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6.1 复习笔记一、键连接1．键连接概述（1）功能：键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩；有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
（2）主要类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。
①平键连接键的两侧面是工作面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。
平键具有结构简单、装拆方便、对中性好的优点，但是平键连接不能承受轴向力，不能用于轴向固定。
其按用途可分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键。
a.普通平键按构造分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）；b.薄型平键与普通平薄的主要区别是键的高度约为普通平键的60～70%。
但薄型平键传递转矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合；c.导向平键长度较长，需用螺钉固定，为便于装拆，制有起键螺孔；d.滑移距离较大时，所需导向平键过长，制造困难，此时可采用滑键。
②半圆键连接半圆键工作时，靠其侧面来传递转矩。
优点：工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接；缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用于轻载静连接中。
楔键的上下两面是工作面，键的上表面和与它相配合的轮毂键槽地面均有1：100的斜度。
工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向的轴向载荷。
由于楔键楔紧后，轴与轮毂的配合易产生偏心和偏斜，因此主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。
④切向键连接切向键是由一对斜度为1：100的楔键组成，其工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。
当需要传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者之间的夹角为120°～130°。
2．键的选择和键连接强度计算（1）键的选择键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的横截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。
键的长度L一般可由轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂长。
（2）平键连接强度计算平键连接（静连接）的主要失效形式工作面被压溃，通常只按工作面上的挤压应力进行条件性强度计算导向平键连接和滑键连接（动连接）的主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性强度计算式中，l 为键的工作长度，圆头平键ｌ=L -b ，平头平键l =L ；为键、轴、轮毂三者p σ⎡⎤⎣⎦中最弱材料的许用挤压应力；[p ]为键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力。
34 / 10第八章§８—１ 概述： 一、带传动的组成和类型1．组成： 主动带轮1，从动带轮2 2．工作原理： 合来传递运动和动力。
3．特点： 1）结构简单，成本低 2）传动平稳 3）能缓冲减振 4．类型：1）平带传动： 优点： 结构最简单 适用： 2）V 带传动： 优点：(1)(2)(3)V 适用： 应用最广泛 3）多楔带传动： 优点： 适用： 4）同步带传动： 优点：二、V 带的类型和结构：1、类型： 普通V 带、窄V 带、宽V V 带、联组V 带等多种。
注： 普通V 通V 带。
2、普通V 带的结构等：平带V带图8-5 普通V带的结构结构： 呈无接头环形，横截形为等腰梯形两腰夹角φ=40° 种类： 按抗拉体的不同，分二种：1）帘布芯V 带： 抗拉体为帘布，制造较方便。
2）绳芯V 带： 抗拉体为线绳，柔韧性好，弯曲强度高。
型号： 分Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E 七种 截面尺寸，承载能力↑节面： 带垂直于底面弯曲时，带中既不伸长也不缩短的中性层面。
节宽b P ： 带节面的宽度轮槽节宽b p ：V 带轮轮槽与配用V 带节宽相等处的槽宽 节圆直径d p ：V 带轮在轮槽节宽处的直径 基准宽度b d ：国标规定的V 带轮轮槽宽度1）等于配用V 带的节宽，即：b d = b p 2）b d 是一个无公差规定值基准直径d d ：V 带轮在轮槽基准宽度b d 处的直径。
计算中，可取：b d = b p基准长度L d ：在规定张紧力下，V 公称长度： 以基准长度L d 注： 1）V 2）V§８—２ 带传动工作情况的分析：一．几何计算：1 ∵ a = O 1O2 ＞＞ O 2E = (d d2 ∴ β很小，于是有：α1 =π-2β=π-(d d2-d d1= 180°- 57.3°×(d d2-d d1α2 =π+2β=π+(d d2-d d1 = 180°+ 57.3°×(d d2-d d1a2/)d d (a /E O sin 1d 2d 2-==β≈β36 / 102.基准长度L d ： ∵ cos β=1-β2/2! β=(d d2-d d1)/2a ∴3.中心距a:二．带传动的受力分析：1．预紧力F O ： 安装时，带紧套在两轮上而受到的拉力。
1第三章 机械零件的强度一．静应力及其极限应力：1．静应力： 在使用期内恒定或变化次数很少（＜103次）的应力。
2．极限应力σlim： 静应力作用下的σlim取决于材料性质。
1）塑性材料： σlim =σs （屈服极限）2）脆性材料： σlim=σB (强度极限)3．静强度准则： σ≤σlim/S （S —静强度安全系数）-10max§３－１ 材料的疲劳特性：1．材料的疲劳特性：可用最大应力σmax、应力循环次数N和应力比r表示。
2．材料疲劳特性的确定：用实验测定，实验方法是：1）在材料标准试件上加上一定应力比的等幅变应力，应力比通常为：r=-1或r=02）记录不同最大应力σmax下试件破坏前经历的循环次数N，并绘出疲劳曲线。
3．材料的疲劳特性曲线：有二种1）σ—N疲劳曲线：即一定应力比r下最大应力σmax与应力循环次数N的关系曲线2）等寿命曲线：即一定应力循环次数N下应力幅σa 与平均应力σm的关系曲线2）C点对应的N约为：NC≈1043）这一阶段的疲劳称为应变疲劳或低周疲劳4、CD段：有限寿命疲劳阶段。
试件经历一定的循环次数N后会疲劳破坏实验表明，有限疲劳寿命σrN与相应的循环次数N之间有如下关系：23σm rN ·N = C ( N ≤N D ) （3-1）5、D 点以后： 无限寿命疲劳阶段。
1）无论经历多少次应力循环都不会疲劳破坏。
2）D 点对应的循环次数N 约为：N D =106～25×107 3）D 点对应的应力记为：σr ∞—— 叫持久疲劳极限。
σrN =σr∞( N ＞N D ) （3-2）4）循环基数N O 和疲劳极限σrN D 很大，疲劳试验很费时，为方便起见，常用人为规定一个循环次数N O （称 为循环基数）和与之对应的疲劳极限σrNo（简记为σr ）近似代替N D 和σr ∞6、有限寿命疲劳极限σrN ： 按式（3-1）应有： σm rN·N = σm r ·N O = C （3-1a ）于是：K N ──寿命系数m, N O ──1）钢材（材料）： m = 6～20 ， N O =（1～10）×106 2）中等尺寸零件： m = 9 ， N O = 5×106 3）大尺寸零件： m = 9 ， N O = 107 注： 高周疲劳——曲线CD 及D 点以后的疲劳称作高周疲劳二、等寿命疲劳曲线 图3-2等寿命疲劳曲线——一定循环次数下的疲劳极限的特性。
第1章 绪 论
1.1 复习笔记
一、本课程讨论的具体内容
1．总论部分
机器及零件设计的基本原则，设计计算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识；
2．连接部分
螺纹连接，键、花键及无键连接，销连接，铆接，焊接，胶接与过盈连接等；
3．传动部分
螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动以及摩擦传动等；
4．轴系部分
滚动轴承，滑动轴承，联轴器与离合器以及轴等。
5．其他部分
弹簧、机座和箱体，减速器和变速器等。
二、本课程的性质
本课程的性质是以一般通用零件的设计为核心的设计性课程，而且是论述它们的基本设计理论与方法的技术基础课程。
三、本课程的主要任务
培养学生以下素质和能力：
1．有正确的设计思想并勇于创新探索；
2．掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新的基础件及设计简单的机械的能力；
3．具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；
4．掌握典型机械零件的试验方法，获得实验技能的基本训练；
5．了解国家当前的有关技术的经济政策，并对机械设计的新发展有所了解。
1.2 名校考研真题详解
本章内容只是对整个课程的一个总体介绍，基本上没有学校的考研试题涉及到本章内容，读者简单了解即可，不必作为复习重点，所以本部分也就没有选用考研真题。
第十三章滚动轴承§１３—１概述：1．优点：〔与滑动轴承相比〕摩擦小，功耗低，起动、正反转容易。
2．滚动轴承的结构： P.307.图13-11〕内圈：装在轴颈上，一般随轴颈转动。
2〕外圈：装在轴承座中，一般固定。
3〕滚动体：处于内外圈之间，将内外圈的相对转动变成滚动体在滚道上的滚动。
4〕保持架：均匀地隔开滚动体，有二种：4．轴承设计：§１３—２1．类型12321〕α：2〕β：轴承实际承受的径向载荷R与轴向载荷A的合力与半径方向的夹角。
5．性能与特点：滚动轴承类型很多，常用轴承性能及特点，见： 09. 表13-1.二．滚动轴承的代号：滚动轴承类型很多，每种类型又有多种不同的结构，尺寸及公差等级，为统一表征各类轴承的特点，GB/T 272-1993 规定轴承代号由以下三局部组成：1．根本代号：1①代号内径②可见2代号系列3① O表示正常宽度系列：a. 一般轴承，表示正常宽度的O可不标b. 对调心及圆锥滚子轴承，代号O应标出②直径系列中也含轴承宽度，但该宽度是随直径的相应变化注：直径系列代号和宽度系列代号统称为尺寸系列代号4〕类型代号：表示轴承的类型〔数字或字母〕。
以下几种应记住1 ──调心球轴承 3 ──圆锥滚子轴承6 ──深沟球轴承7 ──角接触球轴承N ──圆柱滚子轴承1012．后置代号：用数字或字母表示轴承的结构,公差及材料的特殊要求,很多04.表13-2)以下仅介绍几个常用代号1〕内部结构代号：〔字母〕表示同类轴承的不同内部结构。
如：角接触球轴承代号 C AC B接触角 15° 25° 40°2〕公差等级代号：表示公差等级，共6级代号 /P2 /P4 /P5 /P6 /P6x /P0公差等级 2级 4级 5级 6级 6x级 0级〔精度渐低〕〔0级为普通级，在轴承代号中不标〕3〕游隙代号：表示轴承的径向游隙，共6个组别代号 /C1 /C2 /C0 /C3 /C4 /C5游隙组别 1组 2组 0组 3组 4组 5组〔径向游隙渐大〕〔0组是常用游隙组别，在轴承代号中不标〕3．前置代号：用字母表示轴承的分部件〔套圈、滚动体与保持架组件等〕。
第十章齿轮传动§１０—１概述：本章主要介绍最常用的渐开线齿轮传动。
1．特点：优：1）效率高（可达99%以上，这在大功率传动时意义很大）2）结构紧凑3）工作可靠，寿命长（可达几十年，如：机械表）。
4）传动比稳定缺：制造、安装精度要求高，价高，不宜远距离传动。
2．传动型式：开式：齿轮完全暴露在外的齿轮传动。
半开式：有简单防护罩的齿轮传动。
闭式：由箱体密封的齿轮传动。
§１０—２齿轮传动的失效形式及设计准则：硬齿面齿轮：齿面硬度大于350HBS或38HRC的齿轮。
软齿面齿轮：齿面硬度不大于350HBS或38HRC的齿轮。
一．失效形式：齿轮传动的失效主要是轮齿失效，齿圈、轮辐、轮毂等其它部分很少失效，所以，以下仅介绍常见的轮齿失效形式：1．轮齿折断：1）折断形式：①疲劳折断：齿根受弯曲变应力作用→疲劳→折断。
②过载折断：2）折断位置：常发生在轮齿根部。
∵根部弯曲应力最大，且截面变化大，加式刀痕深，应力集中严重3）抗折断措施：①②增大轴及支承刚性→偏载↓。
54③增加齿芯韧性，强化齿根表层（喷丸，滚压等）2．齿面磨损：传动时，啮合齿面间的相对滑动→磨损（是开式传动的主要失效形式）3．齿面点蚀：1）点蚀：在接触变应力的反复作用下，齿面材料因疲劳而小片脱落的现象。
2）位置：点蚀常先发生于节线附近的齿根一侧。
3）原因：①在节线附近啮合时，相对滑动速度低，润滑差，摩擦大。
②啮合齿对少，受力大，接触应力大。
注：点蚀是闭式传动的主要失效形式。
4）抗点蚀措施：①提高齿面硬度。
②改善润滑条件：a、低速传动，采用粘度较大的润滑油。
b、高速传动，采用喷油润滑。
4．齿面胶合：1）胶合：两因瞬时温升过高而粘连的啮合齿面，在相对运动时被撕破，形成沿滑动方向沟痕的现象。
2）机理：高速重载→啮合区瞬时温升↑→两啮合面粘连→相对运动时被撕破→形成沿滑动方向的沟痕。
注：低速重载时，也会因接触应力过大而粘连──冷胶合。
3）抗胶合措施：采用抗胶合的润滑油。
