机械设计知识点总结笔记

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第6章　键、花键、无键连接和销连接

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。

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③楔键连接

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

机械基础笔记知识点总结

一、机械基础概述

机械基础是指机械工程学科的基础知识，它包括机械工程的基本概念、基本原理、基本技术和基本方法。它是机械工程学科的学习的起点，也是机械工程学科发展的基础。机械基础的学习是为了让学生掌握机械工程学科的基本知识和基本技术，为将来深入学习机械工程专业打下良好的基础。

二、机械基础的基本概念

1. 机械

机械是利用物理原理和数学方法来解释和描述现实世界的机械现象。在机械工程领域，机械通常指的是机械部件，比如机械零件、机械装置等。在机械基础中，我们会学习机械的构造、原理和运动规律。

2. 机械工程

机械工程是一门工程学科，它涉及机械部件、机械装置的设计、制造、运动、维护和改进。机械工程师做的工作包括机械设计、结构分析、流体动力学、热力学、控制工程等。

3. 机械结构

机械结构是由零部件、连接件和传动装置组成的，它是机械装置的基础。学习机械结构，我们需要掌握机械零部件的种类、结构形式、材料和加工工艺。

4. 机械运动

机械装置之所以能够工作，是因为它们能够进行运动。机械运动是指机械零部件之间的相对运动，它有很多种类型，比如旋转运动、直线运动、往复运动等。学习机械运动，我们需要熟悉机械运动的基本规律和运动传动方式。

5. 机械传动

机械传动是指机械装置中，由于零部件之间的相对运动而导致零部件之间的能量和动力传递。机械传动是机械基础中的重要知识点，它包括齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传动等。

6. 机械加工

机械加工是指利用机械设备将原始工件加工成符合形状、尺寸和表面粗糙度要求的工艺。常见的机械加工包括车削、铣削、钻削、磨削等。

7. 机械设计 机械设计是指按照使用要求和工艺要求，设计出满足要求的机械装置。机械设计包括设计原理、设计方法、设计标准、设计计算等。

三、机械基础的基本原理

1. 力学原理

力学是研究物体的运动状态和相互作用关系的科学。在机械基础中，力学是基础学科，它包括静力学、动力学、弹性力学、流体力学等。

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第8章 回转件的平衡

8.1 复习笔记

一、回转件平衡的目的

机械中有许多构件是绕固定轴线回转的，这类作回转运动的构件称为回转件（或称转子）。

1．不平衡的原因

由于回转件的结构不对称、材质不均匀或是制造不准确等因素，使回转件在转动时产生

离心力系的不平衡，使离心力系的合力和合力偶矩不等于零。

2．不平衡的危害

（1）在运动副中产生附加的动压力，从而增大构件中的内应力和运动副中的摩擦，加

剧运动副的磨损，降低机械效率和使用寿命；

（2）使机械产生周期性振动，降低工作可靠性和精度、零件材料的疲劳损坏以及令人

厌倦的噪声。

3．回转件平衡的目的

调整回转件的质量分布，使转子工作时的离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能

减轻有害振动，改善机构工作性能。

二、回转件的平衡计算

根据组成回转件各质量的不同分布，可分两种情况。

1．质量分布在同一回转面内

轴向尺寸很小的回转件（B/D＜0.2），将其质量看作是分布在同一平面内，如风扇叶轮、

飞轮、砂轮等。对于这类转子，利用在刚性转子上重心的另一侧加上一定的质量，或在重心

同侧去掉一些质量，使质心位置落在回转轴线上，从而使离心惯性力达到平衡，即平衡条件

为：

b0

iFFF

式中，F、

bF、

iF分别表示总离心力、平衡质量的离心力、原有质量的离心力。写

成质径积的形式为：

bb0

iimemrmr

特点：若重心不在回转轴线上，则在静止状态下，无论其重心初始在何位置，最终都会

落在轴线的铅垂线的下方，这种不平衡现象在静止状态下就能表现出来，故称为静平衡。

静平衡的条件：分布于回转件上各个质量的质径积的向量和为零，即：

bb0

iimrmr

2．质量分布不在同一回转面内 对于轴向尺寸较大(B/D≥0.2)的回转件，如内燃机中的曲轴和凸轮轴、电机转子、机床

主轴等，其质量的分布不能再近似地认为是位于同一回转面内，而应看作分布在垂直于轴线

1/27第2章平面连杆机构

2.1复习笔记

【通关提要】

本章主要介绍了平面四杆机构的基本类型、基本特性和设计方法。学习时需要掌握铰链

四杆机构有整转副的条件、急回特性的应用和计算、压力角与传动角以及死点位置的分析等

内容。本章主要以选择题、填空题和计算题的形式考查，复习时需把握其具体内容，重点记

忆。

【重点难点归纳】

一、平面四杆机构的基本类型及其应用（见表2-1-1）

表2-1-1平面四杆机构的基本类型及其应用

2/

27二、平面四杆机构的基本特性（见表2-1-2）

3/27表2-1-2平面四杆机构的基本特性

4/

27图2-1-1

图2-1-2连杆机构的压力角和传动角

2.2课后习题详解

2-1试根据图2-2-1所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机

构还是双摇杆机构。

5/

27图2-2-1

答：（a）40＋110＝150＜70＋90＝160满足杆长条件，且最短杆为机架，因此是双

曲柄机构。

（b）45＋120＝165＜100＋70＝170满足杆长条件，且最短杆的邻边为机架，因此

是曲柄摇杆机构。

（c）60＋100＝160＞70＋62＝132不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。

（d）50＋100＝150＜100＋90＝190满足杆长条件，且最短杆的对边为机架，因此

是双摇杆机构。

2-2试运用铰链四杆机构有整转副的结论，推导图2-2-2所示偏置导杆机构成为转动

导杆机构的条件（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构）。

6/

27图2-2-2

答：根据铰链四杆机构有整转副的结论，则A、B均为整转副。

（1）当A为整转副时，要求AF能通过两次与机架共线的位置。

如图2-2-3中位置ABC′F′和ABC′′F′′。在Rt△BF′C′中，因为直角边小于斜边，所以l

AB

＋e＜l

BC。

同理，在Rt△BF′′C′′中，有l

AB－e＜l

BC（极限情况取等号）。

综上，得l

AB＋e＜l

BC。

（2）当B为整转副时，要求BC能通过两次与机架共线的位置。如图2-2-3中位置