机械设计基础课程总复习.ppt
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机械设计基础PPT完整全套教学课件
可靠性设计的方法和措施
介绍可靠性设计的方法和措施，如故障模式与影响分析、故障树分析、可靠性分配与预 计等。
可靠性设计在机械设计中的应用案例
通过具体案例介绍可靠性设计在机械设计中的应用，如航空发动机设计、汽车制动系统 设计等。
05
材料力学在机械设计中的应用
材料力学基本概念及原理回顾
02
01
03
材料力学的定义和研究对象
THANK YOU
感谢聆听
机械设计基础PPT完整全套教 学课件
目
CONTENCT
录
• 机械设计概述 • 机械零件与传动系统 • 机械制造工艺与装备 • 机械设计方法学 • 材料力学在机械设计中的应用 • 现代机械设计技术发展趋势
01
机械设计概述
机械设计定义与目的
定义
机械设计是机械工程的重要组成部分，是根据使用要求对专用机械 的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的 材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化 为具体的描述，以作为制造依据的工作过程。
人工智能在机械设计领域应用前景
人工智能概述
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方 法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能在机械设计中的应用
通过机器学习、深度学习等技术，实现智能设计、智能优化等功能， 提高设计质量和效率。
人工智能与机械设计的未来发展
随着技术的不断进步，人工智能将在机械设计领域发挥越来越重要 的作用，实现更加智能化、自动化的设计过程。
包括原动机、传动装置和工作机三 部分。
100%
工作原理
通过传动装置将原动机的动力和运 动传递给工作机，使其完成预定的 工作。
介绍可靠性设计的方法和措施，如故障模式与影响分析、故障树分析、可靠性分配与预 计等。
可靠性设计在机械设计中的应用案例
通过具体案例介绍可靠性设计在机械设计中的应用，如航空发动机设计、汽车制动系统 设计等。
05
材料力学在机械设计中的应用
材料力学基本概念及原理回顾
02
01
03
材料力学的定义和研究对象
THANK YOU
感谢聆听
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目
CONTENCT
录
• 机械设计概述 • 机械零件与传动系统 • 机械制造工艺与装备 • 机械设计方法学 • 材料力学在机械设计中的应用 • 现代机械设计技术发展趋势
01
机械设计概述
机械设计定义与目的
定义
机械设计是机械工程的重要组成部分，是根据使用要求对专用机械 的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的 材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化 为具体的描述，以作为制造依据的工作过程。
人工智能在机械设计领域应用前景
人工智能概述
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方 法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能在机械设计中的应用
通过机器学习、深度学习等技术，实现智能设计、智能优化等功能， 提高设计质量和效率。
人工智能与机械设计的未来发展
随着技术的不断进步，人工智能将在机械设计领域发挥越来越重要 的作用，实现更加智能化、自动化的设计过程。
包括原动机、传动装置和工作机三 部分。
100%
工作原理
通过传动装置将原动机的动力和运 动传递给工作机，使其完成预定的 工作。
机械设计基础全套课件完整版ppt教程
任务分析
（1）掌握机器和机构的特征。 （2）掌握构件和零件、通用零件和专用零件等概念。
任务目标
夯实理论
机器的特征
（1）它们都是人为实体（构件）的组合； （2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动； （3）能够代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量转换，能进行信息处理、影像处理等功能。
任务实施
识别机器与机构 机械钟表、打字机、发报机用于传递信息都属于机器。
培养技能
机械钟表 打字机 发报机
球磨机的铁球，摇奖机不强调构件间具有确定的相对运动，它们也属于机器。
平面运动副的分类
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
2)移动副 只允许两构件作相对移动。
移动副
夯实理论
移动副
夯实理论
(2)高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
齿轮副
夯实理论
机构中构件按运动性质分类
机 架 用来支承运动构件，相对于地面固定不动的构件。 原动件 按给定的运动规律独立运动的构件。 从动件 除原动件以外的所有活动构件。
B
4
3
2
A
D
C
计算实例
n = 3, PL = 4, PH = 0
F = 3n - 2PL- PH =3×3 – 2×4 – 0 = 1
n：机构中活动构件数； PL ：机构中低副数； PH ：机构中高副数； F ：机构的自由度数；
构件的图样长度
构件的实际长度
夯实理论
单缸四冲程内燃机
任务实施
任务实施
1.设计要求与数据
单缸四冲程内燃机主体机构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运动简图。
（1）掌握机器和机构的特征。 （2）掌握构件和零件、通用零件和专用零件等概念。
任务目标
夯实理论
机器的特征
（1）它们都是人为实体（构件）的组合； （2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动； （3）能够代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量转换，能进行信息处理、影像处理等功能。
任务实施
识别机器与机构 机械钟表、打字机、发报机用于传递信息都属于机器。
培养技能
机械钟表 打字机 发报机
球磨机的铁球，摇奖机不强调构件间具有确定的相对运动，它们也属于机器。
平面运动副的分类
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
2)移动副 只允许两构件作相对移动。
移动副
夯实理论
移动副
夯实理论
(2)高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
齿轮副
夯实理论
机构中构件按运动性质分类
机 架 用来支承运动构件，相对于地面固定不动的构件。 原动件 按给定的运动规律独立运动的构件。 从动件 除原动件以外的所有活动构件。
B
4
3
2
A
D
C
计算实例
n = 3, PL = 4, PH = 0
F = 3n - 2PL- PH =3×3 – 2×4 – 0 = 1
n：机构中活动构件数； PL ：机构中低副数； PH ：机构中高副数； F ：机构的自由度数；
构件的图样长度
构件的实际长度
夯实理论
单缸四冲程内燃机
任务实施
任务实施
1.设计要求与数据
单缸四冲程内燃机主体机构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运动简图。
机械设计基础PPT课件
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蜗杆传动
优点是具有自锁性、传动比大、结 构紧凑等；缺点是效率较低、发热 量大、需良好的润滑和冷却等。
链传动
优点包括适用于远距离传动、能在 恶劣环境下工作等；缺点主要有瞬 时传动比不准确、易磨损等。
齿轮传动设计计算与校核方法
设计计算
包括确定传动比、选择齿轮材料、计 算齿轮主要参数和尺寸、进行强度校 核等步骤。
根据实际需求选择合适的机构类型，并确 定构件数目。
根据实际尺寸选择合适的比例尺进行绘制 。
绘制构件及运动副
检查并修正简图
按照约束类型和相对位置关系绘制构件和 运动副。
检查简图是否符合实际情况，并进行必要的 修正。
常见机构运动简图实例分析
平面连杆机构
包括曲柄摇杆机构、双 曲柄机构、双摇杆机构
等。
凸轮机构
花键连接优点
承载能力高、定心精度高、导向性好；缺点 ：加工成本高、对设备要求高。
销连接和铆接应用场景分析
销连接应用场景
主要用于定位、传递扭矩或作为安全装置中 的过载剪断元件，适用于轻载或无载的连接 。
铆接应用场景
适用于金属构件的永久连接，如桥梁、建筑 、船舶等重载或承受冲击振动的场合。
弹簧在连接中作用及设计要点
螺纹连接类型
包括螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接等，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。
防松措施
采用摩擦防松、机械防松和永久防松等方法，防止螺纹连接在振动或冲击载荷下自行松脱。
键连接和花键连接优缺点比较
键连接优点
结构简单、装拆方便、对中性好；缺点：承 载能力较低、易磨损、对轴和键槽的削弱较 大。
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。
机械设计基础PPT完整全套教学课件
的强度和刚度。
优化设计
在满足强度要求的前提下，通过改 进结构形状、减轻重量、降低应力 集中等措施，提高零件的承载能力 和使用寿命。
疲劳强度分析
针对承受交变载荷的零件，进行疲 劳强度分析和寿命预测，确保其在 长期使用过程中不发生疲劳破坏。
03
连接件与紧固件设计
螺纹连接件设计原理及选型
螺纹连接件基本概念
06
液压与气压传动系统设计基础
液压传动系统工作原理及组成
液压泵
将机械能转换为液压 能的装置，提供动力 源。
液压马达和液压缸
将液压能转换为机械 能的执行元件，实现 往复或旋转运动。
控制阀
控制液压系统中油液 的流动方向、压力和 流量，以满足执行元 件的动作要求。
辅助元件
包括油箱、滤油器、 冷却器、加热器等， 保证系统正常工作。
机械设计基础PPT完整全套教学 课件
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 连接件与紧固件设计 • 传动装置设计基础 • 轴系零部件设计基础 • 液压与气压传动系统设计基础 • 总结回顾与拓展延伸
01
机械设计概述
机械设计定义与分类
定义
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方 式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润 滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以 作为制造依据的工作过程。
实际案例分析与讨论
典型机械产品的设计 案例解析
机械设计中的创新思 维和实践
实际工程问题的分析 和解决方案
行业前沿动态分享
机械设计领域的最新研究成果和趋势 智能制造、数字化和绿色制造等新技术在机械设计中的应用
机械设计面临的挑战和机遇
THANK YOU
优化设计
在满足强度要求的前提下，通过改 进结构形状、减轻重量、降低应力 集中等措施，提高零件的承载能力 和使用寿命。
疲劳强度分析
针对承受交变载荷的零件，进行疲 劳强度分析和寿命预测，确保其在 长期使用过程中不发生疲劳破坏。
03
连接件与紧固件设计
螺纹连接件设计原理及选型
螺纹连接件基本概念
06
液压与气压传动系统设计基础
液压传动系统工作原理及组成
液压泵
将机械能转换为液压 能的装置，提供动力 源。
液压马达和液压缸
将液压能转换为机械 能的执行元件，实现 往复或旋转运动。
控制阀
控制液压系统中油液 的流动方向、压力和 流量，以满足执行元 件的动作要求。
辅助元件
包括油箱、滤油器、 冷却器、加热器等， 保证系统正常工作。
机械设计基础PPT完整全套教学 课件
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 连接件与紧固件设计 • 传动装置设计基础 • 轴系零部件设计基础 • 液压与气压传动系统设计基础 • 总结回顾与拓展延伸
01
机械设计概述
机械设计定义与分类
定义
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方 式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润 滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以 作为制造依据的工作过程。
实际案例分析与讨论
典型机械产品的设计 案例解析
机械设计中的创新思 维和实践
实际工程问题的分析 和解决方案
行业前沿动态分享
机械设计领域的最新研究成果和趋势 智能制造、数字化和绿色制造等新技术在机械设计中的应用
机械设计面临的挑战和机遇
THANK YOU
机械设计基础全套ppt课件
机械设计基础全套ppt 课件•机械设计概述•机械零件设计基础•传动系统设计•轴系零部件设计目录•连接与紧固件设计•液压与气压传动系统设计•现代设计方法在机械设计中的应用机械设计概述01机械设计定义与分类•机械设计的定义：根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
•新型设计：应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械。
•继承设计：根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。
•变型设计：为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品。
机械设计原则技术性能准则：技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能，既包含静态性能，又包含动态性能。
经济性准则：提高设计经济性的途径有：选择适当的设计准则，避免或减小过剩设计；采用现代设计方法，合理地设计零部件或系统；设计高效率的零部件；提高制造精度，采用可靠性设计，优化产品设计结构，减少维修频次和维修量，延长产品寿命。
可靠性准则可靠性是指产品在规定的使用条件下，在预期的使用寿命内，完成规定功能的能力。
可靠性不仅与产品有关，还与产品的使用有关。
安全性准则安全性指产品在流通和使用过程中，有关危害人身安全与健康的风险大小。
经验设计根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验，或借助类比方法所进行的设计。
它主要适用于使用要求不大变动而结构形状已典型化的零部件。
理论设计依靠现有的科学理论和试验数据所进行的设计。
它是一种定量设计，凡属重要和大型的结构均应采用理论设计。
类比设计应用类比推理方法进行的设计。
它适用于有定型产品的零部件和工艺装备的设计，特别适用于对系列产品的改进和新产品的开发。
绿色是从环境保护领域中引用来的，人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。
机械设计基础全套ppt课件
3
4
D
机架
连 曲柄：可回转360°的连架杆 架 摇杆：摆角小于360°的连架杆 杆 滑块：作往复移动的连架杆
一.铰链四杆机构基本类型 （按连架杆类型）
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
一曲一摇
二曲
二.(铰链四杆机构)演变类型
二摇
1.曲柄摇杆机构： 连架杆 ┌曲柄→(一般)原动件→匀速转动
本章重点:平面四杆机构主要特性和设计 本章难点:平面四杆机构的设计
第二章 平面连杆机构
铰链四杆机构的基本型式 铰链四杆机构有整转副的条件 铰链四杆机构的演变 平面四杆机构的设计
§2-1铰链四杆机构的基本型式 p.20
平面连杆机构－平面机构+低副联接 (转动、移动副) 最常用→平面四杆机构（ 四个构件→四根杆)
(3)过C1、C2、 B1 A
D
P 作圆
O
在圆上任选一点A (4)AC1=L2－L1,
AC2=L2+L1→
θ
→无数解
L1=1/2(AC2－AC1)
以L1为半径作圆,交B1,B2点
P
→曲柄两位置
NM
2.导杆机构: P.31
已知:机架长L4 , K
解:
180
K
1
n
m
K 1
(1)任选固定铰链中心C→
B A
C D
解: (1)连接B1B2,C1C2并作其垂直平分线b12,c12
(2)在b12线上任取一点A, 在C12...任取一点D
步骤：
B1
1、连接B1B2, C1C2
2、作B1B2, C1C2中垂线
3、在中垂线上取一点作A, D
机械设计基础总复习48页PPT
谢ห้องสมุดไป่ตู้！
机械设计基础总复习
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
20机械设计基础总结PPT课件
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
• 螺纹联接有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联 接和紧定螺钉联接四种基本类型。
• 大多数螺纹联接在装配时都需要预紧，主要目的 是增加联接的刚性、紧密性和防松能力，在冲击、 振动、变载荷及温度变化较大的情况下，则必须 采取防松措施。防松方法有摩擦防松、机械防松 和破坏螺纹副防松三类。
• 螺栓联接强度计算时，应首先分析螺栓联接情况， 然后选用相应公式计算，最后根据计算结果按标 准选取螺栓直径。螺栓其余部分尺寸及螺母、垫 圈等，一般可根据螺栓公称直径直接从标准中选 定。
2020/12/3
24
动平衡结论
•产生动不平衡的原因是合惯性力、合惯性力偶矩均不为
零
• 动平衡的条件：转子上各个质量所产生的空间惯性力
系的合力及合力偶均为零
•对于动不平衡的刚性转子，只要分别在选定的两个平面
内各加适当的平衡质量，就能达到完全平衡。即要使转
子达到动平衡，所需加的平衡质量的最少数量为2。故
总结
• 绪论
– 能举例说明机器、机械、机构、构件、零件的 含义
• 机构的结构分析
– 掌握运动副概念及分类
– 熟练掌握机构具有确定运动的条件；平面机构 自由度的计算
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且 H1 H 2
H1
H2
∴ 齿轮1的接触疲劳强度安全系数更高，齿轮2易发生点蚀破坏。
F1 F1 390 86.39
F1 YSa1YFa1 2.97 1.52
F2 F2 370 93.8
F 2 YSa Y2 Fa2 2.351.68
lAD 20 mm，回答下列问题：
a. 判断是否存在曲柄？
,
b. 固定哪个构件可获得曲柄摇杆机构？
c. 固定哪个构件可获得双曲柄机构？
d. 固定哪个构件可获得双摇杆机,构？
C
解：
B
(a) Lmax LAB 60mm Lmin LAD 20mm
LAB LAD 80mm LBC LCD 90mm
D
因为： LAB LAD LBC LCD
A
所以：该运动链中存在曲柄。
(b) 固定AB或CD杆，可获得曲柄摇杆机构。 (c) 固定AD杆，可获得双曲柄机构。 (d) 固定BC杆，可获得双摇杆机构。
=(n1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=-4
图i16示=17轮系，已知：Z1=20，Z2=40，Z3=80，Z4=Z5=30，Z6=90。求i16=?
∵
F1 = KFt = F 2
YFa1YSa1 bm YFa2YSa2
∴
F2
F1
YFa 2YSa 2 YFa1YSa1
350
2.35 1.68 2.97 1.52
306.08Mpa
传动件受力分析
图(a)表示某提升机构，1、2为斜齿圆柱齿轮，3为右旋蜗杆，4 为蜗轮，它和钢丝卷筒固联在一起，要求Ⅱ轴上的轴向力能互 相抵消一部分。试在图上画出： (1) 提升重物时，斜齿轮1、2和蜗杆3、蜗轮4各啮合点处所受 各分力的方向（画在图(b)上）； (2) 标出各轴的转向； (3) 判断斜齿轮1、2的螺旋线方向，并画在图上；判断并说明 蜗轮4的螺旋线方向。
(a)
传动件受力分析
Fr3
Fa3
Ft3
Fa4
Ft4
Fr4
右
Fa1
Fr1 Ft1
Ft2
Fa2
Fr2
（解（1）该轮系为复合（混合）轮系，→轮4、5、6组成 定轴轮系，其余齿轮组成周转轮系。 则
（2） 因 n3=n4
i46=n4/n6=-(z6/z4)=-3
得 n3=-3n6 又 nH=n6
i1H3 =(n1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=-4
则 i16= n1/n6 = 17
滚动轴承作业讲评
Lh1
106
60n
C P1
106 60 450
22500
3
2703.46
21351.2h
（5）7─角接触球轴承，2─轻系列，07─内径d=35mm，公差等级为
0级，游隙组为0组，公称接触角α=25°
（6）轴承采用双支点单向固定。通过调整垫片厚度实现轴承的轴向
Y2 0
滚动轴承作业讲评
故 P1 f P X1Fr1 Y1Fa1 1.2(0.41 1200 0.87 2024 ) 2703 .46 N
P2 f P X 2 Fr2 Y2 Fa2 1.2 1800 2160 N
（4）求轴承寿命
∵ P1 P2 ∴ 1轴承的寿命较短，其寿命
试问：（1）判断哪个齿轮易发生点蚀破坏？哪个齿轮易发生疲劳折断？
（2）若K=1.3，按齿根弯曲疲劳强度计算齿轮1允许传递的最大转矩T1 ？
（3）若小齿轮的齿根弯曲应力F1 350Mpa ，大齿轮2齿根上产生多大的弯曲
应力 F2 ？
提示：
F
KFt bm
YFaYSa
解：（1） ∵ H1 H 2
图示为某减速器输出轴的结构图。轴上正装了一对型号为7207AC的滚动轴承。工作时， 轴的转速n = 450 r/min；轴上作用的轴向力Fae = 800 N（方向如图示）；轴承所受的径 向载荷Fr1 =1200N，Fr2 =1800N；载荷系数fP =1.2 。 (1)计算轴承1、2所受的附加轴向力Fd1 、Fd2； (2)计算轴承1、2所受的轴向载荷Fa1 、Fa2； (3)计算轴承1、2的当量动载荷P1 、P2； (4)1、2轴承中哪一个轴承的寿命较短？寿命为多少小时?
轴系结构
轴系结构
（1）处两轴承应当正装。 （2）左端轴承端盖中部的孔与外伸轴之间有很大的相对运动速度，其间应留有 间隙。 （3）左端轴承装到位前所经过的轴段直径应略小，以便于其装拆，且保证其配 合性质。 （4）轴伸处的键槽长度尺寸过大，已超过了安装端盖的位置，键无法装入。 （5）轴与齿轮的配合长度应略短于齿轮轮毂长度，以使定位、固定准确可靠。 （6）右支点轴承没有轴向定位及固定措施，故整根轴在机器中的位置不确定； 应有轴肩定位。 （7）左右两个轴承端盖下无调整垫片。 （8）套筒左端的外径尺寸超过了轴承内圈的定位高度，无法安装拆卸器勾爪， 不便轴承拆卸。 （9）外伸轴上安装的传动零件无轴向定位措施。 （10）左端轴承端盖中部的孔与外伸轴之间应考虑密封装置，以防润滑剂向外流 失及外界灰尘、杂质的侵入。
安装：（1）轴肩过高，无法拆卸轴承 （2）没有键，齿轮无法周向定位 （3）无垫片，无法调整轴承游隙 （4）平键的顶部与轴上零件键槽的底部无间隙
齿轮传动
一对标准直齿圆柱齿轮传动，参数如下表：
齿轮
m
z
B YFa YSa [σF] [σH]
1
3 17 60 2.97 1.52 390 500
2
3 45 55 2.35 1.68 370 470
定位及保持轴承与轴承端盖间的间隙，以补偿轴受热伸长，不能用于
温度较高的场合。
（7）轴承采用接触式密封中的毡圈密封，用于脂润滑场合，结构简
单，但摩擦较大。
轴承的直径系列代号
7 超特轻
8,9 超轻
0,1
2
3
4
特轻
轻
中重
轴系结构
图15-28所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设 计错误，并画出改正图。
基本额定动载荷C （N）
22500
2
Fr1
Fr2
滚动轴承作业讲评
Fd1
Fd2
（1）求附加轴向力（画方向 →、← ）
Fd1 0.68Fr1 0.68 1200 816 N， Fd 2 0.68Fr2 0.68 1800 1224 N （2）求轴承轴向力
Fd 2 Fae 1224 800 2024∵ Fd1
机械设计基础课程总复习
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计算图中所示机构的自由度数。若该机构存在局部自由度、复合铰链、 虚约束等请在图中指明。
解： n= 10；PL = 14；PH =1 F = 3n-2PL-PH =3x10-2x14-1x1=1
复合铰链
局部自由度
H
B
A
D
C
F
E
虚约束
I
M
J
L
N
K
G
如图所示的运动链中，已知各构件长度lAB 60 mm，lBC 40 mm，lCD 50 mm，
(5)轴承型号7207AC所标示的含义；
(6)根据支承限定轴向位移的能力判定轴承配置采用的是什么方式？有何特点？
(7)轴承的密封装置是怎样考虑的，有何特点？
轴承型 附加轴向力
号
Fd
e
7207AC 0.68 Fr 0.68
1
Fa /Fr ≤ e XY 10
Fae
Fa /Fr > e XY 0.41 0.87
(11) 应减小轴承盖加工面。
轴系结构
齿轮、轴、轴承部件组合设计错误结构的主要问题 1、润滑和密封问题
缺密封件 2、转动件与静止件接触
（1）轴与端盖 （2）套筒与轴承外圈
3、轴上零件未定位、未固定
（1）套筒顶不住齿轮 （2）联轴器周向及轴向未定位
4、工艺不合理
加工：（1）精加工面过长，使装拆轴承不便 （2）联轴器孔未打通 （3）箱体端面加工面与非加工面没有分开 （4）轴上键槽位置不在同一母线上
F1 F2
F1
F2
∴ 齿轮1易发生疲劳折断。
齿轮传动
（2）按齿轮1计算：
（3）
∵
Ft
2T1 d
∴
F1
2KT1 bmd1
YFaYSa
F1
T1
bmd1 2K
g F1
YFa1YSa1
55 3 317 86.39 2 1.3
· 279605 N mm
∴ 1轴承压紧，2轴承放松，故
Fa1 Fd 2 Fae 2024 N
Fa2 Fd 2 1224 N
（3）求9 e
Fr1 1200
∵ Fa2 1224 0.68 e
Fr2 1800
∴ X1 0.41
∴ X2 1
Y1 0.87