机械设计复习提纲_配西北工业大学版__濮良贵分解
机械设计(西工大版)复习重点
第1次课复习内容1 绪论目的：激发学习《机械设计》趣兴①机械、机器、机构、构件和零件五个概念的区别目的：学习的对象是零件设计，通用零件设计(带、齿轮、轴等) ②疲劳破坏的概念目的：为后续内容做铺垫③希腊字母读音的查取目的：学习查资料第2次课复习内容2 机械设计总论①机械的组成目的：进一步理解机械设计的学习对象3 机械零件的强度②σ-N曲线目的：进一步理解疲劳破坏的概念第3次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①螺纹类型(按牙型分)目的：普通螺纹为什么用于连接②螺纹连接的类型(螺栓连接的分类)目的：普通螺栓与铰制孔用螺栓的区别③螺纹连接连接预紧的目的和防松的实质④防松的方法第4次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①单个螺栓的强度计算目的：a.松螺栓、紧螺栓的区别b.紧螺栓中又受横向和轴向载荷的区别②紧螺栓承受轴向载荷后的受力变形图③螺纹连接件的材料及许用应力第5次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①螺栓组连接的结构设计②螺栓组连接的受力分析③提高螺纹连接强度的措施6 键、花键、无键连接和销连接④键连接目的：各种键的应用场合8 带传动①V带型号②带的受力分析(F0，F1，F 2联系)③打滑的概念④带工作时的应力分析⑤弹性滑动的概念、与打滑的区别第8-9次课复习内容8 带传动①V带的设计过程第10次课复习内容9 链传动①链传动的特点②链传动的多边形效应第11-12次课复习内容10 齿轮传动①《机械原理》中与齿轮相关内容②齿轮失效形式第13次课复习内容10 齿轮传动①K A、Kυ、Kα、Kβ名称即含义第14次课复习内容10 齿轮传动①强度计算方法第15次课复习内容10 齿轮传动①齿轮参数选择②斜齿轮及锥齿轮受力分析第16次课复习内容10 齿轮传动①斜齿轮及锥齿轮强度计算②齿轮结构设计第17次课复习内容11 蜗杆传动①蜗杆传动特点及选材②蜗杆传动受力分析及运动分析11 蜗杆传动①蜗杆传动中的热平衡计算及散热措施第19-20次课复习内容4 摩擦、磨损及润滑概述①摩擦的定义及分类、磨损的概念及磨损过程12 滑动轴承①形成流体动力润滑的条件第21次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的类型代号②基本额定寿命、基本额定动载荷和轴承寿命计算公式第22次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的轴向力计算第23次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的寿命计算第24次课复习内容15 轴①轴的分类及轴上零件装配过程第25次课复习内容15 轴①轴的轴向定位方法第26次课复习内容15 轴①轴的结构设计第27次课复习内容14 联轴器和离合器①联轴器和离合器的区别②联轴器的选择。
濮良贵《机械设计》(第10版)教材辅导书-第一章至第五章【圣才出品】
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十一、机械现代设计方法简介 目前常见的方法有：计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、并行设计、虚拟产品设Байду номын сангаас计、参数化设计、智能设计、分形设计、网上设计等。
2.2 课后习题详解 本章没有课后习题！
2.3 名校考研真题 一、填空题 1．机械零件的设计准则为______、______、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。 [西北工业大学 2015 研]
2．机械零件主要的失效形式有哪些？针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则？ [中山大学 2014 研]
2.4 名校考研真题详解
一、填空题 1．机械零件的设计准则为______、______、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。 [西北工业大学 2015 研] 【答案】强度准则；刚度准则 【解析】本题考查机械零件的 5 个设计准则，其名称、具体内容、表达式均为考查重 点，多以选择题和填空题的形式出现。
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第 2 章 机械设计总论
2.1 复习笔记
【知识框架】
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【通关提要】 本章是本书的基础章节之一，主要介绍了机械零件的失效形式和设计程序及准则。学习
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第1章 绪 论
1.1 复习笔记
【通关提要】 作为绪论，本章简单介绍了本课程的内容和性质，并无考点和重难点，只需了解即可。
【重点难点归纳】 一、机械工业在现代化建设中的作用 机械工业为国民经济各个部门提供技术装备，其生产水平是一个国家现代化建设水平的 主要标志之一。
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机械设计复习提纲一、机械设计基础知识1、机器的组成：机器的主体一般是由原动部分（一个或几个用来接收外界能源的原动机）、传动部分（把原动机的运动和动力传递给执行部分）和执行部分（实现机器生产职能）组成的。
机器的基本组成要素是机器零件。
2、机器应满足的要求：使用功能要求、经济性要求（1.提高设计及制造经济性的主要途径①力求做到产品系列化、部件通用化和零件标准化。
②积级运用现代设计理论和制造方法，尽量采用新技术、新材料、新结构、新工艺。
③认真做好设计及制造的组织工作，实行科学管理，千方百计的降低材料用量及制造工时，以及提高机器的制造和装配工艺性，亦可在不同程度上提高设计及制造的经济性。
2.提高使用经济性的主要措施①提高机器的机械化和自动化水平，以提高劳动生产率及减少管理、维护费费用。
②选用效率高的传动系统及支承工具，以提高机械效率，减少动力和燃料的消耗。
③采用适当的防护和润滑装置，以延长机器工作寿命及降低维护费用。
④采用可靠的密封装置，防止漏油、漏气等无意义的损耗。
）、劳动保护要求、工艺性要求、可靠性要求、其它特殊的要求。
3、机械零件常见的失效形式有：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
4、机器零件应满足的基本要求：避免在预定寿命期内失效的要求（避免在预定寿命期内失效的要求）、结构工艺性要求（设计的结构应便于加工和装配）、经济性要求（零件应有合理的生产加工和使用维护的成本）、质量小的要求（质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便）、可靠性要求（应降低零件发生故障的可能性（概率））。
二、轴毂联接的设计知识1、平键联接：①工作原理：平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。
工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，故定心性较好。
②平键的分类：普通平键（普通平键与轮毂上键槽的配合较紧，属静联接）、导向平键（导向平键和滑键与轮毂或轴的键槽配合较松，属动联接）。
机械设计考研大纲要点
机械设计考研大纲《机械设计》的参考书为西工大濮良贵，纪名刚主编的《机械设计》及配套的习题集。
考试的题型有：（1）填空题（2）选择题（3）简答题（4）分析说明题（5）计算题（6）结构设计和结构改错题。
选择填空题约占40%，简答题、分析说明题约占30%，其余为计算题和结构设计、结构改错题。
对课程各章节的基本要求如下：1、机械及机械零件设计概述（1）了解机械零件的主要失效形式和常用的计算准则。
（2）了解掌握机械零件的设计计算和校核计算概念。
（3）了解机械零件的常用材料及材料的选用原则。
（4）了解机械设计标准化的概念及意义。
2、机械零件的强度（1）掌握变应力基本参数的物理意义；对几种典型的稳定变应力，应熟练的掌握其循环特征和应力特点，能绘出图谱。
（2）计算应力与许用应力，安全系数与许用安全系数。
（3）掌握疲劳极限概念、疲劳曲线及其方程的应用、材料无限寿命疲劳极限和有限寿命疲劳极限的确定方法。
（4）掌握塑性材料简化极限应力图的绘制和应用。
对于在非对称循环应力下工作的零件，应能在该图上找到工作应力点和求出极限应力点，判断零件可能发生的失效形式。
3、摩擦、磨损及润滑概述（1）了解各种摩擦状态及其特点。
（2）了解磨损的过程及磨损的常见形式。
（3）一般了解润滑剂的分类和性质。
（4）掌握粘度概念、粘度的度量单位及其换算关系，温度压力变化对润滑油粘度的影响。
4、螺纹联接与螺旋传动（1）了解联接螺纹的主要参数。
（2）了解螺纹联接的主要形式、特点和应用，掌握它们的结构和画法，了解各标准联接零件。
（3）了解螺纹联接件的常用材料、强度级别，掌握螺纹联接许用应力的确定。
（4）掌握螺纹联接的预紧和防松。
（5）了解螺栓组结构设计一般原则。
（6）掌握分别受用横向载荷、旋转力矩，轴向载荷和翻转力矩的四种典型螺栓组的受力分析方法，熟记结论。
（7）对于任意外载荷下的螺栓组，应能把外载荷向螺栓组的形心简化，按照力的向量叠加法求出螺栓的受力。
《机械设计》讲义
内容选自：《机械设计》第八版 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 编著 主编：濮良贵 纪明刚 高等教育出版社第三章 机械零件的强度在工业生产中机械设备的使用寿命主要取决于其组成零件的寿命，且零件的疲劳破坏，在零件失效造成设备损坏中占很大比例，所以零件疲劳强度的保证在工业生产中具有重大意义。
影响零件疲劳强度的因素： 几何形状、加工质量、材料等因素 影响零件疲劳强度因素中材料的影响最大接下来我们就一起来学习本章第一节：材料的疲劳特性一．静应力及其极限应力：1．静应力： 在使用期内恒定或变化次数很少（＜103次）的应力。
2．极限应力σlim： 静应力作用下的σlim取决于材料性质。
1）塑性材料： σlim =σs （屈服极限）2）脆性材料： σlim=σB (强度极限)3．静强度准则： σ≤σlim/S （S —静强度安全系数）3）应力幅σa ： σa =（σmax-σmin）/2 ②4）应力比(循环特性)r: r =σmin/σmax-1≤r ≤1 ③注：变应力的性质可用上述五个量中的任何两个来表示。
2．疲劳极限σmax： 1）变应力作用下零件通常为疲劳断裂，其极限应力为疲劳极限。
2）疲劳极限与应力比有关，r 不同，σmax也不同。
3）材料的疲劳性能是通过实验确定的。
3）常用的是σ-1、σ0，但任意r 下的σmax如何决定，本章介绍。
§３－１ 材料的疲劳特性：1．材料的疲劳特性： 可用最大应力σmax、应力循环次数N 和应力比r 表示。
2．材料疲劳特性的确定： 用实验测定，实验方法是：1）在材料标准试件上加上一定应力比的等幅变应力，应力比通常为：r=-1或r=0 2）记录不同最大应力σmax下试件破坏前经历的循环次数N ，并绘出疲劳曲线。
3．材料的疲劳特性曲线： 有二种1）σ—N 疲劳曲线：即一定应力比r 下最大应力σmax与应力循环次数N 的关系曲线2）等寿命曲线： 即一定应力循环次数N 下应力幅σa 与平均应力σm 的关系曲线32、AB 段： 试件破坏的最大应力σmax下降很小。
西北工业大学机械设计基础复习纲要
机械设计基础复习纲要 （1）必备的基础知识(1) 机械零件的常用材料1）钢是一种含碳量低于2％的铁碳合金。
2）铸铁含碳量高于2％的铁碳合金为铸铁。
3）有色金属有色金属 ，是相对于黑色金属而言 4）非金属钢的分类1）结构钢2）工具钢3）特殊钢结构钢碳素钢普通碳素结构钢(如：Q235) 优质碳素结构钢(如：45钢)合金钢铸铁 铸铁其性脆，不适于锻压和焊接，但其熔点较低，流动性好，可以铸造形状复杂的大小铸件。
常用的铸铁有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和合金铸铁等。
灰铁应用最多，其牌号由“灰铁”二字汉语拼音字首和材料的抗拉强度的平均值。
如： HT200有色金属 铜合金有一定的强度和硬度，导电性、导热性、减摩耐磨性和耐蚀性良好，是制造电工器件和耐磨蚀零件的重要材料。
铝及铝合金是应用最广的轻金属，纯铝有良好的塑性、耐蚀性、导电性、导热性和焊接性，但强度、硬度较低。
在铝中加人合金元素硅、铜、镁、锰、锌等，可以获得质量轻、强度高的零件。
工程塑料 工程塑料是在工程中用来作结构或传动件材料的塑料，它有较高的强度，质量轻，具有绝缘性、减摩耐磨性、耐蚀性、耐热性等。
（2）机械零件的基本变形及应力拉压A F =σ 剪切A F=τ扭转T T W T =τ弯曲W M =σ(3)常用机构的特点及应用 首先应明确机构的用途：运动形式的转换1、旋转运动 → 直线运动曲柄滑块机构 凸轮机构 齿轮齿条机构螺旋机构2、直线运动 → 旋转运动齿条-齿轮机构 螺旋机构 曲柄滑块机构3、旋转运动 → 旋转运动 速度的变换 减速传动 增速传动 变速传动 间歇传动(4) 通用机械零件的特点及应用联接件 : 螺纹联接 轴毂联接 铆、焊、胶 传动件 : 齿轮传动 带传动 链传动轴系部件 : 轴 滚动与滑动轴承 联轴器、离合器 其它 : 弹簧(2)必要的基本理论（1）机构的组成及机构具有确定运动的条件机构的自由度F=原动件的数目（2）螺旋副的摩擦、效率和自锁条件H L 23P P n F --=1111283=-⨯-⨯=F ()v W d T ϕλ+=tan 22驱动力矩 ()v ϕλλη+=tan tan 上行程 λϕληtan )tan(v -=下行程 βθcos sin ff f v ==v v f arctan =ϕv ϕλ≤（3）铰链四杆的特性及其演化铰链四杆机构中有曲柄的条件：1)最短杆长度十最长杆长度<其他两杆长度之和(杆长条件)。
《机械设计》复习提纲
《机械设计》期末考试复习提纲复习基本以MOOC内容和授课教材《机械设计》濮良贵主编第九版为主1．考试重点：第三、五、八、九、十、十二、十三和十五章，计算题基本出自这几章，其余各章以概念和原理为主。
2．考试题型：填空、选择、简述、结构分析、改错及计算题（主要以强度、螺栓、齿轮、轴承和轴为主）。
3．各章重点第二章机械设计总论以概念为主，包括：机器组成、机械零件的主要失效形式、设计机械零件时应满足的基本要求、设计准则、机械零件常用材料第三章机械零件的强度1．图3-1中对各段曲线的划分及意义2．图3-3的作法3．应用图3-4如何确定单向稳定应力时当r=C、σm=C、σmin=C几种情况下极限应力。
4．提高机械零件疲劳强度的措施第四章摩擦、磨损及润滑概述1．概念：摩擦、磨损、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦2．磨损的种类、零件的磨损曲线含义（图4-6）3．润滑的方法第五章螺纹联接和螺旋传动1．概念螺纹的预紧、防松2．螺纹的类型（表5-1）、主要参数（大径、小径、螺距、导程、螺纹升角、牙形角等）、螺纹联接的基本类型及其特点。
3．螺纹的强度计算：几种螺栓联接强度计算的公式、紧螺栓联接公式中“1.3”代表的意义，叙述图5-16单个紧螺栓联接受力的变形过程；能够对螺栓的相对刚度进行分析。
4．螺栓组的受力计算：包括受横向载荷的联接、受转矩的螺栓组联接、倾覆力矩的螺栓组联接等四种情况。
5．提高螺纹联接强度的措施第六章键、花键、无键联接和销联接1．键联接：主要类型、半圆键的优缺点、楔键和切向键的工作原理，工作表面2．花键联接：种类、定心方式第七章不考第八章带传动1．概念：带传动、弹性滑动、打滑、预紧2．带传动的类型、普通V带的结构、带的应力分析、张紧方法3．对弹性滑动和打滑的分析以及两者之间的关系4．利用欧拉公式分析对带传动能力的影响因素。
第九章链传动1．链传动与带传动的比较、滚子链的结构2．链传动的运动特性分析（图9-9），链传动的受力分析（即松、紧边力组成）第十章齿轮传动1．概念：使用系数Ka、动载系数Kv、齿间载荷分配系数Kα、齿向载荷分布系数Kβ、齿宽系数Ψ2．标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析、力的计算公式3．弯曲强度公式及计算点，公式中各参数的意义（Y Fa，Y Sa、[σF]）4．齿面接触疲劳强度公式及计算点，公式中各参数的意义（Z H、Z E、[σ]）H5．齿轮设计中的参数选择及影响6．标准斜齿圆柱齿轮传动的受力计算及受力图的绘制7．齿根弯曲疲劳强度公式和齿面疲劳强度公式的应用，及与直齿轮公式的比较；第十一章蜗杆传动1．蜗杆传动的类型、参数原则、失效形式、设计准则2．蜗杆传动的受力分析第十二章滑动轴承1．概念：滑动轴承、滚动轴承、液体动力润滑轴承、液体静压润滑轴承、径向滑动轴承2．径向滑动轴承的结构型式、失效形式、常用材料的类型及要满足的要求、轴瓦的结构3．能够进行非液体润滑轴承的分析计算；4．形成流体动力润滑的必要条件5．对一维雷诺方程的分析，径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程6．径向动力润滑滑动轴承的压力分布图，第十三章滚动轴承1．概念向心推力轴承、轴承的寿命、轴承的额定寿命、额定动载荷、当量动载荷2．滚动轴承基本代号各位的意义，熟悉30000、60000、70000型的性能及特点3．滚子轴承与球轴承的性能对比4．滚动轴承寿命及当量动载荷的计算5．轴承装置的配置方法（三种）第十四章联轴器和离合器1．概念离合器、联轴器、刚性联轴器、挠性联轴器2．刚性联轴器的种类及特点、挠性联轴器的种类及特点3．掌握十字滑块联轴器的原理、万向联轴器的原理、齿式联轴器的原理4．离合器的种类和特点第十五章轴1．概念传动轴、心轴、转轴、2．轴上零件的周向定位方法3．轴上零件的轴向定位方法4．提高轴强度的常用措施5．轴的强度校核计算（按扭转强度、弯扭组合）6．纠正轴的错误画法本次复习中相关主要内容均提供了参考习题资料并附有答案，考试部分内容将从复习参考资料中进行选取，因此复习过程中希望讲教材与提供的复习资料相结合，并搞懂原理、概念同时也能够进行一些解题训练，能够灵活应用达到学习的目的。
《机械设计方案》讲义(第八)濮良贵(第章)
第十章齿轮传动§１０—１概述：本章主要介绍最常用的渐开线齿轮传动。
1．特点：优：1）效率高<可达99%以上，这在大功率传动时意义很大）2）结构紧凑3）工作可靠，寿命长<可达几十年，如：机械表）。
4）传动比稳定缺：制造、安装精度要求高，价高，不宜远距离传动。
2．传动型式：开式：齿轮完全暴露在外的齿轮传动。
半开式：有简单防护罩的齿轮传动。
闭式：由箱体密封的齿轮传动。
§１０—２齿轮传动的失效形式及设计准则：硬齿面齿轮：齿面硬度大于350HBS或38HRC的齿轮。
软齿面齿轮：齿面硬度不大于350HBS或38HRC的齿轮。
一．失效形式：齿轮传动的失效主要是轮齿失效，齿圈、轮辐、轮毂等其它部分很少失效，所以，以下仅介绍常见的轮齿失效形式：1．轮齿折断：1）折断形式：①疲劳折断：齿根受弯曲变应力作用→疲劳→折断。
②过载折断：过载或偏载→应力超过静强度→折断。
2）折断位置：常发生在轮齿根部。
∵根部弯曲应力最大，且截面变化大，加式刀痕深，应力集中严重3）抗折断措施：①②增大轴及支承刚性→偏载↓。
③增加齿芯韧性，强化齿根表层<喷丸，滚压等）2．齿面磨损：传动时，啮合齿面间的相对滑动→磨损<是开式传动的主要失效形式）3．齿面点蚀：1）点蚀：在接触变应力的反复作用下，齿面材料因疲劳而小片脱落的现象。
2）位置：点蚀常先发生于节线附近的齿根一侧。
3）原因：①在节线附近啮合时，相对滑动速度低，润滑差，摩擦大。
②啮合齿对少，受力大，接触应力大。
注：点蚀是闭式传动的主要失效形式。
4）抗点蚀措施：①提高齿面硬度。
②改善润滑条件：a、低速传动，采用粘度较大的润滑油。
b、高速传动，采用喷油润滑。
4．齿面胶合：1）胶合：两因瞬时温升过高而粘连的啮合齿面，在相对运动时被撕破，形成沿滑动方向沟痕的现象。
2）机理：高速重载→啮合区瞬时温升↑→两啮合面粘连→相对运动时被撕破→形成沿滑动方向的沟痕。
注：低速重载时，也会因接触应力过大而粘连──冷胶合。
机械原理考研濮良贵《机械设计》配套考研真题与复习笔记
机械原理考研濮良贵《机械设计》配套考研真题与复习笔记第一部分考研真题精选与解析一、选择题1在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是（）。
[桂林理工大学2019研；江苏大学2018研；空军工程大学2016研]A．提高强度B．提高刚度C．防松D．减小每圈螺纹牙上的受力【答案】CXXXX【解析】双螺母防松属于摩擦防松，两螺母对顶拧紧后，旋合段螺栓受拉力、螺母受压力，使螺纹副间始终有纵向压力。
2以下各滚动轴承中，承受径向载荷能力最大的是（），能允许的极限转速最高的是（）。
[中南大学2001研]A．N309/P2B．6209C．302091D．6309【答案】A；BXXXX【解析】选项A为圆柱滚子轴承，有较大的径向承载能力。
相比选项B，选项D外径更大，滚动体的质量更大，极限转速低。
此题考查各种类型轴承的工作特点，属滚动轴承类型的选择方面的内容。
要准确答题，必须清楚轴承型号的表示方法及各种类型轴承的工作特点。
3普通螺栓连接受横向载荷时，主要靠（）来承受横向载荷。
[四川理工学院2019研]A．螺栓杆的抗剪切能力B．螺栓杆的抗挤压能力C．结合面的摩擦力D．螺栓杆的抗挤压和抗剪切能力【答案】CXXXX【解析】当采用普通螺栓连接时，靠连接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷；当采用铰制孔用螺栓连接时，靠螺杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。
4两个圆柱体相接触，其直径d1＝2d2，弹性模量E1＝2E2，泊松比μ1＝μ2，长度b1＝2b2，其接触应力σH1与σH2的关系是（）。
[扬州大学2019研] A．σH1＝σH2B．σH1＝2σH2C．σH1＝4σH2D．σH1＝6σH2【答案】AXXXX【解析】两个圆柱体接触为线接触，对于线接触，接触应力计算公式为，此式对于两个圆柱体同样适用，故其接触应力σH1＝σH2。
5受轴向变载荷的螺栓连接中，已知预紧力Q P＝8000N，工作载荷：F min＝0，F max＝4000N，螺栓和被连接件的刚度相等，则在最大工作载荷下，剩余预紧力为（）。
机械设计复习提纲配西北工业大学版濮良贵
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由上面公式可知： ① 预紧力F0↑，则Felim↑；
② 包角α1↑，则Felim ↑； ③ 摩擦因数 f↑，则Felim↑；
④ 摩擦线密度 q↑，则Felim↓； ⑤ 速度v↑，则Felim↓。
4. 带传动的张紧方法和张紧装置。
5. 链传动的工作原理、类型、特点和应用范围。
②设计准则：保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强度； 保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。
螺栓强度计算时，螺栓螺纹部分危险截面的面积要
用螺纹小径d1。
③ 受拉螺栓连接的强度计算理论与公式，尤其要记 住：受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接的受力变形图、螺栓总拉力的确定及紧螺栓连接强度计算 公式中系数1.3的意义。
15、大链轮的齿数不能取得过大的原因是 D 。 A、齿数越大，链条的磨损就越大 B、齿数越大，链传动的动载荷与冲击就越大 C、齿数越大，链传动的噪声就越大 D、齿数越大，链条磨损后，越容易发生“脱链现象”
第6章
1. 齿轮传动的的主要特点，应用场合；按工作条件和齿 面硬度的分类方法。
2. 齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用热处理 方法及材料选用原则。
▲ 受力分析时所作假设： a)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； b)螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合； c)受载后连接接合面仍保持为平面。
▲螺栓组连接四种典型受力状态（轴向力、横向力、 旋转力矩、倾覆力矩）下的受力分析。
▲螺栓组连接复杂受力状态下的受力分析。
技巧：利用静力分析法将复杂的受力简化成简单的 受力状态，即轴向载荷、横向载荷、旋转力矩、倾 覆力矩。分别计算螺栓组连接在这些简单受力状态 下每个螺栓的工作载荷，然后按同类工作载荷矢量 叠加，便可得到每个螺栓总得工作载荷，最后求出 受力最大的螺栓总拉力。
濮良贵-西北工业大学《机械设计》课后习题答案讲解
详细答案第三章 机械零件的强度p45习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσNM P a 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解])170,0('A),260(C012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210M P a 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，),260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==dD ，067.0453==d r，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
《机械设计》讲义(第八版)濮良贵改编(第1、2章)
第一章绪论§１－１机器在经济建设中的作用机械是现代各行业的基础，是物质生产的基本工具，其应用水平是一个国家技术水平和现代化程度的重要标志，也是信息化产业的基础。
设计则是产品生产的第一道工序，其成败很大程度上是在本阶段决定的。
1．能做有用功：1）代替人力或完成人力所不能完成的工作。
2）改善劳动条件，提高生产率。
3）较人工生产提高产品质量。
2．有利于产品的标准化、系列化和通用化。
3．有利于产品生产的机械化、电气化和自动化。
所以大量设计制造和广泛使用各种先进的机器是促进经济发展，加速现代化建设的一个重要内容。
§１－２本课程的内容、性质与任务：一．内容介绍整台机器机械部分设计的基本知识，重点讨论：1．一般尺寸和常用工作参数下的通用零件的设计，包括其基本设计理论和方法。
注：一般尺寸和参数：不包括巨/微型，高温/压/速等。
2．介绍有关技术资料、标准的应用。
例如：有关国标，机械零件设计手册等。
学习的具体内容：（1）总论部分：机器及零件设计的基本原则，设计计算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识；（2）连接部分：螺纹连接和螺旋传动，键、花键及无键连接和销连接等；（3）传动部分：带传动，齿轮传动，蜗杆传动等；（4）轴系部分：滚动轴承，轴的设计，联轴器、离合器和制动器等；（5）其它部分：弹簧、机座、箱体等。
二．性质是以一般通用零件的设计为核心的设计性课程，主要讨论它们的基本设计理论与方法的技术基础课程。
本课程不仅要求学生掌握机械零件的常用设计方法，主要是通过这些内容的学习，全面提高学生具备通用零件、部件，以及专用零件的设计能力。
三．任务本课程的主要任务是培养学生：（1）有正确的设计思想和创新探索能力；（2）掌握一般设计方法，能设计简单机械的能力；（3）具有运用标准、手册和查阅资料的能力；（4）掌握典型的实验方法，具备基本的实验能力；（5）了解国家政策，了解机械的发展动向。
机械设计复习提纲_配西北工业大学版__濮良贵共59页文档
机械设计复习提纲_配西北工业大学版__ 濮良贵
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
《机械设计》复习大纲
《机械设计》复习大纲《机械设计》复习大纲[第五章螺纹联接] 1. 常用螺纹的主要类型及其适用场合(p60) 牙型角越大，传动效率越低，自锁性越好。
线数越少，自锁性越好，传动效率越低。
2. 螺纹的主要参数(p61-62) 3. 螺纹联接的基本类型及其适用场合(p62-63) 4. 螺纹联接预紧的目的(p66) 5. 螺纹联接的防松措施(p68-69) 摩擦防松：对顶螺母，锁紧螺母，弹簧垫圈机械防松：止动垫片，带翅垫片，开槽螺母加开口销，串联钢丝破坏螺纹副防松：焊接，粘接，铆接，冲点 6. 受拉螺栓和受剪螺栓的主要破坏形式(p70) 受拉：轴向静载荷——螺杆或螺纹部分的塑性变形或过载断裂；轴向变载荷——螺纹根部和应力集中部位疲劳断裂；受剪：螺杆或孔壁压溃和螺杆剪断7. 松螺栓联接和紧螺栓联接的概念(p70)8. 紧螺栓联接强度计算(p71-74) 9. 受横向载荷、受转矩及受轴向载荷作用时的螺栓组受力分析(p78-80) 10.提高螺纹联接强度的措施(p85-88) 降低应力幅：减小C1，增大C2 盖上螺纹牙间分布不均：悬置螺母，环槽螺母，内斜螺母减小应力集中：加圆角，加卸载槽，加卸载过渡圆弧避免附加弯曲应力：加制凸台，沉头座；加装球面垫圈，斜面垫圈；使用环腰螺栓1 [第六章键、花键联接] 1. 键的功用(p100) 轴和轮毂周向固定与轴向固定。
2. 键联接的主要类型(p100) 平键连接：普通，薄型，导向，滑键半圆键连接：楔键连接：普通，钩头切向键连接： 3. 平键的工作方式及特点(p100) 周向固定，对中性好。
4. 平键的类型及其适用场合(p100) 静：普通，薄型动：导向，滑键 5. 半圆键的工作方式、特点及适用场合(p101) 6. 楔键的工作方式、特点及适用场合(p101)周向固定和一定的单向轴向载荷，静连接，对中性低，载荷平稳，低速。
7. 切向键的工作方式、特点及适用场合(p102) 静连接，周向固定传递大转矩。
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第 1章
机器的基本组成要素是机械零件。P2 机械设计的一般程序。P8
机械零件的主要失效形式。P10 在静应力工况下的机械零件的强度失效主要是塑性 变形和断裂。 机械零件设计计算准则 ：强度准则（最基本）、刚 度准则、寿命准则、耐耐磨性准则、振动稳定性准 则。 产品设计中的“三化”指标准化、系列化、通用化。
第 2章
静载荷、变载荷、静应力、变应力。 工作载荷、名义载荷、计算载荷。 判断机械零件强度的两种方法是： • 判断危险截面处的最大应力是否小于或等于许用 应力； • 判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于 需用安全系数； 在变应力工况下，机械零件的强度失效主要是疲 劳断裂。 疲劳断裂是与应力循环次数(即使用寿命)有关的 断裂。
1.键的剖面尺寸b×h通常是根据 D 从标准中选取。 A、传递的转矩 B、传递的功率 C、轮毂的长度 D、轴的直径
2、采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好， 两键通常布置成 A 。 A、相隔180º B、相隔120º ～130º C、相隔90º D、在轴的同一母线上
第 5章 1. 带传动的类型、工作原理、特点及其应用范围。 2. 带传动的力分析、带的应力、带的弹性滑动、打滑。 3. 带传动的失效形式、设计准则、设计方法、参数选 择及提高带传动工作能力的措施。 带传动的极限 F 2 F qv2 1 2 e lim 0 f 有效拉力Felim e 1 由上面公式可知： ① 预紧力F0↑，则Felim↑； ② 包角α1↑，则Felim ↑； ③ 摩擦因数 f↑，则Felim↑；
9、设计V带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最 小直径。 A、带内的弯曲应力过大 B、小带轮上的包角过小 C、带的离心力过大 D、带的长度过长
10、在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀和动载 荷，应 D 。 A、增大链节距和链轮齿数 B、减小链节距和链轮齿 数 C、增大链节距，减小链轮齿数 D、减小链条节距，增大链轮齿数 11、带传动的中心距过大时，会导致 D 。 A、带的寿命缩短 B、带的弹性滑动加剧 C、带的工作噪声增大 D、带在工作时出现颤动 12、为了限制链传动的动载荷，在链节距和小链轮齿数 一定时，应限制 A 。 A、小链轮的转速 B、传递的功率 C、传动比 D、传递的圆周力
Cb F 螺栓的总拉力 F2 F0 Cb Cm
螺栓的预紧力 F0 F1
Cm F Cb Cm
a）静强度（F不变化时）
1.3F2 强度条件: 2 [ ] d1 / 4
4 1.3F2 设计公式: d1 [ ]
b) 疲劳强度计算（F变化时） 强度条件，应力幅σa a
13、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
14、链条的节数宜采用 B 。 A、奇数 B、偶数 C、5的倍数 D、10的倍数 15、大链轮的齿数不能取得过大的原因是 D 。 A、齿数越大，链条的磨损就越大 B、齿数越大，链传动的动载荷与冲击就越大 C、齿数越大，链传动的噪声就越大 D、齿数越大，链条磨损后，越容易发生“脱链现象”
确定连接所需 的预紧力
以受力最大的螺栓的轴向工作拉力F和预紧力F0确 定螺栓所受总拉力F2. Cb
F2 F0 Cb Cm F
4 1.3F2 由 d1 [ ] 确定螺栓直径，以满足螺栓强度。
对普通螺栓，只承受横向载荷或转矩时： 横向载荷和（或）转矩确定连接所需的预紧力
4 1.3F0 由 d1 [ ]
钢制零件的疲劳曲线中，当N≥N0时为无限寿命区； 而当N<N0时又处在有限寿命区。 理解疲劳极限应力图意义。 影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？ 应力集中、尺寸大小、表面状态。 疲劳点蚀。 摩擦的类型：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩 擦。 什么是磨损？按机理不同，磨损主要有哪几种形式？ 零件磨损过程分那几个阶段？P29~30. 润滑剂作用。
保证受拉螺栓的静力或疲劳拉伸强度； ②设计准则： 保证受剪螺栓联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。 螺栓强度计算时，螺栓螺纹部分危险截面的面积要 用螺纹小径d1。 ③ 受拉螺栓连接的强度计算理论与公式，尤其要记 住：受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接的受力变形图、螺栓总拉力的确定及紧螺栓连接强度计算 公式中系数1.3的意义。
第3章
1、螺纹的主要参数。 大径 d (D)—公称直径 小径 d1 (D1)—强度计算时所用 中径 d2 (D2)—确定螺纹几何参数和配合性质 螺距 P 导程 S S=nP 螺纹升角ψ 牙形角 牙侧角 = /2 工作高度h 矩形螺纹 = 0 根据牙型 螺纹分 梯形螺纹 = 30 锯齿形螺纹 = 3, = 30 多用于螺 旋传动。
3. 在松连接中，件的侧面是工作面。考键和键槽侧面 挤压力来传递扭矩。在紧连接中，楔键的上下面是工 作面，沿径向压紧轴和轮毂，主要靠压紧面间的摩擦 力来传递扭矩。由于径向压紧，楔键会引起轴上零件 与轴的偏心和偏斜；由于靠摩擦力传力，楔键连接能 传递单向的轴向力。
4．平键连接的强度校核 普通平键连接（静连接） 其主要失效形式：工作面的压溃。 一般只校核挤压强度。 导向平键连接和滑键连接（动连接） 其主要失效形式：工作面的过度磨损。 通常只进行耐磨性计算。
3、与带传动相比较，链传动的优点是 D 。 A、工作平稳，无噪声 B、寿命长 C、制造费用低 D、能保持准确的瞬时传动比 4、带张紧的目的是 D 。 A、减轻带的弹性滑动 B、提高带的寿命 C、改变带的运动方向 D、使带具有一定的初拉力 5、与链传动相比较，带传动的优点是 A 。 A、工作平稳，基本无噪声 B、承载能力大 C、传动效率高 D、使用寿命长
▲受力分析的目的： 根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓 及其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。 ▲ 受力分析时所作假设： a)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； b)螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合； c)受载后连接接合面仍保持为平面。 ▲螺栓组连接四种典型受力状态（轴向力、横向力、 旋转力矩、倾覆力矩）下的受力分析。
b 2 CbC Cm F
πd12
2 Kc F a 2 πd1
当普通螺栓承受横向工作载荷时， 预紧力F0导致 接合面所产生的摩擦力应大于横向载荷F。
Ks F 预紧力F0 ： F0 zif
④ 受剪螺栓连接的强度计算理论与公式。
1）螺栓杆的剪切强度条件为：
4 F
2 d0 m
9. 链传动的合理布置、润滑方式和张紧方法。
1、带传动是依靠 B 来传递运动和动力的。 A、带与带轮接触面之间的正压力 B、带与带轮接触面之间的摩擦力 C、带的紧边拉力 D、带的松边拉力 2、带传动在工作中产生弹性滑动的原因是 C 。 A、带与带轮之间的摩擦系数较小 B、带绕过带轮产生了离心力 C、带的弹性与紧边和松边存在拉力差 D、带传递的中心距大
3、螺纹连接的预紧与防松。 预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，以防止受 载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。 防松的本质在于防止螺旋副发生相对转动。 按工作原理的不同，防松方法分三类：摩擦防松、机 械防松、永久防松。
4、单个螺栓连接的强度计算理论与公式。
① 螺纹连接主要失效形式： 受拉螺栓(轴向载荷)— 螺栓杆螺纹部分发生断裂 受剪螺栓(横向载荷)— 螺栓杆和孔壁的贴合面上出 现压溃或螺栓杆被剪断。
三角形螺纹(普通螺纹) = 60 多用于连接。
2、螺纹连接的基本类型、结构类型及其应用 场合。 螺栓连接的结构特点是被连接件的孔中不切制 螺纹，装拆方便。 双头螺柱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。适于常拆卸而被连接 件之一较厚时。 螺钉联接应用于双头螺柱联接相似，但不易于 用于时常装拆的联接，以免损坏被联接件的螺 纹孔。 紧定螺钉联接用于固定两个零件的相对位置， 并可传递不大的力或转矩。
2）螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：
F P P d 0lmin
螺栓组连接设计的基本内容、基本理论、和基本方法。 ① 螺栓组连接的结构设计原则，包括：确定接合面的 形状、连接结构类型及防松方法、螺栓数目及其在接 合面上布置、提高螺栓连接强度的结构措施。
② 螺栓组连接的受力分析
需确定的是螺栓 的预紧力 需确定的是螺栓的 所受的横向载荷
铰制孔 用螺栓
螺栓组受连接 受轴向载荷或 (和)倾覆力矩时
只能采用 普通螺栓
需确定的是螺栓所 受轴向工作载荷
对普通螺栓： 按轴向载荷F轴和（或）倾覆力矩M→轴向工作拉力。 按横向载荷F横和（或）转矩T →横向工作载荷→
ifF0 KsF
cm if F0 F轴 KsF cm cb
▲螺栓组连接复杂受力状态下的受力分析。 技巧：利用静力分析法将复杂的受力简化成简单的
受力状态，即轴向载荷、横向载荷、旋转力矩、倾
覆力矩。分别计算螺栓组连接在这些简单受力状态
下每个螺栓的工作载荷，然后按同类工作载荷矢量 叠加，便可得到每个螺栓总得工作载荷，最后求出
受力最大的螺栓总拉力。
普通螺栓
螺栓组受连接 受横向载荷或 (和)旋转力矩时
并根据被连接件厚度、螺母、垫圈厚度确定螺栓的 标准长度。 5、提高螺栓连接强度的措施。
1. 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺 母时的效率取决于螺纹的 升角和牙型角。 2. 螺旋副的自锁条件： 螺纹升角ψ小于当量摩擦角ρ‘
3. 普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受 拉伸 应力和 扭剪 应力作用。 4. 被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接时， 拉伸 则螺栓受 载荷作用，可能发生的失效形式是 螺栓发生塑性变形或断裂。 5. 受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力和轴向 工作载荷一定时，为减小螺栓所受的总拉力，通常采用 的方法是减小 螺栓 的刚度或增大 被连接件 的刚度。