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1、机械设计计基础期期末复习习指导（数控技技术专业业适用）第一章 机构构静力分分析基础础1力的的基本概概念及其其性质（1）力力的定义义物体间相相互的机机械作用用，这种种作用使使物体的的运动状状态(力的外外效应)、形状状或尺寸寸发生改改变(力的内内效应)。（2）力力的三要要素力的大小小、方向向和作用用点。2静力力学定理理（1）二二力平衡衡定理 作用于于刚体上上的两个个力，使使刚体保保持平衡衡的必要要和充分分条件是是：这两两个力的的大小相相等、方方向相反反，作用用在一条条直线上上。（2）三三力平衡衡汇交定定理构件在三三个互不不平行的的力作用用下处于于平衡，这这三个力力的作用用线必共共面且汇汇交于一一点
2、。3约束束和约束束力应掌握四四类常用用的约束束模型：柔性体体约束、光光滑面约约束、铰铰链约束束、固定定端约束束。了解解约束性性质，掌掌握约束束力的画画法。4物体体的受力力分析及及受力图图（1）根根据要分分析的问问题，确确定研究究对象；（2）解解除研究究对象的的约束画画出研究究对象的的分离体体；（3）在在分离体体上画出出全部主主动力；（4）在在分离体体解除约约束的地地方按约约束的类类型或性性质画出出约束力力。5力的的投影和和分解（1）力力的投影影和正交交分解（2）合合力投影影定理合力在某某一轴上上的投影影等于各各分力在在同轴上上投影的的代数和和。6力矩矩与力偶偶（1）力力矩力使物体体产生转转动效
3、应应的量度度称为力力矩。（2）合合力矩定定理力系合力力对某点点的力矩矩等于力力系各分分力对同同点力矩矩的代数数和。（3）力力偶及其其性质使物体产产生转动动效应的的一对大大小相等等、方向向相反、作作用线平平行的两两个力称称为力偶偶。力偶偶矩的大大小、转转向和作作用平面面称为力力偶的三三要素。力偶的基基本性质质：a力偶偶无合力力，在坐坐标轴上上的投影影之和为为零。b力偶偶对其作作用平面面内任一一点的力力矩，恒恒等于其其力偶矩矩，而与与矩心的的位置无无关。7力的的平移定定理作用于刚刚体上的的力F，可平平移到刚刚体上的的任一点点O，但必必须附加加一力偶偶，其附附加力偶偶矩的大大小等于于原力FF对O点的
4、力力矩。8平面面力系的的平衡方方程若力系是是平衡力力系，则则该力系系向平面面任一点点简化的的主矢和和主矩为为零。即即：平面面平衡力力系在两两坐标轴轴投影的的代数和和等于00，对平平面上任任意点力力矩代数数和等于于0。SFx0 SFy00 SMO（F）009求解解平面一一般力系系平衡问问题的步步骤（1）选选择研究究对象；（2）受受力分析析；（3）列列平衡方方程，求求解未知知力。第二章 常用用机构概概述1机构构的组成成和运动动副机构由若若干构件件联接组组合而成成，根据据运动传传递路线线和构件件的运动动状况，构构件可分分为三类类：机架架、原动动件、从从动件。两个构件件直接接接触而形形成的可可动联接接
5、称为运运动副。在平面机机构中，按按构件的的接触性性质运动动副可分分为高副副和低副副两类，它它们所约约束的自自由度数数目和内内容是不不同的。2平面面机构的的运动简简图机构运动动简图是是表示机机构组成成和各构构件相对对运动关关系的简简明图形形。为掌掌握机构构运动简简图，应应熟记各各类常用用平面机机构与运运动副的的符号表表示法。3平面面机构的的自由度度机构具有有确定运运动的条条件是：原动件件的数目目机构构的自由由度数FF（F0）。机构的自自由度数数F则按下下列公式式计算：F3nn-2PL-PH运用平面面机构自自由度公公式计算算一个机机构的自自由度数数F，是学学习的重重点内容容之一，必必须熟练练掌握。
6、当当机构中中含有复复合铰链链、局部部自由度度和虚约约束时，应应能准确确地识别别和处理理，这是是正确计计算机构构自由度度数的关关键。第三章 平面面连杆机机构1平面面四杆机机构的类类型铰链四杆杆机构根根据两连连架杆的的运动形形式不同同，可分分为三种种形式：曲柄摇摇杆机构构、双曲曲柄机构构和双摇摇杆机构构。判别铰链链四杆机机构的型型式首先先要根据据机构中中各构件件的相对对杆长条条件，确确定机构构中是否否存在具具有整转转副的构构件。机机构中不不存在整整转副时时，无论论取哪个个构件为为机架，都都只能得得到双摇摇杆机构构；当机机构满足足整转副副条件时时，则要要根据选选取哪个个构件为为固定机机架来确确定该机
7、机构的型型式。铰链四杆杆机构的的演化型型式，主主要掌握握曲柄滑滑块机构构。2平面面四杆机机构的工工作特性性学习重点点是曲柄柄摇杆机机构的工工作特性性和应用用（1）急急回特性性曲柄摇杆杆机构的的急回特特性是指指当曲柄柄连续匀匀速回转转时，摇摇杆往复复摆动的的速度不不同。摇摇杆空回回行程与与工作行行程的平平均角速速度之比比定义为为机构的的行程速速比系数数K，以表表示急回回的程度度。曲柄摇杆杆机构具具有急回回特性，是是由于机机构存在在有极位位夹角。一般般情况下下有K1，且且极位夹夹角越大，KK值也越越大，机机构的急急回性质质就越显显著。（2）压压力角和传动动角在不计摩摩擦的条条件下，作作用于机机构从
8、动动件上驱驱动力的的方向线线与该力力作用点点的绝对对速度方方向线之之间所夹夹的锐角角称为压压力角。压力力角与机机构的效效率关系系密切，是是衡量机机构传力力性能的的重要指指标。在连杆机机构中，为为了度量量方便常常用压力力角的余余角来衡衡量传力力性能，它它是连杆杆与从动动件之间间所夹锐锐角，称为为传动角角。传动动角越大大，机构构传力性性能越好好。连杆机构构运转时时，传动动角（压压力角）是是不断变变化的。（3）死死点位置置当机构从从动件的的传动角角=0时时，驱动动力与从从动件上上力的作作用点的的运动方方向垂直直，有效效驱动力力矩为零零，这时时的机构构位置称称为死点点位置。对于曲柄柄摇杆机机构，当当曲
9、柄为为原动件件时，连连杆与从从动摇杆杆不可能能共线，故故不存在在死点位位置；而而摇杆为为原动件件时，连连杆和从从动曲柄柄将两次次共线，这这时连杆杆对曲柄柄的驱动动力将通通过曲柄柄的转动动中心，驱驱动力矩矩为零，这这两个位位置即机机构的两两个死点点位置。第四章 凸轮轮机构1从动动件的运运动规律律（1）从从动件位位移线图图从动件位位移线图图是从动动件的位位移S和和凸轮转转角的关系系曲线，是是设计凸凸轮轮廓廓曲线的的依据。为为此，应应掌握位位移线图图的画法法，并了了解凸轮轮机构运运动循环环中有关关名词和和概念。（2）从从动件的的常用运运动规律律了解三种种常用的的从动件件运动规规律。掌握在给给定行程程
10、h和推程程运动角角（或回回程运动动角）的的条件下下绘制各各自位移移线图的的方法。2图解解法设计计凸轮轮轮廓理解反转转法原理理，掌握握对心尖尖底从动动件凸轮轮轮廓的的设计步步骤及要要求。了解凸轮轮理论轮轮廓与实实际轮廓廓的关系系。3凸轮轮机构设设计的几几个问题题（1）凸凸轮机构构的压力力角在凸轮轮轮廓曲线线的某点点上，凸凸轮对从从动件的的作用力力方向与与从动件件运动方方向之间间所夹的的锐角称为凸凸轮机构构在该点点上的压压力角。压压力角大大，则机机构的传传力性能能差，设设计凸轮轮机构时时应使最最大压力力角不超超过许用用值。（2）滚滚子半径径的确定定滚子从动动件凸轮轮机构若若滚子的的尺寸选选择不当当
11、，将使使凸轮的的实际轮轮廓不能能完全实实现原设设计时所所预期的的运动规规律，这这就是运运动失真真现象。为为此要考考虑选择择较小的的滚子尺尺寸，以以满足。（3）基基圆半径径的确定定基圆半径径可先根根据经验验公式选选择，再再综合考考虑传动动效率、运运动失真真、结构构紧凑与与否等因因素最终终确定基基圆尺寸寸。第五章 其他他常用机机构1常用用间歇机机构了解棘轮轮机构、槽槽轮机构构、凸轮轮式间歇歇机构和和不完全全齿轮机机构的基基本类型型和工作作原理。2螺旋旋机构（1）主主要参数数掌握螺纹纹的直径径尺寸、螺螺距和导导程、螺螺旋升角角、螺纹纹的牙型型角和牙型型斜角等主要要参数关关系。（2）螺螺旋机构构的应用
12、用螺旋副有有两类用用途，一一类为螺螺纹联接接，另一一类为螺螺旋传动动。螺纹联接接要求联联接可靠靠，除有有一定强强度要求求外，还还要保证证自锁，因因而多用用三角形形螺纹。根根据使用用条件和和牙型角角不同，又又可有普普通螺纹纹，英制制螺纹和和管螺纹纹。螺旋传动动平稳性性好，能能获得很很大的机机械效益益，可实实现自锁锁和具有有精密位位移等优优点。螺螺旋传动动可采用用梯形螺螺纹、锯锯齿形螺螺纹或矩矩形螺纹纹。第六章 构件件内力分分析基础础1杆件件基本变变形基本变形形有拉伸伸与压缩缩、剪切切和挤压压、扭转转、弯曲曲等四种种。求解内力力的基本本方法是是截面法法：假想用一一个截面面把杆件件截为两两部分，取取
13、其中一一部分作作为研究究对象，建建立平衡衡方程，以以确定截截面内力力的方法法。2轴向向拉伸(或压缩缩)时横横截面上上的内力力轴力力（1）轴轴力的正正负号规规定：杆杆件拉伸伸时，轴轴力背离离截面取取正号；杆件压压缩时，轴轴力指向向截面取取负号。（2）轴轴力图：正轴力力画在xx轴上方方，负轴轴力画在在x轴下方方。3剪切切和挤压压时横截截面上的的内力剪力力和挤压压力4圆轴轴扭转时时横截面面上的内内力扭矩（1）扭扭矩的正正负号规规定：用用右手四四指弯向向表示扭扭矩的转转向，大大拇指的的指向与与截面外外法线nn相同时时扭矩为为正，反反之为负负。 （2）扭扭矩图：正值画画在x轴轴上方，负负值在xx轴下方方
14、。5梁弯弯曲时横横截面上上的内力力剪力力和弯矩矩（1）剪剪力和弯弯矩的正正负号规规定：在在横截面面的内侧侧截取微微段梁,凡使该该微段梁梁发生左左上、右右下相对对错动(顺时针针错动)变形的的剪力规规定为正正，反之之为负；使微段段梁产生生上凹下下凸弯曲曲变形的的弯矩为为正，反反之为负负。（2）剪剪力图和和弯矩图图：采用用控制截截面法绘绘制具体步骤骤：先求求出梁支支座的约约束力，根根据外力力作用情情况将梁梁分段，并并定性判判断各段段剪力图图和弯矩矩图的形形状，计计算控制制截面（分分界点、剪剪力为零零的点所所在截面面）的剪剪力值和和弯矩值值，画出出剪力图图和弯矩矩图。第七章 构件件的强度度和刚度度1应
15、力力与应变变应力：正正应力用用表示；切应力力（剪应应力）用用表示。应变：线线应变（正正应变）用用表示；切应变变用表示。2虎克克定律在一定范范围内，杆杆件的绝绝对变形形l与所施施加的外外力F及杆件件长度ll成正比比，而与与杆件的的横截面面面积AA成反比比。 3材料料在拉伸伸和压缩缩时的力力学性能能（1）低低碳钢的的拉伸试试验过程程低碳钢的的拉伸试试验过程程分为弹弹性、屈屈服、强强化、缩缩颈四个个阶段。弹性阶段段：OAA段，材材料服从从虎克定定律。（2）铸铸铁的拉拉伸试验验过程铸铁拉伸伸时没有有屈服和和缩颈现现象，试试件突然然断裂。衡衡量脆性性材料强强度的唯唯一指标标是强度度极限b。（3）低低碳钢
16、的的压缩试试验低碳钢压压缩与拉拉伸时的的弹性模模量E、比例例极限p、弹性性极限e和屈服服极限s是相同同的，但但无法得得到低碳碳钢的抗抗压强度度极限b。（4）铸铸铁的压压缩试验验铸铁压缩缩时无屈屈服极限限，强度度极限b是拉拉伸时的的455倍，常常用于承承受压力力的构件件。4轴向向拉伸与与压缩的的强度条条件5剪切切和挤压压的强度度条件为为6圆轴轴扭转的的应力、强强度条件件为 7弯曲曲的强度度和刚度度条件为为8. 纯纯弯曲时时梁横截截面的正正应力计计算计算公式式最大正应应力称为抗弯弯截面系系数9提高高梁弯曲曲强度的的主要措措施（1）选选择合理理的截面面形状，使使截面具具有尽可可能大的的抗弯截截面系数
17、数；（2）合合理地布布置载荷荷和支座座；（3）采采用变截截面梁。10提提高梁弯弯曲刚度度的主要要措施（1）缩缩短梁的的跨度或或增加支支座；（2）增增大抗弯弯刚度EEI；（3）改改善加载载方式。11应应力集中中应力集中中是由构构件尺寸寸突变引引起的局局部应力力急剧增增大的现现象。12疲疲劳失效效 构件在在交变应应力作用用下发生生的失效效，称为为疲劳失失效。13疲疲劳失效效的原因因疲劳失效效的过程程可分为为以下三三个：（1）形形成疲劳劳裂纹源源（2）疲疲劳裂纹纹扩展（3）脆脆性断裂裂14提提高构件件疲劳极极限的措措施（1）减减缓应力力集中；（2）提提高构件件表面加加工质量量。第八章 齿轮轮传动1渐
18、开开线齿廓廓及其啮啮合原理理（1）了了解渐开开线的形形成及其其性质（2）掌掌握渐开开线齿廓廓的啮合合特点学习重点点为渐开开线齿廓廓满足定定传动比比条件、中中心距可可分性、啮啮合角为为常数。2标准准直齿圆圆柱齿轮轮的基本本参数和和几何尺尺寸（1）了了解直齿齿圆柱齿齿轮各部部分的名名称（2）掌掌握分度度圆、模模数和压压力角分度圆是是齿轮制制造和计计算的基基准，分分度圆齿齿距p和的比值值规定为为标准值值，称为为模数mm。同时时分度圆圆压力角角也规定定为标准准值，取取=200。（3）标标准齿轮轮和标准准中心距距齿顶高系系数h*a和径向向间隙系系数c*均取取标准值值，且分分度圆上上的齿厚厚与齿槽槽宽相等
19、等的齿轮轮称为标标准齿轮轮。一对标准准齿轮传传动，分分度圆相相切时的的中心距距称为标标准中心心距。标标准齿轮轮传动两两齿轮的的节圆分分别与分分度圆重重合。（4）基基本参数数和几何何尺寸渐开线直直齿圆柱柱齿轮的的五个基基本参数数是齿数数Z、模数数m、压力力角、齿顶顶高系数数h*a和径向向间隙系系数c*。齿齿轮各部部分的几几何尺寸寸完全由由这五个个基本参参数确定定。3渐开开线直齿齿圆柱齿齿轮的啮啮合传动动（1）正正确啮合合条件两齿轮的的模数mm和压力力角分别相相等是齿齿轮正确确啮合的的必要条条件。（2）连连续传动动条件实际啮合合线大于于基圆齿齿距pb，即齿齿轮传动动的重合合度大于于1是齿齿轮能够够
20、连续传传动的条条件。4齿轮轮轮齿的的加工与与轮齿的的根切（1）展展成法的的基本原原理展成法是是利用一一对齿轮轮相互啮啮合时，两两轮齿廓廓互为包包络线的的原理来来切齿的的。展成法常常见有插插齿和滚滚齿两种种加工方方法。（2）根根切现象象和最少少齿数根切是用用展成法法加工齿齿轮时可可能出现现的一种种现象，由由于齿根根部分变变弱，而而且使渐渐开线长长度缩短短，造成成重合度度下降而而影响传传动平稳稳性，所所以应采采取措施施予以避避免。标标准齿轮轮不发生生根切的的最少齿齿数为117。5斜齿齿圆柱齿齿轮传动动（1）基基本参数数和几何何尺寸斜齿圆柱柱齿轮的的基本参参数有法法面参数数和端面面参数之之分。应应记
21、住公公式mt=mn/coos斜齿圆柱柱齿轮传传动的几几何尺寸寸要按端端面参数数计算。（2）正正确啮合合条件一对斜齿齿圆柱齿齿轮若要要正确啮啮合，除除两轮的的模数mmn和压力力角必须分分别相等等外，还还必须满满足1+2=0。（3）重重合度斜齿圆柱柱齿轮的的重合度度由两部部分构成成：=+。其中中，为端面面重合度度；为轴向向重合度度，它是是因齿倾倾斜而产产生的附附加重合合度。（4）当当量齿数数和最少少齿数斜齿轮的的当量齿齿轮是齿齿形近似似于该斜斜齿轮法法面齿形形的直齿齿圆柱齿齿轮，其其齿数称称为当量量齿数ZZv，计算算公式为为Zv=Z/coos3。6直齿齿锥齿轮轮机构（1）背背锥和当当量齿数数展开背
22、锥锥，并把把两扇形形齿轮补补足为完完整的圆圆柱齿轮轮后，就就可得到到齿形与与锥齿轮轮大端实实际齿廓廓相近的的一对当当量齿轮轮，其齿齿数称为为锥齿轮轮的当量量齿数ZZv。（2）正正确啮合合条件直齿锥齿齿轮的正正确啮合合条件是是：两轮轮的大端端模数和和压力角角必须分分别相等等；此外外，两轮轮的锥距距也必须须相等。（3）几几何尺寸寸计算直齿锥齿齿轮的几几何尺寸寸计算以以大端为为基准，大大端模数数m应按按标准取取值，同同时取压压力角=200。应掌握下下列参数数和几何何尺寸的的计算：传动比比i，分度度圆锥角角1、2，分度度圆直径径d1、d2，锥距距R以及齿齿宽b。7失效效分析和和设计准准则（1）轮轮齿的
23、失失效分析析齿轮传动动的主要要失效形形式有轮轮齿折断断、齿面面点蚀、齿齿面磨损损、齿面面胶合和和齿面塑塑性变形形。应注注意掌握握这五种种失效形形式的概概念，弄弄清发生生失效的的条件、原原因和失失效发生生的部位位，了解解为避免免发生失失效而采采取的相相应措施施。（2）设设计准则则一般闭式式齿轮的的主要失失效形式式是齿面面点蚀和和齿根弯弯曲疲劳劳折断，设设计时应应以齿面面接触疲疲劳强度度和齿根根弯曲疲疲劳强度度作为其其承载能能力的计计算依据据。开式齿轮轮的主要要失效形形式是齿齿面磨损损和轮齿齿折断，当当前尚无无较成熟熟的磨损损计算方方法，因因此只进进行齿根根弯曲疲疲劳强度度计算，把把求得的的模数增
24、增大100220，以以考虑轮轮齿磨薄薄的影响响。8齿轮轮材料及及热处理理对齿轮材材料的基基本要求求是：材材料具有有足够的的强度，齿齿面要硬硬、齿芯芯要韧，以以抵抗各各种齿面面失效和和齿根的的折断。要求掌握握常用的的齿轮材材料及热热处理方方法：（1）锻锻钢和铸铸钢软齿面齿齿轮（硬硬度3500HBSS），通通常由中中碳钢或或中碳合合金钢正正火或调调质处理理后切齿齿；硬齿齿面齿轮轮，常用用方法是是低碳钢钢渗碳淬淬火或中中碳钢表表面淬火火，但热热处理后后需要磨磨齿。铸钢常用用于制造造高强度度的大型型齿轮，齿齿坯一般般都应经经正火处处理，其其机械性性能低于于锻钢。（2）铸铸铁用于制造造齿轮的的铸铁有有灰
25、铸铁铁和球墨墨铸铁，灰灰铸铁机机械性能能较差，多多用于开开式齿轮轮传动；球墨铸铸铁的机机械性能能接近于于铸钢，有有时可作作为代用用材料使使用。9圆柱柱齿轮的的受力分分析圆柱齿轮轮传动的的受力分分析是要要求熟练练掌握的的重点内内容，应应结合图图8-227、88-299熟记各各力的计计算公式式，并能能够正确确判断各各分力的的方向。10圆圆柱齿轮轮的强度度计算学习重点点是直齿齿圆柱齿齿轮接触触强度和和弯曲强强度的计计算。计计算公式式不要求求记忆，但但应做到到：（1）了了解建立立公式的的力学模模型、计计算依据据；（2）掌掌握公式式中各参参数的意意义、单单位；（3）能能正确运运用公式式进行强强度计算算和
26、齿轮轮强度分分析。11直直齿圆柱柱齿轮传传动的设设计（1）设设计内容容与设计计思路选定齿轮轮的传动动参数，确确定齿轮轮的结构构型式和和尺寸；设计齿轮轮首先应应进行失失效分析析、确定定设计准准则，在在此基础础上再选选材料和和确定参参数。设设计结果果应满足足运动关关系、几几何关系系和强度度条件。（2）设设计步骤骤a初定定参数ZZ1、Z2，按齿齿面接触触疲劳强强度设计计a，b，再校校核齿根根弯曲疲疲劳强度度，FFb初定定参数ZZ1、Z2，按齿齿根接触触疲劳强强度设计计m，再校校核齿面面接触疲疲劳强度度，HH。在设计时时，可根根据原始始条件、失失效分析析选定一一种设计计方法，并并拟定设设计步骤骤。（3
27、）参参数选择择齿轮设计计参数的的选取与与齿轮传传动的工工作条件件和设计计要求有有关，设设计者应应考虑上上述条件件并参照照齿轮设设计参数数的一般般选择原原则来确确定。12齿齿轮的结结构与润润滑（1）轮轮体的结结构齿轮轮体体的结构构型式取取决于齿齿轮的材材料、尺尺寸、齿齿坯工艺艺及使用用条件等等因素，通通常采用用经验设设计方法法完成。常用的结结构型式式有齿轮轮轴、盘盘式齿轮轮、辐板板式及辐辐条式齿齿轮、双双联齿轮轮等。（2）齿齿轮的润润滑润滑的主主要内容容是选定定润滑方方式和润润滑剂。开式齿轮轮速度低低，常用用定期人人工加油油润滑；润滑剂剂常选用用粘度高高的沥青青质开式式齿轮油油，也可可使用润润滑
28、脂。闭式齿轮轮的润滑滑方式取取决于齿齿轮的圆圆周速度度，一般般闭式齿齿轮常采采用油浴浴润滑。第九章 蜗杆杆传动1蜗杆杆传动的的受力分分析蜗杆传动动受力分分析类似似于斜齿齿轮，但但有其特特点。受力关系系式中，T1、T2分别为蜗杆和蜗轮的转矩，由T2=T1i可知，计入啮合效率即表示在受力分析中已经计入了齿面摩擦力。判断蜗杆杆蜗轮受受力方向向的方法法类似斜斜齿轮传传动，蜗蜗杆轴向向力Fa1的指指向可利利用教材材1588页所述述“左、右右手法则则”。2失效效分析和和设计准准则蜗杆传动动的失效效形式与与齿轮传传动相似似，但传传动过程程中齿面面滑动摩摩擦大，其其主要失失效形势势是胶合合和磨损损。（1）开开
29、式蜗杆杆传动轮轮齿易磨磨损，按按蜗轮齿齿根弯曲曲疲劳强强度设计计时，应应适当考考虑磨损损对轮齿齿强度的的影响。（2）闭闭式蜗杆杆传动则则按齿面面接触强强度计算算，限制制齿面接接触应力力以避免免胶合和和点蚀。3蜗杆杆蜗轮常常用材料料蜗杆蜗轮轮材料的的一般选选用原则则是：材材料在满满足一定定强度条条件下，具具备良好好的减摩摩性、耐耐磨性和和抗胶合合性。蜗杆常用用材料为为优质碳碳素钢或或合金钢钢，可用用表面淬淬火或调调质等热热处理方方法提高高性能。蜗蜗轮材料料有铸铁铁、铝青青铜、锡锡青铜等等，可根根据滑动动速度来来选择。4蜗杆杆传动的的效率和和热平衡衡计算（1）蜗蜗杆传动动的效率率在计算蜗蜗杆传动动
30、的效率率时应考考虑啮合合摩擦、轴轴承摩擦擦和搅油油油阻三三部分功功率损耗耗。通常常，轴承承摩擦效效率和搅搅油油阻阻效率取取为0.950.997；啮啮合效率率可按螺螺旋传动动的效率率公式计计算。（2）热热平衡的的计算连续工作作的闭式式蜗杆传传动要进进行热平平衡计算算以控制制油的温温度。热热平衡是是指在蜗蜗杆传动动工作一一段时间间后，传传动中单单位时间间的发热热量与传传动装置置通过介介质在单单位时间间内散热热量逐渐渐接近而而达到平平衡，此此时油温温不再继继续上升升。由热平衡衡条件，可可得蜗杆杆传动达达到热平平衡时的的油温，若若工作油油温超过过许用值值，可增增大散热热面积和和改善通通风条件件，必要要
31、时可使使用冷却却装置。5蜗杆杆蜗轮的的结构设设计蜗杆通常常与轴做做成一个个整体，按按蜗杆螺螺旋部分分的加工工方法可可分为车车制蜗杆杆和铣制制蜗杆。铣铣制蜗杆杆的刚度度好，但但车制蜗蜗杆工艺艺简单，应应用较为为普遍。蜗轮可采采用整体体式或装装配式结结构。为为节省有有色金属属，较大大的蜗轮轮都采用用装配式式，齿圈圈和轮芯芯常用过过盈配合合或螺栓栓联接装装配为一一体。第十章 轮系系1定轴轴轮系及及其传动动比（1）不不含空间间齿轮由于轮系系中所有有齿轮的的轴线都都相互平平行，故故传动比比可按以以下式计计算：（2）含含有空间间齿轮轮系中含含有空间间齿轮，则则各齿轮轮的轴线线不再全全部平行行。这时时，传动
32、动比的数数值仍可可按前式式计算，但但转向关关系不能能用（1）m来确定定，必须须用画箭箭头法解解决。2周转转轮系及及其传动动比计算算（1）周周转轮系系的组成成周转轮系系由中心心轮（太太阳轮）、行行星轮和和系杆三三种基本本构件所所组成。判判断一个个轮系是是定轴轮轮系还是是周转轮轮系，只只要看轮轮系中是是否存在在有行星星轮。（2）周周转轮系系的传动动比周转轮系系的传动动比要通通过其转转化轮系系进行。转转化轮系系的传动动比计算算式：在应用上上述关系系时，应应注意以以下几点点：a公式式中的齿齿轮1和和齿轮KK的轴线线必须与与转臂轴轴线平行行；b在转转化轮系系传动比比计算公公式中，各各个转速速的前面面必须
33、有有正、负负号；c转化化机构的的传动比比i，应按按照相应应的定轴轴轮系传传动比的的计算方方法求出出。第十一章章 带带传动1带传传动的类类型、特特点和应应用带传动适适于中心心距较大大的传动动；传动动平稳，可可缓冲吸吸振；过过载时打打滑，能能起安全全保护作作用。带带传动的的主要缺缺点是不不能保证证准确的的传动比比，带的的寿命和和传动效效率较低低。不同同类型的的带，其其传动特特点和应应用范围围不尽相相同：2V带带传动的的参数和和几何尺尺寸计算算（1）VV带的主主要参数数包括：型型号及横横截面尺尺寸、基基准带长长Ld、带轮轮基准直直径d1、d2、传动动中心距距a，小带带轮包角角1。（2）主主要几何何关
34、系式式带长L 小带轮包包角13带传传动的工工作情况况分析（1）带带传动的的受力分分析带传动靠靠传动带带与带轮轮之间的的摩擦力力传递动动力。当当带和带带轮之间间所能产产生的最最大摩擦擦力Ff不能满满足传动动所需要要的有效效圆周力力F时，带带和带轮轮之间将将发生打打滑。最大摩擦擦力Ff与带传传动的初初拉力FF0成正比比，同时时还与包包角和摩擦擦系数v有关关。因此此在带传传动设计计时，应应控制初初拉力并并保证包包角不小小于一定定数值。（2）带带传动的的运动分分析由于带的的弹性变变形而引引起的带带与带轮轮间的滑滑动称为为弹性滑滑动，且且弹性滑滑动现象象是不可可避免的的。弹性滑动动引起带带的线速速度变化
35、化，其线线速度的的相对降降低量称称为带传传动的滑滑动率。（3）传传动带的的应力分分析带传动工工作时，带带上作用用有循环环变应力力，包括括：由紧边、松松边拉力力产生的的工作拉拉应力；由离心心力产生生的拉应应力；由由带绕过过带轮时时产生的的弯曲应应力。把三种应应力依次次叠加，可可看到传传动带上上各点在在不同工工作位置置上的应应力是变变化的，最最大拉应应力发生生在紧边边进入小小带轮处处，maxx=1+c+b14带传传动的失失效形式式和设计计准则（1）带带传动的的失效分分析由带传动动的工作作情况分分析可知知，带传传动的主主要失效效形式是是带的打打滑、疲疲劳破坏坏。此外外，在正正常工作作时带的的弹性滑滑
36、动还会会引起带带和带轮轮的磨损损。带传动的的设计准准则是保保证传动动带在不不打滑的的条件下下具有一一定的疲疲劳强度度和寿命命。（2）单单根V带带传递的的功率单根V带带传递功功率的理理论公式式是依据据设计准准则、通通过限制制有效圆圆周力和和带的最最大工作作应力两两个条件件而导出出的，设设计时使使用工程程计算公公式：5V带带传动的的设计计计算（1）VV带传动动的设计计内容确定传动动参数V带型号号、长度度、根数数；带轮轮基准直直径d1、d2；传动动中心距距带轮设计计选择带轮轮材料；确定带带轮结构构型式和和尺寸（2）VV带传动动参数的的设计思思路设计V带带传动应应使其传传动参数数保证运运动关系系，符合
37、合几何关关系，并并满足不不打滑及及疲劳寿寿命条件件。要掌掌握V带带传动的的设计步步骤。（3）VV带传动动的参数数选择注意小带带轮直径径d1、传动动中心距距a的选择择原则，这这是要由由设计者者自行选选取的传传动参数数。第十二章章 联联接1螺纹纹联接（1）螺螺纹联接接的基本本类型螺纹联接接一般采采用三角角螺纹，基基本类型型有螺栓栓联接、螺螺钉联接接、双头头螺栓联联接及紧紧定螺钉钉联接。了了解各类类联接的的结构、熟熟悉常用用的标准准件是设设计螺纹纹联接所所必须掌掌握的基基本知识识。（2）失失效分析析和设计计准则螺纹联接接的失效效是指由由螺纹联联接件与与被联接接件所构构成的联联接的失失效。对对于普通通
38、螺栓，无无论载荷荷属于哪哪种类别别都只能能承受轴轴向拉力力，其失失效形式式为螺杆杆的断裂裂；而铰铰制孔用用螺栓则则只能承承受横向向载荷，其其失效形形式为剪剪切或挤挤压失效效。（3）螺螺纹联接接的预紧紧和防松松绝大多数数螺纹联联接在装装配时都都必须拧拧紧，使使联接具具有所要要求的刚刚性、紧紧密性和和防松能能力。重重要的联联接必须须控制预预紧力的的大小。在设计螺螺栓联接接时应考考虑防松松措施。防防松的方方法按其其工作原原理可分分为摩擦擦防松、机机械防松松、永久久防松三三大类。2键销销联接（1）平平键联接接a平键键联接的的类型和和特点平键是矩矩形截面面的联接接件，传传递转矩矩是靠平平键的两两个侧面面
39、。平键键联接的的特点是是结构简简单、对对中性好好，拆装装方便。平键联接接按其用用途可分分为三种种：普通通平键、导导向平键键和滑键键。普通通平键一一般用于于静联接接；而导导向平键键和滑键键则用于于动联接接。b平键键联接的的失效分分析与强强度计算算正常的条条件下，平平键联接接的主要要失效形形式是薄薄弱零件件在静联联接时的的挤压失失效。标标准尺寸寸的平键键联接应应按联接接的挤压压强度计计算： （NN/mmm2）在设计键键联接时时，应根根据联接接的结构构和使用用条件选选择键的的类型，由由轴的直直径尺寸寸按标准准选取平平键的剖剖面尺寸寸bh，并根根据轮毂毂长度确确定键的的长度LL，然后后用上述述强度公公
40、式做核核验计算算。（2）半半圆键联联接半圆键联联接工作作时靠两两侧面传传递转矩矩。半圆圆键呈弓弓形，它它的工艺艺性好，装装拆方便便，但对对轴的强强度消弱弱严重，故故一般用用于轻载载联接。（3）楔楔键联接接楔键的上上、下两两个表面面是工作作面，分分别与毂毂和轴的的键槽底底面贴合合。在装装配时，楔楔键打入入轮和毂毂的键槽槽中，会会使轴毂毂产生偏偏心距ee，因此此定心精精度不高高。（4）切切向键联联接切向键由由两个11：1000的单单边倾斜斜楔键组组成，装装配后两两个键的的斜面相相互贴合合，共同同楔紧在在轮毂和和轴之间间图112-77。切切向键常常用于载载荷大、对对中要求求不严格格的场合合。（5）销
41、销联接销联接主主要用于于固定零零件之间间的相对对位置，也也可以用用于轴和和毂或零零件间的的联接，并并传递不不大的载载荷；还还可作为为安全装装置中的的过载剪剪断元件件。第十三章章 轴轴1轴按按载荷分分类根据承载载情况，轴轴可分为为转轴、心心轴和传传动轴三三类。工工作中既既受弯矩矩又受转转矩的轴轴称为转转轴；只只承受弯弯矩而不不传递转转矩的轴轴称为心心轴，心心轴又可可分为转转动心轴轴和固定定心轴两两种；只只传递转转矩而不不承受弯弯矩（或或弯矩很很小，可可略去不不计）的的轴称为为传动轴轴。根据轴所所受载荷荷，转轴轴同时受受到正应应力和剪剪应力的的作用；而心轴轴和传动动轴则分分别只承承受正应应力和剪剪
42、应力。2轴的的材料轴的材料料应具有有必要的的强度和和韧性，当当采用滑滑动轴承承支承时时，轴颈颈还需要要具有耐耐磨性。一般工作作条件下下的轴常常用碳素素钢制造造，在非非常温或或重载条条件下的的轴宜采采用合金金钢，对对形状复复杂的轴轴，可用用球墨铸铸铁或高高强度铸铸铁制造造。为了充分分发挥钢钢的机械械性能，用用钢制造造的轴通通常都要要经过热热处理。3轴的的结构设设计轴的结构构设计应应满足以以下三方方面要求求：（1）有有利于提提高轴的的强度和和刚度轴的受力力状况与与轴上传传力零件件的布局局和结构构有关。在在进行轴轴的结构构设计时时，应合合理布置置轴上零零件，采采用合理理结构，尽尽可能减减轻轴所所受的
43、力力和转矩矩。（2）轴轴上零件件定位和和固定可可靠零件的定定位和固固定是轴轴结构设设计中的的核心问问题。零零件的固固定要考考虑轴向向和周向向两个方方向。常用的轴轴向定位位和固定定装置有有轴肩轴轴环、圆圆螺母、弹弹性挡圈圈、套筒筒、紧定定螺钉等等，在轴轴端也常常使用圆圆锥面和和轴端挡挡圈。应应了解这这些方法法的各自自特点。零件的周周向固定定即轴毂毂联接，联联接方式式有很多多，常用用的有键键联接、销销联接、过过盈配合合联接等等。（3）轴轴的结构构工艺性性在轴的结结构设计计时，要要考虑使使轴上零零件便于于安装和和拆卸，轴轴肩不宜宜过高，满满足定位位的要求求即可。这这里，应应特别注注意滚动动轴承的的定
44、位轴轴肩高度度，过高高则无法法正常拆拆卸轴承承。轴的结构构设计还还要考虑虑轴的加加工工艺艺性。在在满足使使用要求求的前提提下，轴轴的结构构形状应应尽可能能简单。4轴的的强度计计算轴的类型型不同或或具有不不同的工工作条件件，相应应有不同同的强度度计算方方法。心轴只受受弯矩，按按其弯曲曲应力的的性质，取取相应的的许用弯弯曲应力力进行强强度校核核。传动轴只只受扭矩矩，应按按扭转剪剪应力进进行强度度校核。转轴主要要受弯矩矩又受扭扭矩，对对于一般般条件下下的转轴轴，可用用弯扭合合成当量量弯矩法法进行强强度校核核。轴的强度度计算应应当与轴轴的结构构设计结结合进行行。一般般转轴的的设计步步骤为；（1）按按扭
45、转强强度初步步估算轴轴的直径径；（22）轴的的初步结结构设计计；（33）按弯弯扭强度度核验计计算；（44）修改改有关结结构，完完成设计计。第十四章章 轴轴承1滚动动轴承的的基本类类型、选选用原则则和代号号表示法法（1）基基本类型型按照轴承承所能承承受的载载荷，轴轴承可分分为向心心轴承、推推力轴承承和角接接触轴承承三类，其其中每类类轴承又又可根据据其滚动动体的形形状分为为球轴承承和滚子子轴承。常用的滚滚动轴承承有1、33、5、66、7、NN等六类类。它们们的结构构特点和和性能特特点应很很好地掌掌握，以以便能正正确选用用。（2）类类型选择择原则选择轴承承类型要要考虑轴轴承所受受载荷的的方向、载载荷
46、的大大小与性性质，轴轴承的转转速条件件、调心心性能及及装调性性能等因因素。（3）代代号表示示法滚动轴承承的代号号由基本本代号、前前置代号号和后置置代号构构成。要要以轴承承的基本本代号为为重点，熟熟悉内径径尺寸代代号、尺尺寸系列列代号和和轴承类类型代号号的意义义。2滚动动轴承的的失效形形式和设设计准则则滚动轴承承工作时时，内外外套圈和和滚动体体都受有有脉动循循环接触触应力的的作用，其其主要失失效形式式是疲劳劳点蚀、塑塑性变形形和磨损损。针对这些些失效形形式所制制定的设设计准则则是：（1）一一般工作作条件下下的滚动动轴承易易发生点点蚀，进进行寿命命计算并并作静强强度校核核。（2）对对于转速速极低或或仅作摆摆动的轴轴承，只只需进行行静强度度计算以以防止塑塑性变形形。3.滚滚动轴承承的寿命命计算（1）基基本额定定寿命和和基本额额定动载载荷基本额定定寿命是是取可靠靠度900%的一