲时，由于界面变形使其家教变小。小轮直径不能过小的原因:只经过小，则带的弯曲应力变大，而导致带的寿命减短。
轴
1. 根据转矩性质而定的折合系数：对不变的转矩，其等于0.3;当转矩脉动变化时，其等于0.6;对于频繁正反转的轴，其为1.
2. 轴的结构设计改错题。
滚动轴承
1. 滚动轴承一般由内圈外圈滚动体和保持架组成。
2. 常用滚动轴承的类型和性能特点:1)3：圆锥滚子轴承 能同时承受较大的径向荷载和轴向荷载，一般成对使用。2)5：推力球轴承，只承受轴向荷载。3)6：深沟球轴承4)7：角接触球轴承。
3. 滚动轴承代号的排列顺序：类型代号+宽度系列代号(可省略)+直径系类代号+内径尺寸系列代号+内部结构代号+公差等级代号，其中，内径尺寸系列代号乘以5得到内径尺寸。
4. 基本额定寿命：一组同一型号的轴承在同一条件下运转，其可靠度为90﹪时，能达到或超过的寿命为基本额定寿命。
5. 求轴承允许的最大径向荷载。
机械设计基础知识点 3
1、机械：机器和机构的总称。
2、机构：是由若干具有确定相对运动的构件组合而成。
3、构件：组成机构的运动单元。
4、零件：机器中不可分拆的基本制造单元。
5、常用机构：各种机械中普遍使用的机构。
6、通用零件：各种机械中普遍适用的零件。
7、平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构。
8、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。
9、高副：两构件通过点或线接触所构成的运动副。低副：面接触
10、自由度（F）：构件做独立运动的可能性。
11、约束：对构件独立运动所加的限制。
12、机架：机构中固定不动的构件，它支撑着其他活动构件。
13、原动件：机构中按给定的运动规律独立运动的活动构件。
14、从动件：机构中随原动件运动的其余活动构件。
15、具有确定运动的条件：F〉0且F=原动件个数。
16、平面连杆机构的特点：1.采用低副连接，是面接触，故压强小，耐磨损，而且接触面为平面或圆柱面，容易制造并能获得较高的制造精度。2.容易实现转动和移动，两种基本运动形式，以及两者间的转换，还能满足构件若干给定位置或轨迹等运动规律的要求。3.低副中存在的间隙不易消除，因而会降低运动精度，不适用于运动要求精确和高速的场合。
17、四杆机构有曲柄条件：最短杆与最长杆长度之和
18、急回特性：指当原动件曲柄作等速转动时，从动件的平均速度和空回行程的平均速度不相同，后者比前者大。
19、止点位置：连杆与曲柄共线，传动角等于0，连杆加于曲柄的力恰好通过转动中心，因此无论作用力多大也不能推动曲柄转动的位置。
20、极位夹角：在摇杆处于两极限位置时，对应曲柄间的锐角。
21、摆角：曲柄在转动一周过程中两次与摇杆共线，摇杆间的夹角。
22、压力角+传动角=90度
23、凸轮机构特点：是一种常用的高副机构。优点：结构简单紧凑从动件易于实现某种预期的较复杂的运动规律。缺点：凸轮工作轮廓的加工较为复杂，而且和推杆之间为高副接触，易磨损，所以一般多用于传递动力不大的场合。
24、从动件的类型特点1.尖顶从动件，结构最简单，能与任意形状的凸轮轮廓保持接触，但因尖顶易于磨损，故只适用于传力不大的低速场合。2.滚子从动件：与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故耐磨损，可承受较大的载荷。3.平底从动件：凸轮对从动件的作用力始终垂直于从动件的底部，故受力比较平稳，而且凸轮轮廓与平底的接触面间易形成楔形油膜润滑情况良好，故常用于高速凸轮机构中。
25、标准渐开线直齿轮传动的重合度应〉=1
26、周转轮系：运转时至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转的.轮系。自由度等于1时为行星轮系，自由度等于2时为差动轮系。
27、过轮：仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用。
28、轮系功用：1.实现分路传动2.实现远距离的传动3.获得大的传动比4.改变从动轴的转速和转向。5.实现运动的合成和分解。
29、带传动特点：1.中心距变化范围大，适宜远距离传动。2能缓冲和吸震，传动较平稳，摩擦形带传动过载时带在带轮上打滑，因而可以防止其他零件的损坏。3.摩擦型带传动制造和安装精度不像？合传动那样严格，结构简单，价格低廉4.维护方便，不需要润滑。5.摩擦型带传动不能保持准确的传动比，传动效率较低，轴上的压力较大，带的寿命较短。 弹性滑动：有余带的弹性变形而造成的带相对带轮的滑动。（不可避免）
30、打滑：当代所传递的外载荷超过该极限值时，引起紧松边拉力差增大，带将沿带轮的整个接触面滑动。（可避免）
31、失效形式：打滑和带的疲劳破坏。
32、设计准则：在保证带不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。
33、带轮常用材料为灰铸铁。当带速小于30米/秒时，采用铸铁HT150或HT200；转速较高时用铸钢或钢板冲压焊接结构；小功率时，用铸铝或塑料。
34、张紧目的：为了保证带传动正常工作，防止因带的塑性变形和磨损使初拉力减小松弛，应定期检查带的松弛程度，必要是重新张紧。1.定期张紧2.自动张紧3.张紧轮张紧（中心距不可调节时）
35、链传动特点：链传动是一种挠性？合传动，1.无弹性滑动和打滑现象，平均传动比恒定，工作可靠效率高2.相同工况下结构紧凑，3.链条不需要张紧，作用在轴上的压轴力下4.能在潮湿，高温，多尘，有污染等恶劣条件下工作5.缺点：瞬时传动比不恒定，传动不够平稳，只限于平行轴之间的传动，不宜用于载荷变化大或急速反转的场合制造成本比带传动高。
36、链轮材料：一般是碳钢或铸铁，重要的用合金钢。
37、多边形效应：由于链条绕在链轮上形成多边形？合传动而引起的传动速度不均匀的现象。 链传动的失效形式：主要表现为滚子链的失效。1.链板的疲劳破坏2.链条铰链磨损3.链条铰链胶合4.滚子套筒的冲击疲劳破坏5.链条的静力拉断。
38、齿轮主要失效形式：1.轮齿折断，2.齿面点蚀3.齿面磨损4.齿面胶合5.塑性变形
39、齿轮的设计准则：闭式软齿面：（先按齿面接触疲劳强度进行计算确定齿轮传动的主要参数和尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度）齿面点蚀；闭式硬齿面（按照齿根弯曲疲劳强度进行计算，确定主要参数和尺寸然后校核齿面接触疲劳强度）：轮齿折断；开式齿轮：齿面磨损或轮齿折断
40、齿轮常用材料：优质碳素钢，合金钢，铸钢，球墨铸铁，灰铸铁
41、防松方法：摩擦方松双螺母，弹性垫圈，锁紧螺母），机械防松（止动垫圈），破坏螺纹副的运动关系
42、螺纹的失效形式：螺栓连接中，受轴向拉力（螺纹部分的塑性变形或断裂）横向剪切力：螺杆被剪断，螺杆或孔壁被压溃等。
43、平键特点：连接定心好，拆装方便，能承受冲击或变载荷。
44、滚动轴承特点：摩擦阻力小，效率高，容易启动，润滑简便，易于互换。缺点：抗冲击能力差，高速时由噪音，工作寿命不及液体摩擦滑动轴承。
45、滚动轴承类型：球轴承和滚子轴承
46、滚动轴承的失效形式：1.疲劳点蚀2.塑性变形
47、轴的分类：按载荷的性质分：心轴（工作时只承受弯矩，不承受扭矩的轴），转轴（工作是即承受弯矩又承受扭矩），传动轴（工作时主要承受扭矩，不承受弯矩或弯矩很小的轴） 轴的常用材料：主要有碳钢合金钢球墨铸铁和高强度铸铁。
48、轴上零件定位与固定：1.周向固定2.轴向固定
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