[精选PPT]机械设计期末复习
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机械设计基础期末考试复习知识点PPT课件
② 当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时， 无论哪杆为机架，均为 双摇杆机构。）
掌握：1）四杆机构的基本类型（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆） 2）曲柄存在的条件（ 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 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 ）
3）急回运动行程速比系数、压力角、传动角、 死点等基本概念；
第十二章 滚动轴承
重点掌握：滚动轴承尺寸选择（ 基本额定寿命、当量动载荷的计算、
角接触轴承轴向载荷的计算）
掌握：1）滚动轴承的主要类型及其代号 2）滚动轴承的类型选择原则 3）基本额定寿命和基本额定动载荷等概念 4）滚动轴承的组合设计
第十四章 轴
重点掌握：轴的结构设计（ 轴上零件轴向固定、轴上零件周向固定等）
机械设计基础
复习
复习要领： 按章不按节，复习要有系统性、综合性、
前后呼应，用好每章结尾部分的结构图。 “重点掌握”——最重要的内容 “掌握”——重要的内容 “了解”——次重要内容
第一章 绪论
掌握：1）机器的特征
都是人为的实物的组合；各种部分间具有确定的相对运 动；可做有用功，完成能量、物料、信息的变换或传递。
第六章 齿轮传动
重点掌握：1）渐开线齿轮各部分名称、基本参数(齿数、 模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）和几何尺寸计算(分度圆、基圆、
齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高、齿距/周节、齿厚、齿槽宽；外啮合标 准中心距）
2）直齿圆柱齿轮传动的设计计算(受力分析、强
度计算力学模型[接触：赫兹公式，弯曲：悬臂梁] 、强度计算的主要系数YFa、ZH 等等的意义及影响因素）
➢ 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对 顶螺母属于摩擦放松。
掌握：1）四杆机构的基本类型（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆） 2）曲柄存在的条件（ 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 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 ）
3）急回运动行程速比系数、压力角、传动角、 死点等基本概念；
第十二章 滚动轴承
重点掌握：滚动轴承尺寸选择（ 基本额定寿命、当量动载荷的计算、
角接触轴承轴向载荷的计算）
掌握：1）滚动轴承的主要类型及其代号 2）滚动轴承的类型选择原则 3）基本额定寿命和基本额定动载荷等概念 4）滚动轴承的组合设计
第十四章 轴
重点掌握：轴的结构设计（ 轴上零件轴向固定、轴上零件周向固定等）
机械设计基础
复习
复习要领： 按章不按节，复习要有系统性、综合性、
前后呼应，用好每章结尾部分的结构图。 “重点掌握”——最重要的内容 “掌握”——重要的内容 “了解”——次重要内容
第一章 绪论
掌握：1）机器的特征
都是人为的实物的组合；各种部分间具有确定的相对运 动；可做有用功，完成能量、物料、信息的变换或传递。
第六章 齿轮传动
重点掌握：1）渐开线齿轮各部分名称、基本参数(齿数、 模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）和几何尺寸计算(分度圆、基圆、
齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高、齿距/周节、齿厚、齿槽宽；外啮合标 准中心距）
2）直齿圆柱齿轮传动的设计计算(受力分析、强
度计算力学模型[接触：赫兹公式，弯曲：悬臂梁] 、强度计算的主要系数YFa、ZH 等等的意义及影响因素）
➢ 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对 顶螺母属于摩擦放松。
机械设计期末总复习.ppt
(铅垂向下)
Px P sin 30 6000 sin 30 3000 N
轴向载荷：
(水平向右)
M
倾覆力矩：
Px
180
Py
420
3000180
5196 420
2.722106 N mm
该螺栓组连接在这三种简单载荷作用下可能发生的
失效如下: (1) 在横向载荷作用下 , 托架下滑; (2) 在轴向 载荷和倾覆力矩作用下 , 接合面上部分离 ; (3) 在倾覆力 矩和轴向载荷作用下 , 托架下部或立柱被压溃; (4) 受力 最大螺栓被拉断.
K f 1.2 ，螺栓相对刚度
cb 0.2 ，载荷
cb cm
P 6KN
设计此螺栓组连接。
420 100 100
Px
210
500
O
210O
210
180
P 30P 6KN Py
280
1.螺栓组受力分析载荷P可分解为：
横向载荷： Py P cos30 6000 cos30 5196 N
显然，这里z 4 ，m 2 ，每个螺栓的预紧力
F'
KFs
1.2 2104
N
2104 N
zsm 4 0.15 2
2) 确定螺栓的许用应力 [ ]
由6.8级螺栓已知条件，可知其公称抗拉强度b 600MPa ，
屈服点 s 0.8 600 480MPa ，于是许用应力
F Q 16000 4000N 44
R （2)计算螺栓的预紧力 F ' 由于有轴向载荷的作用，接合面间的 压紧力为剩余预紧力，故有
机械设计总复习ppt
一、什么是摩擦学？ 二、表面性质
表面形貌（不光滑，参数） 表面组成（分层） 三、表面接触 名义接触面积 实际接触面积 大致关系
四、摩擦
摩擦、摩擦力 摩擦理论（了解） 摩擦按摩擦（润滑）状态分类： 干摩擦 边界摩擦（润滑） 液体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑 ）
五、磨损
1、磨损的定义 2、一般磨损的过程 （1） 跑合阶段 （2） 稳定磨损阶段 （3）急剧磨损阶段
2.应力
静应力、变应力
周期循环变应力 应力循环特性系数r
r min max
最大应力、最小应力、平均应力、应力幅，线图表示
应力与失效的关系？影响疲劳强度的主要应力成分？
3.载荷与应力关系 例子
二、机械零件的失效形式 1.定义 2.常见的失效形式 举例
三、机械零件的工作能力 1.定义 2.主要工作能力
第三章 螺纹连接
一、螺纹主要参数 1、大径 d：公称直径 2、小径 d1: 强度计算中危险截面的计算直径。 3、中径 d2: 几何关系计算 4、螺距 p: 5、导程 s: s = n·p 6、螺旋升角 λ：tanλ = s/ π·d2 7、牙型角、牙型半角
二、螺纹的种类 P36 表3-1 1、三角形螺纹 牙型角大，当量摩擦角大，自锁性能好，主
要用于连接 普通螺纹 圆柱管螺纹
普通螺纹：粗牙、细牙自锁性对比
2、矩形螺纹 3、梯形螺纹 4、锯齿形螺纹
牙型角小，当量摩擦角小， 传力大，效率高。 主要用于传动
三、螺纹连接的类型（不要与螺纹类型混淆）
注意结构特点、应用场合
1.螺栓连接 普通螺栓和铰制孔用螺栓
2.双头螺柱连接 3.螺钉连接 注意：双头螺柱连接与螺钉连接
图示 跑合的意义 3、磨损按机理分类 （1）粘着磨损 （2）磨粒磨损 （3）疲劳磨损 （4）腐蚀磨损 与时间的关系？ 对应实例？
表面形貌（不光滑，参数） 表面组成（分层） 三、表面接触 名义接触面积 实际接触面积 大致关系
四、摩擦
摩擦、摩擦力 摩擦理论（了解） 摩擦按摩擦（润滑）状态分类： 干摩擦 边界摩擦（润滑） 液体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑 ）
五、磨损
1、磨损的定义 2、一般磨损的过程 （1） 跑合阶段 （2） 稳定磨损阶段 （3）急剧磨损阶段
2.应力
静应力、变应力
周期循环变应力 应力循环特性系数r
r min max
最大应力、最小应力、平均应力、应力幅，线图表示
应力与失效的关系？影响疲劳强度的主要应力成分？
3.载荷与应力关系 例子
二、机械零件的失效形式 1.定义 2.常见的失效形式 举例
三、机械零件的工作能力 1.定义 2.主要工作能力
第三章 螺纹连接
一、螺纹主要参数 1、大径 d：公称直径 2、小径 d1: 强度计算中危险截面的计算直径。 3、中径 d2: 几何关系计算 4、螺距 p: 5、导程 s: s = n·p 6、螺旋升角 λ：tanλ = s/ π·d2 7、牙型角、牙型半角
二、螺纹的种类 P36 表3-1 1、三角形螺纹 牙型角大，当量摩擦角大，自锁性能好，主
要用于连接 普通螺纹 圆柱管螺纹
普通螺纹：粗牙、细牙自锁性对比
2、矩形螺纹 3、梯形螺纹 4、锯齿形螺纹
牙型角小，当量摩擦角小， 传力大，效率高。 主要用于传动
三、螺纹连接的类型（不要与螺纹类型混淆）
注意结构特点、应用场合
1.螺栓连接 普通螺栓和铰制孔用螺栓
2.双头螺柱连接 3.螺钉连接 注意：双头螺柱连接与螺钉连接
图示 跑合的意义 3、磨损按机理分类 （1）粘着磨损 （2）磨粒磨损 （3）疲劳磨损 （4）腐蚀磨损 与时间的关系？ 对应实例？
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§机械零件在静应力下的强度计算 ◆极限应力： 、
◆安全系数： 单向Sc应 a li力 m ，： 复合 Sca 应 S S 2 SS力 2S：
§ 材料的疲劳特性
◆极限应力： 、
rN
m
N0 N
r
KNr
KN
m
N0 N
§ 机械零件的疲劳强度计算
◆材料及零件的疲劳极限应力线图
◆直线方程
◆材料常数（’’的斜率）
F2 F0CbC bCmFm a x
强度条件：
ca
1.3F2
4
d12
M
O O
Li O Lmax
不压溃条件： 不离缝条件：
Pm axzAF 0W M[P] Pm i n zAF0W M0
螺栓联接强度计算小结
螺 栓 类 别
单 个 螺 栓 受 力
强 度 条 件
被联 接件 强度
普通螺栓（受拉螺栓）
铰制孔螺栓（受剪螺栓）
松螺栓
紧螺栓联接
轴向载荷 横向载荷 转
矩
预紧力 fF0ziKsF
轴向力
F0
Ks F fzi
F0
K sT
Z
f ri
i 1
横向载荷 转
矩
轴向载荷 倾覆力矩
F F z
F
Fm ax
MLm ax
Z
L2i
i1
F F z
F
Fm a x
Trm a x
Z
ri2
i1
F
d
2 1
4
预紧力
总拉力
F2
F0
Cb Cb Cm
工作面的磨损
§ 花键联接 ◆花键联接的特点
*§ 无键联接、§ 销联接
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lim= rN０ ＝r＝ r
循环特性r不同时，材料的疲劳极限不同，疲劳曲线也不同，
r↓， rN ↓ ;r =-1时,材料的疲劳极限最低。
机械设计总复习 ND随材料固有性质不同通过试验确定的一个常数，
一般各种材料的ND=10625×107 4.疲劳断裂具有以下特征：
1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至比屈服极限低; 2) 疲劳断口均是无明显塑性变形的脆性突然断裂; 3) 疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。
i 1
P
Fmax d0 Lmin
P
Fmax
i
4
d02
机械设计总复习
3．受轴向载荷的螺栓组连接
机械设计总复习
F
D22
4
p
F F z
F
F2 = F1 + F
ca
1.3F2
4
d12
F1
F0
Cm CB Cm
F
(1.5 1.8F)
4．受倾覆力矩（翻转力矩）M的螺栓组连接
Dp D
Fmax
MLmax
4.2了解磨损的几个阶段? 各种磨损状态、特点及发生场合？
1.磨损曲线：磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段
2.磨粒磨损:开始齿轮、生产中的犁铧 、球磨机衬板与磨球，破碎式滚筒的磨损
3.疲劳磨损(也称点蚀):闭式齿轮和滚动轴承发生的疲劳点蚀
4.粘附磨损(也称胶合):蜗杆蜗轮、高速重载齿轮发生的冷热胶合和滑动轴承烧瓦
5.1螺纹连接的基本类型及其应用
1.普通螺栓连接（受拉螺栓连接）与铰制孔螺栓连接（受剪螺栓连接）在结构 上受力上的区别；
2.了解各种标准螺纹连接件
5.2螺纹连接的预紧与防松
机械设计复习重点ppt课件
齿顶高 介于分度圆与齿顶圆之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，符号为ha。
齿根高 介于分度圆与齿根圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，符号为hf。
全齿高 从齿根到齿顶的径向距离称为全齿高，符号为h，则有
hha hf
齿厚 在任意直径的圆周上，轮齿两侧间的弧长，齿厚符号为si。 齿槽宽 在任意直径的圆周上，相邻两齿间的弧长，齿槽宽符号为ei。 齿距 在任意直径的圆周上，相邻两齿上同侧齿廓之间的弧长，齿距符号为pi。
11-7图示为二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，已知主动轮1的转向和旋向， 为使Ⅱ轴上两齿轮的轴向力相互抵消。试确定： （1）斜齿轮2、3、4的螺旋线方向； （2）各轴的转向； （3）画出中间Ⅱ轴上的2齿轮受力图（即标出Ft2、Fr2、Fx2的方向）。
I
II
II
I
1 n1 3
2 4
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25
11-8图示斜齿圆柱齿轮---圆柱蜗杆传动。已知斜齿轮的转向如图示，
d m (z 3 2m 0) m 6m 0 m
齿顶圆直径
d a d 2 h a ( z 2 h a * ) m (2 ( 2 0 1 ) 3 ) m 6 m 6
齿根圆直径
齿顶高 齿根高
d f d 2 h f ( z 2 h a * 2 c * ) m ( 2 ( 2 1 0 2 0 . 2 ) 3 ) m 5 5 . 5 m 2
㈢弹性滑动和打滑的区别： ⑴弹性滑动是不显著的相对滑动，只发生在部分包角范围内； 而打滑是显著的相对滑动，发生在全部包角范围内。 ⑵弹性滑动是带工作时的固有特性，是不可避免的； 而打滑是带过载时的一种失效形式，是可以避免的。
（四）、失效形式: 1、带的疲劳破坏 2、打滑
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标出。
（本大题共13分）
局部自由度
复合铰链
虚约束
解：
有局部自由度、复合铰链及虚约束存在 （6分） F = 3n - 2 pL - pH - 局部自由度数 = 3×7 - 2×9 - 1 - 1 = 1 （5分） 该机构具有确定运动（自由度数 = 主动构件数）。 （2分）
第6页/共62页
作业：（p58） 3 - 4 计算图示各机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 解：a）该机构的 n = 5，PL = 7，PH = 0，由自由度计算式得：
击？
等速运动规律：当凸轮等速转动时，从动件在运动过程中的速度为常数。
只能应用于低速和从动件质量较小的凸轮机构中。
刚性冲击
等加速等减速运动规律：从动件在行程中，先作等加速运动，后作等减速运动。
只适用于中速、轻载的场合。
柔性冲击
第12页/共62页
简谐（余弦加速度）运动规律：某点沿圆周作等速运动时，该点在任意直径上的投
Ft1 与 ω1 反向（阻力） Ft2 与 ω2 同向（动力）
径向力Fr ： 外齿轮指向各自轮心；内齿轮背离轮心。
第15页/共62页
练习：
Ft1
n
1
Fr1 Ft2
Fr2 n2
Fr1
Ft1 ⊙
n1
○× Ft2 Fr2
n2
第16页/共62页
2、斜齿圆柱齿轮： 忽略 Ff ； 假设 Fn 集中作用于齿宽中点。 主动轮：
F = 3n - 2 pL - pH = 3×5 - 2×7 - 0 = 1 c）该机构的 n = 7，PL = 9，PH = 1，1个局部自由度，由自由度计算式得：
F = 3n - 2 pL - pH - 局部自由度数 = 3×7 - 2×9 - 1 - 1 = 1 g）该机构的 n = 10，PL = 13，PH = 2，1个局部自由度，由自由度计算式得：
《机械设计总复习》PPT课件
▪ 绪论 ▪ 机械零件的强度 ▪ 摩擦磨损及润滑 ▪ 螺纹联接及螺旋传动 ▪ 键联接 ▪ 带传动 ▪ 链传动 ▪ 齿轮传动 ▪ 蜗杆传动 ▪轴 ▪ 滑动轴承 ▪ 滚动轴承 ▪ 联轴器
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算