濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(机械设计总论)【圣才出品】
濮良贵机械设计章节件八版完整版
40
0 -40
-120
min a
t m
max
例3 已知：A截面产生max=－400N/mm2，min=100N/mm2
求：a、m，r。
Fr
a Fa
Fa
b弯曲应力
Fr
A
M
解：
am2 ax m in 42 0 10 0 0 25 2050
Pr=6000
A
d=50
b弯曲应力
Px=3000N 150
l=300
解：Pr A：对称循环变应力
bW MP 2r d2l3 60.040530030036Nmm 2
32
Px A：静压力
c1P xd21 30 520 00 1.52N8m2m
4
4
m a x b c b c 3 .5 7 28
第二章 机械零件的疲劳强度计算
一、变应力的分类 二、变应力参数 三、几种特殊的变应力 四、疲劳曲线（对称循环变应力的—N曲线） 五、（非对称循环变应力的）极限应力图 六、影响疲劳强度的因素 七、不稳定变应力的强度计算 八、复合应力状态下的强度计算（弯扭联合作用）
一、变应力的分类
变应力
对称
简单 脉 动
max
a
m
0
min=
t
0
c)
a
max m
0
mi
t
n
b)
0
max t
a
m=0
d)
解：a）静应力r=1；b）非对称（或稳定）循环变应力 0< r <+1； c）脉动循环r = 0；d）对称循环r=－1。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(键、花键、无键连接和销连接)【圣才出品
6.1 复习笔记一、键连接1．键连接概述（1）功能：键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩；有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
（2）主要类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接。
①平键连接键的两侧面是工作面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩。
平键具有结构简单、装拆方便、对中性好的优点，但是平键连接不能承受轴向力，不能用于轴向固定。
其按用途可分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键。
a.普通平键按构造分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）；b.薄型平键与普通平薄的主要区别是键的高度约为普通平键的60～70%。
但薄型平键传递转矩的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合；c.导向平键长度较长，需用螺钉固定，为便于装拆，制有起键螺孔；d.滑移距离较大时，所需导向平键过长，制造困难，此时可采用滑键。
②半圆键连接半圆键工作时，靠其侧面来传递转矩。
优点：工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接；缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用于轻载静连接中。
楔键的上下两面是工作面，键的上表面和与它相配合的轮毂键槽地面均有1：100的斜度。
工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向的轴向载荷。
由于楔键楔紧后，轴与轮毂的配合易产生偏心和偏斜，因此主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。
④切向键连接切向键是由一对斜度为1：100的楔键组成，其工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。
当需要传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者之间的夹角为120°～130°。
2．键的选择和键连接强度计算（1）键的选择键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的横截面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选定。
键的长度L一般可由轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂长。
（2）平键连接强度计算平键连接（静连接）的主要失效形式工作面被压溃，通常只按工作面上的挤压应力进行条件性强度计算导向平键连接和滑键连接（动连接）的主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性强度计算式中，l 为键的工作长度，圆头平键ｌ=L -b ，平头平键l =L ；为键、轴、轮毂三者p σ⎡⎤⎣⎦中最弱材料的许用挤压应力；[p ]为键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力。
《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第10章)
YSa ── 应力校正系数，考虑上述各应力的的影响。 P.200.表 10-5. 7．设计公式： 将 Ft = 2T1/d1 ，d1 = mz1 代入（10-4） 并令 φ 得：
d
= b/d1 ── 齿宽系数，推荐值见： P.205. 表 10-7.
§10—3 齿轮的材料及其选择原则： 轮齿材料的基本要求： 一．常用的齿轮材料： 1．钢： 韧性好，耐冲击，可通过热处理改善性能，最适用于制造齿轮。 除尺寸太大或结构太复杂者，一般齿轮都用锻钢制造，C% = 0.15～0.6% ① 热处理后切齿的齿轮所用的锻钢： a. 常用者： b. 热处理方法： c. 制造过程： e．适用： a. 常用者： b. 热处理： 中碳钢，如 45、35SiMn 调质，常化。 毛坯 → 热处理 → 切齿 → 成品。 强度、速度和精度都要求不高的齿轮 低、中碳钢，如 20Cr、40Cr、45 表面淬火，渗碳，氮化等。
§１０—５ 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 一．受力分析： 齿轮传动一般均予润滑，摩擦力很小，可不计， 这样，沿啮合线作用的法向载荷 Fn 在节点 P 处 可分解成径向力 Fr 和圆周力 Ft，其值按平衡方 程得： Ft = 2T1/d1 Fr = Ft· tgα Fn = Ft/cosα 与分圆 d1 相切，矩与 T1 反向 指向轮心。 垂直指向齿面。
p ca Kp KFn L N/mm
（10-1）
式中： Fn ── 作用于齿面接触上的法向载荷， N L ── 齿面间接触线的总长， mm K ── 载荷系数，包括以下四部分： K = KA KV Kα Kβ 1．使用系数 KA： 考虑齿轮传动的外部因素（如原动机及工作机的特性等）的影响。 参考值见： 2．动载系数 KV： 主要考虑齿轮的制造精度和圆周速度对 动载荷的影响 1）成因：各种误差、受载弹变、单双齿啮 合过渡中啮合齿对的刚度变化→ pb1≠pb2 → i 波动 → 角加速度 → 动载 2）措施： ① 制造精度↑，小轮 d1↓ ∵ d1↓ → 周速 v↓ → i 波动引起的角加速度↓ → 动载↓ ② 齿顶修缘。 3．齿间载荷分配系数 Kα ： 考虑齿距误差及弹变等引起的载荷在齿对接触线间非均匀分布的影响。 1）成因： 齿间误差、弹变 → 总载荷在不同齿对（二对及二对齿以上同时啮合 时）接触线上的分布不均匀 → 某对齿接触线上载荷＞平均值 p=Kn/L 2）Kα 值： 分 KHα 、KFα ， 4．齿向载荷分布系数 Kβ ： 考虑支承非对称布置，轴和支承的受载变形及其制造、装配误差引起的齿面上 载荷分布不均的影响。 （见下图）
《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第9章)
§９—２ 传动链的结构特点： 一．滚子链： 1．结构： 1——滚子： 2——套筒： 3——销轴： 4——内链板 5——外链板
44
p
与 2 间隙配合。 与 3 间隙配合， 与 4 过盈配合。 与 5 过盈配合。
图9-2 滚子链的结构
b1
5 4 3 2 1
d2 d1
h2
《机械设计》 （第八版）濮良贵主编
《机械设计》 （第八版）濮良贵主编
第九章 链传动
第九章 链传动
§９—１ 链传动的特点及应用： 1．组成： 3．特点： 优： 链条，主、从动链轮，机架。 与带传动相比 1）平均传动比准确（∵无弹性滑动和打滑） ，效率较高（97～98%） 。 2）结构紧凑，压轴力 FP 小（∵无需张得很紧） 。 3）易安装，成本低，可远距传动。 （相对于齿轮） 4）可在高温、低速、多尘、润滑差的恶劣条件下工作。 缺： 4．适用： 5．分类： 1）只能用于平行轴间的同向传动。 2）瞬时传动比不恒定，冲击、噪音较大。 要求工作可靠，两轴相距较远，及其它不宜用齿轮传动处。 如： 农业、矿山、运输等机械中。 按用途不同可分三类： 又分： ①滚子链（主要介绍） ②齿形链 等几种。 2）输送链： 主要用于传送装置等（如：自动生产线的输送装置） 3）起重链： 主要用于起重机械中。 1）传动链： 使用最广，适用于： P＜100kw. v＜15m/s. i＜imax=8 的埸合。 P.165. 图 9-1. 2．工作原理： 靠链轮轮齿与链节的啮合传动。
50
p d sin(180 z)
（载荷平稳时，可达： i=10）
《机械设计》 （第八版）濮良贵主编
第九章 链传动
尽量选较小节距的单排链. ① 高速大功率：
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机械设计(第八版_濮良贵主编)_总复习_考试知识点解析
机械设计总复习一、填空题1、在V带传动中，带的型号是由计算功率和小带轮转速两个参数确定的。
2、在圆柱齿轮传动设计中，在中心距a及其他条件不变时，增大模数m，其齿面接触应力不变；齿根弯曲应力减小。
3、普通外圆柱螺纹联接的公称直径指的是螺纹的大径，计算螺纹的危险截面时使用的是螺纹的小径。
4、6312表示轴承内径为60mm，类型为深沟球轴承。
5、对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为齿面疲劳点蚀，硬齿面传动的主要失效形式为轮齿折断。
6、在一般情况下，链传动的平均传动比为常数，瞬时传动比不为常数。
7、带传动主要失效形式为打滑和带的疲劳损坏，其设计准则是在保证传动不打滑的前提下使带具有足够的疲劳强度。
8、链传动水平布置时，最好紧边在上，松边在下。
9、蜗杆传动的主要缺点是齿面间的相对滑动速度很大，因此导致传动的效率较低、温升较高。
10、转速与基本额定动载荷一定的球轴承，若将轴承的当量动载荷增加一倍，则轴承寿命将变为原来的1/8。
11、在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为无限寿命区；；当N＜N0时，为有限寿命区。
12、由于弹性滑动现象，使带传动的传动比不准确。
带传动的主要失效形式为打滑和带的疲劳损坏。
13、按键齿齿廓曲线的不同，花键分为矩形花键和渐开线花键。
14、径向滑动轴承的条件性计算主要是限制平均压强、平均压强与轴颈圆周速度的乘积pv 和轴颈圆周速度v不超过许用值。
15、按受载情况不同，轴可分为心轴；转轴；传动轴。
16、螺纹的公称直径是大径，对外螺纹它是指螺纹牙顶所在圆柱的直径。
17、对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为齿面疲劳点蚀，硬齿面传动的主要失效形式为轮齿折断。
18、由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为：部件19、零件表面的疲劳是受到接触应力长期作用的表面产生裂纹或微粒剥落的现象。
20、键连接的主要类型有：平键、半圆件、楔键、切向件21、普通 V 型带共有七种型号，按传递功率大小依次排为： E 、D、C、B、A、Z 、Y ；22、轮齿的主要失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形五种。
机械设计(第八版)课后答案 濮良贵 纪名刚
3-1:参考答案3-2:参考答案3-3 3-43-58-1: 8-25-49-29-4机械设计第十章齿轮设计课后习题答案10-2解（1）齿轮A为主动轮，齿轮B为“惰轮”，也就是说齿轮B既是主动轮又是从动轮。
当齿轮B与主动轮A啮合时，工作齿面是王侧，当齿轮B与从动轮C啮合时，工作齿面是另一侧。
对于一个轮齿来讲，是双齿面工作双齿面受载，弯曲应力是对称循环，接触力是脉动循环，取10-3 答：齿面接触应力是脉动循环，齿根弯曲应力是对称循环。
在作弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应力值乘以0.7.10-4 答：一般齿轮材料主要选用锻钢（碳钢或全金钢）。
对于精度要求较低的齿轮，将齿轮毛坯经正火或调质处理后切齿即为成，这时精度可达8级，精切合金钢主要是渗碳后淬火，最后进行滚齿等精加工，其精度可达7，6级甚或5级。
对于尺寸较大的齿轮，可适用铸钢或球墨铸铁，正火后切齿也可达8级精度。
10-5提高轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降低齿根应力集中;增大轴和支承的则度，可减小齿面局部受载；采取合适的热处理方法使轮世部具有足够的韧性；在齿根部进行喷丸、滚压等表面强度，降低齿轮表面粗糙度，齿轮采用正变位等。
提高齿面抗点蚀能力的措施有：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；增大润滑油粘度；提高加工、发装精度以减小动载荷；在许可范围内采用较大变位系数正传动，可增大齿轮传动的综合曲率半径。
10-6解（1）选用齿轮的材料和精度等级，由教材表10-1可知，大小齿轮材料均为45号钢调质，小齿轮齿面硬度为250HBS,大齿轮齿面硬度为220HBS.选精度等级为7级。
（2）按齿面接触疲劳强度设计。
1、小齿轮传递的转矩2、初选载荷系数：初选Kt=1.83、确定齿宽系数：小齿轮不对称布置，据教材表10-7选用4、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得5、确定区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计ZH=2.56、齿数比：7、确定接触许用应力：循环次数查教材图10-19曲线I得查教材10-21（d）得8、由接触强度计算小齿轮的分度圆直径9、验算载荷系数：齿轮的使用系数：载荷状况以轻微冲击为依据查教材表10-2得KA=1.25齿轮的圆周速度由教材图10-8查得：Kv=1.12对于软齿面齿轮，假设,由教材表10-3查得齿宽齿宽与齿高比由教材表10-4查得,由教材图10-13查得：,接触强度载荷系数：10、校正直径：取标准值m=2.5mm11、齿轮的相关参数：12、确定齿宽：圆整后，取b2=50mm,b1=55mm.(3)校核齿根弯曲疲劳强度。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(铆接、焊接、胶接和过盈连接)【圣才出品
第7章 铆接、焊接、胶接和过盈连接7.1 复习笔记一、铆接铆钉连接（简称铆接）是将铆钉穿过被连接件的预制孔经铆合后形成的不可拆卸连接。
1．铆缝的分类、特性和应用（1）分类按铆钉的排数可分为：单排、双排和多排；按铆缝的性能可分为：强固铆缝、强密铆缝和紧密铆缝；按接头情况可分为：有搭接逢、单盖板对接缝和双盖板对接缝。
（2）特性和应用铆接工艺设备简单、抗振、耐冲击、传力均匀、牢固可靠，但结构一般较为笨重，被铆件的强度削弱较大，铆接时噪音大，劳动条件差。
因此，目前除在桥梁、建筑、飞机制造等部门中采用外，应用已渐减少，并为焊接、胶接所代替。
2．铆缝的受力及破坏形式、强度计算（1）受力及破坏形式铆接主要靠铆钉的剪切和与孔壁间的挤压传递作用力，其失效形式主要有铆钉被剪断、板边被剪坏或被撕裂、钉孔接触面被压坏、板沿钉孔被拉断。
（2）强度计算对于单排搭接铆缝的强度，主要进行静强度分析，包括以下几个方面：①被铆件的拉伸强度条件[]1()F t zd δσ=-②被铆件上孔壁的挤压强度条件2p []F dz δσ=③铆钉的剪切强度条件23[]4d z F πτ=式中，为被铆接件厚度；b 为板宽；d 为铆钉直径；z 为铆钉数目；、、δ[]σp σ⎡⎤⎣⎦分别为被铆接件的许用拉应力、许用挤压应力和铆钉的许用切应力。
[]τ3．铆缝的强度系数被铆件遭到钉孔削弱后的强度与完整时的强度之比，称为铆缝的强度系数，用表示。
ϕ二、焊接焊接是利用局部加热(或加压)的方法使被连接件接头处的材料熔融连接成一体。
1．类型、特性和应用（1）焊接的类型如图7-1（a ）所示，其中，电弧焊中焊缝的基本类型如图7-1（b ）所示。
图7-1（2）特性和应用与铆接相比，焊接具有强度高、工艺简单、附加质量小、劳动条件较好等优点。
另外，以焊代铸可节约金属，降低成本。
因此应用日益广泛。
2．焊接件常用材料及焊条（1）焊接的金属结构件常用的材料：Q215、Q235、Q255等；（2）焊接的零件常用的材料：Q275、15～50号碳钢，以及50Mn、50Mn2、50SiMn2等合金钢。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(绪 论)【圣才出品】
第1章 绪 论
1.1 复习笔记
一、本课程讨论的具体内容
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，键、花键及无键连接，销连接，铆接，焊接，胶接与过盈连接等；
3．传动部分
螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动以及摩擦传动等；
4．轴系部分
滚动轴承，滑动轴承，联轴器与离合器以及轴等。
5．其他部分
弹簧、机座和箱体，减速器和变速器等。
二、本课程的性质
本课程的性质是以一般通用零件的设计为核心的设计性课程，而且是论述它们的基本设计理论与方法的技术基础课程。
三、本课程的主要任务
培养学生以下素质和能力：
1．有正确的设计思想并勇于创新探索；
2．掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新的基础件及设计简单的机械的能力；
3．具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；
4．掌握典型机械零件的试验方法，获得实验技能的基本训练；
5．了解国家当前的有关技术的经济政策，并对机械设计的新发展有所了解。
1.2 名校考研真题详解
本章内容只是对整个课程的一个总体介绍，基本上没有学校的考研试题涉及到本章内容，读者简单了解即可，不必作为复习重点，所以本部分也就没有选用考研真题。
《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第10章)要点
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：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↓。
54③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。
3）抗胶合措施：采用抗胶合的润滑油。
机械设计(第八版)课后答案 濮良贵 纪名刚第12章滑动轴承
112.1.2 摩擦与润滑种类与特点. （1）干摩擦--表面间无任何润滑剂(或保护膜)的纯金属接触时的摩擦.*（2）①边界摩擦(⑤边界润滑) ②作图 ---③两表面上的极薄的吸附油膜之间的摩擦** （3）①流体摩擦(④流体润滑) ③作图 ②--摩擦发生在润滑内部***（4）混合磨擦----处于 (1)、(2)、(3) 、三者的混合状态. 常见：（3）、（4）*接触峰点之间发生粘接、挤压、剪切、塑性流动 摩擦磨损最严重，f =0.15~0.5**④能降低摩擦阻力，减轻磨损，但膜厚小于粗糙度，强度不高，磨损不可避免。
***摩擦阻力最小，磨损最轻（几乎不发生摩损）212.1.3 磨损（滑动轴承主要失效形式）--摩擦表面的物质不断损失的现象（1）磨损类型：磨粒磨损、疲劳剥落（点蚀）、粘着磨损（胶合）、腐蚀磨损（2）磨损过程（3）不同因素对磨损的影响.1）材料、2）载荷、3）润滑、4）工作温度312.2 径向滑动轴承的结构及组成 (1)轴承座整体式（图11-1） 结构简单剖分式（图11-2） 间隙可调、装拆方便 调心式（图17-3） 顺应轴挠度 （2）轴套与轴瓦（实物）作用： 便于更换节约贵重金属结构： 整体式----轴套实物剖分式---轴瓦(3) 瓦上开油孔、油沟.输送、分布、存储润滑液最简结构：(4) 轴承衬----在钢质轴瓦上贴附一层减摩材料.节约贵重金属结构上需要*衬一定有瓦,瓦不一定有衬.412.4 润滑剂.P279（1）流体润滑剂—油、水润滑油（机油）主要指标：粘度、油性（边界膜性能）（2）润滑脂（黄油）主要指标：锥入度（稠度）、滴点（最高使用温度）（3）固体、气体润滑剂（特殊或专门用途）612.5径向滑动轴承(混合润滑)的条件性计算（1）计算项目(准则)① p= F/dB≤[p] 防止过度磨损② pv≤[pv] 限制轴承温升③ v≤[v] 控制磨损速度(2)设计步骤①选择结构类型②确定宽径比B/d, 一般B/d=0.5～1.5,多数取B/d=1.③按计算准则计算，查表11-2选取材料.④选定配合及表面粗糙度⑤选择润滑剂、润滑方式712.6 液体动压润滑的基本原理。
机械设计(第八版)濮良贵 全书习题
第一、二章绪论、机械设计总论一、填空题1、机器的基本组成部分包括、、。
2、机械零件的设计方法包括、、。
二、名词解释1、通用零件、专用零件、方案设计、技术设计、纸上装配、2、失效、刚度、强度、可靠度、浴盆曲线、设计安全系数、计算安全系数三、简答题1、对机器的要求主要包括哪些方面？2、机器的设计过程包括哪几个阶段？3、机械零件的失效形式主要有哪些？4、设计机械零件时应满足哪些基本要求？5、什么是机械设计中的“三化”？三、问答题1、解释零件失效率λ(t)与时间t之间的关系曲线浴盆曲线。
2、机械零件的常用材料有哪些类型，它们各有哪些特点？3、机械现代设计方法有哪些？第三章 机械零件的强度 四、 名词解释1、循环特性r 、对称循环、脉动循环2、静强度、疲劳强度、高周疲劳、低周疲劳、N -σ曲线、等寿命曲线（极限应力线图）3、寿命系数K N 、循环基数、单向稳定变应力、单向不稳定变应力、双向稳定变应力、设计安全系数、计算安全系数二、选择题1、若传动轴作正、反向转动，则轴上某点的扭转应力（剪应力）可按 处理。
A 、脉动循环 B 、对称循环 C 、静止不变 D 、以上都不是2、以下四种叙述中， 是正确的。
A 、变应力只能由变载荷产生B 、静载荷不能产生变应力C 、变应力是由静载荷产生的D 、变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产生 3、变应力特性可用max σ、min σ、a σ、m σ、r 中五个参数的任意 个来描述。
A 、一个 B 、两个 C 、三个 D 、四个4、零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。
A 、 增高 B 、 不变 C 、 降低 D 、不确定5、零件的材料、形状，尺寸，结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度______。
A 、 较高B 、 较低C 、 相同6、零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。
A 、 增高 B 、 降低 C 、 不变 D 、 增高或降低视处理方法而定三、问答题1、在N -σ曲线上指出静强度、低周疲劳和高周疲劳区及有限寿命疲劳阶段和无限寿命疲劳阶段。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(摩擦、磨损及润滑概述)【圣才出品】
第4章 摩擦、磨损及润滑概述4.1 复习笔记把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为摩擦学。
摩擦是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象，磨损是伴随摩擦而产生的必然结果，是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移；润滑是降低摩擦，减轻磨损所应采取的措施。
一、摩擦在正压力作用下相互接触的两物体受切向外力的影响而发生相对滑动，或者有相对滑动的趋势时，在接触表面上就会产生抵抗滑动的阻力，这一自然现象称为摩擦。
1．摩擦的分类（1）发生在物质内部，阻碍分子相对运动的内摩擦。
（2）当相互接触的两个物体发生相对滑动或有相对滑动的趋势时，在接触表面上产生阻碍相对滑动的外摩擦。
其中，仅有相对滑动趋势的摩擦叫做静摩擦；相对滑动进行中的摩擦叫做动摩擦。
2．动摩擦根据位移形式的不同可分为滑动摩擦和滚动摩擦；3．滑动摩擦根据摩擦面间存在润滑剂的情况可分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦及混合摩擦。
边界摩擦、混合摩擦及流体摩擦都必须具备一定的润滑条件，所以相应的润滑状态常分别称为边界润滑、混合润滑及流体润滑。
可用膜厚比来大致估计两滑动表面所处的摩擦（润滑）状态，即λ=式中，为两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度；、分别为两接触表面min h 1q R2q R 形貌轮廓的均方根偏差。
一般认为边界摩擦（润滑）状态；混合摩擦（润滑）状态；流体摩1λ≤13λ≤≤3λ>擦（润滑）状态。
①干摩擦：表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。
修正后的黏附理论认为，做相对运动的两个金属表面间的摩擦系数为=f B nsy F f F τσ==界面剪切强度极限两种金属集体中较软的压缩屈服极限当两金属界面被表面膜分隔开时，为表面膜的剪切强度极限；当剪断发生在较软Bj τ金属基体内时，为较软金属基体的剪切强度极限；若表面膜局部破裂并出现金属粘Bj τB τ附结点时，将介于较软金属的剪切强度极限和表面膜的剪切强度极限之间。
Bj τ②边界摩擦：当运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开、摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。
濮良贵《机械设计》笔记和课后习题(含考研真题)详解-(滑动轴承)【圣才出品】
第12章滑动轴承12.1 复习笔记一、概述1．滑动轴承根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为：（1）滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）滑动轴承适用于工作转速特高、特大冲击与振动、径向空间尺寸受到限制或必须剖分安装，以及需在水或腐蚀性介质中工作等场合。
（2）滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）滚动轴承摩擦系数小，启动阻力小，选用、润滑、维护都很方便。
2．滑动轴承的类型（1）按其承受载荷方向的不同，可分为径向轴承和止推轴承。
（2）根据其滑动表面间润滑状态的不同，可分为流体润滑轴承、不完全流体润滑轴承和自润滑轴承。
（3）根据流体润滑承载机理的不同，可分为流体动力润滑轴承（简称流体动压轴承）和流体静力润滑轴承（简称流体静压轴承）。
3．滑动轴承的设计内容（1）轴承的形式和结构设计；（2）轴瓦的结构和材料选择；（3）轴承结构参数的确定；（4）润滑剂的选择和供应；（5）轴承的工作能力及热平衡计算。
二、滑动轴承的主要结构形式1．整体式径向滑动轴承（1）结构它由轴承座和由减摩材料制成的整体轴套组成，轴承座上设有安装润滑油杯的螺纹孔，在轴套上开有油环，并在轴套的内表面上开有油槽。
（2）优点结构简单，成本低廉。
（3）缺点①轴套磨损后，轴承间隙过大时无法调整；②只能从轴颈端部装拆，对于重型机器的轴或具有中间轴颈的轴，装拆很不方便或无法安装。
（4）应用多用在低速、轻载或间歇性工作的机器中。
2．对开式径向滑动轴承对开式径向滑动轴承是由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦和双头螺柱等组成。
3．止推滑动轴承（1）结构止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。
（2）结构形式常用的结构形式有空心式、单环式和多环式。
①空心式a．实心式轴颈的端面上压力分布极不均匀，靠近中心处的压力很高，对润滑极为不利；b．空心式轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式有所改善。
②单环式单环式是利用轴颈的环形端面止推，而且可以利用纵向油槽输入润滑油，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(齿轮传动)【圣才出品】
使用系数 KA 是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。这种动载荷取
决于原动机和工作机的特性、质量比、联轴器类型以及运行的工况等。
2．动载系数 KV
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台
为了在计算中考虑动载荷的影响，引入动载荷系数 KV。提高制造精度，减少齿轮直径
提高抗胶合能力的措施：减小模数、降低齿高、采用角度变位齿轮以减小滑动系数，
提高齿面硬度，采用抗胶合能力强的润滑油，在润滑油中添加极压添加剂等。
（5）塑性变形：一般发生在硬度较低的齿轮上。
提高抗塑性变形能力的措施：提高齿面硬度、采用高粘度润滑油或添加极压添加剂等。
2．设计准则 闭式软齿面齿轮传动主要失效形式是齿面点蚀，因此按齿面接触疲劳强度进行设计,按 齿根弯曲疲劳强度校核； 闭式硬齿面传动主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，因此按齿根弯曲疲劳强度进行设 计，按齿面接触疲劳强度校核； 开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损，只按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并通过增 大模数和降低许用应力来考虑磨损的影响。
四、齿轮传动的计算载荷
齿轮传动的计算载荷是考虑载荷波动、载荷沿齿宽方向的不均匀性和轮齿齿廓曲线误
差等对强度的影响时，单位接触线长度的最大载荷，有
pca
Kp
KFn L
p Fn
式中， p 为沿齿面接触线单位长度上的平均载荷， L ；Fn 为为轮齿所受的公称法
向载荷；K 为载荷系数，其值为
。
1．使用系数 KA
（4）齿面胶合：首先发生在较软齿面上。
齿面胶合的形式及产生原因：
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《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(第八版)课后答案 濮良贵 纪名刚第8章带传动
以Pca，和n1 查图 8-8、9 *型号↑⇒Ζ↓
10
机械设计 第 8 章带传动
⑷确定a,Ld 计算式（8-21）（8-20） (若 a 事先未给定) a 的预定:P154
2005。车辆工程 03 级
（9） 带轮结构设计、绘制零件图。
⑸验算包角α1≥120º 式（8-6） ⑹确定带的根数Ζ 1） 计算式：Pc/Ζ≤[P0]=( P0+Δ P0)K αKL Δ P0—功率增量(i>1, da1<da2 , σb2<σb1 承载能力↑) K α—包角系数 ，表 8-8 KL—长度系数，表 8-2
圆型带（线、绳）；
同步齿型带：啮合传动，能保证主、从动轮同步。
2005。车辆工程 03 级
组合例：万用表、PDA/mP3/mp4 手机
1
机械设计 第 8 章带传动
（2）带传动的型式
① 开口传动
α---包角 同转向传动
皮带过两侧轮的位置变化
②交叉传动（反转向传动）
轴线相对位置变化
③半交叉传动
* ②③应使用平、圆型带
侧放松—松边；
F2
F2
F1
F1
紧边
5
机械设计 第 8 章带传动
8.2.2 最大有效拉力及影响因素
(1) F1、F2与 F0 、Fe (设带总长不变 0)：
F1- F0 = F0-F2
(F1-F2=Fe)
F1= F0+ Fe /2
①
F2= F0-Fe /2
(2) 最大有效拉力Femax 打滑临界点欧拉公式： F1/F2 =efα
作业： 习题 8-4
2） Ζ的值圆整问题： 一般情况往上圆整，若要求紧凑可往下圆整⇒结构↓
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第2章 机械设计总论
2.1 复习笔记
一、机器
1．机器的组成
（1）基本组成
①原动机部分：驱动整部机器完成预定功能的动力源；
②执行部分：用来完成机器预定功能的组成部分；
③传动部分：把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数的问题。
（2）附加组成：控制系统和辅助系统。
图2-1
2．设计机器的一般程序
根据长期以来的设计经验，一部机器的设计程序可归纳为如表2-1所示。
表2-1 设计机械的一般程序
3．设计机器应满足的要求
（1）使用功能要求：正确的选择机器的工作原理，正确地设计或选用能够全面实现功能要求的执行机构、传动机构和原动机，以及合理地配置必要的辅助系统来实现。
（2）经济性要求：设计制造的经济性表现为机器成本低，使用的经济性表现为高生产率，高效率，较少地消耗能源、原材料和辅助材料，以及低的管理和维护费用。
（3）劳动保护和环境保护要求：①要使所设计的机器符合劳动保护法规定的要求；
②要把环境保护提高到一个重要的位置。
（4）寿命与可靠性的要求：机器的可靠度是指在规定的使用时间（寿命）内和规定
的环境条件下机器能够正常工作的概率；机器由于某种故障而不能完成其预定的功能称为失效。
二、机械零件
任何机器的主体都是它的机械系统，机械系统总是由一些机构组成，而机构又是由许多零件组成。
所以，机器的基本组成要素是机械零件。
按照使用情况将机械零件分为通用零件和专用零件两类。
1．机械零件的失效形式
（1）整体断裂：由于危险截面上的应力超过零件的强度极限，或由于零件的变应力超过其疲劳极限而造成的失效。
如齿轮轮齿根部的折断。
（2）过大残余变形：由于作用于零件上的应力超过其材料的屈服极限而引起过大的变形量，使零件不能正常工作。
（3）零件的表面破坏：零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳，如齿轮齿面磨损、疲劳点蚀等。
（4）破坏正常工作条件引起的失效：有些机械零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果这些必备的工作条件被破坏，就将导致零件的失效。
如带传动，其工作条件是有效圆周力小于临界摩擦力，否则将会产生打滑的失效。
2．设计机械零件时应满足的基本要求
（1）避免在预定寿命期内失效的要求
组成机器的所有零件必须具有相应的工作能力，否则就会失效。
为此，机械零件应具有足够的强度、刚度和规定的寿命。
①强度是指零件抵抗断裂、过大的残余变形和表面接触疲劳的能力。
提高机械零件强度的措施：
a．采用强度高的材料；
b．使零件具有足够大的横截面积尺寸；
c．合理地设计零件的截面形状，以增大截面的惯性矩；
d．采用热处理和化学处理方法，以提高材料的力学性能；
e．提高运动零件的制造精度，以降低工作时的动载荷；
f．合理地配置机器中各零件的相互位置，以降低作用于零件上的载荷等。
②刚度是指零件抵抗弹性变形的能力，分为整体变形刚度和表面接触刚度两种。
提高零件的整体刚度的措施：
a．增大零件横截面积或增大截面的惯性矩；
b．缩短支承跨距或采用多支点结构，以减小挠曲变形等。
提高接触刚度的措施：
a．增大贴合面以降低压力；
b．采用精加工以降低表面不平度等。
③寿命是指零件正常工作延续的时间。
影响零件寿命的因素主要包括：材料的疲劳、材料的腐蚀以及相对运动零件接触表面的磨损等三个方面。
（2）结构工艺性要求
零件具有良好的结构工艺性，即要求零件便于加工、便于装配、费用低等。
零件的结构工艺性不仅与毛坯制造、机械加工、装配要求有关，而且与零件的材料、生产批量、生产设备条件等有关。
零件的结构设计对零件的结构工艺性具有决定性的影响。
（3）经济性要求
经济性要求就是要降低零件的生产成本，通常采取的措施有：
①采用轻型的零件结构以降低材料消耗；
②采用少余量或无余量的毛坯或简化结构以减少加工工时；
③采用工艺性良好的结构以减少加工和装配费用；
④采用廉价材料代替贵重材料；
⑤采用组合结构代替整体结构；
⑥尽量采用标准化的零部件取代特殊加工的零部件等。
（4）质量小的要求
设计时应力求减小零件质量，这样不但节约材料，便于运输，降低成本，还可以减小运动零件的惯性，改善机器的动力性能。
（5）可靠性要求
机器是由许多零件组成的，因而机器的可靠性取决于机械零件的可靠性。
为了提高零件的可靠性，应当使工作条件和零件性能的随机变化尽可能小，并在使用中加强维护和对工作条件进行监测。
3．机械零件的设计准则
（1）强度准则
强度准则是最基本的设计准则，是指零件中的应力不得超过允许的限度。
对一次断裂来讲，应力不超过材料的强度极限；对于疲劳破坏来讲，应力不超过零件的疲劳极限；对残余变形来讲，应力不超过材料的屈服极限。
其代表性表达式为
σσ≤
lim
考虑到各种偶然性或难以精确分析的影响，要除以设计安全系数S ，即为许用应力，
[]σ表达为[]
lim
=S σσσ≤（2）刚度准则
零件在载荷作用下产生的弹性变形量y 小于或等于机器工作性能所允许的极限值
(即许用变形量)，则称满足了刚度要求。
其表达式为
[]y []
y y ≤（3）寿命准则
影响寿命的主要因素：腐蚀、磨损和疲劳是三个不同范畴的问题，它们各自发展过程的规律完全不同。
迄今为止，还没有提出实用有效的腐蚀寿命、磨损寿命的定量计算方法，因而不拟讨论。
对于疲劳寿命，通常是以求出使用寿命的疲劳极限或额定载荷来作为计算的依据。
（4）振动稳定性准则
振动是指机械零件发生周期性的弹性变形现象。
所谓的振动稳定性，是指在设计时要使机器中受激振作用的各零件的固有频率与激振源的频率错开。
令表示零件的固有频率，f 表示激振源的频率，则通常应保证如下的条件
p f 或0.85p f f > 1.15p
f f <如果不能满足上述条件，则可用改变零件及系统的刚性，改变支撑位置，增加或减少辅助支承等办法来改变的大小。
此外，提高回转件的动平衡精度，采用隔振元件把激振f 源与零件隔离，或者增加阻尼以减小受激振动零件的振幅等措施，都可以改善零件的振动稳定性。
（5）可靠性准则。