机械设计知识点燕山大学
第二章螺纹联接
1、螺纹紧固件联接的类型：螺栓、螺钉、双头螺柱、紧定螺钉
按受力情况不同可分为：受拉螺栓（普通螺栓）、受剪螺栓（铰制孔螺栓）
（1）螺栓联接：无需在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料限制。构造简单，拆装方便。
（2）螺钉联接：不宜用于时长装拆的联接。
（3）双头螺柱联接：用于受结构限制而不能用螺栓或希望联接结构较紧凑的场合，可多次拆装。
（4）紧定螺钉联接：固定两个零件的相互位置，并可以传递不大的力或转矩。不适用多次拆装，以免破坏螺纹孔。
2、螺纹联接的拧紧
（1）目的：增强联接的刚性、增加紧密型、提高防松能力。（对于手拉紧螺栓联接，还可以提高螺栓的疲劳强度；对于受剪螺栓，有利于增大联接的摩擦力）
（3）在静载荷下，螺纹连接能满足的自锁条件为：导程角小于当量摩擦角
4、力与变形的关系：螺栓总拉力为工作载荷与被联接件给它的剩余预紧力之和
5、提高螺栓联接强度的措施：
（1）避免附加应力方法：A、采用球面垫圈B、采用斜垫圈C、采用凸台座D、米用沉头座E、米用环腰
（2）预紧力：采用带有承压凸缘的螺栓头部比采用垫圈效果好些。
（3）减少应力集中：适当增大牙根圈角半径以减轻应力集中；在螺纹收尾处用退刀槽，在螺母承压面以内的螺栓杆有预留螺纹
（4）减小应力幅：减小螺栓刚度或增大被连接件的刚度
减小螺栓刚度的措施：适当增大螺栓的长度；部分减小螺栓杆直径或作成中空的结构即柔性螺栓；在螺母下安装弹性元件。
（5）材料的力学性能和制造工艺：高强度钢，碳氮共渗等热处理。
6公式中的1.3考虑剪切应力的影响
第三章键、花键及销联接
1. 键联接的分类：平键和半圆键构成松联接；斜键构成紧联接。
2. 平键：侧面是工作面，靠键与键槽的互相挤压传递扭矩。按用途分为：普通平键、
导向平键、滑键。
3. 半圆键：用于静联接，侧面是工作面。缺点一一轴上的键槽较深，对轴的削弱较大。
4. 楔键：斜键的一种，键的上下两面是工作面，可以传递单项轴向力，应用较少。
5. 平键的失效形式：压溃（静联接）、磨损（动联接）、剪短。 花键的分类：矩形、渐开线、三角形。（可用于静动联接）
（1） 矩形花键的定心方式：A 、按外径定心B 、按内径定心C 、按侧面定心 （2） 渐开线花键的定心方式：A 、按外径定心B 、按齿形定心
（3） 失效形式：压溃、磨损、弯断或简断。
销联接：用于固定零件之间的互相联接，也可用于轴和轮毂或其他零件的联接 并传
递不大的载荷。（圆锥销有1:5 0的锥度）
8. 导键和滑键都用于动联接
9. 键与其相对滑动的键槽之间的配合为间隙配合
10. 毂是较弱零件，挤压强度或磨损等强度计算按毂计算
11. 轴向移动距离较大时，宜采用销键
12. 圆柱销如果多次拆装会松动［利用微量过盈装配在铰光销孔中］失去定位的精确 性和联接的紧固性
13. 圆锥销在受横向力时可以自锁
14. 内螺纹圆柱销、内螺纹圆锥销和螺尾圆锥销等主要用于不能开孔或拆卸困难的场 合，开尾圆锥销主要用于受冲击或振动载荷的情况下
第五章带传动
1. 带传动是利用张紧在带轮上的带，借助他们间的摩擦或啮合，进行两轴（或多 轴）键运动和动力的传递
2. 带传动的类型：（带的截面）平带传动、V 带传动、特殊带传动
（传动形式）开口传动、交叉传动、半交叉传动、张紧轮 （传动
原理）摩擦型、啮合型
3. 弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动。 （由于摩擦力使带 的两边发生不同程度的拉伸变形，摩擦力是这类传动中所必须的，所以弹性滑动 是不可避免的。）
弹性滑动引起的后果：降低传动效率；带的磨损；从动轮的圆周速度低于主动轮； 发热，使带的温度升高。
4打滑：由于过载引起的带在带轮上的全面滑动。避免过载就可以避免。
打滑造成带的严重磨损，并使带的运动处于不稳定状态，带在大轮上的包角大于 小轮上的包角，所以打滑总是先从小轮上开始。
5. 提高带传动工作能力的措施：增大摩擦系数；增大包角；尽量使传动在最佳速 度下工作；采用新型带传动；采用高强度材料。
6. 带的型号：YZABCDE
7. 张紧装置：定期张紧；自动张紧。
8平带传动的工作面是与轮面相接触的内表面，用于传动轴间距大的情况
6、 7、
9V带传动的张紧力和包角均可较小，可获得较大的传动比和较小的轴间距
10带传动的结构简单，传动平稳，造价低廉，不需要润滑、缓冲吸振，带是弹性体，受力后必然产生弹性变形，传动时紧边松边拉力不同，弹性变形不同
11带的失效形式：打滑、带疲劳，承载能力受两种失效形式的制约
12带传动的主要设计依据：在不打滑的前提下，保证带具有一定的疲劳强度和寿命
13普通V带选型受设计功率Pd和小带轮转速的影响（由Pd=KA P决定）
第六章齿轮传动
1.齿轮传动的分类：（按照两轮轴的相对位置）圆柱齿轮传动；圆锥齿轮传动；交错轴斜齿轮传动（按齿轮工作情况）开式齿轮传动；闭式齿轮传动
2.失效形式：疲劳折断；过载折断；齿面点蚀；胶合；磨损；塑性变形。
3.对齿轮材料的基本要求是：齿面要硬，齿心要韧，良好的切削加工性能
4.软齿面齿轮布氏硬度小于350,大小轮之间要求有一定硬度差
5齿轮传动的计算准则：保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的两种计算准则［闭式］
开式：齿根弯曲疲劳强度计算，按齿面接触疲劳强度校核
闭式：按接触强度设计，按弯曲疲劳强度校核
6齿轮传动的解除疲劳强度取决于齿轮的直径（或中心距）
7模数大小需曲弯曲疲劳强度确定
第七章蜗杆传动
1?蜗杆传动的分类：（按形状）圆柱；环面；锥蜗杆
2.圆柱蜗杆：阿基米德蜗杆；渐开线蜗杆；法向直廓蜗杆。
3.蜗杆传动的主要失效形式是蜗轮齿面产生胶合、点蚀和磨损，很少发生轮齿弯曲折断
4.蜗杆传动用于传递交错轴之间的回转运动
5.蜗杆传动的主要优点：结构紧凑、工作平稳、无噪声、能得到较大的传动比
6.通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称作中间平面
7.选材要求：有优良的减摩性，有一定的强度
8.蜗杆基本参数：模数m，齿形角a 0,中圆直径d1,导程角丫= 8涡轮的螺旋角，直径系数q,蜗杆头数z1,蜗轮齿数z2,传动比i，齿数比u中心距a变位系数
【蜗杆头数少，易于得到大传动比，但导程角小，效率低，发热多，自锁性好蜗杆头数多，效率高，若头数过多，导程角大，制造困难】
9.蜗杆传动变位目的：凑中心距、凑传动比
10.阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件在中间平面，蜗杆的轴向模数和轴向压力角应分别等于涡轮的端面模数和端面压力角
11.通过蜗杆轴线并与涡轮轴线垂直的平面成为中间平面
12.传递运动时，为了保证传动的平稳性，涡轮齿数应不少于28齿，一般取
Z2=32~63,涡轮越大，蜗杆越长，蜗杆刚度越小，涡轮齿数一般不大于100
第八章链传动
1?链传动的类型：套筒链；套筒滚子链；齿形链；成形链。
2. 滚子链的链节数：偶数；奇数
3. 。链传动的动载荷：不宜用高速
原因一一（1）链传动和从动轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。 链的加速的越大，动载荷越大。
（2） 链沿垂直方向的分速度也做周期性变化，使链产生横向振动，这 也是链传动产生动载荷的原因之一。
（3） 链节进入链轮的瞬时，链节与链轮以一定的相对速度啮合，链与 轮齿将受到冲击，并产生附加动载荷。
（4） 若链张紧不好、链条松弛，在启动、制动、反转、载荷变化等情 况下，将产生惯性冲击，使链传动产生很大的动载荷。
4. 滚子链的失效形式：脱链；磨损（点蚀）；冲击疲劳破坏；胶合；过载拉断。
5. 链传动与带传动比较：1、无滑动，可以得到较准确地传动比 2、传动效率较 高，打到98% 3不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小 4、可以在比较 恶劣的环境中使用5、瞬时速度不均匀，传动平稳性较差，有噪声
6. 滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子组成
7. 只有当链轮的齿数相等及紧边长度恰好为链截距的整数倍时， 瞬时传动比才能 得到恒定值
8. 链轮转速愈高、链截距愈大-承载能力越大，链轮齿数愈少，动载荷都将愈大 9. 链轮齿数一般限制在9 10. 链节数最好选用偶数，所以链轮齿数最好选质数或不能整除链节数的数 第十章轴 1?轴的分类：转轴（同时受转矩和弯矩）、心轴（受弯矩）、传动轴（受转矩） 2轴的材料：碳素钢、合金钢 3. 轴的强度计算：按许用切应力计算；许用弯曲应力的计算；安全系数校核 4. 零件在轴上的固定 周向固定：键、花键、成形、销、弹性环、过盈联接 轴向固定：轴肩（轴环）、挡圈、圆螺母、套筒、圆锥形轴头 5. 提 高轴的强度、刚度和减轻重量的措施 （1） （2） （3） （4） 合理布置轴上零件、减小轴承受的转矩 改进轴上零件结构、减小轴承受的弯矩 改进轴的结构、减少应力集中 改善表 面品质，提高轴的疲劳强度 6.按许用切应力计算需初步估算轴径以便进行结构设计 7.轴受载荷以后要发生弯曲［挠度、转角］和扭转变形 8.轴的临界转速不止有一个 第十一章滚动轴承 1.滚动轴承的构造：内圈、外圈、滚动体、保持架。 2.轴承的分类：（按承受载荷的方向和大小）径向接触轴承；向心角接触轴承；推力角接触轴承；轴向推力轴承。（滚动体）球轴承；滚子轴承 3.轴承轴向力的计算 4.轴承的密封：非接触式密封装置：缝隙式，沟槽式，挡圈式，甩油环，迷宫式。接触式密封装置：毡圈式，密封圈式。 5.当内圈、外圈轴线重合，并且元件无弹性变形时流动体与内、外圈流通接角处 的法线与轴承径向平面间的夹角叫公称接触角 6.轴承代号 7.滚动轴承的工程尺寸是内径 8.滚动轴承的类型选择： （1）转速较高，载荷不大，而旋转精度要求较高时宜用球轴承；转速较低，载 荷较大或有冲击载荷时宜用滚子轴承 （2）当径向载荷和轴向载荷都比较大时，若转速高宜用角接触球轴承，若转速 不高宜用圆锥滚子轴承；当径向载荷比轴向载荷大得多并且转速较高时宜用向心球轴承，当轴向载荷比径向载荷大得多并且转速较低时常用两种不同类型的轴承的组合，让它们分别承受轴向及径向载荷 （3）支承刚度要求较高时，可成对采用角接触型轴承 （4）需调整径向间隙时宜采用带内锥孔的轴承 （5）支点跨距大，轴的变形大或多支点轴，宜采用调心轴承。 9.常用滚动轴承：深沟球轴承｛主要承受径向载荷和一定的双向轴向载荷，极限转速高，结构简单，价格低廉｝角接触球轴承｛能同时承受较大的径向载荷和单向轴向载荷，接触角越大承受轴向载荷的能力越大｝圆锥滚子轴承｛承受较大的径向载荷和单向轴向载荷，极限转速低｝ 10基本额定寿命L10: —批相同的轴承，在相同运转条件下，其中90%勺轴承在疲劳剥落前所能运转的总转数，或在一定转速下所能运转的总工作小时数 11.基本额定动载荷C:基本额定寿命L10=1C6转时轴承所能承受的最大载荷，指大小方向恒定的载荷 12.当量动载荷：滚动轴承的实际运转条件，一般与确定额定动载荷的条件不同。 为了进行寿命计算。需将实际载荷换算成一个假定载荷，在假定载荷作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相同，则这个假定载荷为当量动载荷 13.基本额定静载荷C0轴承受力最大的滚动体与滚道接触处所产生的塑性变形量之和为滚动体直径的万分之一时的载荷量 14滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，外圈与外壳孔的配合采用基轴制 15.滚动轴承使用的润滑剂分润滑脂和润滑油两种 第十二章滑动轴承 1?径向滑动轴承的分类：整体式，剖分式。 2.轴承的分类：完全液体摩擦轴承，非完全液体摩擦轴承，干摩擦轴承。3滑动轴承的材料：轴瓦和轴承衬的材料 4.轴承合金锡铅锑铜的合金 5.限制轴承PV值也就是限制轴承的温升 第十三章联轴器和离合器 1联轴器主要用作联接两轴使之一同回转，以传递运动和转矩。联轴器只有在机器停车后拆开时才能把两轴分离。离合器在机器工作时就能使两轴分离和接合, 以便进行变速和换向等操作 2联轴器的分类 刚性联轴器 联 轴 器 的 分类挠性联轴器