机械设计基础期末复习指导

机械设计基础期末复习指导（数控技术专业适用）第一章机构静力分析基础.力的基本概念及其性质

（1）力的定义物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态（力的外效应）、形状或者尺寸发生改变（力的内效应）

（2）力的三要素力的大小、方向与作用点.静力学定理

（1）二力平衡定理作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要与充分条件是这两个力的大小相等、方向相反，作用在一条直线上

（2）三力平衡汇交定理构件在三个互不平行的力作用下处于平衡，这三个力的作用线必共面且汇交于一点.约束与约束力应掌握四类常用的约束模型柔性体约束、光滑面约束、较链约束、固定端约束熟悉约束性质，掌握约束力的画法.物体的受力分析及受力图

（1）根据要分析的问题，确定研究对象；

（2）解除研究对象的约束画出研究对象的分离体；

（3）在分离体上画出全部主动力；

（4）在分离体解除约束的地方按约束的类型或者性质画出约束力.力的投影与分解

（1）力的投影与正交分解

（2）合力投影定理合力在某一轴上的投影等于各分力在同轴上投影的代数与根切是用展成法加工齿轮时可能出现的一种现象，由于齿根部分变弱，而且使渐开线长度缩短，造成重合度下降而影响传动平稳性，因此应采取措施予以避免标准齿轮不发生根切的最少齿数为17o.斜齿圆柱齿轮传动1基本参数与几何尺寸斜齿圆柱齿轮的基本参数有法面参数与端面参数之分应记住公式mt=mn/cosy斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸要按端面参数计算2正确啮合条件一对斜齿圆柱齿轮若要正确啮合，除两轮的模数如与压力角«务必分别相等外，还务必满足四+或2=03重合度斜齿圆柱齿轮的重合度由两部分构成£=+印其中，区为端面重合度；印为轴向重合度，它是因齿倾斜而产生的附加重合度4当量齿数与最少齿数斜齿轮的当量齿轮是齿形近似于该斜齿轮法面齿形的直齿圆柱齿轮，其齿数称之当量齿数Zv计算公式为Zv=Z/cos3仇.直齿锥齿轮机构1背锥与当量齿数展开背锥，并把两扇形齿轮补足为完整的圆柱齿轮后，就可得到齿形与锥齿轮大端实际齿廓相近的一对当量齿轮，其齿数称之锥齿轮的当量齿数Zvo2正确啮合条件直齿锥齿轮的正确啮合条件是两轮的大端模数与压力角务必分别相等；此外，两轮的锥距也务必相等3几何尺寸计算直齿锥齿轮的几何尺寸计算以大端为基准，大端模数m应按标准取值，同时取压力角a=20°应掌握下列参数与几何尺寸的计算传动比i分度圆锥角拼、心，分度圆直径

4、di锥距R与齿宽心.失效分析与设计准则1轮齿的失效分析齿轮传动的要紧失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合与齿面塑性变形应注意掌握这五种失效形式的概念，弄清发生失效的条件、原因与失效发生的部位，熟悉为避免发生失效而采取的相应措施2设计准则通常闭式齿轮的要紧失效形式是齿面点蚀与齿根弯曲疲劳折断，设计时应以齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度作为其承载能力的计算根据开式齿轮的要紧失效形式是齿面磨损与轮齿折断，当前尚无较成熟的磨损计算方法，因此只进行齿根弯曲疲劳强度计算，把求得的模数增大10%〜20%以考虑轮齿磨薄的影响.齿轮材料及热处理对齿轮材料的基本要求是材料具有足够的强度，齿面要硬、齿芯要韧，以抵抗各类齿面失效与齿根的折断要求掌握常用的齿轮材料及热处理方法1锻钢与铸钢软齿面齿轮硬度W350HBS通常由中碳钢或者中碳合金钢正火或者调质处理后切齿；硬齿面齿轮，常用方法是低碳钢渗碳淬火或者中碳钢表面淬火，但热处理后需要磨齿铸钢常用于制造高强度的大型齿轮，齿坯通常都应经正火处理，其机械性能低于锻钢2铸铁用于制造齿轮的铸铁有灰铸铁与球墨铸铁，灰铸铁机械性能较差，多用于开式齿轮传动；球墨铸铁的机械性能接近于铸钢，有的时候可作为代用材料使用圆柱齿轮的受力分析圆柱齿轮传动的受力分析是要求熟练掌握的重点内容，应结合图8-

27、8-29熟记各力的计算公式，并能够正确推断各分力的方向.圆柱齿轮的强度计算学习重点是直齿圆柱齿轮接触强度与弯曲强度的计算计算公式不要求经历，但应做到1熟悉建立公式的力学模型、计算根据；2掌握公式中各参数的意义、单位；3能正确运用公式进行强度计算与齿轮强度分析.直齿圆柱齿轮传动的设计1设计内容与设计思路选定齿轮的传动参数，确定齿轮的结构型式与尺寸；设计齿轮首先应进行失效分析、确定设计准则，在此基础上再选材料与确定参数设计结果应满足运动关系、几何关系与强度条件2设计步骤a.初定参数Zi、Z2按齿面接触疲劳强度设计ab再校核齿根弯曲疲劳强度，[OF]b.初定参数Zi、Z2按齿根接触疲劳强度设计出再校核齿面接触疲劳强度，oh^[oh]o在设计时，可根据原始条件、失效分析选定一种设计方法，并拟定设计步骤3参数选择齿轮设计参数的选取与齿轮传动的工作条件与设计要求有关，设计者应考虑上述条件并参照齿轮设计参数的通常选择原则来确定.齿轮的结构与润滑1轮体的结构齿轮轮体的结构型式取决于齿轮的材料、尺寸、齿坯工艺及使用条件等因素通常使用经验设计方法完成常用的结构型式有齿轮轴、盘式齿轮、辐板式及辐条式齿轮、双联齿轮等2齿轮的润滑润滑的要紧内容是选定润滑方式与润滑剂开式齿轮速度低，常用定期人工加油润滑；润滑剂常选用粘度高的沥青质开式齿轮油，也可使用润滑脂闭式齿轮的润滑方式取决于齿轮的圆周速度，通常闭式齿轮常使用油浴润滑第九章蜗杆传动.蜗杆传动的受力分析蜗杆传动受力分析类似于斜齿轮，但有其特点受力关系式中，Ti、72分别为蜗杆与蜗轮的转矩，由乃=71•〃可知，计入啮合效率〃即表示在受力分析中已经计入了齿面摩擦力推断蜗杆蜗轮受力方向的方法类似斜齿轮传动，蜗杆轴向力Fai的指向可利用教材158页所述“左、右手法则”.失效分析与设计准则蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相似，但传动过程中齿面滑动摩擦大，其要紧失效形势是胶合与磨损1开式蜗杆传动轮齿易磨损，按蜗轮齿根弯曲疲劳强度设计时，应适当考虑磨损对轮齿强度的影响2闭式蜗杆传动则按齿面接触强度计算，限制齿面接触应力以避免胶合与点蚀.蜗杆蜗轮常用材料蜗杆蜗轮材料的通常选用原则是材料在满足一定强度条件下，具备良好的减摩性、耐磨性与抗胶合性蜗杆常用材料为优质碳素钢或者合金钢，可用表面淬火或者调质等热处理方法提高性能蜗轮材料有铸铁、铝青铜、锡青铜等，可根据滑动速度来选择.蜗杆传动的效率与热平衡计算1蜗杆传动的效率在计算蜗杆传动的效率时应考虑啮合摩擦、轴承摩擦与搅油油阻三部分功率损耗通常，轴承摩擦效率与搅油油阻效率取为

0.95-

0.97；啮合效率可按螺旋传动的效率公式计算2热平衡的计算连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算以操纵油的温度o热平衡是指在蜗杆传动工作一段时间后，传动中单位时间的发热量与传动装置通过介质在单位时间内散热量逐步接近而达到平衡，如今油温不再继续上升由热平衡条件，可得蜗杆传动达到热平衡时的油温，若工作油温超过许用值可增大散热面积与改善通风条件，必要时可使用冷却装置.蜗杆蜗轮的结构设计蜗杆通常与轴做成一个整体，按蜗杆螺旋部分的加工方法可分为车制蜗杆与铳制蜗杆铳制蜗杆的刚度好，但车制蜗杆工艺简单，应用较为普遍蜗轮可使用整体式或者装配式结构为节约有色金属，较大的蜗轮都使用装配式，齿圈与轮芯常用过盈配合或者螺栓联接装配为一体第十章轮系.定轴轮系及其传动比1不含空间齿轮由于轮系中所有齿轮的轴线都相互平行，故传动比可按下列式计算.=n=iy«齿轮1与K之间所有从动轮齿数的乘积以一厂一齿轮1与K之间所有主动轮齿数的乘积2含有空间齿轮轮系中含有空间齿轮，则各齿轮的轴线不再全部平行这时，传动比的数值仍可按前式计算，但转向关系不能用一1m来确定，务必用画箭头法解决.周转轮系及其传动比计算1周转轮系的构成周转轮系由中心轮太阳轮、行星轮与系杆三种基本构件所构成推断一个轮系是定轴轮系还是周转轮系，只要看轮系中是否存在有行星轮2周转轮系的传动比周转轮系的传动比要通过其转化轮系进行转化轮系的传动比计算式在应用上述关系时，应注意下列几点a.公式中的齿轮1与齿轮K的轴线务必与转臂轴线平行；b.在转化轮系传动比计算公式中，各个转速的前面务必有正、负号;c.转化机构的传动比i应按照相应的定轴轮系传动比的计算方法求出第十一章带传动.带传动的类型、特点与应用带传动适于中心距较大的传动；传动平稳，可缓冲吸振；过载时打滑，能起安全保护作用带传动的要紧缺点是不能保证准确的传动比，带的寿命与传动效率较低不一致类型的带，其传动特点与应用范围不尽相同.V带传动的参数与几何尺寸计算V带的要紧参数包含型号及横截面尺寸、基准带长及、带轮基准直径、d、传动中心距，小带轮包角内

（2）要紧几何关系式2带长LL=2a+工0+4）+52-4厂2~4小带轮包角a\ax=180°——x

57.3°a.带传动的工作情况分析

（1）带传动的受力分析带传动靠传动带与带轮之间的摩擦力传递动力当带与带轮之间所能产生的最大摩擦力Ff不能满足传动所需要的有效圆周力F时，带与带轮之间将发生打滑最大摩擦力R与带传动的初拉力成正比，同时还与包角«与摩擦系数/v有关因此在带传动设计时，应操纵初拉力并保证包角不小于一定数值

（2）带传动的运动分析由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动称之弹性滑动，且弹性滑动现象是不可避免的弹性滑动引起带的线速度变化，其线速度的相对降低量称之带传动的滑动率£o£二匕一匕X10Q%

（3）传动带的应力分析带传动工作时，带上作用有循环变应力，包含由紧边、松边拉力产生的工作拉应力；由离心力产生的拉应力；由带绕过带轮时产生的弯曲应力把三种应力依次叠加，可看到传动带上各点在不一致工作位置上的应力是变化的，最大拉应力发生在紧边进入小带轮处，Omax=Ol+Oc+Qbl.带传动的失效形式与设计准则1带传动的失效分析由带传动的工作情况分析可知，带传动的要紧失效形式是带的打滑、疲劳破坏此外，在正常工作时带的弹性滑动还会引起带与带轮的磨损带传动的设计准则是保证传动带在不打滑的条件下具有一定的疲劳强度与寿命2单根V带传递的功率单根V带传递功率的理论公式是根据设计准则、通过限制有效圆周力与带的最大工作应力两个条件而导出的，设计时使用工程计算公式[Po]=Po+^PoKaKL.V带传动的设计计算1V带传动的设计内容确定传动参数V带型号、长度、根数；带轮基准直径

4、4;传动中心距a带轮设计选择带轮材料；确定带轮结构型式与尺寸V带传动参数的设计思路设计V带传动应使其传动参数保证运动关系，符合几何关系，并满足不打滑及疲劳寿命条件要掌握V带传动的设计步骤V带传动的参数选择注意小带轮直径力、传动中心距的选择原则，这是要由设计者自行选取的传动参数第十二章联接.螺纹联接1螺纹联接的基本类型螺纹联接通常使用三角螺纹，基本类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺栓联接及紧定螺钉联接熟悉各类联接的结构、熟悉常用的标准件是设计螺纹联接所务必掌握的基本知识2失效分析与设计准则螺纹联接的失效是指由螺纹联接件与被联接件所构成的联接的失效关于普通螺栓不管载荷属于哪种类别都只能承受轴向拉力，其失效形式为螺杆的断裂;而钱制孔用螺栓则只能承受横向载荷，其失效形式为剪切或者挤压失效3螺纹联接的预紧与防松绝大多数螺纹联接在装配时都务必拧紧，使联接具有所要求的刚性、紧密性与防松能力重要的联接务必操纵预紧力的大小在设计螺栓联接时应考虑防松措施防松的方法按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、永久防松三大类.键销联接1平键联接a.平键联接的类型与特点平键是矩形截面的联接件，传递转矩是靠平键的两个侧面平键联接的特点是结构简单、对中性好，拆装方便平键联接按其用途可分为三种普通平键、导向平键与滑键普通平键通常用于静联接；而导向平键与滑键则用于动联接b.平键联接的失效分析与强度计算正常的条件下，平键联接的要紧失效形式是薄弱零件在静联接时的挤压失效标准尺寸的平键联接应按联接的挤压强度计算2TOp=——[cP]N/mm2「dklP在设计键联接时，应根据联接的结构与使用条件选择键的类型，由轴的直径尺寸按标准选取平键的剖面尺寸匕X/2并根据轮毂长度确定键的长度3然后用上述强度公式做核验计算

（2）半圆键联接半圆键联接工作时靠两侧面传递转矩半圆键呈弓形，它的工艺性好，装拆方便，但对轴的强度消弱严重，故通常用于轻载联接

（3）楔键联接楔键的上、下两个表面是工作面，分别与毂与轴的键槽底面贴合在装配时楔键打入轮与毂的键槽中，会使轴毂产生偏心距e因此定心精度不高

（4）切向键联接切向键由两个1100的单边倾斜楔键构成，装配后两个键的斜面相互贴合共同楔紧在轮毂与轴之间[图12-7]o切向键常用于载荷大、对中要求不严格的场合

（5）销联接销联接要紧用于固定零件之间的相对位置，也能够用于轴与毂或者零件间的联接，并传递不大的载荷；还可作为安全装置中的过载剪断元件第十三章轴.轴按载荷分类根据承载情况，轴可分为转轴、心轴与传动轴三类工作中既受弯矩又受转矩的轴称之转轴；只承受弯矩而不传递转矩的轴称之心轴，心轴又可分为转动心轴与固定心轴两种；只传递转矩而不承受弯矩（或者弯矩很小，可略去不计）的轴称之传动轴根据轴所受载荷，转轴同时受到正应力与剪应力的作用；而心轴与传动轴则分别只承受正应力与剪应力.轴的材料轴的材料应具有必要的强度与韧性，当使用滑动轴承支承时，轴颈还需要具有耐磨性通常工作条件下的轴常用碳素钢制造，在非常温或者重载条件下的轴宜使用合金钢，对形状复杂的轴，可用球墨铸铁或者高强度铸铁制造为了充分发挥钢的机械性能，用钢制造的轴通常都要通过热处理.轴的结构设计轴的结构设计应满足下列三方面要求

（1）有利于提高轴的强度与刚度轴的受力状况与轴上传力零件的布局与结构有关在进行轴的结构设计时，应合理布置轴上零件，使用合理结构，尽可能减轻轴所受的力与转矩

（2）轴上零件定位与固定可靠零件的定位与固定是轴结构设计中的核心问题零件的固定要考虑轴向与周向两个方向常用的轴向定位与固定装置有轴肩轴环、圆螺母、弹性挡圈、套筒、紧定螺钉等，在轴端也常使用圆锥面与轴端挡圈应熟悉这些方法的各自特点零件的周向固定即轴毂联接，联接方式有很多，常用的有键联接、销联接、过盈配合联接等

（3）轴的结构工艺性在轴的结构设计时，要考虑使轴上零件便于安装与拆卸，轴肩不宜过高，满足定位的要求即可这里，应特别注意滚动轴承的定位轴肩高度，过高则无法正常拆卸轴承轴的结构设计还要考虑轴的加工工艺性在满足使用要求的前提下，轴的结构形状应尽可能简单.轴的强度计算轴的类型不一致或者具有不一致的工作条件，相应有不一致的强度计算方法心轴只受弯矩，按其弯曲应力的性质，取相应的许用弯曲应力进行强度校核传动轴只受扭矩，应按扭转剪应力进行强度校核转轴要紧受弯矩又受扭矩，关于通常条件下的转轴，可用弯扭合成当量弯矩法进行强度校核轴的强度计算应当与轴的结构设计结合进行通常转轴的设计步骤为；

（1）按扭转强度初步估算轴的直径；

（2）轴的初步结构设计；

（3）按弯扭强度核验计算；

（4）修改有关结构，完成设计第十四章轴承.力矩与力偶

（1）力矩力使物体产生转动效应的量度称之力矩

（2）合力矩定理力系合力对某点的力矩等于力系各分力对同点力矩的代数与

（3）力偶及其性质使物体产生转动效应的一对大小相等、方向相反、作用线平行的两个力称之力偶力偶矩的大小、转向与作用平面称之力偶的三要素力偶的基本性质a.力偶无合力，在坐标轴上的投影之与为零b.力偶对其作用平面内任一点的力矩，恒等于其力偶矩，而与矩心的位置无关.力的平移定理作用于刚体上的力F可平移到刚体上的任一点但务必附加一力偶，其附加力偶矩的大小等于原力/对点的力矩.平面力系的平衡方程若力系是平衡力系，则该力系向平面任一点简化的主矢与主矩为零即平面平衡力系在两坐标轴投影的代数与等于0对平面上任意点力矩代数与等于0ZFx=0ZFy=02Mo（F）=

0.求解平面通常力系平衡问题的步骤

（1）选择研究对象；

（2）受力分析；

（3）列平衡方程，求解未知力第二章常用机构概述

1.机构的构成与运动副机构由若干构件联接组合而成，根据运动传递路线与构件的运动状况，构件可分为三类机架、原动件、从动件两个构件直接接触而形成的可动联接称之运动副.滚动轴承的基本类型、选用原则与代号表示法1基本类型按照轴承所能承受的载荷，轴承可分为向心轴承、推力轴承与角接触轴承三类，其中每类轴承又可根据其滚动体的形状分为球轴承与滚子轴承常用的滚动轴承有

1、

3、

5、

6、

7、N等六类它们的结构特点与性能特点应很好地掌握，以便能正确选用2类型选择原则选择轴承类型要考虑轴承所受载荷的方向、载荷的大小与性质，轴承的转速条件、调心性能及装调性能等因素3代号表示法滚动轴承的代号由基本代号、前置代号与后置代号构成要以轴承的基本代号为重点，熟悉内径尺寸代号、尺寸系列代号与轴承类型代号的意义.滚动轴承的失效形式与设计准则滚动轴承工作时，内外套圈与滚动体都受有脉动循环接触应力的作用，其要紧失效形式是疲劳点蚀、塑性变形与磨损针对这些失效形式所制定的设计准则是1通常工作条件下的滚动轴承易发生点蚀，进行寿命计算并作静强度校核2关于转速极低或者仅作摆动的轴承，只需进行静强度计算以防止塑性变形

3..滚动轴承的寿命计算1基本额定寿命与基本额定动载荷基本额定寿命是取可靠度90%的一种寿命计算标准，其失效率为10%记作LLho基本额定动载荷G是基本额定寿命为106转时轴承所能承受的最大载荷它表达了滚动轴承在一定条件下抗疲劳点蚀的承载能力2当量动载荷当轴承同时受径向载荷K与轴向载荷居时，为了与基本额定动载荷相参照需要折合成纯径向载荷进行寿命计算当量动载荷的计算公式为P=XFr+YFa3寿命计算的基本公式轴承使用的寿命计算公式4角接触轴承的载荷计算由于结构方面的原因，角接触轴承在承受径向力时会产生派生轴向力F其方向沿轴承外圈宽边指向窄边角接触轴承所受的轴向载荷外应根据轴承结构综合考虑外载荷以与派生轴向力尸’的作用通过力的平衡关系求得.滚动轴承的静强度计算为防止滚动轴承的塑性变形失效，应进行静强度计算滚动轴承静强度的计算标准是额定静载荷，它表示轴承抗塑性变形的最大承载能力轴承受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到规定数值时所承受的静载荷规定为轴承基本额定静载荷Q按额定静载荷计算轴承静强度的公式为品＞又综.滚动轴承的组合设计1滚动轴承支点结构常用的滚动轴承支点结构有两端单向固定，一端固定、一端游动，两端游动支承三类，要熟悉它们的结构特点与应用场合2滚动轴承组合的调整滚动轴承的轴向间隙影响轴承的灵活性、旋转精度与噪声，为保证应有的间隙，务必采取调整间隙的措施有些滚动轴承组合在安装时还要给轴承一定的轴向压力，即使用预紧的方法消除间隙，以提高轴承的刚度与旋转精度有些轴承组合的位置需要调整3滚动轴承的配合滚动轴承的内径、外径都是按标准加工的，设计者只能用改变轴颈与机座孔尺寸公差的方法来得到不一致的配合轴承内圈与轴的配合为基孔制，轴承外圈与机座孔的配合为基轴制4滚动轴承的润滑与密封良好的润滑能够降低轴承摩擦、减小磨损，延长轴承的使用寿命；而密封使轴承保持清洁、防止润滑油或者润滑脂外漏.滑动轴承的类型与结构1轴承类型按所受载荷的方向，滑动轴承可分为向心轴承与推力轴承两类，同时承受径向与轴向载荷时，可把两种轴承组合使用向心滑动轴承可分为整体式与剖分式两种结构要熟悉两种结构的优缺点推力滑动轴承的承载面及轴上的止推面都是平面，工作时处于非液体摩擦状O2轴瓦结构滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分是轴瓦，根据轴承的结构型式，轴瓦也分为整体式与剖分式两种为了提高轴承的性能，常在轴瓦内部贴附一薄层轴承衬，构成双金属或者三金属轴瓦.滑动轴承的材料1滑动轴承的材料选用原则滑动轴承的材料是指轴瓦及轴承衬的材料对它们的基本要求要紧有机械强度与减摩性能两方面2滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料是金属材料，其中轴承合金的减摩性能最好，但强度低只能做轴承衬青铜材料综合性能好，是应用最广泛的轴瓦材料其他还有黄铜、铸铁、铝合金等材料.轴承的润滑与密封1油润滑关于滚动轴承，可根据而值选用油浴、滴油、喷油与油雾润滑等多种润滑方式润滑油的要紧性能指标是粘度，润滑油的粘度随温度的升高而降低，随压力的增高而略有增高

（2）脂润滑关于滚动轴承，dn值较小时多用脂润滑，可直接将润滑脂填入轴承的部分空间；关于滑动轴承，可在轴承座上安装油咀或者油杯，把润滑脂压入摩擦表面

（3）密封装有滚动轴承的轴从端盖伸出箱外是，务必使用密封装置常用密封装置可分为接触式与非接触式两类，高速时需使用非接触式密封，并要注意各类密封形式对不一致润滑剂的实际效果第十五章联轴器与离合器.联轴器联轴器的类型很多，部分已经标准化与规格化设计时只需根据工作要求选择合适的类型，并按轴的直径、转矩与转速确定联轴器的具体型号即可为此应熟悉几种常用联轴器的性能与使用条件关于联轴器，除了应具有足够的联接强度之外，有的时候还要求有一定的可移性与缓冲性.离合器对离合器的基本要求是操作方便省力，结合与分离迅速平稳，调整与维修方便常见离合器按结合性质可分为啮合式离合器与摩擦式离合器两类，它们分别是利用牙（或者齿）的啮合与工作表面的摩擦来传递转矩的在平面机构中，按构件的接触性质运动副可分为高副与低副两类，它们所约束的自由度数目与内容是不一致的.平面机构的运动简图机构运动简图是表示机构构成与各构件相对运动关系的简明图形为掌握机构运动简图，应熟记各类常用平面机构与运动副的符号表示法.平面机构的自由度机构具有确定运动的条件是原动件的数目=机构的自由度数月Q0机构的自由度数b则按下列公式计算F=3n-2P-Ptt运用平面机构自由度公式计算一个机构的自由度数F是学习的重点内容之一，务必熟练掌握当机构中含有复合皎链、局部自由度与虚约束时，应能准确地识别与处理，这是正确计算机构自由度数的关键第三章平面连杆机构.平面四杆机构的类型钱链四杆机构根据两连架杆的运动形式不一致，可分为三种形式曲柄摇杆机构、双曲柄机构与双摇杆机构判别较链四杆机构的型式首先要根据机构中各构件的相对杆长条件，确定机构中是否存在具有整转副的构件机构中不存在整转副时，不管取哪个构件为机架，都只能得到双摇杆机构；当机构满足整转副条件时，则要根据选取哪个构件为固定机架来确定该机构的型式钱链四杆机构的演化型式，要紧掌握曲柄滑块机构.平面四杆机构的工作特性学习重点是曲柄摇杆机构的工作特性与应用1急回特性曲柄摇杆机构的急回特性是指当曲柄连续匀速回转时，摇杆往复摆动的速度不一致摇杆空回行程与工作行程的平均角速度之比定义为机构的行程速比系数K以表示急回的程度曲柄摇杆机构具有急回特性，是由于机构存在有极位夹角0o通常情况下有Q1且极位夹角越大，值也越大，机构的急回性质就越显著2压力角a与传动角y在不计摩擦的条件下，作用于机构从动件上驱动力的方向线与该力作用点的绝对速度方向线之间所夹的锐角称之压力角压力角与机构的效率关系密切是衡量机构传力性能的重要指标在连杆机构中，为了度量方便常用压力角的余角来衡量传力性能，它是连杆与从动件之间所夹锐角Y，称之传动角传动角越大，机构传力性能越好连杆机构运转时，传动角压力角是不断变化的3死点位置当机构从动件的传动角7=0时，驱动力与从动件上力的作用点的运动方向垂直，有效驱动力矩为零，这时的机构位置称之死点位置关于曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，连杆与从动摇杆不可能共线，故不存在死点位置；而摇杆为原动件时，连杆与从动曲柄将两次共线，这时连杆对曲柄的驱动力将通过曲柄的转动中心，驱动力矩为零，这两个位置即机构的两个死点位置第四章凸轮机构.从动件的运动规律1从动件位移线图从动件位移线图是从动件的位移S与凸轮转角q的关系曲线，是设计凸轮轮廓曲线的根据为此，应掌握位移线图的画法，并熟悉凸轮机构运动循环中有关名词与概念2从动件的常用运动规律熟悉三种常用的从动件运动规律掌握在给定行程与推程运动角打或者回程运动角不的条件下绘制各自位移线图的方法.图解法设计凸轮轮廓懂得反转法原理，掌握对心尖底从动件凸轮轮廓的设计步骤及要求熟悉凸轮理论轮廓与实际轮廓的关系.凸轮机构设计的几个问题1凸轮机构的压力角在凸轮轮廓曲线的某点上，凸轮对从动件的作用力方向与从动件运动方向之间所夹的锐角a称之凸轮机构在该点上的压力角压力角大，则机构的传力性能差，设计凸轮机构时应使最大压力角不超过许用值［a］2滚子半径的确定滚子从动件凸轮机构若滚子的尺寸选择不当，将使凸轮的实际轮廓不能完全实现原设计时所预期的运动规律，这就是运动失真现象为此要考虑选择较小的滚子尺寸，以满足％WO.Mnin3基圆半径的确定基圆半径可先根据经验公式选择，再综合考虑传动效率、运动失真、结构紧凑与否等因素最终确定基圆尺寸第五章其他常用机构.常用间歇机构熟悉棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇机构与不完全齿轮机构的基本类型与工作原理.螺旋机构1要紧参数掌握螺纹的直径尺寸、螺距与导程、螺旋升角晨螺纹的牙型角a与牙型斜角0等要紧参数关系2螺旋机构的应用螺旋副有两类用途，一类为螺纹联接，另一类为螺旋传动螺纹联接要求联接可靠，除有一定强度要求外，还要保证自锁，因而多用三角形螺纹根据使用条件与牙型角不一致，又可有普通螺纹，英制螺纹与管螺纹螺旋传动平稳性好，能获得很大的机械效益，可实现自锁与具有精密位移等优点螺旋传动可使用梯形螺纹、锯齿形螺纹或者矩形螺纹第六章构件内力分析基础.杆件基本变形基本变形有拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲等四种求解内力的基本方法是截面法假想用一个截面把杆件截为两部分，取其中一部分作为研究对象，建立平衡方程，以确定截面内力的方法.轴向拉伸（或者压缩）时横截面上的内力——轴力

（1）轴力的正负号规定杆件拉伸时，轴力背离截面取正号；杆件压缩时轴力指向截面取负号

（2）轴力图正轴力画在工轴上方，负轴力画在％轴下方.剪切与挤压时横截面上的内力——剪力与挤压力.圆轴扭转时横截面上的内力——扭矩

（1）扭矩的正负号规定用右手四指弯向表示扭矩的转向，大拇指的指向与截面外法线n相同时扭矩为正，反之为负

（2）扭矩图正值画在x轴上方，负值在x轴下方.梁弯曲时横截面上的内力——剪力与弯矩

（1）剪力与弯矩的正负号规定在横截面的内侧截取微段梁，凡使该微段梁发生左上、右下相对错动（顺时针错动）变形的剪力规定为正，反之为负；使微段梁产生上凹下凸弯曲变形的弯矩为正，反之为负

（2）剪力图与弯矩图使用操纵截面法绘制具体步骤先求出梁支座的约束力，根据外力作用情况将梁分段，并定性推断各段剪力图与弯矩图的形状，计算操纵截面（分界点、剪力为零的点所在截面）的剪力值与弯矩值，画出剪力图与弯矩图第七章构件的强度与刚度.应力与应变应力正应力用表示；切应力（剪应力）用r表示应变线应变（正应变）用£表示；切应变用了表示.虎克定律在一定范围内，杆件的绝对变形△/与所施加的外力F及杆件长度/成正比而与杆件的横截面面积A成反比.材料在拉伸与压缩时的力学性能1低碳钢的拉伸试验过程低碳钢的拉伸试验过程分为弹性、屈服、强化、缩颈四个阶段弹性阶段0A段，材料服从虎克定律2铸铁的拉伸试验过程铸铁拉伸时没有屈服与缩颈现象，试件突然断裂衡量脆性材料强度的唯一指标是强度极限Ob3低碳钢的压缩试验低碳钢压缩与拉伸时的弹性模量比比例极限P、弹性极限e与屈服极限%是相同的，但无法得到低碳钢的抗压强度极限Ob4铸铁的压缩试验铸铁压缩时无屈服极限，强度极限Ob是拉伸时的4〜5倍，常用于承受压力的构件.轴向拉伸与压缩的强度条件crmax=—[cr]A.剪切与挤压的强度条件为t=—\i\aj=—[crAL」7lJ

1.圆轴扭转的应力、强度条件为%.弯曲的强度与刚度条件为WaxGmax㈤^max-.纯弯曲时梁横截面的正应力计算计算公式0=竺最大正应力=也=丝max]卬w=^~称之抗弯截面系数•Vmax.提高梁弯曲强度的要紧措施1选择合理的截面形状，使截面具有尽可能大的抗弯截面系数;2合理地布置载荷与支座；3使用变截面梁.提高梁弯曲刚度的要紧措施1缩短梁的跨度或者增加支座；2增大抗弯刚度£/；3改善加载方式.应力集中应力集中是由构件尺寸突变引起的局部应力急剧增大的现象.疲劳失效构件在交变应力作用下发生的失效，称之疲劳失效.疲劳失效的原因疲劳失效的过程可分为下列三个1形成疲劳裂纹源2疲劳裂纹扩展3脆性断裂.提高构件疲劳极限的措施1减缓应力集中；2提高构件表面加工质量第八章齿轮传动.渐开线齿廓及其啮合原理1熟悉渐开线的形成及其性质2掌握渐开线齿廓的啮合特点学习重点为渐开线齿廓满足定传动比条件、中心距可分性、啮合角为常数.标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸1熟悉直齿圆柱齿轮各部分的名称2掌握分度圆、模数与压力角分度圆是齿轮制造与计算的基准，分度圆齿距p与冗的比值规定为标准值，称之模数相同时分度圆压力角a也规定为标准值，取a=20°3标准齿轮与标准中心距齿顶高系数/z*a与径向间隙系数c*均取标准值，且分度圆上的齿厚与齿槽宽相等的齿轮称之标准齿轮一对标准齿轮传动，分度圆相切时的中心距称之标准中心距标准齿轮传动两齿轮的节圆分别与分度圆重合4基本参数与几何尺寸渐开线直齿圆柱齿轮的五个基本参数是齿数Z、模数相、压力角a、齿顶高系数〃*a与径向间隙系数C*齿轮各部分的几何尺寸完全由这五个基本参数确定.渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动1正确啮合条件两齿轮的模数m与压力角a分别相等是齿轮正确啮合的必要条件2连续传动条件实际啮合线大于基圆齿距外，即齿轮传动的重合度大于1是齿轮能够连续传动的条件.齿轮轮齿的加工与轮齿的根切1展成法的基本原理展成法是利用一对齿轮相互啮合时，两轮齿廓互为包络线的原理来切齿的展成法常见有插齿与滚齿两种加工方法2根切现象与最少齿数。