机械设计常识(一)

一、常用材料的弹性模量及泊松比:

弹性模量E/GPa、切变模量G/GPa、泊松比µ

灰铸铁:E=118~126、G=44.3、µ=0.3;

球墨铸铁:E=173、µ=0.3;

碳钢、镍铬钢、合金钢:E=206、G=79.4、µ=0.3;

铸钢:E=202、µ=0.3;

轧制纯铜:E=108、G=39.2、µ=0.31~0.34;

冷拔纯铜:E=127、G=48;

轧制铝:E=68、G=25.5~26.5、µ=0.32~0.36;

硬铝合金:E=70、G=26.5、µ=0.3;

轧制锌:E=82、G=31.4、µ=0.27;

铅:E=16、G=6.8、µ=0.42;

玻璃:E=55、G=1.96、µ=0.25;

有机玻璃:E=2.35~29.42;

混凝土:E=13.73~39.2、G=4.9~15.69、µ=0.1~0.18。

二、常用材料的熔点/(摄氏度)

灰铸铁:1200;

碳钢:1460;

不锈钢:1450;

硬质合金:2000;

纯铜:1083;

黄铜:950;

青铜:910;

铝:658;

锌:419;

锡:232;

铅:327.4;

镍:1452。

三、常用材料的密度(g/cm

3

或 t/m

3

碳钢:7.3~7.85;

铸钢:7.8;

高速钢(含钨9%):8.3;

合金钢、镍铬钢:7.9;

灰铸铁:7.0;

白口铸铁:7.55;

可锻铸铁:7.3;

纯铜:8.9;

黄铜:8.4~8.85;

工业用铝、铝镍合金:2.7;

可铸铝合金:2.7;

镍:8.9;

轧锌:7.1;

铅:11.37;

锡:7.29;

金:19.32;

银:10.5;

汞:13.55;

硅钢片:7.55~7.8;

镁合金:1.74~1.81;

锡基轴承合金:7.34~7.75;

有机玻璃:1.18~1.19;

尼龙66:1.14~1.15;

皮革:0.4~1.2;

平板玻璃:2.5;

木材(含水15%):0.4~0.75;

胶合板:0.56;

竹材:0.9;

木炭:0.3~0.5;

石墨:2~2.2;

大理石:2.6~2.7;

金刚石:3.5~3.6;

金刚砂:4;

石蜡:0.9;

石灰石:2.4~2.6;

砌砖:1.9~2.3;

混凝土:1.8~2.45;

石灰石:2.4~2.6;

生石灰:1.1;

石英玻璃:2.2;

陶瓷:2.3~2.45;

空气(4摄氏度):0.0012;

水:0.998;

乙醇:0.79;

汽油:约0.73;

煤油:0.81;

柴油:约0.83;

四、机械传动效率的概率值(效率 η)

1、圆柱齿轮传动:

1)很好跑合的6级精度和7级精度齿轮传动(稀油润滑):0.98~0.995;

2)8级精度的一般齿轮传动(稀油润滑):0.97;

3)9级精度的齿轮传动(稀油润滑):0.96;

4)加工齿的开式齿轮传动(干油润滑):0.94~0.96;

5)铸造齿的开式齿轮传动:0.90~0.93;

2、圆锥齿轮传动:

1)很好跑合的6级精度和7级精度齿轮传动(稀油润滑):0.97~0.98;

2)8级精度的一般齿轮传动(稀油润滑):0.94~0.97;

3)加工齿的开式齿轮传动(干油润滑):0.92~0.95;

4)铸造齿的开式齿轮传动:0.88~0.92;

3、蜗杆传动:

1)自锁蜗杆:0.40~0.45;

2)单头蜗杆:0.70~0.75;

3)双头蜗杆:0.75~0.82;

4)三头和四头蜗杆:0.82~0.92;

5)环面蜗杆传动:0.85~0.95;

4、带传动:

1)平带无压紧轮的开式传动:0.98;

2)平带有压紧轮的开式传动:0.97;

3)平带交叉传动:0.90;

4)V带传动:0.95;

5)同步带传动:0.96~0.98;

5、链传动:

1)焊接链:0.93;

2)片式关节链:0.95;

3)滚子链:0.96;

4)齿形链:0.98;

1)润滑不良:0.94;

2)润滑正常:0.97;

3)润滑特好(压力润滑):0.98;

4)液体摩擦:0.99;

7、滚动轴承:

1)滚珠轴承(稀油润滑):0.99;

2)滚珠轴承(稀油润滑):0.98;

8、摩擦轮传动:

1)平摩擦轮传动:0.85~0.96;

2)槽摩擦轮传动:0.98~0.90;

3)卷绳轮:0.95;

9、联轴器:

1)十字滑块联轴器:0.97~0.99;

2)齿式联轴器:0.99;

3)弹性联轴器:0.99~0.995;

4)万向联轴器(ɑ≤3°):0.97~0.98;

5)万向联轴器(ɑ>3°):0.95~0.97;

6)梅花接轴:0.97~0.98;

10、运输滚筒:0.96;

11、减(变)速器:

1)单级圆柱齿轮减速器:0.97~9.98;

2)双级圆柱齿轮减速器:0.95~0.96;

3)单级行星圆柱齿轮减速器:0.95~0.98;

4)单级圆柱齿轮减速器:0.95~0.96;

5)双级圆锥-圆柱齿轮减速器:0.94~0.95;

6)无级变速器:0.92~0.95;

7)摆线-针轮减速器:0.90~0.97;

12、丝杠传动:

2)滚动丝杠:0.85~0.9;

五、各种传动的传动比推荐范围(参考值)

1、平带传动:i≤6;

2、V带传动:i≤7;

3、圆柱齿轮传动:

1)开式:i≤3~5;

2)单级减速器:i≤4~6;

3)单级外啮合和内啮合行星减速器:i=3~9;

4、圆锥齿轮传动:

1)开式:i≤5;

2)单级减速器:i≤5;

5、蜗杆传动:

1)开式:i=15~60;

2)单级减速器:i=10~40;

6、链传动:i≤6;

7、摩擦轮传动:i≤5

机械设计常识(二)

简单几问:

1、出好工程图后要进行审图,对照装配体,检查配合公差是否合理,配合尺寸是否正确(安装孔距离、孔尺寸等)。

2、检查是否有足够的安装空间(扳手空间是否够),是否便于操作(考虑臂长所能及)?

3、检查设计是否合理,更换零部件是否需要拆下多个零件,并考虑该种情况是否能够避免。

4、考虑螺钉头部尺寸大小,特殊情况可考虑不同类型的螺钉(如内六角、外六角、圆柱头、沉头等)

5、需要弯管时,注意考虑管材的最小弯曲半径及长度。

6、新手做设计时,最好做出完整的装配体,避免出现未考虑到的情况(干涉、遗漏等)。

7、做零件设计时考虑是否浪费材料、布局时是否浪费空间等问题。

8、漏斗棱锥面的倾角必须大于粉料的安息角。粉料的最小安息角为37°。

9、密封的介质为常压状态时,密封圈装配后的过盈量取只为气动密封的1/2,为0.25mm,以减小静环轴向移动的摩擦力。

10、当前后轴承之间的距离很大,而且前后轴承座的安装基准面很难达到较高的同轴度要求时,轴承的类型可选用调心球轴承。此类轴承有良好的调心作用,只要内环轴线偏差小于3°,均可正常运转。

11、轴承座设计需要考虑的问题是:轴承类型的选择、轴的轴向定位方法、轴承的密封方法和润滑方法等。

12、机械密封的设计,关键问题是既要保证可靠密封,又要使密封面上能保留一层薄薄的油膜。

13、链传动效率取0.96。一对球轴承(稀油润滑)传动效率为0.99;滑动丝杠传动效率为:0.30~0.60;滚动丝杠为:0.85~0.95;弹性联轴器:0.99~0.995;同步齿形带传动:0.96~0.98;

14、有配重块,且配重块移动的速度较大时,可考虑给配重块增加导向装置,如安装导轨等,减少晃动。

15、回转支承:承载能力大时,选择齿轮副。

16、箱梁结构

17、大载荷用滑动轴承比用滚动轴承好得多。

18、密度&熔点篇:

纯铝:2.72g/cm^3;镁铝合金:2.55g/cm^3;

纯铜:8.94g/cm^3;

纯镁:1.74g/cm^3;镁合金:一般为:1.75~1.85g/cm^3;

纯钛:4.507g/cm^3;

碳钢:7.3~7.85 g/cm^3;

铸钢:7.8 g/cm^3;

高速钢(含钨9%)8.3 g/cm^3;

合金钢:7.9 g/cm^3;

镍:8.9 g/cm^3

铅:11.37 g/cm^3;

锡:7.29 g/cm^3;

金:19.32 g/cm^3;

银:10.5 g/cm^3;

胶木板、纤维板:1.3~1.4 g/cm^3;

纯橡胶:0.93 g/cm^3;

皮革:0.4~1.2 g/cm^3;

聚氯乙烯:1.35~1.40 g/cm^3;

聚苯乙烯:0.91 g/cm^3;

有机玻璃:1.18~1.19 g/cm^3;

无填料的电木:1.2 g/cm^3;

尼龙66:1.14~1.15 g/cm^3;

橡胶夹布传动带:0.8~1.2 g/cm^3;

木材:0.4~0.75 g/cm^3;

混凝土:1.8~2.45 g/cm^3;

熔点篇:

灰铸铁:1200℃;

碳钢:1460℃;

不锈钢:1450℃;

硬质合金:2000℃;

铜:1083℃;

黄铜:950℃;

青铜:910℃;

铝:658℃;

锌:419℃;

锡:232℃;

铅:327.4℃;

镍:1452℃;

19、吊装孔设置:重量大于25kg的零部件需要设置吊装孔

20、按家装长度要求,1平方带1千瓦。(一般一平差不多6A)

21、设计时除了需要考虑产品的功能需求外,还要考虑加工工艺、成本、人机工程学和便于运输、安装、维修等问题。

22、运动导向形式:底部移动支承:

1)线性导轨;

2)直线轴承+支承轴;

3)轮子

23、直线运动实现方式:

1)气缸、轴和直线轴承的组合;

2)无杆气缸;

3)气缸和直线导轨组合;

4)电机、轴、直线导轨和皮带组合;

5)电机、皮带和直线导轨组合;(市面上有现成模组出售);

6)电机、齿轮齿条和线性导轨组合;

7)电机、丝杠和轴或线性导轨组合;

24、高速钢 HSS(High speed steel)

25、硬质合金钢,也叫钨钢

26、钣金

1)焊接罩子,Fe 1.2厚以下能手动掰,再厚需要用折弯机压痕;不锈钢1.0以下能手动掰。较厚的板需用折弯机折弯成形后焊接。

27、输送机皮带常识:

输送物料100kg以内,厚度2mm;

几百公斤至一吨以内,厚度一般选4~6mm;

一吨以上,厚度一般选6~12m m;

皮带材料特殊性能:耐油、防静电等

28、中心孔(GB/T 145-2001)分为:A型、B型、C型和R型

29、滚花:(GB/T 6403.3-2008)分为:直纹滚花和网纹滚花。

滚花的标记方法:

例如:模数m=0.3 直纹滚花;直纹0.3m GB/T6403.3-2008;

模数m=0.4 网纹滚花;网纹m0.4 GB/T 6403.3-2008。

注:滚花前工件表面粗糙度轮廓算术平均偏差Ra≤12.5μm;滚花后工件直径大于滚花前直径,其值△≈(0.8~1.6)m,m为模数。

30、

45钢调质:硬度228~255HB(45~50HRC)

31、常用螺纹的标记方法(GB/T 4459.1-1995)

1)普通螺纹:M

标记示例:M10-5g6g-S

M20x2LH-6H

螺纹副标记示例:M20x2LH-6H/6g

注:普通螺纹粗牙不注螺距,中等旋合长度不标N。

2)梯形螺纹:Tr

标记示例:Tr40x7-7H

Tr40x14(P7)LH-7e

螺纹副标记示例:

Tr36x6-7H/7e

3)锯齿形螺纹:B

标记示例:B40x7-7A

B40x14(P7)LH-8c-L

螺纹副标记示例:

B40x7-7A/7c

4)60°圆锥管螺纹:NPT

标记示例:NPT

3/8

-LH

注:内、外螺纹均仅用一种公差带,故不注公差带代号。

5)米制锥螺纹:ZM

标记示例:ZM10

M10x1 GB/T 1415

ZM10-S

螺纹副标记示例:

ZM10/ZM10

注:圆锥内螺纹与圆锥外螺纹配合

M10x10 GB/T 1415

ZM10-S

注:圆柱内螺纹与圆锥外螺纹配合,S为短基距代号,标准基距不注代号。

6)非螺纹密封的管螺纹:G

标记示例:

G1

1/2

A

G

1/2

-LH

螺纹副标记示例:

G1

1/2

AG1

1/2

A

注:外螺纹公差等级分级和B级两种,内螺纹公差等级只有一种。

7)用螺纹密封的管螺纹:

(1)圆锥外螺纹:R

标记示例;

R

1/2

-LH

螺纹副标记示例:

Rc1

1/2

R1

1/2

(2)圆锥内螺纹:Rc

标记示例:

Rc

1/2

螺纹副标记示例:

Rc1

1/2

R1

1/2

-LH

(3)圆柱内螺纹:Rp

标记示例:

Rp

1/2

螺纹副标记示例;

Rp1

1/2

R1

1/2

注:内外螺纹均只有一种公差。

8)自攻螺钉用螺纹:ST

标记示例:GB/T 5280 ST3.5

注:使用时,应先制出螺纹底孔(预制孔)。

9)自攻锁紧螺钉用螺纹(粗牙普通螺纹):M

标记示例:GB/T 6559 M5x20

注:使用时,应先制出螺纹底孔(预制孔)标记示例中的20指螺纹长度。