机械设计复习6

考研真题机械设计基础归纳总结第六章齿轮机构及其设计机械考研真题机械设计基础归纳总结第六章齿轮机构及其设计-机械第六章齿轮机构及其设计6.1内容提要齿轮机构是一种高副机构，其传动平稳可靠、效率高，已被广泛应用。

本章主要解决的问题是在掌握齿廓啮合基本理论的基础上，确定渐开线齿轮传动的基本尺寸及其设计方法。

本章主要内容就是：1．齿轮机构的分类；2．齿廓啮合基本定律与共轭齿廓；3．渐开线及渐开线齿廓；4．渐开线标准直齿圆柱齿轮及其压板传动；5．渐开线齿廓的拌和及变位齿轮；6．斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动、圆锥齿轮传动。

本章重点内容就是齿廓压板基本定律；渐开线性质；渐开线标准直齿圆柱齿轮及其压板传动；渐开线齿廓的拌和及变位齿轮；斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动及圆锥齿轮传动的特点。

本章的难点是渐开线性质、渐开线齿轮传动的正确啮合条件与连续传动条件、齿廓的切制及变位齿轮等。

6.2直齿圆柱齿轮教学实验题6.2.1填空题1．渐开线直齿圆柱齿轮传动的主要优点为和。

2．渐开线齿廓上k点的压力角应是所夹的锐角，齿廓上各点的压力角都不相等，在基圆上的压力角等于。

3．满足用户恰当压板条件的一对渐开线直齿圆柱齿轮，当其传动比不等同于1时，它们的齿形就是的。

4．一对渐开线直齿圆柱齿轮无齿侧间隙的条件是。

5．渐开线直齿圆柱齿轮的恰当压板条件就是。

6．一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。

337．当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时，这对齿轮的中心距为。

8．按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与重合，啮合角在数值上等于上的压力角。

9．二者压板的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓，其接触点的轨迹就是一条线。

10．渐开线上任一点的法线必定与基圆，直线齿廓的基圆半径为。

11．渐开线齿轮的可分性就是指渐开线齿轮中心距加装有所误差时，。

21 2 2
2
运动关系(运动特性系数τ )：
tm 21 z 2 t 2 2z
讨论：τ >0，z≥3
21 z 2 2 2z
(2)销数 K
在0~0.5 之间，运动时间小于 静止时间。
K ( z 2) 2z
讨论：τ <1 常用K=1
§6-1 棘轮机构
组成：棘轮机构主要由
棘轮2、驱动棘爪3、摇杆1、 止动爪5和机架等组成 。
工作原理： 原动件1逆时针摆动时，棘轮逆时针转动 原动机1顺时针摆动时，棘轮不动
类型1：运动形式来分
单动式棘轮机构（转动、移动） 齿式棘轮机构 双动式棘轮机构 可变向棘轮机构
棘条机构（移动） 钩头双动式棘轮机构
运动；
加工复杂；
刚性冲击，不适于高速。
应用于计数器、电影放映机和某些具 有特殊运动要求的专业机械中。
§ 6-4 凸轮式间歇机构（不讲）
图6-11 圆柱形凸轮间歇运动机构
此机构实质上为一个摆 杆长度为R2、只有推程 和远休止角的摆动从动 件圆柱凸轮机构。
蜗杆凸轮分度机构
凸轮如蜗杆，滚子如涡 轮的齿。
作业：
6-2、6-3
2z K z2
增加径向槽数z可以增加机构运动的平稳性，但是机构尺寸 随之增大，导致惯性力增大。一般取 z = 4～8。

几何尺寸计算，学会参考机械设计手册
§6-3. 不完全齿轮机构
不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演化而成。如图 所示，主动轮1为只有一个齿或几个齿的不完全齿轮， 从动轮2由正常齿和带锁止弧的厚齿彼此相间组成。
（2）制动机构
在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止
链条断裂时卷筒逆转。

指铣刀
盘铣刀
8
导向平键 用螺钉固定在轴上键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键轴 向滑移。 导向平键 用螺钉固定在键槽中，键上有起键螺孔，轮毂沿键滑行
9
滑键 滑键固定在轮毂上，零件滑移距离较大。
10
双钩头滑键
潘存云教授研制
11
单圆钩头滑键
潘存云教授研制
潘存云教授研制
12
2）半圆键连接 优点：工艺性较好，装配方便，具有自调整性，适 用于锥形轴端和轮毂的连接。 缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，只用 于轻载静连接中。
19
普通平键连接的强度条件
P

2000T kld

4000T hld
[ P ]
导向平键和滑键的强度条件
p 2000T 4000T [ p] kld hld
半圆键连接的强度条件和普通平键相同
20
键与轮毂键槽的接触高度：k=0.5h 键的工作长度：
圆头平键 l=L-b，平头平键 l=L，单圆头平键 l=L-0.5b 许用挤压应力和许用压力
5
1）平键连接 普通平键（静连接） 薄型平键（高度为普通平键的60～70%） 导向平键（动连接） 滑键：固定在轮毂上
特点：结构简单，装拆方便，对中性较好，应用广泛。
6
普通平键
工作面为两侧面 顶面与轮毂间要有间隙
圆头（A型）
平头（B型）
单圆头（C型）
7
圆头平键：用指铣刀加工，轴向固定良好，键的圆头部 分与轮毂上键槽不接触，承载能力不充分，轴上键槽应 力集中较大。 平头平键：用盘铣刀加工
52.9MPa [ P ] 55MPa
选择该键连接满足强度条件。
3）选择齿轮处键的类型及尺寸 选A型平键。根据轴径d=90mm，查表6-1（P106）得， 键的截面尺寸，b=25mm， h=14mm，取键长L=80mm。键 标记为： GB/T 1096-2003 键 25×14×80。 4）校核齿轮处键的连接强度 齿轮和轴的材料为钢，查表6-2（P106），取 [σp]=110MPa。

机 械 设 计 试 题一、是非判断题1．在设计直径对中的结构时，为获得较高的对中精度，常常选择较大的对中直径。

（ ）2．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。

（ ）3．弹性滑动对带传动性能的影响是：传动比不准确，主、从动轮的圆周速度不等，传动效率低，带的磨损加快，温度升高，因而弹性滑动是一种失效形式。

（ ）4．动载系数K V 是考虑主、从动齿轮啮合振动产生的内部附加动载荷对齿轮载荷的影响系数。

为了减小内部附加动载荷，可采用修缘齿。

5．在有气密性要求的螺栓联接结构中，结合面之间不用软垫片进行密封而采用密封环结构，这主要是为了增大被联接件的刚度，从而增大螺栓的疲劳强度。

（ ）6．用安全系数法设计轴时，若计算发现S <[S ]，则说明强度不够，应设法提高轴的强度。

（ ）7．滚动轴承的失效形式有下列三种：磨粒磨损、过度塑性变形、疲劳点蚀。

其中最常见的一种是磨粒磨损。

（ ）8．承受载荷F 的径向（向心）滑动轴承在稳定运转时，轴颈中心与轴承孔中心并不重合，轴颈转速越高，则偏心距越小，但偏心距永远不能减小到零。

（ ）9．联轴器和离合器都是使两轴既能联接又能分离的部件。

（ ）二、单项选择题1．齿轮联轴器适用于 。

A ．转矩小，转速高处B ．转矩大，转速低处 D. 转矩小，转速低处2．V 带传动和平型带传动相比，V 带传动的主要优点是 。

A ．在传递相同功率条件下，传动尺寸小B ．传动效率高C ．带的寿命长D ．带的价格便宜3．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4．设三个零件甲、乙、丙承受的最大应力max σ值是相同的，但应力循环特征r 分别为+1、0、－1，则其中最易发生疲劳失效的零件是 。

A ．甲B ．乙C 、丙5．一螺栓受轴向变载荷：F F F ==max min ,0，则螺栓的应力幅为 。

A ．()C e a A F K /1-=σ B. e e a A F K /=σC ．)2/(C e a A F K =σ D.)2/()1(C e a A F K -=σ（式中，4/),/(21211d A C C C K c e π=+=）6．普通平键的横截面尺寸通常是根据 ，按标准选择。

措施： ） 齿根过渡圆角半径 齿根过渡圆角半径， 加工损伤→应力集中↓ 措施：1）↑齿根过渡圆角半径，↓加工损伤 ↓ 2）↑轮齿精度，↑支承刚度 ） 轮齿精度， 支承刚度→改善载荷分布 3） d 一定时，z↓，m↑ → 齿根厚度↑ ） 一定时， ↓ ↑ ↑ 4）齿根部分表面强化处理（喷丸、滚压）→改善力学性能 ）齿根部分表面强化处理（喷丸、滚压）
查表10-4和图 和图10-13 查表 和图
标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 §6-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
一、齿面接触疲劳强度计算 1. 校核公式
σ
H
= ZHZE
。
2 KT 1 u ± 1 ⋅ ≤ [σ 3 u φdd1
H
]
ZH — 节点区域系数 α = 20 时， ZH = 2.5 ZE — 配对齿轮材料弹性系数（表10-6） 配对齿轮材料弹性系数（ ） u — 大齿数/小齿数 （减速传动时u=i ） 大齿数/ 减速传动时 外啮合 + ，内啮合 –
需对Ft 修正 计算载荷Ftc =K.Ft 实际载荷（计算载荷）Ftc > Ft K------- 载荷系数 齿向载荷分配系数 齿间载荷分配系数
P1 T1 = 9.55 × 10 ( N ⋅ mm ) n1
6
K= KA. KV . Kα . Kβ
使用系数 动载系数
1. 使用系数 A (表10-2） . 使用系数K ） 考虑原动机、工作机、联轴器等外部因素引起的动载荷。 考虑原动机、工作机、联轴器等外部因素引起的动载荷。 外部因素引起的动载荷 2. 动载系数 V （图10-8） 动载系数K ） 考虑齿轮啮合过程中因啮合误差和运转速度引起的内部附加动载荷。 考虑齿轮啮合过程中因啮合误差和运转速度引起的内部附加动载荷。 啮合误差和运转速度引起的内部附加动载荷 KV=f (精度, v) 精度, )

机械设计基础试题（六）一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．机器中各运动单元称为（ ）A．零件B．部件C．机件D．构件2．在平面机构中，每增加一个低副将引入（ ）A．0个约束B．1个约束C．2个约束D．3个约束3．曲柄摇杆机构处于死点位置时，角度等于零度的是（ ）A．压力角B．传动角C．极位夹角D．摆角4．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取（ ）A．最短杆B．最短杆的相邻杆C．最短杆的相对杆D．任何一杆5．凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（ ）A．将产生刚性冲击B．将产生柔性冲击C．没有冲击D．既有刚性冲击又有柔性冲击6．槽轮机构所实现的运动变换是（ ）A．变等速连续转动为不等速连续转动B．变等速连续转动为移动C．变等速连续转动为间歇转动D．变等速连续转动为摆动7．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用（ ）A．螺栓联接B．螺钉联接C．双头螺柱联接D．紧定螺钉联接8．普通平键的工作面是（ ）A．顶面B．底面C．侧面D．端面9．平带、V带传动传递运动和动力主要是依靠（ ）A．带的紧边拉力B．带的预紧力C．带和带轮接触面间的摩擦力D．带的松边拉力10．一对渐开线圆柱齿轮要正确啮合，一定相等的是（ ）A．直径B．宽度C．齿数D．模数11．对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式是（ ）A．轮齿疲劳折断B．齿面疲劳点蚀C．齿面磨损D．齿面胶合12．齿轮传动中，齿面接触应力的变化特征可简化为（ ）A．对称循环变应力B．脉动循环变应力C．不变化的静应力D．无规律变应力13．选择蜗轮材料通常根据蜗杆传动的（ ）A．传递功率B．滑动速度C．传动比D．效率14．在蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆头数，则传动效率（ ）A．增加B．减小C．保持不变D．或者增加，或者减小15．对于工作中载荷平稳，不发生相对位移，转速稳定且对中性好的两轴宜选用（ ）A．刚性凸缘联轴器B．万向联轴器C．弹性套柱销联轴器D．齿式联轴器16．按承受载荷的性质分类，减速器中的齿轮轴属于（ ）A．传动轴B．固定心轴C．转轴D．转动心轴17．适合于做轴承衬的材料是（ ）A．合金钢B．铸铁C．巴氏合金D．非金属材料18．深沟球轴承，内径100mm，正常宽度，直径系列为2，公差等级为0级，游隙级别为0，其代号为（ ）A．60220/CO B．6220/POC．60220/PO D．622019．角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能力随接触角α的增大而（ ）A．增大B．减小C．不变D．增大或减小随轴承型号而定20．回转件静平衡条件是分布在回转件上的各个偏心质量的（ ）A．离心惯性力合力为零B．离心惯性力的合力矩为零C．离心惯性力合力及合力矩均为零D．离心惯性力的合力及合力矩均不为零二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。

联接销：传递不大的载荷。失效形式为剪断和压溃。
安全销：作安全装置中的过载剪断元件。
6—26一般联接用销、定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同？
答：联接销：根据联接的结构特点按经验或规范确定，必要时再按剪切和挤压强度条件校核计算。
定位销：通常不受或只受很小的载荷，故不作强度校核计算，其直径按结构确定，数目一般不少于两个。
第六章键、花键、无键联接和销联接
一、选择题
6—1普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间C。
A、沿轴向固定并传递轴向力B、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用
C、沿周向固定并传递周向力D、安装与拆卸方便
6—2设计键联接时，键的截面尺寸b×h通常根据D按标准选择；键的长度通常根据
C按标准选择。
A、所传递转矩的大小B、所传递功率的大小C、轮毂的长度D、轴的直径
6—5当轴作单向回转时，平键的工作面在D，楔键的工作面在键的A。
A、上、下两面B、上表面或下表面C、一侧面D、两侧面
6—6能构成紧联接的两种键是C。
A、楔键和半圆键B、半圆键和切向键C、楔键和切向键
6—7一般采用B加工B型普通平键的键槽。
A、指状铣刀B、盘形铣刀C、插刀
6—8平键联接能传递的最大转矩T，现要传递的转矩为1.5T时，则应A。
两楔键相隔90°～120°布置，若夹角过小，则对轴的局部削弱过大；若夹角过大，则两个楔键的总承载能力下降。当夹角为180°时，两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载能力。因此，两个楔键间的夹角既不能过大，也不能过小。
两个半圆键布置在轴的同一母线上，半圆键在轴上的键槽较深，对轴的削弱较大，不宜将两个半圆键布置在轴的同一横截面上。
解：1、B型普通平键联接
①键的尺寸

11．下列各种键的失效形式：普通平键为；导向平键为；滑键为；钩头楔键为
；切向键为。
A．剪断B．压溃C．磨损
12．下列各种键的轴槽加工方法：A型键；B型键；C型键；
轮毂槽的加工方法：A型键；B型键；C型键；
A．端铣削B．盘铣削C．插削D．刨削
13．定心精度最高的是；承载能力最高的是；定心精度最低的是；承载能力最低的是；
A．楔键和半圆键B．平键和切向键C．楔键和切向键
18．半圆键的主要优点是。
A．对轴的强度削弱较轻B．键槽应力集中较小C．工艺性好、安装方便
19．某起重设备采用矩形花键联接，轴的转速不高但要传递很大的转矩，这时宜采用。
A．外径B．内径C．侧面
20．如果在轴上安装一对楔键来工作，最好使它们相隔。
A．600～900B．900～1200C．1800
5．楔键和两者的接触面都具有1：100的斜度。
A．轴上键槽的底面B．轮毂上键槽的底面C．键槽的侧面
6．平键联接如不能满足强度要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿周向相隔。
A．900B．1200C．1800
7．平键联接能传递的最大转矩为T，现要传递的转矩为1.5T,则应。
A．把键长增大到1．5倍B．把键宽增大到1．5倍C．安装一对平键
8．标准平键联接的承载能力通常取决于。
A．轮毂的挤压强度B．键的工作表面的挤压强度C．键的剪切强度
9．应用较广的花键齿形是。
A．矩形与三角形B．渐开线与三角形C．矩形与渐开线
10．当轴作单向回转时，平键的工作面在；花键的工作面在；半圆键的工作面在；
楔键的工作面在；切向键的工作面在。
A．上、下两面B．一侧面C．两侧面
A．平键联接B．楔键联接C．花键联接D．半圆键联接

第6章 键和花键联接自测题与答案一、选择题6-1.普通平键联接与楔键联接相比，最重要的优点是__________。

A ．键槽加工方便 B ．对中性好 C ．应力集中小D ．可承受轴向力6-2.半圆键联接的主要优点是__________。

A ．对轴的削弱较轻B ．键槽的应力集中小C ．键槽加工方便D ．传递的载荷大6-3．平键联接的工作面是键的__________。

A ．两个侧面 B ．上下两面 C ．两个端面D ．侧面和上下面6-4.一般普通平键联接的主要失效形式是__________。

A ．剪断B ．磨损C ．胶合D ．压溃6-5．一般导向键联接的主要失效形式是__________。

A ．剪断B ．磨损C ．胶合D ．压溃6-6．楔键联接的工作面是键的__________。

A ．两个侧面 B ．上下两面 C ．两个端面D ．侧面和上下面6-7．设计普通平键联接时，根据__________来选择键的长度尺寸。

A ．传递的转矩 B ．传递的功率 C ．轴的直径D ．轮毂长度6-8．设计普通平键联接时，根据__________来选择键的截面尺寸_ A ．传递的力矩 B ．传递的功率 C ．轴的直径D ．轮毂长度长沙大学6-9．用圆盘铣刀加工轴上键槽的优点是__________。

A ．装配方便B ．对中性好C ．应力集中小D ．键的轴向固定好6-10．当采用一个平键不能满足强度要求时，可采用两个错开__________布置。

A ．90°B ．120°C ．150°D ．180°6-11．当轴双向工作时，必须采用两组切向键联接，并错开__________布置。

A ．90°B ．120°C ．150°D ．180°6-12．楔键联接的主要缺点是__________。

A ．轴和轴上零件对中性差B ．键安装时易损坏C ．装入后在轮鼓中产生初应力D ．键的斜面加工困难6-13．花键联接与平键联接相比较，__________的观点是错误的。

则：
K ( Z 2) 2Z
§6-2 棘轮机构
1．组成
原动件1、
棘轮2（从动件）、 驱动棘爪3 (主动棘爪的运动由 连杆机构等其它机 构传递)、 机架4、
制动棘爪5。
2．工作原理： 原动杆1空套在轴4上作连续往复摆动。 原动杆1逆时针摆动时，驱动棘爪3插入棘轮齿槽， 推动其转过一角度。 原动杆1顺时针摆动时，驱动棘爪3在棘轮上滑过， 制动棘爪5阻止其反转，所以棘轮保持静止。

2 2 1 2 2 z
从推导可以看出：
a.为保证槽轮转动 > 0 则Z 3
(Z=3,冲击、振动大，不用）
b. 槽数Z越多--> 越大 -->转动时间tm 越长,
停止时间越短。 C.单园销（运动系数） < 1/2, 转动时间<停止时间, 如要求> 1/2 须在拨盘上安装多园销. 设 圆销数为K
rs—园销的半径
1）槽轮与拨盘之间的转角关系 当拨盘每拨过槽轮一个径向槽时 槽轮转过的角度 2 2 2
z
拨盘相应转过的角度 2 21 2 2
z
2）运动系数
在一个运动循环内，槽轮的运动时间 tm与拨盘的运动 时间 t 之比称为运动系数。
槽轮运动时间 t m 21 1 21 拨盘转一周时间 t 2 1 2
若提起棘爪绕其轴线旋转900 后将其架在机架的平台上，则棘 爪与棘轮脱开，此时，棘爪作往 复摆动，而棘轮静止。该机构用 于牛头刨床的进给机构。
5. 转角可调式棘轮机构
一般棘轮机构的转角是一 定的。但有时根据工作要求需 要改变棘轮转角。通过改变摆 杆摆角可实现这一要求，也可 以采用图示的在棘轮外面加装 遮板的方法。 遮板用以遮盖摇杆摆角范 围内的一部分棘轮齿。当摇杆 沿逆时针方向转动时，棘爪先 在遮板上滑动，然后才插入棘 轮齿推动棘轮转动。 通过改变遮板的位置，可控制棘轮的转角。

第一章1-1 机械的基本组成要素是什么？机械的基本组成要素是机械零件1-2 什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。

零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。

如齿轮、轴、螺钉等。

构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。

如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。

部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。

1-3 什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。

通用零件在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉、轴等。

专用零件在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。

第二章2-1 以台完整的机器通常由哪些基本部分组成？各部分的作用是什么？一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。

原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源；执行部分用来完成机器的预定功能；传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。

2-2 设计机器时应满足哪些基本要求？设计机械零件时应满足哪些基本要求？设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。

设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。

2-3 机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准则主要有哪些？机械零件常见的失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。

常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。

2-4 什么是零件的强度要求？强度条件是如何表示的？如何提高零件的强度？强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。

强度条件为σ<[σ]。

提高机械零件的强度，可以采取：a、采用强度高的材料，使零件具有足够的截面尺寸；b、合理地设计零件的截面形状，增大截面的惯性矩；c、采用热处理和化学处理方法，提高材料的力学性能；d、提高运动零件的制造精度，降低工作时的动载荷；e、合理配置零件的位置，降低作用于零件上的载荷等。

双动棘轮机构
A
B
B’
洛阳高专用
棘轮可双向运动
可调转角的棘轮
φ
0 1 2 3 4 5
调滑动罩
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
洛阳高专用
1 2 3
摩擦棘轮
3 2 1
超越离合器
3 4 2
1
洛阳高专用
运动特点： 轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调，但运动 准确。而摩擦棘轮正好相反。
应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例：止动器、牛头刨床、冲床转
da =mz 与齿轮不同 P=πm
齿高h
齿顶弦长a 棘爪工作面长度a1
齿偏角α
h=0.75m
a=m a1=(0.5~0.7)a α＝20°
棘轮宽b
b=(1~4)m
棘爪斜高h1 、齿斜高h’ 棘轮齿根圆角半径rf 棘爪尖端圆角半径r1
棘爪长度L
洛阳高专用
h1=h’ ≈h/cosα
rf =1.5 mm r1 =2 mm 一般取 L=2p
槽轮
弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。
ω2
作用：将连续回转变换为间歇转动。
特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，
能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速
度有变化 ，不适合高速运动场合。
洛阳高专用
二、槽轮机构的类型与应用
槽轮 机构
外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构
轴线平行
类型 球面槽轮机构 轴线相交
k= n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
提问：why k≤1？ 事实上，当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。
槽数z
3

lh：：齿齿的的工工作作长高度度（（矩渐mm形开渐三mm：线开角））Cd、线形m：d三：＝i倒：角h0＝角分.形5（m0度：.8(D圆模md+m(直数d模＝）径)数di)
dm：平均直径（mm）
[p]：许用挤压应力，查表
[p]：许用应力，查表。
第七章 过盈联接(interference fit joint)
t0
被包取容同件直冷径却间温隙度配t1合H7t1
max 0 1d 10 3
t0
／g6的最小间隙 δmax—标准配合的最大过盈量，μm
△0—防擦伤而留的最小装配间隙， μm
四、花键联接的强度计算
失效形式： 静联接为压溃； 动联接为过度磨损。
计算准则： 保证齿侧面的挤压强度和齿根的剪切强度
静联接的挤压强度：
p
2T 103
zhldm
[ p ]
2T 103
动联接的强度： p
[ p]
矩形：zhhl＝d0m.5(D－d)－2C
D：外花键的大径
：载荷分布不均匀系数，d：＝内0花.7~键0.的8 小径
2、分类（按齿形划分） ① 矩形花键(parallel-sided spline)
定心精度高 定心稳定性好 齿根强度低 应力集中较大
② 渐开线花键（involute spline）
工艺性好 制造精度高 根部强度大 应力集中较小 易于对中
③ 三角形花键(triangular spline)
齿数多 对轴强度削弱小 适用于轻载或薄壁零件
问题
键长不能超过2.25d 两个键按1200布置
楔键强度不够如何办？ 用双键；
三、花键（spline）联接的类型及特点
1、特点 键齿在轴上均匀分布，受力均匀； 对轴削弱减少，齿根应力集中较小； 由于键齿多，所以承载能力大； 对中性好，导向性好； 没有完全消除应力集中； 需用专用设备和工具加工，成本高。

6－4带传动在工作时，设小带轮为主动轮，则带内拉应力的最大值是发生在 带的_______处。
答案：紧边进入小带轮处。 6－5带传动不能保证精确的传动比，其原因是__________。 答案：带的弹性滑动。 6—6带传动的设计准则是___________。 答案：在不打滑的情况下，带具有一定的疲劳强度和寿命。 6－7计算小带轮上包角a1的公式是___________。 答案： （式中， D1 为小带轮直径；D2 为大
6－43 某工作机械用转速为 720 r／min的异步电动机，通过一增速V带传动 来驱动，采用B型带，小带轮直径为125mm，大带轮直径为250 mm，现在 需使工作机械的转速提高10％，可采用哪种较合理的措施？ （1）换用电动机；（2）增大主动轮直径；（3）减小主动轮直径； （4）减小从动轮直径。 答案；增大主动轮直径。 6－44 B型 V带传动的初应力0＝ 1． 4 MPa，包角 a1＝ 140 ，带的根数 z=6则传动作用在带轮轮上的力F是多少N？ （1）1779；（2）1979；（3）2179；（4）2379。 答案：2179。 6－45 当带的线速度v＜= 30 m／s时，一般采用何种材料来制造带轮？ （1）铸铁；（2）优质铸铁；（3）铸钢； （4）铝合金。 答案：铸铁。 6－46 标准V带传动的带速，不宜超过下列哪个数值？ （1）15 m／s；（2）25 m／s；（3）35 m／s；（4）45 m／s。 答案：25 m／s。
6－39为保证带在工作时不打滑，带传递的圆周力Ft与紧边拉力F1应保持哪 种关系？
答案：
。
6－40设计一C型 V带传动时，取小带轮直径为D = 400mm，发现带速已超过 极限值，这时哪种修改设计的办法是比较合理的？ （l）降低原动机的转速；（2）换用适用于高速下的特殊V带； （3）减小带轮直径； （4）增大带轮直径。 答案；减小带轮直径。 6－41 一定型号的V带传动，在小带轮的转速已知时，所能传递功率的增量， 取决于哪个参数？ （1）传动比；（2）小带轮上的包角；（3）带的线速；（4）小带轮直径。 答案：传动比。

第6章其他常用机构6.1 考点提要6.1.1 重要概念及术语槽轮机构，运动系数，棘轮机构，不完全齿轮机构6.1.2．槽轮机构槽轮机构由主动拨盘及拨盘上的圆销和具有径向槽的从动槽轮以及机架组成。

可将主动拨盘的匀速转动变换为槽轮的间歇运动，但槽轮的转动角不能调节，在槽轮转动的开始和结束时有柔性冲击。

但鉴于其结构简单紧凑，效率高，能平稳地间歇转位，所以得到广泛运用。

槽轮机构的运动系数是指主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间d t 与主动拨盘转一周的时间t 之比，所以又称动停比。

对于外槽轮有：11()2d t k t Zτ==- （6-4） 式中：k 为圆销数；Z 为槽轮的槽数。

由于01τ<≤，所以槽数3Z ≥，且 22Z k Z <- （6-5） 槽轮设计要把握以下原则：（1） 槽数不能太少，槽数多，则转动时间增加，运动更可以平稳些。

但也不可太多，太多则尺寸大，惯性力加大，而且当Z>9之后，运动系数变化很小了。

所以一般取4到8个槽。

（2） 圆销数多则运动系数增加，当要求槽轮动停时间相等时可以取运动系数为1。

（3） 槽轮的尺寸应按受力情况和实际机械所允许的空间安装尺寸定（4） 内槽轮机构只允许用一个圆销。

6.1.3．棘轮机构棘轮机构是由摇杆，棘爪，棘轮，止动爪及机架组成的饿。

结构简单，加工成本低，运动可靠，但冲击和噪音大，动程只能有级调节。

摩擦式棘轮可以无级调节但准确性相对较差。

为了使棘爪能顺利地进入棘轮空间，棘轮的齿面倾斜角必须大于摩擦角。

棘轮机构要可靠工作不许满足两个条件，一是棘爪推或拉棘轮的自动锁紧条件。

二是棘爪主动时要注意棘爪所在杆的摆动角度范围必须为棘轮行程角并在其前后各加一个空程角，以保证棘爪能落入下一个齿槽中。

6.2 模拟考题6.2.1 填空题1．棘轮机构主要由 、、、和制动棘爪组成。

2．棘轮机构按棘轮的运动方向可分为机构和机构。

3．棘轮机构的特点是、、可调节。

4．棘轮机构通常用调节和的方法调整棘轮转角的大小。

第6章间歇运动机构6.1复习笔记【通关提要】本章主要介绍了棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构这四种间歇运动机构的基本原理和特点。

学习时需要牢记特点和相关计算公式。

本章多以判断题和简答题的形式出现，但是在考研中本章出现的几率较小，复习时需酌情删减内容，重点记忆。

【重点难点归纳】一、棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构三种间歇运动机构原理比较（见表6-1-1）表6-1-1三种间歇运动机构原理比较二、棘轮机构（见表6-1-2）表6-1-2棘轮机构图6-1-1棘爪受力分析三、槽轮机构（见表6-1-3）表6-1-3槽轮机构四、不完全齿轮机构（见表6-1-4）表6-1-4不完全齿轮机构五、凸轮间歇运动机构1．形式凸轮间歇运动机构通常有两种形式：圆柱形凸轮间歇运动机构和蜗杆形凸轮间歇运动机构。

2．优点运转可靠、传动平稳、定位精度高，适用于高速传动，转盘可以实现任何运动规律，转盘转动与停歇时间的比值可以通过改变凸轮推程运动角来得到。

6.2课后习题详解6-1已知一棘轮机构，棘轮模数m＝5mm，齿数z＝12，试确定机构的几何尺寸并画出棘轮的齿形。

解：顶圆直径D＝m z＝5×12mm＝60mm齿高h＝0.75m＝0.75×5mm＝3.75mm齿顶厚a＝m＝5mm齿槽夹角θ＝60°棘爪长度L＝2πm＝2π×5mm＝31.4mm棘轮的齿形如图6-2-1所示。

图6-2-16-2已知槽轮的槽数z＝6，拨盘的圆销数K＝1，转速n1＝60r/min，求槽轮的运动时间t m和静止时间t s。

解：槽轮机构的运动特性系数：τ＝t m/t＝2φ1/（2π）＝（z－2）/（2z）＝1/3。

拨盘转速n1＝60r/min，故拨盘转1转所用的时间为1s。

槽轮的运动时间：t m＝τt＝1/3s。

槽轮的静止时间：t s＝t－t m＝2/3s。

6-3在转塔车床上六角刀架转位用的槽轮机构中，已知槽数z＝6，槽轮静止时间t s ＝5/6s，运动时间t m＝2ts，求槽轮机构的运动特性系数τ及所需的圆销数K。