第九章 机械零件设计基础
机械零件设计基础
c 1 2 (2 4 2 ) [] s B
s 2B [s] 242
注意：低塑性材料（低温回火的高强度钢）
——强度计算应计入应力集中的影响
脆性材料（铸铁）
——强度计算不考虑应力集中
一般工作期内应力变化次数<104按静应力强度计算。
四、机械零件的疲劳强度计算
一）变应力作用下机械零件的失效特征
1、疲劳破坏特征： 1）断裂过程：①产生初始裂纹 （应力较大处）
②裂纹尖端在应力作用下，反复扩展， 直至产生疲劳裂纹。
2）断裂面：①光滑区（疲劳发展区）
②粗糙区（脆性断裂区）
3）无明显塑性变形的脆性突然断裂
4）破坏时的应力（疲劳极限）远小于材料的强度极限
2、疲劳破坏的机理：损伤的累积 3、影响因素：不仅与材料性能有关，变应力的循环特征、应力循 环次数、应力幅都对疲劳极限有很大影响。
参数；
5、绘制零件工作图。
传统设计方法：
★ 理论设计（半经验设计）
强度条件（或刚度）
设计计算
尺寸
尺寸 校核计算 强度条件（或刚度）
★ 类比设计 与已有的同类产品进行比较来设计新产品。这种方法在工程实
际中用得较多，特点是节省时间，较可靠。
★ 经验设计 根据实践中归纳出的经验公式和经验数据进行设计，缺
防止共振的条件为：f ≤ 0．87 f p
或 f ≥ 1．18 f p
式中，f — 零件的固有振动频率，取决于零件的质量和
刚度。
f p — 零件受激振源作用引起的强迫振动频率。
四）机械零件的设计步骤
1、拟订零件的设计简图；
2、确定载荷的大小及位置；
受力分析
3、选择材料；
机械设计基础-第9章-轴和联轴器
碳素钢
500许用弯曲应力170
75
45
600
200
95
55
700
230
110
65
800
合金钢
900
270
130
75
300
140
80
1000
330
150
90
铸钢
400
500
100
50
30
120
70
40
折合系数取值：α=
0.3 ----转矩不变； 0.6 ----脉动变化； 1 ----频繁正反转。
设计公式： d 3 M d
滑动轴承 向心球轴承 调心球轴承 圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 安装齿轮处轴
的截面
允许偏转角 [θ](rad)
0.001 0.005 0.05 0.0025 0.0016
0.001~0.00 2
四、轴的设计
类比法 根据轴的工作条件，选择与其相似的轴进行类比及结构设计，画出 轴的零件图。
设计计算法
根据轴的工作条件选择材料，确定许用应力。 按扭转强度估算出轴的最小直径。 设计轴的结构，绘制出轴的结构草图。包括
第九章 轴和联轴器
§9.1 轴的分类和材料 §9.2 轴的结构 §9.3 轴的计算 §9.4 轴毂联结 §9.5 联轴器和离合器
§9-1 轴的分类和材料
轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是支持作回转 运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，并传递运动和动力。
分类： 按承受载荷分有：
类 型
按轴的形状分有：
为了减少键槽对轴的削弱，可按以下方式修正轴径
有一个键槽
有两个键槽
轴径d＞ 100mm
机械设计基础(杨可桢版)1-18章答案(全)
机械设计基础(杨可桢版)1-18章答案(全)机械设计基础习题答案第八章回转件的平衡8-1解：依题意该转子的离心力大小为该转子本身的重量为则，即该转子的离心力是其本身重量的倍。
8-2答：方法如下：（ 1）将转子放在静平衡架上，待其静止，这时不平衡转子的质心必接近于过轴心的垂线下方；（ 2）将转子顺时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。
静止后，在转子上画过轴心的铅垂线1；（ 3）将转子逆时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。
静止后画过轴心的铅垂线2；（ 4）做线1和2的角平分线，重心就在这条直线上。
8-3答：（ 1）两种振动产生的原因分析：主轴周期性速度波动是由于受到周期性外力，使输入功和输出功之差形成周期性动能的增减，从而使主轴呈现周期性速度波动，这种波动在运动副中产生变化的附加作用力，使得机座产生振动。
而回转体不平衡产生的振动是由于回转体上的偏心质量，在回转时产生方向不断变化的离心力所产生的。
（2）从理论上来说，这两种振动都可以消除。
对于周期性速度波动，只要使输入功和输出功时时相等，就能保证机械运转的不均匀系数为零，彻底消除速度波动，从而彻底消除这种机座振动。
对于回转体不平衡使机座产生的振动，只要满足静或动平衡原理，也可以消除的。
（3）从实践上说，周期性速度波动使机座产生的振动是不能彻底消除的。
因为实际中不可能使输入功和输出功时时相等，同时如果用飞轮也只能减小速度波动，而不能彻底消除速度波动。
因此这种振动只能减小而不能彻底消除。
对于回转体不平衡产生的振动在实践上是可以消除的。
对于轴向尺寸很小的转子，用静平衡原理，在静平衡机上实验，增加或减去平衡质量，最后保证所有偏心质量的离心力矢量和为零即可。
对于轴向尺寸较大的转子，用动平衡原理，在动平衡机上，用双面平衡法，保证两个平衡基面上所有偏心质量的离心力食量和为零即可。
8-4图 8 . 7解：已知的不平衡质径积为。
设方向的质径积为，方向的质径积为，它们的方向沿着各自的向径指向圆外。
机械制造基础(第二版)第9章 z铸造锻压与焊接
机械制造基础
第九章 铸造、锻压和焊接
9-2 锻压
9-2 锻压
锻压是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下，对金 属坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及性 能，用以制造机械零件或零件毛坯的成形加工方法，锻压叉 称作锻造或冲压。
砂型铸造的基本工艺过程如图9－6所示。主要工序有制 造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合型、浇注、 落砂清理和检验等。其中造型(芯)是砂型铸造最基本的工序， 按紧实型砂和起模方法不同，造型方法可分为手工造型和机 器造型两种。
9-1 铸造
9-1 铸造
1．手工造型 手工造剂操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，
(1)应尽量使铸件位于同一铸型内
不合理
合理
9-1 铸造
(2)尽量减少分型面
9-1 铸造
(3)尽量使分型面平直
9-1 铸造
(4)尽量使型腔和主要型芯位于下砂箱
不合理
合理
9-1 铸造
（二）确定铸造主要工艺参数 铸造工艺参数是指铸造工艺设计时需要确定的某些数据。 主要指加工余量、起模斜度、铸造收缩率、型芯头尺寸、 铸造圆角等。这些工艺参数不仅和浇注位置及模样有关， 还与造芯、下芯及合型的工艺过程有关。 在铸造过程中，为了便于制作模样和简化造型操作，一 般在确定工艺参数前要根据零件的形状特征简化铸件结构。 例如零件上的小凸台、小凹槽、小孔等可以不铸出，留待 以后切削加工。在单件小批生产条件下铸件的孔径小于30 mm、凸台高度和凹槽深度小于10 mm时，可以不铸出。 1．加工余量 在铸件工艺设计时预先增加而在机加工中再切去的金属层厚 度，称为加工余量。根据GB／T 11350—1989《铸件机械 加工余量》的规定，确定加工余量之前，需先确定铸件的尺 寸公差等级和加工余量等级。
昆明理工大学机械设计基础四版学习概要及作业集(下册)0825
《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）姓名：学号：专业年级：学院：昆明理工大学目录第二章平面连杆机构--------------------------------------------------------------3第四章齿轮机构--------------------------------------------------------------------7第九章机械零件设计概论--------------------------------------------------------11 第十一章齿轮传动--------------------------------------------------------------------------------- 12第十三章带传动和链传动-----------------------------------------------------------16第十六章滚动轴承--------------------------------------------------------------------20第二章平面连杆机构教学目标1、知道何谓平面连杆机构？它有哪些优、缺点？2、清楚平面连杆机构有哪些运动和动力特性？3、知道铰链四杆机构存在曲柄的条件是什么？4、对机构演变的方法有所了解。
5、掌握四杆机构设计的几种方法。
6、了解常用四杆机构的特点及实际应用。
具体内容 1、平面连杆机构的特点2、铰链四杆机构的基本类型和特性3、铰链四杆机构曲柄存在条件4、平面四杆机构的演变方法5、平面四杆机构的设计基本要求平面连杆机构的优缺点及应用；急回特性、极位夹角、行程速比系数、压力角、传动角、最小传动角及其出现位置、死点；曲柄存在条件，图解法设计四杆机构。
重点铰链四杆机构的基本形式；铰链四杆机构的运动特性；曲柄存在条件；四杆机构的应用难点平面四杆机构的演化习题2—１试根据图中注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构。
《机械设计基础》第六版重点复习资料
《机械设计基础》知识要点绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械第1章：1）运动副的概念及分类2）机构自由度的概念3）机构具有确定运动的条件4）机构自由度的计算第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。
2）四杆机构极限位置的作图方法$3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。
4）按给定行程速比系数设计四杆机构。
第3章：1）凸轮机构的基本系数。
2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。
3）凸轮机构的压力角概念及作图。
第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。
2）渐开线的性质。
3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。
^4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。
5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。
第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。
2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。
第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。
了解：常用材料的牌号和名称。
第10章: 1）螺纹参数 d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。
2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。
·3）螺纹联接的强度计算。
第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。
2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。
3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。
第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。
2）蜗杆传动受力分析。
第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F02）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。
第九章 机械零件设计概述(基础)PPT课件
当两零件以点、线相接处时，其接触的局部会引起较大的应力。 这局部的应力称为接触应力。
对于线接触的情况，其接触应 力可用赫兹应力公式计算。
sH
11
Fn 1 2
b 1 12 1 22
E1
E2
式中ρ1和ρ2 分别为两零件初始接触线处的曲率半径, 其中正号用
于外接触，负号用于内接触。
§9-3 机械零件的接触强度
计算载荷 =K×名义载荷 载荷系数
§9-2 机械零件的强度
一、载荷及应力的分类
2、应力的分类
静应力——不随时间改变或变化缓慢
变应力——随时间作周期性或非周期性变化
变应力
稳定变应力——周期性循环变应力
非稳定变应力——非周期性循环变应力
对称循环变应力
稳定变应力
脉动循环变应力
非对称循环变应力
§9-2 机械零件的强度
n
二、静应力作用下的强度问题
主要失效形式：断裂或塑性变形
强度条件：σ≤ [σ] 或 τ≤ [τ]
许用应力：[s]slim;[]lim
s
s
塑性材料： σlim = σs ；τlim = τs
σlim 、τlim —极限应力
s — 安全系数
σs、τs— 材料屈服极限
脆性材料：σlim = σB ；τlim = τB
一、机械零件的失效形式
1.失效 — 机械零件由于某种原因不能正常工作时。
整体强度:轴的断裂; 强度失效
表面强度:螺栓联接表面压溃; 刚度失效:轴的过大弹性变形;
2.失效形式 磨损失效:齿面点蚀;
振动、噪声失效:共振;
精度失效
§9-1 机械零件设计概述
二、机械零件的计算准则
机械设计基础基础自测题
机械设计基础基础自测题第9章机械零件设计概论1.设计机械时，应考虑哪些基本要求？2.何谓零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？3.零件失效的原因有哪些？4.零件强度和刚度的条件是什么？5.你熟悉：名义载荷、名义应力、计算载荷、计算应力、载荷系数等名词术语吗？6.你熟悉机械零件的设计步骤吗？7.变应力的基本参数是什么？循环特性的定义如何？对应的应力变化曲线如何？8.在变应力作用下，零件的主要失效形式是什么？9.机械零件的疲劳失效表现有哪些特征？10.疲劳曲线的方程表达式是什么？11.何谓极限应力？何谓许用应力？12.你了解疲劳点蚀的破坏机理吗？13.你会用简化后的赫兹公式计算两个零件的接触应力吗？14.磨损的主要类型有哪些？15.耐磨性计算的准则是什么？16.制作机械零件的常用金属材料有哪些？17.钢和铸铁的区分标志是什么？18.铸铁有哪些种类？19.常用钢材有哪些种类？20.零件毛坯获取方法有哪些？21.设计机械零件时，优先选取哪种材料？22.常用的有色金属是哪些？23.常用的非金属材料有哪些？24.何谓零件的互换性？25.你理解如下名词的物理含义吗？基本尺寸、实际尺寸、最大极限尺寸、最小极限尺寸、尺寸误差、上偏差、下偏差、尺寸公差、零线、公差带、孔与轴的基本偏差、公差等级与标记方法、配合、间隙或过盈。
26.配合的类型有哪三种？其孔与轴的公差带相对位置如何？27.配合的基准制有哪两种？对应份公差带位置如何？28.试解释配合代号: H6/h5 (基准制、孔、轴代号、精度等级)29.表面粗糙度反映零件的什么误差？30.表面粗糙度对零件功能有何影响？31.不同加工方法获得的零件表面粗糙度变化趋势如何？32.何谓优先数系？33.零件工艺性良好的标志是什么？34.零件的工艺性优势哪些基本要求？35.何谓标准化？制定标准化有何意义？36.标准化的特征是什么？37.实际工程中使用的标准有哪些层次？性质如何？第10章联接1.螺纹是怎样形成的？2.常用螺纹的牙型有那几种？3.如何判断螺旋的旋向？4.何谓单线螺纹和多线螺纹？，螺距与导程有何关系？5.何谓联接螺纹和传动螺纹？6.螺纹的主要参数有哪些？各用什么符号表示？（大径d、小径d1、中径d2、螺距P、导程S、螺旋升角ψ、牙型角α、牙侧角β7.何谓螺纹的拧紧与拧松？8. 螺纹拧紧时驱动力矩T与轴向载荷F之间有何关系？9.螺纹拧松时驱动力矩T与轴向载荷F之间又有何关系？10.何谓螺纹的自锁？自锁的条件是什么？11.与矩形螺纹相比，非矩形螺纹的摩擦力是增大还是减小？为什么？12.传动螺旋的机械效率计算公式如何？13.传动螺旋与联接螺纹的螺旋升角的取值范围如何？14.三角形普通螺纹与管螺纹的牙型角各为多少度？15.何谓粗牙螺纹和细牙螺纹？16.梯形螺纹和锯齿型螺纹的牙侧角各是多少？用于何种场合？17.普通螺栓与铰制孔螺栓有何异同？各用于什么场合？18.螺栓联接与螺钉联接的区别是什么？19.双头螺柱用于什么场合？20.紧定螺钉的作用是什么？用于什么场合？21.常用的螺母结构形式有哪些？22.垫圈的作用是什么？有哪些常用的结构形式？23.螺纹拧紧力矩与轴向载荷的关系如何？24.测力矩板手与定力矩板手有何区别？25.螺纹的放松有哪些方法？26.螺栓联接的主要失效形式有哪几种？27.松螺栓的强度条件是什么？28.紧螺栓的强度条件是什么？29.何谓预紧力与残余预紧力？30.受横向载荷螺栓的预紧力与载荷之间有何关系？31.横向载荷较大时，可采取哪些措施来承受横向载荷？32.为什么说受轴向载荷的螺栓，其总拉力不等于预紧力与工作载荷之和（即：Fa≠ F0+FE）？其正确计算公式如何？33.你能利用螺栓与被联接件的受力变形图来分析螺栓与被联接件刚度对螺栓总拉力的影响吗？34.相对刚度系数是如何定义的？它对螺栓总拉力有何影响？35.螺栓受变载荷作用时，最容易在何部位产生疲劳断裂？36.采取什么措施可提高螺栓联接的疲劳强度？37.为什么降低kb ↓或增大 kc ↑可以减小螺栓总拉力的变化范围？38.为什么采用悬置螺母可以改善螺纹牙间的载荷分布？39.减小应力集中的措施有哪些？40.避免或减小附加应力的措施有哪些？41.螺旋传动的主要作用是什么？42.对螺旋传动的要求是什么？（强度足够, 耐磨, 摩擦系数小）43.螺旋传动的主要失效形式是什么？44.滚动螺旋类型有哪两种？45.滚动螺旋的优缺点有哪些？46.键的作用是什么？47.键的类型有哪几种？48. 标记：键C16×100 GB1096-79 的含义是什么？49.导向平键联接有何特点？50.半圆键有何特点？常用于何处？51.楔键联接和切向键联接有何特点？常用于何处？52. 当同一轴段采用两个键时，这两个键应于何布置？53. 花键联接有何特点，有几种类型？第11章齿轮传动1.齿轮的传动类型有哪两类？各用于什么场合？2.齿轮的失效形式有哪些？3.齿面疲劳点蚀的机理如何？常出现在哪种传动类型？4.齿面胶合的失效机理如何？避免齿面胶合的措施有哪些？5.减小齿面磨损的措施有哪些？6.齿轮常用材料及热处理方法有哪些？7.齿轮误差对传动过程有何影响？8.直齿轮切向力、径向力、法向力如何计算？9.齿形系数是否与模数有关？为什么？10.软齿面闭式齿轮传动的设计模式如何？11.硬齿面闭式齿轮传动的设计模式如何？12.开式齿轮传动的设计模式如何？13.斜齿轮切向力、径向力、轴向力如何计算？14.斜齿轮的螺旋角通常取多少？人字齿轮的螺旋角一般取多少？15.锥齿轮切向力、径向力、轴向力如何计算？16.开式齿轮传动采用什么方式润滑？17.闭式齿轮传动的润滑方式取决于什么参数？18.为什么高速齿轮传动不宜采用油池润滑?19.影响齿轮传动效率的因素有哪些？第12章蜗杆传动1.蜗杆是如何形成的？蜗杆传动用于哪种传动场合？2.蜗杆传动的优缺点有哪些？3.阿基米德蜗杆是如何得到的？4.蜗杆传动的正确啮合条件如何？5.蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角有何关系？6.何谓蜗杆的直径系数？定义该系数的目的是什么？7.蜗杆的分度圆直径、导程角如何计算？8.蜗轮旋转方向如何确定？9.为什么蜗轮常采用青铜制造？10.蜗杆的圆周力、径向力、轴向力大小如何计算？11.轴向力的方向如何确定？12.蜗杆传动的效率如何计算？13.当蜗杆传动的热平衡计算超过允许值时，可采取哪些降温措施？第13章带传动与链传动1.带传动是如何工作的？有哪几种类型？2.带传动为什么要定期张紧？有哪些张紧方法？3.带传动有哪些有缺点？4.带传动的紧边与松边有何关系？5.平皮带与V形带在条件相同时？哪个传递动力大？为什么？6.最大应力包括哪几部分？出现在何处？7.何谓带传动的弹性滑动？8.带绕过主动轮时，带速是落后还是超前轮速？9.带绕过从动轮时，带速是落后还是超前轮速？10.V带由哪几部分组成？何谓节线、节面？11.何谓带轮的基准直径和基准长度？12.计算V带的许用功率时，为什么要对基本额定功率进行修正？13.为什么要限制带轮的最小直径？14.对小带轮的包角有何限制？可采取哪些措施可增大包角？15.带传动的设计步骤如何？16.同步带有哪些有缺点如何？17.链传动有哪些特点？传动范围如何？18.链传动有哪些优缺点？19.链传动的主要参数是什么？20.为什么链条的节数最好取偶数？而链轮齿数最好取奇数？21.链轮的分度圆直径如何计算？22.当主动链轮匀速转动时，从动链轮也是匀速转动吗？23.链传动的速度不均匀系数与链轮齿数有何关系？24.当链轮的齿数过大时，容易出现什么现象？25.链节距对传动过程有何影响？26.为什么链传动的中心距一般设计成可调节的？27.何谓链传动的功率曲线图？28.链传动有哪些润滑方式？29.链传动的布置原则如何？第14章轴1.轴的作用如何？2.轴的类型有哪些？转轴、传动轴、心轴的承受载荷有何区别？3.常用轴的形状有哪些？4.轴的常用材料有哪些？5.轴的设计应考虑哪些要求？6.为什么直轴要设计成阶梯状？7.轴端倒角、砂轮越程槽、螺纹退刀槽有何作用？8.用什么方法可实现轴上零件的准确定位？9.用什么方法可实现轴上零件的轴向与周向固定？10.轴端零件可用什么方法固定？11.轴肩尺寸与轴上零件的倒角与圆角参数有何关系？12.轴向力较小时，常用哪些方式固定轴上零件？13.零件的周向固定可采用哪些方式来实现？14.当同一根轴上有两个键槽时，往往设计成共线形式，为什么？15.有哪些措施可减小轴的应力集中？16.按弯扭合成计算轴的强度时，为什么要引入折合系数？17.何谓当量弯矩？第15章滑动轴承1.轴承的作用如何？2.按轴承表面润滑情况，摩擦有哪几种状态？3.何谓向心滑动轴承？何谓推力滑动轴承？4.为什么要将大型液体滑动轴承设计成两边供油的形式？5.对轴承材料有哪些基本要求？6.常用的轴承材料有哪些？7.润滑剂的作用是什么？工程上常用的润滑剂有哪几类？8.牛顿液体流动定律的物理含义是什么？9.润滑油的具有哪些特性？其选用原则是什么？10.润滑脂是如何得到的？它有何优缺点？11.常用的固体润滑剂有哪几种？适用于什么场合？12.固体润滑剂的使用方式有哪些？13.动压油膜是如何产生的？其必要条件是什么？14.为什么在稳定运转时，轴径与轴承不同心？15.将轴瓦内孔做成能产生多个动压油膜特殊形状的目的是什么？16.静压轴承与动压轴承的工作原理相同吗？第16章滚动轴承1.滚动轴承由哪些零件组成？各零件的起何作用？2.滚动轴承有哪些优缺点？3.何谓滑动轴承的接触角？它与轴向承载能力有何关系？4.滚动轴承是如何分类的？5.滚动轴承基本类型有哪些？它们都能承受哪些载荷？6.什么是滚动轴承的极限转速？7.何谓滚动轴承的角偏差？角偏差过大时，宜采用什么轴承？8.滚动轴承基本代号代表什么含义？代号:61210的含义是什么？9.滚动轴承的失效形式有哪些？10.何谓滚动轴承的寿命？11.何谓滚动轴承的可靠度？12.何谓滚动轴承的基本额定寿命？13.何谓滚动轴承的基本额定动载荷？14.何谓滚动轴承的当量动载荷？15.如何正确判别角接触向心轴承所受轴向载荷？16.滚动轴承密封的目的是什么？17.滚动轴承的密封形式有哪些？18.你会根据载荷情况选择滚动轴承的类型吗？19.滚动轴承常用的固定形式有那两种？20.两端固定支承预留补偿间隙的目的是什么？21.一端固定、一端游动适用于什么场合？22.轴承间隙调整方法有哪些？23.滚动轴承为什么要预紧？预紧方法有哪些？24.轴承组合位置的调整可用什么方法来实现？25.滚动轴承内外圈的配合的一般原则是什么？第17章联轴器、离合器、制动器1.联轴器、离合器、制动器的作用是什么？有哪些类型？2.选择联轴器、离合器的依据是什么？3.两轴线可能存在哪几种相对位移量？4.为什么在工程上常采用双万向联轴器而不用单万向联轴器？5.双万向联轴器实现等速输出的条件是什么？6.牙嵌式离合器的牙型有哪几种？7.摩擦式离合器的工作原理如何？有何优缺点？8.为什么圆锥式摩擦离合器只需要很小的操纵力即能使离合器传递较大的转矩？9.根据定向离合器的工作原理，你能判断星轮的转动方向吗？10.制动器有何作用？其工作原理是什么？。
机械设计基础重点总结
机械设计基础课程重点总结绪论机器是执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料、信息。
原动机：将其他形式能量转换为机械能的机器。
工作机：利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器。
机器主要由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分四个基本部分组成,它的主体部分是由机构组成。
机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。
机构与机器的区别：机构只是一个构件系统,而机器除构件系统外,还含电器、液压等其他装置；机构只用于传递运动和力,而机器除传递运动和力之外,还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。
零件是制造的单元,构件是运动的单元,一部机器可包含一个或若干个机构,同一个机构可以组成不同的机器。
机械零件可以分为通用零件和专用零件。
机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。
第一章平面机构的自由度和速度分析1.平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构；构件相对参考系的独立运动称为自由度；所以一个作平面运动的自由机构具有三个自由度。
2.运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。
两构件通过面接触组成的运动副称为低副；平面机构中的低副有移动副和转动副；两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副；3.绘制平面机构运动简图；P84.机构自由度计算公式：F=3n-2P l-P H 机构的自由度也是机构相对机架具有的独立运动的数目。
原动件数小于机构自由度,机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度,机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合,它的各构件之间不可能产生相对运动；机构具有确定的运动的条件是：机构自由度F > 0,且F等于原动件数5.计算平面机构自由度的注意事项： 1 复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动副相连接图1-13 2局部自由度：一种与输出构件运动无关的的自由度,如凸轮滚子 3 虚约束：重复而对机构不起限制作用的约束 P13 4 两个构件构成多个平面高副,各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副,各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副,而不是虚约束。
机械设计基础：第9章机械零件设计概论ppt课件
3.铜合金 种类 青铜 -含锡青铜、不含锡青铜 黄铜 -铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍 轴承合金（巴氏合金）
特点：具有良好的塑性和液态流动性。青铜合金还具 有良好的减摩性和抗腐蚀性。
零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 应用：应用范围广泛。
二、非金属材料 1. 橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。 常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。 硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。
自用盘编号JJ321002
2. 塑料 塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件， 而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热 性、绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在 机械制造中其应用日益广泛。 3.其它非金属材料：皮革、木材、纸板、棉、丝等。 设计机械零件时，选择合适的材料是一项复杂的技术经济问题设计者应根据零件的用 选材因素： 途、工作条件和材料的物理、化学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。 用途、工作条件、物理、化学、机械工艺性能、经济性。
当载荷重复作用时常会出现表层金属呈小片状剥落而在零件表面形成小坑这种现象称为疲劳磨损或疲劳点蚀在摩擦过程申与周围介质发生化学反应或电化学反应的磨损称为腐蚀磨硬质颗粒或摩擦表面上硬的凸峰在摩擦过程中引起的材料脱落现象称为磨粒磨损
机械设计基础： 第9章机械零件 设计概论
§9－1 机械零件设计概论
机械设计应满足的要求： 在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本 低，在预定使用期限内安全可靠，操作方便、维修 简单和造型美观等。 机械零件的失效： 机械零件曲于某种原因不能正常工作时，称为失效。 工作能力----在不发生失效的条件下，零件所能安全 工作的限度。通常此限度是对载荷而言，所以习惯上 又称为：承载能力。 零件的失效形式: 断裂或塑性变形; 过大的弹性变形; 工作表面的过度磨损或损伤 ; 发生强烈的振动；联接 的松弛; 摩擦传动的打滑等。如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带传动等。
《机械设计基础》目录
《机械设计基础》目录第一章绪论11 机械设计的基本概念12 机械设计的发展历程13 机械设计的重要性及应用领域第二章机械设计的基本原则和方法21 机械设计的基本原则211 功能满足原则212 可靠性原则213 经济性原则214 安全性原则22 机械设计的方法221 传统设计方法222 现代设计方法223 创新设计方法第三章机械零件的强度31 材料的力学性能311 拉伸试验与应力应变曲线312 硬度313 冲击韧性314 疲劳强度32 机械零件的疲劳强度计算321 疲劳曲线和疲劳极限322 影响机械零件疲劳强度的因素323 稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算324 不稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算第四章摩擦、磨损及润滑41 摩擦的种类及特性411 干摩擦412 边界摩擦413 流体摩擦414 混合摩擦42 磨损的类型及机理421 粘着磨损422 磨粒磨损423 疲劳磨损424 腐蚀磨损43 润滑的作用及润滑剂的选择431 润滑的作用432 润滑剂的种类433 润滑剂的选择第五章螺纹连接51 螺纹的类型和特点511 螺纹的分类512 普通螺纹的主要参数52 螺纹连接的类型和标准连接件521 螺纹连接的类型522 标准连接件53 螺纹连接的预紧和防松531 预紧的目的和方法532 防松的原理和方法54 螺纹连接的强度计算541 松螺栓连接的强度计算542 紧螺栓连接的强度计算第六章键、花键和销连接61 键连接611 平键连接612 半圆键连接613 楔键连接614 切向键连接62 花键连接621 花键连接的类型和特点622 花键连接的强度计算63 销连接631 销的类型和用途632 销连接的强度计算第七章带传动71 带传动的类型和工作原理711 平带传动712 V 带传动713 同步带传动72 V 带和带轮721 V 带的结构和标准722 带轮的结构和材料73 带传动的工作情况分析731 带传动中的力分析732 带的应力分析733 带传动的弹性滑动和打滑74 带传动的设计计算741 设计准则和原始数据742 设计计算的内容和步骤第八章链传动81 链传动的类型和特点811 滚子链传动812 齿形链传动82 链条和链轮821 链条的结构和标准822 链轮的结构和材料83 链传动的运动特性和受力分析831 链传动的运动不均匀性832 链传动的受力分析84 链传动的设计计算841 设计准则和原始数据842 设计计算的内容和步骤第九章齿轮传动91 齿轮传动的类型和特点911 圆柱齿轮传动912 锥齿轮传动913 蜗杆蜗轮传动92 齿轮的失效形式和设计准则921 轮齿的失效形式922 设计准则93 齿轮的材料和热处理931 齿轮常用材料932 齿轮的热处理94 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算941 受力分析942 强度计算95 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算951 受力分析952 强度计算96 锥齿轮传动的受力分析和强度计算961 受力分析962 强度计算97 蜗杆蜗轮传动的受力分析和强度计算971 受力分析972 强度计算第十章蜗杆传动101 蜗杆传动的类型和特点102 蜗杆和蜗轮的结构103 蜗杆传动的失效形式和设计准则104 蜗杆传动的材料和热处理105 蜗杆传动的受力分析和强度计算106 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算第十一章轴111 轴的分类和材料1111 轴的分类1112 轴的材料112 轴的结构设计1121 轴上零件的定位和固定1122 轴的结构工艺性113 轴的强度计算1131 按扭转强度计算1132 按弯扭合成强度计算1133 轴的疲劳强度校核第十二章滑动轴承121 滑动轴承的类型和结构1211 整体式滑动轴承1212 剖分式滑动轴承1213 调心式滑动轴承122 滑动轴承的材料1221 金属材料1222 非金属材料123 滑动轴承的润滑1231 润滑剂的选择1232 润滑方式124 非液体摩擦滑动轴承的设计计算第十三章滚动轴承131 滚动轴承的类型和特点1311 滚动轴承的分类1312 滚动轴承的特点132 滚动轴承的代号1321 基本代号1322 前置代号和后置代号133 滚动轴承的选择1331 类型选择1332 尺寸选择134 滚动轴承的组合设计1341 轴承的固定1342 轴承的配合1343 轴承的装拆1344 滚动轴承的润滑和密封第十四章联轴器和离合器141 联轴器1411 联轴器的类型和特点1412 联轴器的选择142 离合器1421 离合器的类型和特点1422 离合器的选择第十五章弹簧151 弹簧的类型和特点152 弹簧的材料和制造153 圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算第十六章机械系统设计161 机械系统设计的任务和过程162 机械系统总体方案设计163 机械系统的执行系统设计164 机械系统的传动系统设计165 机械系统的支承系统设计第十七章机械设计中的创新思维171 创新思维的概念和特点172 创新思维在机械设计中的应用173 培养创新思维的方法和途径第十八章机械设计实例分析181 简单机械装置的设计实例182 复杂机械系统的设计实例183 设计实例中的经验教训和改进方向。
机械设计基础
第1章平面机构的自由度和速度分析1. 什么是零件、构件、机构、机器、机械？它们有什么联系？又有什么区别？2.何谓运动副和运动副元素？运动副有哪些类型？各有几个自由度？用什么符号表示？3.机构是如何组成的？它必须具备什么条件？当原动件多于或少于机构的自由度时，机构将发生什么情况？4. 什么是机构的自由度？如何计算？5 .什么是局部自由度？出现在哪些场合？什么是复合铰链？铰链数和构件数有何关系？什么是虚约束？一般出现在哪些场合？具体计算机构自由度时如何正确去掉局部自由度和虚约束？6 .为什么要绘制机构运动简图？它有何用处？它能表示机构哪些方面的特征？绘制运动简图的方法和步骤如何？7. 你能熟练掌握平面机构自由度的正确计算方法吗？（必考！）8 .何谓速度瞬心？瞬心数目与构件数有何关系？通过运动副相联两构件的瞬心位置如何确定？9.何谓三心定律？如何利用它来求不直接相联的两个构件的瞬心？10 . 如何利用瞬心法对机构进行运动分析？你掌握了该方法吗？第2章平面连杆机构1. 何谓平面连杆机构？它有何特点？能够实现哪些运动转换？2.铰链四杆机构的基本形式有哪几种？各有什么特性？这些特性在生产中有何用处？哪些特性对工作不利？如何消除其影响？3.四杆机构的演化形式有哪些？它们是通过什么途径演化而来的？在工程上有哪些实际应用？4.在铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么？5.铰链四杆机构的形式和尺寸之间关系如何？曲柄存在条件是什么？6 .四杆机构中的极位和死点有何异同？7. 何谓行程速比系数K？它描述了机构的什么特性？它与极位夹角有何关系？8. 曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构及摆动导杆机构是否都存在急回特性？什么情况下没有急回特性？9.曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，是否存在死点？10.曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构、曲柄滑块机构和摆动导杆机构等各在什么条件下会出现死点？机构在死点位置会出现什么后果？可采取哪些措施解决？11 . 机构的压力角和传动角是如何定义的？它们对传力性能有何影响？设计四杆机构时，对传动角有何要求？12 .曲柄摇杆机构的最大和最小传动角出现在什么位置？当摇杆主动时，其传动角又如何？13.导杆机构的传动角是多少14.曲柄滑块机构的最大和最小传动角出现在什么位置？当滑块主动时，其传动角又如何？15 .掌握按给定行程速比系数K和连杆位置设计铰链四杆机构的方法第3章凸轮机构1.凸轮机构有哪些类型？特点如何？2.凸轮机构从动件常用运动规律有哪几种？有何特点？适用于哪些场合？3.何谓刚性冲击和柔性冲击？它们出现在哪几种常用运动规律中？4 .当盘形凸轮机构从动件的运动规律完全一样时，若分别采用尖顶、滚子和平底等形式的推杆，凸轮形状也相同吗？为什么？5.何谓理论轮廓曲线？何谓实际轮廓曲线？为何要这样区分？作图时是否可以不画理论轮廓曲线，而直接绘制实际轮廓曲线？6 .设计凸轮轮廓曲线时，采用了反转法，其理论依据是什么？7.何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动规律失真现象，它对凸轮机构的正常工作有何影响？如何加以避免？8.凸轮的基圆就是以回转中心为圆心，以回转中心到轮廓上距离最小的向径为半径所作的圆，这种说法对吗？9.凸轮的压力角是如何定义的？压力角的大小会对工作产生什么影响？为什么回程压力角可以选得大些？10 .将对心从动件改为偏置后，对凸轮压力角有何影响？11.对滚子从动件凸轮机构，滚子过大或过小各有什么利害关系？为什么？12.有一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子，是否可行？为什么？13.平底从动件凸轮机构的适用情况如何？在设计中可能遇到哪些问题？如何解决？第4章齿轮机构1.渐开线是如何生成的？它有哪些特性？其参数方程如何？2 .为什么同一齿轮上同侧齿廓之间的法向距离处处相等？3.齿廓在基圆上的压力角和曲率半径如何？在无穷远处的压力角和曲率半径又如何？4 .当基圆半径无限大时，渐开线的形状、压力角和曲率半径如何？5.何谓齿廓啮合基本定律？6 .渐开线齿轮传动的三个重要特性是什么？各有何工程意义？7.何谓啮合角？它与齿轮节圆上的压力角有何关系？8.什么是齿距、齿厚、齿槽宽、模数？它们之间有何关系？9 .分度圆是如何定义的？何谓标准齿轮？10.标准齿轮的基本参数和各部分几何尺寸如何？11.渐开线齿轮传动的正确啮合条件如何？12.在确定一对齿轮传动的中心距时，应满足哪两点要求？13.具有标准中心距的标准齿轮传动具有哪些特点？14 .当一对齿轮的实际安装中心距与标准中心距有误差时，分度圆半径、传动比、径向间隙、齿侧间隙、节圆、啮合角、重合度等参数有何变化？15.试证明如下重要公式：a’ cosα’= a cosα16 .试说明如下等式中每一步的含义：17.一对齿轮无侧隙啮合的条件是什么？一对标准齿轮无侧隙啮合时，有何重要特点？18.齿轮齿条传动有何特点？21.用范成法加工标准齿轮时，为了避免根切，有最小齿数的限制。
机械设计基础第9章机械零件设计概论(六-1)
潘存云教授研制
注1意2 ：——两综零合件曲率之半间径;的接触应力
1 2 大小相等，方向相反。
σ σ 即： = E
2 E1 E2 E1 E2
——综合弹性模量; E1、 E2 圆柱体H的1弹性模H量2。
分别为两
接触疲劳强度的判定条件为：
H [ H ],
而[
H
]
H lim
初始疲劳裂纹初始疲劳裂纹裂纹的扩展与断裂金属剥落出现小坑机械零件的接触应力通常是随时间作周期性变化的在载荷重复作用下首先在表层内约20m处产生初始疲劳裂纹然后裂纹逐渐扩展润滑油被挤迸裂纹中将产生高压使裂纹加快扩展终于使表层金属呈小片状剥落下来而在零件表面形成一些小坑这种现象称为渡劳点蚀
第9章 机械零件设计概论
▲当剩余材料不足以承受载 荷时，突然脆性断裂。
潘存云教授研制
表面粗糙
疲劳断裂是与应力循环次数(即使用寿命)有关的断裂。 疲劳断裂具有以下特征：
▲ 疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限
低，甚至比屈服极限低;
不管脆性材料或塑性材料，
▲ 疲劳断口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂;
▲ 疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。
§9-1 机械零件设计概述 §9-2 机械零件的强度 §9-3 机械零件的接触强度 §9-4 机械零件的耐磨性 §9-5 机械制造常用材料及其选择 §9-6 极限与配合、表面粗糙度和优先数系 §9-7 机械零件的工艺性及标准化
§9-1 机械零件设计概述
一、机械设计的基本要求
具体要求如下： ▲使用功能要求
1）静应力下，塑性材料的零件：S =1.2～１.5 铸钢件：S =1.５～２.5
２）静应力下，脆性材料，如高强度钢或铸铁： S =3～4
机械零件设计基础
机械零件设计基础
齿轮轴的弯曲挠度过大会影响一对齿轮的正确啮合。 机床主轴等弹性变形过大将影响加工精度。
机械零件设计基础
3．耐磨性准则——针对过度磨损、胶合破坏 耐磨性 — 指零件在载荷作用下相对运动的两零件接
触界的抗磨损能力。耐磨性是保证有相对运动的零件正 常工作的基本要求。其验算式为：
机械零件设计基础
二、工艺性能的要求 工艺要求是指所选材料的冷、热加工性能好，热处理
工艺性好。 三、经济性的要求 在满足使用性能的前提下，尽量选用低价格的材料，减少 材料的消耗，是零件材料选择的主要原则。 各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标和机 械设计手册中查得。 为了材料供应和生产管理上的方便，应尽量缩减材料的品种。
传统设计方法：
★ 理论设计（半经验设计） 强度条件（或刚度） 设计计算
尺寸
尺寸 校核计算 强度条件（或刚度）
★ 类比设计 与已有的同类产品进行比较来设计新产品。这种方法
在工程实际中用得较多，特点是节省时间，较可靠。
机械零件设计基础
★ 经验设计
根据实践中归纳出的经验公式和经验数据进行设计， 缺乏创新。
随机变载荷
机械零件设计基础
也可分为工作载荷、名义载荷与计算载荷。 工作载荷——机械正常工作时所受的载荷（一般难以
确定）。 名义载荷——在理想的平稳工作条件下作用在零件上的
载荷，按原动机的功率求得。
式中，P——原动机的额定功率（kW）， n——额定转速（r/min）。
计算载荷——载荷系数与名义载荷的乘积。
机械零件设计基础
§10-2 机械设计的基本要求、机械 零件的工作能力和计算准则
一、机械设计的基本要求
第9章 机械零件设计概论
图 9.4 材料和零件的极限应力图 由于零件尺寸及几何形状变化，加工质量及强化处理等因素的影响，使得零件的疲劳 极限小于材料试件的疲劳极限。要注意，零件尺寸越大，内部的缺陷就越多，疲劳强度极限
值反而更低。在实际计算中，以弯曲疲劳极限的综合影响系数 k 表示材料对称循环弯曲疲
劳极限与零件对称循环弯曲疲劳极限的比值，实验表明，综合影响系数只影响应力幅而不影 响平均应力。当一个截面有多处应力源时，则分别求出其有效应力集中系数，从中取最大值。
如图 9.4 所示的 A’D’C’曲线。在此曲线内的任何一点所代表的最大应力（即平均应力和 应力幅之和）都低于材料的最大极限应力，是安全的。在此曲线之外的点则是不安全的，最 大应力大于材料的极限应力。曲线上的点表示应力的临界状态。对于塑性材料通常简化为图
中的 A’D’G’C 折线。其中，几个特征点的坐标为：A’(0, 1 )，D’( 0 / 2, 0 / 2) )和 C( S ,0)。
(3) 最小应力为常数 min c
如图 9.6 中应力点 S 的纵横坐标分别代表零件的应力幅和平均应力，求在 min c 状况
下零件的极限应力，则经过 S 点作与横坐标夹 45O 射线，和 AGC 线段交于 S1 点，则该点的 纵横坐标分别代表极限应力点的应力幅和平均应力。
图 9.6 零件的极限应力求法 用极限应力点的纵横坐标之和除以应力点的纵横坐标只和就得零件的安全系数。如果 求出的极限应力点在 AG 段，则零件在安全系数不够的情况下会发生疲劳破坏，如极限应力 点在 GC 段，则零件在安全系数不够的情况下会发生静应力破坏。例如图 9.6 中,在 M,N 点 的应力状况下，零件的失效形式是疲劳破坏，而 S 点的应力状况下会发生静应力破坏，与 综合影响系数的大小无关。读者也可用解析法确定强度，在应力比为常数时，安全系数为：
机械零件设计概论及原理
表层萌生疲劳磨损：表层萌生疲劳磨损造成扇形疲劳坑，磨屑多为扇形颗粒，故又称其为点蚀 表面萌生疲劳磨损：表面萌生疲劳磨损造成浅而大的疲劳凹坑，磨屑呈片状，故又称其为剥落。
接触疲劳准则
σHmax≤4τs 最大接触应力；剪切屈服点。
五、润滑剂及其特性
凡能降低摩擦阻力、且人为加入摩擦副的介质都称为润滑剂。
1．润滑剂的基本类型
液体润滑剂：矿物油、有机油、矿物油、合成油等 润滑脂：皂基脂、无机脂、烃基脂和有机脂 固体润滑剂：软金属，如Pb、Au、Ag、Sn、In等；无机化合物
２．润滑油
粘度 表征流体流动的阻力，在流体动力和静力润滑状态，粘度与油膜厚度、摩擦阻力直接相关。
强度准则
一、静强度
在静应力下工作的零件，其可能的失效形式是塑性变形或断裂。材料种类不同，所取极限应力也不同。
塑性材料
单向应力状态下：
，
复合应力状态下：
按第三或第四强度理论计算当量应力。
脆性材料
单向应力状态下：
，
复合应力状态下： 按第一强度理论计算当量应力。
对于塑性材料和组织不均匀的材料（如灰铸铁），在计算静强度时，可不考虑应力集中的影响。 对于组织均匀的低塑性材料（如淬火钢），在计算静强度时，应考虑应力集中的影响。
工作能力——机械零件具有足够的抵抗失效的能力
计算准则——以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则
因为失效类型不同，所以机械零件的工作能力类型也不同，故机械零件的计算准则也不同
载荷和应力
１、载荷
动载荷：由于运动中产生的惯性力和冲击等引起的载荷
静载荷
变载荷
按是否随时间变化，载荷
机械设计基础名词解释
机械设计基础名词解释第零章绪论1.机器：执行机械运动的装置，用来变换或传递能量，物料，信息。
原动机：将其他形式的能量变换为机械能的机器工作机：利用机械能去变换或者传递能量，物料，信息的机器2.机器的四个基本组成部分：动力部分，传动部分，控制部分，执行部分。
3.机械设计基础主要是研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理，结构特点，基本设计理论和计算方法。
4.机械设计是指规划和设计实现预期功能的新机械或者改进原有机械的性能。
5.设计机械应满足的基本要求：良好的使用性能，安全，可靠耐用，经济，符合环保要求。
第一章平面机构的自由度和速度分析1.自由度：构件相对于参考坐标系的独立运动的数目。
2.运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。
3.低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
转动副：组成运动副的两构件只能在平面内相对转动，这种运动副称为转动副。
移动副：组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动，这种运动副称为转动副。
4.高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
5.机构运动简图：表明机构各构件间相对运动的关系的简化图形。
6.复合铰链：两个以上构件在同一处用转动副连接就形成了复合铰链。
7.局部自由度：与输出构件运动无关的自由度称为局部自由度。
局部自由度的出现可以减少磨损。
8.虚约束：重复而对机构不起限制作用的约束称为虚约束。
虚约束对运动不起作用，但可以增加机构的刚性或使构件受力均衡。
9.瞬心：平面内做相对运动的两个构件，在任一瞬时，其相对运动可以看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为速度瞬心，简称瞬心。
瞬心是两构件上绝对速度相同的重合点。
如果两构件均为运动的，则其为相对瞬心。
如果有一个静止，则其瞬心为绝对瞬心。
10.三心定理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。
第二章平面连杆机构1.铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构2.整转副：组成运动副的两个构件能做整周相对运动，该运动副称为整转副，否则称为摆转副。
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题9—3 已知某合金钢的σ-1= 370 MPa,σs = 880 MP ɑ,σ0= 625 MPa 。
（1） 试按比例绘制此材料（试件）的σm -σa 简化极限应力图； （2） 设此试件受σmax = 300 MPa,σmin = -120 Mpa
的变应力作用，试用所
绘制的极限
应力图求出该试件在这种情况下的极限应力σr 。
解答：1．选比例尺⎪⎭⎫
⎝⎛=μσmm MPa 10绘制试件的简化疲劳极限应力图（题解1
—8图）。
题解1—8图
2．求试件的应力参数（σm 、σa 、γ），并在简化疲劳极限应力图中标出试件的工作点N （σm ，σa ）的位置。
4
0300120MPa 210MPa 2120300290MPa MPa 21203002max min .min max a min max m -=-=σσ=γ=+=σ-σ=σ=-=σ+σ=
σ
3．求极限应力σr ：连ON 并将其延长交极限应力线图AD 于M ′点，可得M ′的坐标为（140，350）。
σr =σm ′+σa ′=（140+350）MPa = 490 MPa
题9—4 一受转矩T 作用的单向回转轴，轴材料为中碳钢，τ
-1
=230MP a ,τ
S
= 390 MP a , Ψτ =0.05，现知该轴某危险截面处的直径d = 50 mm ，该截面处的疲劳强度综合影响系数（K τ）D =τ
ττβεK =3.07，轴的转速n =955 r/min ，若要求安
全系数S τ=2.0，试求此时该轴能传递的最大功率P 。
D
G （880，0）
题解9—3图
解题分析：根据题意，单向回转的轴，其截面受脉动循环变应力，即：τa =τ
m =τ
/2。
解答：
轴危险截面处的安全系数（P198,10-12）为：
S τ =
m a D K τψττττ+-)(1
=)
2/()2/()(1τψττττ+-D k = 2.0
故可求得轴危险截面处的剪应力： τ = τ
τψτ+-D K )(1
=
05
.007.3230
+ MPa = 73.72
MPa
∵ τ = W T = 16
//1055.93
6d n
P π⨯⨯ ∴ 该轴能传递的最大功率： P = 6
3631055916
9555073.721055916⨯⨯⨯⨯π⨯=⨯⨯⨯π⨯τ..n d kW = 180.94 kW
题9—6某材料受弯曲变应力作用，其力学性能为： ,MPa 3501=σ-
9=m ，
60105⨯=N 。
现用此材料的试件进行试验，以对称循环变应力MPa 5001=σ作用
410次，MPa 4002=σ作用510次，MPa 3003=σ作用610次。
试确定：
(1) 该试件在此条件下的计算安全系数；
(2) 如果试件再作用MPa 450=σ的应力，还能循环多少次试件才破坏？ 解题分析：该试件受单向规律性不稳定循环变应力作用，其疲劳强度应借助疲劳损伤累积线性方程式即曼耐尔定理来求解。
计算时，因小于材料持久疲劳极限σr 的工作应力（如MPa 3003=σ＜MPa 3501=σ-），对材料的疲劳损伤作用很小，故可忽略不计。
解答：1．求计算安全系数S ca ：计算应力
()
MPa 52275MPa 400105001010
51
1
9
95946
1
.n N m
n
i m i i ca =⨯+⨯⨯⨯=σ=σ∑= 试件的计算安全系数: 27152
275350
1..S ca ca ==σσ=
- 2．试件再受MPa 450=σ的应力作用时，试件破坏前还能循环的次数n （1）由材料的有限寿疲劳极限σ
rN 的计算公式（参看表
1-1），可求得各应
力σ1、σ2、σ作用时，所对应的极限循环次数N 1、N 2 、N ：
2017685003501059
6
1101=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=-m
N N σσ
15032894003501059
6
2102
=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=-m
N N σσ 52079804503501059
6
10=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=-m
N N σσ
（2） 根据疲劳损伤累积线性方程式（
12211=+++N
n
...N n N n ）
，可求得再作用MPa 450=σ的应力，试件破坏前还能循环的次数n ：
374603425207981503289102017681011542211.N N n N n n =⨯⎪⎪⎭⎫
⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛--=。