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重点知识结构图重点知识结构图第 1 章 平面机构的自由度和速度分析第 1 章 平面机构的自由度和速度分析固定构件（机架）构件组成原动件（主动件）从动件回转副低副运动副高副定义平面机构的自由度和速度分析机构运动简图运动副、构件、常用机构表达方法机构运动简图绘制机构具有确定运动的条件：自由度等于原动件数平面机构自由度的计算：固定构件（机架）构件组成原动件（主动件）从动件回转副低副运动副高副定义平面机构的自由度和速度分析机构运动简图运动副、构件、常用机构表达方法机构运动简图绘制机构具有确定运动的条件：自由度等于原动件数平面机构自由度的计算：F机构自由度的计算移动副机构自由度的计算移动副 3n2Pl Ph正确计算运动副的数量（复合铰链等）计算自由度应注意的事项局部自由度：滚子绕其中心的转动虚约束存在的几种情况绝对瞬心相对瞬心瞬心机构瞬心数平面机构的速度分析：速度瞬心法正确计算运动副的数量（复合铰链等）计算自由度应注意的事项局部自由度：滚子绕其中心的转动虚约束存在的几种情况绝对瞬心相对瞬心瞬心机构瞬心数平面机构的速度分析：速度瞬心法K N(N 1)/2两构件直接以运动副连接两构件不直接连接：三心定理瞬心位置的确定求两构件的角速度之比求构件的角速度和速度机构的速度分析两构件直接以运动副连接两构件不直接连接：三心定理瞬心位置的确定求两构件的角速度之比求构件的角速度和速度机构的速度分析1重点知识结构图重点知识结构图第第 2 2 章章 平面连杆机构平面连杆机构曲柄摇杆机构基本型式平面四杆机构的基本型式及其演化演化机构双曲柄机构双摇杆机构曲柄滑块机构导杆机构摇块机构和定块机构双滑块机构偏心轮机构平急回特性面压力角和传动角急回运动行程速比速度变化系数K v2180v1180应用：当 0 时，K1，机构有急回特性压力角：从动件受力方向和速度方向所夹锐角传动角：压力角的余角 越小，越大，机构的传力性能越好连平面四杆机构的主要特性min 40，出现在曲柄与机架共线两位置之一曲柄为从动件时，曲柄与连杆共线位置，0消除方法：利用飞轮或机构自身的惯性力应用：夹紧装置中的防松杆死点机有整转副条件构lmin lmax另两杆长度之和；整转副由最短杆与其邻边组成有整转副时，存在的不同机构曲柄摇杆机构最短杆邻边为机架双曲柄机构最短杆为机架双摇杆机构最短杆对边为机架按行程速比系数设计：利用机构在极位时几何关系作图法：已知连杆三个位置，求圆心法四杆机构设计 解析法：利用几何关系列解析式求解实验法2重点知识结构图重点知识结构图第 3 章 凸轮机构第 3 章 凸轮机构凸轮机构的分类推杆的运动形式凸轮机构及其设计盘形凸轮机构移动凸轮机构按凸轮的形状分圆柱凸轮机构尖顶从动件凸轮机构滚子从动件凸轮机构按从动件的形状分平底从动件凸轮机构对心直动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构偏置直动从动件凸轮机构按从动件的运动形式分摆动从动件凸轮机构基本概念：基圆、基圆半径、推程、升程、推程运动角、回程、回程运动角、休止、远休止角、近休止角、压力角。运动规律常用的运动形式等速运动等加速等减速运动余弦加速度运动设计原理：反转法原理作图基本步骤凸轮轮廓曲线设计根据从动件的运动规律，画出位移线图并沿横轴等分；图解法设计方法选出比例尺，画出基圆及从动件起始位置；求出从动件在反转运动中占据的各个位置；求从动件尖顶在复合运动中依次占据的位置；将从动件尖顶的各位置点连成一条光滑曲线，即为凸轮理论轮廓曲线。用包络的方法求凸轮的实际轮廓曲线。画出基圆及推杆起始位置，取合适的直角坐标系。根据反转法原理，求出推杆反转1角时理论廓线方程式。根据几何关系求出实际廓线方程式。动力特性冲击性质刚性冲击柔性冲击柔性冲击发生位置开始点、终止点开始点、中点、终止点开始点、终止点适用场合低速轻载中速轻载中低速重载解析法压力角基圆半径主要参数的选择从减小推力和避免自锁的观点来看，压力角愈小愈好。在满足压力角小于许用压力角的条件下，尽量使基圆半径小些，以使凸轮机构的尺寸不至过大。在实际的设计工作中，还需考虑到凸轮机构的结构、受力、安装、强度等方面的要求。为了避免理论轮廓出现尖点和自交，滚子半径应小于理论轮廓曲线的滚子半径最小曲率半径。设计时，应尽量使滚子半径小些，但考虑到强度、结构等限制，通常按经验公式确定取滚子半径，设计中验算理论轮廓曲线的最小曲率半径。3重点知识结构图重点知识结构图第 4 章 齿轮机构第 4 章 齿轮机构4重点知识结构图齿轮机构类型两轴平行的齿轮机构(圆柱齿轮机构)直齿圆柱齿轮机构(外啮合、内啮合、齿轮齿条)斜齿圆柱齿轮机构(外啮合、内啮合、齿轮齿条)人字齿圆柱齿轮机构直齿圆锥齿轮机构曲齿圆锥齿轮机构两轴相交的齿轮机构(圆锥齿轮机构)两轴交错的齿轮机构交错轴斜齿轮机构蜗轮蜗杆机构定角速比条件：过啮合点公法线与连心线相交一定点C(节点)齿廓常用曲线：渐开线、摆线、圆弧线齿廓实现定角速比传动的条件渐开线齿廓渐开线的形成：直线在圆上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长渐开线上的法线与基圆相切渐开线的五大特性渐开线上任一点压力角的余弦为基圆半径与该点向径之比渐开线的形状决定于基圆的大小，基圆大渐开线越平直基圆内无渐开线齿轮机构渐开线齿廓能满足定角速比传动条件渐开线齿廓的特点渐开线齿轮传动具有可分性渐开线齿轮传动具有正压力方向不变性齿轮各部分名称及几何尺寸计算基本参数：齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数渐开线直齿最少齿数：正常齿制标准齿轮最少齿数为17、短齿制最少齿数为14圆柱齿轮传动正确啮合条件：模数相等、压力角相等啮合传动连续传动条件：重合度大于1（标准齿轮均满足，不必验算）标准中心距：无齿侧间隙、标准顶隙(两分度圆相切,与节圆重合)成形法（盘形铣刀、指状铣刀）常用刀具:齿轮插刀、齿条插刀、齿轮滚刀渐开线齿轮切齿方法范成法的切齿原理主要运动:范成运动、切削运动、送进运动、让刀运动根切现象：齿廓根部的渐开线被切去一部分根切原因：标准齿轮发生根切的原因是齿数太少齿轮变位原因：加工较少齿数齿轮、改变中心距、改变齿根强度变位齿轮的切制：刀具的分度线或分度圆不再与轮坯分度圆相切变位齿轮的几何尺寸：齿数、模数、压力角、齿距不变。变位齿轮传动：等移距变位齿轮传动、不等移距变位齿轮传动根 切斜齿轮的基本参数：齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数、螺旋角几何尺寸：法面参数为标准值，端面参数用于几何尺寸计算斜齿圆柱机 构当量齿轮的当量齿数zvcos3z3不发生根切的最少齿数zminzvmincos变位齿轮机 构圆锥齿轮机 构正确啮合条件：模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等、方向相反啮合传动重合度：比端面齿廓相同的直齿轮的重合度大中心距：中心距可调整螺旋角的大小来改变几何尺寸：以大端参数为标准值，但c*0.2等顶隙收缩齿、不等顶隙收缩齿z当量齿轮的当量齿数zvcos不发生根切的最少齿数zminzvmincos啮合传动正确啮合条件：大端模数相等、压力角相等zdsin2tg2ctg1传动比：i1222z1d1sin15重点知识结构图重点知识结构图第第 5 5 章章 轮系轮系定轴轮系中心轮轮系的分类周转轮系分类基本组成行星轮行星架差动轮系：自由度 F=2行星轮系：自由度 F=1远距离的运动和动力的传递轮系的功用变速传动获得较大的传动比运动的合成与分解轮定轴轮系：i1Kn1轮1至轮K间所有从动轮齿数的乘积nK轮1至轮K间所有主动轮齿数的乘积nG nHG至K所有从动轮齿数的乘积()nK nHG至K所有主动轮齿数的乘积几种特殊的行星传动方向判断传动比的计算系数值计算周转轮系HiGK原理：分解周转轮系和定轴轮系，然后分别列方程，最后联立求解。行星轮-轴线位置不固定复合轮系周转轮系分解中心轮-与行星轮直接啮合行星架-支撑行星轮箭头法首末轮轴线相互平行时：方向为（-1）m渐开线少齿差行星传动摆线针轮行星传动谐波齿轮传动6重点知识结构图重点知识结构图第第 7 7 章章 机械运转速度波动的调节机械运转速度波动的调节速度波动原因：驱动力矩和阻力矩不是时刻相等速度波周期性速度波动：一个周期内输入功和输出功相等机械运转调节方法速度波动调节动分类非周期性速度波动：很长时间内输入功和输出功不等周期性波动安装飞轮调节非周期性用调速器调节原理：飞轮相当于一个能量储存器设计步骤:最大盈亏功飞轮的转动惯量飞轮尺寸Amax的飞轮设计公式：J 2m调速M-图：max和min两点间力矩曲线正、负面积的代数和最大盈亏功：能量指示图：最高点和最低点间的垂直距离尺寸计算：轮辐式：根据 J，设计 Dm，H，B实心式：根据 J，设计 D，B7重点知识结构图重点知识结构图第第 8 8 章章 回转件的平衡回转件的平衡回转件平衡的目的回转件的回转件的平衡静平衡适用情况：轴向尺寸很小的回转件平衡条件：F F F FbF Fi 0平衡平衡实验：动平衡适用情况：轴向尺寸较大的转子平衡条件：F F 0且M 08重点知识结构图重点知识结构图第第 9 9 章章 机械零件设计概论机械零件设计概论(1)拟定零件的计算简图机械零件设计步骤(2)确定作用在零件上的载荷(3)选择合适的材料(4)根据失效形式,选用判定条件,计算零件主要尺寸(5)绘制工作图并标注必要的技术条件静应力应力的种类变应力:最大应力、最小应力、平均应力、应力幅、循环特性塑性材料时脆性材料时整体强度计算无限寿命时疲劳强度计算有限寿命时其中：接触强度计算机械零件的耐磨性limlimSS静强度计算机械零件的强度机械设计概论SBSkSS11NkSN0N1N1mHH磨损的种类：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损耐磨性条件：p p墨色金属pv pv铸铁：灰铸铁、球墨铸铁钢：碳素结构钢（低碳钢、中碳钢、高碳钢）合金钢、铸钢机械制造常用材料有色金属：主要是铜合金（青铜合金和黄铜）非金属：橡胶、塑料等公差配合公差：基本尺寸、上下偏差、公差、公差带配合：间隙配合、过渡配合、过盈配合；基轴制、基孔制机械零件工艺性基本要求：毛坯选择合理、结构简单合理、适当的精度和粗糙度标准化、系列化9重点知识结构图重点知识结构图第第 1010 章章 连接连接按牙型分:三角螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、矩形螺纹螺纹分类按母体分：圆柱螺纹、圆锥螺纹按旋向分：左旋螺纹、右旋螺纹按线数分：单线螺纹、多线螺纹大径、小径、中径螺纹参数线数、螺距、导程Snp升角arctgSnparctgd2d2牙型角、牙侧角/2轴向外载荷为阻抗力时，所需驱动力矩FFatg()螺 旋 副受力分析自锁以及效率螺纹联接联接螺纹联接预紧、防松轴向外载荷为驱动力时，所需平衡力矩FFatg()tg螺旋副的效率tg()螺旋副自锁条件螺栓联接：（普通螺栓联接、铰制孔螺栓联接）用螺栓、螺母、垫圈螺纹联接类 型螺钉联接：其中一被联接件较厚，用螺钉或螺栓、垫圈双头螺柱联接：其中一被联接件较厚且常拆卸，用双头螺柱、垫圈紧定螺钉联接：主要用于固定两零件位置，用紧定螺钉预紧的目的：增强联接的可靠性和紧密性，以防止联接松脱或出现缝隙联接松脱的原因：受冲击、振动、变载；受温度变化防松的根本问题：防止螺旋副的相对转动防松措施：摩擦防松、机械防松、破坏防松分析步骤：先根据联接类型、装配情况、载荷状态确定螺栓的受力；再按相单个螺栓强度计算应的强度条件计算螺纹小径或校核其强度五种联接类型：松螺栓联接;受横向载荷的铰制孔螺栓联接;仅有预紧力的螺栓联接;受横向载荷的普通螺栓联接;有预紧力和轴向工作载荷的螺栓联接提高联接强度措施螺旋传动（1）降低载荷变化幅度；（2）改善螺纹牙间的载荷分布；（3）减小应力集中；（4）避免或减小附加动载荷主要类型：传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋设计计算：根据耐磨性确定主要参数；根据工作情况进行其他强度校核平键普通平键(圆头、方头、半圆头)用于静联接,主要失效为压溃,两侧面工作导向平键：用于动联接，主要失效为磨损。半圆键：用于静联接，两侧面工作，调心性好楔键及切向键：用于静联接，上下面为工作面，可承受单方向轴向力键联接键的类型花键联接：齿侧为工作面。可用于静联接（压溃失效），也可用于动联接（磨损失效）销联接：主要用于固定零件之间的相互位置，并传递不大的载荷10重点知识结构图重点知识结构图第第 1111 章章 齿轮传动齿轮传动轮齿折断：开式、闭式都可能发生，有疲劳折断和过载折断两种齿面点蚀：软齿面闭式传动主要失效形式，首先发生在齿根靠近节线处失效形式齿面胶合：高速重载或低速重载时发生齿面磨损：开式传动的主要失效形式，主要形式为磨粒磨损齿面塑性变形：严重过载软齿面可能发生常用材料：主要是优质碳素钢、合金结构钢；其次是铸钢、铸铁调 质处理后的齿面为软齿面正 火常用热处表面淬火理方法渗碳淬火处理后的齿面为硬齿面渗 氮圆周力：主动轮上与运动方向相反，从动轮上与运动方向相同径向力：由作用点指向转动中心轴向力：直齿圆柱齿轮没有轴向分力 斜齿圆柱齿轮的主动轮上的轴向力符合左右手定则 直齿圆锥齿轮的轴向力总是指向锥齿轮大端软齿面闭式传动：主要失效为齿面点蚀，按接触强度设计，按弯曲强度校核设计准则 硬齿面闭式传动：主要失效为齿根折断，按弯曲强度设计，按接触强度校核开式齿轮传动：主要失效为齿面磨损，只按弯曲强度设计理论依据：用弹性力学赫兹公式计算齿轮节点处的接触应力接触强度计算特点：两啮合齿轮的接触应力相同 两啮合齿轮的许用接触应力一般不相同 接触强度与分度圆大小有关而与模数无关理论依据：全部载荷集中作用于齿顶的悬臂梁。计算特点：两啮合齿轮的弯曲应力不相同弯曲强度 两啮合齿轮的许用弯曲应力一般不相同 两啮合齿轮的弯曲应力与与齿形系数成正比 在其他条件相同时，模数越大，弯曲强度越高注意点：斜齿轮和锥齿轮的齿形系数按当量齿数选取。齿轮结构：齿轮轴式、实心式、腹板式、轮辐式、组合式开式传动：人工润滑润滑方式闭式传动：浸油润滑、喷油润滑齿轮传动的功率损耗：啮合中的摩擦损耗；搅油的油阻损耗；轴承的摩擦损耗11常用材料及热处理齿轮传动精度：共分十二级，1级最高，12级最低，常用6、7、8、9级精度。受力分析齿轮传动计算载荷：考虑载荷集中和附加动载荷的影响而更接近现实的载荷：KFn强度计算重点知识结构图重点知识结构图第第 1313 章章 带传动和链传动带传动和链传动和带组成：主动轮、从动轮平带：截面为矩形，内表面为工作面摩擦型V带：截面为等腰梯形，两侧面为工作面，能产生较大的摩擦力，应用广。分类特殊截面带：多楔带，圆形带啮合型：同步带几何尺寸计算优点:(1)允许大的中心距;(2)带可缓冲吸振;(3)具有过载保护作用;(4)结构简单,价廉特点;(3)传动比不固定;(4)带寿命短;(5)效率低缺点:(1)结构大;(2)需要张紧装置2F0 F1 F2F F1 F正常工作时带受力分析P Fv/1000传f临界打滑时:F1/F2 e 动,离心应力,弯曲应力;最大应力 max 1 b1 c,发生在紧边进入小轮处应力分析:带受拉应力弹性滑动两种滑动两者的区别见表13.1打滑滑动失效形式：打滑及弹性滑的情况下具有一定的疲劳强度计算准则：在保证不打原始数据：P、n1、n（2i），工作条件d、v，a，Ld，F0参数选择：P Pc 带型 d1、d2 验算 v a、Ld 验算 根数 F0 带轮结构设计计算设计步骤：调节中心距张紧方式采用张紧轮和链组成：主动轮、从动轮;(2)需要的张紧力小;(3)结构简单；（4）能在恶略条件下工作；（5）安装、制造精度低特点优点:(1)允许大的中心距不是常数，运动平稳性差，有冲击振动缺点:(1)瞬时链速及瞬时传动比组成：销轴、外链板、套筒、内链板、滚子滚子链:p，p大则各部分尺寸大，承载能力大链条主要参数：链节距齿形链端面齿形：国标规定了齿槽的最小最大形状，常用三弧一直线齿形滚子链链轮p、z、d（滚子外径）1基本参数：z1pn1z2pn2平均速度：v 60 100060 1000nzi 12链运动分析平均传动比：n2z1 传d cos 180180瞬时链速：v 11（）2z1z1动力、离心拉力、悬垂拉力受力分析紧边拉力：包括有效拉力、悬垂拉力松边拉力：包括离心拉失效形式：链板的疲劳破坏、销轴与套筒的胶合、链条铰链的磨损、滚子套筒的冲击疲劳破坏、链条过载拉断Pcv 0.6m/s,按额定功率设计,即 P0KzKLKm计算准则Qv 0.6m/s,按静强度设计,即 S 48K FA1原始数据：P、n1、n（2i），工作条件z；p，LP，a，m设计计算参数选择：设计步骤：z1,z2 a0 LP Pc P0 链号 a 验算 v 润滑方式 链轮结构润滑及布置12重点知识结构图重点知识结构图第第 1414 章章 轴轴按承受载荷的不同：转轴、传动轴、心轴按承受载荷的不同：转轴、传动轴、心轴轴的轴的类型类型按轴的形状分：直轴、曲轴、挠性钢丝轴按轴的形状分：直轴、曲轴、挠性钢丝轴轴的材料：碳素钢、合金钢轴的材料：碳素钢、合金钢轴上零件定位：轴肩、轴环、套筒轴上零件定位：轴肩、轴环、套筒轴向:轴端挡圈、螺母、弹性挡圈、轴肩、套筒等轴向:轴端挡圈、螺母、弹性挡圈、轴肩、套筒等轴上零件固定轴上零件固定周向:平键、半圆键、花键周向:平键、半圆键、花键轴、周向:紧定螺钉、销、楔键、过盈配合、圆锥面轴、周向:紧定螺钉、销、楔键、过盈配合、圆锥面结构结构设计设计制造安装要求制造安装要求阶梯轴两头细、中间粗，满足轴承内经、轴径阶梯轴两头细、中间粗，满足轴承内经、轴径要求；有轴端倒角、砂轮越程槽、螺纹退刀要求；有轴端倒角、砂轮越程槽、螺纹退刀槽；键槽、倒角、圆角尺寸尽量一致槽；键槽、倒角、圆角尺寸尽量一致合理布置轴上零件，减小每段轴所受转矩；或结构合理布置轴上零件，减小每段轴所受转矩；或结构上使轴只受弯矩，不受转矩上使轴只受弯矩，不受转矩轴段直径变化不宜过大，尽量避免横孔、切槽；采轴段直径变化不宜过大，尽量避免横孔、切槽；采用大的过渡圆角或过渡肩环或凹切圆角；轴上开卸用大的过渡圆角或过渡肩环或凹切圆角；轴上开卸载槽、轮毂上开卸载槽；增大配合处直径载槽、轮毂上开卸载槽；增大配合处直径改善受力改善受力减小应力集中减小应力集中轴轴扭转强扭转强度计算度计算用于传动轴的精确计算，转轴的近似计算用于传动轴的精确计算，转轴的近似计算传动轴的强度条件传动轴的强度条件T9.55106P3WT0.2d n69.5510PPd 33 C30.2nn初步估算轴的直径初步估算轴的直径强度强度计算计算弯扭合成弯扭合成强度计算强度计算用于转轴和心轴的计算用于转轴和心轴的计算转轴和心轴转轴和心轴的强度条件的强度条件估算轴径估算轴径挠度挠度y y转角转角等直径轴等直径轴扭角扭角阶梯轴阶梯轴ed 3Me1W0.1d3Me0.11bM2(T)21b刚度刚度计算计算T l32T lG IPGd41nTiliGi1IPi13临界转速:产生共振时轴的转速临界转速:产生共振时轴的转速重点知识结构图重点知识结构图第第 1515 章章 滑动轴承滑动轴承干 摩 擦：两摩擦表面直接接触摩擦状态边界摩擦：两摩擦表面之间有润滑油，但两表面不能完全隔离混合摩擦：处于干摩擦、边界摩擦、液体磨擦的混合状态液体摩擦：两表面之间充满润滑油，两表面完全分隔开轴承座剖分式向心滑动轴承滑动轴承的结构推力滑动轴承轴瓦的材料轴承盖：开有螺纹孔，加装油杯或油管轴 瓦：在非承载区开有油孔、油沟螺 栓：用于联接轴承盖和轴承座固定式推力轴承可倾式推力轴承对材料的要求：磨擦系数小、导热性好、耐磨、耐蚀、强度高、可塑性好主要材料：轴承合金、青铜、铸铁、粉末合金、橡胶、塑料润滑油：主要性能指标：运动粘度、动力粘度润滑脂：钙基润滑脂、钠基润滑脂固体润滑剂主要失效形式：过度磨损、发热过大ppv计算：验算 为防过度磨损；验算 为防发热过大楔形空间必要条件充满润滑油从大口向小口运动一维雷诺方程h hdp 6v03dxh滑动轴承润滑剂非液体摩擦滑动轴承的计算动压润滑基本原理液体动压多油楔轴承液体静压轴承14重点知识结构图重点知识结构图第第 1616 章章 滚动轴承滚动轴承滚动轴承的构成：内圈、外圈、滚动体、保持架滚动轴承的特点优点：摩擦阻力小、起动灵活、效率高、润滑简便、易于互换缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪声、寿命不及滑动轴承根据滚动体的形状球轴承滚子轴承（圆柱、圆锥、球面、滚针）向心轴承根据接触角的大小推力轴承径向接触轴承滚动轴承的类型国标中的主要轴承（部分）轴向接触轴承角接触轴承径向接触轴承角接触向心轴承解接触推力轴承轴向接触轴承深沟球轴承60000圆柱滚子轴承N0000角接触球轴承70000圆锥滚子轴承30000推力球轴承50000推力圆柱滚子轴承80000轴承类型的选择五大因素：载荷、转速、调心、装卸、经济球 轴 承：承载小、转速高、偏角大、价低滚子轴承：承载大、转速小、偏角小、价高随着接触角的增大，承受轴向载荷能力越强滚动轴承前置代号滚动轴承的代号基本代号后置代号左起第一位：类型代号左起第二位：宽度系列左起第三位：直径系列后 两 位：内径代号滚动轴承的计算失效形式：疲劳点蚀、永久变形设计准则：一般工作轴承进行寿命计算，低速重载进行静强度计算（1）画轴系力分析简图（2）求支点反力（3）计算派生轴向力寿命计算过程（4）计算轴向载荷（5）计算当量动载荷（6）计算轴承寿命轴承的固定方式两端固定：温度变化不大的短轴一端固定一端游动：温度变化较大的长轴轴承间隙的调整轴承的预紧轴系位置的调整轴承内圈与轴基孔制轴承外圈与座孔基轴制轴承组合的调整滚动轴承的组合设计轴承的配合轴承的装拆轴承的润滑轴承的密封15机械设计基础机械设计基础复习重点复习重点1.机械零件常见的失效形式2.机械设计中，主要的设计准则第 1 章机械设计概论第 1 章机械设计概论习题习题1-1 机械零件常见的失效形式有哪些1-2 在机械设计中，主要的设计准则有哪些1-3 在机械设计中，选用材料的依据是什么第 2 章 润滑与密封概述第 2 章 润滑与密封概述 复习重点复习重点1.摩擦的四种状态2.常用润滑剂的性能习题习题2-1 摩擦可分哪几类 各有何特点)2-2 润滑剂的作用是什麽常用润滑剂有几类第 3 章平面机构的结构分析第 3 章平面机构的结构分析复习重点复习重点1、机构及运动副的概念2、自由度计算平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。运动副及其分类运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。平面机构自由度的计算。一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有 n 个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有 3n 个自由度。当用 PL 个低副和 PH 个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入 2PL+PH 个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为F=3n-2PL-PH(1-1)下面举例说明此式的应用。例 1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。解 由其机构运动简图不难看出，该机构有 3 个活动构件，n=3；包含 4 个转动副，PL=4；没有高副，PH=0。因此，由式(1-1)得该机构自由度为F=3n-2PL-PH=33-24-0=13.2.1 计算平面机构自由度的注意事项应用式(1-1)计算平面机构自由度时，还必须注意以下一些特殊情况。1.复合铰链2.局部自由度3.虚约束d.同步带传动啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。按带的传动形式分：开口传动：两轮转向相同交叉传动：两轮转向相反半交叉传动：用于交错轴二、工作原理、工作特点、应用1、工作原理：靠摩擦和靠啮合两种2、工作特点：适宜布置在高速级优点：可远距离传动、缓冲吸振、过载保护、结构简单、维护方便缺点：传动比不准确、传动效率低、带的寿命短、压轴力大：带=、链=、齿轮=3、应用：功率（P100 KW）、带速（V=525 m/s）、传动比（i7）三、受力分析工作前:两边初拉力 Fo=Fo（工作时:两边拉力变化：紧力 FoF1；松边 FoF2 F1Fo=FoF2 F1F2=摩擦力总和 Ff=有效圆周力 Fe所以:紧边拉力：F1=Fo+Fe/2；松边拉力：F2=FoFe/2另外：带受到的弯曲拉力：b1 和 b2离心拉力：Fc=qv2（应力 c）带传动的应力分布图：如下带的弹性滑动和打滑弹性滑动：带与轮缘之间会发生不显著的相对滑动称为-。滑动的结果：V1VV2)打滑：当带传动的有效圆周力超过了带的极限摩擦力时，带和带轮之间发生显著的相对滑动，称为-。:弹性滑动和打滑的区别：弹性滑动是不显著的相对滑动，只发生在部分包角范围内；而打滑是显著的相对滑动，发生在全部包角范围内。弹性滑动是带工作时的固有特性，是不可避免的；而打滑是带过载时的一种失效形式，是可以避免的。四、失效形式:1、带的疲劳破坏 2、打滑习题习题9-1 带传动中的弹性滑动与打滑有何区别对传动有何影响影响打滑的因素有哪些如何避免打滑|9-2在 V 带传动设计时，为什么要限制带的根数9-3 带传动的主要失效形式是什么9-4 带传动工作中，带上所受应力有哪几种如何分布最大应力在何处第第 1010 章章链传动链传动复习重点复习重点、1.链传动的组成、工作原理、传动特点链传动的组成、工作原理、传动特点1、组成：主动链轮、从动链轮、传动链2、工作原理：靠啮合。（滚子链：靠链节和链轮轮齿的啮合。齿形链：靠链齿和轮齿的啮合）。3、传动特点：优点：（和带比）无弹性滑动、打滑现象、i 平均=常数 压轴力小 可在恶劣环境（如高温、油污、潮湿）中工作 传动效率比带高（和齿轮比）易安装、远距离传动轻便。缺点：i 瞬时常数 传动时有振动、冲击、噪声 只能用于两平行轴之间的传动 传动急速反转时性能较差。4.传动链结构特点：|按链条的结构不同分：套筒滚子链：（简称滚子链）齿型链滚子链：）结构：由外链板、内链板、套筒、滚子、销轴 五部分组成。各部分关系：销轴与套筒、套筒与滚子 为间隙配合。销轴与外链板、套筒与内链板 为过盈配合。另外：内、外链板之间留有一定间隙，以便润滑油渗入到铰链的摩擦面间。内、外链板均制成“”型。（从减轻重量和等强度两方面考虑）链的排数：一般不超过 4 排。连结数通常取偶数(接头方便,无过渡链节)链条的参数与标记：参数已标准化，分 A、B 系列。表 11-1 给出了 A 系列的一些参数。主要参数为：节距 P（相邻销轴之间的中心距）标记 如：滚子链 20A-260 GB/T/243-1997表示：A 系列、节距 P=2016=31.75 mm、双排、60 节的滚子链。齿形链：（无声链）是由一组齿形链板由铰链联接而成。.按铰链的形式不同又分 圆销式、轴瓦式、滚柱式等）5、受力分析：静止时：通过控制松边垂度而使链条保持一定的张紧力（即：悬垂拉力 F3）如图.F3=kfqga（kf-垂度系数，当垂度f=0.02a 时，kf-垂度系数可查表 11-3、q-每米长链的质量、g-重力加速度、a-中心距）工作时:与带相似，也分松紧边，但注意，松边在下，紧边在上。（与带传动正好相反）松边拉力=F3+F2（F2-离心拉力 F2=qv2；F3-张紧力或悬垂拉力）紧边拉力=F3+F2+F1（F1-有效工作拉力，F1=1000P/V KW）注意与带的区别：初拉力 F3 没有再变大或变小，链板之间可以相对转动，不像带有伸长收缩的明显改变。没有弯曲应力 b链包在链轮上，链板可以自由转动，不受弯曲应力。由链条的受力分析可知：链条受交变应力的作用，且受附加的动载荷作用，链条会发生疲劳破坏。：习题习题10-1 影响链传动速度不均匀性的主要因素是什么10-2 链传动为何要适当张紧常用的张紧方法有哪些10-3 链传动与带传动的张紧目的有何区别第第 1111 章章 齿轮机构齿轮机构、复习重点复习重点1、齿轮机构的类型2、渐开线齿廓的啮合特性3、标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算4.齿轮传动的失效形式5.齿轮传动中的受力分析（齿轮的转向及轮齿旋向分析）齿轮机构的类型齿轮机构的类型很多，按两齿轮轴线间的相互位置、齿向和啮合情况不同，齿轮机构可分为以下几种基本类型，如表11-1 所示。平行轴传动外啮合齿轮(两轮转向相反)直齿圆柱齿轮(图 4-1a)斜齿圆柱齿轮(图 4-1d)人字斜齿圆柱齿轮(图 4-1e)齿轮机构.内啮合圆柱齿轮(图 4-1b)(两轮转向相同)齿轮与齿条啮合机构(图 4-1c)。相交轴传动直齿圆锥齿轮(图 4-1f)曲齿圆锥齿轮(图 4-1g)【交错轴传动交错轴斜齿轮(图 4-1h)蜗轮蜗杆传动(图 4-1i)表 11-1 齿轮机构的类型渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓啮合传动具有如下几个特性：(1)能够保证定传动比传动(2)中心距变动不影响传动比(3)齿廓上压力方向不变标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算11.3.1 齿轮各部分名称和符号11.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数图 11-3 不同模数齿轮的齿形1.齿数 z在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为该齿轮的齿数，符号为z。&2.模数 m齿轮分度圆的直径 d、齿距 p 与齿数 z 的关系有：d=pz 或，为了便于设计、制造、检验和安装，令 m称为齿轮的模数，其单位为 mm。于是得到分度圆直径d=mz模数反映了齿轮的轮齿及各部分尺寸的大小。当齿数不变时，模数越大，其齿距、齿厚、齿高和分度圆直径都相应增大。图 11-3 给出了不同模数齿轮齿形。为了设计、制造、检验和使用的方便，齿轮的模数已经标准化。3.压力角 分度圆上的压力角简称压力角，以 表示。国家标准(GB/T1356-1988)中规定，分度圆上的压力角为标准值，通常取=20，在某些场合也采用=15、25等值。-4.其它齿形参数1)顶隙系数 c*在一对齿轮传动时，为避免一轮的齿顶与另一轮的齿槽底部相抵触，并有一定的空隙贮存润滑油，故一轮的齿顶圆与另一轮的齿根圆留有径向间隙，称为顶隙，用c 表示。标准的顶隙值取模数的倍数：c=c*m。2)齿顶高系数 ha*轮齿的高度取模数的倍数。对于标准齿轮，取：齿顶高 ha=ha*m，则齿根高 hf=(ha*+c*)m。国家标准规定：正常齿ha*=1，c*=；短齿 ha*=，c*=。11.3.3 标准渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算标准齿轮是指 m、ha*、c*均为标准值，并且s=e 的齿轮。为便于计算和设计，现将渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式列于表4-3 中。表 4-3 标准渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式名称模 数.）符号m计算公式与说明根据齿轮承载能力和结构需要确定，取标准值=20压力角分度圆直径齿顶高齿根高全齿高、dhahfhdad=mzha=ha*mhf=(ha*+c*)mh=ha+hf=(2ha*+c*)mda=d+2ha=(z+2 ha*)m￥齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距基圆齿距)dfdbdf=d-2hf=(z-2ha*-2c*)mdb=dcosp=mpb=pcoss=m/2ppbs齿厚齿槽宽中心距eae=m/2a=m(z1+z2)/2例 11-1 已知标准直齿圆柱齿轮的模数m=3 mm 和齿数 z=20，试求齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿顶高、齿根高、齿厚和齿槽宽。解：由表 4-3 所列公式分别计算如下：齿轮传动的失效形式对齿轮失效形式的分析有助于准确选择齿轮传动强度设计方法，以及寻求防止或延缓失效最有效、最经济的对策。齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，其失效形式主要有以下五种：1.轮齿折断 2.齿面点蚀 3.齿面磨损 4.齿面胶合 5.齿面塑性变形#齿轮材料根据轮齿失效形式的分析可以知道，齿轮材料应具备如下性能：齿面具有足够的硬度，以获得较高的抗点蚀、抗磨损、抗胶合的能力；齿芯有足够的韧性，以获得较高的抗弯曲和抗冲击能力；良好的加工和热处理工艺性能；经济性。轮齿的受力分析图 11-6 所示为一标准直齿圆柱齿轮传动，轮齿在节点C 处接触。若忽略摩擦力，轮齿间相互作用的法向力 Fn 沿着啮合线方向并垂直于齿面。为了计算方便，将法向载荷 Fn 在节点 C处分解为两个相互垂直的分力，即圆周力Ft 与径向力 Fr(单位均为 N)。由此可得：(11-1)式中 Tl主动轮传递的名义转矩(Nm)；dl主动轮分度圆直径(mm)；压力角。(11-2)式中 P1主动轮传递的功率(kW)；n1主动轮的转速(r/min)。作用于主动轮和从动轮上的各对应力等值反向。各分力的方向：圆周力 Ft，对于主动轮为阻力，与回转方向相反；对于从动轮为驱动力，与回转方向相同；径向力 Fr，分别指向各自轮心(外啮合齿轮)。习题习题11-1 何谓标准直齿圆柱齿轮11-2 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续传动条件是什么11-3 现有一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知齿数z1=21，z2=53，模数 m=mm。分别求两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、中心距、齿距、齿厚、齿槽宽、传动比以及渐开线在分度圆处的曲率半径和齿顶圆上的压力角。11-4 常见的齿轮失效形式有哪几种11-5 圆柱齿轮传动中大、小齿轮的齿宽是否相等为什么11-6 齿轮传动中两齿轮的齿面接触应力和齿根弯曲应力是否相等为什么11-7 齿轮润滑的意义何在常用的润滑方法有何异同11-8 图示为二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，已知主动轮 1 的转向和旋向，为使轴上两齿轮的轴向力相互抵消。试确定：（1）斜齿轮 2、3、4 的螺旋线方向；（2）各轴的转向；（3）画出中间轴上的2齿轮受力图（即标出Ft2、Fr2、Fx2 的方向）。)第第 1212 章章 蜗杆传动蜗杆传动复习重点复习重点1.蜗杆传动的结构、特点2.蜗杆传动受力分析蜗杆传动的结构、特点：1.组成：蜗杆和蜗轮。2.形成：斜齿轮演化而成。3.蜗杆传动的类型：（根据蜗杆的形状不同分三类）圆柱蜗杆传动：环面蜗杆传动：（或称圆弧面蜗杆传动）锥蜗杆传动：（ZK 型-）蜗杆传动的受力分析：总法向力 Fn 分解为三个力：切向力：Ft2=2T2/d2Fx1径向力：Fr2Fr1轴向力：Fx2Ft1:当蜗杆为主动件时，先以左右手定则定出蜗杆轴向力Fx1，在定蜗轮。应力分析：主要为：接触应力 H弯曲应力：F其次为：压应力、切应力、摩擦剪应力等。第第 1313 章章 齿轮系齿轮系复习重点复习重点1、掌握定轴轮系，周转轮系传动比的计算2、定轴轮系转向判别，转化轮系法求解周转轮系传动比方法3、熟练掌握复合轮系传动比的计算方法及轮系的组成分析轮系的分类轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。定轴轮系（普通轮系）周转轮系复合轮系定+周（复杂轮系）（周+周定轴轮系及其传动比计算周转轮系的传动比计算复合轮系传动比的计算.第第 1414 章章 机械传动设计机械传动设计|复习重点复习重点1、机械传动的组成2、机械传动的类型习题习题14-1 传动装置的主要作用是什么&14-2 选择传动类型时应考虑哪些主要因素第第 1515 章章 机械的调速与平衡机械的调速与平衡复习重点复习重点1、机器运转速度波动调节的目的2、速度波动调节的方法3、回转件平衡的目的4、刚性回转件的平衡调节机器速度波动的目的1、周期性速度波动危害：引起动压力，和可靠性。可能在机器中引起振动，影响寿命、强度。影响工艺，产品质量。2、非周期性速度波动危害：机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。通过相应的手段对两类速度波动进行调节，将上述不良影响限制在容许范围之内。!机器周期性速度波动的调节方法机器中某一回转轴上加飞轮飞轮：能量存储器机器非周期性速度波动的调节方法采用调速器平衡的目的平衡的目的：尽量减小惯性力所引起的附加动压力。附加的动压力：附加载荷；振动（源）习题习题15-1 什么是速度波动周期性与非周期性速度波动调节各采用什么方法15-2 飞轮的作用有哪些其调速的原理是什么15-3 什么是静平衡什么是动平衡各至少需要几个平衡平面静平衡、动平衡的力学条件各是什么15-4 动平衡的构件一定是静平衡的，反之亦然，对吗为什么 第第 1616 章章 轴轴复习重点复习重点1.轴的分类2.轴的结构设计轴的分类$按承载分：心轴（只受弯）传动轴：（只受扭矩）转轴：