机械设计基础总结

机械设计基础总结

第一章平面机构的自由度和速度分析

构件一一独立的运动单元零件一一独立的

制造单元

运动副一一两个构件直接接触组成的仍能产生某

些相对运动的连接。

机构一一由两个或两个以上构件通过活动联接形

成的构件系统。

机器一一由零件组成的执行机械运动的装置。

机器和机构统称为机械。构件是由一个或多个零

件组成的。

机构与机器的区别：

机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外

还包含电气，液压等其他装置；机构只用于传递

运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有

变换或传递能量，物料，信息的功能。

运动副一一接触组成的仍能产生某些相对运动的联

接。

运动副元素一一直接接触的部分（点、线、面）

运动副的分类：

1）按引入的约束数分有：

I级副(F=5)>II级副(F=4)、III级副(F=3)、

IV级副(F=2)、V级副(F=l)o

2)按相对运动范围分有：

平面运动副---平面运动

空间运动副一一空间运动

平面机构——全部由平面运动副组成的机构。

空间机构一一至少含有一个空间运动副的机构

3)按运动副元素分有：

高副(船一■点、线接触，应力高；低副5)

---面接触，应力低

机构：具有确定运动的运动链称为机构

机构的组成：机构=机架+原动件+从动件

保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动

参数称为机构的自由度。

24y

原动件〈自由度数目：不具有确定的相对运动。原

动件〉自由度数目：机构中最弱的构件将损坏C

局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。出现

在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。

复合校链一一两个以上的构件在同一处以转动副

相联。m个构件，有m—1转动副

虚约束对机构的运动实际不起作用的约束。

计算自由度时应去掉虚约束。

出现场合：1两构件联接前后，联接点的轨迹重

合，2.两构件构成多个移动副，且导路平行。3.

两构件构成多个转动副，且同轴。4运动时，两

构件上的两点距离始终不变。5.对运动不起作用

的对称部分。如多个行星轮。6.两构件构成高副,

两处接触，且法线重合。

机构运动简图一一用以说明机构中各构件之间的相

对运动关系的简单图形。

作用一一1.表示机构的结构和运动情况。2.作为

运动分析和动力分析的依据。

步骤：

1）运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件

数目；

2）测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平

面），绘制示意图。

3）按比例绘制运动简图。简图比例尺：=

实际尺寸m/图上长度mm

4）检验机构是否满足运动确定的条件。

F=3n-（2P1+Ph）

速度瞬心

两个作平面运动构件上速度相同的一对重合点，

在某一瞬时两构件相对于该点作相对转动，该点

称瞬时速度中心。求法

曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构

1）曲柄摇杆机构

特征：曲柄+摇杆

作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。

如雷达天线。

2）双曲柄机构

特征：两个曲柄

作用：将等速回转转变为等速或变速回转。

3）双摇杆机构

特征：两个摇杆

对工作不利的特性：

极位，死点位置：施加外力，利用构件自身惯性

可以解决。

运动不确定性：当四个较链中心处于同一直线上

将出现运动不确定性。可以在主，从动曲柄上

错开一定角度再安装一组平行四边形机构来消

除运动不确定状态。

四杆机构的演化形式有哪些他们是通过什么途径演

化而来的在工程上有哪些实际应用

（1）改变构件的形状和运动尺寸

曲柄摇杆机构，曲柄滑块机构，偏心曲柄滑块机构,

对心曲柄滑块机构，双滑块机构，正弦机构。

（2）改变运动副的尺寸

偏心轮机构

（3）选不同的构件为机架

曲柄滑块机构

导杆机构

在较链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什

么

1最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆

长度之和。

2整转副是由最短杆与其临边组成

钱链四杆机构的形式和尺寸之间关系如何曲柄存在

的条件：

曲柄存在的条件

1.最长杆与最短杆的长度之和应W其他两杆长

度之和称为杆长条件。

2.连架杆或机架之一为最短杆。

四杆机构的极位和死点有何异同

在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，

摇杆位于两个极限位置，简称极位。

摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：Y

=0此时机构不能运动.称此位置为：“死点”

死点要求是摇杆为主动件曲柄为从动件时的极位才

是死点

何谓行程速比系数K它描述了机构的什么特性它与

极位夹角有何关系

当曲柄以3继续转过180°-。时，摇杆从C2D,置摆

我。/丁嘶花时间为t2，平均速度为V2，那么有：

V2=乖2〃2=京口/(18OP-6»)

显然tl>t2v2〉vl,摇杆的这种特性较急回运动。

称K为行程速比系数，特性：K值越大，急回性质

越明显。

于极位夹角的关系式：

k=已=刍三&=五=幽4.=180。三二1

工C1C2/At2180°-6>K+l

且。越大，K值越大，急回性质越明显

存在急回特性的装置什么情况下没有急回特性

具有急回特性的四杆机构除曲柄摇杆机构外，还

有偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构等。

当=0°,k=l时,无急回特性.

曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，是否存在

死点

不存在。

曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双摇杆机构、曲柄滑

块机构和摆动导杆机构等各在什么条件下会出现死

点机构在死点位置会出现什么后果可采取哪些措施

解决

摇杆为主动件的曲柄摇杆机构，当曲柄与连杆两

次共线时，忽略连杆质量的情况下，连杆是二力杆,

因此连杆对曲柄的作用力通过曲柄钱链中心4给

曲柄的驱动力矩为0,机构就会出现卡死或运动不

确定的现象。死点通常有害，应设法消除。消除方

法有：

②对从动曲柄施加附加力矩。

②利用构件自身或飞轮的惯性。

③多组相同机构错开一定角度布置。

机构的压力角和传动角对传动性能的影响设计四杆

机构时，对传动角有何要求

压力角：从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间

所夹锐角。

传动角（Y）=90度-压力角（a）

Yt『f对传动有利。又可用y的大小来表示机构

传动力性能的好坏，

设计时要求：丫min巳50°

曲柄摇杆机构都得最大和最小传动角出现在什么位

置当摇杆主动时，其传动角又如何

在曲柄摇杆机构中,若以曲柄为原动件时,最小传动

角出现在曲柄与机架的两个共线位置之一处。

导杆机构的传动角是多少

摆动导杆机构的传动角始终等于90°。

曲柄滑块机构的最大和最小传动角出现在什么位置

当滑块主动时，其传动角又如何

第三章凸轮机构

凸轮机构有哪些类型特点如何

1）按凸轮形状分：盘形、移动、圆柱凸轮（端

面）。

2）按推杆形状分：尖顶、滚子、平底从动件。

3）按推杆运动分：直动（对心、偏置）、摆动

4）按保持接触方式分：力封闭（重力、弹簧等）

几何形状封闭（凹槽，等宽，等径，主回凸轮）

特点：

尖顶一一构造简单、易磨损、用于仪表机构；

滚子一一磨损小，应用广；

平底一一受力好、润滑好，用于高速传动。

凸轮机构从动件常用运动规律有哪几种有何特点适

用于哪些场合

一、多项式运动规律

1.等速运动（一次多项式）运动规律。刚性冲击

2.等加等减速（二次多项式）运动规律：位移曲线

为一抛物线。力口、减速各占一半。柔性冲击

3.五次多项式运动规律：无冲击，适用于高速凸

轮

二、三角函数运动规律

1.余弦加速度（简谐）运动规律：在起始和终止处

理论上M为有限值，产生柔性冲击。

2.正弦加速度（摆线）运动规律：无冲击

三、改进型运动规律：将几种运动规律组合，以改

善运动特性。正弦改进等速

何谓刚性冲击和柔性冲击它们出现在哪几种常用运

动规律中

（网上找的）等加速和等减速运动的推杆在运动

的起讫处加速度数值较大变化以及中部加速度方向

发生反向而对凸轮产生柔性冲击；余弦加速度运动

的推杆在起讫处也由于其加速度数值的较大变化而

对凸轮产生柔性冲击。

这些是PPT上的，和书上的有些不一样

理论轮廓曲线，实际轮廓曲线作图时是否可以不画

理论轮廓曲线直接画实际轮廓曲线

实际轮廓是只凸轮的实际外形，滚子的中心走过

的轨迹才是理论的轮廓曲线

不能（P47）

设计凸轮轮廓曲线时，采用了反转法，其理论依据

是什么。

给整个凸轮机构施以-31时，不影响各构件之间

的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复

合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。

压力角，对工作的影响为什么回程压力角可以选得

大些

(1)作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速

度之间所夹的锐角称为压力角。

(2)驱动从件的有用分力F，一定时，压力角a越

大，则有害分力『‘越大，机构的效率越低。当a

增大到一定程度，以致『'在导路中所引起的摩

擦阻力大于有用分力『时，无论凸轮加给从动件

的作用力多大，从动件都不能动，这种现象称为自

锁。为了保证凸轮机构正常工作并具有一定的传动

效率，必须对压力角加以限制。

(3)常见的依靠外力使从动件与凸轮维持接触的凸

轮机构，其从动件是在弹簧或重力作用下返回的，

回程不会出现自锁。因此，对于这类凸轮机构，通

常只需要校核推程压力角。

将对心从动件改为偏置后，对凸轮压力角有何影响

用偏置法可减小推程压力角，但同时增大了回程压

力角，故偏距e不能太大。

第四章齿轮机构

渐开线形成：一条直线在圆上作纯滚动时，直线上

任一点的轨迹

特性：

①AB=BK;（见书P55页及PPT）

②渐开线上任意点的法线切于基圆纯滚动时，B

为瞬心，速度沿t-1线，是渐开线的切线，故BK

为法线

③B点为曲率中心，BK为曲率半径。渐开线起始点

A处曲率半径为0。

④渐开线的形状取决于基圆的大小

⑤基圆之内无渐开线

齿廓在基圆上的压力角和曲率半径如何在无穷远处

的压力角和曲率半径又如何（P55）

压力角ak,基圆半径rb,k点离轮心的距离

rb=rkcosak

一条直线在圆上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹

叫渐开线。直线与基圆的交点是曲率中心，任意点

到曲率中心的距离是曲率半径。（齿轮在无穷远处的

压力角和曲率半径未找到。）

当基圆半径无限大时，渐开线的形状，压力角和曲

率半径如何

渐开线形状取决于基圆，当基圆半径无限大时，

渐开线变成直线，压力角为零度，曲率半径无限大。

齿廓啮合基本定律：相互啮合传动的一对齿廓，在

任一啮合位置时的传动比都与连心线0102被两齿

廓在接触点处的公法线所分成的两线段的长度成反

比。这种关系称为齿廓啮合基本定律。渐开线齿轮

传动的三个重要特性工程意义

1）可分性：即使两轮的中心距稍有改变，其角速

度比仍保持原值不变。可根据可分性设计变位齿轮。

2）齿轮传动时,其齿廓接触点的轨迹成为啮合线。

无论在哪一点接触，接触齿廓的公法线总是两基圆

的内公切线，即为啮合线。

3）若齿轮传递的力矩恒定，则齿轮之间，轴与轴

承之间压力的大小和方向不变。

过节点作两节圆的公切线，它与啮合线间的夹角称

为啮合角；啮合角在数值上等于渐开线在节圆上的

压力角。参考P56图4-5

在任意直径的圆周上，轮齿两侧齿廓之间的弧长称

为该圆上的齿厚（s）；齿槽两侧齿廓之间的弧长称

为该圆上的齿槽宽（e）；相邻两齿同侧齿廓之间的

弧长称为该圆上的齿距（P）;分度圆上的齿距P对

口的比值称为模数（m）。参考

P57图4-6

把齿轮某一圆周上的比值Pk/8规定为标准值（整数

或较完整的有理数)，并使该圆上的压力角也为标准

值。这个圆称为分度圆。

P57

标准齿轮：分度圆上齿厚与齿槽宽度相等，且齿顶

高和齿根高均为标准值的齿轮。(m、a、h*a、c*为

标准值，并且s=e=p/2的齿轮。)

基本参数和几何尺寸

(P55-P60)

齿轮各部分的名称：

(1)齿顶圆一da,ra(2)齿根圆一df,rf

(3)基圆一db,rb

(4)分度圆一d,r(5)分度圆上的齿厚一S

(6)分度圆上的齿槽宽一e

基本参数

(1)齿数Z(2)模数m(3)分度圆压力

角a(4)齿顶高系数ha*顶隙系数c*

几何尺寸计算

标准齿轮具有标准齿廓参数Z,m,a,ha*,c*且

分度圆上的e=s相等。

分度圆直径d=m*Z

齿顶圆直径da=d±2ha(外齿轮为+)

齿根圆直径df=d±2hf(外齿轮为-)

基圆直径db=dcosamzcosa

齿顶高九二〃m力〉d分别为齿顶高系数

和顶隙系数

齿根高九二(h；+c*)m

齿全高h二七+%

齿厚、齿槽宽s=e=Jim/2

齿距p=Jini

基圆齿距pb=Jimcosa

法向齿距pn=nmcosa

顶隙c=c*m

中心距a二(dl±d2)/2二m(Zl±Z2)/2

传动比il2=O1/Q2=r2/rl=Z2/Z1=rb2/rblll.

两轮的模数和压力角应分别相等

渐开线齿轮传动的正确啮合条件(P59)

两轮的模数和压力角分别相等

正确啮合条件mlcosal=m2cosa2

由于模数和压力角已经标准化，所以必须使：ml=m2

二mal=a2=a

在确定一对齿轮传动的中心距时，应满足哪两点要

求

(1)保证两轮的齿侧间隙为零。为了避免轮齿间的

冲击，齿侧间隙一般都很小，通常是由制造公差来

保证。

(2)保证两轮的顶隙为标准值

具有标准中心距的标准齿轮传动具有哪些特点（P60

齿侧间隙为零，分度圆的齿厚与齿槽宽相等）

实际安装中心距大于标准中心距时，分度圆半径变

大，传动比不变，径向间隙变大，齿侧间隙出现，

节圆半径变大且大于分度圆半径，啮合角变大且大

于分度圆压力角，重合度降低。

传动比二角速比二圆心到节点距离的反比二节圆半径

反比二基圆半径的反比二分度圆半径反比二齿数反比二

常数

第五章轮系

定轴轮系，周转轮系他们有什么区别

传动时每个齿轮的几何轴线都是固定的，这种轮

系称为定轴轮系。

这种至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的

几何轴线转动的轮系，称为周转轮系。

区别：定轴轮系的每个齿轮的几何轴线都是固定

的，而周转轮系至少有一个齿轮的几何轴线绕另

一个齿轮的几何轴线转动的。

基本周转轮系及其特点：

基本周转轮系是由行星轮、支持它的行星架和与

行星轮相啮合的两个（有时只有一个）中心轮构成。

特点：行星架和中心轮的几何轴线必须重合。

行星轮系是，差动轮系他们的区别是什么

在周转轮系中，它的两个中心轮能转动，需要两

个原动件的周转轮系称为差动轮系。

在周转轮系中，只有一个中心轮能转动，只需一

个原动件的周转轮系称为行星轮系。

区别：差动轮系的两个中心论都能转动而行星轮

系的只有一个中心轮能转动。

转化轮系，它和原来的轮系有何联系与区别为什么

要引进此概念

根据相对运动原理，给整个转速为n(H)的周转

轮系加上一个绕轴线的大小为n(H),方向与n(H)

相反的公公转速后，原来的周转轮系便成为了定轴

轮系，这个假想的定轴轮系称为原来周转轮系的转

化轮系。

区别与联系：转化轮系是周转轮系整体加一个大少

相等、方向相反的转速得到的

区别是转化后，各个构件的转速都变为原转速减去

n(H)

意义：引入转化轮系后就可以用求解定轴轮系传动

比的方法求出任意的两个齿轮的传动比。

轮系传动比的正负表示什么意思这种表示方法的适

用范围如何

正号表示两轮的转向相同，负号表示两轮的转向

相反

适用范围是起始主动轮与最末从动轮的轴线相平

行

既然论戏中的过桥齿轮不影响轮系的传动比大小，

为什么要采用过桥齿轮

它能起到改变转向的作用

在计算传动比时，方程右边的齿数比一定要考虑正

负号，这是为什么

正负号代表转向，转向相同为正，相反为负

.H"_+转化轮系中由根至〃各从动轮的乘积

2破%一外一一转化轮系中由根室"客主动轮的乘积

同转轮系传动比一般计算公式

特别注意：

1齿轮叫n的轴线必须平行

2计算公式中的“土”不能去掉，它不仅表明转化

轮系中两个太阳轮m,n之间的转向关系，而且影响

到角速度的计算结果。

在工程上，轮系有何功能作用

1.获得较大的转动比，而且结构紧凑，一对齿轮,

i<8,轮系的转动比i可达10000；

2.实现分路传动，如钟表的分秒针；

3.换向运动；4.实现变速运动；5.运动合成；6.

运动分解；

7.在尺寸及重量较小时，实现大功率传动。

第六章间歇运动机构

棘轮结构有哪些类型运动特点，用处

——P89

按齿轮分布：外缘内缘端面

按工作方式单动式双动式

按棘轮转向是否可调：单向双向运动

按转角是否可调固定转角可调转角（调杆长摆

角，加滑动罩）

按工作原理分：轮齿棘轮摩擦棘轮

棘轮的齿形如何确定为了使工作时棘爪不从棘轮上

滑脱，应怎么设计一一P90

槽轮机构有哪些类型

类型：外啮合不完全齿轮机构、内啮合不完全齿轮

机构。

槽轮的槽数最少有几个什么情况下猜采用多圆销的

拨盘

槽轮的槽数最少为3个。

当运动特性系数工＞的情况下才采用多圆的圆销的

拨盘。圆销个数不能任意选取，因为运动特性系数

T需满足<T<lo

——P9T92

槽轮机构上的锁止弧有何用处

在圆销脱出槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹锁被

拨盘的外弧卡住，使槽轮静止不动，直到圆销再次

进入槽轮的另一径向槽，两者又重复上述运动循环。

——P91

第九章机械零件设计概论

设计机械时应考虑的基本要求：

在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本

低，在预定使用期限内安全可靠，操作方便、维修

简单和造型美观等。

零件的失效，主要失效形式：

机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。

主要的失效形式：强度、刚度、耐磨性、稳定性和

温度的影响等

零件失效的原因：

断裂或塑性变形；过大的弹性变形；工作表面的过

度磨损或损伤；发生强烈的振动；连接的松弛；摩

擦传动的打滑等

零件强度和刚度的条件：

强度条件：应力〈二许用应力

刚度条件：变形量＜=许用变形量

名义载荷：在理想的平稳工作条件下作用在零件上

的载荷

名义应力：按照名义载荷用力学公式求得的应力

计算载荷：载荷系数与名义载荷的乘积

计算应力：按照计算载荷求得的应力

载荷系数：用来估计机器运转时零件受到各种附

加载荷的影响。

循环特性：应力循环中的最小应力与最大应力之比

在变应力作用下，零件的主要失效形式是什么

疲劳断裂

机械零件的疲劳失效表现有哪些特征

a疲劳断裂的最大应力远比静应力材料的强度极

限低；

b不管是脆性材料或塑性材料，其疲劳断口均

表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂

c疲劳断裂是损伤的积累，它的初期现象是在零

件表面或表层形成微裂纹，这种微裂纹随着应力循

环次数的增加而逐渐扩展，直至余下的未裂开的截

面积不足以承受外载荷时，零件就突然断裂。

磨损的主要类型：磨粒磨损，粘着磨损（胶合），疲

劳磨损（点蚀），腐蚀磨损

制作零件常用的金属材料：铸铁、钢、铜合金

刚和铸铁的区分标志是：含碳量的不同

钢制零件毛坯获取的方法：可用锻造、冲压、焊接

或铸造等方法取得

零件的互换性：

略——P100多页

配合的类型有哪三种其孔与周的公差带相对位置如

何

间隙配合、过渡配合、过盈配合；

间隙配合的孔比轴大，过盈配合的孔比轴小，过

渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈

配合的基准制有哪两种对应分公差带位置如何

基孔制和基轴制

基孔制的孔是基准孔，其下偏差为零；基轴制的

轴是基准轴，其上偏差为零

解释配合代号H6/h5（基准制，孔，轴代号，精度

等级）

表面粗糙度反映零件的什么误差

零件表面的微观几何形状误差

表面粗糙度对零件功能的影响：

1对摩擦磨损的影响：表面越粗糙，摩擦系数越

大。

2对疲劳强度的影响：表面越粗糙，在刀痕根部

越容易产生应力集中，使疲劳强度降低。

3对耐腐蚀的影响：表面越粗糙，在刀痕根部越

容易产生腐蚀渗透。

4对结合处密封性能的影响：表面越光滑，密封

性能越好。

5对振动和噪声的影响：表面越粗糙，振动和噪

声越大。如滚动轴承。

零件工艺性良好的标志是什么

便于加工、费用又很低

零件的工艺性有哪些基本要求

a毛坯选择合理

b结构简单合理

c规定适当的制造精度及表面粗糙程度

何为标准化，标准化制定的意义

标准化是指以制定标准和贯彻标准为主要内容的

全部活动过程

制定标准化的意义：a在制造上可以实行专业化

大量生产，既可提高产品质量又能降低成本；

b在设计方面可减少设计工作量；

c在管理维修方面，可减少库存量和便于更换损

坏的零件。

标准化的特征：

a产品品种规格的系列化

b零部件的通用化

c产品质量标准化

实际工程中使用的标准有哪些层次性质如何

国家标准、行业标准、地方标准和企业标准；

强制性和推荐性

第十章

螺纹是怎样形成的

斜角为的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线,

取一平面图形使它沿着螺旋线运动，运动时保持此

图形通过圆柱体的轴线就得到螺纹

常用的螺纹牙型有哪几种

等边三角形。等腰三角形、正方形。等腰梯形、

不等腰梯形。

判断螺纹的旋向：要轴线方向看螺纹往哪个方向上

升那个方向就是旋转方向。

单线螺纹：沿一根螺旋线形成的螺纹

多线螺纹：沿两根以上的等螺距螺旋线形成的螺

纹。

螺距P与导程S：S=Np

联动螺纹：作为紧固件用，要求保证连接强度（有

时还有紧密行）

传动螺纹：作为传动作用，保证螺旋副的传动

精度、效率和磨损寿命。

螺纹的主要参数：

大半径d小径dl中经d2螺距P导程S螺

旋升角3牙型角a牙侧角B

自锁：螺纹连接不会自动松脱.自锁条件:螺纹

升角小于螺旋副的当量摩擦角.

与矩形螺纹相比，非矩形螺纹的摩擦力是增大还是

减小。

非矩形螺纹的法相压力比矩形螺纹的大，可看做

摩擦系数增大，故摩擦力大。

三角形普通螺纹与管螺纹的牙型角分别为60°和

55°

粗牙螺纹和细牙螺纹：

普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可

以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其

余的统称为细牙螺纹。

10,11梯形螺纹和锯齿形螺纹的牙侧角分别为15。

和5。；常用于传动

螺栓连接的主要失效形式:螺栓拉断、螺纹压溃或剪

断、滑扣（因经常拆装）

螺旋传动主要用来把回转运动变为直线运动。

对螺旋传动的要求：强度足够，耐磨，摩擦系数小。

键的作用：键主要用来实现轴和轴上零件之间的轴

向固定以传递转矩。有些类型的键还可以实现

轴上零件的轴向固定和轴向转动。

键的类型：平键、半圆键、楔键、切向键。

标记：键C16X100GB1096-79的含义是什么:

圆头普通平键（A型）：键16X100GB1096-79

方头普通平键（B型）：键B16X100GB1096-79

单圆头普通平键（C型）：键C16X100

GB1096-79

楔键联接和和切向键联接有何特点常用语何处

P157

楔键的上下面是工作面，键得上表面有1:100的

斜坡，轮毂槽的底面也有1:100的斜度把楔键打入

槽内，产生很大的压力，工作时主要靠摩擦力传递

力矩，并能承受单方向的轴向力。适用于定心精度

要求不高、载荷平稳和低速连接。

在重机械中常采用切向键连接。切向键是由一对

楔键组成，装配时将两键楔紧。键的窄面是工作面,

工作面的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的

转矩。

当同一轴段采用两个键，若强度不时，可采用两个

键按180°布置。

花键联接的特点，类型：

轴和轮毂孔周向均布的多个键齿构成的连接称为花

键连接。结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为

工作面。优点：承载能力高、对轴的削弱程度小、

定心好、导向性好。

类型：矩形花键、键开线花键、三角形花键。

第十一章齿轮传动

齿轮的传动类型有哪两类各用于什么场合

齿轮的传动类型可以分为闭式传动和开式传动。

闭式传动：齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，

润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿

轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿

轮传动。

开式传动：齿轮是外漏的，不能保证良好的润滑，

而且易落入灰尘、杂质，故齿面易磨损，只宜

用于低速传动。

齿轮失效的主要形式有轮齿折断，齿面点蚀，齿面

胶合，齿面磨损，齿面塑性变形。

齿面疲劳点蚀的机理如何常出现在哪种传动类型

由于齿根表面接近节线处同时啮合的齿数较少，

接触应力大，造成的。常出现在闭式传动。

减小齿面磨损的措施：

加强润滑，最好是具有过滤的流动润滑；开式传

动改为闭式传动。

齿轮常用材料及热处理方法有哪些

材料：优质碳素钢，合金结构钢，铸钢，铸铁。

热处理方法：表面淬火，渗碳淬火，调质，正火,

渗氮。

(1)表面淬火

一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr等。表

面淬火后轮齿变形小，可不磨齿，硬度可达

52~56HRC,面硬芯软，能承受一定冲击载荷。

(2)渗碳淬火

渗碳钢为含碳量等的低碳钢和低碳合金钢，如20、

20Cr等。齿面硬度达56〜62HRC,齿面接触强度高，

耐磨性好，齿芯韧性高。常用于受冲击载荷的重要

传动。通常渗碳淬火后要磨齿。

(3)调质

调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr、

35SiMn等。调质处理后齿面硬度为：220~260HBs。

因为硬度不高，故可在热处理后精切齿形，且在使

用中易于跑合。

(4)正火

正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切

削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火

处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。

(5)渗氮

渗氮是一种化学处理。渗氮后齿面硬度可达

60〜62HRC。氮化处理温度低，轮齿变形小，适用于

难以磨齿的场合，如内齿轮。材料为：38CrMoAlA.

直齿轮切向力、径向力、法向力如何计算

切问刀‘工二七社段为F'f.法向

力

斜齿轮切向力、径向力、轴向力如何计算

氏=2ZL_£tanan

切问/嘴问力£=C轴向力

斜齿轮的螺旋角通常取多少人字齿轮的螺旋角一般

取多少

B角取越大，则重合度增大，使传动平稳，但轴

向力也增加，因而增加轴承负载，故8一般为8°

-20°

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开式齿轮的传动采用什么方式润滑

人工定期加润滑油。可采用润滑油或润滑脂。

闭式齿轮传动的润滑方式取决于什么参数

根据齿轮的圆周速度v的大小而定

为什么高速齿轮传动不宜采用油池润滑

1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达

不到啮合区；

2）搅油过于激烈，使油的温度增加，并降低其润

滑性能；

3）会搅起油箱沉淀的杂质，加速齿轮的磨损。

影响齿轮传动效率的因素有哪些

1）啮合中的摩擦损耗；

2）搅动润滑油的摩擦损耗；

3）轴承中的摩擦损耗。

第十二章蜗杆运动

蜗杆是如何形成的蜗杆传动用于哪种传动场合

若单个斜齿轮的齿数很少而且螺旋角很大时，轮

齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋所得齿轮称蜗

杆。蜗杆传动主要用于传递交错轴之间的回

转运动和动力。

蜗杆传动的优缺点

优点：能够得到较大的传动比，结构紧凑，传动

平稳，噪声较小等。

缺点：传动效率较低，为了减摩耐磨涡轮圈常需

用青铜制造，成本较高。

蜗杆传动的正确齿合条件如何

蜗杆轴向模数Mal和轴向压力角Nai,应分别等于

涡轮断面模数Mt2和断面压力角Nt2即：

Mal=Mt2=m；

Nal=Nt2；

蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角有何关系

他们必须相等，即丫:8。

导程角tany—聋=曹二£分度圆直径必=mq

蜗轮方向的确定：

右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的

切向速度的方向与拇指指向相同左旋蜗

杆：用右手判断，方法一样

为什么蜗轮常采用青铜制造

为减摩耐磨

第十三章带传动与链传动

带传动是如何工作的有哪几种类型

环形带被张紧在带轮上，这时带所受的拉力称为

初拉力，它使带与带轮的接触面间产生压力，主动

轮回转时，依靠带与带轮接触面的摩擦力拖动从动

轮一起回转，从而传递一定的运动和动力。

按横截面形状可分为平带，V带和特殊界面带（多

楔带，圆带）三类，此外还有同步带。

带传动为什么要定期张紧有哪些张紧方法

因为传动带主要靠张紧时产生的摩擦力工作，当

带工作一段时间后，因永久伸长松弛时，还应该将

带重新张紧。

带传动有哪些优缺点

优点：（1）适用于中心距较大的传动；

（2）带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸

收振动；

（3）过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽

使传动失效，但可防止损坏其他零件；

（4）结构简单，成本低廉

缺点：（1）传动的外廓尺寸较大；（2）需要张紧

装置；（3）由于带的滑动，不能保证固定

不变的传动比；（4）带的寿命较短（5）传

动效率较低。

带传动的紧边与松边有何关系

紧边和松边的拉力比为：*二产（f是带与轮

面间的摩擦系数；a为带轮的包角，rad）

最大应力包括哪几部分出现在何处

最大应力发生在紧边与小轮的接触处，

最大应力:紧边拉应力+离心拉应力+紧边弯曲应

力

何谓带传动的弹性滑动

传动带由于弹性变形而产生的滑动称为带传动的弹

性滑动。

带绕过主动轮时，带速落后

带绕过从动轮时，带速超前

同步带的优缺点：

优点：传动比恒定；结构紧凑；传动比高、传动

功率高；效率高。

缺点：价格高；制作、安装要求高。

链传动有哪些特点（特点就包括了优缺点）传动范

围如何

特点：链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的

平均传动比；需要的张紧力小，作用在轴上的压力

也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温

度较高、有油污等恶劣坏境下工作；制造和安装精

度要求较低，但是传动平稳性较差，工作中有一定

的冲击和噪声。

传动范围：传动比iW8；中心距aW5〜6m；传递功

率PWlOOkW；圆周速度vW15m/s；传动效率1

链传动有哪些优缺点

优点：链传动没有弹性滑动和打滑，可减少轴承的

摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶

劣坏境下工作；制造和安装精度要求较低，中心距

较大时其传动结构简单。

缺点：传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪

声。

第十四章轴

轴的作用如何

轴是用来支持旋转的机械零件和传递转矩。

轴的类型有哪些转轴、传动轴和心轴的承受载荷有

何区别

根据承受载荷：转轴、传动轴和心轴；

根据线的形状：直轴、曲轴和挠性钢丝轴；

转轴既传递转矩又承受弯矩，传动轴只传递转矩

而不承受弯矩或弯矩很小，心轴只承受弯矩而不传

递转矩。

常用轴的形状有哪些

直轴、曲轴和挠性钢丝轴。

轴的常用材料有哪些

碳素钢和合金钢。

轴的设计应考虑哪些要求

1）轴应便于加工，轴上零件要易于拆卸（制造安

装要求）；

2）轴和轴上零件要有准确的工作位置（定位）；

3）各零件要牢靠而可靠地相对固定；

4）改善受力状况,减小应力集中和提高疲劳强度。

为什么直轴要设计成阶梯状

为了便于零件的装拆。

轴端倒角，砂轮越程槽，螺纹退刀槽有何作用

为了便于装配零件并