西北工业大学机械设计基础复习

第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。

打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。

由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。

影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。

避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。

9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。

1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120） 12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。

9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？ 解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。

9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。

解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯=2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。

3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。

查表取标准值2315D mm =。

12 3.15i =满足条件。

4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。

机械原理复习题一、机构组成1、机器中各运动单元称为__B_______。

A、零件B、构件 C 、机件D、部件2、组成机器的制造单元称为___A______。

A、零件B、构件 C 、机件D、部件3、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间A产生相对运动。

A、可以B、不能C、不一定能4、机构中只有一个A。

A、闭式运动链B、机架C、从动件D、原动件5、通过点、线接触构成的平面运动副称为 C 。

A、转动副B、移动副C、高副6、通过面接触构成的平面运动副称为A。

A、低副B、高副C、移动副7、用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副严格按照比例所绘制的机构图形称为____A______。

A、机构运动简图 B 、机构示意图C、运动线图8、在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为___A____。

A、虚约束B、局部自由度C、复合铰链9、基本杆组是自由度等于_________Ａ___的运动链。

A、0B、 1C、原动件数10、机构运动简图完全能表达原机械具有的运动特性。

（）11、虚约束在计算机构自由度时应除去不计，所以虚约束在机构中没有什么作用。

（Ｗ）12、虚约束对机构的运动有限制作用。

（Ｗ）13、在平面内考虑，低副所受的约束数为_１________。

14、在平面内考虑，移动副所受的约束数为_________。

15、在平面内考虑，凸轮运动副所受的约束数为_________。

16、一平面机构由两个Ⅱ级杆组和一个Ⅲ级杆组组成，则此机构为_____级机构。

17、一平面机构由三个Ⅱ级杆组和一个Ⅲ级杆组组成，则此机构为_____级机构。

18、曲柄摇杆机构是_____级机构。

19、 如图所示机构，若取杆AB 为原动件，试求：（1） 计算此机构自由度，并说明该机构是否具有确定的运动；（6分） （2） 分析组成此机构的基本杆组，并判断此机构的级别。

（6分）（1） 活动构件n=5 (1分) 低副数=L P 7 (1分) 高副数=H P 0 (1分)10725323=-⨯-⨯=--=H L P P n F （2分） 有确定运动。

第一章绪论§1-0 引言§1-1 机械工业在现代化建设中的作用§1-2 机器的基本组成要素§1-3 本课程的内容、性质与任务§1-4 认识机器引言引言人类社会的进步源于不断地创新，设计活动则是创新的策划、起点和关键环节。

机器是人们改造世界和现代化生活的重要工具，机器的发明、使用和发展是现代社会发展的一个重要创新过程。

在这一创新过程中，人们总结出了进行机械设计的理论与方法，从而为更高层次的创新与设计奠定了基础。

现代教育的目标是素质教育，而素质教育的核心应该是创新素质教育。

作为集中了人们关于机械及装备创新智慧的机械设计的理论与方法，应该是同学们学习创新的理想内容。

关于机械设计的理论与方法是博大精深的，而作为大学本科阶段的一门课程，机械设计课程的主要任务是讲述通用机械零部件的设计以及机械系统设计的基础知识。

机械工业在现代化建设中的作用第一节机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的重要标志。

机器是代替人们体力和部分脑力劳动的工具，机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。

只有使用机器，才能便于实现产品的标准化、系列化和通用化，尤其是便于实现高度的机械化、电气化和自动化。

机械工业肩负着为国民经济各个部门提供装备和促进技术改造的重任。

大量地设计制造和广泛采用各种先进的机器，可大大加强促进国民经济发展的力度加速我国的现代化建设。

机器的基本组成要素第二节一个机械系统一般包含机械结构系统、驱动动力系统、检测与控制系统。

一台机器的机械结构总是由一些机构组成的，每个机构又是由若干零件组成的。

有些零件是在各种机器中常用的，称之为通用零件；有些零件只有在特定的机器中才用到，称之为专用零件。

通用零件包括：齿轮、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动；轴、联轴器、离合器；滚动轴承、滑动轴承；螺栓、键、花键、销；铆、焊、胶结构件；弹簧、机架、箱体等。

第1次课复习内容1 绪论目的：激发学习《机械设计》趣兴①机械、机器、机构、构件和零件五个概念的区别目的：学习的对象是零件设计，通用零件设计(带、齿轮、轴等) ②疲劳破坏的概念目的：为后续内容做铺垫③希腊字母读音的查取目的：学习查资料第2次课复习内容2 机械设计总论①机械的组成目的：进一步理解机械设计的学习对象3 机械零件的强度②σ-N曲线目的：进一步理解疲劳破坏的概念第3次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①螺纹类型(按牙型分)目的：普通螺纹为什么用于连接②螺纹连接的类型(螺栓连接的分类)目的：普通螺栓与铰制孔用螺栓的区别③螺纹连接连接预紧的目的和防松的实质④防松的方法第4次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①单个螺栓的强度计算目的：a.松螺栓、紧螺栓的区别b.紧螺栓中又受横向和轴向载荷的区别②紧螺栓承受轴向载荷后的受力变形图③螺纹连接件的材料及许用应力第5次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①螺栓组连接的结构设计②螺栓组连接的受力分析③提高螺纹连接强度的措施6 键、花键、无键连接和销连接④键连接目的：各种键的应用场合8 带传动①V带型号②带的受力分析(F0，F1，F 2联系)③打滑的概念④带工作时的应力分析⑤弹性滑动的概念、与打滑的区别第8-9次课复习内容8 带传动①V带的设计过程第10次课复习内容9 链传动①链传动的特点②链传动的多边形效应第11-12次课复习内容10 齿轮传动①《机械原理》中与齿轮相关内容②齿轮失效形式第13次课复习内容10 齿轮传动①K A、Kυ、Kα、Kβ名称即含义第14次课复习内容10 齿轮传动①强度计算方法第15次课复习内容10 齿轮传动①齿轮参数选择②斜齿轮及锥齿轮受力分析第16次课复习内容10 齿轮传动①斜齿轮及锥齿轮强度计算②齿轮结构设计第17次课复习内容11 蜗杆传动①蜗杆传动特点及选材②蜗杆传动受力分析及运动分析11 蜗杆传动①蜗杆传动中的热平衡计算及散热措施第19-20次课复习内容4 摩擦、磨损及润滑概述①摩擦的定义及分类、磨损的概念及磨损过程12 滑动轴承①形成流体动力润滑的条件第21次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的类型代号②基本额定寿命、基本额定动载荷和轴承寿命计算公式第22次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的轴向力计算第23次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的寿命计算第24次课复习内容15 轴①轴的分类及轴上零件装配过程第25次课复习内容15 轴①轴的轴向定位方法第26次课复习内容15 轴①轴的结构设计第27次课复习内容14 联轴器和离合器①联轴器和离合器的区别②联轴器的选择。

复习题一、填空题1.若螺纹的升角为4,接触面的当量摩擦系数为尤，则螺旋副发生自锁的条件是。

2.在设计滚子从动件盘状凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上应采取的措施是o3.对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角/等于-4.曲柄滑块机构是改变曲柄摇杆机构中的而形成的。

在曲柄滑块机构中改变而形成偏心轮机构。

在曲柄滑块机构中以而得到回转导杆机构。

5.当原动件作等速转动时，为了使从动件获得间歇的转动，则可以采用机构。

（写出三种机构名称。

）6.符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在_____________________ 。

静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在_______________________ 位置静止，由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。

7.斜齿轮—面上的参数是标准值，而斜齿轮尺寸计算是针对—面进行的。

8.为了减少飞轮的质量和尺寸，应将飞轮安装在_____________ 轴上。

9.蜗轮的螺旋角应__________ 蜗杆的升角，且它们的旋向应该o10.运动链成为机构的条件是o11.用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量将越—，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在轴上。

12.能实现间歇运动的机构有、、o13.图a）、b）所示直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角数值分别为14.在平面机构中，一个低副引入—个约束，而一个高副引入—个约束。

15.齿轮渐开线的形状取决于。

16.斜齿轮的正确啮合条件是o17.移动副的自锁条件是。

18.已知一车交链四杆机构ABCD中，已知/仙=30mm, l BC— 80mm,l CD— 130mm, l AD— 90mm,构件AB为原动件，且AD为机架，BC为AD 的对边，那么，此机构为机构。

19.对于绕固定轴回转的构件，可以采用的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。

第三章机械零件的强度3-1 材料的疲劳特性§3-2 机械零件的疲劳强度计算§3-3 机械零件的抗断裂强度§3-4 机械零件的接触强度疲劳曲线机械零件的疲劳大多发生在s －N 曲线的CD 段，可用下式描述：)(D C m rN N N N C N ≤≤= s )D r rN N N >=∞　（s s D 点以后的疲劳曲线呈一水平线，代表着无限寿命区其方程为：由于N D 很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个循环次数N 0(称为循环基数)，用N 0及其相对应的疲劳极限σr 来近似代表N D 和σr∞，于是有：CN N ==0m rm rN s s 有限寿命区间内循环次数N 与疲劳极限s rN 的关系为：式中，s 、N 及m 的值由材料试验确定。

二、s －N 疲劳曲线m0r rN N N s s =0mrN r N N ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=s s s －N 疲劳曲线详细说明极限应力线图三、等寿命疲劳曲线（极限应力线图）机械零件材料的疲劳特性除用s －N 曲线表示外，还可用等寿命曲线来描述。

该曲线表达了不同应力比时疲劳极限的特性。

在工程应用中，常将等寿命曲线用直线来近似替代。

用A 'Ｇ'C 折线表示零件材料的极限应力线图是其中一种近似方法。

A 'Ｇ'直线的方程为：m a1s ψs s s '+'=-s m as s s ='+'C Ｇ'直线的方程为：12s s s ψs -=-ψσ为试件受循环弯曲应力时的材料常数，其值由试验及下式决定：详细介绍对于碳钢，ψ≈0.1~0.2，对于合金钢，ψ≈0.2~0.3。

机械零件的疲劳强度计算1一、零件的极限应力线图由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。

以弯曲疲劳极限的综合影响系数Ｋσ表示材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1与零件对称循环弯曲疲劳极限σ-1e 的比值，即e11--=s s s K 在不对称循环时，Ｋσ是试件与零件极限应力幅的比值。

《机械设计基础》复习重点、要点总结《机械设计基础》第1章机械设计概论复习重点1. 机械零件常见的失效形式2. 机械设计中，主要的设计准则习题1-1 机械零件常见的失效形式有哪些？1-2 在机械设计中，主要的设计准则有哪些？1-3 在机械设计中，选⽤材料的依据是什么？第2章润滑与密封概述复习重点1. 摩擦的四种状态2. 常⽤润滑剂的性能习题2-1 摩擦可分哪⼏类？各有何特点？2-2 润滑剂的作⽤是什麽？常⽤润滑剂有⼏类？第3章平⾯机构的结构分析复习重点1、机构及运动副的概念2、⾃由度计算平⾯机构：各运动构件均在同⼀平⾯内或相互平⾏平⾯内运动的机构，称为平⾯机构。

3.1 运动副及其分类运动副：构件间的可动联接。

（既保持直接接触，⼜能产⽣⼀定的相对运动）按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平⾯运动副分为低副和⾼副两类。

3.2 平⾯机构⾃由度的计算⼀个作平⾯运动的⾃由构件具有三个⾃由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个⾃由度。

当⽤P L个低副和P H个⾼副连接组成机构后，每个低副引⼊两个约束，每个⾼副引⼊⼀个约束，共引⼊2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的⾃由度数，即机构的⾃由度为F=3n-2P L-P H (1-1)下⾯举例说明此式的应⽤。

例1-1 试计算下图所⽰颚式破碎机机构的⾃由度。

解由其机构运动简图不难看出，该机构有3个活动构件，n=3；包含4个转动副，P L=4；没有⾼副，P H=0。

因此，由式(1-1)得该机构⾃由度为F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=13. 2.1 计算平⾯机构⾃由度的注意事项应⽤式(1-1)计算平⾯机构⾃由度时，还必须注意以下⼀些特殊情况。

1. 复合铰链2. 局部⾃由度3. 虚约束例3-2 试计算图3-9所⽰⼤筛机构的⾃由度。

解机构中的滚⼦有⼀个局部⾃由度。

顶杆与机架在E和E′组成两个导路平⾏的移动副，其中之⼀为虚约束。

第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。

打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。

由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。

影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。

避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。

9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？ 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。

1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120）12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。

9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。

9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。

解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯= 2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。

3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。

查表取标准值2315D mm =。

12 3.15i =满足条件。

4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。

机械设计基础复习纲要 （1）必备的基础知识(1) 机械零件的常用材料1）钢是一种含碳量低于2％的铁碳合金。

2）铸铁含碳量高于2％的铁碳合金为铸铁。

3）有色金属有色金属 ，是相对于黑色金属而言 4）非金属钢的分类1）结构钢2）工具钢3）特殊钢结构钢碳素钢普通碳素结构钢(如：Q235) 优质碳素结构钢(如：45钢)合金钢铸铁 铸铁其性脆，不适于锻压和焊接，但其熔点较低，流动性好，可以铸造形状复杂的大小铸件。

常用的铸铁有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和合金铸铁等。

灰铁应用最多，其牌号由“灰铁”二字汉语拼音字首和材料的抗拉强度的平均值。

如： HT200有色金属 铜合金有一定的强度和硬度，导电性、导热性、减摩耐磨性和耐蚀性良好，是制造电工器件和耐磨蚀零件的重要材料。

铝及铝合金是应用最广的轻金属，纯铝有良好的塑性、耐蚀性、导电性、导热性和焊接性，但强度、硬度较低。

在铝中加人合金元素硅、铜、镁、锰、锌等，可以获得质量轻、强度高的零件。

工程塑料 工程塑料是在工程中用来作结构或传动件材料的塑料，它有较高的强度，质量轻，具有绝缘性、减摩耐磨性、耐蚀性、耐热性等。

（2）机械零件的基本变形及应力拉压A F =σ 剪切A F=τ扭转T T W T =τ弯曲W M =σ(3)常用机构的特点及应用 首先应明确机构的用途：运动形式的转换1、旋转运动 → 直线运动曲柄滑块机构 凸轮机构 齿轮齿条机构螺旋机构2、直线运动 → 旋转运动齿条-齿轮机构 螺旋机构 曲柄滑块机构3、旋转运动 → 旋转运动 速度的变换 减速传动 增速传动 变速传动 间歇传动(4) 通用机械零件的特点及应用联接件 : 螺纹联接 轴毂联接 铆、焊、胶 传动件 : 齿轮传动 带传动 链传动轴系部件 : 轴 滚动与滑动轴承 联轴器、离合器 其它 : 弹簧(2)必要的基本理论（1）机构的组成及机构具有确定运动的条件机构的自由度F=原动件的数目（2）螺旋副的摩擦、效率和自锁条件H L 23P P n F --=1111283=-⨯-⨯=F ()v W d T ϕλ+=tan 22驱动力矩　()v ϕλλη+=tan tan 上行程　λϕληtan )tan(v -=下行程　βθcos sin ff f v ==v v f arctan =ϕv ϕλ≤（3）铰链四杆的特性及其演化铰链四杆机构中有曲柄的条件：1)最短杆长度十最长杆长度<其他两杆长度之和(杆长条件)。