第一篇：機械設計基礎知識點總結

緒論：機械：機器與機構的總稱。機器：機器是執(zhí)行機械運動的裝置，用來變換或傳遞能量、物料、信息。機構：是具有確定相對運動的構件的組合。用來傳遞運動和力的有一個構件為機架的用構件能夠相對運動的連接方式組成的構件系統(tǒng)統(tǒng)稱為機構。構件：機構中的（最小）運動單元一個或若干個零件剛性聯(lián)接而成。是運動的單元，它可以是單一的整體，也可以是由幾個零件組成的剛性結構。零件：制造的單元。分為：

1、通用零件，2、專用零件。一：自由度：構件所具有的獨立運動的數(shù)目稱為構件的自由度。運動副：使兩構件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的可動聯(lián)接。高副：兩構件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。低副：兩構件通過面接觸而構成的運動副。根據(jù)兩構件間的相對運動形式，可分為轉動副和移動副。F = 3n-2PL-PH機構的原動件（主動件）數(shù)目必須等于機構的自由度。復合鉸鏈：虛約束：重復而不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。計算機構的自由度時，虛約束應除去不計。局部自由度: 與輸出件運動無關的自由度，計算機構自由度時可刪除。

二：連桿機構：由若干構件通過低副（轉動副和移動副）聯(lián)接而成的平面機構，用以實現(xiàn)運動的傳遞、變換和傳送動力。鉸鏈四桿機構：具有轉換運動功能而構件數(shù)目最少的平面連桿機構。整轉副：存在條件：最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。構成：整轉副是由最短桿及其鄰邊構成。類型判定：(1）如果：lmin+lmax≤其它兩桿長度之和，曲柄輪的失效形式主要是齒面磨損；采用彎曲疲勞強度進行設計，并適當加大齒厚（加大模數(shù)）以延長其使用壽命。開式齒輪不進行齒面接觸疲勞強度計算。

1、機械零件常用材料：普通碳素結構鋼（Q屈服強度）優(yōu)

質(zhì)碳素結構鋼（20平均碳的質(zhì)量分數(shù)為萬分之20）、合金結構鋼（20Mn2錳的平均質(zhì)量分數(shù)約為2%）、鑄鋼（ZG230-450屈服點不小于230，抗拉強度不小于450）、鑄鐵（HT200灰鑄鐵抗拉強度）

2、常用的熱處理方法：退火（隨爐緩冷）、正火（在空氣中

冷卻）、淬火（在水或油中迅速冷卻）、回火（吧淬火后的零件再次加熱到低于臨界溫度的一定溫度，保溫一段時間后在空氣中冷卻）、調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火的過程）、化學熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲）

3、機械零件的結構工藝性：便于零件毛坯的制造、便于零

件的機械加工、便于零件的裝卸和可靠定位

4、機械零件常見的失效形式：因強度不足而斷裂；過大的彈性變形或塑性變形；摩擦表面的過度磨損、打滑或過熱；連接松動；容器、管道等的泄露；運動精度達不到設計要求

5、應力的分類：分為靜應力和變應力。最基本的變應力為

穩(wěn)定循環(huán)變應力，穩(wěn)定循環(huán)變應力有非對稱循環(huán)變應力、脈動循環(huán)變應力和對稱循環(huán)變應力三種

6、疲勞破壞及其特點：變應力作用下的破壞稱為疲勞破壞。

從而提高一對齒輪傳動的總體強度

26、齒輪的失效形式：齒輪折斷、齒面點蝕、齒面膠合、齒

面磨損；開式齒輪主要失效形式為齒輪磨損和輪齒折斷；閉式齒輪主要是齒面點蝕和輪齒折斷；蝸桿傳動的失效形式為輪齒的膠合、點蝕和磨損

27、齒輪設計準則：對于一般使用的齒輪傳動，通常只按保

證齒面接觸疲勞強度及保證齒根彎曲疲勞強度 進行計算

28、參數(shù)選擇：①齒數(shù)：保持分度圓直徑不變，增加齒數(shù)能

增大重合度，改善傳動的平穩(wěn)性，節(jié)省制造費用，故在滿足齒根彎曲疲勞強度的條件下，齒數(shù)多一些好；閉式z=20~40開式z=17~20；②齒寬系數(shù)：大齒輪齒寬b2=b；小齒輪b1=b2+（2~10）mm；③齒數(shù)比：直齒u≤5；斜齒u≤6~7；開式齒輪或手動齒輪u可取到8~12

29、直齒輪傳動平穩(wěn)性差，沖擊和噪聲大；斜齒輪傳動平穩(wěn)，沖擊和噪聲小，適合于高速傳動

30、輪系的功用：獲得大的傳動比（減速器）；實現(xiàn)變速、變

向傳動（汽車變速箱）；實現(xiàn)運動的合成與分解（差速器、汽車后橋）；實現(xiàn)結構緊湊的大功率傳動（發(fā)動機主減速器、行星減速器）

31、帶傳動優(yōu)缺點：①優(yōu)點：具有良好的彈性，能緩沖吸振，尤其是V帶沒有接頭，傳動較平穩(wěn)，噪聲小；過載時帶在帶輪上打滑，可以防止其他器件損壞；結構簡單，制為最短桿；曲柄搖桿機構：以最短桿的相鄰構件為機架。雙曲柄機構：以最短桿為機架。雙搖桿機構：以最短桿的對邊為機架。(2)如果： lmin+lmax＞其它兩桿長度之和；不滿足曲柄存在的條件，則不論選哪個構件為機架，都為雙搖桿機構。急回運動：有不少的平面機構，當主動曲柄做等速轉動時，做往復運動的從動件搖桿，在前進行程運行速度較慢，而回程運動速度要快，機構的這種性質(zhì)就是所謂的機構的“急回運動”特性。

壓力角：作用于C點的力P與C點絕對速度方向所夾的銳角α。傳動角：壓力角的余角γ，死點：無論我們在原動件上施加多大的力都不能使機構運動，這種位置我們稱為死點γ=0。解決辦法：（1）在機構中安裝大質(zhì)量的飛輪，利用其慣性闖過轉折點；（2）利用多組機構來消除運動不確定現(xiàn)象。即連桿BC與搖桿CD所夾銳角。

三：凸輪: 一個具有曲線輪廓或凹槽的構件。從動件: 被凸輪直接推動的構件。機架: 固定不動的構件(導路)。凸輪類型：(1)盤形回轉凸輪(2)移動凸輪(3)圓柱回轉凸輪 從動件類型：(1)尖頂從動件(2)滾子從動件(3)平底從動件(1)直動從動件(2)擺動從動件

1基圓：以凸輪最小向徑為半徑作的圓，用rmin表示。2推程：從動件遠離中心位置的過程。推程運動角δt；3遠休止：從動件在遠離中心位置停留不動。遠休止角δs；4回程:從動件由遠離中心位置向中心位置運動的過程。回程運動角δh；5近休止:從動件靠近中心位置停留不動。近休止角δsˊ；6行程:從動件在推程或回程中移動的距離，用 h 表示。7從動件位移線圖：從動件位移S2與凸輪轉角δ1之間的關系曲線稱為從動件位移線圖。1.等速運動規(guī)律:

1、特點：設計簡單、勻速進給。始點、末點有剛性沖擊。適于低速、輕載、從動桿質(zhì)量不大，以及要求勻速的情況。

2、等加速等減速運動規(guī)律: 推程等加速段運動方程： 推程等減速段運動方程：

柔性沖擊:加速度發(fā)生有限值的突變（適用于中速場合）

3、簡諧運動規(guī)律:

柔性沖擊

四：根切根念：用范成法加工齒輪時，有時會發(fā)現(xiàn)刀具的頂部切入了輪齒的根部，而把齒根切去了一部分，破壞了漸開線齒廓，如圖這種現(xiàn)象稱為根切。

根切形成的原因：標準齒輪：刀具的齒頂線超過了極限嚙合點N。

標準齒輪：指m、α、ha*、c* 均取標準值，具有標準的齒頂高和齒根高，且分度圓齒厚s等于齒槽寬e的齒輪。成型法： 范成法：

九：失效：機械零件由于某種原因不能正常工作時，稱為失效。類型：（1）斷裂。在機械載荷或應力作用下(有時還兼有各種熱、腐蝕等因素作用)，使物體分成幾個部分的現(xiàn)象（2）變形。由于作用零件上的應力超過了材料的屈服極限，使零件本身發(fā)生的變形。彈性變形、塑性變形（3）零件的表面破壞。腐蝕、磨損、接觸疲勞（點蝕）。（4）破化正常工作條件而引起的失效。強度：零件的應力不超過允許的限度

1、名義載荷：在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷。

2、載荷系數(shù)K：綜合考慮零件在實際工作中承受的各種附加載荷所引入的系數(shù)。

3、計算載荷：載荷系數(shù)與名義載荷的乘積。

剛度：在載荷作用下，零件產(chǎn)生的彈性變形量，小于或等于機器工作性能所允許的極限值。設計要求：具有預定功能的要求、具有經(jīng)濟性要求采用先進設計理論和方法，運用先進工具。合理選用零件材料、降低材料費用。設計中，盡量使重量系數(shù)下降。用最少零件組成部件或機械，盡量采用價廉的標準件。提高機器效率，降低能耗。盡量降低包裝、運輸費用。安裝、拆卸方便

十一：失效形式：輪齒折斷：一般發(fā)生在輪齒根部，指齒的大部分或整個齒的斷落，是輪齒中最危險的失效形式。齒面失效：齒面疲勞點蝕和表層剝落

齒面磨損、齒面膠合、齒面塑性變形。

傳動過程中，主要失效形式：通常對潤滑良好的閉式齒輪傳動主要發(fā)生齒面點蝕，齒根彎曲疲勞折斷。特殊情況，如嚴重的沖擊或有相當大的短期過載時，須注意輪齒發(fā)生過載折斷和齒面塑性變形的可能性。高速重載而潤滑條件受限制情況下，齒面膠合又可能成為主要失效原因。開式齒輪傳動的主要失效形式是磨粒磨損

設計準則：對于閉式軟齒面齒輪（HBS≤350）：齒輪的失效形式以疲勞點蝕為主。先按齒面接觸疲勞強度公式進行計算，再用齒根彎曲疲勞強度公式進行校核。2對于閉式硬齒面齒輪：齒輪的失效形式為輪齒折斷；先按齒根彎曲疲勞強度作為設計公式，再用齒面接觸疲勞強度進行校核。3開式齒輪傳動：齒特點：在某類變應力多次作用后突然斷裂；斷裂時變應力的最大應力遠小于材料的屈服極限；即使是塑性材料，斷裂時也無明顯的塑性變形。確定疲勞極限時，應考慮應力的大小、循環(huán)次數(shù)和循環(huán)特征

7、接觸疲勞破壞的特點：零件在接觸應力的反復作用下，首先在表面或表層產(chǎn)生初始疲勞裂紋，然后再滾動接觸過程中，由于潤滑油被基金裂紋內(nèi)而造成高壓，使裂紋擴展，最后使表層金屬呈小片狀剝落下來，在零件表面形成一個個小坑，即疲勞點蝕。疲勞點蝕危害：減小了接觸面積，損壞了零件的光滑表面，使其承載能力降低，并引起振動和噪聲。疲勞點蝕使齒輪。滾動軸承等零件的主要失效形式

8、引入虛約束的原因：為了改善構件的受力情況（多個行

星輪）、增強機構的剛度（軸與軸承）、保證機械運轉性能

9、螺紋的種類：普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋

10、自鎖條件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于當量摩擦角

11、螺旋機構傳動與連接：普通螺紋由于牙斜角β大，自鎖

性好，故常用于連接；矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋因β小，傳動效率高，故常用于傳動

12、螺旋副的效率：η=有效功/輸入功=tanλ/tan（λ+ψv）

一般螺旋升角不宜大于40°。在d2和P一定的情況下，鎖著螺紋線數(shù)n的增加，λ將增大，傳動效率也相應增大。因此，要提高傳動效率，可采用多線螺旋傳動

13、螺旋機構的類型及應用：①變回轉運動為直線運動，傳

力螺旋（千斤頂、壓力機、臺虎鉗）、傳導螺旋（車窗進給螺旋機構）、調(diào)整螺旋（測微計、分度機構、調(diào)整機構、道具進給量的微調(diào)機構）②變直線運動為回轉運動

14、螺旋機構的特點：具有大的減速比；具有大的里的增益；

反行程可以自鎖；傳動平穩(wěn)，噪聲小，工作可靠；各種不同螺旋機構的機械效率差別很大（具有自鎖能力的的螺旋副效率低于50%）

15、連桿機構廣泛應用的原因：能實現(xiàn)多種運動形式的轉換；

連桿機構中各運動副均為低副，壓強小、磨損輕、便于潤滑、壽命長；其接觸表面是圓柱面或平面，制造比較簡易，易于獲得較高的制造精度

16、曲柄存在條件：①最短桿長度+最長桿長度≤其他兩桿之

和②最短桿為連架桿或機架。

17、凸輪運動規(guī)律及沖擊特性：①等速：剛性沖擊、低速輕

載②等加速等減速：柔性沖擊、中速輕載③余弦加速度：柔性沖擊、中速中載④正弦加速度：無沖擊、高速輕載

18、凸輪機構壓力角與基圓半徑關系：r0=v2/(ωtanα)-s，其中r0為基圓半徑，s為推桿位移量

19、滾子半徑選擇：ρa=ρ-r，當ρ=r時，在凸輪實際輪廓

上出現(xiàn)尖點，即變尖現(xiàn)象，尖點很容易被磨損；當ρ＜r時，實際廓線發(fā)生相交，交叉線的上面部分在實際加工中被切掉，使得推桿在這一部分的運動規(guī)律無法實現(xiàn)，即運動失真；所以應保證ρ＞r，通常取r≤0.8ρ，一般可增大基圓半徑以使ρ增大

20、齒輪傳動的優(yōu)缺點：①優(yōu)點：適用的圓周速度和功率范

圍廣；傳動比精確；機械效率高；工作可靠；壽命長；可實現(xiàn)平行軸、相交軸交錯軸之間的傳動；結構緊湊；②缺點：要求有較高的制造和安裝精度，成本較高；不適宜于遠距離的兩軸之間的傳動

21、齒輪嚙合條件：必須保證處于嚙合線上的各對齒輪都能

正確的進入嚙合狀態(tài)，m1=m2=m；α1=α2=α即模數(shù)和壓力角都相等；斜齒輪還要求兩輪螺旋角必須大小相等，旋向相反；錐齒輪還要求兩輪的錐距相等；渦輪蝸桿要求蝸桿的導程角與渦輪的螺旋角大小相等，旋向相同

22、輪齒的連續(xù)傳動條件：重合度ε=B1B2/ρb＞1（實際嚙

合線段B1B2的長度大于輪齒的法向齒距）1

23、齒廓嚙合基本定律：作平面嚙合的一對齒廓，它們的瞬

時接觸點的公法線，必于兩齒輪的連心線交于相應的節(jié)點C，該節(jié)點將齒輪的連心線所分的兩個線段的與齒輪的角速成反比。

24、根切：①產(chǎn)生原因：用齒條型刀具（或齒輪型刀具）加

工齒輪時。若被加工齒輪的齒數(shù)過少，道具的齒頂線就會超過輪坯的嚙合極限點，這時會出現(xiàn)刀刃把齒輪根部的漸開線齒廓切去一部分的現(xiàn)象，即根切；②后果：使得齒輪根部被削弱，齒輪的抗彎能力降低，重合度減小；③解決方法：正變位齒輪

25、正變位齒輪優(yōu)點：可以加工出齒數(shù)小于Zmin而不發(fā)生根

切的齒輪，使齒輪傳動結構尺寸減小；選擇適當變位量來滿足實際中心距得的要求；提高小齒輪的抗彎能力，造和維護方便，成本低；適用于中心距較大的傳動；②缺點：工作中有彈性滑動，使傳動效率降低，不能準確的保持主動軸和從動軸的轉速比關系；傳動的外廓尺寸較大；由于需要張緊，使軸上受力較大；帶傳動可能因摩擦起電，產(chǎn)生火花，故不能用于易燃易爆的場合

32、影響帶傳動承載能力的因素：初拉力Fo包角a 摩擦系

數(shù)f 帶的單位長度質(zhì)量q 速度v

33、帶傳動的主要失效形式：打滑和疲勞破壞；設計準則：

在不打滑的前提下，具有一 定的疲勞強度和壽命。

34、彈性滑動與打滑：打滑：由于超載所引起的帶在帶輪上的全面滑動，可以避免；彈性滑動：由于帶的彈性變形而引起的帶在帶輪上的滑動，不可避免

35、螺紋連接的基本類型：螺栓連接（普通螺栓連接、鉸制

孔用螺栓連接）、雙頭螺柱連接、螺釘連接、緊螺釘連接

36、螺紋連接的防松：摩擦防松（彈簧墊圈、雙螺母、橢圓

口自鎖螺母、橫向切口螺母）、機械防松（開口銷與槽形螺母、止動墊圈、圓螺母止動墊圈、串連鋼絲）、永久防松（沖點法、端焊法、黏結法）

37、提高螺栓連接強度的方法：避免產(chǎn)生附加彎曲應力；減

少應力集中

38、鍵連接類型：平鍵連接（側面）、半圓鍵連接（側面）、楔鍵連接（上下面）、花鍵連接（側面）

39、平鍵的剖面尺寸確定：鍵的截面尺寸b×h（鍵寬×鍵高）

以及鍵長L

40、聯(lián)軸器與離合器區(qū)別：連這都是用來連接兩軸（或軸與

軸上的回轉零件），使它們一起旋轉并傳遞扭矩的器件，用聯(lián)軸器連接的兩根軸，只有在停止運轉后用拆卸的方法才能將他們分離；離合器則可在工作過程中根據(jù)工作需要不必停轉隨時將兩軸接合或分離

41、聯(lián)軸器分類：剛性聯(lián)軸器（無補償能力）和撓性聯(lián)軸器

（有補償能力）

42、聯(lián)軸器類型的選擇：對于低速、剛性大的短軸可選用剛

性聯(lián)軸器；對于低速、剛性小的長軸可選用無彈性元件的撓性聯(lián)軸器；對傳遞轉矩較大的重型機械可選用齒式聯(lián)軸器；對于高速、有振動和沖擊的機械可選用有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；對于軸線位置有較大變動的兩軸，則應選用十字軸萬向聯(lián)軸器

43、軸承摩擦狀態(tài)：干摩擦狀態(tài)、邊界摩擦狀態(tài)、液體摩擦

狀態(tài)、混合摩擦狀態(tài)；邊界和混合摩擦統(tǒng)稱為非液體摩擦

44、驗算軸承壓強p：控制其單位面積的壓力，防止軸瓦的過度磨損；演算pv：控制單位時間內(nèi)單位面積的摩擦功耗fpv，防止軸承工作時產(chǎn)生過多的熱量而導致摩擦面的膠合破壞；演算v：當壓力比較小時，p和pv的演算均合格的軸承，由于滑動速度過高，也會發(fā)生因磨損過快而報廢，因此需要保證v≤[v]

45、非液體摩擦滑動軸承的主要失效形式為磨損和膠合

46、軸的分類：心軸（轉動心軸、固定心軸；只承受彎矩不

承受扭矩）、轉軸（即承受彎矩又承受扭矩）、傳動軸（主要承受扭矩，不承受或承受很小彎矩）

47、軸的計算注意：①軸上有鍵槽時，放大軸徑：一個鍵槽

3°--5°；兩個鍵槽7°--10°②式中彎曲應力為對稱循環(huán)變應力，當扭轉切應力為靜應力時，取α=0.3；當扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力時，取α=0.6；若扭轉切應力為對稱循環(huán)變應力時，取α=1（α為折合系數(shù)）

48、軸結構設計一般原則：軸的受力合理，有利于滿足軸的強度條件；軸和軸上的零件要可靠的固定在準確的工作位置上；軸應便于加工；軸上的零件要便于拆裝和調(diào)整；盡量減少應力集中等

49、滾動軸承類型選擇影響因素：轉速高低、受軸向力還是

徑向力、載荷大小、安裝尺寸的要求等

50、機械速度波動：①原因：原動機的驅動力和工作機的阻

抗力都是變化的，若兩者不能時時相適應，就會引起機械速度的波動。當驅動功大于阻抗功時，機器出現(xiàn)盈功，機器的動能增加，角速度增大，反之相反。②危害：速度波動會導致在運動副中產(chǎn)生附加動壓力，并引起機械振動，降低機械的壽命，影響機械效率和工作質(zhì)量；③調(diào)節(jié)方法：周期性：在機械中加上一個轉動慣量較大的回轉件飛輪；非周期性：采用調(diào)速器來調(diào)節(jié)

第二篇：機械設計知識點總結

1螺紋聯(lián)接的防松的原因和措施是什么? 答：原因——是螺紋聯(lián)接在沖擊，振動和變載的作用下，預緊力可能在某一瞬間消失，聯(lián)接有可能松脫，高溫的螺紋聯(lián)接，由于溫度變形差異等原因，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象，因此在設計時必須考慮防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和開口銷，止動墊片等，其他方法防松，如沖點法防松，粘合法防松。2．提高螺栓聯(lián)接強度的措施

答：（1）降低螺栓總拉伸載荷Fa的變化范圍：a，為了減小螺栓剛度，可減螺栓光桿部分直徑或采用空心螺桿，也可增加螺桿長度，b，被聯(lián)接件本身的剛度較大，但被鏈接間的接合面因需要密封而采用軟墊片時將降低其剛度，采用金屬薄墊片或采用O形密封圈作為密封元件，則仍可保持被連接件原來的剛度值。（2）改善螺紋牙間的載荷分布，（3）減小應力集中，（4）避免或減小附加應力。3．輪齒的失效形式

答：（1）輪齒折斷，一般發(fā)生在齒根部分，因為輪齒受力時齒根彎曲應力最大，而且有應力集中，可分為過載折斷和疲勞折斷。（2）齒面點蝕，（3）齒面膠合（4）齒面磨損（5）齒面塑性變形。4．齒輪傳動的潤滑。

答：開式齒輪傳動通常采用人工定期加油潤滑，可采用潤滑油或潤滑脂，一般閉式齒輪傳動的潤滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度V的大小而定，當V＜＝12時多采用油池潤滑，當V＞12時，不宜采用油池潤滑，這是因為（1）圓周速度過高，齒輪上的油大多被甩出去而達不到嚙合區(qū)，（2）攪由過于激烈使油的溫升增高，降低潤滑性能，（3）會攪起箱底沉淀的雜質(zhì)，加速齒輪的磨損，常采用噴油潤滑。

5．為什么蝸桿傳動要進行熱平衡計算及冷卻措施

答： 由于蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，若不及時散熱，會引起箱體內(nèi)油溫升高，潤滑失效，導致齒輪磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合，因此對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進行熱平衡計算。措施——1），增加散熱面積，合理設計箱體結構，鑄出或焊上散熱片，2）提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，在蝸桿軸上裝置風扇，或在箱體油池內(nèi)裝設蛇形冷卻水管。6．帶傳動的有缺點。

答，優(yōu)點——1）適用于中心距較大的傳動，2）帶具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動，3）過載時帶與帶輪間產(chǎn)生打滑，可防止損壞其他零件，4）結構簡單，成本低廉。缺點——1）傳動的外廓尺寸較大，2）需要張緊裝置，3）由于帶的滑動，不能保證固定不變的傳動比，4）帶的壽命短，5）傳動效率較低。與帶傳動和齒輪傳動相比，鏈傳動的優(yōu)缺點

答： 與帶傳動相比，鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比，需要的張緊力小，作用在軸上的壓力也小，可減小軸承的摩擦損失，結構緊湊，能在溫度較高，有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造和安裝精度要求較低，中心距較大時其傳動結構簡單。鏈傳動的缺點——瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數(shù)，傳動平穩(wěn)性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。

9．軸的作用，轉軸，傳動軸以及心軸的區(qū)別。

答： 軸是用來支持旋轉的機械零件。轉軸既傳動轉矩又承受彎矩。傳動軸只傳遞轉矩而不承受彎矩或彎矩很小。心軸則只承受彎矩而部傳動轉矩。10．軸的結構設計主要要求。

答： 1），軸應便于加工，軸上零件要易于裝拆。2），軸和軸上零件要有準確的加工位置，3）各零件要牢固而可靠的相對固定，4）改善受力狀況，減小應力集中。11． 形成動壓油膜的必要條件。

答： 1）兩工作面間必須有楔形形間隙，2）兩工作面間必須連續(xù)充滿潤滑油或其他粘性流體，3）兩工作面間必須有相對滑動速度，其運動方向必須使?jié)櫥蛷拇蠼孛媪鬟M，小截面流出，此外，對于一定的載荷，必須使速度，粘度及間隙等匹配恰當。

13．變應力下，零件疲勞斷裂具有的特征。

答： 1）疲勞斷裂的最大應力遠比靜應力下材料的強度極限低，甚至屈服極限低，2）不管脆性材料或塑像材料，疲勞斷裂口均表現(xiàn)為無明顯塑性變形的脆性突然斷裂，3）疲勞斷裂是損傷的積累。

14．機械磨損的主要類型——磨粒磨損，粘著磨損，疲勞磨損，腐蝕磨損。

15． 墊圈的作用——增加被聯(lián)接件的支撐面積以減小接觸處的壓強和避免擰緊螺母時擦傷被聯(lián)接件的表面。16．滾動螺旋的優(yōu)缺點。

答： 優(yōu)點——1）磨損很小，還可以用調(diào)整方法消除間隙并產(chǎn)生一定預變形來增加剛度，因此其傳動精度很高，2）不具有自鎖性，可以變直線運動為旋轉運動。缺點——1）結構復雜，制造困難，2）有些機構中為了防止逆轉而需另加自鎖機構。齒輪傳動的功率損耗包括——嚙合中的摩擦損耗，攪動潤滑油的油阻損耗，軸承中的摩擦損耗。

20．軸瓦材料的性能——1）摩擦系數(shù)小，2）導熱性好，熱膨脹系數(shù)小，3）耐磨，耐蝕，抗膠合能力強，4）要有足夠的機械強度和可塑性。

21提高螺紋連接強度的措施

a降低影響螺栓疲勞強度的應力幅b改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象c減小應力集中的影響d采用合理的制造工藝方法 22提高軸的強度的常用措施

a合理布置軸上零件以減小軸的載荷b改進軸上零件的結構以減小軸的載荷c改進軸的結構已減小軸的載荷d改進軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強度

3滾動軸承正常的失效形式是內(nèi)外圈滾道或滾動體上的點蝕破壞

46308—內(nèi)徑為40mm的深溝球軸承尺寸系列03，0級公差，0組游隙

7211c—內(nèi)徑為55mm的角接觸球軸承，尺寸系列02，接觸角15°，0級公差，0組游隙

N408p5—內(nèi)徑為40mm的外圈無擋邊圓柱滾子軸承，尺寸系列04，5級公差，0組游隙

5為了把潤滑油導入整個摩擦面間，軸瓦或軸頸上開油孔或油槽 軸承材料性能應著重滿足以下主要要求 a良好的減摩性，耐磨性和抗咬粘性b良好的摩擦順應性，嵌入性和磨合性c足夠的強度和抗腐蝕能力d良好的導熱性，工藝性和經(jīng)濟性等

7軸承材料分三大類：a金屬材料b多孔質(zhì)金屬材料c非金屬材料

8滑動軸承的失效形式

a摩力磨損b刮傷c咬粘d疲勞剝落e腐蝕

9模數(shù)越大，齒輪的彎曲疲勞強度越高 小齒輪直徑越大，齒輪的齒面接觸疲勞強度越高

43．帶輪的結構形式：輪緣，輪輻，輪轂組成

九：V帶輪的輪槽 與選用的V帶的型號相對應 V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化，為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40°

V帶安裝到輪槽中以后，一般不應超出帶輪外圓，也不應與輪槽底部接觸，為此規(guī)定輪槽基準直徑到帶輪外圓和底部的最小高度hamin和hfmin 2．摩擦分為干摩擦，邊界摩擦，流體摩擦，混合摩擦 3．磨損：運動副之間的摩擦導致零件表面材料喪失或者遷移 分為三階段：磨合階段，穩(wěn)定磨損階段，劇烈磨損階段

設計和使用機器時：力求縮短磨合期，延長穩(wěn)定磨損期，推遲劇烈磨損期的到來

磨損按磨損機理分類：粘附磨損，磨粒磨損，疲勞磨損，沖蝕磨損，腐蝕磨損，微動磨損

4．潤滑劑的作用：降低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭銹蝕，散熱降溫，緩沖吸振，密封能力

分為四個類型：氣體，液體，半固體，固體

性能指標：1粘度（動力粘度：流體中任意點處的切應力均與該處流體的速度梯度成正比

運動粘度：動力粘度與同溫度下的液體的密度之比值）2潤滑性3極壓性4閃點：遇火焰能發(fā)出閃光的最低溫度5凝點：不能再自由流動的最高溫度6氧化穩(wěn)定性 二：螺紋：外螺紋和內(nèi)螺紋，共同組成螺旋副 常用螺紋：連接螺紋及傳動螺紋連接螺紋1）普通螺紋2）非螺紋密封的管螺紋3）用螺紋密封的管螺紋4）米制螺紋 傳動螺紋1）矩形螺紋2）梯形螺紋3）鋸齒形螺紋

螺紋連接的仿松實質(zhì) 防止螺旋副在受載時發(fā)生相對轉動。措施按工作原理分為摩擦防松，機械防松，破壞螺旋副運動關系防松 摩擦防松機械防松破壞螺旋副運動關系防松

螺紋連接的預緊：預緊力目的在于： 增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)隙縫或者相對滑移

五：鍵

鍵連接的主要類型：平鍵連接，半圓鍵連接，楔鍵連接和切向鍵連接

根據(jù)用途不同平鍵可分為：普通平鍵，薄型平鍵（靜連接），導向平鍵和滑鍵（動連接）按構造分：圓頭（A型），平頭（B型），單圓頭（C型）

六：平鍵連接失效形式：工作面被壓潰 對于導向平鍵或者滑鍵連接失效形式工作面的過度磨損

七：帶傳動是一種撓性傳動，基本組成零件為帶輪和傳動帶

按工作原理不同分為：摩擦型（又按橫截面面積形狀不同分為平帶傳動，圓帶傳動，V帶傳動，多楔帶傳動）和嚙合型帶傳動

V帶傳動材料：包括頂膠，抗拉體，底膠和包布 鏈傳動的缺點：只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動，運轉時不能保持恒定的瞬時傳動比，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時有噪聲，不宜用在載荷變化很大，高速，急速反向的傳動中。十：鏈傳動的失效形式①鏈的疲勞破壞 成為決定鏈傳動承載能力的主要因素②鏈條鉸鏈的磨損 結果使得鏈節(jié)距增大，鏈條總長度增加，從而使鏈的松邊垂度發(fā)生變化，同時增大了運動的不均勻性和動荷載，引起跳齒。③鏈條鉸鏈的膠合 一定程度上限制了鏈傳動的極限轉速

十一：齒輪傳動

主要特點：①效率高②結構緊湊③工作可靠壽命長④傳動比穩(wěn)定

十五：滑動軸承 分為整體式徑向滑動軸承，對開式徑向滑動軸承（承受徑向力），止推滑動軸承（承受軸向力）① 滑動軸承的失效形式 磨粒磨損，刮傷，咬粘（膠合），疲勞剝落，腐蝕

② 軸承材料

材料應該滿足的要求 ⑴良好的減摩性，耐磨性和抗咬粘性⑵良好的摩擦順應性，嵌入性和磨合性⑶足夠的強度和抗腐蝕能力⑷良好的導熱性，工藝性，經(jīng)濟性等

③常用的軸承材料⑴軸承合金（通稱巴氏合金或白合金）⑵銅合金⑶鋁基軸承合金⑷灰鑄鐵及耐磨鑄鐵⑸多孔質(zhì)金屬材料⑹非金屬材料

④油孔及油槽 作用：為了將潤滑油導入整個摩擦面間，軸瓦或軸頸上需開設油孔或油槽，對于液體動壓徑向軸承，有軸向油槽和周向油槽兩種形式

⑤潤滑油及其選擇

潤滑油是滑動軸承中應用最廣的潤滑劑，液體動壓軸承通常采用潤滑油作潤滑劑

原則上講當轉速高，壓力小，應選擇粘度較低的油，反之當轉速高壓力大應選粘度較高的油

潤滑油粘度隨溫度升高而降低，故在較高溫度下工作的軸承所用油粘度應該比通常的高一些。

215．滾動軸承的實效形式正常實效是：內(nèi)外圈滾道或滾動體上的點蝕破壞

1普通平鍵截面尺寸按 軸的直徑來選擇，鍵長按 輪轂的長度而定

2隨著表面粗糙度的增加，零件的實際接觸面積

減少，高副元件表面接產(chǎn)生的應力是切應力

3螺紋連接防松的實質(zhì)是防止螺旋副間的相對轉動 4內(nèi)聯(lián)板與套筒，外聯(lián)板與銷軸過盈 滾子和套筒，套筒和銷軸間隙

5對齒輪材料性能的基本要求齒面硬 齒芯韌

6帶傳動的傳動比不宜過大，過大則

包角減小 出現(xiàn)打滑，減小有效拉力

7承載能力最高是直齒圓柱傳動，最低是斜齒

8限制蝸桿的直徑系數(shù)q是為了限制齒數(shù) 蝸桿傳動的滑動速度越大，所選潤滑油的粘度值就越小

9液體摩擦動壓滑動的軸瓦上的油孔，油溝位置應開在中部周向

11在承受橫向載荷或者旋轉力矩的普通緊螺栓連接中，螺桿受扭轉切應力和拉應力

12蝸桿傳動中 蝸桿頭數(shù)越少效率越低自鎖性越好常用頭數(shù)1246 1．由于零件尺寸及幾何形狀變化，加工質(zhì)量及強化因素等影響，使得零件的疲勞極限要小于材料的疲勞極限。r＝c時，o與m的連線；σm＝c時，90度；σmin＝c時，45度。、簡述不同齒輪傳動的主要失效形式及其設計計算準則 答：閉式軟齒面齒輪傳動主要失效形式為齒面點蝕，先按齒面接觸疲勞強度設計，然后進行齒根彎曲疲勞強度校核；閉式硬齒面齒輪傳動，主要失效形式是彎曲疲勞折斷，先按齒根彎曲疲勞強度設計，然后進行齒面接觸疲勞強度校核；閉式高速重載齒輪傳動，主要失效形式是膠合，除滿足齒面接觸強度和齒根彎曲強度外，還應按抗膠合能力進行計算；開式齒輪傳動主要失效形式是磨損，只要按彎曲疲勞強度設計，并用增大模數(shù)方法來考慮磨損的影響；短期過載或沖擊時，主要失效形式是過載折斷或齒面塑形變形，按靜強度計算。

1.液體動壓軸承與靜壓軸承在形式壓力油膜的機理上有什么不同

答：液體動壓軸承利用軸頸與軸承表面間形成收斂油楔，依靠兩表面間一定的相對滑動速度使一定黏度的潤滑油充滿楔形空間，形成流體壓力與軸承載荷平衡，以得到液體潤滑。

液體靜壓軸承是利用油泵將具有一定壓力的液體送入支承處，使摩擦表面間強迫形成一層液態(tài)膜將表面完全分開，并能承受一定的載荷。

2.某一普通V帶傳動裝置工作時有兩種輸入轉速：300r/min和600r/min，若傳遞的功率不變，試轉速設計？為什么？

答：由于輸出的功率P=Fv不變，所以需要帶傳動提供的有效拉力F1和F2也不相等。V帶傳動應按大的有效效應拉力進行設計，即按低速時的參數(shù)設計帶傳動。因為按低俗運行參數(shù)設計，帶傳動能提供的有效拉力較大，可以滿足高速時對有效拉力的要求。但若按高速運行參數(shù)設計，帶傳動提供的有效拉力較小，不能滿足低速時較大的拉力要求，運行時，可能會因有效拉力不足而打滑，還會因帶中應力超過許用應力而使帶的壽命下降。

3.滾動軸承的基本額定壽命與基本額定動載荷

答：基本額定壽命：一組在相同條件下運轉的近于相同的軸承，將其可靠度為90%時的壽命作為標準壽命。即按一組軸承中10%的軸承發(fā)生點蝕破壞，而90%的軸承不發(fā)生點蝕破壞前的轉數(shù)或工作小時數(shù)作為軸承的壽命，并把這各壽命叫做基本額定壽命。

基本額定動載荷：使軸承的基本額定壽命恰好為106r時，軸承所能承受的載荷。

4.帶傳動的彈性滑動與打滑？兩者有何區(qū)別？

答：傳動帶在受到拉力作用時會發(fā)生彈性變形。在小帶輪上，帶的拉力從緊邊拉力F1逐漸降低到松邊拉力F2，帶的彈性變形量逐漸減少，因此帶相對于小帶輪向后退縮，使得帶的速度低于小帶輪的線速度v1；在大帶輪上，帶的拉力從松邊拉力F2逐漸上升為緊邊拉力F1，帶的彈性變形量逐漸增加，帶相對于大帶輪向前伸長，使得帶的速度高于大帶輪的線速度v2.這種帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量滑動，稱為帶傳動的彈性滑動。在帶傳動的速度不變的條件下，隨著帶傳動所傳遞的功率逐漸增加，帶和帶輪間的總摩擦力也隨之增加，彈性滑動所發(fā)生的弧度的長度也相應擴大。當總摩擦力增加到臨界值時，彈性滑動的區(qū)域也就擴大到了整個接觸弧。此時，如果增加帶傳動的功率，則帶與帶輪間就會發(fā)生顯著的相對滑動，即整體打滑。

（建議理解后，用自己的話答）

5.用同一材料制成的機械零件和標準試件的疲勞極限

通常是不相同的，試說明導致不相同的主要原因 答：主要因素：應力集中、零件尺寸大小、零件表面品質(zhì)及環(huán)境狀況

6.鏈傳動的多邊效應？ 答：鏈傳動的瞬時傳動比為i??1R2cos???R。鏈傳動21cos?的傳動比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征有關，故將以上現(xiàn)象稱為鏈傳動的多邊形效應。

7.帶傳動為什么要限制其最小中心距和最大傳動比？ 答：中心距過小，單位時間內(nèi)鏈條的繞轉次數(shù)增多，鏈條曲伸次數(shù)和應力循環(huán)次數(shù)增多，因而加劇了鏈的磨損和疲勞。同時，由于中心距小，鏈條在小鏈輪上的包角變小，每個輪齒所受的載荷增大，且易出現(xiàn)跳齒和脫齒現(xiàn)象。傳動比過大鏈條在小鏈輪上的包角就會過小，參與嚙合的齒數(shù)減少，每個輪齒承受的載荷增大，加速輪齒的磨損，且易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象。

8.閉式蝸桿傳動為什么要進行熱平衡計算？可采用哪

些措施來改善條件？

答：蝸桿傳動由于效率低，所以工作時發(fā)熱量大。在閉式傳動中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時散逸，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂專瑥亩龃竽Σ翐p失，甚至發(fā)生膠合。所以，必須根據(jù)單位時間內(nèi)的發(fā)熱量Φ1等于同時間內(nèi)的散熱量Φ2的條件進行熱平衡計算，以保證油溫穩(wěn)定地處于規(guī)定的范圍內(nèi)。

措施：加散熱片以增大散熱面積、在蝸桿軸端加裝風扇以加速空氣的流通。

9.帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各有什么優(yōu)缺點？ 帶傳動：（優(yōu)）結構簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉和緩沖吸振等特點； 鏈傳動：（優(yōu)）主要用在要去工作可靠，兩軸相距較遠，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜采用齒輪傳動的場合（缺）只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動；運轉是不能保證恒定的瞬時傳動比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時有噪聲；不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動中。齒輪傳動：（優(yōu)）效率高、結構緊湊、工作可靠、傳動比穩(wěn)定（缺）齒輪的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。10.齒輪傳動設計時，為什么小齒輪的齒面硬度和齒寬要比大齒輪大一些？

答：當小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差（如小齒輪面為淬火并磨制，大齒輪齒面為常化或調(diào)質(zhì)），且速度又較高時，較硬的小齒輪面對較軟的大齒輪齒面會起較顯著的冷作硬化效應，從而提高了大齒輪齒面的疲勞極限，因此，當配對的兩齒輪齒面具有較大的硬度差時，大齒輪的接觸疲勞許用應力可提高約20%，但應注意硬度高的齒面，粗糙度值也要相應的減小。圓柱齒寬的實用齒寬，在按b=Φdd1計算后再做適當調(diào)整，而且常將小齒輪的齒寬在圓整值的基礎上人為地加寬5~10mm，以防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導致嚙合齒寬減小額增大輪齒單位齒寬的工作載荷。11.普通平鍵主要失效形式是什么？ 答：工作面被壓潰

12.用受力變形圖說明受軸向工作載荷F的普通緊螺栓聯(lián)接其螺栓的總載荷F2，預緊力F0，被聯(lián)接件的殘余預緊力F1與工作載荷F之間的關系。（螺栓剛度為Ch，被聯(lián)接件剛度為Cm）答：見P83 圖5-25（c）13.當設計鏈傳動時，選擇齒數(shù)Z1和節(jié)距P應考慮哪些問題？

答：對于z1而言。

小鏈輪齒數(shù)z1少，將減小外廓尺寸，但齒數(shù)過少，會增加運動的不均勻性和動載荷；鏈條在進入和退出嚙合時，鏈節(jié)間的相對轉角增大；鏈傳動的圓周力增大，從整體上加速鉸鏈和鏈輪的磨損。可見，小鏈輪的齒數(shù)z1不宜過少。鏈輪的最少齒數(shù)Zmin=9。一般z1≧17，對于高速傳動或承受沖擊載荷的鏈傳動，z1不少于25，且鏈輪齒應淬硬。

小鏈輪的齒數(shù)z1也不宜取太大。在傳動比給定時，z1大，大鏈輪齒數(shù)z2也相應增大，其結果不僅增大了傳動的總體尺寸，而且還容易發(fā)生跳鏈和脫鏈，從另一方面限制了鏈條的使用壽命。

對于P而言

節(jié)距p越大，承載能力就越高，但總體尺寸增大，多邊形效應顯著，振動、沖擊和噪聲也嚴重。為

使結構緊湊和延長壽命，應盡量選取較小的節(jié)距的單排鏈。速度高，功率大時，宜選用小節(jié)距的多排鏈。如果從經(jīng)濟上考慮，當中心距小、傳動比大時，應選小節(jié)距的多排鏈，中心距大，傳動比小時，應選大節(jié)距的單排鏈。14.設計齒輪時，在什么情況下必須將齒輪與軸設計成一

體，做成齒輪軸

答：對于直徑很小的鋼制齒輪，當為圓柱齒輪時，若齒根圓到鍵槽底部的距離e<2mt（mt為端面模數(shù)）；當為錐齒輪是，按齒輪小端尺寸計算而得的e<1.6mt時，均應將齒輪和軸做成一體，叫做齒輪軸。

15.在某段軸頸采用兩個平鍵時一般將鍵槽沿周向相隔

180o布置，采用楔鍵時卻相隔90o~120o布置，這是為什么？

考慮鍵的合理布置，詳見P108（建議理解后，用自己的話答）

16.為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象

答：開式齒輪潤滑條件惡劣，齒間會進入磨料性物質(zhì)，在齒輪出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象前，齒面就被磨損報廢。17.帶傳動中，為什么帶速不易過高或過低？

答：當帶傳動的功率一定時，提高帶速，可以降低帶傳動的有效拉力，相應地減少帶的根數(shù)或者V帶的橫截面積，總體上減少帶傳動的尺寸；但是，提高帶速，也提高了V帶的離心應力，增加了單位時間內(nèi)帶的循環(huán)次數(shù)，不利于提高帶傳動的疲勞強度和壽命。降低帶速則有相反的利弊。

18.形成穩(wěn)定動壓油膜的必要條件（流體動力潤滑的必要

條件）答：（1）相對滑動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；（2）被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對滑動速度（亦即表面滑動表面帶油時要有足夠的油層最大速度），其運動方向必須使?jié)櫥陀纱罂诹鬟M，從小口流出。（3）潤滑油必須有一定的黏度，供油要充分。

19.簡述螺紋聯(lián)接的基本類型主要有哪四種？

螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。20.提高螺栓聯(lián)接強度的措施有哪些？ 降低螺栓總拉伸載荷的變化范圍；改善螺紋牙間的載荷分布；減小應力集中； 避免或減小附加應力

21.閉式蝸桿傳動的功率損耗主要包括哪三部分？ 閉式蝸桿傳動的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合的功率損耗，軸承中摩擦損耗和攪動箱體內(nèi)潤滑油的油阻損耗。22.鏈傳動的主要失效形式有哪些？

鏈板疲勞破壞；滾子套筒的沖擊疲勞破壞；銷軸與套筒的膠合；鏈條鉸鏈磨損；過載拉斷。23.滾動軸承的基本類型有哪些？ 調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、深溝球軸承、角接觸球軸承、推力圓柱滾子軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等。

第三篇：機械設計基礎總結

第一章平面機構自由度和速度分析

1、兩構件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的連接成為運動副。運動副分為低副和高副。兩構件通過面接觸組成的運動副稱為低副。低副又分為轉動副和移動副。

2、一個剛體相對于另一剛體作平面運動，在任一瞬間其相對運動可以看作是繞某一重合點的轉動，該重合點稱為速度瞬心。

3、平面機構自由度的計算公式：F=3n—2Pl—Ph。N為活動構件的個數(shù)，Pl為低副，Ph為高副。K個構件匯交而成的復合鉸鏈具有（K-1）個轉動副。機構中常出現(xiàn)一種與輸出構件運動無關的自由度，稱為局部自由度，在計算機構自由度時應予排除。

第二章平面連桿機構

1、平面鉸鏈四桿機構三種基本形式：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構。

2、鉸鏈四桿機構有整轉副的條件是最短桿與最長桿長度之和小于等于其余兩桿長度之和，整轉副是由最短桿與其鄰邊組成的。

3、作用在從動件上的驅動力F與該力作用點的絕對速度Vc之間所夾的銳角α稱為壓力角。壓力角α的余角γ（連桿與從動件搖桿之間所夾的銳角）來判斷傳力性能稱為傳動角。α越小，γ越大機構傳力性能越好。

4、曲柄搖桿機構的最小傳動角必出現(xiàn)在曲柄與機架共線的位置上。

5、死點位置：傳動角為零的位置稱為死點位置，死點位置缺點會使機構的從動出現(xiàn)卡死或運動不確定的現(xiàn)象。優(yōu)點對某些夾緊裝置可用于放松 防范措施：對從動曲柄施加外力，或利用飛輪及構件自身的慣性作用，使機構通過死點位置

第三章凸輪機構

1、凸輪機構分類：按凸輪的形狀分盤型凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪；按從動件形式分尖頂從動件、滾子從動件、平底從動件；按從動件運動分移動和擺動

2、凸輪推桿的等速運動規(guī)律能不能運用于高速？不能

3、作用在從動件上的驅動力與該力作用點絕對速度之間所夾的銳角稱為壓力角。對于高副機構，壓力角就是接觸輪廓法線與從動件速度方向所夾的銳角。

4、基圓ro越小，壓力角α越大。基圓半徑過小，壓力角就會超過許用值。

第四章齒輪機構

1、漸開線的形成：當一直線在一圓周上作純滾動時，此直線上任一點的軌跡稱為該圓的漸開線。漸開線的特性：①BK=弧AB②漸開線上任意一點的法線比喻基圓相切③漸開線齒廓上個點的壓力角不等，向徑Rk越大其壓力角越大。④漸開線的形成取決于基圓的大小⑤基圓之內(nèi)無漸開線。

2、漸開線齒輪的正確嚙合條件是兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。

第五章輪系

1、輪系可以分為兩種類型：定軸輪系和周轉輪系。

2、輸入軸與輸出軸的角速度（或轉速）之比稱為輪系的傳動比，用iab表示iab=na/nb定軸輪系始末兩輪傳動比i1k=z2z3z4…zk/z1z2’z3’…z(k-1)’平行兩軸間的定軸輪系傳動比計算公式i1k=n1/nk=＋－（和上面一樣）

3、周轉輪系中機構自由度為2為差動輪系，機構自由度為1為行星輪系

第十章

1、定位銷：固定零件間的相對位置

2、鍵主要用來實現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞扭矩。

3、平鍵連接的主要失效形式是工作面的壓潰和磨損

第十一章

1、輪齒的失效形式：①輪齒折斷（疲勞折斷、過載折斷）②齒面點蝕③齒面膠合④齒面磨

損（磨粒磨損、跑合磨損）⑤齒面塑性變形

2、直尺圓柱齒輪傳動的齒面接觸強度、齒輪彎曲強度

3、斜齒輪的標準模數(shù)？斜齒輪的模數(shù)以法向參數(shù)為標準，端面參數(shù)為非標準。加工的時候

需要哪個模數(shù)

第十三章

1、帶傳動的三種應力①緊邊和松邊產(chǎn)生的拉應力②離心力產(chǎn)生的拉應力③彎曲應力

2、帶傳動的優(yōu)點：1適用于中心距較大的傳動2帶具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動3過載時帶與帶輪間會出現(xiàn)打滑，打滑雖使傳動失效，但可防止損壞其他零件4結構簡單成本低廉 缺點1傳動的外廓尺寸較大2需要張緊裝置3由于帶的滑動，不能保證固定不變的傳動比4帶的壽命較短5傳動效率低

3、打滑是指過載引起的全面滑動，應當避免。彈性滑動是由緊松邊拉力差引起的，只要傳遞圓周力，出現(xiàn)緊邊和松邊，就一定會發(fā)生彈性打滑，所以彈性打滑是不可避免的。

彈性滑動原因：由于帶具有彈性，在傳動中有拉力差引起與輪面相對滑動后果，使從動輪周圍速度低于主動輪效率下降引起帶磨損溫度上升傳動比不穩(wěn)定打滑原因：由于過載，需要傳遞的有效拉力超過最大摩擦力所引起后果：引起帶的嚴重磨損，嚴重時無法工作

4、張緊輪的作用：在中心距不能改變的情況下，保持帶的張緊。

第十四章

1、軸的分類根據(jù)承受載荷可分為轉軸傳動軸心軸 按軸線的形狀可分為直軸曲軸撓性鋼絲

軸

第十六章

1、滾動軸承的主要失效形式：1疲勞破壞（點線接觸正常失效）2過大塑性變形（n極低F

較大永久變形）3早期磨損膠合內(nèi)外圈和保持架破壞（不正常失效）

2、軸承的壽命：軸承的一個套圈或滾動體的材料出現(xiàn)第一個疲勞擴展跡象前，一個套圈相

對于另一個套圈的總轉速，或在某一轉速下的工作小時數(shù)

3、軸承壽命可靠度：一組相同軸承能達到或超過規(guī)定壽命的百分率

4、基本額定壽命：一組同一型號軸承在同一條件下運轉，其可靠度為百分之90時，能達

到或超過的壽命

5、基本額定動載荷：當一套軸承進入運轉并且基本額定壽命為一百萬轉時，軸承所能承受的載荷

6、基準質(zhì)的選擇？

7、齒輪傳動的設計準則：1保證齒根足夠的彎曲疲勞強度，防止齒面點蝕發(fā)生2保證齒面

足夠的接觸疲勞強度，防止齒根折斷發(fā)生3高速重載齒輪傳動（不應按齒面抗膠合能力的準則進行設計）

計算方法;按主要失效形式?jīng)Q定：閉式軟齒面（點蝕）按齒面強度設計，按彎曲，校核硬齒面（折斷）按彎曲強度設計，按齒面，校核開式傳動（磨損）：按彎曲強度設計，考慮磨損

第四篇：機械設計基礎總結

第一章平面機構自由度和速度分析

1、兩構件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的連接成為運動副。運動副分為低副和高副。兩構件通過面接觸組成的運動副稱為低副。低副又分為轉動副和移動副。

2、一個剛體相對于另一剛體作平面運動，在任一瞬間其相對運動可以看作是繞某一重合點的轉動，該重合點稱為速度瞬心。

3、平面機構自由度的計算公式：F=3n—2Pl—Ph。N為活動構件的個數(shù)，Pl為低副，Ph為高副。K個構件匯交而成的復合鉸鏈具有（K-1）個轉動副。機構中常出現(xiàn)一種與輸出構件運動無關的自由度，稱為局部自由度，在計算機構自由度時應予排除。第二章平面連桿機構

1、平面鉸鏈四桿機構三種基本形式：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構。

2、鉸鏈四桿機構有整轉副的條件是最短桿與最長桿長度之和小于等于其余兩桿長度之和，整轉副是由最短桿與其鄰邊組成的。

3、作用在從動件上的驅動力F與該力作用點的絕對速度Vc之間所夾的銳角α稱為壓力角。壓力角α的余角γ（連桿與從動件搖桿之間所夾的銳角）來判斷傳力性能稱為傳動角。α越小，γ越大機構傳力性能越好。

4、曲柄搖桿機構的最小傳動角必出現(xiàn)在曲柄與機架共線的位置上。

5、死點位置：傳動角為零的位置稱為死點位置，死點位置缺點會使機構的從動出現(xiàn)卡死或運動不確定的現(xiàn)象。優(yōu)點對某些夾緊裝置可用于放松 防范措施：對從動曲柄施加外力，或利用飛輪及構件自身的慣性作用，使機構通過死點位置 第三章凸輪機構

1、凸輪機構分類：按凸輪的形狀分盤型凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪；按從動件形式分尖頂從動件、滾子從動件、平底從動件；按從動件運動分移動和擺動

2、凸輪推桿的等速運動規(guī)律能不能運用于高速？不能

3、作用在從動件上的驅動力與該力作用點絕對速度之間所夾的銳角稱為壓力角。對于高副機構，壓力角就是接觸輪廓法線與從動件速度方向所夾的銳角。

4、基圓ro越小，壓力角α越大。基圓半徑過小，壓力角就會超過許用值。第四章齒輪機構

1、漸開線的形成：當一直線在一圓周上作純滾動時，此直線上任一點的軌跡稱為該圓的漸開線。漸開線的特性：①BK=弧AB②漸開線上任意一點的法線比喻基圓相切③漸開線齒廓上個點的壓力角不等，向徑Rk越大其壓力角越大。④漸開線的形成取決于基圓的大小⑤基圓之內(nèi)無漸開線。

2、漸開線齒輪的正確嚙合條件是兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。第五章輪系

1、輪系可以分為兩種類型：定軸輪系和周轉輪系。

2、輸入軸與輸出軸的角速度（或轉速）之比稱為輪系的傳動比，用iab表示iab=na/nb定軸輪系始末兩輪傳動比i1k=z2z3z4…zk/z1z2’z3’…z(k-1)’平行兩軸間的定軸輪系傳動比計算公式i1k=n1/nk=＋－（和上面一樣）

3、周轉輪系中機構自由度為2為差動輪系，機構自由度為1為行星輪系 第十章

1、定位銷：固定零件間的相對位置

2、鍵主要用來實現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞扭矩。

3、平鍵連接的主要失效形式是工作面的壓潰和磨損 第十一章

1、輪齒的失效形式：①輪齒折斷（疲勞折斷、過載折斷）②齒面點蝕③齒面膠合④齒面磨損（磨粒磨損、跑合磨損）⑤齒面塑性變形

2、直尺圓柱齒輪傳動的齒面接觸強度、齒輪彎曲強度

3、斜齒輪的標準模數(shù)？斜齒輪的模數(shù)以法向參數(shù)為標準，端面參數(shù)為非標準。加工的時候需要哪個模數(shù) 第十三章

1、帶傳動的三種應力①緊邊和松邊產(chǎn)生的拉應力②離心力產(chǎn)生的拉應力③彎曲應力

2、帶傳動的優(yōu)點：1適用于中心距較大的傳動2帶具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動3過載時帶與帶輪間會出現(xiàn)打滑，打滑雖使傳動失效，但可防止損壞其他零件4結構簡單成本低廉 缺點1傳動的外廓尺寸較大2需要張緊裝置3由于帶的滑動，不能保證固定不變的傳動比4帶的壽命較短5傳動效率低

3、打滑是指過載引起的全面滑動，應當避免。彈性滑動是由緊松邊拉力差引起的，只要傳遞圓周力，出現(xiàn)緊邊和松邊，就一定會發(fā)生彈性打滑，所以彈性打滑是不可避免的。

彈性滑動原因：由于帶具有彈性，在傳動中有拉力差引起與輪面相對滑動后果，使從動輪周圍速度低于主動輪效率下降引起帶磨損溫度上升傳動比不穩(wěn)定打滑原因：由于過載，需要傳遞的有效拉力超過最大摩擦力所引起后果：引起帶的嚴重磨損，嚴重時無法工作

4、張緊輪的作用：在中心距不能改變的情況下，保持帶的張緊。第十四章

1、軸的分類根據(jù)承受載荷可分為轉軸傳動軸心軸 按軸線的形狀可分為直軸曲軸撓性鋼絲軸 第十六章

1、滾動軸承的主要失效形式：1疲勞破壞（點線接觸正常失效）2過大塑性變形（n極低F較大永久變形）3早期磨損膠合內(nèi)外圈和保持架破壞（不正常失效）

2、軸承的壽命：軸承的一個套圈或滾動體的材料出現(xiàn)第一個疲勞擴展跡象前，一個套圈相對于另一個套圈的總轉速，或在某一轉速下的工作小時數(shù)

3、軸承壽命可靠度：一組相同軸承能達到或超過規(guī)定壽命的百分率

4、基本額定壽命：一組同一型號軸承在同一條件下運轉，其可靠度為百分之90時，能達到或超過的壽命

5、基本額定動載荷：當一套軸承進入運轉并且基本額定壽命為一百萬轉時，軸承所能承受的載荷

6、基準質(zhì)的選擇？

7、齒輪傳動的設計準則：1保證齒根足夠的彎曲疲勞強度，防止齒面點蝕發(fā)生2保證齒面足夠的接觸疲勞強度，防止齒根折斷發(fā)生3高速重載齒輪傳動（不應按齒面抗膠合能力的準則進行設計）

計算方法;按主要失效形式?jīng)Q定：閉式軟齒面（點蝕）按齒面強度設計，按彎曲，校核

硬齒面（折斷）按彎曲強度設計，按齒面，校核

開式傳動（磨損）：按彎曲強度設計，考慮磨損

第五篇：機械設計基礎總結

平面機構的自由度

F=3n-2PL-PH 機構具有確定運動的條件

（原動件數(shù)>F，機構破壞）

平面四桿機構

在此機構中，AD固定不動，稱為機架；AB、CD兩構件與機架組成轉動副，稱為連架桿；BC稱為連桿。在連架桿中，能作整周回轉的構件稱為曲柄，而只能在一定角度范圍內(nèi)擺動的構件稱為搖桿。

四桿機構存在曲柄的條件

1）連架桿和機架中必有一桿是最短桿；

2）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其它兩桿長度之和。（稱為桿長條件）

急回特性和行程速比系數(shù)

當主動件曲柄等速轉動時，從動件搖桿擺回的平均速度大于擺出的平均速度，搖桿的這種運動特性稱為急回特性

極位夾角θ:曲柄整周運動時，連桿的兩個極限位置的夾角

當機構存在極位夾角θ 時，機構便具有急回運動特性。且θ角越大，K值越大，機構的急回性質(zhì)也越顯著 壓力角與傳動角

連桿BC與從動件CD之間所夾的銳角γ 稱為四桿機構在此位置的傳動角。顯然γ越大，有效分力Pt越大，Pn越小，對機構的傳動就越有利。所以，在連桿機構中也常用傳動角的大小及變化情況來描述機構傳動性能的優(yōu)劣。為了保證機構傳力性能良好，應使γmin≥40 ～50°

最小傳動角的確定： 對于曲柄搖桿機構，γmin出現(xiàn)在主動件曲柄與機架共線的兩位置之一。

死點

（傳動角為0）

當以搖桿CD為主動件，則當連桿與從動件曲柄共線時，機構的傳動角γ＝0°，這時主動件CD通過連桿作用于從動件AB上的力恰好通過其回轉中心，出現(xiàn)了不能使構件AB轉動的“頂死”現(xiàn)象，機構的這種位置稱為“死點”

凸輪輪廓曲線設計

反轉法

．對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構

（1）選取適當?shù)谋壤撸榘霃阶鲌A；

（2）先作相應于推程的一段凸輪廓線。為此，根據(jù)反轉法原理，將凸輪機構按進行反轉此時凸輪靜止不動，而推桿繞凸輪順時針轉動。按順時針方向先量出推程運動角，再按一定的分度值（凸輪精度要求高時，分度值取小些，反之可以取小些）將此運動角分成若干等份，并依據(jù)推桿的運動規(guī)律算出各分點時推桿的位移值S。

（3）確定推桿在反轉運動中所占據(jù)的每個位置。為此，根據(jù)反轉法原理，從A點開始，將運動角按順時針方向按一個分點進行等份，則各等份徑向線01，02，……08即為推桿在反轉運動中所依次占據(jù)的位置。

（4）確定出推桿在復合運動中其尖頂所占據(jù)的一系列位置。根據(jù)表中所示數(shù)值s，沿徑向等分線由基圓向外量取，得到點，即為推桿在復合運動中其尖頂所占據(jù)的一系列位置。

（5）用光滑曲線連接，即得推桿升程時凸輪的一段廓線。（6）凸輪再轉過時，由于推桿停在最高位置不動，故該段廓線為一圓弧。以O為圓心，以為半徑畫一段圓弧。

齒輪機構的應用和分類

齒輪機構的應用和分類

傳遞功率大、效率高、傳動比準確、使用壽命長、工作安全可靠等特點。但是要求有較高的制造和安裝精度，成本較高；不宜在兩軸中心距很大的場合使用

齒廓嚙合基本定理

齒廓嚙合的基本定律（Basic Law of Tooth Profile Meshing)

左圖所示為一對互相嚙合的齒輪，設主動輪1以角速度繞順時針方向回轉，從動輪2受輪1的推動以角速度繞兩輪輪齒的齒廓在某一點K接觸，它們在點K處的線速度為方法：

⒈ 過點K作兩齒廓的公法線 nn 顯然，要使這一對齒廓能連續(xù)的接觸傳動，它們沿接觸點的公法線方向是不能相對運動的。否則，兩齒廓將不是彼此分離就是互相嵌入，因而不能達到正常傳動的目的。這就是說，要使兩齒廓能夠連續(xù)接觸傳動，則 和 在公法線 nn 方向的分速度應該相等。所以兩齒廓接觸點間的相對速度

只能沿兩齒廓接觸點的公切線方向。由三心定理，P點為

逆時針方向回轉。,。

齒輪1、2的速度瞬心

則兩輪的傳動比為

（*）

式（*）表明:

互相嚙合傳動的一對齒輪在任一位置時的傳動比，都與其連心線被其嚙合齒廓在接觸點處的公法線所分成的兩段成反比。這一規(guī)律稱為齒廓嚙合的基本定律。

⒉ 要使兩齒輪做定傳動比傳動，則其齒廓必須滿足的條件是：

不論兩齒廓在何位置接觸，過接觸點所做的兩齒廓公法線必須與兩齒輪的連心線相交于一定點。

證明：由式（*）可知，如果要求兩齒輪的傳動比為常數(shù)，則應使在兩齒輪的傳動過程中，其軸心、均為定點（即

為常數(shù)。由于

為

為定長），所以，欲使常數(shù)，則必須使點P在連心線上為一定點。

⒊ 兩齒輪的嚙合傳動可以視為兩輪的節(jié)圓作純滾動

證明：由于兩輪作定傳動比傳動時，節(jié)點P為連心線上的一定點，故點P在輪1的運動平面上的軌跡是一以為圓心，為半徑的圓。同理，點P在輪2的運動平面上的軌跡是一以為圓心，為半徑的圓。這兩個圓分別稱為輪1與輪2的節(jié)圓。而由上述可知，輪1與輪2的節(jié)圓相切于P點，而且在點P處兩輪的線速度相等，即，故兩齒輪的嚙合傳動可以視為兩輪的節(jié)圓作純滾動。

漸開線齒廓

直線BC沿一圓周作純滾動時，直線上任意點I的軌跡AI，稱為該圓的漸開線。這個圓稱為漸開線的基圓，其半徑用表示。直線NI稱為漸開線的發(fā)生線

一對漸開線齒輪正確嚙合的條件

法向齒距相等

m1cos?1?m2cos?2

即：

?m1?m2?m???1??2?? 漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件

（B1，B2分別為兩齒輪齒頂圓與嚙合線的交點

為了保證傳動的連續(xù)性，要求前一對齒在 B1 點脫離嚙合時，后一對齒應進入嚙合，為此要求兩齒輪的實際嚙合線 B 1 B 2 應大于或等于齒輪的法節(jié) pb。通常把 B1 B2 與 pb 的 比值 稱為齒輪傳動的重合度，用 εα 來表示 于是得齒輪連續(xù)傳動的條件是 ：

ε α =（B 1 B 2 / p b）≥ 1

無側隙嚙合條件

在齒輪傳動中，為避免或減小輪齒的沖擊，應使兩輪齒側間隙為零；而為防止輪齒受力變形、發(fā)熱膨脹以及其它因素引起輪齒間的擠軋現(xiàn)象，兩輪非工作齒廓間又要留有一定的齒側間隙。這個齒側間隙一般很小，通常由制造公差來保證。所以在我們的實際設計中，齒輪的公稱尺寸是按無側隙計算的。

齒輪的加工方法

近代齒輪的加工方法很多，有鑄造法、熱軋法、沖壓法、模鍛法和切齒法等。其中最常用的是切削方法，就其原理可以概括分為仿形法和范成法兩大類。

仿形法

顧名思義，仿形法就是刀具的軸剖面刀刃形狀和被切齒槽的形狀相同。其刀具有盤狀銑刀和指狀銑刀等，如圖所示。

范成法（又稱展成法）

這種方法是加工齒輪中最常用的一種方法。利用一對齒輪互相嚙合傳動時，兩輪的齒廓互為包絡線的原理來加工的。將一對互相嚙合傳動的齒輪之一變?yōu)榈毒撸硪粋€作為輪坯，并使二者仍按原傳動比進行傳動，則在傳動過程中，刀具的齒廓便將在輪坯上包絡出與其共軛的齒廓。

根切與Zmin

用范成法加工齒輪時，有時會發(fā)現(xiàn)刀具的頂部切入了輪齒的根部，而把齒根切去了一部分，破壞了漸開線齒廓，如圖所示。這種現(xiàn)象稱為根切

用范成法加工齒輪，若刀具的齒頂超過嚙合極限點N1則被切齒輪必定發(fā)生輪齒根切。

漸開線標準齒輪不根切的最少齒數(shù)為

zmin*2ha?2sin?

齒輪傳動失效形式及材料

輪齒折斷

彎曲疲勞折斷——閉式硬齒面齒輪傳動最主要的失效形式。

過載折斷——載荷過大或脆性材料部分形式：齒根整體折斷——直齒，b較小時

局部折斷——斜齒或偏載時

? 提高輪齒抗折斷能力的措施： ? 1）減小齒根應力集中（增加齒根過渡圓角，降低齒根部分表面粗糙度）

? 2）高安裝精度及支承剛性，避免輪齒偏載，設計時限制齒根彎曲應力小于許用值 ? 3）改善熱處理，使其有足夠的齒芯韌性和齒面硬度

齒根部分進行表面強化處理（噴丸、滾壓）

齒面疲勞點蝕—閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式收斂性點蝕——開始由于表在粗糙，局部接觸應力較大引起點蝕，過后經(jīng)跑合，凸起磨平軟齒面逐漸消失擴展性點蝕——硬齒面發(fā)生點蝕或軟齒面時 位置：節(jié)線附近

原因：1）單齒對嚙合接觸應力較大；2）節(jié)線處相對滑動速度較低，不易形成潤滑油膜；3）另外油起到一 個媒介作用，潤滑油滲入到微裂紋中，在較大接觸應力擠壓下使裂紋擴展直至表面金屬剝落。

防止措施：1）提高齒面硬度； 2）降低表面粗糙度；

3）采用角度變位（增加綜合曲率半徑）； 4）選用較高 粘度的潤滑油； 5）提高精度（加工、安裝）； 6）改善散熱。

開式齒輪傳動由于磨損較快，一般不會點蝕

齒面磨損——

開式齒輪的主要失效形式 類型——齒面磨粒磨損

防止措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑動系數(shù)；4）潤滑油定期清潔和更換；5）變開式為閉式。

齒面膠合——高速重載傳動的主要失效形式——熱

膠合。

原因：高速、重載→壓力大，滑動速度高→摩擦熱大→

高溫→嚙合齒面粘結（冷焊結點）→結點部位材料被

剪切→沿相對滑動方向齒面材料被撕裂。

低速重載或缺油→冷膠合（壓力過大、油膜被擠破引

起膠合）

形式：熱膠合——高速重載；冷膠合——低速重載，缺

潤滑油

防止措施：1）采用抗膠合能力強的潤滑油（加極壓添加劑）；2）采用角度變位齒輪傳動，使滑動速度VS下降。3）減小m和齒高h，降低滑動速度VS；4）提高齒面硬度；5）降低表面粗糙度；6）配對齒輪有適當?shù)挠捕炔睿?）改善潤滑與散熱條件。

5、齒面塑性變形—低速重載軟齒輪傳動的主要失效形式

齒面在過大的摩擦力作用下處于屈服狀態(tài)，產(chǎn)生沿摩擦力方向的齒面材料的塑性流動，從而使齒面正確輪廓曲線被損壞。

防止措施：1）提高齒面硬度；2）采用高粘度的潤滑油或加極壓添加劑 齒輪材料

選擇齒輪材料總體上要考慮防止產(chǎn)生齒面失效和輪齒折斷。基本要求：齒面要硬，齒芯要韌

常用的齒輪材料

1、鋼——最常用，可通過熱處理改善機械性能（1）鍛鋼：

軟齒面齒輪（HBS≤350）

如45、40Cr 熱處理，正火調(diào)質(zhì)，加工方法，熱處理后精切齒形—

8、7級，適合于對精度、強度和速度要求不高的齒輪傳動

（2）鑄鋼——用于尺寸較大齒輪，需正火和退火以消除鑄造應力。強度稍低

直齒圓柱齒輪傳動載荷與設計

齒根彎曲疲勞強度計算

防止彎曲疲勞折斷；設計公式

m?2KT1YFSY???dZ12[?]F 齒面接觸疲勞強度計算

防止齒面點蝕破壞；設計公式

d1?2.323K?u?1?ZEZ??????du?[?]H?

2設計準則

軟齒面——按齒面接觸疲勞強度設計，再校核齒根彎曲疲勞強度 硬齒面——按齒根彎曲疲勞強度設計，再校核齒面接觸疲勞強度

1、齒數(shù)Z1

閉式軟齒面齒輪（點蝕）→Z1可取多一些（20~40

閉式硬齒面齒輪（彎曲疲勞）→a一定時，宜取Z1少 一些（使m↑），Z1=17~20 蝸桿傳動

與齒輪傳動相比較，蝸桿傳動具有傳動比大，在動力傳遞中傳動比在8～100之間，在分度機構中傳動比可以達到1000；傳動平穩(wěn)、噪聲低；結構緊湊；在一定條件下可以實現(xiàn)自鎖等優(yōu)點而得到廣泛使用。但蝸桿傳動有效率低、發(fā)熱量大和磨損嚴重，渦輪齒圈部分經(jīng)常用減磨性能好的有色金屬（如青銅）制造，成本高等缺點。

按蝸桿分度曲面的形狀不同，蝸桿傳動可以分為：圓柱蝸桿傳動（如圖a）、環(huán)面蝸桿傳動（如圖b）、錐蝸桿傳動（如圖c）三種類型

因為分度圓直徑等于模數(shù)乘以直徑系數(shù)。模數(shù)是標準值，直徑系數(shù)為了簡化刀具也進行了規(guī)定，即為標準值，所以分度圓直徑亦為標準值。

模數(shù)m和壓力角

蝸桿傳動的尺寸計算與齒輪傳動一樣，也是以模數(shù)m作為計算的主要參數(shù)。在中間平面內(nèi)蝸桿傳動相當于齒輪和齒條傳動，蝸桿的軸向模數(shù)和軸向壓力角分別與渦輪的端面模數(shù)和端面壓力角相等，為此將此平面內(nèi)的模數(shù)和壓力角規(guī)定為標準值，標準模數(shù)見書中所附表格，標準壓力角為20°

蝸桿頭數(shù)z1和傳動比

蝸桿頭數(shù)z1可根據(jù)要求和的傳動比和效率來選定。單頭蝸桿傳動的傳動比可以較大，但效率較低。如果要提高效率，應增加蝸桿的頭數(shù)。但蝸桿頭數(shù)過多，又會給加工帶來困難。所以，通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。蝸桿為主動件;蝸桿與蝸輪之間的傳動比為(其中：z2為蝸輪的齒數(shù))

i?n1z2?n2z1

導程角γ

蝸桿的直徑系數(shù)q和蝸桿頭數(shù)z1選定之后，蝸桿分度圓柱上的導程角γ也就確定了

tan??zppzz?mz1mz1?1a?1???d1?d1?d1d1q

蝸桿的分度圓直徑d1

在蝸桿傳動中，為了保證蝸桿與配對蝸輪的正確嚙合，常用與蝸桿相同尺寸的蝸輪滾刀來加工與其配對的渦輪。這樣，只要有一種尺寸的蝸桿，就需要一種對應的蝸輪滾刀。對于同一模數(shù)，可以有很多不同直徑的蝸桿，因而對每一模數(shù)就要配備很多蝸輪滾刀。顯然，這樣很不經(jīng)濟。

為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目及便于滾刀的標準化，就對每一標準模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1，而把比值

q?d1m

稱為蝸桿直徑系數(shù)。

蝸桿傳動的標準中心距

a?11(d1?d2)?(q?z2)m22

蝸桿傳動的失效形式

和齒輪傳動一樣，蝸桿傳動的失效形式主要有：膠合、磨損、疲勞點蝕和輪齒折斷等。由于蝸桿傳動嚙合面間的相對滑動速度較大，效率低，發(fā)熱量大，再潤滑和散熱不良時，膠合和磨損為主要失效形式。

蝸桿傳動的設計準則

閉式蝸桿傳動按蝸輪輪齒的齒面接觸疲勞強度進行設計計算，按齒根彎曲疲勞強度校核，并進行熱平衡驗算；

開式蝸桿傳動，按保證齒根彎曲疲勞強度進行設計。

蝸桿和蝸輪材料

由失效形式知道，蝸桿、蝸輪的材料不僅要求有足夠的強度，更重要的是具有良好的磨合（跑合）、減磨性、耐磨性和抗膠合能力等。

蝸桿一般是用碳鋼或合金鋼制成：一般不太重要的低速中載的蝸桿，可采用40、45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。高速重載蝸桿常用15Cr或20Cr、20CrMnTi等，并經(jīng)滲碳淬火。

蝸輪材料為鑄造錫青銅（ZCuSn10P1,ZCuSn5Pb5Zn5），鑄造鋁鐵青銅（ZCuAl1010Fe3）及灰鑄鐵（HT150、HT200）等。錫青銅耐磨性最好，但價格較高，用于滑動速度大于3m/s的重要傳動；鋁鐵青銅的耐磨性較錫青銅差一些，但價格便宜，一般用于滑動速度小于4m/s的傳動；如果滑動速度不高（小于2m/s），對效率要求也不高時，可以采用灰鑄鐵

螺紋連接與傳動

螺紋參數(shù)

1.大徑d（D）：螺紋的最大直徑在標準中也作公稱直徑。

2.小徑d1(D1)：即螺紋的最小直徑

3.中徑d2——在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想

4、牙型角α、牙型斜角β

在螺紋的軸向剖面內(nèi)，螺紋牙型相鄰兩側邊的夾角稱為牙型角α。牙型側邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為牙型斜角β，對稱牙型的β＝α/2

升角λ

在中徑d2的圓柱面上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角，由圖7．4可得

升角大：傳動效率高，升角大與當量摩擦角時無自鎖性 升角小：傳動效率低；自鎖性能好，snptan????d2?d2，螺紋種類

???粗牙：普通聯(lián)接使用???普通螺紋?細牙：小載荷、調(diào)整機構。???自鎖性好。????????圓柱管螺紋：管路聯(lián)接????聯(lián)接螺紋?管螺紋?圓錐管螺紋：具有自封性。高溫、???高壓管路。螺紋?????圓錐螺紋：管路聯(lián)接（與圓錐管螺紋相似）??????????傳動螺紋：有矩形螺紋；梯形螺紋：雙向傳動；?鋸齒型螺紋：單向?

1、三角形螺紋（普通螺紋）

牙型角為60o，可以分為粗牙和細牙，粗牙用于一般聯(lián)接；與粗牙螺紋相比，細牙由于在相同公稱直徑時，螺距小，螺紋深度淺，導程和升角也小，自鎖性能好，宜用于薄壁零件和微調(diào)裝置。

2、管螺紋

多用于有緊密性要求的管件聯(lián)接，牙型角為55o，公稱直徑近似于管子內(nèi)徑，屬于細牙三角螺紋。

3、梯形螺紋

牙型角為30o，是應用最為廣泛的傳動螺紋。

4、鋸齒型螺紋

兩側牙型角分別為3o和30o，3o的一側用來承受載荷，可得到較高效率；30o一側用來增加牙根強度。適用于單向受載的傳動螺紋。

5、矩形螺紋

牙型角為0o，適于作傳動螺紋 螺旋副的受力分析、效率和自鎖

滑塊在斜面上等速上升時。當量摩擦角

滑塊沿斜面等速下降時，摩擦力向上

由公式可知，若λ≤?（當量摩擦角），F(xiàn)?FQtan(???)說明此時無論軸向載荷有多大，滑塊（即螺母）都不能沿斜面運動，這種現(xiàn)象稱為自鎖 螺旋副的效率

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螺紋聯(lián)接主要類型

螺栓聯(lián)接

普通螺栓聯(lián)接——被聯(lián)接件不太厚，螺桿帶釘頭，通孔不帶螺紋，螺桿穿過通孔與螺母配合使用。裝配后孔與桿間有間隙，并在工作中不許消失，結構簡單，裝折方便，可多個裝拆，應用較廣。

雙頭螺栓聯(lián)接

螺桿兩端無釘頭，但均有螺紋，裝配時一端旋入被聯(lián)接件，另一端配以螺母。適于常拆卸而 被聯(lián)接件之一較厚時。折裝時只需拆螺母，而不將雙頭螺栓從被聯(lián)接件中擰出。

螺釘聯(lián)接

螺釘聯(lián)接——適于被聯(lián)接件之一較厚（上帶螺紋孔），不需經(jīng)常裝拆，一端有螺釘頭，不需螺母，適于受載較小情況。

緊定螺釘聯(lián)接

擰入后，利用桿末端頂住另一零件表面或旋入零件相應的缺口中以固定零件的相對位置。可傳遞不大的軸向力或扭

螺紋聯(lián)接的防松

摩擦防松

彈簧墊片防松 雙螺母防松 自鎖螺母防松

機械防松

永久防松

軸

軸的分類

轉軸

同時承受扭矩和彎曲載荷的作用，例如齒輪減速器中的軸 心軸

只需承受彎矩而不傳遞轉距，例如鐵路車輛的軸、自行車的前軸等。按軸旋轉與否分為轉動心軸和固定心軸兩種，傳動軸

只承受扭矩而不承受彎矩或承受彎矩較小的軸。例如圖所示的汽車傳動軸。

軸的材料

由于軸工作時產(chǎn)生的應力多為變應力，所以軸的失效多為疲勞損壞，因此軸的材料應具有足夠的疲勞強度、較小的應力集中敏感性和良好的加工性能等

軸的主要材料是碳鋼和合金鋼。

1、碳鋼：價格低廉，對應力集中的敏感性較低，可以利用熱處理提高其耐磨性和抗疲勞強度。常用的有35、40、45、50鋼。

2、合金鋼：對于要求強度較高、尺寸較小或有其它特殊要求的軸，可以采用合金鋼材料。耐磨性要求較高的可以采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼；要求較高的軸可以使用40Cr

3、對于形狀復雜的軸，如曲軸、凸輪軸等，也采用球墨鑄鐵或高強度鑄造材料來進行鑄造加工，易于得到所需形狀，而且具有較好的吸振性能和好的耐磨性，對應力集中的敏感性也較低

軸的結構設計

軸的結構設計包括定出軸的合理外形和全部結構尺寸，主要要求有：

1）軸上零件的定位、固定； 2）軸上零件的拆裝、調(diào)整； 3）軸的制造工藝性；

4）軸上零件的結構和位置的安排。

軸上零件的裝配

軸向定位 軸肩與軸環(huán)定位

套筒定位

彈性擋圈定位

周向定位

軸上零件的周向定位方法主要有鍵（平鍵、半圓鍵、楔鍵等）、花鍵、型面、過盈等等

平鍵聯(lián)接

制造簡單、裝拆方便。用于傳遞轉矩較大，對中性要求一般的場合，應用最為廣泛。

花鍵聯(lián)接

承載能力高，定心好、導向性好，但制造較困難，成本較高。

適用于傳遞轉矩較大，對中性要求較高或零件在軸上移動時要求導向性良好的場合。

滾動軸承

按軸承的內(nèi)部結構和所能承受的外載荷或公稱接觸

角的不同，滾動軸承分為：

①深溝球軸承（向心球軸承）（6）——主要承受徑

向載，也可受一定雙向軸向載荷，f小精度高，結構

簡單，價格低，最常用。

②調(diào)心球軸承（1）——主要承受徑向載荷，也可承受

較小的雙向軸向力，能自動調(diào)心，適于軸的剛性較

差的場合。

③圓柱滾子軸承N（2）——只能承受徑向載荷，不能承受軸向載荷，承載能力大，支承剛性好，外圈或內(nèi)圈可以分離，或不帶內(nèi)外圈，適于要求徑向尺寸較小的場合。

④角接觸球軸承——（7）能同時承受徑向載荷和單向軸向力，接觸角，越大，承載Fa能力越高，為承受雙向軸向力應成對使用，對稱安裝。

⑤圓錐滾子軸承——（3）能同時承受徑向載荷和單向Fa，越大，承受Fa能力越大，承載能力高于角接觸球軸承，但極限轉速稍低，外圈可分離，一般應成對使用，對稱安裝，但安裝調(diào)整比較麻煩。

⑥推力球軸承——（5）單向推力球軸承51000—只能受單向Fa；雙向推力球軸承52000—能承受雙向Fa。不能受Fr，且極限nj轉速較低，高速時，由于離心力較大，鋼球與保持架磨損發(fā)熱較嚴重。

⑦滾針軸承，↑Fr，承載能力較高