中南大學《機械設計基礎III》復習講義

1、中南大學中南大學 機械設計基礎機械設計基礎 iiiiii （課程復習內(nèi)部講義）（課程復習內(nèi)部講義） 機械設計專業(yè)基礎課教研中心機械設計專業(yè)基礎課教研中心 http:/ 目 錄 第一部分第一部分 前言前言.3 第二部分第二部分 專業(yè)課程解析專業(yè)課程解析.4 2.12.1機械設計基礎專業(yè)基礎課程綜合介紹機械設計基礎專業(yè)基礎課程綜合介紹.4 2.22.2 復習參考書目復習參考書目.5 2.32.3 參考書目知識點分析參考書目知識點分析.5 2.42.4 重點知識點匯總分析（大綱）重點知識點匯總分析（大綱）.6 第三部分第三部分 浙江大學機械專業(yè)基礎知識點框架梳理及其解析浙江大學機械專業(yè)基礎知識點框架

2、梳理及其解析.7 第一章第一章 緒論緒論.7 第二章第二章 聯(lián)接聯(lián)接.9 第三章第三章 機械零件常用材料和機械設計基礎知識機械零件常用材料和機械設計基礎知識.11 第四章第四章 鏈傳動鏈傳動.12 第五章第五章 齒輪傳動齒輪傳動.13 第六章第六章蝸桿機構(gòu)蝸桿機構(gòu).16 第七章第七章 輪系、減速器及機械無級變速傳動輪系、減速器及機械無級變速傳動.19 第八章第八章 螺旋傳動螺旋傳動.21 第九章第九章 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu).22 第十章第十章 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu).24 第十一章第十一章 間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu).27 第十二章第十二章 軸軸.28 第十三章第十三章 滑動軸承滑動軸承.32 第十四章第

3、十四章 滾動軸承滾動軸承.32 第十五章第十五章 聯(lián)軸器、離合器和制動器聯(lián)軸器、離合器和制動器.36 第十六章第十六章 彈簧彈簧.37 第十七章第十七章 機械速度波動的調(diào)節(jié)機械速度波動的調(diào)節(jié).37 第十八章第十八章 回轉(zhuǎn)件的平衡回轉(zhuǎn)件的平衡.37 第四部分第四部分 結(jié)束語（祝福語）結(jié)束語（祝福語）.39 第一部分第一部分 前言前言 專業(yè)課對于考生的重要性遠遠大于任何一門公共課，從專業(yè)課本身特點考慮，專業(yè)課 學習起來相比公共課要復雜得多。 首先沒有明確的學習范圍，不容易確定復習的范圍和重難點，也就說考生在學習的時 候沒有明確的學習范圍，也不知道老師的命題范圍和命題要求是什么，這對專業(yè)課學習來 說

4、，非常致命。每年很多同學都會遭遇專業(yè)課的黑洞效應，公共課只要多學一點，就能考 好一點，只是程度不同而已，但專業(yè)課卻經(jīng)常會出現(xiàn)學的越多，卻考的越差的怪現(xiàn)象。 其次專業(yè)課的復習資源比公共課的復習資源稀缺，如果讓考生自己搜集，不一定能收 集齊全，并且還不一定能收集的準確和真實。 綜上所述，專業(yè)課重要性、復雜性及在復習過程中出現(xiàn)的黑洞效應均增加了專業(yè)課復 習的難度。在該復習講義中，從第二部分到第三部分，依次深入剖析了機械設計基礎 專業(yè)課對應的專業(yè)內(nèi)部信息、復習資料、必考知識點和現(xiàn)階段學習內(nèi)容等，其目的就是幫 助考生降低專業(yè)課的復習難度。建議考生在使用本講義時要多動腦，通過對題目的練習、 比較、思考，并

5、發(fā)現(xiàn)題目設置和解答的規(guī)律性，掌握題目對應的知識點和熟悉解題的金鑰 匙，從而迅速提高基礎階段知識水平和為下一階段的強化學習做好儲備與鋪墊。 第二部分第二部分 專業(yè)課程解析專業(yè)課程解析 2.12.1 機械設計基礎專業(yè)基礎課程綜合介紹機械設計基礎專業(yè)基礎課程綜合介紹 1 專業(yè)課程內(nèi)涵分析 機械設計基礎按照其主要內(nèi)容可以劃分為兩大部分機械原理和機械設計。 （1）機械原理主要研究機械的共性功能原理及功能結(jié)構(gòu)的分析與設計。以機構(gòu)及機械 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)學、運動學及動力學設計為主線。其主要內(nèi)容包括：運動鏈及機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 與設計，機構(gòu)的自由度、約束與結(jié)構(gòu)，型數(shù)綜合的理論與方法。常用典型機構(gòu)（平面連桿 機構(gòu)，凸輪機

6、構(gòu)，輪系）的運動學，動力學分析及運動學尺寸設計的理論與方法。機械系 統(tǒng)動力學分析與設計的基本內(nèi)容（動態(tài)靜力分析平衡，運動方程的建立與求解及機械的速 率波動與調(diào)速）及其分析、設計方法。機械系統(tǒng)，主要是執(zhí)行系統(tǒng)運動方案設計的任務、 內(nèi)容與基本方法 （2）機械設計主要研究通用機械零部件的工作原理、特點、選用、常規(guī)設計原理與方 法和機械設計的一般規(guī)律。主要內(nèi)容包括：零件的失效形式。零件的設計要求和設計方法。 靜強度計算中三個常用強度理論的概念和計算公式；疲勞曲線及極限應力曲線的來源、意 義及用途，能從材料的基本機械性能及零件的幾何特性，繪制零件的極限應力簡化線圖。 各類摩擦的機理、物理特性及其影響因素

7、和流體動壓潤滑的基本原理。帶傳動，鏈傳動基 本工作特點，原理及應用。直齒圓柱齒輪傳動的設計原理及強度計算方法。蝸桿傳動的蝸 桿的直徑系數(shù)及蝸桿傳動的傳動比；蝸輪齒數(shù)的選擇；蝸桿傳動的受力分析；蝸桿傳動的 強度計算；蝸桿傳動的熱平衡計算。滾動軸承，滑動軸承的基本特點和適用場合。聯(lián)軸器、 離合器和制動器的基本概念，主要類型和用途。軸的用途、分類和材料選擇、軸的設計步 驟。軸的結(jié)構(gòu)設計和軸的強度計算和剛度計算。螺紋聯(lián)接和螺旋傳動，螺紋聯(lián)接的基本知 識，螺紋聯(lián)接的類型、特性、標準、結(jié)構(gòu)、應用場合及有關的防松方法等；在進行螺紋設 計時能夠正確地選用它們。 2 中南大學機械專業(yè)的專業(yè)結(jié)構(gòu)設置 中南大學的機

8、械工程為國家一級重點學科，其機械設計及理論、機械電子工程為國家 二級重點學科。設立了車輛工程，微電子制造工程，機械制造及其自動化三個專業(yè)。機械 制造及其自動化設立了六個專業(yè)方向，包括機械電子工程，模具設計與制造，材料成型及 控制，機械數(shù)字化設計，機械制造工程，機械裝備及其智能化等。機械制造及其自動化專 業(yè)具有博士后流動站，機械電子工程在同類專業(yè)中位居全國前列。 3 中南大學機械專業(yè)培養(yǎng)體系 中南大學機械專業(yè)培養(yǎng)學生具備寬厚的基礎知識和扎實的機械工程、電子、計算機、 自動化技術(shù)及管理知識，知識面寬、適應能力和溝通能力強，在機械工程、自動化及計算 機等相關領域和相關交叉領域內(nèi)，從事科學研究、工程設

9、計、機械制造、運行管理及經(jīng)營 等方面工作的復合型高級工程技術(shù)人才。 核心課程：理論力學、材料力學、流體力學、工程材料基礎、工程制圖、機械設計基 礎、電工電子技術(shù)、控制工程基礎、機械工程測試技術(shù)、機械電子控制、液壓傳動及控制、 測試技術(shù)等、計算機輔助設計與制造、微機原理及應用。 2.22.2 復習參考書目復習參考書目 參考書目名稱參考書目名稱 書目屬性書目屬性 （教材、練習冊、（教材、練習冊、 ） 出版社出版社作者作者 機械設計基礎教材高教出版社楊可楨 機械設計基礎教材浙江大學出版社陳秀寧 2.32.3 參考書目知識點分析參考書目知識點分析 綜合來說，機械設計基礎專業(yè)課近幾年的題型變化不大，主要

10、包括選擇、判斷、計算、 作圖、簡答、結(jié)構(gòu)設計等六大部分題型，難度略有增加，側(cè)重于對基礎知識點的掌握，并 能靈活運用。因此，在復習中，對于了解的知識點應了解該知識點的基本概念、基本理論 和基本方法，該知識點可能會出選擇、判斷題；對于熟悉的知識點，在復習過程中，應注 重各知識點之間的連接關系，并明確具體方法的計算及簡單方法的應用，這類知識點可能 會出計算題、簡答題；對于掌握的知識點，在復習過程中應注重知識點的靈活運用，做到 舉一反三，此類知識點可能會考簡答題、分析題、作圖題。 。 下面為教材的復習概要： 章章節(jié)節(jié)章章節(jié)節(jié)名名稱稱重重點點難難點點必必考考點點 考考試試 題題型型 分分值值 第1章緒論

11、 第2章機構(gòu)組成和機構(gòu)分析基礎知識 第3章機械零件常用材料和機械設計基礎知識 第4章平面連桿結(jié)構(gòu) 第5章凸輪機構(gòu) 第6章齒輪傳動 第7章蝸桿傳動 第8章 輪系和減速器 第9章 帶傳動和鏈傳動 第10章螺旋傳動 第11章其他傳動機構(gòu)簡介 第12章機構(gòu)的組合與結(jié)構(gòu)設計 第13章螺紋聯(lián)接 第14章其他常用聯(lián)接零件和彈簧 第15章 軸 第16章支承零件 第17章聯(lián)軸器、離合器和制動器 第18章軸系部件的結(jié)構(gòu)設計 第19章機械系統(tǒng)的組成及方案設計 第20章機械系統(tǒng)動力學設計 2.42.4 重點知識點匯總分析（大綱）重點知識點匯總分析（大綱） 序號 難易程度 （最大） 1強度和剛度 2構(gòu)件和零件 3自由度

12、的計算復合鉸鏈 4局部自由度 5虛約束 6四桿機構(gòu)簡單作圖 7角度關系 8基本型式曲柄搖桿機構(gòu) 9雙曲柄機構(gòu) 10雙搖桿機構(gòu) 11曲柄存在的條件 12急回運動特性 13壓力角和傳動角關系 14死點位置 15凸輪理論廓線繪制 16實際廓線的繪制 17齒輪幾何尺寸關系 18正確嚙合條件 19連續(xù)傳動條件 20標準中心距 21參數(shù)計算 22失效形式 23強度計算受力和彎曲強度 24齒面強度 25蝸桿蝸輪效率的配合計算 26傳動比轉(zhuǎn)向 27正確嚙合條件 28輪系輪系的計算 29輪系的功用 30棘輪與槽輪機構(gòu)的判斷 31槽輪運動系數(shù)k的計算 32螺紋和螺栓連接形式 33計算 34帶傳動主要特點和幾何關系

13、 35張緊裝置的位置 36帶傳動的分析受力分析 37判斷打滑 38鏈傳動主要特點 39主要失效形式 40減速器 41軸功用及分類 42主要零件的布置 43滑動軸承特點和失效 44p，v，pv計算 45幾何潤滑狀態(tài) 46滾動軸承特點，性能，分類，型號 47應用場合 48壽命計算和失效面對面 49背靠背 50組合設計 51聯(lián)軸器和離合器分類及其應用場所 知識點細分 第三部分第三部分 中南大學機械設計基礎知識點框架梳理及其解析中南大學機械設計基礎知識點框架梳理及其解析 第一章第一章 緒論緒論 緒論的主要內(nèi)容主要包括： （1）機械的組成； （2）機械運動簡圖； （3）平面機構(gòu)自由度； （4）機件的失效

14、及其工作能力準則； （5）機件的常用材料及選用； 結(jié)論學習的主要目標： （1）正確表述機械的基本組成及其三個基本職能部分的作用，了解機械，機構(gòu)，機 器，零件，構(gòu)件，運動副，常用機構(gòu)和通用部件的涵義。 （2）了解機械運動簡圖的意義，了解運動簡圖中的常用符號，并能繪制復雜程度不 高的機械、機構(gòu)實物的運動簡圖。 （3）掌握計算平面運動鏈的自由度，并判別其運動是否確定；對運動簡圖中的復合 鉸鏈、局部自由度和虛約束能闡述其涵義，并在計算機構(gòu)自由度時能加以識別 與正確處理。 （4）能簡述機件主要損傷及失效形式，能寫出機件工作能力準則的涵義及幾種主要 準則。 （5）了解機械制造中常用材料的特征和應用，能表述

15、機械設計過程中的一般程序。 該基礎階段，復習時間是從 5 月份至 8 月份，需要掌握的知識點主要是 1、機械的基 本組成，2、平面機構(gòu)的運動副及類型，3、平面機構(gòu)的運動簡圖，4、平面機構(gòu)自由度的計 算方法，其中重點掌握機構(gòu)自由度的計算。 在復習每一個知識點的過程中，首先要了解知識點，通過仔細閱讀指定的教材，以教 材為綱，最終做到如數(shù)家珍，能夠在頭腦中形成本章節(jié)知識點的脈絡。熟悉相應知識點， 最后再通過本講義如下內(nèi)容對應的例題，從分析、解題、注意易錯點到完成老師布置的作 業(yè)完成 相應知識點的掌握過程。 【知識點知識點 1】構(gòu)件和零件的定義 【例題例題 1】機器中運動的單元體稱為（ ） a,構(gòu)件

16、b,零件 c,運動副 d,運動鏈 答案 a 分析：分析：主要是要理解，構(gòu)件是機器中運動的基本單元；零件是制造的最小單元。 【知識點知識點 2】機構(gòu)自由度計算 【例題例題 2】計算下圖中所示機構(gòu)的自由度。 分析：分析：在計算自由度的時候，我們要分析機構(gòu)中是否存在復合鉸鏈，局部自由度和虛 約束。在此基礎上，從而得到平面機構(gòu)構(gòu)件，低副，高副的數(shù)目。自由度在依據(jù)公式可以 得到。 解題：解題：見圖上所示，分析機構(gòu)中存在的局部自由度及復合鉸鏈后，機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)為 6，低副為 8，高副為 1。從而機構(gòu)的自由度為 f=3*6-2*8-1=1 易錯點：易錯點： 不能準確的分析出機構(gòu)中存在的局部自由度及復合鉸鏈，從

17、而導致自由度計 算的錯誤。 【例題例題 3】計算下圖中所示機構(gòu)的自由度。 分析：分析：同上。 解題：解題：f=3*8-2*11-1=1 易錯點：易錯點：同上。 習題：習題： 計算下列圖中所示機構(gòu)的自由度。 復合 鉸鏈 局部自 由度 局部自 由度 虛約束 復合 鉸鏈 第二章第二章 聯(lián)接聯(lián)接 本章節(jié)的主要內(nèi)容是： （1）螺紋及螺紋聯(lián)接的基本知識； （2）螺旋副的受力分析、效率及自鎖； （3）螺栓聯(lián)接強度計算及提高聯(lián)接強度的途徑； （4）常用鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)及強度校核； （5）銷聯(lián)接、成形聯(lián)接、鉚接、粘接及過盈聯(lián)接的基本結(jié)構(gòu)原理； 聯(lián)接的學習主要目標： （1）掌握螺紋的形成、種類、特性、應用及其主要參數(shù)

18、等基本知識。 （2）掌握螺旋副的受力分析、效率計算及自鎖條件。 （3）了解螺紋聯(lián)接的四種基本型式、特點及其應用，常用螺紋緊固件的結(jié)構(gòu)，螺紋聯(lián) 接的預緊、防松原理和方法。 （4）掌握螺栓聯(lián)接強度計算，了解提高螺紋聯(lián)接強度的途徑。 （5）了解常用鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)、特點和應用，掌握平鍵聯(lián)接的選用和強度校核方法。 （6）了解銷聯(lián)接、過盈聯(lián)接、鉚接、焊接、粘接及過盈聯(lián)接基本結(jié)構(gòu)原理、特點和應 用。 本章的重點是 1、螺紋的主要參數(shù)及螺紋聯(lián)接類型、結(jié)構(gòu)與應用；2、螺旋副的受力分 析、效率計算及自鎖條件；3、平鍵聯(lián)接的選用和強度校核。 【例題例題 1】 習題：螺紋聯(lián)接的基本類型有哪些？各適用于什么場合？螺紋聯(lián)接

19、防松的意義及基本 原理是什么？請指出下圖中螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)錯誤。 第三章第三章 機械零件常用材料和機械設計基礎知識機械零件常用材料和機械設計基礎知識 本章節(jié)的主要內(nèi)容是： （1）帶傳動的基本知識； （2）帶傳動的受力分析及應力分析； （3）帶傳動的彈性滑動和打滑； （4）普通 v 帶傳動的設計計算。 帶傳動的學習目標： （1）掌握帶傳動的組成、工作原理、特點、應用以及常用的張緊方法和裝置等基本知 識。 （2）能正確表述帶傳動中的初始拉力、緊邊拉力、松邊拉力、有效圓周力 0 f 1 f 2 f 的涵義及其相應之間的關系。f （3）能正確表述帶傳動中三種應力的原因及應力分布圖。 （4）能正確表述帶傳

20、動中的彈性滑動現(xiàn)象和打滑現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及其對傳動的影響。 （5）掌握帶傳動的失效形式、設計準則、普通 v 帶傳動的設計計算方法和參數(shù)選擇的 原則。 （6）熟悉普通 v 帶與 v 帶輪的結(jié)構(gòu)和標準。 本章的重點是 1、帶傳動的工作情況分析（包括受力分析、應力分析、彈性滑動與打 滑） ；2、普通 v 帶傳動設計計算。 【例題例題 1】一單根普通 v 帶傳動，能傳遞的最大功率 p=10kw，主動輪轉(zhuǎn)速 ，主動輪、從動輪的基準直徑分別為，中min/1450 1 rn mmdd180 1 mmdd350 2 心距，帶與帶輪間的當量摩擦系數(shù)，試求緊邊拉力和松邊拉力。mma1802 . 0 v f 1 f

21、2 f 習題： 1.帶傳動是依靠_傳遞運動和動力的。 a. 帶和帶輪接觸面的正壓力 b. 帶的緊邊拉力 c. 帶的初拉力 d. 帶和帶輪接觸面的摩擦力 2.設計 v 帶傳動時，限制小帶輪直徑是為了限制_。 a. 小帶輪包角 b. 帶的長度 c. 帶的彎曲應力 d. 帶的離心應力 第四章第四章 鏈傳動鏈傳動 本章的主要內(nèi)容： 1)鏈傳動的基本知識； 2)滾子鏈及其鏈輪的結(jié)構(gòu)； 3)鏈傳動的運動特性及失效形式； 4)滾子鏈傳動計算及參數(shù)的選擇。 鏈傳動的學習目標： 1)掌握鏈傳動的組成、工作原理、特點、應用以及合理潤滑和布置方式等基本知識。 2)了解滾子鏈結(jié)構(gòu)、規(guī)格及鏈輪的基本結(jié)構(gòu)。 3)掌握鏈傳

22、動的運動特性及其與設計參數(shù)之間產(chǎn)關系。 4)了解滾子鏈傳動的失效形式與鏈傳動的設計計算方法。 本章的重點：1、鏈傳動的運動特性；2、滾子鏈傳動的設計計算。 【例題例題 1】對下圖示的鏈傳動布置的合理性進行分析。 解析 綜合考慮軸線位置、緊邊松邊下垂，原則上應使緊邊在上。 習題： 1. 與帶傳動相比，鏈傳動的主要特點之一是： （） a. 緩沖減振 b. 過載保護 c. 無打滑 d. 瞬時傳動比恒定 2. 對于一般重載的鏈傳動，應選用節(jié)距_的_排鏈；對于 高速重載的滾子鏈， 應選用節(jié)距_小的_多排鏈。 第五章第五章 齒輪傳動齒輪傳動 本章的主要內(nèi)容是： 1)齒廓嚙合基本規(guī)律，漸開線特性，漸開線齒廓

23、嚙合特性； 2)齒輪各部分名稱、主要參數(shù)和標準直齒圓柱齒輪傳動的幾何尺寸計算； 3)一對漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件； 4)斜齒圓柱齒輪和直齒錐齒輪的齒廓形成、嚙合特點，當量齒數(shù)及主要尺寸計算； 5)漸開線齒輪的切齒原理、要切現(xiàn)象和最少齒數(shù)，變位齒輪的概念； 6)輪齒的受力分析、應力分析、失效形式、計算準則、主要參數(shù)的選擇原則和強度 計算； 7)齒輪的結(jié)構(gòu)、潤滑和效率。 齒輪傳動的學習目標： 1)掌握齒廓嚙合基本定律的涵義，漸開線的形成和性質(zhì)，了解漸開線齒廓的嚙合特 性。 熟練掌握漸開線直齒、斜齒圓柱齒輪和直齒錐齒輪的各部分名稱、主要參數(shù)的意義和幾何 尺寸計算； 2)掌握一對漸開

24、線齒輪傳動的正確嚙合條件、連續(xù)傳動條件和重合度。 3)了解成形法和范成法進行輪齒加工的基本原理和特點，明確根切現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、 后果及相應避免措施。 4)了解齒輪常用材料及熱處理方法；了解閉式傳動、開式傳動、軟齒面齒輪和硬齒 面齒輪的涵義；了解輪齒常見失效形式的特征、發(fā)生部位及其原因，以及防止或 減緩失效的主要方法；明確對應于不同失效形式的設計計算準則。 5)熟練掌握直齒、斜齒圓柱齒輪和直齒錐齒輪傳動中嚙合作用力的分析方法（包括 主、從動輪力的大小、方向、著力點的判定及其相互關系） ，并能在平面圖上正確 表示；理解齒輪傳動強度計算中要用計算截荷而不能用名義載荷的原因，了解載 荷系數(shù)的物理意義及

25、其影響因素。 6)掌握直齒輪圓柱傳動的齒面接觸強度與齒根彎曲強度的基本理論依據(jù)。掌握斜齒 圓柱齒輪傳動、直齒錐齒輪傳動的強度計算與直齒圓柱齒輪傳動強度計算的差異。 7)了解變位齒輪的成形機理，變位齒輪傳動的類型，特點及應用。 8)明確齒輪傳動潤滑的目的，了解不同工作條件下齒輪潤滑的方式及要求。 齒輪傳動的重點：1、外嚙合正常齒制標準漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合原理、幾何尺寸 計算、受力分析、強度計算和結(jié)構(gòu)設計；2、其他類型的齒輪傳動與直齒圓柱齒輪傳動的差 異。 【例題例題 1】某直齒圓柱外齒輪，現(xiàn)測得且知， 36,190, a zdmm *0 1,0.25,20 a hc 試求。 , , fb m

26、 d dd h 分析：掌握相關間的聯(lián)系，從而能夠從容應對，這叫萬變不離其宗。 解答： 【例題例題 2】某直齒圓柱外齒輪，現(xiàn)測得，且知110,87.5 af dmm dmm ，求。 *0 1,0.25,20 a hc, , b m z a 解答： 【例題例題 3】已知一對直齒圓柱齒輪傳動中，1 輪為主動輪轉(zhuǎn)向如下圖所示。試確定兩輪圓周 力的指向，并將兩輪轉(zhuǎn)向及圓周力的指向標在端面視圖中。 習題： 1. 試分析正常齒漸開線標準直齒外圓柱齒輪在什么條件下基圓大于齒根圓？什么條件下基 圓小于齒根圓？ 2. 齒輪失效有哪些形式？產(chǎn)生這些失效的原因是什么？在設計和維護中怎樣避免失效？ 3. 一對漸開線直齒

27、圓柱齒輪傳動，小輪的接觸應力（）大輪的接觸應力。 a大于 b. 小于 c. 等于 第六章第六章 蝸桿機構(gòu)蝸桿機構(gòu) 本章的主要內(nèi)容是： 1)蝸桿傳動的組成、工作原理、特點和應用； 2)普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算； 3)蝸桿傳動的運動分析和受力分析； 4)蝸桿傳動的強度計算和熱平衡計算。 本章節(jié)的學習目標： 1)能闡述蝸桿傳動的組成、工作原理、特點與應用。 2)熟練掌握蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算。 3)了解蝸桿傳動的失效形式、材料選擇及蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)設計。 4)掌握普通圓柱蝸桿傳動的運動分析和受力分析，掌握蝸桿傳動強度計算和熱平 衡計算的基本原理與方法。 5)了解其他蝸桿傳動。

28、本章的重點內(nèi)容：1、蝸桿傳動的工作原理及幾何尺寸計算；2、蝸桿傳動的運動分 析和受力分析；3、蝸輪、蝸桿的結(jié)構(gòu)設計。 【知識點知識點 1】蝸桿傳動的受力分析，轉(zhuǎn)向判斷 【例題例題 1】在圖所示的傳動中，蝸桿蝸輪為標準傳動： (右旋)，；標準斜齒輪傳動： 11 5,50,3mmm dmm z 2 40z ，要求使軸的軸向力相互抵消，不計摩擦，蝸桿主動，試求： 34 5,20,50 n mmm zz 斜齒輪 3,4 的螺旋線方向； 螺旋角 的大小。 解答： 斜齒輪 3 為右旋， 斜齒輪 4 為左旋 【例題例題 2】試分析圖中所示的二級蝸桿傳動。 。已知蝸輪 4 的螺旋線方向為右旋，軸 為輸入軸，

29、軸為輸出軸，轉(zhuǎn)向如圖所示。為使軸 ，上傳動件的軸向力能相抵消， 試在圖中畫出： 各蝸桿和蝸輪齒的螺旋線方向； ） 軸，的轉(zhuǎn) 向； 分別畫出蝸輪 2 、蝸桿 3 嚙合點的受力方向。 解答： 【知識點知識點 2】普通圓柱蝸桿傳動的熱平衡計算 【例題例題 1】一蝸桿減速器，已知蝸桿軸功率，傳動效率， ， 表面?zhèn)鳠嵯?1 5.5pkw0.8 數(shù)， ， 減速器散熱面積,， 要求油的工作溫度 2 10.5/ t awmk2 1.5am .， 試對該減速器進行熱平衡計算，并提出如不滿足要求時，三種改善熱平衡 0 1 80tc 狀況的措施。取環(huán)境溫度 0 0 20tc 解答： 不滿足熱平衡。 改善熱平衡的措施

30、： 增加散熱面積，在箱體上加散熱片；提高散熱系數(shù)，在蝸桿軸上加裝風扇；箱體的油 池內(nèi)裝蛇形冷卻水管；采用循環(huán)油冷卻。 習題： 1. 計算蝸桿傳動的傳動比，下式_是錯誤的。 a. b. c. d. 21 i 21 nni 12 ddi 12 zzi 2. 為提高蝸桿的剛度應采用的措施是（） 。 a.采用高強度合金鋼 b.提高蝸桿的硬度 c.增大蝸桿直徑系數(shù) q 值 第七章第七章 輪系、減速器及機械無級變速傳動輪系、減速器及機械無級變速傳動 本章節(jié)的主要內(nèi)容是： 1)輪系的應用和分類； 2)定軸輪系及其傳動比； 3)周輪輪系及其傳動比； 4)復合輪系及其傳動比； 5)特殊行星傳動簡介； 6)減速器

31、； 7)摩擦輪傳動和機械無級變速傳動。 本章節(jié)的學習目標： 1)了解輪系的主要功用，熟悉各類輪系的定義。 2)掌握定軸輪系傳動比的計算方法，能夠正確確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關系。 3)熟悉轉(zhuǎn)化輪系的概念和它的作用，熟練掌握單一周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算。 4)掌握區(qū)分輪系的一般方法，掌握中等復雜程度的復合輪系的傳動比計算。 5)了解漸開線少齒差行星傳動、擺線針輪行星傳動、諧波齒輪傳動等 3 種特殊的工 作原理及傳動特點。 6)了解減速器的主要類型和分類，了解減速器的結(jié)構(gòu)和一般選用原則。 7)了解摩擦輪傳動、摩擦式無級變速傳動的工作原理。 本章重點掌握的知識點：1、定軸輪系的傳動比計算及各輪轉(zhuǎn)向的確定；2

32、、運用輪化 輪系計算單一周轉(zhuǎn)輪系傳動比；3、復合輪系的傳動比計算方法。 【知識點知識點 1】復合輪系（混合輪系）傳動比計算 【例題例題 1 1】在下圖所示的輪系中，已知，求 1245 20,zzzz 36 60zz ab i 分析：首先我們應將混合輪系進行劃分，得到基本的的輪系即定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。 然后分別計算各個基本輪系傳動比的方程式，再根據(jù)基本輪系間的聯(lián)系，將基本輪系的傳 動比方程聯(lián)立起來，從而得到所需要的傳動比。 解答： 【例題例題 2 2】在下圖所示的輪系中，已知，求 1245 20,zzzz 36 60zz ab i 分析：該輪系中 1,2,3 為差動輪系中齒輪；4,5,6 為行星

33、輪系中齒輪；輪 3 與輪 4 分別承 擔系桿作用。 解答： 從而得到： 習題： 1.在下圖所示的輪系中，已知， 123 28,zzz 45 40,50,zz 67 20zz ，又知，試求當分別剎住 1,3,5 輪時各等于多少？方向如何？ 8 60z 60 / min a nr 8 n 第八章第八章 螺旋傳動螺旋傳動 本章的主要內(nèi)容： 1)螺旋傳動的類型、特點和應用； 2)滑動螺旋傳動； 3)滾動螺旋和靜壓螺旋傳動簡介； 本章的學習目標： 1)熟悉螺旋傳動的類型、運動關系及組合形式； 2)掌握滑動螺旋傳動的設計計算方法 3)了解滾動螺旋和靜旋傳動的特點。 本章的重點知識是滑動螺旋傳動的設計計算。

34、 習題： 1. 螺旋傳動最常用的螺紋是（） a. 矩形螺紋 b. 梯形螺紋 c. 三角形螺紋 第九章第九章 連桿機構(gòu)連桿機構(gòu) 本章的主要內(nèi)容： 1)連桿傳動的組成、特點和應用； 2)鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其特性； 3)鉸鏈四桿機構(gòu)的尺寸關系及其演化形式； 4)平面四桿機構(gòu)的設計； 5)多桿機構(gòu)簡介； 本章的學習重點： 1)了解平面四桿機構(gòu)的基本形式及其演化。 2)熟悉平面四桿機構(gòu)的工作特性。 3)掌握鉸鏈四桿機構(gòu)的尺寸關系。 4)熟悉平面連桿機構(gòu)設計設計的基本問題，掌握根據(jù)具體設計條件設計平面四桿機 構(gòu)的基本方法。 本章的重點知識 1、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和演化；2、曲柄搖桿機構(gòu)搖桿極限位

35、置、 急回運動、壓力角和傳動角、死點位置等工作特性；3、平面四桿機構(gòu)存在的條件； 4、按給定從動件位置、行程速比系數(shù)、連桇桿對應位置設計連桿機構(gòu)方法。 【例題例題 1】下圖所示為鉸鏈四桿機構(gòu)，其中，若要 123 100,200,300,lmm lmm lmm 獲得曲柄搖桿機構(gòu)，試問機架長度的范圍是多少？ 4 l 分析：分析：根據(jù)該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，所存在的情況分析清楚，不要遺漏，這樣最終才能得 到正確的取值范圍。 解題：解題：或，則 41 100llmm 1423 llll 1324 llll 4 200400mmlmm 所以 4 200400mmlmm 易錯點：易錯點：容易將限制條件遺漏，

36、從而得到錯誤的結(jié)果。 習題 1 在下圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，各構(gòu)件的長度為： 12 250,590,lmm lmm 。試問： 34 340,510lmm lmm 當取桿 4 為機架時， 是否有曲柄存在？ 若各桿長度不變，能否以不同桿為機架而獲得雙曲柄和雙搖桿機構(gòu)？如何獲得？ 答案： 因為最短，所以取桿 4 為機架時 1 250lmm 1234 840850llmmllmm 有曲柄且為桿 1。 可以。以桿 1 為機架可獲得雙曲柄機構(gòu)，以桿 3 為機架可獲得雙搖桿機構(gòu)。 2 試設計一偏置曲柄滑動機構(gòu)。如下圖所示，已知滑動的行程速比系數(shù) k=1.4，滑塊 的行程 ，導路的偏距 e=20mm，試用圖解

37、法求 ab 和連桿 bc 的長度。 1 2 60 c c lmm 解答： 第十章第十章 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 本章的主要內(nèi)容： 1)凸輪機構(gòu)的類型和應用； 2)從動件常用運動規(guī)律； 3)凸輪輪廓線設計； 4)凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定； 本章的學習目標： 1)了解凸輪機構(gòu)的組合、分類、特點及應用； 2)掌握從動件常用運動規(guī)律及其特點；了解選擇運動規(guī)律時應考慮的因素； 3)能應用反轉(zhuǎn)法對凸輪機構(gòu)進行從動件運動分析； 4)能根據(jù)給定的從動件運動規(guī)律繪制盤形凸輪輪廓曲線； 5)定性地了解選擇滾子半徑的原則，壓力角與效率和自鎖的關系以及基圓半徑對壓 力角的影響。 本章的重點知識：1、熟悉掌握按給定從元件位移線

38、圖用反轉(zhuǎn)法繪制盤形凸輪輪廓線； 2、凸輪機構(gòu)壓力角與機構(gòu)基本尺寸關系。 【知識點知識點 1】按給定運動規(guī)律繪制盤型凸輪輪廓 【例題例題 1】根據(jù)下圖，在圖中作出：基圓半徑；理論輪廓線；實際輪廓線； min r 行程 h；a 點的壓力角。 分析：分析：具體的過程相見圖形解答。 解答：解答： 【例題例題 2】如下圖所示的凸輪機構(gòu)畫出 a,b,c 三點處的壓力角。 習題： 1. 增大滾子半徑，滾子從動件盤形回轉(zhuǎn)凸輪實際廓線外凸部分的曲率半徑 （） a.增大 b. 減小 c. 不變 2. 凸輪機構(gòu)滾子半徑 r 必須（ ）外凸理論廓線的最小曲率半徑 a.大于 b. 小于 c. 等于 第十一章第十一章 間

39、歇運動間歇運動機構(gòu)機構(gòu) 本章的主要內(nèi)容： 1)棘輪機構(gòu)； 2)槽輪機構(gòu)； 3)不完全齒輪機構(gòu)。 本章的學習目標： 1)掌握棘輪機械的組成、工作原理、特點、類型、使用場合及設計要點。 2)掌握槽輪機械的組成、工作原理、特點、類型、使用場合、運動特性及設計要點。 3)一般了解不完全齒輪機構(gòu)的工作原理、運動特點和應用場合。 本章的重點知識 1、棘輪機構(gòu)轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)方法及其設計要點；2、槽輪機構(gòu)的運動系數(shù)。 【知識點知識點 1】槽輪機構(gòu)的運動系數(shù) k 與槽數(shù) z 的關系 知識點歸納： 單拔銷外槽輪機構(gòu)的運動系數(shù) 11 2 k z 若槽輪上均勻的分布著 n 個拔銷，則運動系數(shù)是單拔銷的 n 倍。 11 2

40、 kn z a 單拔銷內(nèi)槽輪機構(gòu)的運動系數(shù) 11 2 k z 習題： 1. 在單向間歇運動機構(gòu)中，棘輪機構(gòu)常用于（ ）的場合。 a.低速輕載 b.高速輕載 c.高速重載 2. 在單向間歇運動機構(gòu)中， （ ）可以獲得不同轉(zhuǎn)向的間歇運動。 a.槽輪機構(gòu) b.棘輪機構(gòu) c.不完全齒輪機構(gòu) 第十二章第十二章 軸軸 本章的主要內(nèi)容： 1)軸的功用和分類； 2)軸的常用材料； 3)軸的結(jié)構(gòu)設計和強度計算； 4)軸的剛度計算； 5)軸的振動及穩(wěn)定性的基本概念。 本章學習目標： 1)了解軸的各種不同分類方法及類型；重點掌握心軸、傳動軸和轉(zhuǎn)軸的區(qū)別以及在 設計計算中的注意點。 2)了解對軸的材料要求及常用材料；

41、能根據(jù)軸的重要程度和尺寸、形狀要求合理地 選擇軸的材料。 3)掌握直軸結(jié)構(gòu)設計的基本方法。 4)熟練掌握軸的強度計算方法。 5)了解軸剛度計算的實質(zhì)和一般方法，掌握提高軸風度的措施。 6)了解軸振動計算的實質(zhì)和一般方法，以及避免共振的措施。 本章的重點知識 1、軸的結(jié)構(gòu)設計和強度計算；2、軸結(jié)構(gòu)的正確設計。 【知識點知識點 1】軸的強度校核 【例題例題 1】已知一單級直齒圓柱齒輪減速器，其主動軸材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，軸單向轉(zhuǎn)動， 載荷平穩(wěn)，傳遞轉(zhuǎn)矩，齒輪的模數(shù) m=4mm，齒數(shù)，若支承間 3 143 10tn mma1 20z 跨距（齒輪位于跨距中央） ，試確定與齒輪配合處軸徑。 160l

42、mm 解答： 【例題例題 2】與直徑實心軸等扭轉(zhuǎn)強度的空心軸，其外徑，設兩軸材 75mm 0 85dmm 料相同，試求該空心軸的內(nèi)徑和減輕重量的百分率。 1 d 解答： 【例題 3】如下圖所示，指出其中的錯誤，并加以改正。 分析： 當我們碰到這類問題是，你可能覺得很簡單，可以一眼就找出好幾個錯誤之處，但是 往往不夠全面。所以在這里，我們需要按照一定的原則(或者說是規(guī)律)來依次尋找。 我們通過三個方面加以考慮： 1 軸的結(jié)構(gòu)應滿足使用要求 為了保證機械的正常運行，軸上的每個零件均應有正確的工作位置，要求在軸向與周 向均可靠的定位和固定。零件在軸上的固定，是指零件如何安裝在軸上確定位置并與軸聯(lián) 接

43、成一體。因而零件在軸上，既要軸向固定，又要周向固定，以確保軸和軸上零件的相互 位置和力(轉(zhuǎn)矩)的傳遞。 軸上零件的軸向固定方法很多，其特點各異，常用的結(jié)構(gòu)有：軸肩，軸環(huán)，套。 因而，我們依據(jù)此法，可以發(fā)現(xiàn)的錯誤有：聯(lián)軸器軸向為定位，周向未定位；齒 輪周向未固定；套筒對齒輪的軸向固定不可靠。 2 轉(zhuǎn)動件與靜止件的關系方面 聯(lián)軸器與軸承蓋接觸；軸與軸承蓋接觸。 3 零件的結(jié)構(gòu)工藝性方面 箱體兩端面與軸承蓋直接處無凸臺，使端面加工加工面積過長；軸承蓋外端面加 工面積過大；軸承蓋上缺轉(zhuǎn)角槽；軸的兩端均伸出過長，增加了加工和裝配長度。 4 裝拆與調(diào)整方面 軸上還缺臺階，軸承轉(zhuǎn)配不方便；套筒過高，軸承無法

44、拆卸；箱體兩端面與軸 承蓋間缺少調(diào)整墊片，無法調(diào)整軸承間隙；圖為整體式箱體，不便軸系裝拆。 5 潤滑與密封方面 軸與軸承透蓋間缺密封措施；缺擋油環(huán)。 下圖為經(jīng)過改正后，正確的軸系裝配圖。 【例題例題 4】如下圖示為一軸系結(jié)構(gòu)圖，請用引線引出其中的錯誤，說明其錯誤內(nèi)容，并給 出改進圖。 習題： 第十三章第十三章 滑動軸承滑動軸承 本章主要內(nèi)容： 1)滑動軸承的摩擦狀態(tài)； 2)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)和常用材料； 3)混合潤滑滑動軸承的設計； 4)滑動軸承的潤滑劑和潤滑裝置； 5)流體動壓潤滑的基本原理和向心動壓潤滑滑動軸承設計； 6)液體靜壓軸承和氣體潤滑軸承簡介。 本章學習目標： 1)了解滑動表面摩

45、擦狀態(tài)的基本類型及其特點，并掌握其基本定義和分類標準。 2)掌握混合潤滑滑動軸承的設計準則和各準則所對應的主要失效形式。 3)了解滑動軸承材料選擇的基本要求和常用滑動軸承材料。 4)了解滑動軸承潤滑目的、潤滑劑選用原則和常用潤滑裝置。 本章重點知識 1、軸瓦結(jié)構(gòu)及其材料選擇；2、混合潤滑向心滑動軸承設計準則。 習題： 1.非液體摩擦滑動軸承，驗算是為了防止軸承（ ） 。 pvpv a. 過度磨損 b.發(fā)生疲勞點蝕 c.過熱產(chǎn)生脫離膠合 2. 當增大滑動軸承的寬度時，軸承溫升將（ ） 。 a. 增加 b. 減少 c.保持不變 第十四章第十四章 滾動軸承滾動軸承 本章的主要內(nèi)容： 1)常用滾動軸承

46、的類型、代號、特點和選型； 2)滾動軸承的主要失效形式和承載能力計算； 3)滾動軸承組合設計。 本章學習目標： 1)了解滾動軸承常用類型的基本結(jié)構(gòu)、性能、特點和適用場合，能選擇合適的滾動 軸承類型。 2)熟悉滾動軸承常用類型、代號的表達方法、組成及其含義，并能根據(jù)給定的滾動 軸承類型代號確定其名稱、主要特征尺寸和性能。 3)了解滾動軸承的主要失效形式和引起失效的主要原因。能針對失效形式提出改進 措施和計算準則。 4)掌握滾動軸承的疲勞壽命和基本額定壽命、基本額定動載荷與基本額定靜載荷、 當量動載荷與當量靜載荷的意義和區(qū)別。 5)掌握滾動軸承壽命計算和靜強度計算，特別是角接觸軸承派生軸向力的方向

47、和大 小的確定方法。能在軸承具體受力情況確定時，根據(jù)所提供的資料確定軸承所受 的徑向和軸向載荷，最終得出滾動軸承的當量載荷。 6)了解滾動軸承組合設計的基本內(nèi)容、基本知識以及需注意的問題，能根據(jù)外載荷 和結(jié)構(gòu)等要求進行滾動軸承的組合設計與分析。 本章的重點知識 1、滾動軸承類型的選擇，壽命計算及組合設計。 【知識點知識點 1】角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的壽命計算 【例題例題 1】如下圖所示為一對反裝 7200ac 角接觸球軸承，其徑向載荷 ，軸向外載荷，試分別求兩軸承的軸向力 12 5000,8000 rr fn fn2000 a fn 。 12 , aa ff 解答： 如圖所示： 【例題例題 2】如下圖所示為一對正裝 30308 圓錐滾子軸承，其軸向外載荷，徑向 320 a fn 載荷，試分別求出兩軸承的當量動載荷。 12 4700,1700 rr fn fn 12 ,p p 解答： 【例題例題