机械设计基础第10章联接
机械设计基础习题及答案
第一章平面机构的自由度和速度分析题1-1在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。
试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。
题1—2图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。
B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。
试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。
题1—3计算题1－3图a）与图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。
题1－3图a）题1－3图b）题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。
题1—5图 题解1—5图题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。
第二章 连杆机构题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l AD =60mm ，AD 为机架。
试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求l AB 的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。
题2-2 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作 行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g min ； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。
D题2-1图题2-3图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置，并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。
题2-4设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm，摇杆的两极限位置的夹角为45°，行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm。
机械设计基础(零件)填空题(附答案)
《机械设计基础》填空部分复习题第九章1、机械零件由于某种原因，不能时，称为失效。
机械零件在的条件下，零件能安全工作的限度，称为工作能力。
2、若两个零件在受载前是接触或接触，受载后接触变形处为一小面积，在这小面积上产生的局部应力称为应力，如等零件工作时就有这种应力作用。
对高副接触的零件，在外载荷作用下，接触处将产生应力，从而将引起零件的破坏。
两零件高副接触时，其最大接触应力取决于，及度上的载荷。
两零件高副接触时，其接触应力随接触点，线处的曲率半径增大而；随材料的弹性模量减小而；随单位接触宽度载荷的增大而。
零件的表面硬度，接触表面的综合曲率半径，可以提高零件的接触疲劳强度。
2、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数N必于该材料的循环基数N0；由于，和等因素的影响，零件的疲劳极限必小于其材料的疲劳极限。
3、随时间变化的应力称为变应力，具有周期性变化的变应力称为循环变应力。
按照随时间变化的情况，应力可分为和。
变应力可归纳为变应力、变应力和变应力三种基本类型。
变应力的五个基本参数是σmax、σmin、σm、σa、r。
应力循环中的与之比，可用来表示变应力中应力变化的情况，通常称为变应力的循环特性r。
当r=+1表示为应力，r=0表示为应力，它的σmin=，σm=σa=；当r=-1表示为应力，它的σmax=σa；σm=；非对称循环变应力的r变化范围为和之间。
4、在变应力中，表示与力循环次数之间的关系曲线称为材料的疲劳曲线。
在变应力作用下，零件的主要失效形式是。
在静应力下，塑性材料的零件按不发生条件进行强度计算，故应取材料的作为极限应力；而脆性材料的零件按不发生的条件进行计算，故应取材料的作为极限应力。
变应力下，零件的许用极限应力与零件材料的疲劳极限有关，同时还应考虑系数、__系数和系数。
6、一非对称循环变应力，其σmax=100N/mm2，σmin=-50N/mm2，计算其应力幅σa= N/mm2，平均应力σm=___N/mm2，循环特性r= 。
机械设计基础10联接(螺纹联接)
基本原理
螺纹联接的基本原理是通过螺纹的咬合来实现连接 和紧固。
设计要求
螺纹联接的设计要考虑螺纹的类型、尺寸、加工精 度、连接长度等因素。
螺纹联接的计算和选取方法
计算方法
螺纹联接的计算方法需要考虑载荷情况、材料性能、 螺纹类型等因素。
选取方法
螺纹联接的选取应考虑加载情况、工作环境、连接 性能要求等因素。
螺纹联接的制造和装术包括螺纹加工、表面处理等环节。
2
装配技术
螺纹联接的装配技术要注意正确的装配顺序、力矩控制等。
3
检测技术
螺纹联接的检测技术包括外观检查、力矩测试等方法。
螺纹联接的常见问题和解决方法
常见问题
螺纹联接中常见的问题包括松动、脱螺纹、过紧等。
解决方法
解决螺纹联接问题的方法包括增加紧固力、正确选择螺纹类型、使用螺纹锁紧剂等。
机械设计基础10联接(螺 纹联接)
欢迎来到机械设计基础系列第十讲！本讲将介绍螺纹联接，包括定义、分类、 特点、优点、应用领域、基本原理、设计要求等内容。
螺纹联接的定义和概念
螺纹联接是一种常用的紧固连接方式，通过螺纹的互相嵌合实现连接和紧固。 它由一个内螺纹和一个外螺纹构成，通过旋转使螺纹互相咬合达到紧固的效 果。
螺纹联接的分类和特点
分类
螺纹联接可以分为内螺纹联接和外螺纹联接两种 类型。
特点
螺纹联接具有承载能力强、可重复使用、连接牢 固等特点。
螺纹联接的优点和应用领域
1 优点
2 应用领域
提供均匀的紧固力、承载能力高、便于拆卸、 可重复使用等。
广泛应用于机械制造、汽车工程、航空航天、 建筑等领域。
螺纹联接的基本原理和设计要求
机械设计基础10联接螺纹联接
T F
匀速下降:
Ｆd22＝Fa·Ftga(φtg－(ρ′)
) d2
2
(10-6a)
T
F
d2 2
Fatg(
)
d2 2
自锁条件： φ ≤ρ′
(10-7)
(10-5b) (10-6b)
α (β )↑ ρ′ ↑ →
自锁性↑
φ ↑ → 自锁性↓
α
要自锁好→ α (β ) ↑ , φ ↓(单头)
β
三.效率:
max 25
要自锁好→α↑ φ ↓(单) ;要效率高→α↓φ↑(多)
§10-3 机械制造常用螺纹及标准
螺 联接(可靠) → 旋 →要自锁
ρ′↑ →α↑ φ ↓ →单线ｎ=1
副 传动→ 效率高
ρ′↓→α↓ φ ↑→多线ｎ＞１
p.134
1.三角形／普通螺纹(M) →α＝60°, β=30°
螺纹
→紧固→联接(单线、α大)(粗,细)
§10-5 螺纹联接的预紧和防松 P.140
(一)拧紧力矩T0 目的：→防止松动→提高可靠、强度、紧密性
T0 的大小: 拧紧时→ 锁紧力 螺栓→轴向拉力
→Ｔ0＝Ｔ1＋Ｔ2 ＦS
被联接件→轴向压力
螺纹阻力矩 T1 :(10-5b)
Ｔ1＝F d2/2＝Fa tg(φ ＋ρ’) d2 /2
T0
螺母支持面上的摩擦阻力矩T2
α （牙型角） ; β (牙側角) ;φ（升角）=?
d2
S (n p)
tgφ＝n p／πｄ2
(10－1)
牙型:
60 ° 普通 α =60 ° β＝30°
矩形 α =0 ° β＝0°
30 ° 梯形
α =30 ° β＝15°
机械设计基础 第十章 联接
§10—4 螺纹联接的基本类型及 螺纹紧固件
一、螺纹联结基本类型 二、螺纹紧固件
一、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接 a) 普通螺栓联接：
被连接件通孔不带螺纹，被联接件不太厚， 装拆方便。螺杆带钉头，螺杆穿过通孔与螺母配合 使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消 失，结构简单，可多次装拆，应用较广。
牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替。
梯形螺纹特点： =2=30。比矩形螺纹效率略低。 牙根强度高，易于对中，易于制造，剖分螺母 可消除间隙，在螺旋传动中有广泛应用。
有粗牙普通螺纹M10和M68，请说明在静载 荷下这两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数f = 0.1~0.15） 查得： 解： 1、首先求螺纹升角λ 。
粗牙螺纹
细牙螺纹
2、管螺纹 特点：用于管件连接的三角螺纹，=55,螺纹面间 没有间隙，密封性好，适用于压强在1.6MPa以下的 连接。管螺纹广泛用于水、汽、油管路联接中。
管螺纹除普通细牙螺纹外，还有60º 55º 、 的圆柱 管螺纹和60º 55º 、 的圆锥管螺纹。 管螺纹公称直径是管子的公称通径。
L=nP(n=2) L=nP(n=2) L=nP(n=2)
dd d dd 2 2 d2 dd 1 1 d1
P P P
d 1 1 d 1 d d 2 2 d 2 d d d d
hh h
LL L
4）螺 距 P — 相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应 两点间的轴向距离。 5）导程（S）— 同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面 的母线上的对应两点间的轴向距离。 6）线数n —螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。 螺距、导程、线数之间关系：S=nP
M10螺纹： 螺距P=1.5mm，中径d2=9.026mm； M68螺纹： 螺距P=6mm， 中径d2=64.103mm。 M10螺纹升角：
机械设计基础填空题（附答案）
、两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副，按照其接触特性，又可将它分为 低副高副。
两构件通过面接触组成的运动副称为 低副；平面机构中又可将其分为 回转副移动副。
两构件通过点或直线接触组成的运动副称为 高副，且 自由度>0平面机构具有确定运动的条件是 自由度原动件个数，且机架，与其用回转连架杆接的构件称为 连杆连架杆是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分为三种基本型式曲柄摇杆机构、双曲柄机构双摇杆机构越小越大90力角是0，其传力性能很好摇杆为主动件时，在曲柄和连杆则行程速比系数就 越大急回性能也 越明显 1 就意味着该机构的急回性能没有设计中，习惯上用传动角来判断传力性能。
在出现死点时，传动角等于 0，压力角等于 90增大凸轮机构按凸轮形状可分为 盘形凸轮机构、移动凸轮机构和园柱凸轮机构。
按从动件的型式可分为滚子从动件、尖顶从动件和平底从动件理论轮廓；为使凸轮型线在任何位置既不变尖，更不相交，就要求滚子半径必须小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。
的最小曲率半径。
凸轮机构中，从动件采用等加速等减速运动规律时，将引起 柔性刚性，机械效率 越低增大，为减小的半径越小，压力角就 越大，机械效率推力和避免自锁，压力角应越小越好，连续传动的条件为 重合度≥1m1=m2=m1=α2=α，连续传动的条件为法向模数相等法向螺旋角相等螺旋角大小相等，方向相反（m=m n2=m n1=n1αn2=-β2）；一对锥齿轮的正确啮合条件是R1=R2，m1大=m2大=mα1=α2=α。
齿轮的加工方法仿形法范成法大于法向压力角，其法向法向小于直齿轮。
齿条的基园半径为 +∞17产生轴向力，此时该齿轮已产生 根切现象，为克服这一现象可采用 正变位正移距，这样制得的齿轮称为变位齿轮增大，发生根切的最少齿数 变小分度圆上齿廓的压力角为标准值且等于20大于分度园上的压力角（大于20，齿条的齿顶线上的压力角 等于角。
标准渐开线直齿轮齿顶圆上的齿距角。
机械设计基础第10章连接(键、花键-六)
§10－1 螺纹 §10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §10－3 机械制造常用螺纹（略） §10－4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 §10－5 螺纹连接的预紧与防松
§10－6 螺栓连接的强度计算 §10－7 螺栓的材料和许用应力 §10－8 提高螺栓连接强度的措施 §10－9 螺旋传动 （略） §10－10 滚动螺旋简介（略） §10－11 键连接和花键连接
在重型机械中常采用切向键 ——一对楔键组成。
窄面 工作面
d 潘存云教授研制
斜度1：100
装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生 的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，需要 两对切向键分布成120~130 ˚ 。
二、平键联接的强度校核 1. 类型的选择 应根据各种平键的特点及具体应用情况来选择。 考虑：扭矩大小、对中性要求、轴上位置等情况。 2 . 尺寸的选择 键是一种标准件，主要尺寸：长L、宽b、高h b×h____按轴的直径由标准选取。表10－9 P156 L_____参照轮毂宽度B从标准中选取 一般： L=B－(5～10) mm 3. 材料的选择 键的材料常用45钢：σB≥ 600 MPa的碳素钢
MPa
表10-11 花键连接的许用挤压应力[σp ]和许用压强[p ]
连接工作方式
工作条件
[σp ] 或[p ] 齿面未经热处理 齿面经热处理
不良
35~50
40~70
静连接[σp ]
中等 良好
潘6存0云~教1授0研0制 80~120
100~140 120~200
动连接[p ] (空载下移动)
动连接[p ] (在载荷下移动)
二、平键联接的强度校核
1. 类型的选择 2 . 尺寸的选择 3. 材料的选择
机械设计基础第第10章螺纹连接
特点：结构简单、连接可靠、装拆方便，且多
数螺纹连接件已标准化，生产率高，因而应用广泛。
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10.2.1 螺纹
一.螺纹的主要参数 螺旋线---螺纹---螺纹
d2
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(1) 大径d
(2) 小径 d1 (3) 中径d2 (4) 螺距P
d d d1 2
P/2 P/2
按螺旋的作用分
按母体形状分
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螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹
螺纹副
按螺旋的作用分
按母体形状分
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a. 利用附加摩擦力防松
弹簧垫圈
对顶螺母
尼龙圈锁紧螺母
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b. 机械防松
潘存云教授研制
开口销与六 角开槽螺母
圆螺母用止动垫圈
止动垫圈
串联钢丝
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c. 破坏螺旋副防松 用冲头冲2~3点 1~1.5P
涂粘合剂
冲点防松法
粘合法防松
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紧定螺钉
5)其它特殊结构的螺纹连接
起吊螺钉
T 型螺栓
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二.标准螺纹连接件 螺 纹 连 接 件 螺栓
L L0
螺栓的结构形式
d
六角头 L L0 d 小六角头
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螺 纹 连 接 件
螺栓 双头螺柱
L L1 L0 d L1 -----座端长度 L0 -----螺母端长度
机械设计基础第10章
预紧力Fa →产生拉伸应力σ
Fa
0.5
∴ 强度条件为： 1.3Fa [ ] e 2 d1 4
d1
按第四强度理论，当量应 力： e 2 3 2 1.3
1、承受横向工作载荷的普通螺栓强度
工作原理：依靠预紧力作用下 在被连接件之间产生的摩擦力 承受横向工作载荷。 摩擦力： F f F0 fm 保证连接可靠，要求：
§10-4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件
一、螺纹连接的基本类型 1.螺栓连接： 普通螺栓连接：应用广泛，两被连接件不太厚， 便于从两边装配。 铰制孔用螺栓连接：受横向载荷。 2.双头螺栓连接：被连接件之一较厚，常拆卸。 3.螺钉连接：被连接件之一较厚,不常拆卸，且不易 做成通孔的场合。
4.紧定螺钉连接：用于固定两零件的相对位置，并可 传递不大的力和转矩。
—设计公式
d1—螺纹小径（mm） [σ]—许用拉应力 N/mm2 (MPa) Fa
二、紧螺栓连接
紧螺栓连接——承受横向工作载荷和承受轴向工作载荷两种情况
承受工作载荷前拧紧，在拧紧力矩T和轴向载荷Fa（预紧力F0 ） 作用下，螺栓发生拉扭变形，螺栓工作在复合应力状态。
1 2 d1 4 d2 Fa tan(ψ ' ) 螺纹摩擦力 Fa 2d 2 T1 2 tan(ψ ' ) 矩T1→产生 1 2 d1 WT d13 d1 剪应力τ 16 4
θ
一、受力分析
1、矩形螺纹
三点假设：
1.螺纹拧紧过程相当于滑块沿斜面上升的过程；
2.拧紧过程中螺纹各圈的变形量相等；
F Fa
3.力作用在螺纹中径上。
拧紧过程：
FR Fn
ρ
机械设计基础(第六版)第10章 连接
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺旋线旋向：
V母 ω母
左旋（特殊时用）
右旋（常用） 左右手法则：
V母 ω母
右旋
V母
V母
ω母
左旋
ω母
螺母旋入
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 n线螺纹: S = n P 多线螺纹 一般: n ≤ 4
联接的基本物理原理：
1、形锁合（如：普通平键、销等） 2、摩擦锁合（如过盈配合、楔键等） 3、材料锁合（如：焊接）
联接的分类：
静联接（被联接件间相对固定）
动联接（被联接间能按一定运动形式作相对运动）
可拆联接：指联接拆开时，不破坏联接中的零件，重新安装， 可继续使用的联接（键联接、销联接、螺栓联接）。
Fa 螺母
Fn=Fa 当β≠ 0º时，摩擦力为：
F'
f
Fn
f
cos
Fa
螺杆 Fn
f 'Fa
轴
摩擦系数为 f 的非矩形螺纹所产 线
生的摩擦力与摩擦系数为 f ’ ，的
β
螺母 Fa
α
矩形螺纹所产生的摩擦力相当。 故称 f ’ 为当量摩擦系数。
β 螺杆 Fn Fa
f ' f tg' cos
(于(67螺))纹牙螺轴型线纹的角平升面角α的夹ψ轴角向中截径面d内2t圆g螺ψ柱纹上=牙，型πn螺相dP旋邻2 线两的侧切边线的与夹垂角直。牙
型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。
牙侧角 β
S
ψ
机械设计基础第10章 螺纹联接习题解答2
10.1图所示起重卷筒与大齿轮间用双头螺柱连接，起重钢索拉力F Q =50KN ，卷筒直径D =400mm ，8个螺柱均匀分布在直径D 0=500mm 的圆周上，螺栓性能等级4.6级，接合面摩擦因子f =0.12，可靠度系数k f =1.2。
试确定双头螺柱的直径。
题10-1图解：1.计算旋转力矩Tmm N D Q T ⋅=⨯=⋅=71024005000022.计算螺栓所需要的预紧力F '由T K D F zf s ='2得02zfD T K F s ='所以mmN F ⋅=⨯⨯⨯⨯='500050012.08102.1273.确定螺栓直径][3.141σπF d '⨯≥mmd 768.2810050003.141=⨯⨯⨯≥π查GB196—1981，取M30。
10.2图所示气缸盖连接中，已知气缸内压力p 在0～2MPa 之间变化，气缸内径D =500mm ，螺栓分布在直径D 0=650mm 的圆周上，为保证气密性要求，剩余预紧力F ’0=1.8F。
试设计此螺栓组连接。
题10.2图解：设取螺栓数目Z=16或24则单个螺栓所受的轴向工作载荷F 为：单个螺栓所受的总拉力F 2为：所需的螺栓直径d 1：N ..Z D pF N ..Z D pF 17163542445001432425245311645001432422(24)22(16)=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯==ππN...F .F F .F F F N ...F .F F .F F F 6745791171635482828156868725245318282811(24)212(16)=⨯==+=+==⨯==+=+=[][][]mm...F .d mm...F .d d F .1385251206745791314314788301205686873143144312(24)12(16)1212=⨯⨯⨯=⨯≥=⨯⨯⨯=⨯≥≤⨯=πσππσπσπσ查表校核螺栓间距t校核应力幅σa ：确定螺栓的数目和尺寸:查表10.3图所示凸缘联轴器，用六个普通螺栓连接，螺栓分布在mm D 100=的圆周上，接合面摩擦系数f =0.16，可靠度系数 1.2f K =，若联轴器传递扭矩为m N .150，试求螺栓螺纹小径。
机械设计基础_孙立鹏_习题第十章联接
题10—1图第十章 联接题10－1 一螺旋拉紧装置如题10—1图所示，若按图上 箭头方向旋转中间零件，能使两端螺杆A 和B 向中央移动，从而将两零件拉紧。
试问该装置中螺杆A 和B 上的螺纹旋 向是右旋还是左旋？解答：如图所示若按图上箭头方向旋转中间零件，使两端螺杆A 和B 向中央移动，从而将两零件拉紧，螺杆A 和B 的螺旋线方向必相反。
中间零件（相当螺母），根据相对运动关系，螺杆B 为右旋，螺杆B 为左旋 。
题10－2 为什么在重要的受拉螺栓连接中不宜采用直径小于M12～M16的螺栓？解答：对于重要的受拉螺栓连接，不宜采用直径小于M12～M16的螺栓。
因为在拧紧螺母时，对于较小直径的螺栓容易产生过大的预紧拉应力。
同时由于螺纹副和螺母与支承面之间的摩擦系数不稳定以及加在扳手上的力矩有时很难准确控制，容易拧得过紧产生过载应力，甚至拧断。
例如以扳手P 为200N 拧紧M10（d 1=8.376mm ）的螺栓连接，设扳手的长度L ≈15d ，则由式T =k t F ′d ，取k t ≈0.2，则F ′≈15000 N ，考虑到拧紧过程中扭转剪应力的影响，螺栓预紧时拉应力为:4/376.8150003.14/3.1221⨯⨯='⨯=ππσdF N/mm 2 ＝354 N/mm 2可知该应力值已超过一般钢材的屈服极限了。
题10－3一牵曳钩用2个M10的普通螺栓固定于机体上，如题10—3图所示。
已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235钢、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。
解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型例子，它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷R。
解题时，要先求出螺栓组所题10—3图受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷R 。
解答：1.求预紧力F′：由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表10－6，取S=1.35，则许用拉应力： [σ]= σS/S =240/1.35 MPa=178 MPa ，查GB196—86M10螺纹小径d1=8.376mm，根据螺栓强度条件： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得：F′=[σ]πd21/（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N =7535 N2.求牵引力R：由连接接合面静力平衡条件得：R =F R=F′fzm/K f=7535×0.15×2×1/1.2 N=1883.8 N （取K f=1.2）题10—4一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如题10—4图所示。
机械设计基础 第2版 朱龙英主编课后习题答案
—－可编辑修改，可打印——别找了你想要的都有！精品教育资料——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务——全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式《机械设计基础》习题解答目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承--------------------------------------------------50第十三章滑动轴承------------------------------------------------ 56第十四章联轴器和离合器-------------------------- 59第十五章弹簧------------------------------------62第十六章机械传动系统的设计----------------------65第0章绪论12-3机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。
机械设计基础总复习-机械设计部分
机械设计基础总复习机械设计部分•一、选择题：本题共20小题，每小题1分，共20分。
•二、填空题：本题共8个小题，15个空，每空1分，共15分。
•三、判断题：本题共10个小题，每小题1分，共10分。
•四、简答题：本题共3个小题，共16分。
•五、画图题：本题共3个小题，共23分。
•六、计算题：本题共3个小题，共16分。
3第10章联接第11章齿轮传动第12章蜗杆传动第13章带传动第14章链传动第15章轴第16章滚动轴承第17章滑动轴承第18章联轴器、离合器和制动器第10章联接1、联接分可拆联接与不可拆联接。
不损坏联接中的任一零件就可以将被联接件拆开的联接称为可拆联接，如螺纹联接、键联接和销联接等。
不可拆联接是指必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接，如焊接、铆钉联接和粘接等。
2、螺纹联接和螺旋传动都是利用具有螺纹的零件进行工作的，前者作为紧固联接件用，后者则作为传动件用。
3、矩形螺纹传动效率高，但精加工较困难，牙根强度弱，螺旋副磨损后的间隙难以修复和补偿，使传动精度降低。
4、传动效率略低于矩形螺纹，但牙根强度高，工艺性和对中性好，可补偿磨损后的间隙，是最常用的传动螺纹。
5、锯齿形螺纹牙根强度高，单侧传动效率高和反向自锁性能好,用于单向受力的传动中。
6、螺纹升角ψ——在螺纹中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角7、牙型角α---螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边夹角。
8、双头螺柱联接常用于被联接件之一较厚或必须采用盲孔，且需经常拆卸的场合。
9、铰制孔用螺栓联接，螺栓光杆部分与被联接件的螺纹孔之间紧密配合。
10、常用于被联接件之一较厚或必须采用盲孔，且受力不大，不需经常拆卸的场合。
11、装配时预先拧紧，使螺纹联接受到轴向预紧力的作用，即预紧。
目的是保证螺纹联接的可靠性和紧密性，并起到防松作用。
预紧力产生的应力不得的80%。
超过材料屈服极限σs12、联接螺纹一般采用单头三角形螺纹，在静载荷和温度不变的条件下，一般不会自动松动。
《机械设计基础》第十章 联接
二、螺纹联接的防松
在静载荷和工作温度变化不大的情况下，拧紧的螺纹联接件因满足 自锁性条件，一般不会自动松脱。 但在冲击、振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联 接仍有可能松脱。高温的螺纹联接，由于温差变形差等原因，也可能发 生松脱现象。
螺纹防松的根本问题在于防止螺纹副转动。 螺纹防松的措施 1、摩擦防松 弹簧垫圈 对顶螺母 尼龙圈锁紧螺母
用于较厚的被联接件或为了结构紧凑必须采用盲孔的 联接。装配时一端拧入被联接件的螺纹孔中，另一端 穿过被联接件的通孔，再拧上螺母。允许多次拆装而 不损坏联接零件。
3、螺钉联接 (screw)
螺钉直接旋入被联接件的螺纹孔中，省去了螺母，结构 上比双头螺柱简单。但这种联接不宜经常拆装，以免被 联接件的螺纹孔磨损而导致修复困难。
当推动滑块沿斜面等速上升时，可得水平推力 F＝Qtg（λ＋ρ′）
d 2 Qd 2 tg( ) 2 2 驱动力矩用来克服螺旋副的摩擦阻力和升起重物。
驱动力矩 T F
螺纹副的效率是有效功与输入功之比。若按螺旋传动一圈计算，输入 功为2πT，此时升举滑块（重物）所作的有效功为QS，故螺旋副效率为
§10-1 螺 纹
(screw thread)
一、螺纹的形成
将一个直角三角形沿底边与 一圆柱体底面圆周复合而绕在圆 柱体上，则其斜边在圆柱体表面 形成一条螺旋线。取一平面图形， 使它沿着螺旋线运动，运动时保 持此图形通过圆柱体的轴线，就 得到螺纹。按平面图形的形状， 螺纹分为三角形、矩形、梯形、 锯齿形等。
例10－1 试计算粗牙普通螺纹M10和M68的螺纹升角；说明在静载荷下这 两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数f＝0.1～0.15） 解：（1）螺纹升角 由表10－1查得M10的螺距P＝1.5mm，中径d2＝ 9.026mm；M68的P＝6mm，d2＝64.103mm。 对于M10 arc tg 对于M68 arc tg
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按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
按母体形状分
自用盘编号JJ321002
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 n线螺纹: S = n P 按螺旋线的根数分 多线螺纹 一般: n ≤ 4 按回转体的内外表面分
S P P
轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹
nP tgψ= πd 2
牙侧角 β
ψ
S
π d2
自用盘编号JJ321002
§10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
一、矩形螺纹β= 0º 展开中径d2 圆柱面得一斜面. Fa ----轴向载荷 F ----水平推力 Fn ----法向反力 F’=f Fn ----摩擦力 f ----摩擦系数 FR ----总反力 ρ ----摩擦角 螺纹的拧紧----螺母在F和Fa Fn 的联合作用下，逆着Fa 等速 v FR ρ 向上运动。 F 螺纹的拧松----螺母在F和Fa v F’ 的联合作用下，顺着Fa 等速 Fa 向下运动。
P
按螺旋的作用分
按母体形状分
S =P
S
S = 2P
单线螺纹
自用盘编号JJ321002
双线螺纹
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹
螺纹副
按螺旋的作用分
滑块上升：
水平推力: F Fa tg ( ' ) d2 驱动力矩: T Fa tg ( ' ) 2
滑块下降：
F Fa tg ( ' ) d2 T Fa tg ( ' ) 2
非矩形螺旋的自锁条件： ψ≤ρ’ 对于联接螺纹必须满足自锁条件
自用盘编号JJ321002
螺距
P 4 5 6 8 10 12
自用盘编号JJ321002
h3=H4 2.25 2.75 2.25 6.5 5.5 6.5
ac 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5
公称直径d 第1系列 第2系列
D1 D4
H4
R2
ac
标记示例：Tr48X8
R2
(梯形螺纹，直径48，螺距8)
H1
中 径 D2 d2
按母体形状分
自用盘编号JJ321002
内螺纹
外螺纹
自用盘编号JJ321002
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹 联接螺纹 按螺旋的作用分 螺旋传动 传动螺纹 按母体形状分
π d2
自用盘编号JJ321002
螺旋副在轴向载荷Fa作用 下相对运动，可看作在中 径的水平力F推动滑块(重 物)沿螺纹运动
F
d2
Fa
F
S
当螺纹拧紧(滑块上升)时：
滑块在F、FR 、Fa三力作用 下处于平衡状态
Fa ---为阻力，F为驱动力，摩擦力F’ 沿斜面朝下。 ∠FRFa = ψ+ρ FR = Fn +F’ FR =(1 + f ) Fn 列出力平衡方程： FR + Fa +F =0 作力多边形 得： F=Fatg(ψ+ρ ) 驱动力矩：
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圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
自用盘编号JJ321002
二、螺纹的主要几何参数 (1)大径d
与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重 合的假想圆柱体的直径。
P/2 P/2
P
S
(2) 小径 d1 与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)
相重合的假想圆柱体的直径。
(3)中径d2
(4) 螺距P
的轴向距离。
f
Fa
轴 线
螺杆 Fn
摩擦系数为f 的非矩形螺纹所产生 β 的摩擦力与摩擦系数为f ’ ，的矩 形螺纹所产生的摩擦力相当。 螺杆 Fn 故称 f ’ 为当量摩擦系数。 f f ' tg ' 称 ρ’ 为当量摩擦角 s oc
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Fa
螺母
α
β Fa
引入参数f ’和ρ’ 就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进 行力的分析。
D2 d2 D1 d1
2, 1.5, 1
表10-2
螺距P
0.35 0.5 0.75 1 1.25 1.5 2 3
细牙普通螺纹基本尺寸
中径D2、d2
d-1+0.773 d-1+0.675 d-1+0.513 d-1+0.35 d-1+0.188 d-1+0.026 d-2+0.701 d-2+0.052
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联接螺纹 传动螺纹
自用盘编号JJ321002
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹 联接螺纹 按螺旋的作用分 传动螺纹 按母体形状分 圆柱螺纹 圆锥螺纹
mm
d1=d-1.0825P
公称直径（大径） 粗 牙 D d 螺距P 中径 D2 d2 3 0.5 2.675 4 0.7 3.545 5 0.8 3.545 6 1 5.350 8 1.25 7.188 10 1.5 9.026 12 1.75 10.863 (14) 2 12.701 16 2 14.701 (18) 2.5 16.376 20 2.5 18.376 (20) 2.5 20.376 24 3 22.052 (27) 3 25.052 30 3.5 27.727 注：括号内的公称直径为第二系列 自用盘编号JJ321002
F
ψ+ρ
Fa
FR F d2
Fa
ψ +ρ
FR Fn ρψ
F
v F Fa
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d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
ψ
F’
π d2
S
当螺纹拧松(滑块下滑)时： Fa ---为驱动力，F成为阻力， 摩擦力F’沿斜面朝上。 ∠FRFa = ψ-ρ
Fn ψ
滑块在F、FR 、Fa三力作 用下处于平衡状态
P
60˚
P
P
粗牙
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d
细牙
d
细牙
d
普通细牙螺纹 非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚） 管螺纹 用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α = 55˚） 60˚圆锥管螺纹 公称直径----管子的公称通径。强调与普通螺纹不同
55 ˚ 55 ˚
d
d2
d1
d P
d2
d1
P第10章 联 接
§10－1 §10－2 §10－3 §10－4 §10－5 §10－6 §10－7 §10－8 §10－9 §10－10 §10－11 §10－12
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螺纹参数 螺旋副的受力分析、效率和自锁 机械制造常用螺纹 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 螺纹联接的预紧和防松 螺纹联接的强度计算 螺栓的材料和许用应力 提高螺栓联接强度的措施 螺旋传动 滚动螺旋简介 键联接和花键联接 销联接
螺 纹 的 分 类
按螺纹的旋向分
按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
按母体形状分
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螺纹的牙型
30º 15º 3º 30º
矩形螺纹
三角形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
自用盘编号JJ321002
按螺纹的牙型分
螺 纹 的 分 类
按螺纹的旋向分 按螺旋线的根数分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 左旋螺纹
§10－1 螺纹参数
一、螺纹的形成 螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线 等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。 螺纹----一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图 形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。 d
2
螺纹
自用盘编号JJ321002
按螺纹的牙型分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
锯齿形
30º
粗牙普通螺纹的基本尺寸见P135表10-1
后面有图
细牙普通螺纹的基本尺寸见P136表10-2 梯形螺纹的基本尺寸见P136表10-3
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表10-1
P
直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸
P/8 P/8 P/8 60˚ 30˚ P/2 H/4 H=0.866P d2=d-0.6495P D、d ----内、外螺纹大径 D2、d2----内、外螺纹中径 D1、d1----内、外螺纹小径 P----螺距
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用螺纹密封的管螺纹
梯形螺纹： β= 15º 锯齿形螺纹: β= 3º
30º
常用于传动。
为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角β比三角形螺纹的要小得 多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。 锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。
3º
梯 形 螺纹的基本尺寸：
也是一个假想圆柱的直径，该 圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。
d d2 d1
相邻两牙在中径线上对应两点间
(5) 导程S S = nP
同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
(6) 螺纹升角ψ