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文档简介

PAGE全国高等教育自学考试课程代码02185《机械设计基础》分章节高频考点·重点精编指定教材:《机械设计基础》杨培林、王小章主编全国高等教育自学考试指导委员会组编机械工业出版社2024年版(共16章)■题型彩色标注图例(正文每条考点前的标签颜色)【单选】单项选择题高频点(概念、辨析、结论性选择)【填空】填空题高频点(术语、数字、标准值)【分析】分析题高频点(受力/转向/旋向分析与作图)【计算】计算题高频点(公式、解题套路、数字结论)【设计】设计题高频点(轴系改错、机构作图)正文中红色加粗为必须背熟的“划书”核心结论;灰色底纹为必背公式;虚线框为记忆口诀与答题模板。

第一部分命题规律与使用说明一、试卷结构(以2026年4月真题为基准,2026年10月沿用概率极高)大题题型题量×分值小计命题范围一单项选择题20题×2分40分覆盖全部16章,概念辨析二填空题10空×1分10分术语/数字/标准值三分析题2题×7分14分齿轮蜗杆受力作图+凸轮/连杆作图四计算题4题×7分28分自由度+齿轮参数+轮系/螺栓+轴承五设计题1题×8分8分轴系结构改错合计————100分60分及格二、四套真题章节分值分布(单选+填空,按题数统计)章节23.1024.425.426.4合计大题命题点1绪论11204机械组成/刚度/零件2平面机构分析12238计算33自由度(必考)3平面连杆11125分析/设计作图4凸轮机构13217分析32作图5间歇机构11114——6带与链223310——7齿轮传动332311计算34(必考)/分析318蜗杆传动11125分析31受力9轮系减速器00112计算35轮系10螺纹连接21227计算35螺栓/分析推导11联轴器离合器11013——12滑动轴承10113计算36(轮换)13滚动轴承22217计算36轴向载荷(必考)14轴与轴毂连接22228设计37改错(必考)15调速与平衡12216——16系统设计综述00011——三、使用方法:①先背每章【本章考情】明确分值;②逐条精读彩色标签考点,红色加粗处即“划线背诵”内容;③灰底公式必须会默写、会代入;④配合《2026年10月密押8套卷》限时训练,错题回到本汇总对应章节标星。

第1章绪论【本章考情】4套真题中:2023.1单选(机械组成)、2024.1单选(刚度)、2025.1单选(原动机)、2025.21填空(零件)。以单选、填空为主,属必拿分的基础章,约占2~4分。▎一、机器、机构、机械、构件、零件【单选】机器是人为实体(构件)的组合,各部分之间具有确定的相对运动,并能实现能量转换、做有用机械功或处理信息。机器三特征:①实体组合;②确定相对运动;③实现能量/物料/信息转换。【单选】机构只具备机器的前两个特征(实体组合+确定相对运动),其作用是传递或变换运动和力,不实现能量转换。【填空】机械是机器与机构的总称。【填空】构件是机构中运动的基本单元(一个构件可由一个或几个零件刚性联接而成,如连杆体+连杆盖+螺栓组成一个构件);零件是机器中不可再拆的最小制造单元(2025.21真题);部件是装配的基本单元。辨析:同一根轴是一个零件也是一个构件;滚动轴承是一个部件(由内圈、外圈、滚动体、保持架等多个零件组成)。▎二、机械(现代机械系统)的组成★★★【单选】现代机械系统由四大部分组成:动力系统(原动机)、传动系统、执行系统、操纵与控制系统(2026.30填空考“执行”)。【单选】原动机(动力部分)把其他形式的能转变为机械能(2025.1):电动机(电能→机械能)、内燃机(化学能→机械能)。【单选】传动系统:把原动机的运动和动力传递、变换后送给执行部分(带、链、齿轮、蜗杆、轮系等);执行系统直接完成生产动作;操纵与控制系统控制启停、变速、换向(汽车变速手柄、离合器踏板属于控制部分,2023.1)。▎三、机械零件的工作能力与计算准则【单选】强度是零件受载后抵抗破坏(断裂、塑性变形)的能力;刚度是零件受载后抵抗弹性变形的能力(2024.1);耐磨性抵抗磨损;耐热性抵抗过热;振动稳定性抵抗共振。强度条件:最大工作应力σ≤许用应力[σ];刚度条件:变形量(挠度y、偏转角θ、扭转角φ)不超过许用值。【填空】零件常见失效形式:整体断裂、过大的塑性变形、表面失效(磨损、点蚀、胶合、压溃、腐蚀)、破坏正常工作条件引起的失效。▎四、载荷与应力的分类(为第14章轴打基础)【单选】按应力随时间变化分:静应力(大小方向不变,循环特性r=+1)、变应力。循环特性r=σmin/σmax:对称循环r=−1、脉动循环r=0、静应力r=+1。单向转动转轴的弯曲应力为对称循环(2026.19);正、反转转轴的转矩按对称循环处理(2023.19)。【填空】设计计算“三化”:标准化、系列化、通用化。设计机械零件应满足:使用要求、工艺性要求、经济性要求、可靠性要求、劳动保护要求。★记忆/答题要点:口诀:机器三特征“组合—定动—换能”,机构只占前两条;构件看运动、零件看制造、部件看装配。▎五、易混点与真题回扣【单选】区分“构件/零件/部件”:连杆是构件(运动单元)、连杆体是零件、滚动轴承是部件(可拆成多个零件但作为整体装配);螺栓、键、齿轮、轴都是零件。【填空】设计准则对应失效:强度不足→断裂/塑性变形;刚度不足→弹性变形过大;耐磨性不足→磨损;耐热性不足→胶合/过热;振动稳定性不足→共振。【单选】循环特性速记:r=σmin/σmax。对称循环r=−1(如转轴弯曲应力);脉动循环r=0(如单向转动轴的扭转剪应力近似);静应力r=+1。r的取值范围−1≤r≤+1。第2章平面机构分析基础【本章考情】超级重点章:①计算题第33题——平面机构自由度,2023.10、2024.4、2025.4、2026.4连续4套必考(7分);②单选、填空高频考运动副分类、运动链、确定运动条件、复合铰链/局部自由度/虚约束。本章稳定占9~11分,必须拿满。▎一、运动副及其分类★★★【单选】运动副:两个构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。【单选】低副——两构件以面接触(2023.2);包括转动副(回转副,几何特征是两圆柱面配合,2024.2)、移动副;一个低副引入2个约束、保留1个自由度。【单选】高副——两构件以点或线接触(齿轮副、凸轮副、车轮与轨道接触);一个高副引入1个约束、保留2个自由度。巧记:低副“面”、约束2;高副“点线”、约束1。螺旋副属空间低副。▎二、运动链与机构【单选】若干构件通过运动副连接而成的构件系统称为运动链(2026.1选D,注意区分机构/机器/机械);在运动链中选一个构件固定为机架,其余构件相对机架具有确定运动时即成为机构。▎三、平面机构自由度计算★★★(计算大题必考)【计算】平面内一个自由构件有3个自由度。自由度公式:F=3n−2PL−PH,其中n=活动构件数(不含机架),PL=低副数,PH=高副数。【计算】机构具有确定运动的充要条件:F>0,且原动件(主动件)数目等于自由度F。F=2就需要2个原动件(2026.21);铰链五杆机构F=2,需2个原动件才有确定运动(2025.2)。F≤0为静定桁架,不能动。【计算】计算自由度必须先处理的三种特殊情况(大题第(1)问必考“指出位置”):①复合铰链:m个构件在同一轴线上铰接,该处转动副个数为m−1。2026.2图中3个构件汇于一点→转动副=3−1=2个(选B)。②局部自由度:不影响其他构件运动的自由度,最典型是凸轮机构中滚子(滚轮)绕自身轴线的自转。处理方法:把滚子与安装它的摆杆/推杆视为焊成一体(活动构件数减1,转动副相应减1)。③虚约束:对机构运动实际上不起独立限制作用的重复约束,计算时只计一处、其余剔除。常考四种情形:a)两构件间组成多个轴线重合的转动副,只计1个,其余为虚约束(2023.21);b)两构件间组成多个导路平行(或重合)的移动副,只计1个(2024.21);c)多个高副接触点处公法线重合时只计1个高副,其余为虚约束(2025.22);d)构件上某点的运动轨迹与机构约束该点的轨迹重合(轨迹重合)、以及对称重复部分,也属虚约束。【计算】大题标准答题模板:第(1)问逐句指出“×处为复合铰链(m个构件,含m−1个转动副)/×处滚子为局部自由度(去除)/×处为虚约束(去除)”;第(2)问写出处理后的n、PL、PH,代入F=3n−2PL−PH求F;最后结论“原动件数=F,机构具有确定运动”。★记忆/答题要点:口诀:活动构件数n要先减局部自由度;复合铰链m−1;虚约束只留一;高副点线数清楚。▎四、平面机构运动简图【填空】机构运动简图:用规定的简单符号表示构件和运动副,按一定比例尺确定各运动副相对位置,能准确表达机构运动特性。绘制步骤:分析运动、确定构件数→确定运动副类型与数目→选投影面和瞬时位置→选比例尺作图。▎五、自由度计算易混点与数法【计算】数n的常见坑:①机架不算;②局部自由度的滚子要从活动构件中扣除;③同一根轴上固连的多个齿轮只算1个活动构件。【计算】数PL的常见坑:①复合铰链按m−1个转动副;②移动副、转动副各算1个低副;③去除局部自由度后,滚子与推杆间的转动副也要一并去掉;④虚约束对应的运动副要剔除。【计算】数PH:齿轮啮合、凸轮与从动件(高副,注意滚子是局部自由度、凸轮实际接触的是滚子,去除后仍为1个高副)各算1个高副。【填空】判断:F=0为静定结构(不能动);F<0为超静定结构;F>0且原动件数=F才有确定运动;原动件数<F运动不确定(乱动);原动件数>F会卡死或损坏。第3章平面连杆机构【本章考情】高频章:单选(2023.3、2024.3、2025.3、2026.3)、填空(2023.22、2024.22、2026.22)几乎年年出;分析/设计作图(2023.37四杆类型+压力角传动角+死点、2025.32曲柄滑块极限位置与极位夹角)。约占4~9分。▎一、铰链四杆机构的三种基本类型★★【单选】连架杆中能绕机架做整周回转的称曲柄,只能在一定角度内往复摆动的称摇杆。三类型:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。典型应用:曲柄摇杆——缝纫机踏板机构、雷达天线俯仰、颚式破碎机、搅拌机;双曲柄——机车车轮联动机构、惯性筛、天平;双摇杆——起重机变幅机构、电风扇摇头、汽车转向梯形。挖掘机工作装置利用连杆机构的运动特性(2023.3)。▎二、曲柄存在条件(格拉霍夫定理)★★★(判类型必考)【计算】杆长条件:最短杆与最长杆长度之和≤其余两杆长度之和,即Lmin+Lmax≤L′+L″。【单选】满足杆长条件时,机架选择决定类型:以最短杆的相邻杆为机架→曲柄摇杆机构;以最短杆本身为机架→双曲柄机构;以最短杆的对边杆为机架→双摇杆机构。【单选】若不满足杆长条件,则无论以哪根杆为机架,都只能是双摇杆机构。真题:2026.22,a=30(最短)、b=50、c=80、d=90,30+90=120≤50+80=130满足,以最短杆a为机架→双曲柄;2023.22“满足杆长条件且取最短杆为机架时存在2个曲柄”。▎三、急回运动特性与极位夹角【单选】曲柄摇杆机构中,从动件(摇杆)工作行程与回程平均速度不等、回程更快,称急回特性。曲柄在摇杆两极限位置时所夹锐角称极位夹角θ。【计算】行程速比系数K=(180°+θ)/(180°−θ);θ越大、K越大,急回越显著;对心曲柄滑块机构θ=0、K=1,无急回;偏置曲柄滑块和摆动导杆机构有急回。▎四、压力角与传动角★★★【单选】压力角α:不计摩擦时,从动件上受力方向与该力作用点速度方向之间所夹锐角;传动角γ是压力角的余角(γ=90°−α,等于连杆与从动摇杆轴线所夹锐角)。【单选】传动角γ越大(压力角α越小),机构传力性能越好、效率越高(2026.3选“传动角”)。设计应使最小传动角γmin≥[γ],一般[γ]=40°,重载取50°。▎五、死点位置★★【单选】以摇杆为主动件,当曲柄与连杆共线时,传动角γ=0°(压力角α=90°),驱动力对从动件有效回转力矩为零,机构不能运动,称死点(2025.3死点主动件为摇杆;2024.22死点处传动角=0°)。【单选】摇杆处于两极限位置时,处于共线的两个构件是曲柄与连杆(2024.3)。【填空】死点并非都有害:可利用死点夹紧/防松,如机床夹具、飞机起落架、折叠桌、步进输送机构;克服死点可采用两组机构错位排列或加装飞轮。▎六、铰链四杆机构的演化【单选】改变构件形状和相对尺寸,转动副可演化为移动副(2024.4),从而得到:曲柄滑块机构(对心式/偏置式)、导杆机构、偏心轮机构(当曲柄长度很小、为增大强度和制造方便时,把转动副扩大成偏心圆盘,用于颚式破碎机、内燃机等小行程场合)。▎七、作图分析题要点(设计/分析大题)【设计】①曲柄摇杆两极限位置=曲柄与连杆两次共线(拉直共线、重叠共线),据此量出摇杆摆角ψ、极位夹角θ;②曲柄滑块据两次共线定滑块两极限位置,两位置间距即行程H;③图示位置压力角α、传动角γ的画法:连杆传力方向与摇杆(滑块)速度方向夹α,连杆与摇杆夹γ;④死点位置=从动曲柄与连杆共线位置。要求保留作图辅助线。▎八、四杆机构判型速查与真题回扣杆长条件所选机架机构类型满足Lmin+Lmax≤其余之和最短杆双曲柄满足最短杆的相邻杆曲柄摇杆满足最短杆的对边杆双摇杆不满足任意杆双摇杆【单选】极位夹角θ是曲柄两极限位置所夹锐角,不是摇杆摆角;K≥1,θ=0时K=1无急回;要设计有急回的机构就使θ>0。【填空】死点与自锁的区别:死点是机构中传动角γ=0导致的运动不确定(位置问题,可借惯性越过);自锁是机构中驱动力分力始终不足以克服摩擦(任何位置都不动)。第4章凸轮机构【本章考情】高频章:单选(2023.4、2024.5/6、2025.4/5、2026.4)、填空(2023.30、2024.23、2025.23)密集出;作图大题2024.37(偏置直动尖端从动件)、2026.32(尖端移动从动件盘形凸轮)。约占5~9分,作图套路固定,务必掌握。▎一、凸轮机构的组成与分类【单选】凸轮机构由凸轮、从动件(推杆)、机架三部分、即3个基本构件组成(2024.5)。【填空】按凸轮形状分:盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮;盘形凸轮是一个绕固定轴转动且径向(半径)尺寸变化的盘形构件(2024.23)。按从动件端部结构分:尖顶(尖端)从动件、滚子从动件、平底从动件;按运动形式分直动(对心/偏置)和摆动从动件。▎二、凸轮机构的运动参数★★【单选】从动件距凸轮回转中心最近的位置为最低位置(起始位置)。四个运动角:推程运动角δt、远休止角δs、回程运动角δh、近休止角δs′。【单选】从动件由最低位置运动到最高位置的最大位移称行程h(2025.4);从动件从最高位置回到最低位置时凸轮转过的角度称回程运动角(2023.4)。▎三、从动件常用运动规律与冲击★★★(单选必考)【单选】等速运动规律:从动件速度为常数,在推程始、末两点速度发生突变,瞬时加速度在理论上为无穷大,产生刚性冲击(2023.30),只适用于低速、轻载场合(2025.5)。【单选】等加速等减速运动规律:加速度在推程始、末两点以及前、后半程交接处发生有限突变,产生柔性冲击(2024.6——出现在推程始末两点和前、后半程交接处),用于中低速。【单选】简谐(余弦加速度)运动规律:加速度在始末处有限突变,有柔性冲击(当从动件做无停歇连续运动时可用于高速);正弦加速度(摆线)运动规律加速度连续无突变,无冲击,可用于高速。冲击程度:刚性冲击>柔性冲击>无冲击。▎四、凸轮轮廓设计——反转法【填空】反转法(相对运动法)原理:给整个凸轮机构叠加一个与凸轮角速度ω大小相等、方向相反(−ω)的公共转动,凸轮视为静止,从动件一方面随机架以−ω绕O回转,另一方面沿自身导路按既定运动规律相对移动,其端点轨迹即凸轮轮廓。【单选】凸轮轮廓曲线的形状主要取决于从动件的运动规律(2026.4选B);基圆半径取得越大,压力角越小、传力越好,但机构越不紧凑。▎五、压力角、基圆、偏距圆与作图★★★(大题)【分析】基圆:以凸轮回转中心O为圆心、以理论廓线最小向径为半径所作的圆,半径r0;偏距圆:以O为圆心、偏距e(导路到O的垂直距离)为半径的圆;对心直动e=0。【设计】作图题固定套路(2024.37、2026.32):①画出基圆、偏距圆;②用反转法沿−ω方向等分转角,作各位置导路(与偏距圆相切);③在导路上从基圆起量取对应位移得廓线点;④某点位移s=该点到基圆与导路交点的距离;⑤压力角α=该点轮廓法线(受力方向)与从动件运动方向(导路方向)所夹锐角;⑥转角δ=从动件两点接触位置对应凸轮转过的圆心角。要求保留作图线、只标注不度量数值。【单选】直动从动件许用压力角[α]≈30°,摆动从动件[α]≈35°~45°;压力角过大将自锁。▎六、滚子半径与运动失真【填空】为避免从动件运动失真,滚子半径rr应小于理论廓线的最小曲率半径ρmin,一般取rr≤0.8ρmin(2025.23);若rr过大,外凸廓线会变尖、相交而失真。★记忆/答题要点:口诀:等速刚性、加减速柔性、正弦无冲击;基圆看最小向径、偏距圆看偏距e;滚子必须小于最小曲率半径。▎七、从动件运动规律对比表(必背)运动规律加速度冲击类型适用场合等速始末突变→∞刚性冲击低速等加速等减速有限突变(3处)柔性冲击中低速余弦(简谐)始末有限突变柔性冲击中速正弦(摆线)连续无冲击高速【单选】刚性冲击出现在速度突变处(等速规律始末);柔性冲击出现在加速度有限突变处。同一凸轮转速越高冲击越剧烈。【填空】对心直动e=0,偏置可改善受力但要注意偏置方向;基圆半径r0↑→压力角α↓→传力↑但机构变大,设计是在“不超过许用压力角”前提下尽量取小r0。第5章间歇运动机构【本章考情】每套必考1道单选或填空:2023.5(可换向棘轮齿形)、2024.7(止回爪)、2025.6(齿式棘轮运动变换)、2026.5(槽轮实现单向间歇转动)、2024.24填空(槽数与动载荷)。约2分,属送分章。▎一、棘轮机构【单选】棘轮机构由棘轮、棘爪(驱动爪/主动爪)、止回爪(制动爪)、机架组成,把主动棘爪的往复摆动变换为棘轮的单向间歇转动(2025.6);止回爪防止棘轮倒转(2024.7考图中哪个是止回爪——不与摇杆固连、抵住棘轮背侧的那个)。【单选】齿式棘轮按齿形分:锯齿形(三角形)齿只能单向传动;矩形(梯形)齿可正反向换向传动(2023.5“可换向棘轮齿形为矩形”)。【填空】棘轮机构特点:结构简单、转角可调(用遮板)、但动程只能有级调节、冲击和噪声大、运动精度低,适用于低速、轻载;摩擦式棘轮(滚子超越离合器)可无级调速、平稳。▎二、槽轮机构【单选】槽轮机构(马尔他机构)由带圆销的主动拨盘、带径向槽的槽轮和机架组成,把拨盘的连续单向转动变换为槽轮的单向间歇转动(有停歇)(2026.5选槽轮机构)。【填空】槽轮每次转位时转过2π/z(z为槽数);槽数z越少,槽轮角加速度越大、动载荷(冲击)越大(2024.24),故槽数常取z=4~8,以4、6最多;圆销数可为单销或多销。对比:棘轮——摆杆往复摆动→棘轮间歇转动(棘爪);槽轮——拨盘连续转动→槽轮间歇转动(圆销入槽);不完全齿轮、凸轮式间歇运动机构也可实现间歇运动。▎三、棘轮与槽轮对比速记对比项棘轮机构槽轮机构主动件运动摇杆往复摆动(或连续转)拨盘连续转动从动件棘轮单向间歇转动槽轮单向间歇转动动程调节有级(遮板)调节转角由槽数固定平稳性冲击噪声大较平稳,槽数越少冲击越大应用牛头刨进给、起重止逆电影机、转塔刀架、回转工作台【填空】槽轮槽数z、运动系数τ=(z−2)/(2z)(单销外槽轮),z=4时τ=1/4,τ恒小于1/2;要增大运动时间可增加圆销数。第6章带传动和链传动【本章考情】重点章,单选、填空每套2~3题:带传动受力/应力/弹性滑动/V带型号/带速/包角(2023.9/10、2024.10/11、2025.7/8、2026.6/7),链传动(2024.26、2025.9、2026.24)。约4~6分。▎一、带传动的类型、特点与V带结构★★【单选】带传动分摩擦型(平带、V带、圆带)和啮合型(同步带)。普通V带截面为等腰梯形、两侧面为工作面(2023.25)。【单选】V带比平带传动能力强的根本原因是楔形(槽面)效应:V带嵌入轮槽,槽面摩擦使当量摩擦因数fv=f/sin(φ/2)显著增大(φ为槽楔角≈38°/34°/32°),相同张紧力和摩擦因数下能传递更大圆周力(2026.6选“有楔形效应”)。【填空】普通V带按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E共7种型号(2025.24);节宽bp、相对高度(基准宽度制);带的基准长度Ld为标准长度系列。▎二、带传动的受力分析★★★【计算】带工作前预紧,两边拉力相等均为初拉力F0;工作时绕上主动轮一边被拉紧称紧边(拉力F1),另一边被放松称松边(拉力F2)。有效圆周力(有效拉力)Fe=F1−F2,正是带与轮面摩擦力的总和。【单选】紧边、松边与初拉力关系:F1+F2=2F0(2023.9选D)。【单选】提高有效圆周力(承载能力)的途径:增大小带轮包角α1、增大摩擦因数f、增大初拉力F0(2026.7选A)。【单选】普通V带合适带速范围v=5~25m/s,最佳约20m/s(2023.10);v过小则所需有效拉力大、带根数多,v过大则离心拉应力过大。▎三、带的应力分析★★★【单选】带工作时同时存在三种应力:①拉应力(紧边σ1、松边σ2);②弯曲应力σb≈E·h/dd(绕过带轮产生,带轮基准直径越小、带越厚,弯曲应力越大);③离心拉应力σc=qv²/A。最大应力发生在紧边刚绕上小带轮处:σmax=σ1+σb1+σc。【单选】设计时限制小带轮基准直径dd1≥ddmin,是为了避免带内弯曲应力过大(2025.8、2026.23)而加速疲劳损坏。▎四、弹性滑动、打滑与传动比★★【单选】弹性滑动:带是弹性体,紧松边弹性变形不同,带在轮面上发生局部相对滑动,是摩擦带传动不可避免的物理现象,造成功率损失、带磨损并使主动轮圆周速度v1>带速v>从动轮圆周速度v2、传动比不恒定(2024.10)。【单选】打滑:当载荷超过最大有效圆周力时,带与小带轮面发生显著整体相对滑动,是可避免的失效形式;打滑首先发生在小带轮上。【单选】V带传动中心距取值过小会使小带轮包角减小、单位时间绕转次数增多,从而加剧弹性滑动、降低带的寿命(2024.11);中心距过大则引起带的颤动。▎五、失效形式、设计准则与张紧【填空】主要失效形式:打滑(承载能力不足)和带的疲劳破坏(脱层、撕裂、拉断);设计准则:在保证不打滑前提下,使带具有足够的疲劳寿命。单根V带额定功率P0随型号、dd1、v查表并修正(包角系数Kα、长度系数KL、传动比系数等)。【填空】张紧方式:调整中心距(定期/自动张紧)、张紧轮(张紧轮一般压在松边内侧、靠近大带轮,以免小带轮包角减小过多)。▎六、链传动★★【填空】滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子组成;相邻两销轴中心线间的距离称为链的节距p(2026.24),节距越大承载越高但动载荷越大;链号=节距×16/25.4。【单选】与带传动相比,链传动无弹性滑动和打滑、平均传动比准确、能在高温/多尘/油污环境工作、压轴力小(2024.26“链传动不会发生弹性滑动”);其主要缺点是瞬时链速和瞬时传动比周期性变化(多边形效应),引起动载荷、冲击、噪声,高速时易跳齿、脱链(2025.9选“易发生跳齿”)。【填空】链传动宜布置在水平或倾斜、紧边在上松边在下;链轮齿数不宜过少(动载荷大)也不宜过多(易跳齿掉链),常用z1=17~25。▎七、带传动应力与打滑易混点【单选】弹性滑动vs打滑:弹性滑动是局部、不可避免、正常现象(由弹性变形差引起);打滑是整体、可避免、失效形式(过载引起,先发生在小轮)。两者本质不同,选择题高频。【填空】带的最大应力σmax=σ1+σb1+σc,位于紧边进入小带轮处;σb=Eh/dd说明小带轮直径越小弯曲应力越大,这是限制ddmin的原因。【计算】小结论:v在5~25m/s;包角α1≥120°(最小不小于90°);中心距a0≈(0.7~2)(dd1+dd2);带根数z不宜超过10~12根以免受力不均。【填空】链传动多边形效应:链绕上链轮时链节呈正多边形,瞬时链速v=Rωcosβ周期变化,故瞬时传动比不恒定,但平均传动比恒定(这是与带传动“弹性滑动”的本质区别)。第7章齿轮传动【本章考情】全书第一重点章(含直齿、斜齿、锥齿):单选每套3~4题、填空每套1~2题;计算题第34题——渐开线标准直齿圆柱齿轮参数与几何尺寸,连续4套必考(7分);分析题31常考锥齿—斜齿/两级齿轮受力与旋向(2026.31)。本章约占12~16分,是过线关键。▎一、齿轮传动的类型、特点与齿廓啮合基本定律【单选】齿轮传动优点:传动比准确、效率高、寿命长、结构紧凑、功率与速度范围广;缺点:制造安装精度要求高、不宜中心距过大。【填空】齿廓啮合基本定律:相互啮合的两齿廓,其接触点的公法线必须始终通过连心线上的固定点P(节点),才能保证瞬时传动比恒定;以P为分点在两轮上形成的圆称节圆,节点处两节圆纯滚动。▎二、渐开线的形成与性质★★★(单选高频)【单选】渐开线:直线(发生线)沿固定圆(基圆)做纯滚动时,直线上一点的轨迹。四大性质:①发生线沿基圆滚过的线段长度=基圆上被滚过的弧长;②渐开线上任一点的法线必与基圆相切(2024.12);③渐开线的形状只取决于基圆半径大小,基圆半径相等渐开线形状相同(2023.11),基圆内无渐开线;④渐开线上各点压力角不等,离基圆越远压力角越大,基圆上压力角为0,分度圆上压力角为标准值20°,并非各点都为20°(2025.10错误项)。▎三、标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸★★★(计算必考)【计算】五个基本参数:齿数z、模数m、压力角α、齿顶高系数ha*、顶隙系数c*。标准值:α=20°,正常齿ha*=1、c*=0.25(短齿ha*=0.8、c*=0.3)。【计算】模数m=p/π(p为齿距),模数是齿轮几何尺寸和轮齿大小的基本度量,m越大轮齿越粗壮、承载越高,模数已标准化。【单选】齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称分度圆(2026.8选B);直径d=mz,是计算基准。【计算】标准直齿轮几何尺寸公式(务必背熟):⚙分度圆直径d=mz;基圆直径db=d·cosα=mz·cosα;齿距p=πm;齿厚s=齿槽宽e=p/2=πm/2;齿顶高ha=ha*m=m;齿根高hf=(ha*+c*)m=1.25m;全齿高h=ha+hf=(2ha*+c*)m=2.25m;齿顶圆da=d+2ha=m(z+2);齿根圆df=d−2hf=m(z−2.5);标准中心距a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2。【计算】第34题固定解题套路:由齿厚/齿槽宽e=πm/2(或齿距p、全齿高h=2.25m)先求m→由中心距a=m(z1+z2)/2求另一齿数→传动比i12=z2/z1=d2/d1=n1/n2→再套公式求d2、da2、df2、db2、h。参考2026.34:e=1.5π→m=3;a=195→z2=101;d2=303、da2=309、db2≈284.7、h=6.75。▎四、正确啮合、连续传动与中心距★★【单选】一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件:两齿轮的模数相等、压力角相等(m1=m2,α1=α2)。【单选】连续传动条件:重合度ε≥1(2026.9选D);重合度ε=实际啮合线长度/基圆齿距pb(2024.13),ε越大同时啮合齿对数越多、传动越平稳。【填空】标准齿轮标准安装时,分度圆与节圆重合、顶隙c=c*m、侧隙为零;中心距a=(d1+d2)/2。▎五、轮齿加工、根切与变位【单选】齿廓切削加工原理分两类:仿形法(成形法,用盘状/指状铣刀逐齿铣削)和展成法(范成法,利用齿廓啮合原理,如插齿、滚齿)(2025.25)。仿形法加工模数m<10mm的小模数齿轮用盘形(盘状)铣刀,大模数或人字齿轮用指状铣刀(2023.12);仿形法不需专用机床但精度低、有分齿误差,展成法精度高、同一把刀可加工同模数不同齿数齿轮。【填空】用展成法加工,当被切齿轮齿数少于最少齿数zmin时,刀具齿顶线会切去轮齿根部渐开线,称根切;标准直齿正常齿zmin=17。避免根切:①z≥zmin;②采用变位齿轮(正变位)。▎六、失效形式、设计准则与材料★★【单选】五种主要失效:轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿面塑性变形。①齿面点蚀(疲劳点蚀):闭式软齿面主要失效,是齿面接触应力反复作用产生麻点;②齿面胶合:高速、重载下油膜破裂、齿面金属粘连撕裂(2025.11);③齿面磨损:开式传动主要失效;④轮齿折断:过载或齿根弯曲疲劳;⑤塑性变形:重载软齿面。【单选】闭式软齿面(齿面硬度≤350HBS)齿轮,主要失效为点蚀,按齿面接触疲劳强度设计、再校核齿根弯曲强度(2024.14);开式齿轮主要失效为磨损,一般只按齿根弯曲疲劳强度设计(计算),并适当放大模数补偿磨损(2026.25);硬齿面或脆性材料则以弯曲强度为主。【单选】齿轮材料与热处理:软齿面(≤350HBS)用正火、调质(2023.13软齿面选调质),热处理后切齿;硬齿面用表面淬火、渗碳淬火、渗氮,磨齿。配对小齿轮硬度应比大齿轮高30~50HBS。▎七、受力分析与强度计算★★【分析】直齿圆柱齿轮啮合受力:法向力Fn沿啮合线,分解为圆周力Ft=2T1/d1、径向力Fr=Ft·tanα。方向规律:主动轮圆周力方向与其转动方向相反,从动轮圆周力方向与其转动方向相同;径向力各自指向自身轮心。【填空】齿面接触疲劳强度取决于齿轮(分度圆)直径或中心距;齿根弯曲疲劳强度取决于模数m。增大模数主要提高抗弯,增大直径/齿宽主要提高抗点蚀。▎八、斜齿圆柱齿轮★★★【填空】斜齿轮齿廓沿螺旋线形成,法面(法向)参数为标准值:法向模数mn、法向压力角αn=20°(2026.26);端面参数带t下标。螺旋角β一般取8°~20°。【计算】斜齿轮主要关系:mt=mn/cosβ;d=z·mn/cosβ;da=d+2mn;a=mn(z1+z2)/(2cosβ);当量齿数zv=z/cos³β(2023.26:z=30、β=12.5°,zv=30/cos³12.5°≈32.3);不根切最少齿数zmin=17cos³β。【单选】斜齿轮优点:啮合过程逐渐进入/退出,重合度大、传动平稳、噪声小、承载能力强,可凑中心距;缺点是产生轴向力。旋向分左旋、右旋(沿轴线竖看,螺旋线右高为右旋)。▎九、直齿锥齿轮★★【填空】锥齿轮用于传递两相交轴之间的运动和动力(2024.27),两轴交角Σ多为90°;以大端参数为标准值(大端模数m为标准模数)。【计算】直齿锥齿轮当量齿数zv=z/cosδ(δ为分锥角);传动比i=z2/z1=sinδ2/sinδ1,Σ=90°时i=cotδ1=tanδ2。【分析】锥齿轮受力:圆周力Ft、径向力Fr、轴向力Fa,轴向力方向由小端指向大端;两轴垂直时有Fa1=Fr2、Fr1=Fa2的对应关系。▎十、齿轮润滑【填空】齿轮传动的润滑方式主要取决于齿轮的圆周速度v大小(2023.27):低速用脂润滑、中速浸油(油浴)润滑、高速(v>12m/s左右)用喷油(油泵循环)润滑。▎十一、齿轮参数速算与易混点(计算大题必背)【计算】由已知条件反求模数m的三条路径:①给齿距p→m=p/π;②给齿厚s或齿槽宽e→s=e=πm/2→m=2e/π;③给全齿高h→h=2.25m→m=h/2.25。再由a=m(z1+z2)/2求未知齿数。【计算】几何尺寸链(标准正常齿):d=mz;da=m(z+2);df=m(z−2.5);db=mzcos20°;h=2.25m;ha=m;hf=1.25m;p=πm;s=e=πm/2。背熟后第34题7分稳拿。【单选】分度圆vs节圆:分度圆是单个齿轮固有的(标准模数压力角所在圆,唯一);节圆是一对齿轮啮合时才存在的(过节点)。标准安装时分度圆与节圆重合。基圆唯一决定渐开线形状。【单选】软/硬齿面设计主线:软齿面闭式→接触强度设计(防点蚀)、弯曲强度校核;开式/硬齿面→弯曲强度设计(防折断/磨损)。接触强度看直径d(或中心距a),弯曲强度看模数m。【分析】斜齿/锥齿旋向与轴向力:斜齿主动轮用左右手定则(旋向决定用哪只手、四指顺转向、拇指为轴向力方向),从动轮轴向力与之反向;为使中间轴轴向力抵消,应使两大齿轮轴向力方向相反,据此选配旋向(2026.31)。第8章蜗杆传动【本章考情】重点章:单选(2023.14、2024.15、2025.12、2026.10/11)、填空(2024.28、2025.26、2026.27)、分析题31蜗杆/蜗轮受力与转向(2023.31、2024.31、2025.31反复考)。约占5~10分。▎一、蜗杆传动的类型、特点【单选】蜗杆传动由蜗杆(似螺杆)和蜗轮组成,用于传递两空间交错轴(通常交错角Σ=90°)之间的运动和动力(2026.10选蜗杆传动);通常蜗杆为主动件。普通圆柱蜗杆(阿基米德ZA)最常用,按头数分单头、多头。【填空】优点:传动比大、结构紧凑、传动平稳无噪声、可做成自锁蜗杆;缺点:啮合面相对滑动大,摩擦发热大、效率低(自锁时效率<50%)、成本高(蜗轮常用贵重金属)。▎二、正确啮合条件与主要参数★★★【单选】Σ=90°时正确啮合条件:蜗杆轴向模数=蜗轮端面模数(ma1=mt2=m)、蜗杆轴向压力角=蜗轮端面压力角(αa1=αt2=20°)、蜗杆导程角γ=蜗轮螺旋角β且旋向相同(2025.12选ma1=mt2、αa1=αt2、γ=β)。【填空】蜗杆导程角(螺旋升角)γ:tanγ=z1·mx/d1;当蜗杆导程角γ小于啮合面当量摩擦角ρv时,蜗杆传动具有自锁性(2025.26),即只能蜗杆带动蜗轮、反之不动(用于手动葫芦、千斤顶)。【填空】蜗杆头数z1常取1、2、4(因制造原因螺纹线数一般不超过4条,2026.28填4);z1少则易自锁、效率低,z1多则效率高;蜗轮齿数z2=iz1,一般取28~80。▎三、失效形式、材料与精度【单选】因相对滑动速度大,主要失效为齿面胶合、磨损和点蚀(2023.14闭式蜗杆选“齿面点蚀或齿面胶合”),且多发生在蜗轮上。【单选】材料选择:蜗杆用碳素钢或合金钢(高速重载蜗杆常用低碳合金钢渗碳淬火,或中碳钢/中碳合金钢表面淬火,2026.11、2024.15);蜗轮用减摩耐磨的铸锡青铜、铸铝青铜(高速用锡青铜,低速用铝青铜或灰铸铁)。▎四、受力分析(分析大题31)★★★【分析】三对分力:圆周力Ft、径向力Fr、轴向力Fa。Σ=90°时存在对应关系:Ft1=Fa2、Fa1=Ft2、Fr1=Fr2,方向相反。方向判定:①蜗杆圆周力Ft1与蜗杆转向相反,蜗轮圆周力Ft2与蜗轮转向相同;②径向力各自指向轮心;③蜗杆轴向力Fa1用左右手法则——右旋蜗杆用右手、左旋用左手,四指顺蜗杆转向,大拇指指向即蜗杆轴向力方向(蜗轮圆周力与之反向,从而定蜗轮转向)。【分析】手动提升装置(2023.31、2025.31)解题步骤:由重物上升方向定蜗轮转向→据啮合关系反推蜗杆(手柄)转向或蜗杆旋向→再画蜗杆/蜗轮各分力方向。▎五、效率、润滑与热平衡★★【单选】蜗杆传动总效率η=η1·η2·η3,啮合效率近似η=tanγ/tan(γ+ρv);增大导程角γ、减小当量摩擦角ρv可提高效率(与螺旋副规律一致)。【填空】因发热大,需进行热平衡计算,使单位时间发热量=散热量。散热措施:箱体上加散热片(肋片)(2026.27)、在蜗杆轴上加装风扇强迫通风以提高表面散热(传热)系数(2024.28)、加装冷却水管或循环喷油。★记忆/答题要点:口诀:交错90°蜗杆,模数压力角看轴/端面、导程角等螺旋角同旋向;导程角小于当量摩擦角才自锁;蜗杆用钢、蜗轮用铜。▎六、蜗杆传动易混点与数字速记【单选】蜗杆/蜗轮材料配对:蜗杆用钢(淬火磨削),蜗轮用铜(锡青铜用于vs≥5~10m/s高速、铝青铜用于中速、灰铸铁用于低速vs≤2m/s)。【填空】蜗杆传动比i=n1/n2=z2/z1(注意是齿数反比、不是分度圆直径反比);z1=1、2、4,z2=iz1取28~80,z2过多会发生根切且不经济。【分析】受力方向口诀:“主动轮圆周力与转向相反、径向力指向轮心、轴向力看左右手”;蜗轮与蜗杆轴交错90°,故Fa1=Ft2、Ft1=Fa2、Fr1=Fr2且方向相反,知其一可推其余。【填空】蜗杆下置/上置:蜗杆圆周速度v≤4~5m/s时下置(浸油润滑、散热好),高速时上置(防搅油损失);热平衡不满足时加散热片、风扇、冷却水管。第9章轮系与减速器【本章考情】计算题第35题高频:2023.10、2024.4、2025.4三套均考轮系传动比(2026.4改考螺栓组,故2026年10月轮系回归概率极大);单选2026.12(周转轮系行星轮)、填空2025.27(差动轮系)。约7~9分。▎一、轮系的分类【单选】按运转时各齿轮轴线相对机架是否固定分:定轴轮系(所有齿轮轴线都固定)、周转轮系(至少有一个齿轮轴线绕另一固定轴线回转)、混合轮系(两者组合)。【单选】周转轮系由中心轮(太阳轮)、行星轮、系杆(行星架H)组成;轴线不固定、绕中心轮公转的齿轮称行星轮,周转轮系中行星轮至少有1个(2026.12选1)。【填空】周转轮系按自由度分:自由度F=1为行星轮系(有一个中心轮固定)、自由度F=2为差动轮系(两个中心轮都转动)(2025.27)。▎二、定轴轮系传动比★★★(计算必考)【计算】传动比=首轮与末轮角速度(转速)之比:i1k=n1/nk=(各对啮合从动轮齿数乘积)/(各对啮合主动轮齿数乘积)。①平面定轴轮系(全为平行轴圆柱齿轮):i1k=(−1)^m·(从动齿数积/主动齿数积),m为外啮合次数;外啮合一次转向变一次(乘−1),内啮合转向不变。②空间定轴轮系(含锥齿轮、蜗杆蜗轮等):齿数比大小照算,转向不能用(−1)^m,只能在图上用画箭头的方法逐对判定(2024.35、2023.35)。③同一根轴上的齿轮(双联齿轮、过轮/惰轮)转速相同;惰轮(介轮)只改变转向、不改变传动比大小。▎三、周转轮系传动比——转化轮系法★★★【计算】给整个周转轮系叠加公共转速(−nH)得转化轮系(定轴轮系),转化轮系传动比公式:⚙i13^H=(n1−nH)/(n3−nH)=(±)z2·z3/(z1·z2′),外啮合取负、内啮合取正;代入已知n1、n3、nH(固定轮n=0)即可解出未知转速与传动比。注意结果正负表示转化轮系中转向关系,实际转向要还原判断。▎四、混合轮系与轮系功用【计算】混合轮系解题三步:①分清哪些是定轴部分、哪些是周转部分;②分别列定轴传动比式和转化轮系式;③利用同轴/啮合关系联立求解(2025.35蜗杆+定轴)。【填空】轮系功用:实现大传动比传动、远距离传动、变速与换向、分路传动、运动合成与分解(汽车差速器即差动轮系分解运动)。▎五、减速器【填空】减速器用于原动机与工作机之间减速增矩。类型:圆柱齿轮减速器(展开式、同轴式、分流式)、锥齿轮、蜗杆、行星减速器;蜗杆减速器单级传动比最大、可自锁但效率低;已标准化、系列化。▎六、轮系判型与转化轮系易错点【单选】判型口诀:“轴线都固定→定轴;有齿轮绕别人轴线转→周转(行星轮+系杆H);两者都有→混合”。行星轮一定空套在系杆上、既自转又公转。【计算】转化轮系符号易错:i13^H=(n1−nH)/(n3−nH),等号右侧齿数比的正负只看转化轮系中1、3两轮的转向(外啮合次数),与实际转向无关;固定中心轮n3=0。【计算】含空间齿轮(锥齿、蜗杆)的定轴轮系:齿数比大小照常相乘,转向一律画箭头判定,不能用(−1)^m;同轴双联轮转速相同、齿数分别参与前后两对啮合。第10章螺纹连接【本章考情】重点章:单选(2023.7/8、2024.9、2025.13/14、2026.13/14)、填空(2023.24、2026.28)、分析推导(2024.32)、计算(2026.35螺栓组受旋转力矩,7分)。约占4~11分。▎一、螺纹的主要参数与常用螺纹★★【单选】主要参数:大径d(公称直径)、小径d1(危险截面、强度计算直径)、中径d2、螺距P、导程S=nP(n为线数)、螺纹升角(导程角)λ、牙型角α、牙侧角β。【单选】常用螺纹特点:矩形螺纹牙型角α=0°、传动效率最高但牙根强度弱、磨损后间隙无法补偿(2023.7);三角形(普通)螺纹牙型角60°、自锁性好、牙根强度高,用于连接;梯形螺纹牙型角30°、效率与强度居中、对中性好,用于螺旋传动;锯齿形螺纹只能单向传力。管螺纹用于管路密封连接。【单选】普通(三角形)螺纹内外螺纹旋合后无径向间隙、旋合紧密,是最主要的连接螺纹(2024.9);粗牙用于一般连接,细牙螺距小、自锁好、用于薄壁与微调。▎二、螺旋副的受力、效率与自锁★★【计算】拧紧时螺纹副力矩关系引入当量摩擦角ρv=arctanfv。螺旋副效率η=tanλ/tan(λ+ρv);提高效率应增大螺纹升角λ、减小当量摩擦角ρv(2026.13选C)。【填空】自锁条件:螺纹升角λ≤当量摩擦角ρv(与蜗杆自锁同理)。三角形螺纹牙侧角大、fv大,最易自锁。【填空】由于制造原因,螺纹线数(头数)一般不超过4条(2026.28),头数多则升角大、效率高但加工难、自锁差。▎三、螺纹连接的类型与预紧【单选】四种基本类型:螺栓连接(被连接件通孔、不切螺纹,可拆装)、双头螺柱连接(一厚一薄、经常拆装)、螺钉连接(一厚难通孔、不经常拆装,2025.28)、紧定螺钉连接。【单选】预紧目的:增强连接可靠性、紧密性和防松能力。控制预紧力通常使用定力矩(测力矩)扳手(2025.13),也可用测螺栓伸长量等方法。【计算】紧螺栓连接拧紧时螺栓同时受拉应力和螺纹力矩引起的扭转切应力,对M10~M68普通螺纹,可将拉力乘以1.3计入扭转的复合作用(2023.24——系数1.3就是考虑扭转切应力的影响);强度条件1.3F0≤[σ]·πd1²/4。▎四、螺纹连接的防松★★★(单选必考)【单选】防松根本:防止螺纹副相对转动。分三类——①摩擦防松:弹簧垫圈、双螺母(对顶螺母)、自锁螺母、弹性锁紧——2026.14选“弹簧垫圈”;②机械(直接锁住)防松:开口销与槽形螺母、止动垫圈、串联钢丝(2023.8选“串联钢丝、止动垫圈”);③破坏螺纹副关系(永久防松):冲点、点焊、粘接(2026.14冲点属此类,注意区分)。▎五、螺栓连接强度计算与螺栓组★★(计算/分析)【计算】受横向外载荷的普通螺栓连接靠接合面摩擦力传力:要求z·f·F0≥K·FΣ(z螺栓数、f摩擦因数、K可靠性系数),据此求所需预紧力F0≥K·FΣ/(z·f),再按1.3F0≤[σ]πd1²/4定小径d1(2024.32推导题)。【计算】受轴向工作载荷F的紧螺栓:螺栓总拉力F0=F′+[c1/(c1+c2)]F(F′为预紧力、c1螺栓刚度、c2被连接件刚度)(2025.14选C);也等于残余预紧力F1+工作载荷F。【计算】螺栓组受旋转力矩(靠摩擦传力,2026.35):由接合面摩擦力矩平衡K·FΣ·(D/2)=z·F0·f·(D0/2),即FΣ=z·F0·f·D0/(K·D);先由强度条件求单栓允许预紧力F0,再反求卷筒允许最大拉力。2026.35结果:[σ]=240MPa、F0≈27.7kN、Fmax≈25.4kN。【填空】提高螺栓连接强度措施:减小螺栓刚度(增大长度、用柔性螺栓)、增大被连接件刚度、合理布置螺栓(对称、均匀)、减小应力集中、均匀拧紧。▎六、螺纹连接易混点与数字速记防松方法类别举例弹簧垫圈/双螺母/自锁螺母摩擦防松靠附加正压力开口销+槽母/止动垫圈/串联钢丝机械防松直接锁住(最可靠)冲点/点焊/粘接永久防松破坏螺纹副【单选】螺纹用途:三角形(普通)螺纹连接(自锁好);矩形、梯形、锯齿形螺纹用于螺旋传动(效率高),其中梯形对中性最好、应用最广。【计算】强度计算两条主线:①受横向载荷普通螺栓——靠摩擦,先由zfF0≥KFΣ求F0,再按1.3F0校核拉伸(考虑扭转);②受轴向载荷——总拉力F0=F′+[c1/(c1+c2)]F。铰制孔螺栓直接靠杆受剪和挤压传力,不需很大预紧力。第11章联轴器与离合器【本章考情】以单选、填空为主:2023.15(弹性柱销联轴器)、2024.16(套筒联轴器)、2026.15(十字滑块联轴器补偿偏移)、2025.29(选型考虑因素)。约2分。▎一、联轴器【单选】联轴器用来把两轴牢固连接一同回转、传递运动和转矩,只有停机后拆卸才能分离。分两大类:①刚性联轴器:无补偿能力,要求两轴严格对中,包括凸缘联轴器、套筒联轴器(2024.16套筒属刚性)、夹壳联轴器;②挠性联轴器:能补偿两轴相对偏移。无弹性元件的(刚性可移式)——十字滑块联轴器(主要补偿径向偏移,也允许少量轴向偏移,2026.15)、滑块联轴器、齿式联轴器、万向联轴器;有弹性元件的——弹性套柱销、弹性柱销、轮胎式联轴器,能缓冲吸振。【单选】弹性柱销联轴器用尼龙柱销,传递转矩较大、寿命较长、结构简单,但吸振缓冲能力相对弹性套柱销稍差(2023.15);弹性套柱销联轴器缓冲吸振最好但弹性套易损。【填空】两轴相对偏移形式:轴向偏移、径向偏移、角(角度)偏移、综合偏移;按工作条件选联轴器类型时主要考虑两轴的对中情况(相对位移)、载荷性质、工作转速、安装维护、工作环境(2025.29)。▎二、离合器【单选】离合器在机器运转中可随时接合或分离,分嵌合式(牙嵌离合器,结构简单、外廓小,只能低速或停转时接合)和摩擦式(片式离合器,可任意转速接合、过载打滑保护,但有相对滑动、发热);安全联轴器/离合器过载时断开起保护作用,超越离合器(定向)实现单向传动。▎三、联轴器选型速查表使用要求选用类型两轴严格对中、载荷平稳凸缘联轴器(刚性)有较大径向偏移十字滑块/齿式联轴器两轴有角偏移/相交万向联轴器(成对使用)需缓冲吸振、正反转频繁弹性套柱销/弹性柱销联轴器运转中需随时接合分离离合器(牙嵌/摩擦)过载保护安全联轴器/安全离合器【填空】万向联轴器单个使用有角速度波动,主、从动轴瞬时转速不等,故常成对使用并使中间叉位于同一平面以实现等速。第12章滑动轴承【本章考情】单选(2023.16轴承衬材料、2025.15不适合材料、2026.16进油孔位置)、填空(2024.29轴承按摩擦分类)、计算(2023.36非液体润滑p、pv、v校核,6分)。约2~8分。▎一、类型、结构与轴瓦【填空】轴承按工作时摩擦性质分滑动轴承和滚动轴承两大类(2024.29)。滑动轴承按承载方向分径向(承受径向力)和推力(承受轴向力);按润滑状态分液体润滑(动压/静压)和非液体润滑(边界/混合摩擦)。【单选】轴瓦是直接与轴颈接触的零件,为节省贵重金属常在轴瓦内表面浇注一层减摩材料称轴承衬(轴瓦衬里);只适合浇注在轴瓦内表面做轴承衬的材料是轴承合金(巴氏合金/白合金,锡基/铅基)(2023.16),其减摩抗胶合最好但强度低、价贵,必须贴附在钢/铸铁瓦背上。【单选】滑动轴承材料应具有良好减摩性、耐磨性、跑合性、导热性和强度。常用:轴承合金(巴氏合金)、青铜(锡青铜/铝青铜)、铸铁、粉末冶金(含油轴承)、非金属(塑料/石墨);中碳钢不适合做滑动轴承材料(2025.15)。▎二、非液体润滑滑动轴承的校核计算★★(计算)【计算】非液体摩擦滑动轴承为维持边界油膜不破裂,按压强p、pv值、速度v三个准则校核:⚙p=Fr/(d·B)≤[p];pv=Fr·v/(d·B)=(Fr·πdn)/(60·1000·dB)≤[pv](量纲MPa·m/s);v=πdn/(60·1000)≤[v]。式中Fr径向载荷、d轴颈直径、B轴瓦宽度、n转速r/min。【计算】三式物理意义:限制p防过度磨损;限制pv防过热胶合(pv正比于单位面积摩擦功率);限制v防高速下磨损过快(即使p很小)。2023.36即给[p]=15MPa、[pv]=12MPa·m/s、[v]=4m/s,代入Fr=100kN、d=90、B/d=1.1、n=100逐一校核是否合格。▎三、润滑与油孔油沟【单选】润滑剂分润滑油(黏度是主要指标,速度高选低黏度、载荷大选高黏度)、润滑脂、固体/气体润滑剂。【单选】油孔、油沟应开在非承载区(油膜压力最小处):载荷方向向下时,油膜承载区在轴瓦底部,故进油孔应开在轴瓦顶部(2026.16选C);轴向油沟不能开通到两端以免漏油。▎四、液体动压润滑简介【填空】形成液体动压润滑的必要条件:①两摩擦面间必须有收敛楔形间隙;②两表面要有一定相对滑动速度且方向使润滑油由大口进、小口出;③润滑油要有适当黏度且供油充分。▎五、滑动轴承易混点【单选】轴承衬材料层次:钢/铸铁瓦背(保证强度)+轴承合金衬里(保证减摩),巴氏合金不能单独做瓦(强度太低),只能浇注衬里。【计算】校核三式何时不满足:p超→磨损;pv超→温升胶合;v超→高速磨损。任一项不合格都要重新选参数(增大d、B或换材料)。【填空】动压油膜形成过程:启动时轴颈与轴瓦金属接触→随转速升高把油带入楔形间隙→轴颈被油膜抬起→稳定运转时轴颈中心浮于一定偏心位置,形成压力油膜承载。第13章滚动轴承【本章考情】重点章:单选每套1~2题(代号/内径/类型/配合/预紧,2023.17/18、2024.17/18、2025.16/17、2026.17)、填空(2023.28内径、2026.29基孔制);计算题第36题——角接触/圆锥滚子轴承内部轴向力与轴向载荷,2024、2025、2026连续3年必考(7分);设计题轴系改错也涉及轴承装置。约占9~11分。▎一、结构、类型与特点★★【填空】滚动轴承由内圈、外圈、滚动体、保持架四部分组成;滚动体形状分球(滚珠)和滚子(圆柱、圆锥、球面、滚针)两类。【单选】常用类型代号与特性(必考):深沟球轴承6(主要承径向、也能承少量轴向、价廉、极限转速高);调心球轴承1、调心滚子轴承2(自动调心);圆锥滚子轴承3(能同时承较大径向和单向轴向载荷、成对使用、极限转速较低);推力球轴承5(只能承轴向载荷);角接触球轴承7(同时承径向和轴向载荷,接触角α越大轴向承载越强,成对使用);圆柱滚子轴承N(径向承载大、不能承轴向);滚针轴承NA。【单选】真题:30210是圆锥滚子轴承(滚动体为滚子)(2026.17选A);51210推力球、6310深沟球、7210AC角接触球;6312/P4为深沟球轴承(2023.17);同时承较大径向+轴向载荷且转速较高选角接触球轴承(类型代号7)(2023.18)。▎二、滚动轴承代号★★★(内径必考)【计算】基本代号=类型代号+尺寸系列代号(宽/高度系列+直径系列)+内径代号。内径代号×5=内径d(代号04~96时);特殊:00=10mm、01=12mm、02=15mm、03=17mm。真题:6302→代号02→内径15mm(2023.28);7210AC→10×5=50mm(2024.17);7202AC→02→15mm(2025.16)。后缀:AC接触角α=25°、C=15°、B=40°;/P0~/P6/P6x/P5/P4/P2为精度等级(P0最低、P2最高)。▎三、失效、寿命与选择计算【填空】失效形式:疲劳点蚀(正常使用主要失效,按基本额定动载荷做寿命计算)、塑性变形(低速/摆动,按额定静载荷)、磨损(密封不良)、内外圈和保持架破损。【计算】基本额定寿命L10=(C/P)^ε(10^6转),球轴承ε=3、滚子ε=10/3;C基本额定动载荷、P当量动载荷。当量动载荷P=XFr+YFa(Fr径向、Fa轴向,X径向系数、Y轴向系数)。▎四、角接触/圆锥滚子轴承轴向载荷计算★★★(计算大题36必考)【计算】角接触轴承承受径向力Fr时会派生内部轴向力S,方向由外圈宽边指向窄边(沿轴向使内圈有脱离外圈趋势)。计算公式S=Fr/(2Y)(圆锥滚子,Y为轴向系数)或S=e·Fr。【计算】解题四步(2024.36、2025.36、2026.36固定套路):①在图上画出两轴承内部轴向力S1、S2的方向(正装面对面时方向相对,反装背对背时相背);②分别计算S1=Fr1/(2Y)、S2=Fr2/(2Y);③把轴系上所有轴向外力(齿轮轴向力FA)与S1、S2按方向代数相加,比较两侧轴向力大小:轴向合力较大的一侧轴承被“压紧”,另一侧被“放松”;④放松端轴承的轴向载荷=它自身的内部轴向力;压紧端轴承的轴向载荷=除自身内部轴向力外其余所有轴向力的代数和。2026.36:S1=800、S2=1200、FA=700,S2+FA=1900>S1=800→轴承1压紧:Fa1=S2+FA=1900N,轴承2放松:Fa2=S2=1200N。▎五、组合结构设计(轴系改错高频)★★【单选】支承配置:两端固定(双支点单向固定,跨距小、温升低)、一端固定一端游动(长轴、高温)、两端游动。【单选】预紧目的:提高轴承旋转精度和支承刚度、减小振动、延长寿命,但降低摩擦力矩不是预紧目的(2024.18选B);预紧靠成对轴承加垫片/磨窄内(外)圈实现。【填空】配合:滚动轴承是标准件,内圈与轴采用基孔制(2026.29),轴颈常取k6、m6;外圈与座孔采用基轴制,孔常取J7、H7。内圈转动、外圈固定时内圈与轴颈配合选k6(2025.17)。【填空】装拆:内圈拆卸用拉马,故轴肩高度不得超过轴承内圈厚度(要留出拆卸高度);润滑分脂润滑(dn小)和油润滑(dn大);密封分接触式(毡圈、唇形密封圈)和非接触式(间隙、迷宫、甩油环)。▎六、轴承代号与轴向载荷计算速记【计算】内径速算:00→10、01→12、02→15、03→17;04及以上=代号×5。例6208→d=40mm、30312→d=60mm、7204C→d=20mm。【计算】“压紧/放松”判据:把两内部轴向力与外加轴向力按同一轴线规定正方向求和比较——被“顶住”的一侧(合力较小的一侧)压紧。压紧端Fa=另一侧全部轴向力之和;放松端Fa=自身S。正装(面对面/O型)与反装(背对背/X型)只影响S的方向,不影响方法。【单选】类型选择:纯径向→深沟球6/圆柱滚子N;径向为主+少量轴向→深沟球;径向+轴向都大、转速高→角接触球7(成对);径向+轴向都大、转速中低→圆锥滚子3(成对);纯轴向→推力球5;两轴孔不同心→调心1/2。第14章轴(含轴毂连接:键·花键·销)【本章考情】重点章:单选(2023.6键型、2025.18半圆键/19倒角、2026.18平键失效/19弯曲应力)、填空(2023.23楔键工作面/29心轴、2024.25销)、分析(2023.32平键选择);设计题37轴系结构改错连续4套必考(8分)。约占10~12分。▎一、轴的分类与材料★★【单选】按承载分:转轴(既承弯矩又承转矩,最常见,如减速器齿轮轴)、心轴(只承弯矩不承转矩,分固定心轴和转动心轴,如自行车前轮轴=固定心轴)、传动轴(主要承转矩、弯矩很小,如汽车传动轴)。【单选】自行车前轮轴属固定心轴,只承受弯矩(径向载荷)、不传递转矩(2023.29)。【填空】轴的材料以碳素钢(35、45钢正火/调质)为主,重要轴用合金钢(40Cr),球墨铸铁可做形状复杂的曲轴;合金钢不能显著提高轴的刚度(弹性模量相近)。▎二、轴的应力特性★★【单选】单向转动的转轴,其弯曲应力为对称循环变应力(循环特性r=−1)(2026.19)——因轴表面某点随轴转动,应力在+σ~−σ间变化;正、反转动工作的轴其转矩按对称循环处理(2023.19);频繁启停的转矩近似脉动循环(r=0)。【单选】按弯扭合成强度计算时引入应力折算系数α:对不变的转矩取α≈0.3、脉动循环转矩取α≈0.6、对称循环转矩取α=1(2024.19脉动循环选0.6)。当量弯矩Me=√(M²+(αT)²)。▎三、轴的结构设计(轴系改错核心)★★★【设计】轴由轴头(装轮毂)、轴颈(装轴承)、轴身组成;轴上零件要双向轴向固定与周向固定。轴向固定:轴肩/轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈、弹性挡圈、紧定螺钉、圆锥面;周向固定:键、花键、过盈配合、成形连接、销。【设计】轴系结构改错常见错误清单(设计题37直接套用,每套至少找7~8处):①轴承端盖与箱体间缺调整垫片(无法调整轴承间隙及轴系轴向位置,示例(1)已给);②轴肩过高,超过轴承内圈厚度,轴承无法拆卸;③齿轮(轮毂)轴向定位不可靠:两侧缺轴肩/套筒、或轮毂比配合轴段短导致无法夹紧;④键槽过长/键顶面与轮毂键槽底应留间隙、同一轴上键槽应布置在同一母线;⑤密封圈(毡圈/唇形圈)处轴径与密封件不匹配、唇口方向装反;⑥端盖与转动轴之间缺间隙(直接摩擦)或缺密封;⑦套筒同时顶住轴承内、外圈(应只顶内圈);⑧轴承缺少轴向固定或内外圈双向都被顶死(热胀卡死);⑨轴上零件无周向固定(缺键);⑩轴端无倒角、轴段长度不当导致装配不到位;⑪左、右轴承座孔端面缺加工面/垫片;⑫联轴器/带轮轴向固定不可靠、定位轴肩过高。【填空】轴的结构工艺性:为便于装配并避免擦伤配合表面,轴端和轴肩处一般加工出倒角(2025.19);需磨削的轴段留砂轮越程槽、切制螺纹处留退刀槽;轴径应圆整为标准值、由两端向中间逐段增大便于拆装。▎四、轴毂连接——键、花键、销★★(高频小题)【单选】键主要实现轴与轮毂之间的周向固定并传递转矩。类型与特点:平键:靠两侧面传力,对中性好、应用最广;普通平键(A圆头/B方头/C单圆头)属静连接,导向平键、滑键属动连接(轮毂可轴向移动)。半圆键:键为半圆形、可在键槽中绕几何中心摆动、工艺性好、装配方便,特别适用于锥形轴端,但键槽较深、对轴的强度削弱(应力集中)较大(2023.6、2025.18)。楔键:上、下表面为工作面(有1:100斜度),靠楔紧摩擦力传力、能承受单向轴向力,但对中性差,用于低速、低精度;楔键的上、下表面为工作面(2023.23),平键工作面是两侧面。切向键承载大、用于重型低速;花键多齿传力、承载大、对中性和导向性好,用于载荷大、需滑移的场合。【单选】普通平键静连接的主要失效形式是较弱零件工作面被压溃(2026.18选压溃);导向平键/滑键动连接主要失效是工作面过度磨损。【计算】平键是标准件:键的截面尺寸b×h按轴径d查标准选取,键长L按轮毂宽度B取(略短于轮毂,一般L=B−(5~10)并取标准系列);挤压强度σp=2T/(d·k·l)≤[σp],k≈h/2、l为键工作长度。【分析】平键选用与强度不足措施(2023.32):按轴径d=40、轮毂宽B=2d查表选b×h=12×8、A型普通平键,长度取标准系列;单键强度不足时,可采用相隔180°布置的两个平键(考虑不均匀系数按1.5个计),或改用花键、增大键长/轮毂长、适当增大轴径。【单选】平键连接中,键、轴、轮毂三者许用挤压应力不同时,连接的许用挤压应力取三者中的最小值(2024.8:取50MPa)。【填空】销按作用分为定位销、连接销、安全销(2024.25);定位销用于固定零件相对位置,一般用两个;安全销过载剪断起保护。▎五、轴的强度计算【计算】①按扭转强度初估轴径:d≥C·(P/n)^(1/3);②按弯扭合成:作轴的受力简图→求支反力→画弯矩图M、转矩图T→当量弯矩Me=√(M²+(αT)²)→校核危险截面

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