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机械设计基础知识概述(doc 54页)（2）洛氏硬度：用压头压入的压痕深度表示材料的硬度值。
压痕越深表示材料越软，硬度值越低。
两种硬度可以利用特制的表格进行换算。
硬度表示金属材料在局部范围内对塑性变形的抗力，所以硬度与强度间有一定的换算关系。
5、冲击韧性冲击韧性是金属材料抗击冲击负荷的能力。
现在普通采用一次摆锤冲击试验来测定材料的冲击韧性。
实验表明，材料受小能量多次重复冲击的能力，主要取决于材料强度。
强度越高，寿命越长，设计中可不必过分追求高冲击值。
6、疲劳强度实际中许多工件所承受负荷的方向和大小是周期变化的。
这种周期变化的负荷称为交变负荷。
金属工件在交变负荷作用下，经长时间工作而发生断裂的现象称为金属疲劳。
在交变负荷作用下金属工件所受应力大小和断裂前应力交变循环的次数有关。
应力越大，则断裂前能随承受的循环次数越低。
当钢铁材料的循环次数达到107，有色金属的循环次数达到108 时，若试样仍不发生疲劳破坏，其最大应力称为该材料的疲劳极限。
当应力交变循环对称时，疲劳极限用σ-1表示。
生产中多数金属工件是在交变负荷下工作的，疲劳破坏是破裂的主要形式。
因此疲劳强度设计是材料的重要强度计算之一。
另外，改善零件结构形状避免应力集中；降低表面粗糙度；采取表面强化处理等都能有效提高金属工件的抗疲劳能力。
（二）金属材料的其他性能1、金属材料的物理性能包括比重、溶点、导电性、导热性和膨胀性等。
工件用途不同，对金属材料的物理性能要求不一样2、金属材料的化学性能主要指金属材料在定温或高温条件下抵抗活泼介质对其浸蚀的能力。
3、金属材料的工艺性能是金属材料物理和化学性能的综合，是否易于加工成型的能力。
按工艺方法不同，工艺性能主要有铸造性能、锻造性能、焊接性和切削加工性能。
在设计零件及选择加工方法时要考虑材料的工艺性能。
（三）铁碳合金的基本组织及性能普通碳钢和铸铁均属钢碳合金范畴，合金钢和合金铸铁是有意加入合金元素的铁碳合金。
机械设计基础知识概述第一章金属材料的有关问题（一）金属材料的机械性能金属零件受一定外力作用时，对金属材料有一定的破坏作用。
因此要求金属材料具有抵抗外力的作用而不被破坏的性能，这种性能称为机械性能。
金属材料的机械性能主要包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
它们的具体数值是在专门的试验机上测定出来的。
1、金属材料的变形和应力金属材料受外力作用时引起的形状改变称为变形。
变形分为弹性变形（当外力取消后，变形消失并恢复到原来形状）和塑性变形（当外力除去后，不能恢复到原来形状，保留一部分残余形变）。
当金属材料受外力作用时，其内部还将产生一个与外力相对抗的内力，它的大小与外力相等，方向相反。
单位截面上的内力称为应力。
在拉伸和压缩时应力用符号σ表示。
σ=P/F式中：σ—应力，MPa;P —拉伸外力，N；F —试样的横截面积，mm2。
2、强度强度是金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。
强度可通过拉力试验来测定。
将图（a）所示标准样安装在拉力试验机上，对其施加一个平稳而无冲击逐渐递增的轴向拉力，随着拉力的增加试样产生形变如图（B）直到断裂如图（C）。
以试样的受拉力P为纵坐标，伸长值⊿L为横坐标，给制出拉伸曲线。
OE段：负荷与伸长成线性关系，是材料的弹性变形阶段。
金属材料由弹性变形过渡到塑性变形时的应力称为弹性极限，用σe表示。
σe =Pe/Fo式中：σe—弹性极限，MPa；Pe—材料开始塑性变形时的负荷，N；Fo—试样原横截面积，㎜ 2 。
当负荷超过E点，试样开始产生塑性变形，这一段曲线几乎呈水平，表明试样在拉伸过程中，负荷不增加甚至有降低，试样继续塑性形变，材料丧失了抵抗变形的能力。
这种现象称为屈服。
产生现象时的应力称为屈服点，用σs表示。
σs =Ps/Fo式中：σs—屈服点，Mpa ；Ps—材料产生明显形变时的负荷，N；Fo—试样原横截面积，㎜ 2 。
负荷超过S点后，形变量随负荷增加而急剧增加，当过B点，形变部位出现缩颈现象，试样已不能抵抗外力作用，在K点发生断裂。
《机械设计基础》授课教案电气、机电班第一部分：入门基本理论知识概述机器的概念及组成（一）机器的概念1、机械：机器和机构的总称。
2、机器：人工物体组合，各部分之间具有确定的相对运动，能够转换或传递能量、物料和信息的机械。
3、机构：人工物体组合，各部分之间具有一定的相对运动的机械。
构件：相互之间能作相互运动的机件。
零件：机械的构成单元。
零件与构件的区别：零件是制造单元，构件是运动单元，零件组成构件，构件是组成机构的各个相对运动的实体。
机构与机器的区别：机器能完成有用的机械功或转换机械能，机构只是完成传递运动、力或改变运动形式，同时机构是机器的主要组成部分。
（二）机器的组成一台完整的机器，通常由四部分组成原动机部分（动力装置）：作用是将其它形式的能量转换为机械能，以驱动机器各部分的运动。
执行部分（工作机构）：机器中直接完成具体工作任务。
传动部分（传动装置）：将原动机的运动和动力传递给工作机构。
操纵或控制部分：显示、反映、控制机器的运行和工作。
(三)、金属材料的性能金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能。
工艺性能：金属材料在各种加工条件下所表现出来的性能。
使用性能：金属零件在使用条件下材料所表现出来的性能。
使用性能包括物理性能、化学性能和力学性能。
金属材料的物理性能物理性能：指金属所固有的属性。
它包括密度、熔点、导热性、热膨胀和磁性等。
1、密度单位体积金属的质量（单位：㎏/m3）。
根据密度，可分为轻金属（4.5g/㎝3）和重金属。
2、熔点：金属从固态转变为液态时的温度称为熔点。
单位：ºC。
根据熔点，可分为低熔点金属（小于1000ºC），中熔点金属（1000～2000ºC）和高熔点金属（大于2000ºC）。
3、导热性金属材料传导热量的能力。
一般用热导率（导热系数）λ表示导热性能的优劣。
单位为W（m·K）4、热膨胀性金属材料的体积随温度升高而增大，随温度的降低而减小的性能。
机械设计基础全套PPT电子课件教案完整版目录•机械设计概述•机械零件设计基础•机构设计基础•连接与紧固设计•传动设计•轴系零部件设计•机械设计实践与应用01机械设计概述机械设计的定义与重要性定义机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
重要性机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要因素。
功能需求原则可靠性原则经济性原则安全性原则机械设计的基本原则设计应满足机器或设备的预定功能要求。
设计应追求最佳的经济效益，包括降低成本、提高生产率和产品质量等。
设计应确保机器或设备的可靠性，使其在规定的条件下和规定的时间内完成规定的功能。
设计应确保机器或设备在使用过程中的安全性，防止对人员和环境造成危害。
机械设计的发展历程与趋势发展历程从传统的经验设计、类比设计到现代的优化设计、创新设计，机械设计经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。
发展趋势未来机械设计将更加注重创新、智能化、绿色化和人性化等方面的发展，同时还将涉及到更多的新材料、新工艺和新技术等领域。
02机械零件设计基础包括齿轮、带轮、链轮等，用于传递动力和扭矩。
传动零件包括轴、轴承、联轴器等，用于支撑和定位旋转部件。
轴系零件包括螺栓、键、销等，用于连接和固定各部件。
连接零件包括密封垫、密封圈等，用于防止泄漏和保持压力。
密封零件机械零件的分类与功能满足功能要求，保证可靠性，降低成本，便于制造和装配。
设计准则理论设计、经验设计、模型试验和有限元分析等。
设计方法运用数学优化方法，寻求最佳设计方案。
优化设计机械零件的设计准则与方法机械零件的材料选择与强度计算材料选择根据零件的工作条件和性能要求，选择合适的材料，如钢、铸铁、有色金属等。
强度计算根据零件的受力情况和材料的力学性能，进行强度校核和寿命估算。
机械设计基础课程全套教案讲义机械设计基础课程全套教案完整版讲义
课程简介
本课程旨在介绍机械设计的基本原理和方法，帮助学生掌握机械设计的基础知识和技能。
课程目标
- 理解机械设计的基本概念和原理
- 学会使用机械设计软件进行设计和分析
- 培养独立思考和解决问题的能力
- 提高机械设计的创新能力
授课大纲
1. 机械设计基础概述
- 机械设计的定义和分类
- 机械设计的基本要素和原理
2. 机械元件设计
- 常用机械元件的设计原理和方法
- 机械元件的选型和匹配
3. 机构设计
- 机构设计的基本原理和方法
- 常见机构的设计和分析
4. 机械传动设计
- 常用机械传动方式及其设计原理
- 机械传动系统的设计和优化
5. 机械设计软件应用
- 常用机械设计软件的介绍和使用
- 机械设计软件在实际工程中的应用案例
授课方法
- 理论授课：通过讲解和示范，介绍机械设计的基本概念和原理
- 实践操作：使用机械设计软件进行设计和分析，提高实际应用能力
- 案例分析：通过真实案例分析，帮助学生理解和应用机械设
计的知识
考核方式
- 平时表现：参与课堂讨论和实践操作
- 作业和实验：完成作业和实验项目
- 学期项目：独立完成一个机械设计项目并撰写报告
参考资料
- 《机械设计基础》- 赵光华
- 机械设计课程教案
- 机械设计软件使用手册
以上是《机械设计基础课程全套教案完整版讲义》的内容概述，希望通过本课程的学习，每位学生能够掌握机械设计的基础知识和
技能，为将来的机械设计工作打下坚实的基础。
机械设计基础全部教案讲义机械设计基础全部教案完整版讲义1. 概述此教案旨在帮助学生全面了解机械设计的基础知识和技能，为他们今后在机械设计领域的研究和工作打下坚实的基础。
教案内容涵盖了机械设计的重要概念、原理和方法。
2. 教学目标- 掌握机械设计的基本概念和术语- 理解机械设计的基本原理和设计流程- 学会使用计算机辅助设计软件进行机械设计- 培养解决机械设计问题的能力和创造力3. 教学内容3.1 机械设计基础概念- 机械设计的定义和范畴- 机械设计的重要性和应用领域- 机械设计的基本要素和特点3.2 机械设计原理- 机械力学的基本原理- 材料力学在机械设计中的应用- 运动学和动力学在机械设计中的应用3.3 机械设计方法- 机械设计的基本步骤和流程- 机械设计所需的基本工具和软件- 机械设计中的常用技术和方法3.4 计算机辅助设计- 计算机辅助设计的基本原理和技术- 常用机械设计软件的介绍和应用- 使用计算机辅助设计软件进行机械设计的实践4. 教学方法- 理论讲授：通过讲解机械设计的基本概念、原理和方法，帮助学生建立起全面的机械设计知识体系。
- 实践操作：安排学生进行一些机械设计的实践和练，提升他们的实际操作能力。
- 案例分析：通过分析实际机械设计案例，引导学生掌握解决问题的方法和技巧。
5. 教学评估- 平时表现：根据学生的课堂参与情况、作业完成情况和实践操作表现进行评估。
- 考试评测：安排机械设计的理论考试和实际操作考试，评估学生对机械设计知识和技能的掌握程度。
6. 教学资源- 课本：推荐教材《机械设计基础》- 计算机辅助设计软件：AutoCAD、SolidWorks、Pro/ENGINEER等- 实验设备：提供一些常用的机械设计实验设备7. 参考文献- [1] 机械设计基础教材- [2] 机械设计课程教案- [3] 机械设计相关文献和期刊该教案旨在为学生提供系统、全面的机械设计知识和技能，帮助他们在机械设计领域中起步并取得进步。
040102机械设计基础一、简答题1、答：机械是机器和机构的总称；机器的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动；（3）能够进行能量转换或代替人的劳动。
机构的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动。
2. 答：（1）最短杆+最长杆≤其余两杆长度之和最短杆的对边为机架；（2）最短杆+最长杆＞其余两杆长度之和3.答：尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓为等距线。
等距线之间的距离为滚子半径。
4．答：（1）链传动中，节距P 越大，链的尺寸、重量和承载能力就越大，但是链节距p 越大，链的多边形效应就会越明显，产生的冲击、振动和噪音越大；在高速重载工况下，应选择小节5.答：6. 答：（1）槽轮机构（2）棘轮机构（3）不完全齿轮机构（4）凸轮机构7答：机械非周期性速度波动的调节 （1）机械的自调性 对于选用电动机作为原动机的机械，其本身就可使等效驱动力矩和等效工作阻力矩协调一致。
即当电动机的转速由于Med < Mer 而下降时，其所产生的驱动力矩将增大；反之，当因Med > Mer 导致电动机转速上升时，其所产生的驱动力矩将减小，所以可使Med 与Mer 自动地重新达到平衡。
电动机的这种性能称为自调性。
（2）调速器来调节 若机械的原动机为蒸汽机、汽轮机或内燃机等时，就必须安装一种专门的调节装置——调速器来调节机械出现的非周期性速度波动。
8. 答：∵螺纹联接的‘当量摩擦角螺旋升角ρψ< ∴螺纹联接已经自锁。
但因受到变载荷的作用，所以要防松。
机械防松、摩擦防松和其他防松。
二、分析题1、2.三、计算题1、111524323=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F 复合铰链:没有；虚约束：没有；局部自由度：没有2. ∵212==z z i ，∴40202212=⨯==z z 又∵)(221z z m a +=，∴mm z z a m 24020602221=+⨯=+=小齿轮：mm mz d 4020211=⨯==mm m h mz d a a 44212202211=⨯⨯+⨯=+=*mm m c h mz d a f 352)25.01(2202)(211=⨯+⨯-⨯=+-=**大齿轮：mm mz d 8040222=⨯==mm m h mz d a a 84212402222=⨯⨯+⨯=+=*mm m c h mz d a f 752)25.01(2402)(222=⨯+⨯-⨯=+-=** 3 8.57718115205*********=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==积所有主动轮齿数的联乘积所有从动轮齿数的联乘i 四、改错题。
机械设计基础知识点详解绪论1、机器的特征：（1）它是人为的实物组合；（2）各实物间具有确定的相对运动；（3）能代替或减轻人类的劳动去完成有效的机械功或转换机械能。
第一章平面机构的自由度和速度分析要求：握机构的自由度计算公式，理解的基础上掌握机构确定性运动的条件，熟练掌握机构速度瞬心数的求法。
1、基本概念运动副：凡两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。
低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联构成的回转副。
局部自由度：机构中常出现的一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度。
虚约束：对机构运动不起限制作用的重复约束称为虚约束或称消极约束。
瞬心：任一刚体相对另一刚体作平面运动时，其相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心，简称瞬心。
如果两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对速度瞬心；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速度瞬心。
2、平面机构自由度计算作平面运动的自由构件具有三个自由度，每个低副引入两个约束，即使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。
计算平面机构自由度的公式：F=3n-2PL -PH机构要具有确定的运动，则机构自由度数必须与机构的原动件数目相等。
即，机构具有确定运动的条件是F>0,且F等于原动件个数。
3、复合铰链、局部自由度和虚约束(a)K个构件汇交而成的复合铰链应具有(K-1)个回转副。
(b)局部自由度虽然不影响整个机构的运动，但滚子可使高副接触处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损，所以实际机械中常有局部自由度出现。
(c)虚约束对机构运动虽不起作用，但是可以增加构件的刚性和使构件受力均衡，所以实际机械中虚约束随处可见。
4、速度瞬心如果一个机构由K个构件组成，则瞬心数目为N=K(K-1)/2瞬心位置的确定：(a)已知两重合点相对速度方向，则该两相对速度向量垂线的交点便是两构件的瞬心。
《机械设计基础》教案一、课程概述《机械设计基础》是机械工程及相关专业的一门重要专业基础课程，旨在培养学生掌握机械设计的基本原理、方法和技能，为后续专业课程的学习和实际工程应用奠定基础。
本课程内容丰富，涉及机械设计的基本理论、设计方法和设计实践，重点培养学生的创新能力和实践能力。
二、教学目标1.掌握机械设计的基本原理和方法，能运用所学知识解决实际问题。
2.培养学生的创新意识和团队合作精神，提高学生的设计能力。
3.了解机械设计领域的发展动态和前沿技术，拓宽学生的知识视野。
4.培养学生具备良好的工程素质和职业道德，为学生的职业生涯发展奠定基础。
三、教学内容1.机械设计概述：介绍机械设计的概念、任务、分类和发展趋势。
2.机械零件设计：包括传动零件、连接零件、轴系零件、弹簧等的设计原理和计算方法。
3.机械传动设计：介绍传动系统的类型、性能参数和设计方法，包括齿轮传动、带传动、链传动等。
4.轴承和联轴器设计：分析轴承的类型、性能和选用原则，介绍联轴器的结构和设计方法。
5.机械结构设计：阐述机械结构设计的基本原则、方法和步骤，包括结构要素、强度计算、稳定性分析等。
6.机械创新设计：探讨机械创新设计的方法和技巧，培养学生的创新思维和设计能力。
7.机械设计实例分析：分析典型机械设计实例，使学生了解机械设计的实际应用。
四、教学方法1.讲授法：系统讲解机械设计的基本原理和方法，使学生对课程内容有全面了解。
2.案例分析法：通过典型机械设计实例的分析，培养学生解决实际问题的能力。
3.讨论法：组织课堂讨论，激发学生的思维活力，培养学生的沟通能力和团队合作精神。
4.实践教学：安排课程设计、实验等实践环节，提高学生的动手能力和创新能力。
5.现代教育技术：利用多媒体、网络等现代教育技术手段，丰富教学形式，提高教学效果。
五、教学安排1.总学时：64学时2.理论教学：48学时3.实践教学：16学时（含课程设计、实验等）4.教学进度安排：第1周：机械设计概述第2-4周：机械零件设计（传动零件、连接零件、轴系零件、弹簧）第5-7周：机械传动设计（齿轮传动、带传动、链传动）第8-9周：轴承和联轴器设计第10-11周：机械结构设计第12周：机械创新设计第13周：机械设计实例分析第14周：课程设计第15周：实验第16周：复习与考试六、考核方式1.平时成绩：30%（包括课堂表现、作业、小测验等）2.实践环节：30%（课程设计、实验等）3.期末考试：40%七、教学资源1.教材：《机械设计基础》（主编：X，出版社：X）2.参考文献：《机械设计手册》、《机械设计课程设计指导书》等3.网络资源：中国大学MOOC、爱课程等在线课程资源4.实验室：机械设计实验室、机械创新实验室等八、教学效果评价1.课后作业：检查学生对课堂所学知识的掌握程度。
欢迎共阅《机械设计基础》知识点总结1. 构件：独立的运动单元/零件：独立的制造单元机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能有确定相对运动的连接方式组成的构件系统（机构=机架（1个）+原动件（≥1个）+从动件（若干）） 机器：包含一个或者多个机构的系统注：从力的角度看机构和机器并无差别，故将机构和机器统称为机械2. 机构运动简图的要点：1）构件数目与实际数目相同2）运动副的种类和数目与实际数目相同3）运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例（该项机构示意图不需要）3. 4. F =35. I ） II ） III ） IV ）6. θ7. 8. 9. 1III ）10. 压力角的大小与凸轮基圆尺寸有关，基圆半径越小，压力角α越大（当压力角过大时可以考虑增大基圆的半径）11. 凸轮给从动件的力FF ’’（F ’’=F ’tan α） 12. 凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F ’’大于有用分力F ’生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°-45°，【α机构中建议30°，【α】在回程凸轮机构中建议70°-8013. 凸轮机构的运动规律与冲击的关系：I 律——刚性冲击2）等加等减速（二次多项式）——无冲击（适用于高速凸轮机构）II ）三角函数运动规律：1）余弦加速度（简谐）运动规律——柔性冲击2）正弦加速度（摆线）运动规律——无冲击III ）改进型运动规律：将集中运动规律组合，以改善运动特性 14. 凸轮滚子机构半径的确定：I ）轮廓内凹时：T a r +=ρρII ）轮廓外凸时：T a r -=ρρ（当0=-=T a r ρρ时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使T r >min ρ）注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题15. 齿轮啮合基本定律：设P 为两啮合齿轮的相对瞬心（啮合齿轮公法线与齿轮连心线21O O 交点），12i =16. 17. 表示18. 19. 标准安装时的中心距2121r r r c r a f a +⇒=++=20. 渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀），成形法的优点：方法简单，不需要专用机床；缺点：生产效率低，精度差，仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工2）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出m c *，以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出m c *，刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削）21. 最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度ε下降）：对于α=20°和*a h =1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17（若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取14）如何解决根切？变位齿轮可以制成齿数少于最少齿数而无根切的齿轮，可以实现非标准中心距的无侧隙传动，可以使大小齿轮的抗弯能力比较接近，还可以增大齿厚，提高轮齿的抗弯强度(以切削标准齿轮时的位置为基准，刀具移动的距离xm 称为变位量，x 称为变为系数，并规定远离轮坯中心时x 为正值，称为正变位，反之为负值，称为负变位)22. 轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合）=m i 1 23.24. 26．飞轮转动惯量的选择：δω2maxm A J =注：1）δωωω22min 2max min max max )(21m J J E E A =-=-=（m ax A 为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，m ax A 的确定方法可以参照书本99页）2）2minmax ωωω+=m （m ω为主轴转动角速度的算数平均值）3）mωωωδminmax -=（δ为不均匀系数）27.（刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。
浙江工业职业技术学院日期：2009.11 NO 18复习提问:1、链传动的类型和特点2、滚子链、链轮3、链传动的运动特性和主要参数新课导入:链传动的计算主要分析链传动的失效形式、链传动的主要参数的选择、及设计计算。
链传动的布置、张紧和润滑。
§9.4滚子链传动的计算一、链传动的失效形式链传动的失效形式多为链条失效。
主要有：1、链条疲劳破坏受变应力的作用，链板会发生疲劳断裂或套筒、滚子表面出现疲劳点蚀。
在润滑良好时，疲劳强度是决定链传动能力的主要因素。
2、销轴磨损与脱链链传动时，销轴与套筒间的压力较大，又有相对运动，若再润滑不良，导致销轴、套筒严重磨损，链条平均节距增大。
达到一定程度后，将破坏链条与链轮的正确啮合，发生跳齿而脱链。
这是常见的失效形式之一。
开式传动极易引起铰链磨损，急剧降低链条寿命。
3、销轴和套筒的胶合在高速重载时，链条所受冲击载荷、振动较大，销轴与接触表面间难以形成连续油膜，导致摩擦严重且产生高温，在重载作用下发生胶合。
胶合限定了链传动的极限传速。
4、滚子和套筒的冲击破坏传动时不可避免地产生冲击和振动，以致滚子、套筒因受冲击而破坏。
5、链条的过载拉断低速重载的链传动在过载时，链条易因静强度不足而被子拉断。
二、额定功率曲线链传动额定功率曲线是在规定条件下的链速与链承载能力之间的关系曲线。
1、对于中等速度、润滑良好的传动，承载能力主要受链板疲劳断裂的限制；2、当小链轮转速较高时，承载能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度；3、转速再增高时，承载能力受到销轴和套筒抗胶合能力的限制。
所以，每一种链所允许传递的功率均随转速升向而增大，达到一定转速后反而降12低。
三、链传动主要参数的选择设计链传动时，一般已知传递的功率P ，大、小链轮n 1、n 2，载荷情况和使用条件。
确定节距p 、齿数z 1、z 2，链节数L P ，中心距a ，以及链的结构和润滑方式。
1、齿数z 1、z 2和传动比 一般z min 17≥。
授课方案No 1 授课内容导入新课1.分析机器的特征2.机构的组成3.平面机构的运动简图一、分析机器的特征1.机器和机构相同的特征（1）都是一种人为的实体构件的组合；（2）各实体构件之间具有确定的相对运动；2.机器和机构不同的特征（1）机器能实现能量转换或完成有用的机械功进行信息处理、影像处理。
（2）机构起着运动的传递和运动形式的转换作用。
3.机器的组成原动机部分+执行部分+传动部分+控制系统+辅助系统构件机构运动的最小单元。
零件机械制造中不可拆的最小单元。
一个构件可以只由一个零件组成，也可由多个零件组成。
零件按作用分为通用零件是各种机器中经常使用的零件，如螺栓、齿轮、轴承、弹簧、皮带等；专用零件只在一些特定的机器中使用的零件，如曲轴、阀、活塞、叶片、飞轮等。
二、机构的组成（一）.运动副1.运动副的概念运动副是两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联接。
2.平面运动副的分类（按两构件接触性质不同）转动副低副（按两构件形成面与面接触的特点）分为分类移动副高副（按两构件形成点或线接触的特点）转动副移动副机器与机构的区别关键是机器有能量转换，做有用功，机构不作功。
信息处理、影像处理是光机电一体化机械设备。
相关的英文单词mechanism机构machine机器machinery机械link构件part零件a kinematic pair运动副lower pair低副简写为P Lturning pair转动副sliding pair移动副higher pair高副简写为P Hthe coupler 连杆the frame 机架a link connectedwith the frame连架杆skeleton diagrams 机构运动简图No 2 授课内容凸轮副齿轮副（二）构件的分类（按运动性质不同）机架只能有一个。
分类原动件一个或多个。
从动件多个。
三、平面机构的运动简图（一）机构运动简图的概念机构运动简图用规定的线条和符号表示构件和运动副，并按一定的比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形。
0 4 01 0 2 机械设计基础- 1 8《机械设计基础》综合复习资料、简答题I. 何为机械？2 •给出铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
3. 尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓之间有何关系。
4. 一对斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是什么？5•将连续的旋转运动变为间歇运动的机构有哪些（至少回答三种）？6. 给出运动链成为机构的条件。
7. 简述平面四杆机构的死点位置。
8. 说明为什么标准渐开线直齿圆柱齿轮传动具有可分性？9. 机构与机器的特征有何不同？10. 转子静平衡条件是什么？转子动平衡条件是什么？两者的关系是什么？II. 请说明铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
12. 凸轮机构中从动件的运动规律为匀速运动时，有何缺点，应用在什么场合？13. 回转类零件动平衡与静平衡有何不同？14. 简述平面四杆机构的急回特性。
15. 说明为什么带传动需要张紧而链传动一般不需要张紧，哪种传动一般紧边在上，哪种传动一般紧边在下，为什么？二、计算题1. 如图所示为一平面机构，试求其自由度（如有复合铰链、虚约束、局部自由度请标出）。
2. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，测得其中心距为6 0毫米，小齿轮的齿数为2 0,传动比为2,试分别计算该对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。
3.某手摇卷扬机传动系统如图所示，各齿轮的齿数均已知，试求传动比i i5的大小，并画出提升重物时手柄及各轮的转向4.如图所示为一机构，试求其自由度（如有复合铰链、虚约束、局部自由度请标出）5. 如图所示用两个M1O 1的普通螺栓固定一牵引钩，若螺栓材料为Q235被联接件结合面摩擦系数f= 0.15，求其允许的最大牵引力F。
已知材料为Q235的螺栓的许用应力[]115MPa，螺纹小径的经验公式为d i d 1.1p。
6. 如图所示平面机构，试求其自由度（如有复合铰链、虚约束、局部自由度请标出）7. 6307型深沟球轴承，承受纯径向载荷。
其转速n=8000rpm预期寿命为Lh=3400小时，载荷平稳，使用温度低于100 °C。
计算此轴承所能承受的最大径向载荷是多少？（已查得该轴承的基本额定动载荷C=26200N）8. 如图所示为一周转轮系，试求其自由度（如有复合铰链、虚约束、局部自由度请标出）。
三、改错题1、试指出下图轴的设计错误，标出并改正。
（例如：1――缺少调整垫片）2、该轴的结构设计错误已标出，如图所示，试说明错误并改正。
（例如:整垫片）3、试指出该轴的结构设计错误，标出并改正4、试指出该轴的结构设计错误，标出并改正缺少调《机械设计基础》综合复习资料答案一、简答题1. 何为机械？机械是机器和机构的总称；机器的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动；（3）能够进行能量转换或代替人的劳动。
机构的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动。
2. 给出铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
（1）最短杆+最长杆w其余两杆长度之和最短杆的对边为机架；（2）最短杆+最长杆〉其余两杆长度之和3. 尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓之间有何关系。
尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓为等距线。
等距线之间的距离为滚子半径。
4. 一对斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是什么？m21 21 25•将连续的旋转运动变为间歇运动的机构有哪些（至少回答三种）？螺旋机构、凸轮机构、齿轮齿条机构6. 给出运动链成为机构的条件。
（1）有一个构件为机架；（2）自由度数不小于1（3）自由度数等于原动件数7. 简述平面四杆机构的死点位置。
平面四杆机构摇杆为原动件，当摇杆处在极限位置时，连杆与曲柄共线，这时无论摇杆给予多大的力，曲柄都不会转的这种现象，称为死点位置。
8. 说明为什么标准渐开线直齿圆柱齿轮传动具有可分性？由于传动比i仝，齿轮加工好了，当一对齿轮的中心距a有变化，其传动比i不会z 变，这种现象称为标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性。
9. 机构与机器的特征有何不同？机器的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动；（3）能够进行能量转换或代替人的劳动机构的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动。
机构不具备机器的能量转换和代替人的劳动的功能。
10. 转子静平衡条件是什么？转子动平衡条件是什么？两者的关系是什么?转子静平衡条件：F °转子动平衡条件：F °, M °转子动平衡了，肯定静平衡；但转子静平衡了，但不一定动平衡。
11. 请说明铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
铰链四杆机构最短杆的对边做机架，就成为双摇杆机构。
12. 凸轮机构中从动件的运动规律为匀速运动时，有何缺点，应用在什么场合?有刚性冲击，用在低速轻载的场合。
13. 回转类零件动平衡与静平衡有何不同?转子静平衡条件：转子动平衡条件:转子动平衡了，肯定静平衡；但转子静平衡了，但不一定动平衡14. 简述平面四杆机构的急回特性。
平面四杆机构中摇杆从最左边摇到最右边和从最右边摇到最左边的速度不一样，工作行程是慢、回程快的这种现象称为平面四杆机构的急回特性。
画图示例。
15. 说明为什么带传动需要张紧而链传动一般不需要张紧，哪种传动一般紧边在上，哪种传动一般紧边在下，为什么？因为带传动是摩擦传动，而链传动是啮合传动链传动的紧边在上，而带传动的紧边在下。
、计算题1. 参考答案：F 3n 2P L P H 3 4 2 5 1 1 1复合铰链：没有；虚约束：没有；局部自由度：没有2. 参考答案：..• Z2 -iZ12，Z22Z1 2 2040m z2a260又(Z1Z2)m2mm2Z1 Z22040小齿轮：d1mz-i 2 2040mmd a1mz12h a m 2 20 2 1244mmd f12(h a c )m 2 202(1 0.25) 235mm大齿轮: d2mz2 2 4080mmd a2mz22h a m 2 40 2 1284 mmd f?mz22(h a c )m 2 402(1 0.25) 275m m3.参考答案:所有从动轮齿数的联乘积所有主动轮齿数的联乘积50 3° 4° 52 577.820 15 1 18 各轮转向略。
4.参考答案:F 3n 2P L P H 3 5 2 7 1 0 15. 参考答案:v 2F' f C6. 参考答案:F 3n 2P L P H复合铰链:没有；虚约束：E 或F ;局部自由度：B7. 参考答案：因为：P L C （10「60 n ）8. 参考答案:复合铰链:有；虚约束：没有；局部自由度：没有三、改错题F 3n 2P LP H 3 4 2 4 1 2 2复合铰链：有；虚约束:没有；局部自由度：没有 • •• F' 1.2F 2f 4F2 0.15 d 1 d 1.1P 10 1.1 1 8.9• •• F' 4 1.3F' 4 1.3 4F [d 12d ；[] 2 8.92 1151375.1 N4 4 1.3 1.3 所以：P106 C 60nL 3 106 262003 .60 8000 3400 2225.3N1、参考答案：1- 缺少调整垫片2- 圆锥滚子轴承装的不对，应为正装；3- 套筒外径太大，将外径减小；2~3mm；4- 齿轮与轴联接的键太长，轴与齿轮孔配合的轴段太长，应短于齿轮宽度5- 缺少套筒，齿轮没有夹紧；6- 右端轴承盖没有夹紧轴承；7- 轴承盖与箱体接触面之间缺少垫片；8- 轴承盖与轴之间没有间隙，缺少密封；9- 联轴器的轴向定位不能用套筒，应改为轴间；10- 联轴器的周向定位没有，应加键。
2、参考答案：1 定位轴肩高，无法卸轴承2——轴段太长，无法夹紧轴承3――缺少退刀槽4——缺少止动垫片的槽；5 该键槽与装齿轮轴段的键槽不在一条母线上，应改为一条母线上。
3、试指出该轴的结构设计错误，标出并改正。
轴承盖轴承轴套齿轮箱体轴皮带轮轴端挡板（1）左端轴承盖与箱体侧面之间没有密封垫和轴承调整垫；（2）箱体与端轴承盖接触处没有凸起；（3）轴承应该正装，图中装成一顺了；（4）左端轴承定位套外径太大，应减小外径；（5）定位齿轮的轴左端应该设计成轴肩，齿轮夹不紧，与齿轮配合的轴段的长度应比轴的长度短2~3mm；（6）轴承盖与轴之间没有间隙和密封；（7）右端没有轴肩，安装的皮带轮无法轴向定位；（8）与皮带轮配合的轴段的长度应比轴的长度短2~3mm。
4、试指出该轴的结构设计错误，标出并改正。
（1）左端没有轴肩，安装的轮毂类零件无法轴向定位;（2）左端的键太长；（3）轴承盖与轴之间没有间隙和密封；(4) 轴承盖与箱体侧面之间没有密封垫和轴承调整垫;(5) 轴承装反了，应改为正装；(6) 齿轮夹不紧，与齿轮配合的轴长度太长；(7) 右端轴承没有轴向定位；(8) 右端轴承盖与轴之间没有间隙和密封。
