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机械设计基础知识点复习 一、机械原理部分一、机械原理部分 绪论和第一章绪论和第一章 平面机构的自由度平面机构的自由度 重点：机构自由度的计算和机构具有确定性运动的条件重点：机构自由度的计算和机构具有确定性运动的条件 填空题：填空题： 1、机器和（、机器和（ 机构机构 ）统称为机械；（）统称为机械；（ 构件构件）是机械的最小）是机械的最小运动运动单元体。（零单元体。（零 件）是机械的最小件）是机械的最小制造制造单元体。构件可以是单元体。构件可以是一个一个零件，也可是零件，也可是几个零件几个零件组成的组成的刚刚 性结构性结构。在一般情况下，为了传递运动和力，机构各构件间应具有确定的相对运。在一般情况下，为了传递运动和力，机构各构件间应具有确定的相对运 动。动。 2、（、（由两个构件直接接触而组成的可动的连接由两个构件直接接触而组成的可动的连接）称运动副。）称运动副。 3、两构件之间以、两构件之间以点、线接触点、线接触所组成的平面运动副，称为（所组成的平面运动副，称为（高高 ）副。以）副。以面面接触所接触所 组成的平面运动副称（组成的平面运动副称（低低）副，又分）副，又分转动副和移动副转动副和移动副两种。两种。 4、两个以上的构件同在一处以、两个以上的构件同在一处以转动副转动副相连接，构成了（相连接，构成了（复合铰链复合铰链）。机构中常）。机构中常 出现一种与输出构件无关的自由度称（出现一种与输出构件无关的自由度称（局部自由度局部自由度 ）。）。 5、机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为（、机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为（ 原动件原动件 ），又称输入构），又称输入构 件。输出预期运动的（件。输出预期运动的（从动件从动件）称输出构件。在活动构件中必须有一个或几个原）称输出构件。在活动构件中必须有一个或几个原 动件。动件。 6、机构相对、机构相对机架机架具有的独立运动的数目称为机构的自由度。具有的独立运动的数目称为机构的自由度。 绪论和第一章绪论和第一章 平面机构的自由度平面机构的自由度 重点：机构自由度的计算和机构具有确定性运动的条件重点：机构自由度的计算和机构具有确定性运动的条件 填空题：填空题： 7、机构具有确定性运动的条件是（、机构具有确定性运动的条件是（机构自由度大于机构自由度大于0,且等于原动件数且等于原动件数 ）。）。 8、 一个作平面运动的自由构件具有一个作平面运动的自由构件具有三三个自由度。平面机构自由度计算的公式个自由度。平面机构自由度计算的公式 （F=3n-2PL-PH ）。）。 9、不同种类的运动副引入的、不同种类的运动副引入的约束约束不同，所保留的自由度也不同。不同，所保留的自由度也不同。 10、机构中的构件可分为、机构中的构件可分为机架、原动件和从动件机架、原动件和从动件三类。三类。 自由度计算实例：自由度计算实例： 习题习题1：如图，已知：如图，已知DE=FG=HI，且相互平行；，且相互平行；DF=EG，且相互平行；，且相互平行；DH=EI， 且相互平行。计算机构自由度（若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请指且相互平行。计算机构自由度（若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请指 出）。出）。 解：解： F=3n-2PL-PH n=8,Pl=11,PH=1 F=1 在在D、E处存在复合处存在复合 铰链；滚子绕自身铰链；滚子绕自身 几何中心几何中心B的转动自的转动自 由度为局部自由由度为局部自由 度；度；FG杆及其两端杆及其两端 的转动副所引入的的转动副所引入的 约束为虚约束。约束为虚约束。 习题习题2：如图，已知：如图，已知ADBECF，并且，并且AD=BE=CF；LN=MN=NO，构件，构件1、 2为齿轮，且齿轮为齿轮，且齿轮2与凸轮固连。试计算机构自由度（若有复合铰链、局部自与凸轮固连。试计算机构自由度（若有复合铰链、局部自 由度和虚约束，请指出）。机构有无确定运动？为什么？由度和虚约束，请指出）。机构有无确定运动？为什么？ 解：解： F=3n-2PL-PH n=13,Pl=18,PH=2 F=1=原动件数原动件数 机构的确定运动。机构的确定运动。 解：解： F=3n-2PL-PH n=6, Pl=8 , PH=1 F=1=原动件数原动件数 机构的确定运动。机构的确定运动。 书：图书：图117 大筛机构大筛机构 图图111 冲压机构冲压机构 F=3n-2Pl-PH =3 9 2 122=1 =原动件数原动件数 第第2章章 平面连杆机构平面连杆机构 重点：连杆机构的类型和基本知识重点：连杆机构的类型和基本知识 填空题：填空题： 1、（、（铰链四杆机构铰链四杆机构）为平面四杆机构的基本型式，其他型式的四杆机构可认）为平面四杆机构的基本型式，其他型式的四杆机构可认 为它的演化形式。为它的演化形式。 、铰链四杆机构有（、铰链四杆机构有（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 ）三种基本）三种基本 类型。其中与机架相连的称为（类型。其中与机架相连的称为（连架杆连架杆），能作整周回转的连架杆称（），能作整周回转的连架杆称（曲曲 柄柄），与机架组成摆动副的连架杆称（），与机架组成摆动副的连架杆称（摇杆摇杆）。）。 、铰链四杆机构中，各运动副都为转动副。据组成转动副的两构件能否作、铰链四杆机构中，各运动副都为转动副。据组成转动副的两构件能否作 相对整周转动，又分为（相对整周转动，又分为（整转副整转副）和（）和（摆转副 摆转副 ）。）。 、平行四边形机构是（、平行四边形机构是（双曲柄机构双曲柄机构）的一种特殊形式；等腰梯形机构是）的一种特殊形式；等腰梯形机构是 （双摇杆双摇杆）机构的特殊形式。）机构的特殊形式。 、偏心轮机构可认为是将（、偏心轮机构可认为是将（曲柄摇杆或曲柄滑块曲柄摇杆或曲柄滑块）机构中的转动副半径扩）机构中的转动副半径扩 大，使之超过曲柄长演化而成。大，使之超过曲柄长演化而成。 、整转副存在的条件？曲柄存在的条件？双摇杆机构中有无整转副？整转副存在的条件？曲柄存在的条件？双摇杆机构中有无整转副？P28 7、曲柄滑块机构分（、曲柄滑块机构分（对心对心）和（）和（偏置偏置）两种。对心无急回特性，而偏置有。）两种。对心无急回特性，而偏置有。 导杆机构分（导杆机构分（ 摆动导杆机构摆动导杆机构 ）和（）和（转动转动 导杆机构导杆机构 ）两种。具有较大传动）两种。具有较大传动 角和良好的急回性能。角和良好的急回性能。 8、曲柄、曲柄 摇杆机构中，以曲柄为原动件，当其转一周过程中，两次与连杆摇杆机构中，以曲柄为原动件，当其转一周过程中，两次与连杆 共线，从动摇杆分别在其左右极限。摇杆在两极限位置的夹角共线，从动摇杆分别在其左右极限。摇杆在两极限位置的夹角称摇杆的称摇杆的 （摆角摆角）。原动件曲柄对应从动摇杆两极限位置时所夹的锐角）。原动件曲柄对应从动摇杆两极限位置时所夹的锐角 ，称（，称（极极 位夹角位夹角）。行程速比系数）。行程速比系数K （180+ ）/（180- ）。 越大，越大，K 越大，越大， 则急回程度越显。则急回程度越显。 9、在摆动导杆机构中，以曲柄为原动件，行程速度变化系数、在摆动导杆机构中，以曲柄为原动件，行程速度变化系数K与导杆摆角与导杆摆角 的关系是（ 的关系是（ K=（180+ ）/（180- ），导杆摆角），导杆摆角 （等于）等于） 极位夹角极位夹角 。 10、曲柄摇杆机构中，当、曲柄摇杆机构中，当摇杆摇杆为原动件，为原动件，曲柄曲柄为从动件为从动件, 且（且（曲柄与连杆曲柄与连杆 ） 共线时，机构共线时，机构传动角为传动角为0，机构处于，机构处于死点位置死点位置。 11、对心曲柄滑块机构中，以曲柄为原动件时，传动角在（、对心曲柄滑块机构中，以曲柄为原动件时，传动角在（ 曲柄和导路垂曲柄和导路垂 直时）直时）最小；在最小；在（曲柄和机架共线时）（曲柄和机架共线时）最大最大。 2、一曲柄摇杆机构，当行程速比系数、一曲柄摇杆机构，当行程速比系数K（ 1 ）时该机构有急回特性。）时该机构有急回特性。 3、设计连杆机构时、设计连杆机构时, 为了具有良好的传动条件为了具有良好的传动条件, 应使（应使（传动传动）角）角大些。大些。 4、曲柄摇杆机构处于死点位置时，其传动角为（、曲柄摇杆机构处于死点位置时，其传动角为（0），压力角为（），压力角为（90 ）。 ）。 5、曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，最小传动角、曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，最小传动角min发生在（发生在（曲曲 柄和机架共线的位置之一柄和机架共线的位置之一 ）的情况下。）的情况下。 1 6、机构运转过程中，传动角是、机构运转过程中，传动角是变化变化的。的。 有关基本特性知识的理解活用有关基本特性知识的理解活用 习题习题1：试根据图中标注尺寸，判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、：试根据图中标注尺寸，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，具体写出判断依据。双曲柄机构还是双摇杆机构，具体写出判断依据。 （a）50+100 80+90，满足整转副存在的条件，且最短杆，满足整转副存在的条件，且最短杆 的对边为机架，为双摇杆机构，有整转副存在。的对边为机架，为双摇杆机构，有整转副存在。 (b) 45+110 70+90, 满足整转副存在的条件，且机架为满足整转副存在的条件，且机架为 最短杆的邻边，为曲柄摇杆机构最短杆的邻边，为曲柄摇杆机构 (c) 62+100 70+70，不满足整转副存在的条件，为双，不满足整转副存在的条件，为双 摇杆机构。在此机构中没有整转副。摇杆机构。在此机构中没有整转副。 (d) 40+120 60+110 ，满足整转副存在条件，且机架为，满足整转副存在条件，且机架为 最短杆，为双曲柄机构。最短杆，为双曲柄机构。 注意：整转副存在注意：整转副存在 的条件；曲柄存在的条件；曲柄存在 的条件，有几个曲的条件，有几个曲 柄；变更不同构件柄；变更不同构件 为机架时，机构的为机架时，机构的 演化。演化。 习题习题2：图示铰链四杆机构各构件的长度为：图示铰链四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm， d=500mm。试问：（。试问：（1）当取杆）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？为什么？（为机架时，是否有曲柄存在？为什么？（2）若各杆）若各杆 长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构，如何获得？（长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构，如何获得？（3）若）若a、b、 c 三杆长不变，取杆三杆长不变，取杆4为机架，（若为机架，（若d为最长杆），要获得曲柄摇杆机构，为最长杆），要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围的取值范围 为何？为何？ 解：解：(1）当取杆）当取杆4为机架时：用杆长条件，为机架时：用杆长条件， 最短杆长最短杆长(a240mm)+最长杆长最长杆长 （ b=600mm） 其余两杆之和（其余两杆之和（c+ d =400mm， +500mm），符合条件；而且），符合条件；而且 最短杆最短杆1为连架杆，故杆为连架杆，故杆1为曲柄。为曲柄。 （2）可以。当取杆）可以。当取杆1为机架时，得双曲为机架时，得双曲 柄机构；柄机构； （3）当）当d为最长杆，即为最长杆，即 d 600mm时，时， 有（有（240+d）mm (600+400)mm ，所以，所以 600mm d 760mm 当当240mm d 600mm时时 ，有（，有（240+600）mm (d+400)mm，所以，所以 440mm d 600mm 所以所以d的取值范围为的取值范围为40mm d 760mm 第第4章章 齿轮机构齿轮机构 重点：齿廓啮合基本定律；渐开线特性；标准直齿轮主要参数及几何尺重点：齿廓啮合基本定律；渐开线特性；标准直齿轮主要参数及几何尺 寸计算；正确啮合条件和连续传动条件；根切寸计算；正确啮合条件和连续传动条件；根切 填空题：填空题： 1、（、（相啮合的一对齿轮，在任一位置时的传动比都与连心线被其啮合齿廓在接触点相啮合的一对齿轮，在任一位置时的传动比都与连心线被其啮合齿廓在接触点 的公法线所分成的两线段长成反比的公法线所分成的两线段长成反比 ）称齿廓啮合基本定律。）称齿廓啮合基本定律。 2、两齿轮实现定传动比传动的条件是（、两齿轮实现定传动比传动的条件是（不论在何位置接触，节点不论在何位置接触，节点P为定点为定点 ）。）。 3、齿轮定传动比传动时，可看成两个轮的（、齿轮定传动比传动时，可看成两个轮的（ 节圆节圆 ）作纯滚动。传动中心距恒等于）作纯滚动。传动中心距恒等于 （两轮节圆半径两轮节圆半径）之和。）之和。 4、渐开线上任意点的法线恒与（、渐开线上任意点的法线恒与（基圆基圆 ）相切。渐开线齿轮上（）相切。渐开线齿轮上（齿顶齿顶 ）处的曲率半）处的曲率半 径最大。基圆上的曲率半径为（径最大。基圆上的曲率半径为（ 0 ）；基圆以内（）；基圆以内（ 无无 ）渐开线。）渐开线。 5、渐开线齿轮中分度圆半径与基圆半径之间的关系式为（、渐开线齿轮中分度圆半径与基圆半径之间的关系式为（ rb=rcos ）。）。 6、渐开线齿轮传动中，当实际安装中心距与设计中心距略有变动时，（、渐开线齿轮传动中，当实际安装中心距与设计中心距略有变动时，（ 不不 ）影响）影响 传动比，称为传动的（传动比，称为传动的（可分性可分性 ）。）。 7、已知、已知m、z、 ，写出标准直齿轮分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿距、，写出标准直齿轮分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿距、 基圆齿距的计算公式（基圆齿距的计算公式（ ） 8、齿轮传动标准中心距公式为（、齿轮传动标准中心距公式为（ a=r1+r2=m(Z1+Z2)/2mZ1(1+i)/2）。）。 9、渐开线直齿轮传动正确啮合条件为（、渐开线直齿轮传动正确啮合条件为（两轮模数和压力角对应相等两轮模数和压力角对应相等 ）。）。 10、标准安装时，齿轮的（、标准安装时，齿轮的（节节 ）圆与（）圆与（分度分度）圆重合。）圆重合。 11、（、（两齿轮啮合传动时，其节点两齿轮啮合传动时，其节点P的速度方向与啮合线间所夹锐角的速度方向与啮合线间所夹锐角） 称为齿轮传动的啮合角，通常用（称为齿轮传动的啮合角，通常用（ ）表示。）表示。 12、（、（模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值，且有模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值，且有s=e 的的 齿轮齿轮）称为标准齿轮。）称为标准齿轮。 13、标准齿轮安装时，当实际中心距、标准齿轮安装时，当实际中心距a不等于标准中心距不等于标准中心距a时，压力角时，压力角 为为 ，啮合角为，啮合角为 ，写出中心距与啮合角之间的关系式（，写出中心距与啮合角之间的关系式（ acos = acos ）。）。 14、当两轮按标准中心距安装时，啮合角等于（、当两轮按标准中心距安装时，啮合角等于（节圆节圆 ）压力角，也等）压力角，也等 于（于（ 分度圆分度圆 ）压力角。）压力角。 15、一对直齿轮的重合度为、一对直齿轮的重合度为1.3 ,则在一个基圆齿距范围内有（则在一个基圆齿距范围内有（ 30% ） 是双齿啮合。是双齿啮合。 16、一对渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（、一对渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度重合度 1 ）。重合）。重合 度越大，表明同时参与啮合齿对数越（度越大，表明同时参与啮合齿对数越（多多），传动越（），传动越（平稳平稳 ）。）。 17、齿轮的切齿方法分、齿轮的切齿方法分成形法和范成法（或展成法）成形法和范成法（或展成法）两类。范成法两类。范成法 加工齿轮时，当用齿轮插刀时（加工齿轮时，当用齿轮插刀时（ 不能不能 ）保证连续加工。加工齿）保证连续加工。加工齿 轮与刀具满足正确啮合的条件，模数和压力角对应相等。轮与刀具满足正确啮合的条件，模数和压力角对应相等。 18、何为根切现象？根切原因？后果？直齿轮不发生根切的最少齿、何为根切现象？根切原因？后果？直齿轮不发生根切的最少齿 数？正变位齿轮与标准齿轮相比哪些尺寸发生了变化？如何变？数？正变位齿轮与标准齿轮相比哪些尺寸发生了变化？如何变？ （p65） 19、一对直齿圆柱齿轮啮合传动时的啮合过程？啮合线、啮合极限、一对直齿圆柱齿轮啮合传动时的啮合过程？啮合线、啮合极限 点、实际啮合起始点、终止点？点、实际啮合起始点、终止点？ 啮合起始点为啮合起始点为从动轮的齿顶圆和啮合线的交点从动轮的齿顶圆和啮合线的交点；终止啮合点为；终止啮合点为主主 动轮的齿顶圆和啮合线的交点动轮的齿顶圆和啮合线的交点。 20、渐开线齿轮齿廓上（、渐开线齿轮齿廓上（基圆基圆 ）上的压力角为）上的压力角为0，（，（齿顶圆齿顶圆 ）上）上 的压力角最大，（的压力角最大，（ 分度圆分度圆）上的压力角为标准值。）上的压力角为标准值。 例例1 1：现有四个标准渐开线直齿圆柱齿轮，压力角为：现有四个标准渐开线直齿圆柱齿轮，压力角为2020 ，且，且 (1)m(1)m1 1=5mm,z=5mm,z1 1=20;(2) m=20;(2) m2 2=4mm,z=4mm,z2 2=25; (3)m=25; (3)m3 3=4mm,z=4mm,z3 3=50; =50; (4)m(4)m4 4=3mm,z=3mm,z4 4=60.=60.问（问（1 1）轮）轮2 2和轮和轮3 3哪个齿廓较平直？为什么？（哪个齿廓较平直？为什么？（2 2）四）四 个齿轮中哪个齿最高？为什么？（个齿轮中哪个齿最高？为什么？（3 3）哪个齿轮的尺寸最大？为什么？）哪个齿轮的尺寸最大？为什么？ （4 4）齿轮）齿轮1 1和和2 2能正确啮合吗？为什么？能正确啮合吗？为什么？ 提示提示：（：（1）齿廓的形状取决于基圆。基圆半径大则平直。由此）齿廓的形状取决于基圆。基圆半径大则平直。由此rb=rcos （2）计算齿高的公式。与模数有关。记住齿顶高系数和顶隙系数的值。）计算齿高的公式。与模数有关。记住齿顶高系数和顶隙系数的值。 （3）主要看齿顶圆直径。）主要看齿顶圆直径。 （4）模数和压力角是否对应相等。）模数和压力角是否对应相等。 例例2 2：一对正常齿制外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距：一对正常齿制外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距 a=80mm , =80mm , i=3=3，m=2mm,=2mm, =20 =20 ，求：分度圆直径，求：分度圆直径d1 1、齿顶圆直径、齿顶圆直径da1 a1、齿根 、齿根 圆直径圆直径df1 f1、基圆直径 、基圆直径db1 b1、基圆齿距 、基圆齿距Pb1 1. . )1 ( 2 )( 2 )( 2 1 1121 i mz izz m zz m a 20 ) 31 (2 802 )1 ( 2 1 im a z mmmzd40202 11 mmmhdd aa 4422402 * 11 mmmchdd af 35225. 1240*)(2 * 11 mmdd o b 59.3720cos40cos 11 解：解： 例例3： 用齿条刀具加工一标准直齿圆柱齿轮。设已知被加工齿轮轮坯的角用齿条刀具加工一标准直齿圆柱齿轮。设已知被加工齿轮轮坯的角 速度速度 1 1=5rad/s=5rad/s，刀具移动速度为，刀具移动速度为0.375m/s0.375m/s，刀具的模数，刀具的模数m=10mm=10mm，压力角，压力角 =20=20。 （1 1）求被加工齿轮的齿数、）求被加工齿轮的齿数、P、Pb b齿顶圆直径齿顶圆直径da a和基圆直径和基圆直径db b。 （2 2）问该齿轮是否发生根切？为什么？）问该齿轮是否发生根切？为什么？ （3 3）若此齿轮与另一齿轮相啮合时的传动比为）若此齿轮与另一齿轮相啮合时的传动比为i12 12=4 =4，求标准中心距。当传，求标准中心距。当传 动中心距为动中心距为377mm377mm时，求这两个齿轮的节圆半径时，求这两个齿轮的节圆半径r r1 1、r r2 2。 解：解： （1） 由由v=r1 1 r1=mz1/2 得到得到z1=2v/(m 1)=2 375/(10 5)=15 P= m= 10=31.416mm da=d+2ha*m=z1m+2 1 10=15 10+20= 170mm db=d cos20=150 cos20=140.954mm Pb=pcos =31.416cos20 =29.52mm （2）发生根切。因为其齿数小于渐开线标准直齿轮不发生根切的最少齿数）发生根切。因为其齿数小于渐开线标准直齿轮不发生根切的最少齿数 17，刀具的齿顶线超过啮合极点，刀具的齿顶线超过啮合极点N1。 （3）由）由i12=r2/r1=4 r1+r2=377 得得r1=75.4mm r2= 301.6mm 若两齿轮为标准安装，则若两齿轮为标准安装，则a=m(z1+z2)/2=m(z1+iz1)/2=10 (15+4 15)/2=375mm 例例4：测得一正常齿渐开线直齿圆柱标准齿轮，：测得一正常齿渐开线直齿圆柱标准齿轮，=20 ，齿距，齿距P =25.13mm， 齿顶圆直径齿顶圆直径da=96mm；试问：；试问： 1)求该齿轮的模数求该齿轮的模数m、分度圆直径、分度圆直径d、齿根、齿根 圆圆 直径直径df。2)用齿条插刀加工该齿轮能否发生根切？为什么？用齿条插刀加工该齿轮能否发生根切？为什么？3）若采用）若采用 m=10，=25 的标准直齿轮和它啮合，能正确啮合传动吗？为什么？的标准直齿轮和它啮合，能正确啮合传动吗？为什么？ 解：解：1）P m =25.13mm m=25.13/ =8(mm) da=d+2ha*m=96mm d=96-2 1 8=80(mm) df=d-2（ha*+c*)m=80-2 1.25 8=60(mm) 2)d=mz z=d/m=80/8=10 所以发生根切。因为其齿数小于渐开线标准直齿轮不发生所以发生根切。因为其齿数小于渐开线标准直齿轮不发生 根切的最少齿数根切的最少齿数17，刀具的齿顶线超过啮合极点，刀具的齿顶线超过啮合极点N1 3）不能正确啮合传动，因为模数压力角都不对应相等，）不能正确啮合传动，因为模数压力角都不对应相等， 不满足渐开线齿轮正确啮合的条件。不满足渐开线齿轮正确啮合的条件。 O rb rK Bi Ki N A O rf ra r rb b r K K K 第第5章章 轮系轮系 重点：周转轮系和混合轮系传动比的计算重点：周转轮系和混合轮系传动比的计算 1、周转轮系的组成；分类（重点自由度情况，识别其画法的不同）。、周转轮系的组成；分类（重点自由度情况，识别其画法的不同）。 2、定轴轮系的传动比计算公式，注意方向。、定轴轮系的传动比计算公式，注意方向。 5 2015 6025 21 32 3 1 13 ZZ ZZ nn nn i H H H HH nnnn55 31 HH nn5)50(5200 min/33. 8rnH 解：解：1） 图示为一差动轮系，自由度为图示为一差动轮系，自由度为2 所以 当取n1为正，则n3为负，则： 则 系杆H与齿轮1方向相反 。 2） 例例4：图示轮系中，已知：图示轮系中，已知n1 =100r/min (顺时针顺时针)，n3 =50r/min(逆时针逆时针)， Z1=Z2=20，Z2=Z3=40，试求传动比，试求传动比 H i1 例例5： 课后习题：课后习题：59、510 机机 械械 零零 件件 部部 分分 填空填空: : 1 1、齿轮传动的主要失效形式有（、齿轮传动的主要失效形式有（轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、 齿面磨损、齿面塑性变形齿面磨损、齿面塑性变形）。）。 2 2、闭式软齿面齿轮传动，主要按（、闭式软齿面齿轮传动，主要按（齿面接触齿面接触）强度进行设计，）强度进行设计， 按（按（齿根弯曲强度齿根弯曲强度）进行校核。）进行校核。 3 3、闭式软齿面齿轮传动闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式为（的主要失效形式为（齿面点蚀齿面点蚀 ），通常出），通常出 现在（现在（齿根表面靠近节线齿根表面靠近节线）处。）处。 4 4、一对标准圆柱齿轮传动，已知、一对标准圆柱齿轮传动，已知z z1 1=20=20，z z2 2=50=50，则它们的齿形系数，则它们的齿形系数Y YFa1 Fa1（ （ ） Y YFa2 Fa2, ,齿根弯曲应力 齿根弯曲应力 F1 F1（ （ ） F2 F2 , ,齿面接触应力 齿面接触应力 H1 （= ） H2。 。 5、齿轮传动时，齿面接触强度应以（、齿轮传动时，齿面接触强度应以（节点节点）处的接触应力作为计算应）处的接触应力作为计算应 力，其载荷由（力，其载荷由（一一）对轮齿承担。）对轮齿承担。 第第11章章 齿轮传动齿轮传动 重点：失效形式、设计准则和强度计算的概念重点：失效形式、设计准则和强度计算的概念 6、圆柱齿轮设计时，齿宽系数、圆柱齿轮设计时，齿宽系数 d=b/d1,当当b愈宽，承载能力愈愈宽，承载能力愈 （强强），但（），但（载荷分布不均匀载荷分布不均匀）现象严重。）现象严重。 7、设计软齿面圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿面硬度（、设计软齿面圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿面硬度（ 大于大于）大齿）大齿 轮的齿面硬度，小齿轮齿面硬度比大齿轮高轮的齿面硬度，小齿轮齿面硬度比大齿轮高2050HBS。小齿轮的齿宽。小齿轮的齿宽 （大于大于）大齿轮的齿宽。）大齿轮的齿宽。 8、计算齿轮传动的强度时，不直接用（、计算齿轮传动的强度时，不直接用（名义名义）载荷）载荷Fn，而需用（，而需用（计计 算算）载荷）载荷Fca，以考虑，以考虑载荷集中和附加动载荷载荷集中和附加动载荷的影响。两者之间的影响。两者之间Fca =KFn其中其中K为（为（载荷系数载荷系数）。）。 10、标准渐开线齿轮的齿形系数标准渐开线齿轮的齿形系数YFa取决于（取决于（齿数齿数z），在弯曲强度计算中，反映了），在弯曲强度计算中，反映了 （齿廓形状齿廓形状）对轮齿抗弯强度的影响。）对轮齿抗弯强度的影响。 11、一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径d1=50mm ,齿宽齿宽b1=55mm；大齿轮；大齿轮 分度圆直径分度圆直径d2=90mm ,齿宽齿宽b2=50mm，则齿宽系数，则齿宽系数 d=( 1 )。 9、齿轮传动强度设计中，齿轮传动强度设计中， H是（齿面接触应力），是（齿面接触应力）， H为（许用接触应力），为（许用接触应力）， F是（轮齿弯曲应力），是（轮齿弯曲应力）， F是（许用弯曲应力是（许用弯曲应力 ）。）。 1414、一对齿轮传动中，圆周力的方向在（、一对齿轮传动中，圆周力的方向在（主动轮主动轮）上与运动方向相反，在）上与运动方向相反，在 从动轮上与运动方向（从动轮上与运动方向（相同相同）。径向力的方向由作用点指向各自的轮心。）。径向力的方向由作用点指向各自的轮心。 12、齿轮常用的热处理有（、齿轮常用的热处理有（表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮），），调调 质和正火得软齿面，其它三种得硬齿面质和正火得软齿面，其它三种得硬齿面。 13、国标对圆柱齿轮及齿轮副规定了、国标对圆柱齿轮及齿轮副规定了0到到12共共13个精度等级。其中个精度等级。其中0级最高，级最高， 12级最低。常用的是级最低。常用的是69级。级。 填空： 1、带传动中，带上受的三种应力是（松、紧边拉 ）应力、（弯曲 ）应力 和（ 离心拉）应力。最大应力等于（1+b1+c ），它发生在（ 带的紧 边开始绕入小轮 ）处，若带的许用应力小于它，导致带的（ 疲劳 ）失效。 2、带传动中，打滑是指（当外载荷所需的圆周力大于带与带轮极限摩擦力 时，带与轮缘表面发生的显著相对滑动），多发生在小带轮上。刚开始打 滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为（ F1=F2ef ）。 3、带传动设计时，应使小带轮直径ddmin，这是因为（ 带的弯曲应力随d减 小而增大) 。 4、P0=(- b1- c)(1-1/ef)(Av/1000)是带传动在（既不打滑 ）和（具有一 定疲劳寿命）条件下单根普通V带所能传递的功率。 5、普通V带传动中，已知初拉力F0=2500N，传递圆周力F=800N，若不计带 的离心力，则工作时的紧边拉力F1=（ 2900N），松边拉力F2=（2100N）。 6、与普通V带相比，当高度相当时，窄V带的承载能力要（大）。 第第13章章 带传动带传动 重点：带传动的受力分析和应力分析重点：带传动的受力分析和应力分析 7、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到（ 最大 ），而带传动的 最大有效拉力决定于（包角 ）、（摩擦系数 ）、（ 初拉力 ）三个因素。 8、带传动的最大有效拉力随初拉力的增大而（ 增大 ），随包角的增大 而（ 增大 ），随摩擦系数的增大而（ 增大 ）。 9、带传动工作时，若主动轮的圆周速度为v1,从动轮的圆周速度为v2 ,带的线 速度为v ,则它们的关系为v1( )v,v2( dmin，dmin主要依据（ A ）选取。 A、带的型号 B 、带的线速度 C、传动比 D、高速轴的转速 2、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于（C ）。 A、带不是绝对挠性体 B 、带绕过带轮时产生离心力 C、带的松边与紧边拉力不等 3、确定单根带所能传递功率的极限值P0的前提条件是（D ）。 A、保证带不打滑 B 、保证带不打滑、不弹性滑动 C、保证带不疲劳破坏 D、保证带不打滑、不疲劳破坏 4、带传动主动轮直径d1=180mm,转速n1=940r/min,从动轮直径d2=710mm,转速n2=233 r/min, 则传动的滑动率=（D ）。 A、1.2% B 、1.5% C、1.8% D、2.2% 5、两带轮直径一定时，减小中心距将引起（D）。 A、带的弹性滑动加剧 B 、带传动效率降低 C、带工作噪声增大 D、小带轮上的包角减小 6、一定型号V带内弯曲应力的大小与（ B）成反比。 A、带的线速度 B 、带轮直径 C、带轮上的包角 D、传动比 7、一定型号V带中的离心拉应力与带线速度（A ）。 A、的平方成正比 B 、的平方成反比 C、成正比 D、成反比 8、在普通V带传动中，从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，其中滑动率的值 随所传递的载荷的增加而（B ）。 A、减小 B 、增大 C、不变 9、在V带传动中，小轮包角一般应大于或等于（B ）。 A、90 B 、120 C、150 D、160 例：例： 例例131 第第14章章 轴轴 重点：轴的分类和轴的结构设计重点：轴的分类和轴的结构设计 填空：填空： 1、轴按承载不同，分（、轴按承载不同，分（ 转轴）、（转轴）、（ 传动轴传动轴 ）和（心轴）和（心轴 ）。）。 既传递转矩又承受弯矩的轴为（既传递转矩又承受弯矩的轴为（ 转轴）；只传递转矩而不承受弯矩或弯转轴）；只传递转矩而不承受弯矩或弯 矩很小，为（传动轴）；只承受弯矩而不传递转矩的为（矩很小，为（传动轴）；只承受弯矩而不传递转矩的为（ 心轴心轴 ），心轴），心轴 分转动心轴和固定心轴。减速器中的轴通常为（分转动心轴和固定心轴。减速器中的轴通常为（ 转轴）。转轴）。 2、轴的结构设计的有关内容，包括轴结构设计的目的、要求、轴上零件的、轴的结构设计的有关内容，包括轴结构设计的目的、要求、轴上零件的 定位、轴上零件的轴向和周向固定方式。定位、轴上零件的轴向和周向固定方式。P247 1、滚动轴承的组成，分、滚动轴承的组成，分外圈、内圈、滚动体和保持架外圈、内圈、滚动体和保持架四部分。内圈四部分。内圈 装在轴上，外圈装在机座或零件的轴承孔内。装在轴上，外圈装在机座或零件的轴承孔内。 2、（滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的、（滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的 夹角夹角 ）称公称接触角。接触角越大，则承受轴载的能力（）称公称接触角。接触角越大，则承受轴载的能力（ 越大）。越大）。 据接触角的不同，滚动轴承可分为（据接触角的不同，滚动轴承可分为（ 向心向心 ）轴承和（）轴承和（ 推力）轴承。推力）轴承。 3、在同样外形尺寸下，滚子轴承的承载能力比球轴承（高、在同样外形尺寸下，滚子轴承的承载能力比球轴承（高 ）。）。 4、滚动轴承的代号分（、滚动轴承的代号分（ 前置代号、基本代号和后置代号前置代号、基本代号和后置代号 ）三部分。）三部分。 公差等级属（公差等级属（ 后置后置 ）代号。）代号。熟悉轴承的代号，如例熟悉轴承的代号，如例16-1。 5、当内径相同而直径系列不同时，滚动轴承的外径（、当内径相同而直径系列不同时，滚动轴承的外径（ 不同不同 ）。）。 6、滚动轴承的失效形式主要有（疲劳破坏、滚动轴承的失效形式主要有（疲劳破坏 ）和（）和（ 永久变形永久变形 ）两种。）两种。 第第16章章 滚动轴承滚动轴承 重点：滚动轴承的分类、代号及设计计算重点：滚动轴承的分类、代号及设计计算 7、（一组同一型号轴承在同一条件下运动，其可靠度为、（一组同一型号轴承在同一条件下运动，其可靠度为90%时，能达到或时，能达到或 超过的寿命）为基本额定寿命；超过的寿