机械设计表面粗糙度知识
表面粗糙度知识
1．什么称为表面粗糙度？
答：表面粗糙度是指零件加工表面上具有的由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。它是一种微观几何形状误差。
2．表面粗糙度如何产生？
答：零件经切削加工或其他方法所形成的表面，由于加工中的材料塑性变形、机械振动、摩擦等原因，总是存在着几何形状误差。
3．表面粗糙度对零件有什么影响？
答：表面粗糙度对零件的摩擦和磨损、疲劳强度、抗腐蚀性及零件间的配合性质等都有重要的影响。
4．目前我国的“表面粗糙度”国家标准主要有哪些？
答：GB/T 3505 2000 表面粗糙度术语表面及其参数；
GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值；
GB/T 131-1993 机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法。
5．什么称为实际轮廓？
答：是平面与实际表面相交所得的轮廓线。按照相截方向的不同，它又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。在评定和测量表面粗糙度时，除特殊指明，通常均按横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。
6．什么称为取样长度？
答：用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。表面越粗糙，取样长度就应越大。规定取样长度是为了限制和减弱其他几何形状误差对表面粗糙度测量结
果的影响。在取样长度范围内，一般包括5个以上的轮廓峰与轮廓谷。取样长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。
7．什么称为评定长度？
答：是用以评定轮廓所必需的一段长度，可包括一个或几个取样长度。由于零件表面加工存在不均匀性，为了充分合理地反映被测表面的粗糙度特征，需要用几个取样长度来评定。评定长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。
8．什么称为基准线？
答：评定表面粗糙度参数数值大小的一条参考线称为基准线。基准线有两种：轮廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线。
9．什么称为轮廓最小二乘中线？
答：轮廓的最小二乘中线是在取样长度内，使轮廓上各点轮廓偏距的平方和为最小的线。
10．什么称为轮廓算术平均中线？
答：轮廓的算术平均中线是在取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上、下面积相等的线。
11．基本评定参数为哪些？
答：三项高度参数为基本评定参数，即轮廓算术平均偏差（Ra）、微观不平度十点高度（Rz）和
轮廓最大高度（Ry）；另三项为附加评定参数，即轮廓微观不平度的平均间距（Sm）、轮廓单峰
平均间距（S）和轮廓支承长度率（tP）。
12．什么称为轮廓算术平均偏差（Ra）？
答：在取样长度内，被测轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的算术平均值，Ra 值越大，则表面越粗糙。Ra能客观地反映被测轮廓的几何特性。Ra值可用电动轮廓仪直接测量，但不够直观。
13．什么称为微观不平度十点高度（Rz）？
答：在取样长度内，5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大谷深的平均值之和。Rz数值越大，表面也越粗糙。Rz用于评定表面粗糙度高度参数有较好的直观性，易在光学仪器上测量，但反映被测轮廓几何形状特性有局限性。
14．什么称为轮廓最大高度（Ry）？
答：在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线分别指在取样长度内，平行于中线且通过轮廓最高点和最低点的线。参数Ry，测量简单，当被测表面很小，不适宜采用Rz，Rz评定时，可采用Ry。
15．表面粗糙度高度评定参数（Ra、Rz、Ry））的允许值如何确定？答：见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。
16．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：基本符号、表示表面可用任何方法获得。当不加粗糙度参数值或有关说明（例如：表面处理、局部热处理状况等）时，仅适用于简化代号标注。
17．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。例如：车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等。
18．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：基本符号加一小圈，表示表面是用不去除材料的方法获得。例如：铸、锻、
冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）。
19．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：用任伺方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm。
20．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm。
21．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm。
22．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm，Ra的下限值为1.6μm。
23．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：用任伺方法获得的表面粗糙度，Ry的上限值为3.2μm。
24．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为200μm。
25．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2μm，Rz的下限值为1.6μm。
26．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？
答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ry的上限值为3.2μm，Ry的下限值为
12.5μm。
27．表面粗糙度标注时要注意哪些？
答：高度参数选用Ra时，标注时可省略其代号，选用Ry、Rz时，代号不能省略。
图样上给定的表面粗糙度代号是对完工后的表面要求，一般只需注出符号及参数允许值即可。如对零件表面功能有特殊要求（加工纹理、加工余量等附加要求），可在基本符号周围可标注有关的参数或代（符）号。
28．表面粗糙度符号如何画法？
答：见图1
图1
d' =h/10；H=1.4h；h为字体高度。
29．表面粗糙度标注方法有哪些？示例1
答：见图2
图2
表面粗糙度代(符)号应注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面。
30．表面粗糙度标注方法有哪些？示例2
答：见图3
图3
中心孔工作表面、键槽工作面、倒角、圆角的表面，可以简化标注。
31．表面粗糙度标注方法有哪些？示例3
答：见图4
图4
齿轮、渐开线花键、螺纹等工作表面没有画出齿(牙)形时的标注方法。32．表面粗糙度标注方法有哪些？示例4
答：见图5
图5
同一表面有不同的表面粗糙度要求时，须用细实线画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度的符号和尺寸。
33．表面粗糙度标注方法有哪些？示例5
答：见图6
图6
需要表示局部热处理或局部镀涂时，应用粗点划线画出其范围并标注相应的尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号内。
34．表面粗糙度标注方法有哪些？示例6
答：见图7
图7
零件连续表面及重复要素(孔、槽、齿……等)的表面和用细实线联接不连续的一表面，其代(符)号只标注一次。
35．表面粗糙度标注方法有哪些？示例7
答：见图8
图8
零件大部分表面要求相同时，在右上角统一标注，并加注“其余”二字。为了简化
标注，或位置受到限制时，可标注简化代号，也可采用省略注法，但必须在标题栏附近说明这些简化代(符)号的意义。采用统一标注和简化标注时，其代号和文字说明均应是图形上其它表面所注代号和文字的1.4倍。
36．表面粗糙度参数和各项规定注写的位置如何规定？
图9
37．表面粗糙度如何选择？
答：表面粗糙度的选择既要满足零件表面的使用功能要求，又要考虑加工的经济性。
38．用类比法确定表面粗糙度时，对高度参数一般按哪些原则选择？答：同一零件上，工作表面的表面粗糙度值应小于非工作表面。
摩擦表面的表面粗糙度值应小于非摩擦表面；滚动摩擦表面的表面粗糙度值应小于滑动摩擦表面；运动速度高、单位压力大的表面粗糙度值应小。
受循环载荷的表面及易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽）表面粗糙度值应选得小些。
配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠，受重载的过盈配合表面等都应取较小的表面粗糙度值。
配合性质相同，零件尺寸越小，其表面粗糙度值应越小。同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。
对于配合表面，其尺寸公差、形状公差、表面粗糙度应当协凋，一般情况下有一
定的对应关系。
39．表面粗糙度Ra为50-100μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为明显可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。铸、锻、气割毛坯可达此要求。
40．表面粗糙度Ra为25μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。铸、锻、气割毛坯可达此要求。
41．表面粗糙度Ra为12.5μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微见刀痕, 应用于粗加工表面比较精确的一级，应用范围较广，如轴端面、倒角、螺钉孔和铆钉孔的表面、垫圈的接触面等。
42．表面粗糙度Ra为6.3μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可见加工痕迹，应用于半粗加工面，支架、箱体、离合器、皮带轮侧面、凸轮侧面等非接触的自由表面，与螺栓头和铆钉头相接触的表面，所有轴和孔的退刀槽，一般遮板的结合面等。
43．表面粗糙度Ra为3.2μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微见加工痕迹，应用于半精加工面，箱体、支架、盖面、套筒等和其他零件连接而没有配合要求的表面，需要发蓝的表面，需要滚花的预先加工面，主轴非接触的全部外表面等。是车削等基本切削加工方法较为经济地达到的表面粗糙度值。
44．表面粗糙度Ra为1.6μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为看不清加工痕迹，应用于表面质量要求较高的表面，中型机床工作台面（普通精度），组合机床主轴箱和盖面的结合面，中等尺寸平皮带轮
和三角皮带轮的工作表面，衬套滑动轴承的压入孔，一般低速转动的轴颈。航空、航天产品的某些重要零件的非配合表面。
45．表面粗糙度Ra为0.8μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可辨加工痕迹的方向，应用于中型机床（普通精度）滑动导轨面，导轨压板，圆柱销和圆锥销的表面，一般精度的刻度盘，需镀铬抛光的外表面，中速转动的轴颈，定位销压入孔等。是配合表面常用数值，中、重型设备的重要配合处，磨削加工经济。
46．表面粗糙度Ra为0.4μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微辨加工痕迹的方向，应用于中型机床（提高精度）滑动导轨面，滑动轴承的工作表面，夹具定位元件和钻套的主要表面，曲轴和凸轮轴的工作轴颈，分度盘表面，高速工作下的轴颈及衬套的工作面等。
47．表面粗糙度Ra为0.2μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为不可辨加工痕迹的方向，应用于精密机床主轴锥孔，顶尖圆锥面；直径小的精密心轴和转轴的结合面，活塞的活塞销孔，要求气密的表面和支承面。航空发动机叶片的叶盆和叶背面。
48．表面粗糙度Ra为0.1μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为暗光泽面，应用于精密机床主轴箱与套筒配合的孔，仪器在使用中要承受摩擦的表面，如导轨、槽面等，液压传动用的孔的表面，阀的工作面，汽缸内表面，活塞销的表面等。一般机械设计界限值。磨削加工很不经济。49．表面粗糙度Ra为0.05μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为亮光泽面，应用于特别精密的滚动轴承套圈滚道，滚珠及滚柱表面，量仪中中等精度间隙配合零件的工作表面，工作量规的测量表面等。
50．表面粗糙度Ra为0.025μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为镜状光泽面，应用于特别精密的滚动轴承套圈滚道、滚珠及滚柱表面，高压油泵中柱塞和柱塞套的配合表面，保证高度气密的结合表面等。51．表面粗糙度Ra为0.012μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为雾状镜面，应用于仪器的测量表面，量仪中高度精度间隙配合零件的工作表面，尺寸超过100mm的量块工作表面等。
52．表面粗糙度Ra为0.008μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为镜面，应用于量块工作表面，高精度测量仪器的测量面，光学测量仪器中的
金属镜面等。
53．表面粗糙度Ra为＞10-40μm时，经济加工方法为哪几种？答：经济加工方法为粗车、粗刨、粗铣、钻、毛锉、锯断。
54．表面粗糙度Ra为＞5-10μm时，经济加工方法为哪几种？
答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、钻、粗铰。
55．表面粗糙度Ra为＞2.5-5μm时，经济加工方法为哪几种？
答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、磨、拉、粗刮、滚压。
56．表面粗糙度Ra为＞1.25-2.5μm时，经济加工方法为哪几种？
答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、磨、拉、刮、压、铣齿。
57．表面粗糙度Ra为＞0.63-1.25μm时，经济加工方法为哪几种？答：经济加工方法为车、镗、磨、拉、刮、精铰、磨齿、滚压。
58．表面粗糙度Ra为＞0.32-0.63μm时，经济加工方法为哪几种？答：经济加工方法为精铰、精镗、磨、刮、滚压。
59．表面粗糙度Ra为＞0.16-0.32μm时，经济加工方法为哪几种？答：经济加工方法为精磨、珩磨、研磨、超精加工。
60．表面粗糙度Ra为＞0.08-0.16μm时，经济加工方法为哪几种？答：经济加工方法为精磨、研磨、普通抛光。
61．表面粗糙度Ra为＞0.01-0.08μm时，经济加工方法为哪几种？答：经济加工方法为超精磨、精抛光、镜面磨削。
62．表面粗糙度Ra为≤0.01μm时，经济加工方法为哪几种？
答：经济加工方法为镜面磨削、超精研。
63．螺纹表面粗糙度参数数值Ra如何选择？
答：粗牙普通螺纹精度等级为4级时，Ra为0.4-0.8μm。
粗牙普通螺纹精度等级为5级时，Ra为0.8μm。
粗牙普通螺纹精度等级为6级时，Ra为1.6-3.2μm。
细牙普通螺纹精度等级为4级时，Ra为0.2-0.4μm。
细牙普通螺纹精度等级为5级时，Ra为0.8μm。
细牙普通螺纹精度等级为6级时，Ra为1.6-3.2μm。
64．键结合表面粗糙度参数数值Ra如何选择？
答：结合形式为键, 沿毂槽移动处，Ra为0.2-0.5μm。
结合形式为键, 沿轴槽移动处，Ra为0.2-0.4μm。
结合形式为键, 不动处，Ra为1.6μm。
结合形式为轴槽,沿毂槽移动处，Ra为1.6μm。
结合形式为轴槽,沿轴槽移动处，Ra为0.4-0.8μm。
结合形式为轴槽,不动处，Ra为1.6μm。
结合形式为毂槽,沿毂槽移动处，Ra为0.4-0.8μm。
结合形式为毂槽,沿轴槽移动处，Ra为1.0μm。
结合形式为毂槽,不动处，Ra为1.6-3.2μm。
注：非工作表面Ra都为6.3μm。
65．矩形花键表面粗糙度参数数值Ra如何选择？答：内花键,外径处，Ra为6.3μm。
内花键,内径处，Ra为0.8μm。
内花键,键侧处，Ra为3.2μm。
外花键,外径处，Ra为3.2μm。
外花键,内径处，Ra为0.8μm。
外花键,键侧处，Ra为0.8μm。
66．齿轮表面粗糙度参数数值Ra如何选择？
答：部位为齿面精度等级为5 级时，Ra为0.2-0.4μm。
部位为齿面精度等级为6 级时，Ra为0.4μm。
部位为齿面精度等级为7级时，Ra为0.4-0.8μm。
部位为齿面精度等级为8级时，Ra为1.6μm。
部位为齿面精度等级为9级时，Ra为3.2μm。
部位为齿面精度等级为10级时，Ra为6.3μm。
部位为外圆精度等级为5 级时，Ra为0.8-1.6μm。
部位为外圆精度等级为6 级时，Ra为1.6-3.2μm。
部位为外圆精度等级为7级时，Ra为1.6-3.2μm。
部位为外圆精度等级为8级时，Ra为1.6-3.2μm。
部位为外圆精度等级为10级时，Ra为3.2-6.3μm。
部位为端面精度等级为5 级时，Ra为0.4-0.8μm。
部位为端面精度等级为6 级时，Ra为0.4-0.8μm。
部位为端面精度等级为7级时，Ra为0.8-3.2μm。
部位为端面精度等级为8级时，Ra为0.8-3.2μm。
部位为端面精度等级为9级时，Ra为3.2-6.3μm。
部位为端面精度等级为10级时，Ra为3.2-6.3μm。67．蜗轮蜗杆表面粗糙度参数数值Ra如何选择？答：蜗杆部位为齿面精度等级为5级时，Ra为0.2μm。
蜗杆部位为齿面精度等级为6级时，Ra为0.4μm。
蜗杆部位为齿面精度等级为7级时，Ra为0.4μm。
蜗杆部位为齿面精度等级为8级时，Ra为0.8μm。
蜗杆部位为齿面精度等级为9级时，Ra为1.6μm。
蜗杆部位为齿顶精度等级为5级时，Ra为0.2μm。
蜗杆部位为齿顶精度等级为6级时，Ra为0.4μm。
蜗杆部位为齿顶精度等级为7级时，Ra为0.4μm。
蜗杆部位为齿顶精度等级为8级时，Ra为0.8μm。
蜗杆部位为齿顶精度等级为9级时，Ra为1.6μm。
注：蜗杆部位为齿根，Ra都为6.3μm。
蜗轮部位为齿面精度等级为5级时，Ra为0.4μm。
蜗轮部位为齿面精度等级为6级时，Ra为0.4μm。
蜗轮部位为齿面精度等级为8级时，Ra为1.6μm。
蜗轮部位为齿面精度等级为9级时，Ra为3.2μm。
注：蜗轮部位为齿根，Ra都为3.2μm。
68．链轮表面粗糙度参数数值Ra如何选择？
答：部位为链齿工作表面精度一般时，Ra为1.6-3.2μm。
部位为链齿工作表面精度高时，Ra为0.8-1.6μm。
部位为齿底精度一般时，Ra为3.2μm。
部位为齿底精度高时，Ra为1.6μm。
部位为齿顶精度一般时，Ra为1.6-3.2μm。
部位为齿顶精度高时，Ra为1.6-6.3μm。
69．带轮表面粗糙度参数数值Ra如何选择？
答：部位为带轮工作表面带轮直径≤120mm时，Ra为0.8μm。
部位为带轮工作表面带轮直径≤300mm时，Ra为1.6μm。
部位为带轮工作表面带轮直径＞300mm时，Ra为3.2μm。
70．液压元件表面粗糙度参数数值Ra如何选择？
答：部位为活塞泵曲柄，活塞处，Ra为1.6-0.8μm。
部位为连杆轴颈，轴瓦，中心轴颈处，Ra为0.4μm。
部位为活塞外柱面，侧表面处，Ra为0.8μm。
部位为活塞泵连杆孔，缸筒，滑阀衬套，柱塞，活塞处，Ra为0.8-0.4μm。部位为滑阀，高压泵柱塞气门，气门座处，Ra为0.2-0.1μm。
71．滑动轴承的配合表面表面粗糙度参数数值Ra如何选择？
答：部位为轴公差等级IT7-IT9处，Ra为0.2-3.2μm。
部位为轴公差等级IT11-IT12处，Ra为1.6-3.2μm。
部位为孔公差等级IT7-IT9处，Ra为0.4-1.6μm。
部位为孔公差等级IT11-IT12处，Ra为1.6-3.2μm。
72．圆锥结合表面粗糙度参数数值Ra如何选择？
答：部位为外圆锥表面密封结合处，Ra为≤0.1μm。
部位为外圆锥表面定心结合处，Ra为≤0.2μm。
部位为外圆锥表面其它结合处，Ra为≤1.6-3.2μm。
部位为内圆锥表面密封结合处，Ra为≤0.2μm。
部位为内圆锥表面定心结合处，Ra为≤0.8μm。
部位为内圆锥表面其它结合处，Ra为≤1.6-3.2μm。
73．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范1
答：表面粗糙度代号中数字和符号的方向必须按下图规定标注。见图10
图10
74．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范2
答：带横线的表面粗糙度符号应按下图标注。见图11
图11
75．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范3
答：符号的尖端必须从材料外指向表面，使用最多的一种粗糙度代号统一注在图样右上角，前面加注“其余”二字。见图12
图12
76．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范4
答：当所有表面粗糙度要求相同时，可统一注在图样右上角。见图13
图13
77．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范5
答：同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，须用细实线画出其分界线。见图14
图14
78．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范6
答：连续表面及重复要素（孔、槽、齿等）的表面和用细实线连接的不连续表面，其表面粗糙度代号只标注一次。见图15
图15
79．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范7
答：当地方狭小或不便标注时，代号可以引出标注。见图16
图16
80．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范8
答：为简化标注或标注位置受到限制时，可标注简化代号，也可采用省略注法（见下图），但应在标题栏附近说明简化代号的意义。见图17
图17
81．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范9
答：需将零件局部热处理或镀（涂）时，应用粗点划线画出其范围并标注相应的尺寸，也可将要求注写在表面粗糙度符号内。见图18
图18
82．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范10
答：中心孔的工作表面、键槽工作面、倒角、圆角的表面粗糙度代号，可按下图简化标法。见图19
图19
83．表面粗糙度的标注方法有哪些？规范11
答：齿轮、渐开线花键、螺纹等工作表面没有画出的齿（牙）形时，其表面粗糙度代号可按下图方式标注。见图20
图20
84．表面粗糙度的其他标注代号为时，它的意义是什么？答：取样长度应标注在符号长边横线的下面表示取样长度I= 2.5mm。
85．表面粗糙度的其他标注代号为时，它的意义是什么？答：粗糙度要求由指定的加工方法获得时，可用文字标注在符号长边的横线上面。
86．表面粗糙度的其他标注代号为时，它的意义是什么？
机械设计基础知识点
第二章平面机构的结构分析 §2.1 基本概念 构件：运动单元体 零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。 ?构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。机器或机构中最小的运动单元。 ?零件：机器或机构中最小的制造单元。 ?例如：曲轴——单一零件。 ?连杆——多个零件的刚性组合体。 ?注意：构件与零件联系与区别？ 一、机构的组成 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。→输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。→输出构件 在任何一个机构中，只能有一个构件作为机架。在活动构件中至少有一个构件为原动件，其余的活动构件都是从动件。 二、自由度、约束 自由度：构件具有独立运动参数的数目（相对于参考系） 在平面内作自由运动的构件具有3个自由度；在三维空间作自由运动的构件具有6个自由度。约束：运动副对构件间相对运动的限制作用 ?对构件施加的约束个数等于其自由度减少的个数。 三、运动副 使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接成为运动副。运动副的作用是约束构件的自由度。 四、运动副类型及其代表符号 1. 低副——两构件以面接触而形成的运动副。 A.转动副：两构件只能在一个平面内作相对转动，又称作铰链。 自由度数1，只能转动； 约束数2，失去了沿X、Y方向的移动。 B.移动副：两构件只能沿某一轴线作相对移动。 自由度数1，只能X方向移动； 约束数2，失去Y方向移动和转动。
2. 高副—— 两构件以点或线接触而构成的运动副。 自由度数 2， 保持切线方向的移动和转动 约束数 1， 失去法线方向的移动。 五、运动链 运动链:若干个构件通过运动副联接而成的相互间可作相对运动的系统。 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统 §2.2 机构运动简图 定义：用运动副代表符号和简单线条来反映机构中各构件之间运动关系的简图。 构件均用形象、简洁的直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。 §2.3 平面机构的自由度计算 机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关） 一、机构自由度计算公式 H L 23P P n F --= 式中，n 为活动构件个数; L P 为低副个数；H P 为高副个数。 (a)双曲线画规机构 F=3n- 2PL-PH=3×5-2×7-0=1 (b) 牛头刨床机构 F=3n- 2PL-PH=3×6-2×8-1=1 二、机构具有确定运动的条件 机构要能运动，它的自由度必须大于零。 F ≤0，构件间无相对运动，不成为机构。
机械设计知识点(经典)总结..
机械设计知识点总结（一） 1．螺纹联接的防松的原因和措施是什么? 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。 3．轮齿的失效形式 答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合，（4）齿面磨损，（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V<＝12时多采用油池润滑，当V>12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。
机械设计基础第六版重点复习
《机械设计基础》知识要点 绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械 第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算 第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。 了解：常用材料的牌号和名称。 第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。 滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。
机械零件表面粗糙度的基本知识
机械零件表面粗糙度的选择 表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。 机械零件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零件尺寸公差要求越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。例如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械零件的修饰表面，它们的表面要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高，但其尺寸公差要求却很低。在一般情况下，有尺寸公差要求的零件，其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。 在一些机械零件设计手册和机械制造专著中，对机械零件的表面粗糙度和机械零件的尺寸公差关系的经验及计算公式都有很多介绍，并列表供读者选用，但只要细心阅来，就会发现，虽然采取完全相同的经验计算公式，但所列表中的数值也不尽相同，有的还有很大的差异。这就给不熟悉这方面情况的人带来了迷惑。同时也增加了他们在机械零件工作中选择表面粗糙度的困难。 在实际工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在现有的机械零件设计手册中，反映的主要有以下3种类型：第1类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求很高，要求零件在使用过程中或经多次装配后，其零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的10%，这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面，如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标镗床的主轴颈等。 第2类主要用于普通的精密机械，对配合的稳定性要求较高，要求零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的25%，要求有很好密合的接触面，其主要应用在如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔，还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等。 第3类主要用于通用机械，要求机械零件的磨损极限不超过尺寸公差值的50%，没有相对运动的零件接触面，如箱盖、套筒，要求紧贴的表面、键和键槽的工作面；相对运动速度不高的接触面，如支架孔、衬套、带轮轴孔的工作表面、减速器等等。 在此我们对机械设计手册中的各类表值进行统计分析，将旧的表面粗糙度国家标准(GB1031—68)转换为参照采用国际标准ISO颁布的1983年的新的国家标准(GB1031—83)，采用优先选用的评定参数，即轮廓算术平均偏差值Ra＝(1)/(l)∫l0｜y｜dx。并采用Ra优先选用的第一系列数值，推导出表面粗糙度Ra与尺寸公差IT之间的有关关系式为 第1类：Ra≥1.6 Ra≤0.008×IT
做机械设计的人员需具备的知识和技能
做机械设计的人员需具备的知识和技能这个具备的知识就是越多越好了。 我现在就在一厂里面做这个。感觉还是挺难的，因为很多东西你都要去了解、首先来说画图，就不是简单的把图形画出来，你得去了解机器的配合，设备是怎么运转的，这样你才能更好的掌握各个零件之间的尺寸、余量该怎么放，对形位公差有些什么要求。而这有要求你对机加工有个大楷的了解，什么机床能加工成什么样子，粗糙度啊什么的。 另外的话你还需要了解材料，比如45，40CR之类的有些什么特性，在后期处理的时候有什么不同，不同材料采用什么样的加工工艺、淬火后能达到什么硬度、变形量的大小等等。 另外： 1. 熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2 熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。 4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉铸造、压力加工、焊接、切（磨）削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。 5．熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。熟悉经济和管理的基础知识。了解管理创新的理念及应用。 6．熟悉质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。 7．熟悉计算机应用的基本知识。熟悉计算机数控（CNC）系统的构成、作用和控制程序的编制。了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。 8．了解机械制造自动化的有关知识。 9.熟练的画出符合国家标准的产品设计图纸和工艺图（工装、卡具等）。 10.熟练的运用机械原理、机械机构、机械设计及国家标准和国际标准,按设计任务要求：创造性的设计效果好、出成本低产品。
最新《机械设计基础》第六版重点、复习资料
《机械设计基础》知识要点绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械第1 章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算第2 章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3 章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4 章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p / n的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5 章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9 章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。了解：常用材料的牌号和名称。 第10章：1）螺纹参数d、d i、d2、P、S、2、a、B及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺 纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11 章： 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章：1）蜗杆传动基本参数：m ai、m t2、丫、B、q、P a、d i、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章： 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、a1、 a 2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、（T 1、（T 2、b C、（T b及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章： 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章： 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章： 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章： 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，
机械设计需要哪些知识
机械设计需要哪些知识 一，机械设计所要了解的周边知识以及所要具备的观察视角。 1，熟练翻阅机械设计手册。对于标准件以及常用件的一些技术特征要了熟于心。比如要清 楚各类轴承，带传动，链传动，齿轮传动，丝杠传动，蜗轮蜗杆等的使用场合，使用方式，以及相关的技术特征。对于具体应用时的选型计算则可对照设计手册的图表和公式进行具体确定。 2，知道N家常用件供应商并熟练翻阅其产品样本。现在机械设计趋向于模块化，对于机械设备制造工厂的整体技术要求更侧重于对于一些配件和部件的组装应用。比如台湾HIWIN，日本THK，德国FAG，FESTO。。。。。对于此，要做到当你在设计某个零件或部件或要完成某个动作或功能的时候必须得知道目前是否有专业的厂商在生产或提供能实现某个部位的功能要求的成熟的零配件。 3，熟悉原材料情况。比如你要知道目前市场上有卖的冷轧或热轧铁板以及各类型材的规格 尺寸，有经验的工程师往往都会知道你安排给采购的单子往往到最后是会变得面目全非的。。因为在钢材市场，普遍存在变薄，变窄，变短这些情况，采购买回来的东西往往是和你坐办公室根据设计手册里选出来的相关数据存在比较大的折扣。 4，深度了解各类常用机床的结构原理和性能特点。所谓万变不离其宗，机床亦是如此。设 计一台机器的过程可类比是小孩堆积木一般，一个部件一个组件进行堆积，然后把这些具备不同功能的部件或组建遵循某种规律联系起来。在这个过程中就需要你熟练掌握一些常用机构或装置的功能和特性。而我们所常见的车，铣，钻，刨，磨，镗。。。等机床上应用的结构或原理都是经过了数十上百年的考验，对于其稳定性和可应用性我们无需过多地怀疑。比如车床的刀架结构，卡盘结构，尾座的锁紧机构，主轴轴承布置，磨床主轴密封结构，刨床的连杆机构等等。。。 其实说这么多，想表述的就两字，对于这些稳定的常用的结构我们要学会在设计新机床时“借鉴”或者说是“参照”。从另一方面来说了解各类常用机床的结构原理和性能特点是出一张零件图纸的前提基础。举个例子来说就是当你完成一张图纸时最起码你自己要知道这张图纸上的这个零件的大体加工过程。这个所谓的大体了解楼主个人认为是好比要加工一条常见的轴类零件，当你了解车床，铣床，磨床的一些特性后就不会在图纸上出现没有了螺纹退 刀槽，砂轮越程槽等情况，同时也不会对轴类零件的长度方向尺寸随意标注个IT6，IT7的公差要求。 5，具备一定的机床装配能力。很多人会问，这完全是装配工的活了，我做为一个设计人员 过多地了解这方面知识干什么？当然，会这么问的往往都是些刚入行的新手。当你永远不去了解这方面的知识时就永远理解不了针对一条长轴进行过渡或过盈装配时因为你那图纸上的左轴承位和右轴承位相距太大而轴承却只能从左到右或从右到左装配时，那两轴承位之间那么长一段装配距离所带来的痛苦。当然，你也肯定不会想起当这条轴最后要进行轴端螺纹锁紧时，因为你图纸上缺少了限制这条轴锁紧时转动用的夹持平面而导致无法顺利锁紧。当然，你就更想不到或是理解不了哪个位置哪些孔或哪些销位是需要装配时定配的。
机械设计知识点总结
1螺纹联接的防松的原因和措施是什么 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。3．轮齿的失效形式答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合（4）齿面磨损（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V＜＝12时多采用油池润滑，当V＞12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 《 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。6．带传动的有缺点。 答，优点——1）适用于中心距较大的传动，2）带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，3）过载时带与带轮间产生打滑，可防止损坏其他零件，4）结构简单，成本低廉。缺点——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）带的寿命短，5）传动效率较低。 8 与带传动和齿轮传动相比，链传动的优缺点 答：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可减小轴承的摩擦损失，结构紧凑，能在温度较高，有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。9．轴的作用，转轴，传动轴以及心轴的区别。 答：轴是用来支持旋转的机械零件。转轴既传动转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴则只承受弯矩而部传动转矩。 < 10．轴的结构设计主要要求。 答：1），轴应便于加工，轴上零件要易于装拆。2），轴和轴上零件要有准确的加工位置，3）各零件要牢固而可靠的相对固定，4）改善受力状况，减小应力集中。11．形成动压油膜的必要条件。 答：1）两工作面间必须有楔形形间隙，2）两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体，3）两工作面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油从大截面流进，小截面流出，此外，对于一定的载荷，必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。 13．变应力下，零件疲劳断裂具有的特征。 答：1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至屈服极限低，2）不管脆性材料或塑像材料，疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，3）疲劳断裂是损伤的积累。 14．机械磨损的主要类型——磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损。 … 15．垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。16．滚动螺旋的优缺点。 答：优点——1）磨损很小，还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度，因此其传动精度很高，2）不具有自锁性，可以变直线运动为旋转运动。缺点——1）结构复杂，制造困难，2）有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。 18 齿轮传动的功率损耗包括——啮合中的摩擦损耗，搅动润滑油的油阻损耗，轴承中的摩擦损耗。 20．轴瓦材料的性能——1）摩擦系数小，2）导热性好，热膨胀系数小，3）耐磨，耐蚀，抗胶合能力强，4）要有足够的机械强度和可塑性。 21提高螺纹连接强度的措施a降低影响螺栓疲劳强度的应力幅b改善螺纹牙上载荷分布不均的现象c减小应力集中的影响d采用合理的制造工艺方法 22提高轴的强度的常用措施 / a合理布置轴上零件以减小轴的载荷b改进轴上零件的结构以减小轴的载荷c改进轴的结构已减小轴的载荷d改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度
机械设计基础知识点总结
n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =
最新整理机械结构设计基础知识复习过程
机械结构设计基础知识 1前言 1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 2机械结构件的结构要素和设计方法 2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零件的间接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图1。 2.3结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题 机械设计中可以选择的材料众多，不同的材料具有不同的性质，不同的材料对应不同的加工工艺，结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料，又要根据材料的种类确定适当的加工工艺，并根据加工工艺的要求确定适当的结构，只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
机械设计的基础知识点详解
机械设计基础知识点详解 绪论 1、机器的特征： （1）它是人为的实物组合； （2）各实物间具有确定的相对运动； （3）能代替或减轻人类的劳动去完成有效的机械功或转换机械能。 第一章平面机构的自由度和速度分析 要求：握机构的自由度计算公式，理解的基础上掌握机构确定性运动的条件，熟练掌握机构速度瞬心数的求法。 1、基本概念 运动副：凡两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。 高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联构成的回转副。 局部自由度：机构中常出现的一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度。 虚约束：对机构运动不起限制作用的重复约束称为虚约束或称消极约束。 瞬心：任一刚体相对另一刚体作平面运动时，其相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心，简称瞬心。如果两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对速度瞬心；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心
称为绝对速度瞬心。 2、平面机构自由度计算 作平面运动的自由构件具有三个自由度，每个低副引入两个约束，即使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。 计算平面机构自由度的公式： F=3n-2P L-P H 机构要具有确定的运动，则机构自由度数必须与机构的原动件数目相等。即，机构具有确定运动的条件是F>0,且F等于原动件个数。 3、复合铰链、局部自由度和虚约束 (a)K个构件汇交而成的复合铰链应具有(K-1)个回转副。 (b)局部自由度虽然不影响整个机构的运动，但滚子可使高副接触处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损，所以实际机械中常有局部自由度出现。 (c)虚约束对机构运动虽不起作用，但是可以增加构件的刚性和使构件受力均衡，所以实际机械中虚约束随处可见。 4、速度瞬心 如果一个机构由K个构件组成，则瞬心数目为 N=K(K-1)/2 瞬心位置的确定： (a)已知两重合点相对速度方向，则该两相对速度向量垂线的交点便是两 构件的瞬心。 (b)两构件组成回转副时，回转副的中心便是它们的瞬心。 (c)两构件组成移动副时，由于所有重合点的相对速度方向都平行于移动
机械设计知识点总结
1螺纹联接的防松的原因和措施是什么? 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。3．轮齿的失效形式答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合（4）齿面磨损（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V＜＝12时多采用油池润滑，当V＞12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。6．带传动的有缺点。 答，优点——1）适用于中心距较大的传动，2）带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，3）过载时带与带轮间产生打滑，可防止损坏其他零件，4）结构简单，成本低廉。缺点——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）带的寿命短，5）传动效率较低。 8 与带传动和齿轮传动相比，链传动的优缺点 答：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可减小轴承的摩擦损失，结构紧凑，能在温度较高，有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。9．轴的作用，转轴，传动轴以及心轴的区别。 答：轴是用来支持旋转的机械零件。转轴既传动转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴则只承受弯矩而部传动转矩。 10．轴的结构设计主要要求。 答：1），轴应便于加工，轴上零件要易于装拆。2），轴和轴上零件要有准确的加工位置，3）各零件要牢固而可靠的相对固定，4）改善受力状况，减小应力集中。11．形成动压油膜的必要条件。 答：1）两工作面间必须有楔形形间隙，2）两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体，3）两工作面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油从大截面流进，小截面流出，此外，对于一定的载荷，必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。 13．变应力下，零件疲劳断裂具有的特征。 答：1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至屈服极限低，2）不管脆性材料或塑像材料，疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，3）疲劳断裂是损伤的积累。 14．机械磨损的主要类型——磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损。 15．垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。16．滚动螺旋的优缺点。 答：优点——1）磨损很小，还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度，因此其传动精度很高，2）不具有自锁性，可以变直线运动为旋转运动。缺点——1）结构复杂，制造困难，2）有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。 18 齿轮传动的功率损耗包括——啮合中的摩擦损耗，搅动润滑油的油阻损耗，轴承中的摩擦损耗。 20．轴瓦材料的性能——1）摩擦系数小，2）导热性好，热膨胀系数小，3）耐磨，耐蚀，抗胶合能力强，4）要有足够的机械强度和可塑性。 21提高螺纹连接强度的措施a降低影响螺栓疲劳强度的应力幅b改善螺纹牙上载荷分布不均的现象c减小应力集中的影响d采用合理的制造工艺方法 22提高轴的强度的常用措施 a合理布置轴上零件以减小轴的载荷b改进轴上零件的结构以减小轴的载荷c改进轴的结构已减小轴的载荷d改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度 3滚动轴承正常的失效形式是内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏 46308—内径为40mm的深沟球轴承尺寸系列03，0级公差，0组游隙 7211c—内径为55mm的角接触球轴承，尺寸系列02，接触角15°，0级公差，0组游隙 N408\p5—内径为40mm的外圈无挡边圆柱滚子轴
机械制图基础知识大全
机械制图基础知识大全 1.纸幅面按尺寸大小可分为5种，图纸幅面代号分别为A0、A1、A2、A3、A4。图框右下角必须要有一标题栏，标题栏中的文字方向为与看图方向一致。 2.图线的种类有粗实线、细实线、波浪线、双折线、虚线、细点划线、粗点划线、双点划线等八类 3.图样中，机件的可见轮廓线用粗实线画出，不可见轮廓线用虚线画出，尺寸线和尺寸界线用细实线画出来，对称中心线和轴线用细点划线画出。虚线、细实线和细点划线的图线宽度约为粗实线的1/3。 4.比例是指图中图形尺寸与实物尺寸之比。 5.比例1：2是指实物尺寸是图形尺寸的2倍，属于缩小比例。 6.比例2：1是指图形尺寸是实物尺寸的2倍，属于放大比例。 7.在画图时应尽量采用原值比例的比例，需要时也可采用放大或缩小的比例，其中1：2为缩小比例，2：1为放大比例无论采用那种比例图样上标注的应是机件的实际尺寸。 8.图样中书写的汉字、数字和字母，必须做到字体工整，笔画清楚，间隔均匀，排列整齐，汉字应用长仿宋体书写。 9.标注尺寸的三要素是尺寸界限、尺寸线、尺寸数字。 10.尺寸标注中的符号：R表示圆半径，ф表示圆直径，Sф表示球直径。 11.图样上的尺寸是零件的实际尺寸，尺寸以毫米为单位时，不需标注代号或名称。 12.标准水平尺寸时，尺寸数字的字头方向应向上；标注垂直尺寸时，尺寸数字的 字头方向应朝左。角度的尺寸数字一律按水平位置书写。当任何图线穿过尺寸数字时都必须断开。 13.斜度是指斜线对水平线的倾斜程度，用符号∠表示，标注时符号的倾斜方向应 与所标斜度的倾斜方向一致。 所标锥度方向一致。 15.符号“∠1：10”表示斜度1：10，符号“：5”表示锥度1：5。 16.平面图形中的线段可分为已知线段、中间线段、连接线段三种。它们的作图顺 序应是先画出已知线段，然后画中间线段，最后画连接线段。 17.已知定形尺寸和定位尺寸的线段叫已知线段；有定形尺寸，但定位尺寸不全的 线段叫中间线段；只有定形尺寸没有定位尺寸的线段叫连接线段。 18.主视图所在的投影面称为正投影面，简称正面，用字母V表示。俯视图所在的 投影面称为水平投影面，简称水平面，用字母H表示。左视图所在的投影面称为侧投影面，简称侧面，用字母W表示。 19.三视图的投影规律是，主视图与俯视图等长；主视图与左视图等高；俯视图与 左视图等宽。 20.零件有长、宽、高三个方向的尺寸，主视图上能反映零件的长和高，俯视图上 只能反映零件的长和宽，左视图上只能反映零件的高和宽。