机械设计基础第十二章 机械传动设计..
机械设计基础课教案
机械设计基础课教案一、课程介绍1. 课程背景：机械设计基础课程是工科院校机械类专业的一门重要专业基础课程，旨在培养学生掌握机械设计的基本理论、基本方法和基本技能，为后续专业课程学习和工程实践打下坚实基础。
2. 课程目标：通过本课程的学习，使学生掌握机械设计的基本原理、方法和相关知识，具备一定的机械设计能力和创新意识，为将来从事机械设计工作奠定基础。
二、教学内容1. 机械设计的基本概念2. 机械零件的选材与制造3. 机械强度计算4. 机械传动设计5. 机械结构设计6. 机械设计实例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法：分析实际机械设计案例，提高学生的设计能力。
3. 实践教学法：引导学生参与实验、课程设计等实践活动，巩固理论知识。
4. 讨论法：鼓励学生提问、发表见解，提高课堂互动性。
四、教学安排1. 课时：共计32课时。
2. 教学方式：课堂讲授、案例分析、实践教学相结合。
3. 教学进度：第1-4课时：机械设计的基本概念第5-8课时：机械零件的选材与制造第9-12课时：机械强度计算第13-16课时：机械传动设计第17-20课时：机械结构设计第21-24课时：机械设计实例分析五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、提问、讨论等课堂表现。
2. 实践成绩：评价学生在实验、课程设计等实践环节的表现。
3. 期末考试：测试学生对课程知识的掌握程度。
六、机械设计的基本流程1. 教学目标了解机械设计的基本流程，掌握各个阶段的主要任务和要求，培养学生进行机械设计的能力。
2. 教学内容设计前的准备工作方案设计详细设计设计验证与修改设计文件的编制3. 教学方法讲授法：讲解设计流程的各个阶段及注意事项。
实践教学法：引导学生参与实际设计项目，体会设计流程的重要性。
七、机械设计的创新与改进1. 教学目标激发学生的创新意识，培养学生进行机械设计改进的能力。
2. 教学内容创新设计的原则与方法改进设计的思路与步骤创新与改进的实例分析3. 教学方法讲授法：讲解创新设计的基本原则与方法。
机械设计基础分章节练习题
《机械设计基础》课程分章节练习题第一章机械设计基础概论第二章平面机构运动简图及自由度第三章平面连杆机构一、单项选择题1. 机器中各制造单元称为（）A．零件B．构件C．机件D．部件2. 机器中各运动单元称为（）A．零件B．构件C．部件D．机件3. 在平面机构中，每增加一个低副将引入（）A．0个约束B．1个约束C．2个约束D．3个约束4. 机构具有确定相对运动的条件是（）A．机构的自由度数目等于主动件数目 B. 机构的自由度数目大于主动件数目C．机构的自由度数目小于主动件数目 D. 机构的自由度数目大于等于主动件数目5. 平面运动副所提供的约束为（）A.1B.2C.1或2D.36. 由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为( )A.1B.m-1C.mD.m+l7. 平面铰链四杆机构ABCD中，AD为机架，L AB=40mm，L BC=60mm，L CD=120mm，L AD=120mm，那么（）A．AB杆为曲柄，CD杆为摇杆 B. AB杆与CD杆均为曲柄C．AB杆与CD杆均为摇杆 D. AB杆为摇杆，CD杆为曲柄8. 无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为( )A.θ<︒0B.θ=︒0C.θ≥︒0D.θ>︒09. 一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则将演化为（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.导杆机构10. 铰链四杆机构的死点位置发生在（）A．从动作与连杆共线位置B．从动件与机架共线位置C．主动件与连杆共线位置D．主动件与机架共线位置11. 铰链四杆机构ABCD中，AB为曲柄，CD为摇杆，BC为连杆。
若杆长l AB=30mm,l BC=70mm，l CD=80mm，则机架最大杆长为（）A.80mmB.100mmC.120mmD.150mm12. 曲柄摇杆机构处于死点位置时，角度等于零度的是（）A．压力角B．传动角C．极位夹角D．摆角13. 在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其它两杆长度之和，则要获得双摇杆机构，机架应取（）A．最短杆B．最短杆的相邻杆C．最短杆的对面杆D．无论哪个杆14. 铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则机构为（）A．曲柄摇杆机构B．曲柄滑块机构C．双曲柄机构D．双摇杆机构15. 在铰链四杆机构中，传动角γ和压力角α的关系是（）A．γ=180°-αB．γ=90°+αC．γ=90°-αD．γ=α16. 在下列平面四杆机构中，一定无急回特性的机构是（）A.曲柄摇杆机构B.摆动导杆机构C.对心曲柄滑块机构D.偏置曲柄滑块机构17. 偏心轮机构是由铰链四杆机构（）演化而来的。
机械设计基础课后习题答案(第四版)
目录第1章机械设计概述 (1)第2章摩擦、磨损及润滑概述 (3)第3章平面机构的结构分析 (12)第4章平面连杆机构 (16)第5章凸轮机构 (36)第6章间歇运动机构 (46)第7章螺纹连接与螺旋传动 (48)第8章带传动 (60)第9章链传动 (73)第10章齿轮传动 (80)第11章蜗杆传动 (112)第12章齿轮系 (124)第13章机械传动设计 (131)第14章轴和轴毂连接 (133)第15章轴承 (138)第16章其他常用零、部件 (152)第17章机械的平衡与调速 (156)第18章机械设计CAD简介 (163)第1章机械设计概述1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
1.2常见的失效形式有哪几种？答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。
1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
1.4标准化的重要意义是什么？答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
机械设计基础 第十二章轴
3.
球墨铸铁、合金铸铁 (高强度铸铁)
价廉、吸振性好、耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，铸造 成形，但性脆，可靠性低，品质难控制。 常用于制造外形复杂的轴，如曲轴、凸轮轴。
轴的常用材料及其主要力学特性见
轴的结构设计
12
设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。
设计要求： 1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装) 2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定) 4.改善应力状况，减小应力集中。
第十二章
轴的设计
1
第一节 第二节 第三节
概述 轴的设计举例 轴的强度、刚度计算
2
本章重点：
① 轴的类型，轴的常用材料； ② 轴的结构； ③ 轴上零件的轴向定位和固定方法； 轴上零件的周向定位和固定方法；
④ 按扭转强度计算轴的直径。
轴的功用：主要用于支承传动零件 (齿轮、带轮等) 并
传递运动和动力。
越程槽和退刀槽
17
（3）为去掉毛刺，利于装配，轴端应制出45°倒角。
45°倒角 45°倒角
( 4)当采用过盈配合联结时，配合轴段的零件装入端，常加工 成半锥角为30°的导向锥面。若还附加键联结，则键槽的长度 应延长到锥面处，便于轮毂上键槽与键对中。
18
（5）如果需从轴的一端装入两个过盈配合的零件，则轴上两配 合轴段的直径不应相等，否则第一个零件压入后，会把第二个零件 配合的表面拉毛，影响配合。
一般情况下，直轴 做成实心轴，需要 减重时做成空心轴
6
轴的功用和类型
分类： 按承受载荷分有： 类 型 按轴的形状分有：
7
转轴---传递扭矩又承受弯矩
传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 光轴 阶梯轴
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 第十二章 螺旋传动
传力螺旋
传导螺旋 调整螺旋
第一节 概述
（1）传力螺旋 （传递动力为主） 应用：举重器 螺旋千斤顶 螺旋压力机 特点： 低速 间歇工作 传递轴向力大 自锁
第一节 概述
（2）传导螺旋（传递运动为主） 应用：机床进给丝杠 特点： 速度高 连续工作、 精度高
第一节 概述
（3）调整螺旋 （调整并固定零件间的相对位置 ）
滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母 之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工 作，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。
第三节 其他螺旋传动简介
二、静压螺旋传动简介
液体摩擦，靠外部液压系统提高油压，压力油进入 螺杆与螺母螺纹间的油缸，促使螺杆、螺母、螺纹 牙间产生压力油膜而分隔开。
本章结束
特点：受力较小且不经常转动
应用：带传动张紧装置、机床卡盘、轧钢机轧 辊下压螺旋。
第一节 概述
按摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为 滑动摩擦螺旋传动（简称滑动螺旋） 滚动摩擦螺旋传动（简称滚动螺旋/滚珠丝杠）
静压滑动摩擦螺旋传动（简称静压螺旋）。
第一节 概述
（1）滑动螺旋
优点：构造简单、传动比大，承载能力高，加工 方便、传动平稳、工作可Hale Waihona Puke 、易于自锁。剪切强度校核公式为
F zπDb
一圈螺纹沿螺纹大径展开图
螺纹大径
第二节 滑动螺旋传动的设计
四、螺杆强度校核 螺杆受轴向力F及转矩T的作用,
d2 TF tan( v ) 2
第四强度理论确定危险截面的计算应力
4F T ca 3 2 3 3 πd πd / 16 1 1
机械设计基础第二版目录
绪论第1章机械设计概述第2章润滑与密封概述第3章平面机构的结构分析第4章平面连杆机构第5章凸轮机构第6章间歇运动机构第7章螺纹连接第8章轴毂连接第9章带传动第10章链传动第11章齿轮传动第12章蜗杆传动第13章齿轮系第14章机械传动设计第15章机械的调速与平衡第16章轴第17章滚动轴承第18章滑动轴承第19章联轴器、离合器第20章弹簧目录绪论0．1机器的组成及特征0．2课程的内容、性质和任务0．3 学习方法复习题与练习题第1章机械设计概述1．1 机械设计的基本要求1．2机械设计的内容与过程1．3机械零件的失效形式及设计计算准则1．4机械零件的接触强度1．5机械零件的标准化1．6现代机械设计理论概述复习题与练习题第2章润滑与密封概述2．1摩擦与磨损2．2润滑2．3密封复习题与练习题第3章平面机构的结构分析 (25)3．1 机构结构分析的内容及目的…一253．2 运动副 (25)3．3 平面机构的运动简图 (27)3．4 平面机构的自由度与实例分析 (30)3．5 平面机构的组成原理与结构分析…………………．．……………．33复习题与练习题........................一36 第4章平面连杆机构 (39)4．1 概述 (39)4．2 用图解法作平面机构的运动分析 (39)4．3 用图解法作平面机构的力分析 (43)4．4铰链四杆机构的基本类型及其演化 (51)4．5铰链四杆机构的基本特性……．544．6 平面四杆机构的设计与实例分析 (58)复习题与练习题 (62)第5章凸轮机构 (64)5．1 概述..................”...............． (64)5．2从动件常用运动规律…………．665．3盘形凸轮轮廓设计…………一705．4 凸轮机构基本尺寸的确定 (74)复习题与练习题……………．……一76第6章间歇运动机构 (77)6．1棘轮机构……………………一776．2槽轮机构...........................一81 6．3 不完全齿轮机构 (85)6．4 凸轮式间歇运动机构…………一86复习题与练习题 (87)第7章螺纹连接 (88)7．1 螺纹连接的基本知识 (88)7．2 螺纹连接的预紧与防松 (91)7．3 单个螺栓连接的强度计算 (95)7．4 螺栓组连接的设计计算与实侈4分析 (101)7．5提高螺栓连接强度的措施…一1097．6 螺旋传动 (110)复习题与练习题………一…………‘·1 16课堂讨论题.................................一1 18 第8章轴毂连接 (119)8．1 概述......一 (119)8．2键连接……………………．1198．3花键连接…………………一1238．4销连接 (125)8．5过盈配合连接………………一126复习题与练习题 (127)第9章带传动 (128)9．1 概述 (128)9．2带和带轮..................-． (131)9．3 带传动的工作情况分析 (138)9．4 普通V带传动的设计与实例分析 (142)9．5 V带传动的张紧、正确安装与维护 (155)9．6 同步带传动设计 (157)复习题与练习题…………………．．165第10章链传动 (167)10．1 概述 (167)10．2链传动的结构和标准 (168)10．3链传动的工作情况分析 (170)10．4链传动的合理布置和润滑 (173)10．5 滚子链传动的设计计算与实例分析 (175)复习题与练习题…………………．．179第1l章齿轮传动 (181)11．1 齿轮传动的特点和基本类型 (181)11．2 齿廓啮合基本定律…………-18311．3渐开线及渐开线齿轮 (184)11．4渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算……]8911．5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 (192)11．6 渐开线齿廓切削加工的原理 (196)11．7 渐开线齿廓的根切现象与标准外齿轮的最少齿数 (198)11．8 变位齿轮传动 (199)儿．9 齿轮传动的失效形式及设计准则 (203)儿．10齿轮的常用材料及许用应力 (206)11．1l 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 (210)11．12平行轴斜齿圆柱齿轮传动 (215)11．13 交错轴斜齿圆柱齿轮传动 (220)儿．14直齿锥齿轮传动 (222)11．15 齿轮结构设计 (228)11．16齿轮传动的润滑与效率 (230)11．17标准齿轮传动的设计计算与实例分析…………………．231复习题与练习题 (239)课堂讨论题………………………．242第12章蜗杆传动 (243)12．1 蜗杆传动的特点与类型 (243)12．2 阿基米德蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 (245)12．3 蜗杆传动的相对滑动速度与效率 (250)12．4蜗杆传动的失效形式、材料与结构.....................．．.........．252 12．5 蜗杆传动的强度计算 (256)12．6 蜗杆传动的润滑与热平衡计算 (258)12．7 蜗杆传动的设计计算与实例分析 (260)12．8普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及安装与维护……．262复习题与练习题 (263)第13章齿轮系..............................．．265 13．1轮系的分类 (265)13．2定轴轮系传动比计算 (267)13．3周转轮系传动比计算 (269)13．4复合轮系传动比计算 (271)13．5轮系的应用 (272)13．6其他类型行星传动简介 (274)复习题与练习题…………………．．276第14章机械传动设计......................-279 14．1概述 (279)14．2机械传动的类型…………一28014．3机械传动的特性和参数 (283)14．4机械传动的方案设计 (287)14．5机械传动的设计程序 (292)复习题与练习题........................一292 第15章机械的调速与平衡 (293)15．1机械的运转过程及速度波动的调节 (293)15．2 飞轮的近似设计方法 (295)15．3机械的惯性载荷及平衡......．．298 15．4 刚性回转体的平衡 (300)复习题与练习题 (303)第16章轴 (305)16．1 概述 (305)16．2轴的材料及选择…………一30716．3轴的结构设计 (309)16．4轴的强度计算 (313)16．5轴的刚度计算 (317)16．6轴的设计计算与实例分析 (318)复习题与练习题 (329)附表 (330)第17章滚动轴承 (335)17．1 概述 (335)17．2滚动轴承的代号 (340)17．3 滚动轴承的工作情况分析 (343)17．4滚动轴承类型的选择 (346)17．5滚动轴承尺寸的选择.........．．348 17．6 滚动轴承组合设计 (358)17．7 滚动轴承的设计计算与实例分析 (366)复习题与练习题 (372)课堂讨论题 (373)第18章滑动轴承 (374)18．1 概述 (374)18．2 滑动轴承的结构 (374)18．3 滑动轴承的材料 (378)18．4滑动轴承的润滑 (380)18．5 非液体摩擦滑动轴承的设计计算与实例分析 (383)18．6液体动压润滑的形成及基本方程 (385)18．7 其他滑动轴承简介 (388)18．8 滚动轴承与滑动轴承性能比较 (389)复习题与练习题…………………一390第19章联轴器和离合器 (391)19．1联轴器 (391)19．2 离合器 (397)复习题与练习题........................一402 第20章弹簧 (403)20．1概述 (403)20．2 圆柱螺旋弹簧的结构和几何尺寸 (405)20．3 弹簧的材料与制造 (407)20．4 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算与实例分析 (409)复习题与练习题 (415)参考文献 (417)。
机械设计基础教程学习常用机械传动方式
机械设计基础教程学习常用机械传动方式机械传动是机械设计中至关重要的一环，它是将动力源传递到被驱动部件的过程。
在机械设计中，常用的机械传动方式主要包括齿轮传动、带传动和链传动。
本文将介绍这几种常用的机械传动方式。
一、齿轮传动齿轮传动是一种通过齿轮的啮合实现动力传递的传动方式。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定等特点，因此被广泛应用于工程机械、汽车、机床等领域。
常见的齿轮传动类型有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动等。
齿轮传动在机械设计中的应用具有重要意义，需要设计者充分考虑齿轮的传动比、齿轮材料、齿轮啮合角等因素。
二、带传动带传动是一种通过带状弹性零件传递动力的传动方式。
带传动具有传动平稳、缓冲冲击、传递功率大等优点，因此被广泛应用于农机、纺织机械等领域。
常见的带传动类型有平带传动、V带传动、链条传动等。
带传动在机械设计中应用较为广泛，需要设计者注意带的张紧力、带轮的选择等因素。
三、链传动链传动是一种通过链条的啮合实现动力传递的传动方式。
链传动具有传动效率高、传动距离长、传动精度高等特点，因此被广泛应用于摩托车、自行车等领域。
常见的链传动类型有滚子链传动、双排链传动、螺旋钢丝链传动等。
链传动在机械设计中需要注意链条的选择、链条间隙的调整等因素。
除了上述介绍的三种常用的机械传动方式，还有一些其他的传动方式也在机械设计中得到应用，如齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动等。
每种传动方式都有其特点和适用范围，设计者在实际应用中需要综合考虑工作环境、载荷条件等因素进行选择。
总结：机械传动在机械设计中具有至关重要的作用，掌握常用的机械传动方式对于设计者来说至关重要。
本文对常用的机械传动方式进行了简要介绍，其中包括齿轮传动、带传动和链传动。
设计者在选择机械传动方式时需要根据具体情况综合考虑各种因素，以确保传动效果和设计质量的目标达到。
通过学习和掌握这些机械传动方式，能够提高机械设计的水平和质量，为实际工程应用提供有力支持。
《机械设计基础》第12章 蜗杆传动
3、摩擦磨损问题突出，磨损是主要 的失效形式。为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高；
4、传动效率低，具有自锁性时，效率低于50%。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在动力传输中的应用受到限制。
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
γ
β
γ＝β （蜗轮、蜗杆同旋向）
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角α
§12-2 蜗杆传动的参数分析及几何计算
ma1= mt2= m αa1=αt2 =α=20°
在蜗杆蜗轮传动中，规定中间平面上的模数和压力角为标准值，即：
模数m按表12-1选取，压力角取α=20° （ZA型αa＝20º；ZI型αn＝20º） 。
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高。
同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高。
三、分类
在轴剖面上齿廓为直线，在垂直于蜗 杆轴线的截面上为阿基米德螺旋线。
§12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
一、蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
1、校核公式:
2、设计公式:
式中：a—中心距，mm；T2 —作用在蜗轮上的转矩，T2 = T1 iη； zE—材料综合弹性系数，钢与铸锡青铜配对时，取zE=150；钢与铝青铜或灰铸铁配对时， 取zE=160。 zρ—接触系数，由d1/a查图12-11，一般d1/a=0.3~0.5。取小值时，导程角大，故效率高，但蜗杆刚性较小。 kA —使用系数，kA =1.1~1.4。有冲击载荷、环境温度高(t>35oC)、速度较高时，取大值。
2021年江苏省高等教育自学考试大纲 机械设计基础 南京工程学院编
高纲1862江苏省高等教育自学考试大纲27962 机械设计基础南京工程学院编（2021年）江苏省高等教育自学考试委员会办公室Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点《机械设计基础》是高等教育自学考试机电一体化技术专业（专科阶段）的一门专业基础课程，本课程是在学生掌握机械制图、工程材料、工程力学等课程的前提下，要求学生通过对平面机构、凸轮机构、带传动、齿轮传动、连接、轴和轴承等内容的学习，初步掌握机械设计的基本理论和方法，了解现代设计思想、方法及其发展趋势，初步具备解决工程实际问题的能力，为今后从事机械设计、制造及其维护等工作奠定基础。
本大纲是根据江苏省高等教育自学考试机电一体化技术专业（专科阶段）培养目标编写，本大纲叙述的内容尽可能简明具体，便于考生自学。
二、课程目标通过本课程的学习，训练和培养学生掌握平面机构的基本知识、基本理论，掌握常用和通用零件的工作原理、工作特点和基本设计方法，培养学生具备设计通用零件、机械传动装置及简单机械的能力，为学生学习后继课程及新的科学技术打下必要的基础，也为学生今后从事机械设计技术工作打下一定的基础。
具体目标如下：1. 掌握机构结构分析的基本知识，掌握机构运动简图绘制与机构自由度的计算。
2. 了解常用机构的性能特点，设计与计算方法，了解确定机构的运动方案的基本原理与基本方法。
3. 了解机械设计的一般规律，初步树立正确的设计思想。
4. 了解并掌握设计机械零件的基本方法和基本技能：确定设计步骤；进行失效分析计算准则，进行材料及热处理方法选择、参数选择、设计计算、结构设计等。
5. 了解常用零件的类型、特点和应用，掌握主要零件的工作原理。
6. 能正确运用机械零件计算中一些常用技术处理方法；计算载荷、条件性计算、当量法、试算法等。
7. 能够运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料。
8. 掌握基本的实验技能。
本课程考试旨在考核学生对设计通用零件、机械传动装置及简单机械的能力及对机械设计基本概念的掌握情况，考生应独立完成考试内容，在回答试卷问题时，要求概念准确、逻辑清楚、清晰规范，必要的解题步骤不能省略。
机械设计基础齿轮与传动设计
机械设计基础齿轮与传动设计齿轮传动在机械设计中扮演着重要的角色，它能够实现轴的传动和速度变换。
在本文中，我们将探讨机械设计基础齿轮与传动设计的相关知识。
I. 齿轮的基本概念齿轮是一种常见的机械传动装置，它由一对或多对齿轮齿排列而成。
齿轮通常由金属材料制成，具有齿距、齿高、齿顶高、齿根高等特征。
齿轮通常用于改变两个轴的相对速度和转矩。
II. 齿轮传动的类型1. 平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是指两个轴线平行的齿轮传动。
其中的常见类型包括平行直齿轮传动、齿轮齿条传动以及斜齿轮传动。
平行轴齿轮传动具有结构简单、传动精度高等优点，广泛应用于各种机械设备中。
2. 直交轴齿轮传动直交轴齿轮传动是指两个轴线相交的齿轮传动。
其中的常见类型包括锥齿轮传动和蜗杆传动。
直交轴齿轮传动常用于需要改变转向的场合，具有传动平稳、传动效率高等优点。
3. 立轴齿轮传动立轴齿轮传动是指齿轮轴线与水平面成一定角度的齿轮传动。
其中的常见类型包括三角带齿轮传动和齿轮减速器。
立轴齿轮传动用于传输高速和大功率的情况，具有结构紧凑、传动平稳等特点。
III. 齿轮的设计要点1. 齿轮模数的选择齿轮的模数是指齿轮齿数与齿轮模数的比值，是齿轮设计的重要参数之一。
在选择齿轮模数时，需要考虑到齿轮的载荷、传动比、齿轮材料等因素，以满足设计要求。
2. 齿轮的齿数计算齿轮的齿数是齿轮设计中的关键参数，它会影响到齿轮的传动比、齿轮的载荷等性能指标。
齿数的计算需要考虑到传动比、齿轮径等因素，以保证齿轮传动效率和可靠性。
3. 齿轮的强度计算齿轮的强度计算是指确定齿轮的承载能力和抗疲劳能力。
在齿轮设计中，需要计算齿轮的接触应力、弯曲应力等参数，以确保齿轮的安全可靠。
4. 齿轮的啮合性能齿轮的啮合性能是指齿轮在传动中的准确性和平稳性。
在齿轮设计中，需要注意齿轮的齿形、齿距、齿顶间隙等参数，以保证齿轮的良好啮合性能。
IV. 齿轮传动的应用齿轮传动广泛应用于机械工程领域。
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。
2014考研西安交通大学《802机械设计基础》习题解析_(7)
11
解：（1）V带基准长度
Ld
2a 2 (dd2
dd1)
(dd2 dd1)2 4a
=2 2000+ （500+125）+（500-125）2
2
4 2000
=5000mm
（2）小带轮包角 1
1
2
dd 2
a
dd1
=1800 dd 2 dd1 57.30 =1800 500 125 57.30
1
2
dd 2
a
dd1
2）小带轮包角增大，则带传动的传动能力增大。
6
3）传动比增大，则小带轮的包角减小，因此传动性能降低。
4）设 b1 A R
P
Rv qv3
1
1 e fv1
1000
当带速v等于0及 R / q 时，带传动丧失工作能力。
v vlim1 0及v vlim2 R / q
3
11-3 摩擦因数大小对带传动有什么影响？影响摩擦因数大小 的因素有哪些？为了增加传动能力，能否将带轮工作面加工 粗糙，为什么？
解：1. 由最大有效工作拉力公式可以看出，摩擦因数越大，
带传动的承载能力越强。
Fec
F1 F
2 2F0
ef ef
1 1
2F0
1 1
1 1
ef ef
F1
1
1 ef
19
4）液压元件的制造精度要求较高，价格较贵。
5）液压传动系统出现故障不易找出原因，及时排除。因
此使用和维修技术要求较高。
气压传动的优点： 1）以空气为介质，易获取，不存在变质、补充和更
换问题；不对环境产生污染。 2）空气粘度小，在管内流动阻力小，压力损失小，
机械设计基础-12.1轴
机械设计基础-12.1轴第一篇：机械设计基础-12.1轴第十二章轴主要内容1、轴的结构设计：影响轴结构的因素；轴的台阶化设计；轴的设计步骤。
2、轴的强度与刚度计算：轴上载荷及应力分析；轴的强度计算、刚度计算等。
基本要求1、了解轴的功用、类型、特点及应用。
2、掌握轴的结构设计方法。
3、掌握轴的三种强度计算方法：按扭转强度计算、按弯扭合成强度计算、按疲劳强度进行安全系数校核计算。
重点难点1、轴的结构设计，强度计算。
2、转轴设计程序问题。
3、弯扭合成强度计算中的应力校正系数a。
第二篇：机械设计基础机械设计基础》考试大纲一、考试的性质与地位《机械设计基础》是高等工科院校机械类专业的一门重要技术基础课，它在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。
它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。
它在培养机械类工程技术人才的全过程中，具有培养学生的工程意识，增强学生的机械理论基础，提高学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的重要作用。
本课程的目标在于培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法；培养学生具备机械设计中的一般通用零部件设计方法的能力，为后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。
二、考试内容(一)绪论1．了解本课程的研究对象及本课程在教学中的地位。
2．掌握机器、机构、构件、零件等基本概念。
3．了解对机械设计的基本要求。
(二)平面机构的运动简图及自由度1．掌握运动副的概念及分类。
2．能够绘制简单的机构运动简图。
3．掌握机构自由度的计算。
(三)平面连杆机构1．了解平面连杆机构的基本类型、特点及应用。
2．掌握铰链四杆机构基本类型的判别。
3．掌握四杆机构基本特性及四杆机构的设计方法。
(四)凸轮机构1．了解凸轮机构的类型和应用。
2．熟悉凸轮从动件常用运动规律，了解其特性及应用场合。
3．掌握图解法设计凸轮轮廓的方法。
4．熟悉凸轮机构基本尺寸的确定原则。
(五)螺纹联接1．了解螺纹的形成、分类、主要参数、特点和应用。
机械设计基础第12章螺旋传动
实例二：汽车转向器中的螺旋传动
螺旋传动的特点
在汽车转向器中，螺旋传动具有结构紧凑、传动效率高、可靠性好等优点。通过调整螺旋的 导程和转速，可以实现汽车转向的灵活性和稳定性。
螺旋传动的优势
相比其他驱动方式，如链条驱动、齿 轮驱动等，螺旋传动在升降机中具有 更高的承载能力和运行平稳性，能够 满足不同高度和负载下的升降需求。
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旋转运动
当主动件固定不动时，从 动件绕螺旋轴作旋转运动。
螺旋传动的效率计算
滑动摩擦效率
总效率
考虑螺旋副间滑动摩擦时的效率，与 摩擦系数、法向力和切向力有关。
综合考虑滑动摩擦和滚动摩擦时的效 率，是评价螺旋传动性能的重要指标。
滚动摩擦效率
考虑螺旋副间滚动摩擦时的效率，与 滚动体的形状、大小和数量有关。
机械设计基础第12章螺 旋传动
目 录
• 螺旋传动概述 • 螺旋传动的工作原理 • 螺旋传动的类型与结构 • 螺旋传动的参数设计与计算 • 螺旋传动的材料、制造与热处理 • 螺旋传动的润滑与密封 • 螺旋传动在机械设计中的应用实例
01
螺旋传动概述
定义与分类
定义
螺旋传动是利用螺旋副传递运动和 动力的一种机械传动方式。
分类
根据螺旋副的摩擦性质，螺旋传动 可分为滑动螺旋传动、滚动螺旋传 动和静压螺旋传动三种类型。
螺旋传动的特点
优点 结构简单，制造方便，易于自锁。
传动平稳，噪声小，工作可靠。
螺旋传动的特点
• 能实现大传动比和远距离传动
04
机械设计基础复习精要：第12章 蜗杆传动
154第12章 蜗杆传动12.1 考点提要12.1.1 重要的术语和概念蜗杆的传动特点和分类、蜗杆的效率、蜗杆的头数、导程角、直径系数、12.1.2蜗杆传动的滑动速度和效率蜗杆主动时的机构效率为：）（v tg tg ϕγγη+-=)96.095.0( （12-1） 蜗杆的功率损耗一般由啮合摩擦，轴承损耗及零件搅油和飞溅损耗。
计算效率时，需要用到当量摩擦角v ϕ，其数值可通过arctgf v =ϕ算出，再结合相对滑动速度查表确定。
增加蜗杆的头数会使导程角增大，从而使效率增大，同时滑动速度也增大；如果增大蜗杆的分度圆直径将使导程角减小，从而使效率下降，而蜗杆的刚度提高。
蜗轮主动的效率为）（’v tg tg ϕγγη-= （12-2） 显然若v ϕγ≤，则0≤‘η，机构自锁，显然，如果反行程（蜗轮主动）自锁，正行程的效率（蜗杆主动）一定不大于５０O O /。
蜗杆机构总的效率为啮合效率与轴承效率及搅油效率的乘积。
在设计之初，为近似求出蜗轮的转矩2T ，η数值可按表14-1数值估计。
表１４－１ 效率与蜗杆头数关系1Z １２ ３ ４ 总效率０.７ 0.8 0.85 0.9 影响蜗杆传动啮合效率的几何因素有：蜗杆的头数Z1，蜗杆的直径系数q﹑蜗杆分度圆直径〔或模数﹑Z1﹑q〕。
由于传动多是减速传动，所以蜗杆多处于高速级。
当蜗杆头数较少时，反行程效率低，机构自锁。
只有蜗杆头数多时才有较高的效率，反行程不自锁（可以蜗轮为主动件），但蜗轮和蜗杆的滑动速度过大，对材料要求很高，易出现磨损和胶合，因此很少采用。
12.1.3普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算蜗杆蜗轮的正确啮合条件有：1）蜗杆的轴向模数ma1=蜗轮的端面模数mt2且等于标准模数；2）杆的轴向压力角αa1=蜗轮的端面压力角αt2且等于标准压力角；3）蜗杆的导程角γ=蜗轮的螺旋角β且均可用γ表示，蜗轮与蜗轮的螺旋线方向相同。
通过蜗杆轴线并与涡轮端面垂直的平面称中间平面。
机械设计基础 第12章 蜗杆传动
d1 mq
pz z1 px
tan pz z1 px z1m z1 d1 d1 d1 q
蜗杆导程 蜗杆轴向齿距
蜗杆导程角
d1越小（或q越小）， 越大，传动效率越高，但蜗杆的刚度
和强度越低。 通常，转速高的蜗杆可取较小的d1值，蜗轮齿 数z2较大时可取较大的d1值。
当导程角 小于当量摩擦角时，蜗轮为主动时则发生自锁。
蜗杆材料：20Cr渗碳淬火；40Cr、35CrMo淬火；45调质
蜗轮材料：ZCuSn10P1 ZCuAl10Fe3
vs 25 m/s 耐磨性好、抗胶合
vs 6 m/s 价格便宜
HT200
vs 2 m/s 经济、低速
二、 蜗杆和蜗轮的结构 蜗杆结构：通常与轴为一体，蜗杆轴
蜗轮结构：整体式（铸铁蜗轮或尺寸很小的青铜蜗轮） 组合式（有色金属齿圈＋钢或铸铁轮芯）
二、 蜗杆传动的类型 因蜗轮是用形状与蜗杆相同的滚刀加工而成，故蜗杆传动 的类型是按蜗杆的不同进行分类。
按蜗杆形状分：圆柱蜗杆和环面蜗杆。
圆柱蜗杆用直线刀刃的车刀车削成形，根据刀具安装位置 的不同，可加工出阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆等。
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
阿基米德蜗杆：刀具两刃与蜗杆轴线共面；轴面内相当于 直线齿条，端面齿形为阿基米德螺线。 渐开线蜗杆：用两把车刀，其刀刃顶面切于蜗杆基圆柱； 端面齿廓为渐开线，在切于蜗杆基圆柱的剖面内，齿廓的 一侧为直线，轴面内为凸廓曲线。 蜗杆有左、右旋之分，常用的是右旋蜗杆。
蜗轮径向力
各力方向的确定： 类似于斜齿轮
【例】图示蜗杆传动，蜗杆1主动，转向如图。试指出蜗轮2、 3轮齿旋向及转向，并画出蜗杆1上啮合处的作用力三个分力 方向。
2
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授课题目： 第
12章 机械传动设计
12.1 概述 12.2 常用机械传动机构的选择
12.3 机械传动的特性和参数
12.4 机械传动的方案设计
12.5 机械传动的设计顺序
12.6 减速器
教学大纲要求： （1）了解传动系统的概念和常用的机械传动类型及选用；
（2）熟悉系统传动方案确定机器优选的方法；
（3）熟悉传动机构的布置顺序；
（
4）掌握传动系统的运动和动力参数计算。
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
（1）了解传动系统的概念和常用的机械传动类型及选用；
（2）熟悉系统传动方案确定机器优选的方法；
（3）熟悉传动机构的布置顺序；
（4）掌握传动系统的运动和动力参数计算。
教学重点及难点： 机械传动的选择和结构设计。
作业：思考题一、二、三。
课后总结分析：传动系统、常用的机械传动类型及选用；系统传动方案确定机器优选的方法；传动机构的布置顺序；传动系统的运动和动力参数计算。
合理分配传动比，是传动系统设计的一个重要问题，它直接影响到传动系统的外廓尺寸、
带式输送机传动系统
2.3850014.31100060100060=⨯⨯⨯=⨯=
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