第一章基礎知識
一、 機械零件的主要失效形式
1）整體破裂2）表面破壞（磨料磨損、膠合、點蝕、磨蝕磨損）3）變形量過大
4）破壞正常工作條件引起的失效
二、機械零件設計哪幾種設計準則
強度準則、
剛度準則、
壽命準則、
耐磨性準則、
振動穩定性準則。
三、 影響壽命準則的主要失效形式是腐蝕、磨損、疲勞。
四、 安全係數如何選擇？
許用安全係數取得過大，會使機器笨重；過小，機器可能不安全。因此，許用安全係數或者許用應力的的選取原則是在保證機器安全可靠的前提下，盡可能減小許用安全係數或者許用應力。
五、 影響許用安全係數的因素有哪些？
荷載和應力計算的準確性、材料機械效能資料的可靠性和零件的重要性等
六、 什麼是疲勞破壞？
機械零件在變應力作用下，經過一段時間後在區域性高應力區形成微裂痕，微裂紋逐漸擴充套件以至最後斷裂的現象成為疲勞破壞。
疲勞破壞的定義可表述為：在遠低於材料抗拉強度極限的迴圈應力作用下工程材料發生破壞的現象。
七、 疲勞斷裂過程三個階段是什麼？
1.裂紋源在零件應力集中部位由於金屬產生迴圈的彈塑性應力-應變而形成初試裂紋。
2.裂紋尖端在切應力下發生反覆塑性變形是裂紋逐漸擴充套件。
3.產生瞬斷。
八、疲勞破壞的特點
1）在迴圈應力多次反覆作用產生；
2）不存在巨集觀的，明顯的塑性變形跡象；
3）迴圈應力遠小於材料的靜強度極限；
4）對材料的組成、零件的形狀、尺寸。表面狀態、使用條件和外界環境等都非常敏感。
九、影響零件疲勞強度的因素
1、應力集中
區域性應力遠大於名義應力，這種現象成為應力集中。（常發生在過渡圓角、鍵槽、螺紋、橫孔）
2.絕對尺寸
零件剖面的絕對尺寸越大，其疲勞極限越低。由於剖面尺寸大時材料晶粒粗，出現缺陷的概率大。
3.表面狀態
零件表面越粗糙其疲勞極限越低。
第二章螺紋聯接
一、螺紋分類
1、聯接螺紋
2、傳動螺紋
1）矩形螺紋的牙型為方形，牙型角α=0.
其傳動效率較其他螺紋都高，但牙根強度弱、螺紋磨損後間隙難以補償，使傳動精度降低。
3）梯形螺紋的牙型為等腰梯形，牙型角α=30.梯形螺紋效率略低，但其公益性好、牙根強度高、對中性好。
3）鋸齒形螺紋的牙型為不等腰梯形，其工作面牙型半形β=3，非工作面牙型半形為30.只能用於單向受力的傳動螺旋中。
二、螺紋聯接的型別
1.螺栓聯接
應用場合：1）用於被聯接件不太厚和兩邊有足夠的裝配空間的場合。
2）易做通孔的：3）有下搬手空間
鉸制孔用螺栓聯接只能用於工作載荷是橫向載荷或扭轉力矩的場合。
2.螺釘聯接
被聯接太厚或不宜製成通孔及不需要經常拆卸的場合。
3.雙頭螺栓聯接
用於不能用螺栓聯接且又經常拆卸的場合。
4.緊固螺釘聯接
特點：軸向、周向都可固定，受載荷小。
3、為什麼放鬆，放鬆的實質，以及方法？
在衝擊、震動或變載荷的作用下，螺旋副間的摩擦力可能減小或瞬時消失。在高溫或溫度變化大的情況下，由於螺紋聯接件和被聯接件的材料發生蠕變和應力鬆弛，也會使聯接中的預緊力和摩擦力逐漸減小，最終將導致聯接失效。螺紋聯接一旦出現鬆脫，輕者會影響極其正常運轉，重者會造成嚴重事故。
實質：放鬆的根本問題在於防止螺旋副相對轉動。
方法：摩擦放鬆，機械防鬆及破壞螺紋副的關係。
4、螺栓組聯結結構設計應考慮哪些問題？
（1）幾何形狀通常設計成軸對稱簡單幾何形狀。（2）螺栓的布置應使各螺栓的受力合理。（3）螺栓的排列應有合理的間距、邊距。
（4）分布在同一圓周上的螺栓數目，應取成4、6、8等偶數。
5、螺栓組受力分析的目的是確定螺栓組中受力最大的螺栓及所受的工作載荷的大小。
6、提高螺栓聯接強度的措施
1.改善螺紋牙尖的載荷分配
2.減少螺栓的應力幅
3.減小應力集中的影響
4.避免附加彎曲應力
7、在工作載荷不變的情況下，如何降低螺栓的疲勞損傷（即減少應力幅）？
降低螺栓剛度cl（增加長度，減小橫剖面，安裝彈性元件）；增大被聯接件的剛度cf（硬墊片，改進結構，密封環）；同時兩種方法。
軸轂連線
1、軸轂聯接作用，並列舉兩種軸轂連線
實現軸和軸上零件的周向固定，常用的有鍵和花鍵聯接、銷聯接
2、花鍵聯接有哪幾種？它的定心方式如何？
矩形花鍵：在聯接中按小徑d定心
漸開線花鍵：按齒形定心，具有自動定心作用。
3、平鍵連線b×h×l如何確定？
b×h按鍵所在軸段的直徑d由標準中選定。
長度l根據輪轂的寬度確定。
4、平鍵連線的主要失效形式有：工作面被壓潰（靜聯接），工作面過度磨損（動聯接）、個別情況會出現鍵被剪斷。
（設計準則是擠壓強度校核）
5、花鍵聯接優點：花鍵聯接適用於靜、動聯接，優點是齒數較多，而且受力均勻承載力高；槽淺，齒根應力集中小，對軸和轂的強度削弱較輕；軸上零件與軸的對中性好；導向性好；缺點是加工時需要專用裝置，成本高。
6、過盈聯接（壓入法、溫差法）
優點：結構簡單，定心性好，對軸的疲勞強度削弱小，承載能力高而且衝擊載荷下效能良好。缺點：加工精度高，裝配不方便。
設計計算內容（1）最小過盈量（2）公差配合（3）裝配方法（4）合理結構
帶傳動一、 摩擦帶特點
優點： 1）因帶有彈性，能緩衝、吸振，從而傳動平穩雜訊小。2）當傳動過載時，帶在帶輪上打滑，可防止其他零件損壞。3）結構簡單、裝拆方便。4）可用於中心距離較大的傳動。
缺點：1）傳動比不恆定。2）傳動外部尺寸大。3）傳動效率低。4）帶的壽命較短。5）不宜用於高溫、易燃等場合。
二、 影響帶傳動工作能力的因素
1)初拉力f0.
2)2）包角α.
3)3）摩擦係數f.
4)帶的單位長度質量q.
5)帶速v.
三、帶傳動的主要失效形式是帶傳動的打滑和帶的疲勞破壞。
帶傳動的設計準則是保證傳動不打滑和帶具有足夠的疲勞壽命。
四、 帶傳動設計步驟：
1)確定設計功率pc
2)初選帶的型號
3)確定帶輪基準直徑dd1和dd2
4)確定中心距a和帶的基準長度ld
5)驗算包角α1
6)確定帶的根數z
7)確定初拉力f0
8)計算帶對軸的壓力q
五、張緊裝置
1.定期張緊裝置（調中心距）
2.自動張緊裝置（調中心距）
3.張緊輪裝置（張緊輪）
六、張緊裝置應該放在什麼位置，為什麼。
張緊輪一般安裝在松邊內側，使帶只受單向彎曲應力以增加使用壽命。盡量靠近大帶輪，以減小對包角的影響。
鏈傳動四、 鏈輪特點：
優點：沒有彈性滑動和打滑現象，故平均傳動比準確；傳動效率較高；張緊力小，所以壓軸力較小；能在溫度高、灰塵多、濕度大及有腐蝕等惡劣條件下工作；工況相同時，鏈傳動的結構較為緊湊。與齒輪傳動相比，其優點是：
製造安裝精度要求低，成本低；適用的中心距範圍大，結構簡單，重量輕。
缺點：瞬間傳動比恆定，傳動不平穩；工作時有雜訊；磨損後易發生跳齒；不宜在載荷變化很大和急速反向傳動中工作；只使用平行軸傳動。
五、鏈傳動的失效形式：
1.鏈板、滾子與套筒的疲勞破壞。
2.銷軸與套筒的磨損。
3.銷軸與套筒的膠合。
4.鏈條靜強度破斷。
六、中高鏈傳動設計計算（發生疲勞破壞，低速發生靜強度破壞）
1.確定鏈傳動的傳動比。
2.確定鏈輪齒數。
3.確定鏈號和鏈節距。
4.驗算鏈速。
5.確定鏈條節數和中心距。
6計算壓軸力。
七、鏈傳動的布置
1）為保證鏈傳動的正確嚙合，兩鏈輪應位於同一鉛垂麵內，且兩軸線平行。
2）兩鏈輪中心線最好平行布置或者使其與水平線夾角φ≤45
3)緊邊在上為佳。
4）必須採用垂直傳動時，兩鏈輪應偏置，否則應採用張緊裝置。
八、張緊目的
1）為了增大鏈條與鏈輪的包角
2）避免因鏈條錘度過大而產生嚙合不良以及振動現象。
九、張緊方法
1.調整中心距。2.用張緊裝置
齒輪傳動
一．齒輪的失效形式
1. 輪齒折斷
措施：改善材料的效能，適當增大模數，增大齒根過渡圓角，提高齒輪製造精度，降低齒根表面的粗糙度，消除齒根加工刀痕，對齒根部位進行噴丸、碾壓強化處理等。
2. 齒麵點蝕
措施：提高齒面硬度，降低齒面粗糙度，改善潤滑油效能，提高齒輪的傳動精度和都採用較角變位齒輪傳動等可提高抗點蝕的能力。
3. 齒面膠合
措施：減小模數降低齒高，以減少齒面間的滑動速度，採用減摩和極壓效能好的潤滑油；提高齒面硬度，降低吃麵粗糙度；選用不同牌號的材料配對；兩齒面有一定的硬度差，可減緩和防止齒面膠合的發生。
4. 齒面磨損
措施：採用閉式傳動和加防護罩，改善潤滑條件，保持油品清潔；採用硬齒面；降低吃麵粗糙度等，可有效地減輕或者防止齒面磨損。
5. 齒體塑性變形
措施，採用機械強度高的材料和提高齒體的硬度可防止齒體塑性變形。
6. 齒面塑性變形
措施：適當提高齒面硬度，採用減摩效能好的潤滑油。
二．齒輪傳動的計算準則
閉式：齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度
開式：磨損是其主要失效形式，磨損後輪齒變薄易發生折斷，按齒根彎曲疲勞強度計算。
三．齒輪傳動潤滑方式
1.浸油潤滑
圓周速度v<10m/s的齒輪傳動採用浸油潤滑。速度高時齒輪浸入油中的深度以一兩個齒高為宜但不小於10mm;速度低時浸油深度可達1/3齒頂圓半徑。油池中的油量按齒輪齒輪傳遞功率大小確定。
2.噴油潤滑（v>10m/s）
v<25m/s,噴油嘴置於齒輪齧入邊和齧出邊均可。v>25m/s噴油嘴應置於齒輪齧出邊。
4、合理選擇齒寬係數
齒寬係數增大，齒輪的徑向尺寸減小，但齒寬相對增大。齒寬越大，載荷沿齒寬分布不均勻越嚴重，故應合理選擇齒寬係數。齒寬大，則強度大，但過大，載荷分布不均。
蝸桿傳動
一、蝸桿傳動的特點及應用
結構緊湊；傳動比大，動力傳動一般為8-80，傳動平穩，無雜訊；嚙合面間的相對滑動速度較大，摩擦和磨損嚴重；發熱量大，傳動效率低，一般為0.7~0.8，自鎖的蝸桿傳動，其傳動效率低於0.
5。蝸桿傳動廣泛應用冶金、礦山、起重運輸、工具機、電梯等機械裝置中。
二、蝸桿中為什麼只對渦輪進行變位，變位的目的是什麼？
目的：1、湊中心距。2、提高蝸桿傳動的承載能力。3、提高傳動效率。
為了能用同一把刀加工非變位及變位渦輪，變為蝸桿傳動中蝸桿的尺寸是不能變動的，只能對渦輪進行變位。
變位蝸桿傳動中，渦輪的分度圓與節圓重合，只是蝸桿在中間平面內的節線位置有所改變，其不再與分度線重合。
三、蝸桿傳動的主要失效形式是什麼？為什麼要對連續工作的閉式蝸桿傳動進行熱平衡計算？
蝸桿螺旋齒部分的強度通常高於渦輪齒的強度，所以失效常發生在蝸輪輪齒上。嚙合齒面間的相對滑動速度較大，摩擦大，發熱量大，所以其主要失效形式是蝸輪齒面的膠合、點蝕及磨損。仿照圓柱齒輪進行齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度的條件性計算。
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