这些简单的机械知识，还都会吗？

2025年10月19日更新

1、机械零件常见失效形式有四种：整体断裂、过大残余变形、表面破坏，还有因破坏正常工作条件导致的失效。先搞懂零件失效，再接着聊螺纹联接的防松问题——2、螺纹联接明明能自锁，为啥还要防松？其实自锁只在静载荷下管用，一旦受振动、冲击或者温度变化大，螺母很可能慢慢松掉——根源就...

1、机械零件常见失效形式有四种：整体断裂、过大残余变形、表面破坏，还有因破坏正常工作条件导致的失效。

先搞懂零件失效，再接着聊螺纹联接的防松问题——

2、螺纹联接明明能自锁，为啥还要防松？其实自锁只在静载荷下管用，一旦受振动、冲击或者温度变化大，螺母很可能慢慢松掉——根源就是螺纹副之间的相对转动。所以设计时必须防松，常用方法分三类：摩擦防松（比如加弹簧垫圈、对顶双螺母，靠摩擦力锁死）；机械防松（用槽形螺母配开口销这类止动零件）；还有破坏螺纹副的，比如冲击法直接改变螺纹结构。

拧紧螺纹可不是随便拧，这里头有讲究——

3、拧紧螺纹的目的其实是给螺栓加预紧力——预紧能让连接更可靠、密封更好，避免受载后零件间出缝隙或者滑动。控制拧紧力常用两种方法：用测力矩或定力矩扳手，拧到规定力矩就行；或者测螺栓伸长量，根据伸长量判断预紧力够不够。

螺纹问题解决了，再说说带传动里容易搞混的两个词：弹性滑动和打滑。

4、带传动里弹性滑动和打滑不是一回事——弹性滑动是固有特性，只要带是弹性体、两边有拉力差，就一定会有，没法避免；打滑是过载导致的失效，必须避免。为啥？外载越大，带两边拉力差越大，弹性滑动的区域就会扩大，等整个包角都在滑动时，就打滑了——弹性滑动是慢慢变的，打滑是突然“崩了”。设计V带时限制小带轮最小直径，是因为小轮直径小，包角也小，摩擦面积不够，更容易打滑。

带传动的小轮有讲究，涡轮的许用接触应力也和材料有关——

5、灰铸铁和铝铁青铜涡轮的许用接触应力为啥和齿面滑动速度有关？因为它们最怕齿面胶合，而胶合的发生直接和滑动速度挂钩；但铸锡青铜涡轮主要失效是齿面点蚀，点蚀只和接触应力有关，所以和滑动速度没关系。

涡轮聊完，再说说凸轮机构从动件的运动规律——

6、凸轮从动件常用三种运动规律：等速、等加速等减速、简谐（余弦加速度）。等速运动有刚性冲击，只能用在低速轻载的地方；等加速等减速是柔性冲击，中低速能用；简谐运动如果有停歇区也会有柔性冲击，中低速用；要是没停歇区，完全没冲击，适合高速场合。

凸轮的运动规律记牢，再说说齿廓啮合的基础定律——

7、齿廓啮合的基本定律就一句话：不管齿廓在哪接触，接触点的公法线必须通过连心线上的一个定点——只有这样，传动比才能恒定。

齿廓是齿轮的基础，再说说轴上零件的固定方法——

8、轴上零件周向固定的方法很多，常见的有键连接、花键、过盈配合、紧定螺钉、销连接，还有胀紧连接。

周向固定解决了，轴向固定有哪些招？

9、轴向固定常用轴肩、轴环、轴套、轴端挡板和弹性挡圈。轴肩、轴环、轴套固定超可靠，能扛大轴向力；弹性挡圈只能受小力；轴端挡板专门固定轴头的零件。

轴上零件固定好了，闭式蜗杆传动为啥要算热平衡？

10、闭式蜗杆传动必须算热平衡——因为蜗杆和涡轮之间有相对滑动，摩擦力大，闭式结构又不好散热，温度一高就容易胶合失效，所以得算散热够不够。

蜗杆要散热，齿轮强度计算有两种理论——

11、齿轮强度计算就两种：齿面接触疲劳强度（针对点蚀失效）、齿根弯曲疲劳强度（针对断齿）。闭式软齿面齿轮设计时，先按接触疲劳强度算，再校核弯曲疲劳强度——因为软齿面先出点蚀。

齿轮强度搞清楚，再分清联轴器和离合器的区别——

12、联轴器和离合器都是连两轴传扭矩的，但区别大了——联轴器连的轴，工作时没法分开，必须停机拆零件；离合器随时能分能合，机器转着也能用。

联轴器和离合器分清了，再说说油膜承载的条件——

13、油膜能扛住载荷得满足三个条件：第*，两个运动表面得形成楔形间隙；第二，表面得有相对滑动速度，而且方向得让油从大口进、小口出；第三，油得有一定粘度，还得供够量。

油膜条件记住了，再看看轴承型号怎么读——

14、轴承型号7310怎么看？7是角接触球轴承，3是中直径系列，10代表内径50mm（10×5），中间的0是正常宽度，通常省略。这种轴承能同时扛径向和单向轴向载荷，转速能搞，一般得成对用。

轴承型号搞懂了，传动系统的布置顺序有讲究——

15、齿轮、带、链传动组合的系统里，带传动要放*高速级，链传动放*低速级——带传动稳，能缓冲吸振，高速级用它保护电机；链传动噪音大，适合低速，放最后刚好。

传动顺序搞对了，链传动速度不均是为啥？

16、链传动速度忽快忽慢，是因为“多边形效应”——链是一节一节的，绕在链轮上像多边形，转动时线速度会变。影响因素有链速、节距、链轮齿数。要让瞬时传动比恒定，得满足两个条件：大小链轮齿数一样，中心距刚好是链节距的整数倍，这时候传动比就是1。

链传动的问题解决了，再说说齿轮齿宽的小细节——

17、圆柱齿轮减速器里，小齿轮齿宽要比大齿轮宽一点——怕装配时错位，导致啮合的齿宽变小，载荷变大。强度计算时齿宽系数按大齿轮的算，因为实际啮合的宽度就是大齿轮的齿宽。

齿宽细节注意到，减速带传动的小轮和包角要限制——

18、减速带传动要限制小带轮直径和包角：小轮直径太小，带弯得太厉害，弯曲应力会太大，容易断；主动轮包角得≥120°，不然包角小，摩擦力不够，容易打滑。带速推荐5-25m/s——太慢的话，小轮直径小，需要的拉力大，得用很多根带，结构变笨；太快的话，离心力太大，带容易飞出去。

带传动的要求记好了，再说说滚动螺旋的优缺点——

19、滚动螺旋的优点很明显：磨损小，能调间隙加预紧，精度高；而且没有自锁性，能来回转换直线和旋转运动。缺点也麻烦：结构复杂，不好造；有时候为了防止反转，还得额外加自锁机构。

最后说说键的选择原则——

20、选键分两步：先选类型，看结构、使用要求和工作条件；再选尺寸，得符合标准。截面尺寸（宽×高）按轴的直径定；长度一般不超过轮毂长度——导向平键还要考虑滑动距离，轮毂长度大概是轴直径的1.5-2倍。

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