机械设计复习
机械设计:
齿轮传动:
（四）问答题
1．平行轴外啮合大、小斜齿轮的螺旋角方向是否相同？斜齿轮受力方向与哪些因素有关？
2．开式齿轮传动应按何种强度条件进行计算？怎样考虑它的磨损失效？
3．闭式齿轮传动应按何种强度条件进行计算？
4．为什么轮齿弯曲疲劳裂纹常发生在齿根受拉伸侧？
5．如图所示的轮系中，五个齿轮的材料、参数皆相同。当轮1主动时，问哪个齿轮的接触
疲劳强度最差？哪个齿轮的弯曲疲劳强度最差？设轮1传递给轮2、'
2的功率相同。
答：轮1接触疲劳强度最差，一周
工作两次。
轮2和'2 弯曲疲劳强度最差。
因对称循环的疲劳极限应力一
般仅为脉动循环时的70%。
6．什么叫硬齿面齿轮？什么叫软齿面齿轮？各适用于什么场合？
7．普通斜齿圆柱齿轮的螺旋角取值范围是多少？为什么人字齿轮和双斜齿轮的螺旋角可取
较大值？
８．选择齿轮齿数时应考虑哪些因素？
９．在锥-圆柱齿轮传动中，应将锥齿轮放在高速级还是低速级？为什么？
10．某开式齿轮传动时发生轮齿折断，试提出可能的改进措施（要求提出５种）。
答：（1）增大齿轮模数，同时减少齿数；（2）改善材料特性，热处理，提高心部的强度
b σ、屈服极限s σ、疲劳极限1-σ。
（3）正变为，增大齿根厚度。（4）增大齿根过渡圆角半径、降低齿根表面粗糙度值，以减小应力集中。（5）提高加工精度，以减小动载荷系数v K ，
齿向载荷系数βK , 齿间载荷分布系数αK 。
11．某机器中一对直齿圆柱齿轮传动，材料皆为45钢调质，z 1=20，z 2=60，模数m=3mm ，
现仍用原机壳座孔，换配一对45钢表面淬火齿轮，齿宽不变，z 1=30，z 2=90，模数m=２mm 。
问：①接触应力有何变化？②接触强度有何变化？③弯曲应力有何变化？
答：（1）接触应力不变；（2）接触疲劳强度提高。（3）弯曲应力增大。
12．一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：ａ）z 1=20；z 2=60，模数m=4mm ；
ｂ）z 1=40；z 2=120，模数m=2mm ，其他参数都一样。试问①两种方案的接触强度和弯曲强
度是否相同？②若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案更好？
13．齿面接触疲劳强度计算的计算点在何处？其计算的力学模型是什么？它针对何种失效形
式？
答：齿面接触疲劳强度的计算点在节点处，这主要是基于点蚀多发生于轮齿节线附近靠
齿根一侧。其力学模型是一对圆柱相接触，针对的失效形式为齿面接触疲劳失效，也称为点
蚀。
（五）受力分析题
１．斜齿轮传动如图所示（不计效率），试分析中间轴齿轮的受力，在啮合点画出各分力的方向。
２．如图所示为三级展开式斜齿圆柱齿轮减速器传动布置方案，为了减小轮齿偏载，并使同一轴上的两齿轮产生的轴向力能相互部分抵消，请指出该如何变动传动的布置方案。
3．起重卷筒用标准直齿圆柱齿轮传动，如图所示，试画出：
1）在位置B处啮合时大齿轮两个分力的方向。
2）当变换小齿轮安装位置，使其在A、B、C各点啮合时，哪个位置使卷筒轴轴承受力最小？（画出必要的受力简图，并作定性分析）
4．如图所示斜齿圆柱齿轮传动，齿轮1主动，在图中补上转向和螺旋线方向，并画出从动轮2其他分力。当转向或螺旋线方向改变时，从动轮2各分力的方向有何变化？
5．如图所示为一两级斜齿圆柱齿轮减速器，动力由轴I输入，轴Ⅲ输出，齿轮4螺旋线方向及Ⅲ轴转向如图示，求：
1）为使轴Ⅱ轴承所受轴向力最小，各齿轮的螺旋线方向。
2）齿轮2、3所受各分力的方向。
6．如图所示为二级减速器中齿轮的两种不同的布置方案，试问哪种方案较为合理？为什么？
答：第二个方案较合理（b ） ,因为此方案的齿轮布置形式使轴在转矩作用下产生的扭转变
形能减弱轴在弯矩作用下产生的弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。
蜗杆传动:
各分力的大小及其对应关系如下:
蜗杆切向力(圆周力)t1F 和蜗轮轴向力a2F
21
1t1d 2T F a F -== 蜗轮切向力(圆周力) t2F 和蜗杆轴向力a1F
12
2t2d 2T F a F -==
蜗轮径向力r2F 和蜗杆径向力r1F 12r1F r t F tan F -=≈α
式中, 1T 、2T 分别是蜗杆、蜗轮的转矩；1d 、2d 分别是蜗杆、蜗轮的分度圆直径；α是蜗
杆轴向压力角；负号“-”表示力的方向相反。
1)蜗杆、蜗轮各分力方向判断 蜗杆传动中，蜗杆蜗轮的切向力、径向力方向的判断与外合
齿轮传动的方法相同。即：
2)切向力t F 。蜗轮主动时，对于蜗杆为阻力，在啮合点与其蜗杆转向相反；对于蜗轮为驱动
力，在啮合点与其蜗轮转向相同。
3)径向力r F 。分别指向各自轴心。
4)轴向力Fa 。在蜗轮蜗杆的切向力确定之后，由作用力与反作用力关系就能相应判断蜗轮
蜗杆的轴向力方向。
与斜齿圆柱齿轮传动一样，蜗杆传动也可以用左右手定则来确定主动轮（一般为蜗杆）
轴向力的方向，即：当蜗杆主动时，右旋用右手握蜗杆，左旋用左手握蜗杆；四指弯曲
(3)各分力方向的判断
蜗杆传动中、蜗杆，蜗轮的切向力、径向力方向的判断与外啮合齿轮传动的方法相同。
轴向力a F ，在蜗杆和蜗轮的切向力t1F 、t2F 方向确定后。由作用力与反作用力关系，
就能相应判断蜗轮、蜗杆的轴向力a1F 、a2F 方向。比如：已知蜗杆转向，可确定蜗杆切向
力t1F 方向，从而也可确定蜗轮的轴向力a2F 方向。反之，也可由蜗轮转向，确定蜗轮切向力
t2F 方向，从而确定蜗杆轴向力a1F 方向。
与斜齿圆柱齿轮传动一样，蜗杆传动也可以用“左、右手定则”来确定主动轮（一般
为蜗杆）轴向力a F 。
需要强调的是：上述“左右手定则”仅适用于蜗杆主动时。加入蜗杆不是主动，而是
蜗轮主动，情况又如何？显然，“左右手定则”不能适用于从动蜗杆。但是，它却仍能对主
动件蜗轮的轴向力作出判断。于是，我们就可以总结出这样的规律。
1) “左、右手定则“ 无论对于斜齿圆柱齿轮传动或是蜗杆传动都是同样适用的。
2)左右手定则只适用于主动件。
有时虽然已知蜗杆主动，却不知道其具体转向，而只知道从动件蜗轮在工作中的转向，
左右手定则也就不便直接应用，只好由其他方法作出判断。
(4)蜗杆或蜗轮转向的判断
在蜗杆传动的受力分析中，常常需要判断蜗杆或蜗轮的转向。对于零件未知转向的判断，
往往需要全面掌握主从动件切向力方向判断，切向力与另一零件轴向力的关系，以及反映主
动件转向，轮齿旋向和轴向力方向之间关系的“左右手定则”知识。
6.圆柱蜗杆传动的强度计算
蜗杆传动的强度计算，主要为蜗轮齿面的接触疲劳强度计算和蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度
计算。
关于蜗杆传动的强度计算，在不同教科书，公式的表述形式各不相同，一般只要求做到
以下程度就可以了。
1)对计算公式不要求进行推到，但要熟悉公式中各符号和参数的含义及确定方法，并能够正
确地应用公式。注意区别蜗杆传动与齿轮传动强度计算公式中的不同。
2）注意区别蜗杆传动与齿轮传动强度计算公式中的不同，如：由于蜗杆传动效率较低，计
算中已不能忽略其影响，故公式中转矩用蜗轮转矩2T ，而非蜗杆转矩1T ；其次，由于强度
计算只针对蜗轮进行，故许用应力、齿形系数等都应取蜗轮的数据。
3)注意公式中单位统一
4)蜗杆和蜗轮的结构
蜗杆一般与轴作成一体；蜗轮结构形式多样，为降低成本，减少有色金属消耗，一般对
采用组合式结构。
典型例题
蜗杆传动的常见题型和齿轮传动相似，有时也与齿轮传动综合起来考虑。包括概念类题
型、主要参数及几何计算和设计计算题等。
例1：以标准阿基米德蜗杆传动，已知模数m=8mm ，蜗杆头数2z 1
，传动比i=20，要求
中心距a=200mm ，试确定蜗杆和蜗轮的主要参数及几何尺寸。
解 ：
m m .).(m )c h (d d m m
m d d m m
m h d d m m
m z d arctan q z arctan m m
.m z P m m
.m m m p m m
.).(m )c h (d d m m m h d d m d q m m
)(m z a d )m z d ()d d (a z i z a f a e a a n x a f a a 830082012320223448336336812320232040863811110
226650281332588608201280296812802108
8080408200222
12140
2202222222111111121212112=?+?-=+-==+=+==??+=+==?=='''====??===?===?+?-=+-==??+=+====
=?-?=-=+=+==?=?=******蜗杆根圆直径：蜗杆外径：蜗杆喉圆直径：蜗杆分度圆直径：蜗杆分度圆导程角：蜗杆导程：蜗杆轴向齿距：蜗杆根圆直径：蜗杆顶圆直径：蜗杆直径系数：则蜗杆分度圆直径：由蜗杆传动的中心距：蜗杆齿数： γππππ
例2 如图所示为斜齿轮-蜗杆减速器，小齿轮由电动机驱动，转向如图。已知：蜗轮右旋；
电动机功率P=4kW ，转速n=1450r/min, 齿轮传动的传动比2i 1=; 蜗杆传动效率=η0.86，
传动比18i 2=，蜗杆头数2z 3=，模数m=10mm 分度圆直径80mm d 3=，压力角
20=α齿轮传动效率损失不计。试完成以下工作：1.使中间轴上所受轴向力部分抵消，确定各轮的
旋向和回转方向。2.求蜗杆啮合点的各分力的大小，并在图中画出力的方向。
解：1)各轮的旋向回转方向以及蜗杆在啮合点的各分力方向如图所示所示。
1) 蜗杆的转矩
mm N .).(i n P .T ??=???=?=4611631027521450
41055910559
N ...d i d T F F m m
m z d z i z N ..d t a 34423444334324a4t334
33a4t3a4t310534360860181027522T 2360361036
218F F 1032180
1027522T F F F F ?=????=====?===?==?=??===η力方向相反，大小：
蜗轮切向力与蜗杆轴向蜗轮分度圆直径：蜗轮齿数：方向相反。
与：与蜗杆轴向力蜗杆切向力
a3F 与t4F 方向相反。
N N F F F t r 33443r 1065.120tan 1053.4tan ?=??=≈= α力方向相反，大小：
蜗轮径向力与蜗杆径向
解题要点：
1. 根据蜗轮和蜗杆旋向相同规律可知，蜗轮右旋，蜗杆也右旋。
2. 要使中间轴上蜗杆和大齿轮的轴向力部分抵消，需要两个零件的轴向力相反。只有蜗杆
和大齿轮的齿向相同时，由于两者转向相同，轮齿旋向相同，但一为从动（大齿轮）、
一为主动（蜗杆），其轴向力才必然反向。进而由大齿轮右旋，推定小齿轮必为左旋。
3. 由已知小齿轮转向，则大齿轮-蜗杆轴的转向可以确定，即：与1n 转向相反。由蜗杆在
啮合中主动轮，利用“左右手定则”（右手握蜗杆），即可判定蜗杆的轴向力a3F 方向。
再由蜗轮切向力t4F 与蜗杆轴向力a3F 方向相反，可确定蜗轮切向力t4F 方向。进而由蜗
轮从动，其切向力t4F 为驱动力，可确定蜗轮转向、蜗杆转向。而由蜗杆主动，其切向
力t3F 是蜗杆运动的工作阻力，可确定蜗杆切向力t3F 方向（t3F 方向在啮合点与蜗杆3
转向相反）。
4. 注意将各分力画在相应啮合点上。尤其要注意不要把轴向力直接画在零件的轴线上。此
外，还应掌握正确地表达空间受力简图。
例3：如图所示为一斜齿轮-双头蜗杆传动的手摇起重装置。已知：手柄半径R=100毫米，
卷筒直径D=200mm ，齿轮传动的传动比2i 1=，蜗杆的模数m=5mm ，直径系数q=10，蜗
杆传动的传动比50i 2=，蜗杆副的当量摩擦因数140f v .=，作用在手柄上的力F=200N ，
如果强度足够，试分析：当手柄按图示方向转动，重物匀速上升时，能提升的重物为多重？
当升起后松开手时，重物能否自行下落？齿轮传动功率损失和轴承损失不计。
解：Nmm 102Nmm 100200FR T 41?=?==小齿轮上转矩：
63811110
2q z arctan 1'''=== arctan γ蜗杆的导程角： 11857140v '''=== .arctan f arctan v ρ蜗杆副的当量摩擦角：
57011857638111638111tan 1.)
tan(tan )tan(v ='''+''''''=+= ργγη蜗杆传动的啮合效率： Nmm ..i i 641211410141570502102T T ?=????==η蜗轮转矩：
N ././D T 46
4101412
200101412W ?=?==能提升的物重： 则重物会自行下落此若升起后松开手时，
，不满足自锁条件，因大于由于11857638111v '''='''= ργ
解题要点： 小齿轮主动，动力由此输入，蜗轮是动力输出端。输入输出转矩之比，与转动
比和效率有关。轴承及齿轮传动的效率较高，可忽略其影响，故功率损失主要取决于蜗杆副
的啮合效率。匀速提升过程中，蜗杆输出转矩为重物所产生的阻力矩。
习题
（一）填空
1. 蜗杆传动中，常见的失效形式有 胶合、磨损和点蚀 ，通常先发生在 蜗轮上。设计中。
可通过 选用减磨材料、耐磨材料、 改善润滑条件等 来减轻。
2. 蜗杆传动参数中，蜗杆分度圆直径和模数应取 标准值 ；蜗杆头数和蜗轮齿数应取 整
数 ；蜗杆螺旋升角应取 精确计算值 。
3. 蜗杆常用材料为 钢 ，蜗轮常用材料为 铜合金 ；这样选取主要考虑配对材料应该具
有 一定强度 和 较好的抗胶合、抗磨损性能 。
4. 单头蜗杆和多头蜗杆相比，其主要特点为： 结构紧凑 ， 容易实现反行程自锁 ， 加
工方便 ， 效率低 。
5. 为了降低成本同时具有较好的减磨性和耐磨性，蜗轮的结构形式多采用 组合式 ，轮缘
材料选用 铜合金 ，轮毂材料选用 铸铁 。
6. 蜗杆传动强度计算中，只计算的 蜗轮 强度，原因为 蜗轮材料若于蜗杆材料 。
（二）选择题
1. 蜗杆传动中， 关系不成立。
A 、21n n i =
B 、21i ωω=
C 、21d d i =
D 、2
1z z i = 2. 通常蜗轮齿数不应少于 。
A 、17
B 、14
C 、27
D 、28
3. 蜗杆传动的变位是 。
A 、蜗杆变、蜗轮不变
B 、蜗杆不变、蜗轮变
C 、蜗杆变、蜗轮都变
4. 蜗杆传动中的主剖面是指 。
A 、蜗轮的端面
B 、过蜗轮轴线，垂直蜗杆轴线的平面
C 、过蜗杆曲线，垂直蜗轮轴线的平面。
5. 阿基米德蜗杆传动在主剖面内的特点 。
A 、相当于齿轮齿条啮合，易磨损
B 、相当于齿轮齿条啮合，易车削
C 、相当于两齿轮啮合，易铣削
（三）问答题
1. 与齿轮传动相比，蜗杆传动的特点是什么？常用于什么场合？
2. 蜗杆传动可分为哪几种类型？有何特点？
3. 什么是蜗杆的直径系数？在何种条件下，它的取值可以不受限制？
4. 在蜗杆传动中选择蜗杆的头数和蜗轮齿数时如何考虑？
5. 蜗轮轮齿的弯曲强度与斜齿轮相比哪个高？
6. 为什么闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？
7. 蜗杆的头数及导程角对传动的啮合效率有何影响？
8. 试证明具有反行程自锁性能的蜗杆传动的效率5.0<η
（四）受力分析
1.如图所示的传动系统，1、2为直齿锥齿轮，3、5为蜗杆，4、6为蜗轮，设锥齿轮1为主
动，转动方向如图。试确定：
1) 要求各轴上所受轴向力部分抵消，确定各轮的回转方向和各蜗杆、蜗轮的轮齿旋向。
2) 画出各轮的轴向分力的方向和蜗杆3在啮合点出的三个分力的方向。
2.如图所示为由锥齿轮、斜齿轮和蜗杆传动组成的三级减速器，轴I 由电动机驱动，转向如
图所示
1) 为使轴II 和轴III 上所受的轴向力相互抵消一部分，判断斜齿轮3、斜齿轮、蜗杆5和
蜗轮6的旋向，并标注在图上。
2) 在图中标出蜗杆转向5n 和蜗轮转向6n 。
3) 将蜗杆5所受各分力（Fr5、Fa5、Ft5）在啮合点处画出。
（五）计算题
1.用于分度机构的普通圆柱蜗杆传动，要求传动比为45，蜗轮分度圆直径约为110mm，试选配蜗杆传动的主要参数：蜗杆头数、蜗轮齿数、模数、蜗杆分度圆直径和蜗杆的导程角。
2.一普通圆柱蜗杆传动，要求中心距a=160mm，传动比30，蜗轮用标准滚刀加工。試为其选配适合的参数1z,2z,m, 1d及 。
链传动:
习题
（一）填空
1.链传动的主要类型有套筒滚子链，齿形链。
2.工作中，链节作着周期性速度的变化；从而给链传动带来速度不均匀性和有规律的
震动。
3.滚子链传动的主要失效形式有元件疲劳，磨损后脱链或跳齿、胶合、冲击破裂，
静力拉断、链轮磨损。
4.链轮的转速n越高，齿数z越少，链节距P越大，则链传动的动载荷也越大，
工作平稳性越差。
5.采用较小的链节距p和较多的链轮齿数z是减少动载荷和提高滚子链传动工作平稳
性的主要方法。
（二）选择题
1.链传动的平均传动比为A 。链传动的瞬时传动比为B 。
A、常数;
B、非常数;
2.链传动的链节数是 A 。
A、偶数
B、奇数
C、质数
3.链轮齿数不宜过少，否则 A 。
A、运动的不均匀性更趋严重
B、链条磨损后易脱落
4.一般推荐链轮的最大齿数为z max=120，这是从减少
B 考虑的。
A、链传动的运动不均匀性
B、链在磨损后容易引起拖链
5.通常张紧轮应装在靠近 A 上。
A、主动轮的松边; A、主动轮的紧边;
C、从动轮的松边;
D、从动轮的紧边;
6.多排链的排数一般不超过 A 。
A、3、4
B、5、6
C、7、8
7.链传动最适宜的中心距为B 。
A、20p～30p;
B、30p～50p;
C、50p～80p;
8.与带传动相比，链传动工作中的压轴力 B 。
A、较大
B、较小
C、大体相当
9.在同时包含链传动和带传动的机械系统中，应将 B 至于系统的高速级。
A、链传动
B、带传动
10.链轮的z最小取B ，z最大取E 。
A、6
B、9
C、17
D、80
E、120
F、150
轴:
例8-1 指出图所示轴结构设计中存在的问题，并予以改正。
解：结构设计中存在的主要问题：
1) 轴的两端一般应画出倒角。
2) 齿轮未作轴向和周向固定。
3) 右轴头用于固定半联轴器的轴端挡圈使用不当。
4) 轴与齿轮及右轴承的非工作配合面过长，致使轴上零件的装、拆不便。
5) 左轴承内座圈右侧的定位轴肩过高，致使轴承得不到合力拆卸。
改进后的轴，其合理结构设计如上右图所示。
例2：普通单级斜齿圆柱齿轮减速器的输入轴，通过弹性联轴器与驱动电动机相联，已知齿
轮在轴上对称布置，距两轴承支点的计算距离均为100mm ，齿轮的分度圆半径为40mm 。齿轮
工作中所受各分力的大小分别为：5400t F N =，2010r F N =，1400a F N =。当轴线水
平、左端外伸、啮合点在齿轮的上方时，则齿轮的圆周力t F 方向指向纸外、轴向力a F 指向
右方。试依次画出轴的空间受力图及垂直面、水平面受力图，并求解支反力。
解 1) 轴的空间受力简图如图a 所示；
2) 垂直面受力图如图b ，反力 100402010100140040725200200
r a AV F F F N N ?-??-?=== 3(2010725) 1.2910BV r AV F F F N N =-=-=?
3) 水平面受力图如图c ，支反力 10054001002700200200
t AH F F N N ??=== 2700BH AH F F N ==
AV F 、BV F 、AH F 、BH F 计算结果均为正值，表明其方向设定无误。
习题8
（一）判断题
1．重要或受力较大的轴，选用合金钢的理由是因为其对应力集中的敏感度低。 （?）
2．轴的强度计算中，按许用切应力计算的方法适用于转轴的校核计算。 （?）
3．当其余条件相同时，具有相同横截面面积的空心轴比实心轴的刚度大。 （∨）
4．可以用改变支点位置和改善轴的表面品质的方法来提高
轴的强度。 （∨）
5．为了减小应力集中，在轴的直径变化处应尽可能采用较
大的过渡圆角半径。 （∨）
6．弹性挡圈的轴向固定方式，结构简单，适用于轴向力较
大的场合。 （?）
（二）填空题
1．工作中，既受弯矩又受转矩作用的轴，称为 转轴 ；只受弯矩不受转矩作用的轴称为
心轴 。
2．为提高轴的刚度，可以采用 加大轴径 、 采用弹性模量大的材料 、 采用空心轴 等
方法。
3．轴的圆柱面通常可采用 车削、磨削 加工方法获得，轴上的键槽通常则采用 铣削 加
工方法获得。
4．采用当量弯矩法进行轴的强度计算时，公式e M =e M 是 当量弯矩 ，
α是根据 转矩性质 而定的应力校正系数。
5．在轴的结构设计中，根据功能通常可将轴肩区分为 定位 轴肩和 工艺 轴肩。
6．轴的毛坯一般采用 圆钢或锻造 ， 铸造 毛坯的品质不易保证。
7．同一轴上不同轴向位置有多个平键键槽时，键槽应布置在 同一条母线上 ；同一轴向
位置的两平键键槽应 相差180度 布置。
8．轴上零件的轴向固定可以采用 轴肩 、 套筒 等方法；周向固定可以采用 键 、 销
钉 等方法。
9．为了提高轴的疲劳强度，可以改善其表面品质，常用的方法有： 降低表面粗糙度 、 采
用表面强化 等。
（三）选择题
1．根据轴在工作中承载情况分类，车床主轴为 A ，自行车前轮轴为 C 。
A ．转轴
B ．传动轴
C ．心轴
2．已知某减速器的输出轴，轴上传动件为斜齿轮，那么这个斜齿轮的轴向力将对轴产生 B ，切向力将对轴产生 C 。
A ．转矩
B ．弯矩
C ．转矩和弯矩
3．轴的刚度不够时，可以采用 B 来提高轴的刚度。
A ．将碳素钢材料换成合金钢
B ．采用同质量的空心轴
C ．减小轴径
（四）问答题
1．轴按受载情况分类有哪些形式？自行车的中轴和后轮轴各属于何种轴？
2．为什么常用轴多呈阶梯形？
3．常见的零件在轴上轴向和周向固定的方法有哪些？
4．轴的常用材料有哪些？为什么不能用合金钢代替碳素钢来提高轴的刚度？
5．与滚动轴承和联轴器配合处的轴径应如何选取？
6．当量弯矩计算公式中，系数α的含义是什么？如何确定？
7．轴类零件设计应考虑哪些方面的问题，基本设计步骤如何？
8．如所示为某传动系统的两种不同布置方案的比较。若传递功率和各传动件的尺寸参数等完全相同，则分别按强度条件计算其减速器主动轴的直径尺寸，其结果是否相同？
9．轴的强度计算中，若轴上开有键槽，则在确定轴径尺寸时该如何考虑？
10．从轴的结构工艺性考虑，同一轴上不同轴向位置的键槽，一般怎样设计比较合理？
11．在轴的结构设计中，如何考虑轴的结构工艺性？
滚动轴承:
例 1 锥齿轮减速器主动轴采用一对30206圆锥滚子轴承如图,已知锥齿轮平均模数m m =3.6mm ，齿数z=20，转速n=1450r/min ，轮齿上的三个分力，F T =1300N ，F R =400N ，F A =250N ，轴承工作时受有中等冲击载荷（可取冲击载荷系数51f p .=），工作温度低于1000C ，要求使用寿命不低于12000h ，试校验轴承是否合用。
（注：30206，派生轴向力，2Y F F r =，e=0.37。当e F F r a >，X=0.4，Y=1.6；当e F F r
a <，X=1，Y=0。基本额定动载荷C r =43.2×103N 。）
解：（1）计算滚动轴承上的径向载荷r1F 、r2F
此题没有直接给出滚动轴承上的载荷，因此需通过轴系的受力分析求出轴承上的载荷。轴系的载荷是锥齿轮上的三个分力，求支反力时要分平面，且径向力与轴向力在一个平面里。
1）锥齿轮平均半径r m
36mm mm 2
206.32z m r m m =?==
2）水平面支反力，如下图所示。
80
4013008040F F T 1x ?=?=N=650N N 1095.1N 6501300F F F 31x T 2x ?=+=+=）（
3）垂直面支反力
80
4040036250-8040F 36F -F R A 1y ?+?=?+?=N=87.5N 488N N 5.87400F F F 1R 2y =+=+=）（
4）轴承上的径向载荷
轴承1
656N N 5.87650F F F 222
1y 21x r1=+=+=
轴承2 N 102.01N 488)10(1.95F F F 32232
2y 22x r2?=+?=+=
（2）计算轴承上的轴向载荷a1F 、a2F 205N N 6
.126562Y F F r1s1=?== 628N N 6
.12102.012Y F F 3
r2s2=??== 滚动轴承的配置为背对背，派生轴向力的方向如图所示。
2）计算轴向载荷
s2A s1F 455N N )250205(F F <=+=+
可以判断轴承1为压紧端，轴承2为放松端。于是
378N N )250628(F F F A s2a1=-=-=
628N F F s2a2==
（3）计算轴承的当量动载荷r1P 、r2P
因e=0.37，则
e 58.0656378F F r1a1>==，e 31.0102.01628F F 3
r2a2<=?= 867N N )3786.16564.0(YF XF P a1r1r1=?+?=+=
N 1001.2F P 3r2r2?==
r1r2P P >，则取N 10012P P 3r2r ?==.
（4）计算轴承的寿命h L
[]h 43
10336r d r t 6
h L h 10218h 100125110243114506010P f C f 60n 10
L >?=???????????=??????=....ε 计算结果表明，所选轴承符合要求。
例2：如图所示为涡轮轴系的结构图，已知涡轮轴上的轴承采用脂润滑，外伸端装有半联轴器。试指出图中的错误，并指出其正确结构图。
解 该轴系存在的错误如图所示。
（1）轴上定位零件的定位及固定
图中1：安装蜗轮的轴头长度应小于轮毂宽度，以使蜗轮得到可靠的轴向定位。
（2）装拆与调整
图中2：轴承端盖与机体之间无调整垫片，无法调整轴承间隙。
图中3：左轴承内侧轴肩过高无法拆卸。
图中4：与右轴承配合处的轴颈过长，轴缺少台阶，轴承拆装不方便。
图中5：整体式箱体不便轴系的拆装。
（3）转动件与静止件的关系
图中6：联轴器为转动件，不能用端盖作轴向固定，应用轴肩定位。
图中7：轴与右轴承盖（透盖）不应接触。
（4）零件的结构工艺性
图中8：为便于加工，轴上安装蜗轮处的键槽应与安装联轴器处的键槽开在同一母线上。 图中9：联轴器上的键槽与键之间应留有间隙。
图中10：箱体端面的加工面积过大，应起轴承凸台。
（5）润滑与密封
图中11：轴与轴承透盖之间缺少密封装置。
图中12：轴承与蜗轮的润滑介质不同，应在轴承孔与箱体之间加密封装置。
改正后的轴系结构图如右上图所示。
习题
（一）选择题
1．与滑动轴承相比，以下滚动轴承的优点中，___的观点有错误。
A．内部间隙小，旋转精度高
B．在轴颈尺寸相同时，滚动轴承宽度比滑动轴承小，可减小机器的轴向尺寸。
C．滚动摩擦远小于滑动摩擦，因此摩擦功率损失小，发热量小，特别适合在高速情况下使用。
D．由于摩擦功率损失小，则滚动轴承的润滑油耗量少，维护简单，与滑动轴承相比，维护费可节约30%
2．滚动轴承套圈与滚动体常用材料为___。
A．20Cr B．40Cr C．GCr15 D．20CrMnTi
3．以下材料中，____不适用做滚动轴承保持架。
A．塑料B．软钢C．铜合金D．合金钢淬火
4．推力球轴承不适于高转速，这是因为高速时_____，从而使轴承寿命严重下降。
A．冲击过大B．滚动体离心力过大
C．滚动阻力大D．圆周线速度过大
5．下列各类滚动轴承中，除主要承受径向载荷外，还能承受不大的双向轴向载荷的是___。
A．深沟球轴承B．角接触轴承
C．圆柱滚子轴承D．圆锥滚子轴承
6．______轴承能很好地承受径向载荷与单向轴向载荷的综合作用。
A．深沟球轴承B．角接触轴承
C．推力球轴承D．圆柱滚子轴承
7．角接触轴承所能承受轴向载荷的能力取决于_____。
A．轴承的宽度B．接触角的大小
C．轴承精度D．滚动体的数目
8．在下列四种轴承中，____必须成对使用。
A．深沟球轴承B．圆锥滚子轴承
C．推力球轴承D．圆柱滚子轴承
9．润滑条件相同时，以下四种精度和内径相同的滚动轴承中____的极限转速最高。
A．深沟球轴承B．圆锥滚子轴承
C．推力球轴承D．圆柱滚子轴承
10．有一根只用来传递转矩的轴用三个支点支承在水泥基础上，它的三个支点的轴承应选用____。
A．深沟球轴承B．调心滚子轴承
C．圆锥滚子轴承D．圆柱滚子轴承
11．中速旋转正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是___。
A．滚动体破碎B．滚道压坏
C．滚道磨损D．滚动体与滚道产生疲劳点蚀
12．作用在滚动轴承上的径向力在滚动体之间的分配是______。
A．在所有滚动体上受力相等
B．在一半滚动体上受力相等
C．在某一确定数目的滚动体上受力相等
D．受力不等，并且总有一个滚动体受力最大
13．在同样载荷和同样的工作条件下运转的同一批生产的同型号的滚动轴承，它们的寿命一
般___。
A ．相同
B ．不相同
C ．90%轴承相同
D ．10%轴承相同
14．一批相同的滚动轴承，当量静载荷等于基本额定静载荷时，受力最大的滚动体与滚道之间接触应力达到标准规定值的概率为___%。
A ．10
B ．50 C. 90 D ．100
15．___可以提高滚动轴承的极限转速。
A ．较小轴承间隙
B ．用滚子轴承取代球轴承
C ．改善润滑及冷却条件
D ．降低轴承精度
16．当滚动轴承的疲劳寿命可靠度提高时，其额定静载荷___。
A ．增大
B ．减小
C ．不变
D ．不一定
17．某深沟球轴承的当量动载荷增大一倍，其他条件不变，则寿命降低到原寿命的___。
A ．1/2 A ．1/4 C ．1/8 A ．1/16
18．直齿轮轴系由一对圆锥滚子轴承支承，轴承径向反力r1r2F F >，则轴承的轴向力__。
A ．a1a2F F >
B ．a1a2F F <
C ．0F F a1a2==
D ．0F F a1a2≠=
19．有一调心滚子轴承数据如下：C=45.3KN, Co=39.9KN,径向载荷Fr=45000N ，转速n=10r/min ，要求工作寿命1500h ，载荷系数f P =1，温度系数f t =1，安全系数S 0=1，经计算表明该轴承__。
A ．寿命满足要求，静强度不满足要求
B ．寿命不满足要求，静强度满足要求
C ．寿命和静强度都满足要求
D ．寿命和静强度都不满足要求
20．同一根轴的两端支承，虽然承受载荷不等，但常采用一对相同型号的滚动轴承，这是因为除___以外的下述其余三点理由。
A ．采用同型号的一对轴承，采购方便
B ．安装轴承的两轴承孔直径相同，加工方便
C ．安装轴承的两轴颈直径相同，加工方便
D ．一次镗孔能保证两轴承中心线的同轴度，有利于轴承正常工作
21．滚动轴承在安装过程中应留有一定轴向间隙，目的是为了____。
A ．装配方便
B ．拆卸方便
C ．散热
D ．受热后轴可以自由伸长
22．设计滚动轴承组合时，对支承跨距很长、温度变化很大的轴，考虑轴受热后有很大的伸长量，应______。
A ．将一支点上的轴承设计成可移动的
B ．采用内部间隙可调整的轴承（如圆锥滚子轴承，角接触轴承）
C ．轴颈与轴承内圈采用很松的配合
D ．轴系采用两端单项固定的结构
23．滚动轴承与轴和外壳孔的配为____。
A ．内圈与轴为基孔制，外圈与孔为基轴制
B ．内圈与轴为基轴制，外圈与孔为基孔制
C ．都是基孔制
D ．都是基轴制
24．下列轴承中，___轴承不能作为轴向预紧轴承使用。
A ．推力球
B ．圆柱滚子
C ．角接触
D ．圆锥滚子
25．滚动轴承轴向预紧措施主要用在____。
A．精密机床主轴中B．高速旋状机械主轴中
C．大型重载机械中D．冲击振动严重的机械中
26．对滚动轴承进行密封，不能起到____的作用。
A．防止外界灰尘、污物侵入B．防止外界水气侵入
C．阻止轴承内润滑剂外流D．减轻运转噪声
（二）问答题
1．为什么现代机械设备中大多数采用滚动轴承而不是滑动轴承.
2．滚动轴承类型选择应主要考虑哪些因素？
3．滚动轴承的主要失效形式有哪些？其相应设计计算准则是什么？举出适用实例。
4．试述滚动轴承的寿命与基本额定寿命的区别。某轴承实际使用寿命低于其计算的基本额定寿命，试解释其原因。
5．何谓滚动轴承基本额定动载荷？何谓当量动载荷？它们有何区别？当量动载荷超过额定动载荷时，该轴承是否可用？
6．何谓滚动轴承基本额定静载荷？滚动轴承的静强度条件是什么？
7．基本额定动载荷与基本额定静载荷本质上有何不同？
8．深沟球轴承和角接触球轴承，在工作中受到较小的的轴向外载荷作用时，反而对其寿命有利，为什么?
9．角接触球轴承和圆锥滚子轴承派生轴向力产生的原因是什么？
10．在向心角接触轴承中，派生轴向力的产生与接触角有关，而深沟球轴承受到轴向载荷作用时也会形成一定的接触角，为什么计算时不考虑派生轴向力呢？
11．常见轴系的轴向固定方式有哪三种基本形式？各有什么特点？
12．滚动轴承的内、外圈的固定与锁紧方式有哪些？
13．为什么角接触球轴承和圆锥滚子轴承往往成对使用且“面对面”与“背对背”配置？
14．角接触球轴承和圆锥滚子轴承的面对面”与“背对背”配置各有什么特点？分别适用于什么场合？
15．滚动轴承预紧的目的是什么？常用预紧方法有哪些？什么情况下需要预紧？
16．滚动轴承内孔与轴及外径与座孔间的配合有何特点？选择配合应考虑哪些因素？
17．滚动轴承常用哪几种润滑方式？使用范围如何？
18．滚动轴承密封的目的是什么？密封装置可分为哪几大类？
滑动轴承:
典型题
例1 ：简述向心滑动轴承形成流体动压润滑的过程。
答：向心滑动轴承形成流体动压润滑的过程可以分为三个阶段：即起动阶段，不稳定润滑阶段和稳定运转阶段。
静止时，轴受外载F 作用，与轴瓦处于接触状况。起动后，轴颈表面的运动将流体不断裹入承载区，使流体膜内形成动压力。由于此时流体膜内动压、外载F 和流体内部摩擦力的综合作用处于不稳定状况，而使轴心位置不固定。轴承达到稳定运转阶段时，流体膜压力p 与外载的合力为零。轴心将稳定在一固定位置上，轴承持续处于这一状态下工作。 如果设计不合理，滑动轴承中的油膜可能发生震荡，这将是十分危险的。
例2：试判断图示工况条件下是否可能形成动压润滑。
答：如图a 所示，轴心位于轴承的左下方，由于轴和轴承按1n 、2n 转动时，轴承在右下方区域形成楔形间隙，其间润滑剂被从大口带向小口，因此，在具备其它必要条件时，有可能形成液体动压润滑。
如图b 所示，上板不动，下板以速度v 向左运动时，两板间润滑剂被从小口带向大口，不符合形成液体动压润滑必备的条件，因此，不可能形成液体动压润滑。
习题
（一）选择题
1. 在混合润滑滑动轴承设计中，限制p 值的目的是防止。
A.轴承材料过度磨损
B.轴承材料发生塑性变形
C.轴承材料过度发热
D.出现过大的摩擦阻力矩
2. 在混合润滑滑动轴承设计中，限制pv 值的目的是防止。
A.轴承材料过渡磨损
B.轴承材料发生塑性变形
C.轴承过度发热产生胶合
D.出现过大的摩擦阻力矩
3. 在设计动压径向滑动轴承时，若发现其最小油膜厚度min h 不够大，应采用 。
A.减小轴承的宽径比B d
B.增大供油量
C.更换粘度较低的润滑油
D.增大相对间隙
4. 在设计动压径向滑动轴承时，宽径比B d 越大，则轴承。
A.端泄流量小，承载能力高，温升低
B.端泄流量小，承载能力高，温升高
C.端泄流量大，承载能力低，温升低
D.端泄流量大，承载能力低，温升高
5. 在设计动压径向滑动轴承时，相对间隙ψ主要应根据
选择。
A.轴承载荷F和轴颈直径d
B.轴承平均压强p及润滑油的粘度η
C.轴承平均压强p及轴颈线速度v
D.轴颈线速度v和轴承载荷F
6．两板间充满一定粘度的流体，两板相对运动如图所示，可能形成流体动压润滑的是。
（二）问答题
1. 混合摩擦状态下滑动轴承设计需要哪些条件性计算？
2. 滑动轴承形成流体动力润滑的必要条件是什么？
3. 轴瓦在开设油孔和油槽时要注意些什么？
机械设计基础第六版重点复习
《机械设计基础》知识要点 绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械 第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算 第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。 了解：常用材料的牌号和名称。 第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。 滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。
机械设计基础重点
机械设计基础重点文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
自由度F=3n-2PL-PH（n：活动机构，pl:低副（通过面接触）ph:高副（通过点或线接触））F必须大于0曲柄摇杆机构有急回特性（反行程摆动速度必然大于正行程）和死点位置（从动件出现卡死和运动不确定现象，死点应加以克服，利用构件的惯性来保证机构顺利通过死点） 凸轮与从动件之间依靠弹簧力、重力、沟槽接触来维持。凸轮从动件的三种常用运动规律为：等速运动、等加速等减速运动和摆线运动。 常见间隙机构：槽轮机构（运动系数T必须>0，径向槽的系数z大于等于3，T 总小于1/2,如使T大于1/2，须在构件1安装多个圆角），棘轮，不完全齿轮，凸轮间隙运动间隙（凸优点：运转可靠，工作平稳，可用作高速间隙运动）。 在机器中安装飞轮的目的：调节机器速度的周期性波动（非周期性波动通过调速器调节）一般把飞轮安装在机器的高速轴上。 调节机器速度波动目的：机器速度的波动带来一系列不良影响，如在运动副中产生动压力，引起机械振动，降低机器效率和产品质量等。因此，必须设法调节其速度，使速度波动限制在该类机器容许的范围内. 静平衡条件： P53 动平衡：P54 螺纹连接的主要类型：螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈。常用的连接螺纹为单线三角形右旋螺纹。细牙螺纹特点：螺距较小，细牙普通螺纹的螺栓的抗压强度较高。一般适用薄壁零件及受冲压零件的联接。但细牙不耐磨，易滑扣不宜经常拆卸，故广泛适用粗牙。 螺纹连接防松原理：1、利用摩擦力（在螺纹间保持一定的摩擦力，且摩擦力尽 可能不随载荷大小而变化）2、机械方法（1.用机械装置把螺母和螺栓连在一起2.
机械设计学复习题知识分享
机械设计学复习题 一、名词解释： 1、功能原理设计 2、简单动作功能 3、复杂动作功能 4、机械创新设计 5、机械协调性设计 6、核心技术 7、关键技术 8、弹性强化 9、塑性强化 二、简答题： 机械设计学课后习题 1-1机械产品设计的三个基本环节是什么？ 答：机械产品设计的三个基本环节是：“功能原理设计，实用化设计和商品化设计” 1-2、机械设计具有哪些主要特点： 答：机械设计具有如下主要特点 :(1)多解性 (2)系统性 (3)创新性1-3、近代“机械设计学”的核心内容 1）“功能”思想的提出：l947年、美国工程师麦尔斯创立了“价值工程“。他真正重要的贡献在于他提出的关于‘功能”的思想。2）“人机工程’’学科的兴起：“宜人”的宗旨已经成为现代机械设计
的基本观念。 3）“工业设计”学科的成熟。工业产品设计的原则是：“技术第一，艺术第二”。工业设计师应该首先是一个工业技术专家，而不首先是一个艺术家。 1-4、从设计构思的角度机械产品设计可归纳为三大步： 创意、构思和实现。 创意：重点在于新颖性，且必须具有潜在需求。 构思：重点在于创造．即要构思一种新的技术方向或功能原理来实现某创意。 实现：重点在于验证构思的合理性，可以通过模型或原理样机来检查构思的合理性。 1-5、机械设计按其创新程度可分为以下三种类型： 1)适应性设计仅改变某些尺寸、外形或局部更改某些结构，使产品适应特定的使用条件或者用户特殊要求。 2）变型设计功能原理保持不变，变动产品部分结构尺寸参数，扩大规格，以满足更大范围功能参数需要的设计。 变型性设计是产品系列化的手段。 3)创新设计在全部功能或主要功能的实现原理和结构未知的情况下，运用成熟的科学技术成果所进行的新型的机械产品设计。 3-1、什么是功能原理设计？ 答：机械产品设计的最初环节，是先要针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思。这种针对主要功能的原理性设计，可以简称为“功
国家开放大学 机械设计基础形成性考核习题及答案
机械设计基础课程形成性考核作业（一） 第1章 静力分析基础 1．取分离体画受力图时，__CEF__力的指向可以假定，__ABDG__力的指向不能假定。 A ．光滑面约束力 B ．柔体约束力 C ．铰链约束力 D ．活动铰链反力 E ．固定端约束力 F ．固定端约束力偶矩 G ．正压力 2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在__B__的方向上，使投影方程简便；矩心应选在_FG_点上，使力矩方程简便。 A ．与已知力垂直 B ．与未知力垂直 C ．与未知力平行 D ．任意 E ．已知力作用点 F ．未知力作用点 G ．两未知力交点 H ．任意点 3．画出图示各结构中AB 构件的受力图。 4．如图所示吊杆中A 、B 、C 均为铰链连接，已知主动力F ＝40kN,AB ＝BC ＝2m,?＝30?.求两吊杆的受力的大小。 解：受力分析如下图 列力平衡方程： 又因为 AB=BC 第2章 常用机构概述 1．机构具有确定运动的条件是什么? 答：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动 2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？ 答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。 3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 （1）n ＝7，P L ＝10，P H ＝0 （2）n ＝5，P L ＝7，P H ＝0 C 处为复合铰链 （3）n ＝7，P L ＝10，P H ＝0 （4）n ＝7，P L ＝9，P H ＝1 E 、E ’有一处为虚约束 F 为局部自由度 C 处为复合铰链 第3章 平面连杆机构 1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_C_为机架，将得到双曲柄机构。 A ．最长杆 B ．与最短杆相邻的构件 C ．最短杆 D ．与最短杆相对的构件 2．根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。 a ）双曲柄机构 b ）曲柄摇杆机构 c ）双摇杆机构 d ）双摇杆机构 3．在图示铰链四杆机构中，已知，l BC =150mm ，l CD =120mm ，l AD =100mm ，AD 为机架；若想得到双曲柄机构，求l AB 的最小值。 解：要得到双曲柄机构，因此AD 杆必须为最短杆； 若AB 为最长杆，则AB ≥BC ＝150mm 若BC 为最长杆，由杆长条件得： 因此AB l 的最小值为130mm 4．画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。 ．如下图： 第4章 凸轮机构 1．凸轮主要由__凸轮___，___推杆__和___机架___三个基本构件组成。 2．凸轮机构从动件的形式有__尖顶_从动件，_滚子_从动件和_平底__从动件。 3．按凸轮的形状可分为__盘形_凸轮、_圆柱_凸轮和__曲面__凸轮。 4．已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R ＝25mm ，凸轮轴心到圆盘中心的距离L=15mm ，滚子半径r T =5mm 。试求： （1）凸轮的基圆半径R O ＝？解：（1）mm r L R R T 15515250 =+-=+-= （2） （4）mm r L R L r R S T T 98.10)()(22=----+= （2）画出图示机构的压力角? （3）推杆的最大行程H ＝？
《机械设计基础》复习重点、要点总结
《机械设计基础》 第1章机械设计概论 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 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 复习重点 1. 摩擦的四种状态 2. 常用润滑剂的性能 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 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。 3.1 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。 3.2 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P L个低副和P H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2P L+P H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-2P L-P H (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，P L=4；没有高副，P H=0。因此， 由式(1-1)得该机构自由度为 F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1
机械设计基础课程设计1
南京工业大学 机械设计基础课程设计计算说明书 设计题目 系（院） 班级 设计者 指导教师 年月日
目录 1：课程设计任务书。。。。。。。。。。。。。。。。。1 2：课程设计方案选择。。。。。。。。。。。。。。。。2 3：电动机的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 4：计算总传动比和分配各级传动比。。。。。。。。。。4 5:计算传动装置的运动和动力参数。。。。。。。。。。。5 6：减速器传动零件的设计与计算 （1）V带的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。8 （2）齿轮的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。13 （3）轴的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。。17 7：键的选择与校核。。。。。。。。。。。。。。。。。26 8：联轴器的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。28 9：润滑和密封。。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 10：铸铁减速器箱体主要结构设计。。。。。。。。。。。30 11：感想与参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。32
一、设计任务书 ①设计条件 设计带式输送机的传动系统，采用带传动和一级圆柱出论减速器 ②原始数据 输送带有效拉力F＝5000N 输送带工作速度V＝1.7m/s 输送带滚筒直径d＝450mm ③工作条件 两班制工作，空载起动载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。 ④使用期限及检修间隔 工作期限：8年，大修期限：4年。 二．传功方案的选择 带式输送机传动系统方案如图所示：（画方案图）
带式输送机由电动机驱动。电动机1将动力传到带传动2，再由带传动传入一级减速器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。传动系统中采用带传动及一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。
同济大学机械设计总复习重点
同济大学机械设计总复 习重点 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
同济机械学院《机械设计》复习要点 一、机械设计中的强度问题 1、几种稳定循环变应力 （1）变应力参数 最大压力 m ax σ 最小应力 min σ 应力幅 2 min max σσσ-=a 平均应力 2 min max σσσ+=m 应力比（循环特性） m ax m in σσγ= （2）对称循环变应力：max min σσ-=、max σσ=a 、0=m σ、1-=γ （3）脉动循环变应力：0min =σ、2 max σσ=a 、2 max σσ= m 、0=γ （4）静应力 2、变应力下的强度条件 （1）不同循环次数N 时的疲劳极限
当0N N 时 N m N K N N ?==γγγσσσ0 当0N N 时 γγσσ=N （2）同一循环次数，不同应力比（循环特性）γ时的疲劳极限 已知材料的机械性能1-σ、0σ（σ?）、s σ，可作出（材料的极限应力）γσ的简图 （σK ）零件的极限应力图 应力比：C =γ时 平均应力：C m =σ时 最小应力：C =min σ时 例：
二、机械传动 A 、带传动 1、带传动的工作情况分析 受力分析：0212F F F =+ e F F F =-21 αv f e F F =2 1 1201-=+=ααv v f f ec ec e e F F F F 1 1 202-=-=αv f ec ec e F F F F 1 1 20lim +-==ααv v f f ec f e e F F F 应力分析：拉应力 弯曲应力 离心拉应力 2min σσσ+=c 11max b c σσσσ++= 运动分析： 2、带传动的失效形式及设计准则：
(国家开放大学)机械设计基础形成性考核习题及答案
机械设计基础课程形成性考核作业(一) 第1章 静力分析基础 1.取分离体画受力图时,__CEF__力的指向可以假定,__ABDG__力的指向不能假定。 A.光滑面约束力 B.柔体约束力 C.铰链约束力 D.活动铰链反力 E.固定端约束力 F.固定端约束力偶矩 G.正压力 2.列平衡方程求解平面任意力系时,坐标轴选在__B__的方向上,使投影方程简便;矩心应选在_FG_点上,使力矩方程简便。 A.与已知力垂直 B.与未知力垂直 C.与未知力平行 D.任意 E.已知力作用点 F.未知力作用点 G.两未知力交点 H.任意点 3.画出图示各结构中AB 构件的受力图。 4.如图所示吊杆中A 、B 、C 均为铰链连接,已知主动力F ＝40kN,AB ＝BC ＝2m,α＝30?、求两吊杆的受力的大小。 解:受力分析如下图 列力平衡方程: ∑=0Fx 又因为 AB=BC ααsin sin C A F F =? C A F F = ∑=0Fy F F A =?αsin 2 KN F F F B A 40sin 2== =∴α 第2章 常用机构概述 1.机构具有确定运动的条件就是什么? 答:当机构的原动件数等于自由度数时,机构具有确定的运动 2.什么就是运动副？什么就是高副？什么就是低副？ 答:使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接,称为运动副。以点接触或线接触的运动副称为高副,以面接触的运动副称为低副。 3.计算下列机构的自由度,并指出复合铰链、局部自由度与虚约束。
(1)n ＝7,P L ＝10,P H ＝0 (2)n ＝5,P L ＝7,P H ＝0 H L P P n F --=23 H L P P n F --=23 =10273?-? =7253?-? 1= 1= C 处为复合铰链 (3)n ＝7,P L ＝10,P H ＝0 (4)n ＝7,P L ＝9,P H ＝1 H L P P n F --=23 H L P P n F --=23 =10273?-? =19273-?-? 1= 2= E 、E ’有一处为虚约束 F 为局部自由度 C 处为复合铰链 第3章 平面连杆机构 1.对于铰链四杆机构,当满足杆长之与的条件时,若取_C_为机架,将得到双曲柄机构。 A.最长杆 B.与最短杆相邻的构件 C.最短杆 D.与最短杆相对的构件 2.根据尺寸与机架判断铰链四杆机构的类型。 a)双曲柄机构 b)曲柄摇杆机构 c)双摇杆机构 d)双摇杆机构 3.在图示铰链四杆机构中,已知,l BC =150mm ,l CD =120mm,l AD =100mm,AD 为机架;若想得到双曲柄机构,求l AB 的最小值。 解:要得到双曲柄机构,因此AD 杆必须为最短杆; 若AB 为最长杆,则AB ≥BC ＝150mm 若BC 为最长杆,由杆长条件得: CD AB BC AD l l l l +≤+ mm l l l l CD BC AD AB 130=-+≥ 因此AB l 的最小值为130mm 4.画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。
机械设计复习要点及重点习题(机械类)
复习课本，课后每章作业题，以及打印习题 做过作业题每个都必须掌握，没掌握看书，涉及到公式记住，讲过的题必须掌 握方法， 一绪论 1、机器的基本组成要素是什么？ 【答】机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。所以，机器的基本组成要素就是机械零件。 2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。 【答】在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。 在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。 3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？ 【答】在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系； 在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求； 在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。 二机械设计总论 1、机器由哪三个基本组成部分组成？传动装置的作用是什么？ 【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。 传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。 2、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？ 【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。 机械零件的主要失效形式有 1）整体断裂； 2）过大的残余变形（塑性变形）； 3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳； 4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。
机械设计基础课程设计..
机械设计基础课程设计 计算说明书 设计题目：一级圆柱齿轮减速器学院：材料学院 班级： 学号： 设计者： 指导教师：姜勇 日期：2014年7月
目录 一．设计任务书 (1) 二．传动系统方案的拟定 (1) 三．电动机的选择 (1) 四．传动比的分配 (2) 五．传动系统的运动和动力参数计算 (3) 六．传动零件的设计计算 (4) 七．减速器轴的设计 (8) 八．轴承的选择与校核 (15) 九．键的选择与校核 (17) 十．联轴器的选择 (19) 十一．减速器润滑方式，润滑剂及密封装置 (19) 十二．箱体结构的设计 (20) 十三．设计小结 (22) 十四．参考文献 (23)
设计与计算过程演示 结果 一、设计任务书 1、设计任务 设计带式输送机的传动系统，采用带传动和一级圆柱齿轮减速器。软齿面、按照工作机 功率计算。 2、原始数据 输送带轴所需扭矩 τ=670Nm 输送带工作速度 ν=0.75m/s 输送带滚筒直径 d =330mm 减速器设计寿命为8年（两班制），大修期限四年。 3、工作条件 两班制工作，空载起动载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交 流电源，电压为380/220V 。 二、传动系统方案的拟定 带式输送机传动系统方案如图所示： 1：V 带；2输送带；3：圆柱齿轮减速器；4：联轴器；5：电动机；6滚筒 带式输送机由电动机驱动。电动机5将动力传到带传动1，再由带传动传入一级减速器3， 再经联轴器4将动力传至输送机滚筒6，带动输送带2工作。传动系统中采用带传动及 一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。 三、电动机的选择 按设计要求及工作条件选用Y 系列三相异步电动机，卧式封闭结构，电压380V 。 1、电动机的功率 根据已知条件由计算得知工作机所需有效效率 KW Fv P w 05.31000 75 .02/33.0670 1000=?== 设：η1—联轴器效率=0.99； η2—闭式圆柱齿轮传动效率=0.97 η3—V 带传动效率=0.96 η4—对轴承效率=0.99 KW P w 05.3=
机械设计基础知识点总结
n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =
最新《机械设计基础》第六版重点、复习资料
《机械设计基础》知识要点绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械第1 章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算第2 章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3 章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4 章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p / n的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5 章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9 章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。了解：常用材料的牌号和名称。 第10章：1）螺纹参数d、d i、d2、P、S、2、a、B及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺 纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11 章： 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章：1）蜗杆传动基本参数：m ai、m t2、丫、B、q、P a、d i、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章： 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、a1、 a 2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、（T 1、（T 2、b C、（T b及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章： 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章： 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章： 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章： 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，
机械设计基础形考作业3+许东存
江苏开放大学 形成性考核作业 学号2016090200067 姓名许东存 课程代码110035 课程名称机械设计基础（专）评阅教师 第 3 次任务 共 4 次任务 江苏开放大学
机械设计基础课程第3次形考作业 作业说明：本次作业涉及课程第7单元-齿轮传动、第8单元-轮系学习的内容。主要知识点包括齿轮基本参数的计算方法、齿轮传动的受力分析与转向判别、混合轮系传动比的计算等。希望同学们在认真学习课程相关资料的基础上完成本次作业。 完成日期： 评 语： 得 分： 评阅时间： 评阅教师： 作业内容： 1．一对标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知z 1=19，z 2=68，m =2mm ，20α=?，计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径、齿距以及齿厚和齿槽宽。 【作答结果】 121938mm d mz ==?= a a (2)2(1921)42mm d m z h *=+=?+?= f a (22)2(192120.25)33mm d m z h c **=--=?-?-?= b cos 38cos 2035.7mm d d α==??= 6.28mm p m π== = 3.14mm 2 p s e ==
2．如图1所示为蜗杆传动中蜗杆为主动件。已知蜗杆和蜗轮的转动方向，试确定并在图上标出蜗杆的旋向，另作图分别画出蜗杆和蜗轮啮合点处所受到的各个作用力（F t 、F r 、F a ）的方向。 图1 蜗杆传动 【作答结果】 （1）蜗杆为右旋。 （2）啮合点受力的方向如图。 3．请问以下符号表示的含义相同吗？区别是什么？ （1） H AB i 与AB i H AB i 是周转轮系的转化轮系的传动比，亦即齿轮A 、K 相对于相对于行星架H 的传动比。 AB i 是轮系（含定轴和周转轮系）中轮系首齿轮A 到末齿轮B 的传动比。 （2） AB i 与BA i 的区别 AB i 是轮系（含定轴和周转轮系）中轮系首齿轮A 到末齿轮B 的传动比。 BA i 是轮系（含定轴和周转轮系）中轮系首齿轮B 到末齿轮A 的传动比。
机械设计基础课程设计
《机械设计基础》课程设计 任务书 班级一 学生姓名__________________ 学生学号__________________ 总课时数_________________ 周 指导教师__________ 教研室主任 发布日期2010年10月10日
技术决策、机械CAD技术等机械设计方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。 三、教学容 主要容包括传动方案的分析与拟定；电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；传动件(如带传动、齿轮传动、链传动)的设计；轴的设计；轴承及其组合部件的设计；键联接和联轴器的选择与校核；润滑设计；箱体、机架及附件的设计;装配图和零件图的设计与绘制;设计计算说明书的编写、设计总结等。 四、教学要求 1.上交资料 设计说明书1份，一级圆柱齿轮减速器装配图1,减速器零件图 2.图纸要求 1)图面质量图面整洁，图线的型式、画法应符合国家标准，线条粗细 弧连接光滑，尺寸标注规，文字注释必须使用工程字书写。 所有曲线、图表、线路图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定 的标准或工程要求绘制。 2)图纸工作量 ⑴一级柱齿轮减速器装配图1 (2)大齿轮的零件图1 (3)轴的零件图1 3.设计说明书 1)主要正文容要求 (1)传动方案的分析与拟定的说明。
(2)电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算说明。 (3)传动件(如带传动、齿轮传动、链传动)的设计说明。 (4)轴的设计 (5)轴承及其组合部件的设计 (6)键联接和联轴器的选择与校核 (7)润滑设计 (8)箱体、机架及附件的设计 2)书写格式要求必须用钢笔书写(或打印)，应含有下列容，并符合下列次序： (1)封面 (2)主要容简介：约200字左右； (3)引言(前言)：说明设计课题所研究问题的背景、目的、围等； (4)目录; (5)正文部分：详细介绍所做设计的整个过程，约3000字左右； (6)致或后记：感设计中给你帮助的人，设计总结； (7)参数文献(或资料)：文中引用参考资料的出处要加以说明； (8)附录：(包括参考文献、毕业实习报告等)； 3)文字要求文字通顺，语言流畅，书写工整，无错别字，不允许他人代写。 4)装订要求按下列次序进行装订： 1)封面；2)设计任务书；3)主要容简介；4)弓I言；5)目 录；6)正文部分；7)致或后记；8)参数文献(或资料)；9)附录；10)设计图纸；11 )封底。 五、教学方法
机械设计基础总复习
《机械设计基础》试题库 一、填空题： 1、两个构件接触而组成的可动的联接，称为＿＿＿＿＿＿；两构件上能够直接接触而构成的表面称为＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿的基本杆组称为Ⅱ级组，而由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿所组成，而且都有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的构件的基本杆组，称为Ⅲ级组。 3、转动副中的总反力的方位，可根据如下三点来确定＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 4、飞轮实际上是一个＿＿＿＿＿＿＿＿＿。它可以用＿＿＿＿＿＿＿＿＿的形式，把能量＿＿＿＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 5、对于齿面硬度大于HRC45(或相当于424HBS)的齿轮,可采用以下热处理方式＿＿＿＿＿＿＿＿＿。其加工方式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 6、两个构件接触而组成的可动的联接，称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；两构件上能够直接接触而构成的表面称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 7、运动副根据其所引入的约束的数目进行分类，如：引入两个约束的运动副，称为＿＿＿＿级副。根据构件运动副的接触情况进行分类，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为高副，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿则称为低副。 8、转动副中的总反力的方位，可根据如下三点来确定＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 9、在机械稳定运转阶段，有以下三种稳定运转情况＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。而在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿情况下，不需要进行速度调节。 10、为了不使斜齿轮传动产生过大的轴向推力，设计时，一般取螺旋角β=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。对于人字齿轮，螺旋角β可
机械设计基础课程设计(作业范例)
武汉理工大学 机械设计基础课程设计报告 专业班级： 课题名称：设计一用于带式运输机上的单级圆锥齿轮减速器 姓名： 学号： 指导老师： 完成日期：
一 、电动机的设计 1．电动机类型选择 按工作要求和条件选取Y 系列一般用途的全封闭（自扇）冷笼型三相异步电动机。 2．选择电动机容量 (1)计算工作机所需功率Pw P w = = 4000×1.2/1000×0.98 Kw ≈ 11Kw 其中，带式输送机的效率:ηw =0.98(查《机械设计、机械设计基础课程设计》P131附表10-1)。 (2)计算电动机输出功率P 0 按《机械设计、机械设计基础课程设计》P131附表10-1查得V 带传动效率ηb = 0.96，一对滚动球轴承效率ηr = 0.99，一对圆锥齿轮传动效率ηg = 0.97，联轴器效率ηc = 0.98。 （其中，η为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率，包括V 带传动、一对圆锥齿轮传动、两对滚动球轴承及联轴器等的效率）。 传动装置总效率为： η =ηb ηr 2ηg ηc = 0.95×0.992×0.97×0.98 = 0.894， 电动机所需功率为： P 0 = η w P = 4.90/0.894 Kw ≈ 5.48 Kw 。 根据P 0 选取电动机的额定功率Pm ，使Pm = (1～1.3) P 0 = 5.48 ～ 7.124 Kw 。为降低电动机重量和成本，由《机械设计、机械设计基础课程设计》P212附表10-112查得电动机的额定功率为Pm = 5.5 Kw 。 (3)确定电动机的转速 工作机主轴的转速n w ，即输送机滚筒的转速： n w = D v π100060?= 60×1.2×1000/3.14×400 r/min ≈ 57.30 r/min
机械设计基础复习资料
机械设计基础复习 概念类 1机器一般由哪几部分组成一般机器主要由动力部分传动部分执行部分控制部分四个基本部分组成。 2机器和机构各有哪几个特征构件由各个零件通过静连接组装而成的，机构又由若干个构件通过动连接组合而成的，机器是由机构组合而成的。机器有三个共同的牲：（1）都是一种人为的实物组合；（2）各部分形成运动单元，各单元之间且有确定的相对运动；（3）能实现能量转换或完成有用的机械功. 3零件分为哪两类零件分为；通用零件、专用零件。机器能实现能量转换，而机构不能。 4什么叫构件和零件组成机械的各个相对运动的实物称为构件，机械中不可拆的制造单元体称为零件。构件是机械中中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。 5什么叫运动副分为哪两类什么叫低副和高副使两个构件直接接触并产生一定可动的联接，称运动副。 6空间物体和平面物体不受约束时各有几个自由度构件在直角坐标系来说，且有6个独立运动的参数，即沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴转动。但在平面运动的构件，仅有3个独立运动参数。 7什么叫自由度机构具有确定运动的条件是什么机构具有独立的运动参数的数目称为构件的自由度。具有确定运动的条件是原动件的数目等于机构的自由度数目。 8运动副和约束有何关系低副和高副各引入几个约束运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为约束。引入1个约束条件将减少1个自由度。 9转动副和移动副都是面接触称为低副。点接触或线接触的运动副称为高副。 10机构是由原动件、从动件和机架三部分组成。 11当机构的原动件数等于自由度数时，机构就具有确定的相对运动。 12计算自由度的公式：F＝3n-2P L-P H(n为活动构件；P L为低副；P H为高副) 13什么叫急回特性一般来说，生产设备在慢速运动的行程中工作，在快速运动的行程中返回。这种工作特性称为急回特性。用此提高效率。 14凸轮机构中从动件作什么运动规律时产生刚性冲击和柔性冲击当加速度达到无穷大时，产生极大的惯性力，导致机构产生强烈的刚性冲击，因此等速运动只能用于低速轻载的场合。从动件按余弦加速度规律运动时，在行程始末加速度且有限值突变，也将导致机构产生柔性冲击，适用于中速场合。 15齿轮的基本参数有哪几个模数、齿数、压力角、变位系数、齿宽 16什么叫重合度齿轮连续传动的条件是什么啮合线长度与基圆齿距的比值称为重合度；只有当重合度大于1时齿轮才能连续传动；重合度的大小表明同时参与啮合的齿对数目其值大则传动平稳，每对轮齿承受的载荷也小，相对提高了其承载能力。 17斜齿轮正确啮合的条件：是法面模数和法面压力角分别相等而且螺旋角相等，旋向相反。 18什么叫定轴轮系每个齿轮的几何轴线都是固定的轮系称为定轴轮系。定轴轮系的传动比等于各对传动比的连入乘积，其大小等于各对啮合轮中所有从动齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积的比值。 19螺纹自锁的条件是什么自锁的条件；螺纹升角小于或等于磨擦角。 20蜗杆与蜗轮的回转方向的判定----“左右手定则”：左旋用左手，右旋用右手握住蜗杆的轴线四指的指向为蜗杆的转向，姆指的反向就为蜗轮的转向。 21平键的工作面是哪个面平键的联接多以键的侧面为工作面 22联轴器和离合器有何不同联轴器连接时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离；离合器连接的两轴可在机器运转过程中随时进行接合或分离。 23什么是带传动的紧边和松边带传动的受力分析：绕上主动轮的一边，拉力增加，称为紧边；绕上从动轮的一边，拉力减少，称为松边。 24什么叫打滑和弹性滑动各是什么因素引起的是否可避免当带所传递的有效圆周力大于极限值时带与带轮之间发生显著的相对运动这种现象称为打滑；由于传动带是弹性体受拉后将产生弹性变形，使带的转速低于主动轮的转速的现象称为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的，打滑是由于过载引起的应当避免的。25轮齿的失效形式有哪几种形式轮齿折断和齿面损伤。后者又分为齿面点蚀、胶合、磨陨和塑性变形。开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。 26轴的分类：（1）.既受弯矩同时又受扭矩的轴称为转轴（2）.只受弯矩的称为心轴（3）.只受转矩或