机械设计基础 第七章
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机械设计基础 第7章
7.3
为了保证运动摩擦、磨损小，除了正确选用润滑剂外，
7.3.1 油润滑方式及装置
1. 间歇供油是隔一定时间向润滑点供给润滑油，润滑不很
常用的润滑方法和装置有手工加油油杯(图7-2)和压注油 杯(图7-3)
图7-2 手工加油油杯
图7-3 压注油杯
2.连续供油 连续供油是连续不断地向润滑点供给润滑油，润滑可靠。 较重要的场合都要用连续润滑方式。 (1)滴油润滑。针阀式油杯可用于滴油润滑。如图7-4所 示，针阀式油杯由手柄1、调节螺母2、弹簧3、芯管4、针阀 5、杯体6、观察窗孔7和联接螺纹8等组成。当手柄放平时， 针阀受弹簧力向下而堵住油孔；手柄转90°变成垂直时，针 阀上提，下端油孔打开，润滑油流出进入润滑点。其油量大
液体润滑剂具有流动性好、内摩擦因数小、冷却效果好、 更换方便等特点，但密封装置复杂。目前，用润滑油润滑应
常用润滑油的主要质量指标和用途见表7-1
表7-1 常用润滑油的主要质量指标和用途
2. 半固体润滑剂俗称润滑脂，是在润滑油中加入稠化剂而 制成的。常用的稠化剂为金属皂类(如钠皂、钙皂、锂皂、 钡皂等)。润滑油中加入不同的稠化剂，可制成不同的润滑 脂，如钠基润滑脂、锂基润滑脂等。 润滑脂具有流动性差、使用方便、不易泄漏、无需经常 换油及加油等特点，还有密封作用，且密封装置简单；但散 热差、内摩擦因数大、摩擦损失大、更换及清洗不方便。用 润滑脂润滑的应用范围仅次于润滑油，常用于低速、重载、 间歇或摆动及不易加油的机械中。常用润滑脂的性能及用途 见表7-2
(3)集中润滑：用脂泵将润滑脂定时定量地送到各润滑
7.4 密封方式及密封件
图7-7所示为一种圆柱齿轮减速器，其齿轮副的润滑是 浸油润滑。减速器的输入轴、输出轴与箱体端盖之间存在间 隙；另外，减速器箱盖与箱体结合面处也存在间隙。当减速 器工作时，飞溅的润滑油就会从各间隙处泄露，造成润滑剂 的流失及环境污染，所以必须考虑这些部位的密封问题。
2024年机械设计基础第七章-(带目录)
机械设计基础第七章-(带目录)机械设计基础第七章：机械传动系统设计1.引言机械传动系统是机械设计中至关重要的一部分，它将动力从发动机传递到工作部件，以实现机械设备的各种运动和功能。
机械传动系统的设计直接影响到机械设备的性能、效率和可靠性。
本章将介绍机械传动系统的基本原理、类型和设计方法。
2.机械传动系统的基本原理机械传动系统主要由传动元件和传动介质组成。
传动元件包括齿轮、皮带轮、链条等，它们通过传动介质（如齿轮油、皮带、链条）将动力传递到工作部件。
机械传动系统的基本原理是利用传动元件的几何形状和相对运动来实现力的传递和运动的变化。
3.机械传动系统的类型机械传动系统根据传动介质的不同，可以分为齿轮传动、皮带传动、链条传动和液压传动等几种类型。
齿轮传动是利用齿轮的啮合来传递动力和运动，具有传动效率高、精度高和可靠性好等优点。
皮带传动是利用皮带的摩擦力来传递动力和运动，具有结构简单、噪音低和维护方便等优点。
链条传动是利用链条的啮合来传递动力和运动，具有承载能力强、传动效率高等优点。
液压传动是利用液体的压力来传递动力和运动，具有传递力矩大、响应速度快和易于实现远程控制等优点。
4.机械传动系统的设计方法（1）确定传动系统的类型和参数：根据机械设备的性能要求和工作条件，选择合适的传动系统类型，并确定传动系统的参数，如传动比、转速、功率等。
（2）选择传动元件：根据传动系统的参数和工作条件，选择合适的传动元件，如齿轮、皮带轮、链条等。
（3）设计传动介质：根据传动系统的类型和工作条件，设计合适的传动介质，如齿轮油、皮带、链条等。
（4）校核传动系统的性能：通过计算和分析，校核传动系统的性能，如传动效率、承载能力、寿命等。
5.机械传动系统的设计实例以齿轮传动系统为例，介绍机械传动系统的设计方法。
根据机械设备的性能要求和工作条件，确定传动系统的类型和参数，如传动比、转速、功率等。
然后，选择合适的齿轮，并根据传动比和转速计算齿轮的模数和齿数。
机械设计基础 第七章
V 带轮的结构尺寸(参见图7-8中标注的尺寸) 可 以查设计手册，也可以按下面的经验公式确定。
d0 0.2 ~ 0.3d2 d1 ；d1 1.8 ~ 2d S 0.2 ~ 0.3 B；S1 1.5S，S2 0.5S；D0 0.5d1+d2
b1 0.4h1，b2 0.8b1；f1 0.2h1，f2 0.2h2；h2 0.8h1
当量摩擦系数 fv ：最大有效拉力 femax 随 fv的增大而增 大。因为 fv 越大，摩擦力就越大，传动能力就越高。当量摩擦 系数 fv 取决于带与带轮材料、表面状况、形状，以及带传动
的工作环境条件。
7.3.2 带的应力分析
1. 拉应力
带传动工作时，带上应力有以下几种：
紧边拉应力 松边拉应力
如图7-7所示，V 带轮由轮缘、辐板(或轮辐) 和轮毂三部 分组成。
图7-7 V 带轮的结构
(1) 轮缘
轮缘为带轮外圈环形部分，轮缘上有轮槽。普通 V 带轮 槽采用基准宽度制，以基准线的位置和基准宽度来定义带轮 的槽型、基准直径和 V 带在轮槽中的位置。
带轮的基准宽度定义为 V 带的节面在轮槽内相应位置的槽宽， 用以表示轮槽截面的特征值，不受公差的影响，是带轮与带标准 化的基本尺寸。在轮槽基准宽度处的直径是带轮的基准直径。普 通 V 带轮基准直径如表7-2所示，轮缘尺寸如表7-1所示。
小，则带所能传递的功率减小，运转时容易打滑。
带速v：v一般取5 m / s v 25 m / s 。 v
过大时离心力过大，使带与带轮之间摩擦力减 小，从而使最有效拉力减小，传动能力下降；
v过小，由 P Fe·v 知，所需有效拉力Fe过大，
即所需带根数过多。
包角α：α越大，带与带轮接触弧上的摩 擦力就越大，传动能力就越强。
机械设计基础第七章
图 7-15
图 7-16
第三节 平面四杆机构的传动特性
主动件曲柄AB以等角速度转动时，从动件摇杆CD往 复摆动的平均速度不相等。通常把进程平均速度定为v1， 而空行程返回速度则为v2，显而易见，从动件返回程速 度比进程速度快。这个性质称为机构的急回特性。所以， 把回程平均速度与进程平均速度之比称为速度变化系数， 用K表示。其计算公式为： v1 c1c2 / t 2 t1 1 180 k v2 c1c2 / t1 t2 2 180 180 k 180
第七章 平面连杆机构
第一节 铰链四杆机构
一、铰链四杆机构的基本类型和应用 1.曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构中，若两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆， 则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构,如图7-2所示。通常曲柄1为原动 件，并作匀速转动；而摇杆3为从动件，作变速往复摆动。图7-3所示 为调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构。曲柄1缓慢地匀速转动，通过 连杆2，使摇杆3在一定角度范围内摆动，以调整天线俯仰角的大小。 2.双曲柄机构 在铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄，则称为双曲柄机构。图 7-4所示的惯性筛中的构件1、构件2、构件3、构件4组成的机构，为双 曲柄机构。在惯性筛机构中，主轴曲柄AB等角速度回转一周，曲柄CD 变角速度回转一周，进而带动筛子6往复运动筛选物料。图7-4惯性筛 图7-5平行双曲柄机构在双曲柄机构中，用得较多的是平行双曲柄机构， 或称平行四边形机构，如图7-5所示。这种机构的对边长度相等，组成 平行四边形。当杆AB等角速转动时，杆CD也以相同角速度同向转动， 连杆BC则作平移运动。 此外，双曲柄机构中，若两对边长度相等但不平行，则称为反平行 四边形机构。
图 7-21
《机械设计基础》课件第7章
2. 带传动的特点
摩擦型带传动主要特点如下：
(1) 传动带具有弹性和挠性， 可吸收振动并缓和冲击， 从 而使传动平稳、噪声小。
(2) 当过载时，传动带与带轮间可发生相对滑动而不损伤其 他零件，起过载保护作用。
(3) 适合于主、 从动轴间中心距较大的传动。
(4) 由于有弹性滑动存在， 故不能保证准确的传动比， 传 动效率较低。
由于滑动率随所传递载荷的大小而变化，不是一个定值，故带
传动的传动比亦不能保持准确值。带传动正常工作时，其滑动
率ε≈1％～2％，在一般情况下可以不予考虑。
7.3.4 打滑现象
带传动是靠摩擦工作的，在初拉力F0一定时，当传递的有 效圆周力F超过带与轮面间的极限摩擦力时，带就会在带轮轮 面上发生明显的全面滑动， 这种现象称为打滑。当传动出现 打滑现象时，虽然主动带轮仍在继续转动，但从动带轮及传动 带有较大的速度损失，使带传动处于不稳定状态，甚至完全不 动。由于大带轮上的包角大于小带轮的包角，由式（7-7）可 知，打滑总是在小带轮上首先开始的。打滑是一种有害现象， 它将使传动失效并加剧带的磨损。因此，在正常工作时，应避 免打滑现象。
拉力的减量， 即
F1 F0 F0 F2 F1 F2 2F0
(7-5)
当带与带轮的摩擦处于即将打滑而尚未打滑的临界状态时，
F1与F2的关系可用著名的欧拉公式表示，即
F1 F2e f
(7-6)
式中：α ——带轮上的包角（图7-5(b)），rad
f——为带与带轮之间的摩擦系数（对V带传动用当量摩擦系 数fV）。
有效圆周力F(N)、带速v(m/s)和带传递功率P(kW)之间的
关系为
P Fv
(7-4)
1000
机械设计基础第7章PPT
传动
7.2.2 螺纹的自锁
F = Q tan（ + ）
λ≤ρ
F = Qtan（ - ）
7.2.3螺旋副的效率
W2 tg W1 tg( )
8
7.3.1螺纹联接的类型
第7章 螺纹联接与螺旋
传动
7.3螺纹联接的类型、拧紧和防松
表7-2 螺纹联接的基本类型、特点 和应用
9
7.3螺纹联接的类型、拧紧和防松
第7章 螺纹联接与螺旋
传动
挤压强度 和抗剪强度
计算
FS
md
2 0
/
4
≤
p
FS
d 0
≤
p
13
7.5 螺栓组联接的结构设计
=
1．螺栓（钉）孔的布置
2．各螺栓受力均匀
第7章
螺纹联接与螺旋 3．便于分度和画线
传动
4．避免承受偏心载荷
5．螺栓排列应有合理的钉距、边距
6．螺栓规格的选择
14
7.6 螺旋传动
(7) 螺纹升角 在的(8)中夹牙径角型圆。角柱即上在，轴螺向旋剖线面切内线ar螺与ct纹g垂牙直dL2型于两螺a侧r纹ct边g轴的n线dP夹2的角平面间
（9）接触高度h 内、外螺纹旋合后的接触面的径向高度。
7
7.2 螺旋副的受力分析、自锁和效率
7.2.1 螺旋副的受力 分析
第7章 螺纹联接与螺旋
7.6.1 螺旋传动机构的组成和类型
第7章 螺纹联接与螺旋
传动
螺旋传动 机构的组 成和类型
(1)传力螺旋 (2)传导螺旋
(3)调整螺旋
15
7.6 螺旋传动
7.6.2螺旋传动的设计计算
第7章 螺纹联接与螺旋
7.2.2 螺纹的自锁
F = Q tan（ + ）
λ≤ρ
F = Qtan（ - ）
7.2.3螺旋副的效率
W2 tg W1 tg( )
8
7.3.1螺纹联接的类型
第7章 螺纹联接与螺旋
传动
7.3螺纹联接的类型、拧紧和防松
表7-2 螺纹联接的基本类型、特点 和应用
9
7.3螺纹联接的类型、拧紧和防松
第7章 螺纹联接与螺旋
传动
挤压强度 和抗剪强度
计算
FS
md
2 0
/
4
≤
p
FS
d 0
≤
p
13
7.5 螺栓组联接的结构设计
=
1．螺栓（钉）孔的布置
2．各螺栓受力均匀
第7章
螺纹联接与螺旋 3．便于分度和画线
传动
4．避免承受偏心载荷
5．螺栓排列应有合理的钉距、边距
6．螺栓规格的选择
14
7.6 螺旋传动
(7) 螺纹升角 在的(8)中夹牙径角型圆。角柱即上在，轴螺向旋剖线面切内线ar螺与ct纹g垂牙直dL2型于两螺a侧r纹ct边g轴的n线dP夹2的角平面间
（9）接触高度h 内、外螺纹旋合后的接触面的径向高度。
7
7.2 螺旋副的受力分析、自锁和效率
7.2.1 螺旋副的受力 分析
第7章 螺纹联接与螺旋
7.6.1 螺旋传动机构的组成和类型
第7章 螺纹联接与螺旋
传动
螺旋传动 机构的组 成和类型
(1)传力螺旋 (2)传导螺旋
(3)调整螺旋
15
7.6 螺旋传动
7.6.2螺旋传动的设计计算
第7章 螺纹联接与螺旋
机械设计基础第七章 齿轮传动
标准齿条型刀具比基准齿 形高出c*m一段切出齿根 过渡曲线。 4.2用标准齿条型刀具加工标准齿轮
加工标准齿轮： 刀具分度线刚好与轮坯 的分度圆作纯滚动。 分度圆
分度线
顶线
hf=(h*a+ c*)m
ha=h*am
s
e
加工结果： s＝e＝πm/2 ha=h*am hf = (h*a+ c*)m
二、 渐开线齿廓的根切及最少齿数
标准齿轮不发生根切的最少齿数 根切的原因：刀具的顶线与啮合线的交点 超过被加工齿轮的啮合极限点N
标准齿轮 不发生根 切的情况
要避免根切， 应使
* ha m NM ,
NM PN sin r sin 2
* 2ha z 2 sin
mz 2 sin 2
3 、变位齿轮
1）标准齿轮的优缺点
rK
基圆对渐开线形状的影响
3 渐开线齿廓的啮合 1）渐开线齿廓满足定传动比传动
因为渐开线齿廓在任一点接触，过接 触点的公法线必与两基圆相切。即所 有啮合点均在两基圆的一条内公切线 上。因此，内公切线必与连心线相交 于一固定点P。所以能保证定传动比传 动。
1 O2 P rb 2 i12 2 O1P rb1
一对渐开线齿轮正确啮合的条件
一对齿轮传动时，所有啮合点都在啮合线 N1N2 上。
pb1 rb1 r1
B1
O1
ω1
pb 1
rb1 r1 B1
O1 ω1
pb1
rb1 r1
O1
ω1
N1
P
B2
N1
P
N1
P
B2
B2
N2
N2
N2
B1
pb1< pb2 m1<m2
加工标准齿轮： 刀具分度线刚好与轮坯 的分度圆作纯滚动。 分度圆
分度线
顶线
hf=(h*a+ c*)m
ha=h*am
s
e
加工结果： s＝e＝πm/2 ha=h*am hf = (h*a+ c*)m
二、 渐开线齿廓的根切及最少齿数
标准齿轮不发生根切的最少齿数 根切的原因：刀具的顶线与啮合线的交点 超过被加工齿轮的啮合极限点N
标准齿轮 不发生根 切的情况
要避免根切， 应使
* ha m NM ,
NM PN sin r sin 2
* 2ha z 2 sin
mz 2 sin 2
3 、变位齿轮
1）标准齿轮的优缺点
rK
基圆对渐开线形状的影响
3 渐开线齿廓的啮合 1）渐开线齿廓满足定传动比传动
因为渐开线齿廓在任一点接触，过接 触点的公法线必与两基圆相切。即所 有啮合点均在两基圆的一条内公切线 上。因此，内公切线必与连心线相交 于一固定点P。所以能保证定传动比传 动。
1 O2 P rb 2 i12 2 O1P rb1
一对渐开线齿轮正确啮合的条件
一对齿轮传动时，所有啮合点都在啮合线 N1N2 上。
pb1 rb1 r1
B1
O1
ω1
pb 1
rb1 r1 B1
O1 ω1
pb1
rb1 r1
O1
ω1
N1
P
B2
N1
P
N1
P
B2
B2
N2
N2
N2
B1
pb1< pb2 m1<m2
机械设计基础教学课件第七章绪论
2、安全可靠性要求:指产品在规定调节下和会顶时间内完成规定功 能的能力，机器正常工作的必要条件。 “规定条件”是指对产品进行可靠性考核时所规定的使用条件和环境条件，包 括载荷情况、工作制度、应力、强度、湿度、粉尘及腐蚀等包括 操作规程、维修方法等。 “规定时间”是指对产品可靠性考核时所规定的时间，如运行时间、应力循环 次数、行驶的里程等。 “规定功能”是指对产品考核的具体功能，产品规定功能的丧失称为失效，可 修复产品的失效称为故障。
二、机械零件常用的材料种类
黑色金属
铸铁
钢
灰铸铁：多用于制造底座、端盖、手轮。
球墨铸铁：常用于制造差速器壳体、扳手 曲轴、活塞环。
可锻铸铁：多用于制造承受中、高动静 载荷的零件、制作、凸轮轴。
合金铸铁：用于重载或在高温、高腐蚀 环境下服役的零件。
Hale Waihona Puke 4.机械：机器与机构的总称 5.构件：机器或机构中最小的运动单元。（各零件间没有相对运动） 6.零件：机器或机构中最小的制造单元 7.部件：一组协同工作的零件组成的独立制造装配的组合。 （用以完成特定的工作，往往独立加工装配。如：变速器，离合器，制动器等） 注意：构件与零件联系与区别
零件 构件 机器
驱动和执行机构
它输出与被控量目标值相应的信号
把被控参数的实际值和给定值比较，产生误差型号送给驱动器
它把误差信号放大，变成能驱动执行机构的物理量， 参与被控量的调节
对被控参数的实际值进行测量，并把测得的物理量转 换成点信号
§7.2 机械设计的基本要求及一般过程
一、机械设计的基本要求
1、满足社会需求 机械产品的设计总是以社会需求为前提 必需正确选择机器的工作原理、机构类型和机械传动方案
推行标准化要求：标准化，系列化，通用化 体现工艺造型美观要求
二、机械零件常用的材料种类
黑色金属
铸铁
钢
灰铸铁：多用于制造底座、端盖、手轮。
球墨铸铁：常用于制造差速器壳体、扳手 曲轴、活塞环。
可锻铸铁：多用于制造承受中、高动静 载荷的零件、制作、凸轮轴。
合金铸铁：用于重载或在高温、高腐蚀 环境下服役的零件。
Hale Waihona Puke 4.机械：机器与机构的总称 5.构件：机器或机构中最小的运动单元。（各零件间没有相对运动） 6.零件：机器或机构中最小的制造单元 7.部件：一组协同工作的零件组成的独立制造装配的组合。 （用以完成特定的工作，往往独立加工装配。如：变速器，离合器，制动器等） 注意：构件与零件联系与区别
零件 构件 机器
驱动和执行机构
它输出与被控量目标值相应的信号
把被控参数的实际值和给定值比较，产生误差型号送给驱动器
它把误差信号放大，变成能驱动执行机构的物理量， 参与被控量的调节
对被控参数的实际值进行测量，并把测得的物理量转 换成点信号
§7.2 机械设计的基本要求及一般过程
一、机械设计的基本要求
1、满足社会需求 机械产品的设计总是以社会需求为前提 必需正确选择机器的工作原理、机构类型和机械传动方案
推行标准化要求：标准化，系列化，通用化 体现工艺造型美观要求
机械设计基础第7章答案
7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。
（2 ）求最大盈亏功。
根据图7.5做能量指示图。
将和曲线的交点标注，，，，，，，，。
将各达达所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自达达盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做，啊啊达达的盈功；其次作向下啊啊达达的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭矢量。
由图知该机械系统在达达出现最大盈亏功，其绝对值为：（3 ）求飞轮的转动惯量曲轴的平均角速度：；系统的运转不均匀系数：；则飞轮的转动惯量：图7.5图7.67-2图7.7 图7.8解：（1）驱动力矩。
因为给定为常数，因此为一水平直线。
在一个运动循环中，驱动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即：因此求得：（2）求最大盈亏功。
根据图7.7做能量指示图。
将和曲线的交点标注，，，。
将各达达所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自达达盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，啊啊达达的盈功；其次作向下啊啊达达的亏功；然后作向上啊啊达达的盈功，至此应形成一个封闭达达。
由图知该机械系统在达达出现最大盈亏功。
欲求，先求图7.7中的长度。
如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中，相当于该三角形的中位线，可知。
又在中，，因此有：，则根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则。
（3）求飞轮的转动惯量和质量。
7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为：7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。
先求最大盈亏功。
因为是最大动能与最小动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此：则飞轮的转动惯量：（2）求飞轮的最大转速和最小转速。
（3）因为一个周期内输入功和和输出功相等，设一个周期时间为，则：，因此有：。
7-5 解：图7.9 一个周期驱动力矩所作的功为：一个周期阻力矩所作的功为：又时段内驱动力矩所做的功为：因此最大盈亏功为：机组的平均角速度为：机组运转不均匀系数为：故飞轮的转动惯量为：7-6答：本书介绍的飞轮设计方法，没有考虑飞轮以外其他构件动能的变化，而实际上其他构件都有质量，它们的速度和动能也在不断变化，因而是近似的。
机械设计基础第7章
7.3.4 蜗杆传动的材料
1.蜗杆的材料 蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造。高 速重载且载荷变化较大的条件下常用20Cr、 20CrMnTi等，经渗碳淬火，58～63HRC； 高速重载且载荷稳定的条件下常用45、 40Cr等，经表面淬火，45～55HRC；对于 不重要的传动及低速中载的蜗杆，可采用 45钢调质，220～250HBS。
2.蜗轮的结构 蜗轮可制成整体式或装配式，对于尺寸较大的 蜗轮，为了节省价格较贵的有色金属，大多数蜗 轮做成装配式，常见的蜗轮结构形式有以下几种。 1）齿圈压配式 2）螺栓连接式 3）整体浇铸式 4）拼铸式
7.3 蜗杆传动的设计
7.3.1 齿面间的滑动速度 如图7.6所示，蜗杆和蜗轮啮合时，齿面 间有较大的相对滑动。相对滑动速度的大 小及方向取决于蜗杆与蜗轮的圆周速度v1 及v2，其大小为
7.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择
蜗杆传动的主要参数有模数m、压力角α、 蜗杆分度圆直径d1、蜗杆头数z1、蜗杆分度 圆导程角γ等。进行蜗杆传动的设计时，首 先就要正确地选择这些主要参数。
7.2.2 蜗杆传动的几何尺寸
普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸及其计算公式 如图7.4所示
图7.4 阿基米德蜗杆传动的几何尺寸
2) 蜗杆传动的跑合和试运转 蜗杆传动装配后，须经跑合，以使齿面接触良 好。跑合时采用低速运转，通常n1 ＝50～ 100r/min，逐步加载至额定载荷，跑合1～5h。若 发现蜗杆齿面上粘有青铜，应立即停车，用细砂 纸打去，再继续跑合。跑合好后，应清洗全部零 件，换新润滑油，并把此时蜗轮与蜗杆的相对轴 向位置打上印记，便于以后装拆时配对和调整到 位。新机试车时，先空载运转，然后逐步加载至 额定载荷，观察齿面啮合、轴承密封及温升等情 况。
《机械设计基础》第7章 蜗杆传动
蜗 杆 直 径 系 数 q
tanγ= z1/q d1 = q m q是d1与m的比值，不一定是整数。 m一定时，q越小（或d1越小）导程角γ越大，传动效率 越高，但蜗杆的强度和刚度降低。 设计蜗杆传动，在刚度准许的情况下，要求传动效率高 时q选小值；要求强度和刚度大时q选大值。
蜗杆直径系数q
q = d1/m
P1----蜗杆传动输入功率，kW；ks----为散热系数，根据箱体周围通风 条件，一般取ks =10～17[w/(m2·℃)]；自然通风良好地方取大值，反 之取小值； η----传动效率；A----散热面积m2。 t0----周围空气温 度℃ 通常取20℃； [t1]----许可的工作温度，通常取70～90℃。
齿圈与轮芯用铰制孔螺栓联接。由于装拆方便，常用尺寸较大或磨损后 需要更换蜗轮齿圈的场合.
浇铸式：（图7-10c） 该型式仅用于成批生产的蜗轮。齿圈最小厚度c=2m，但不小于10 mm
§7-4 蜗杆传动的强度 计算 蜗杆传动的受力分析
蜗轮旋转方向的判定
蜗轮旋转方向，按照蜗杆的螺旋线旋向和旋转方
蜗杆传动的特 点
§7-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺 寸 概念（图7-6）
连心线：蜗杆轴线与蜗轮轴线的公垂线。 中间平面：圆柱蜗杆轴线和连心线构成的平面。 所以中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线 齿轮与齿条（直线）的啮合
规定：设计计算以中间平面参数及其几何尺寸关系为准。 主要参数
1.模数m和压力角α；2.传动比i，蜗杆头数z1和蜗 轮齿数z2 ； 3.蜗杆导程角γ； 4.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q ；5.中心距a。
5.中心距a。
标准蜗杆传动其中心距计算公式：
a=
d1+d2 2
= m (q+z2) 2
tanγ= z1/q d1 = q m q是d1与m的比值，不一定是整数。 m一定时，q越小（或d1越小）导程角γ越大，传动效率 越高，但蜗杆的强度和刚度降低。 设计蜗杆传动，在刚度准许的情况下，要求传动效率高 时q选小值；要求强度和刚度大时q选大值。
蜗杆直径系数q
q = d1/m
P1----蜗杆传动输入功率，kW；ks----为散热系数，根据箱体周围通风 条件，一般取ks =10～17[w/(m2·℃)]；自然通风良好地方取大值，反 之取小值； η----传动效率；A----散热面积m2。 t0----周围空气温 度℃ 通常取20℃； [t1]----许可的工作温度，通常取70～90℃。
齿圈与轮芯用铰制孔螺栓联接。由于装拆方便，常用尺寸较大或磨损后 需要更换蜗轮齿圈的场合.
浇铸式：（图7-10c） 该型式仅用于成批生产的蜗轮。齿圈最小厚度c=2m，但不小于10 mm
§7-4 蜗杆传动的强度 计算 蜗杆传动的受力分析
蜗轮旋转方向的判定
蜗轮旋转方向，按照蜗杆的螺旋线旋向和旋转方
蜗杆传动的特 点
§7-2 蜗杆传动的主要参数和几何尺 寸 概念（图7-6）
连心线：蜗杆轴线与蜗轮轴线的公垂线。 中间平面：圆柱蜗杆轴线和连心线构成的平面。 所以中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线 齿轮与齿条（直线）的啮合
规定：设计计算以中间平面参数及其几何尺寸关系为准。 主要参数
1.模数m和压力角α；2.传动比i，蜗杆头数z1和蜗 轮齿数z2 ； 3.蜗杆导程角γ； 4.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q ；5.中心距a。
5.中心距a。
标准蜗杆传动其中心距计算公式：
a=
d1+d2 2
= m (q+z2) 2
07机械设计基础第七章机械运转速度波动的调节
第一节 速度波动调节的目的和方法
周期性速度波动的调节方法
在机械中加上一个转动惯量很大的回转件——飞轮
飞轮的动能变化
E
1 2
J( 2
- 02 )
显然动能变化相同时，飞轮的转动惯量越大，速度波动越小。
第一节 速度波动调节的目的和方法
三、非周期性速度波动
机械的运转速度变化是非周期性的，完全随机的，不能依靠飞轮对其进行速 度波动的调节。
第二节 飞轮设计的近似方法
Ea Eo Aoa Eo M [S1] Eb Ea Aab Ea M [S2 ] Ec Eb Abc Eb M [S3 ] Ed Ec Acd Ec M [S4 ] Eo Ed Ado Ed M [S5 ]
Amax
Emax
Emin
1 2
J (m2ax
2 min
)
Jm2
飞轮转动惯量 Amax用绝对值表示
J Amax
m2
第二节 飞轮设计的近似方法
由上式可知：
1）当Amax与ω 2m一定时 ，J-δ 是
一条等边双曲线。
J ∆J
当δ 很小时， δ ↓→ J↑↑
过分追求机械运转速度的平稳性，将使飞轮过于笨重。
2）当J与ω m一定时 ， Amax-δ 成正比。即Amax越大，∆δ
机械运转速度越不均匀。
J
Amax
m2
δ
3) 由于J≠∞，而Amax和ω m又为有限值，故δ 不可能
为“0”，即使安装飞轮，机械总均转速越高，所需飞轮
的转动惯量越小。一般应将飞轮安装在高速轴上。
飞轮设计的基本问题：已知作用在主轴上的驱动力矩和阻力矩的变化规律，
《机械设计基础》第七章 刚性回转件的平衡
机械设计基础
7.2 刚性回转件的平衡计算 • 7.2.1 静平衡计算 • 静平衡计算适用于轴向尺寸很小的回转件 （宽径比B/D小于0.2） • 如图7-1（a）所示，已知同一回转面内的不 r3 ， r2 、 平衡质量 m1 、m2 、m3，以及其向径 r 、 求要使回转件达到静平衡，求应加的平衡质 量 mb 以及向径 rb 。
机械设计基础
7.2.2 动平衡的计算 • 对轴向尺寸较大的回转件，其动平衡的条件是：回转件 上各个质量的离心力的向量和等于零，而且离心力所引起的 力偶矩的向量和也等于零。
图7-1 动平衡向量图解法
机械设计基础•源自对于动不平衡的回转件，所以要达到完全平衡，必须分 别在任选的两个回转面（即平衡平面或校正平面）内的相应 位置处各加上适当的平衡质量，使回转件的离心力系的合力 和合力偶矩都为零，才能达到完全的平衡。而动平衡计算的 任务是计算出为满足回转构件的惯性力和惯性力偶矩平衡应 加平衡质量的大小和方位。
1
机械设计基础
m2 r2 ， • 如图7-1（b）所示，依次作已知向量 、 m r 和 r 、 mr mr mr mb rb组成的首尾相连的多边形的封闭向量。根 即是由 m 、 据回转件的结构特点确定的 大小，即可求出平衡质量的大 rb 小。 •
1 1
3 3
1 1
2 2
3 3
图7-1 静平衡向量图解法
机械设计基础
• 2．动平衡 • 对于轴向尺寸比较大的回转件（宽径比B/D大于0.2）， 例如多缸发动机的曲轴和机床主轴等，其质量的分布不能再 近似地认为分布在同一平面内，而应看作分布于垂直轴线的 许多相互平行的回转面内。这种不平衡称为动不平衡。而通 过加平衡质量（或减质量），使回转构件达到惯性力和惯性 力偶矩的平衡，称为动平衡。
《机械设计基础》第七章轮系及减速器
校核齿轮强度
根据齿轮的受力分析和强度计算公式，校核齿轮的弯曲强度和接触强 度。
设计计算实例分析
实例一
某机械装置中需要设计一个定轴轮系，已知输入转速为1500r/min，输出转速为300r/min，模数为2mm。 试进行轮系的设计计算。
实例二
某减速器中需要设计一个圆柱齿轮副，已知输入功率为10kW，输入转速为1450r/min，传动比为5。试进 行减速器的设计计算。
02
保证轮系与减速器的传动比、承载能力和效率等性 能相匹配。
03
考虑轮系与减速器的安装、调试和维护的方便性， 以及成本等因素。
04
轮系及减速器的设计计算
轮系的设计计算
确定轮系的类型
根据传动比、转速和转向等要求，选择合适的轮系类型，如定轴 轮系、周转轮系等。
计算各轮齿数
根据传动比和模数等参数，计算各轮的齿数，并进行合理的齿数 分配。
确定中心距和啮合角
根据齿数和模数，计算中心距和啮合角，并进行必要的调整以满 足设计要求。
减速器的设计计算
选择减速器类型
根据工作条件、传动比和输出扭矩等要求，选择合适的减速器类型 ，如圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器等。
计算传动比和效率
根据输入转速和输出转速，计算传动比；根据齿轮副的啮合效率和 轴承的摩擦效率等，计算减速器的总效率。
轮系的功能与应用
功能
实现减速、增速、变速和换向等传动 功能。
应用
广泛应用于各种机械设备中，如汽车 、机床、工程机械、航空航天设备等 。
轮系的组成与结构
组成
轮系主要由齿轮、轴、轴承、箱体等零部件组成。
结构
轮系的结构形式多种多样，包括定轴轮系、周转轮系和复合轮系等。其中，定 轴轮系的齿轮轴线固定不动，周转轮系的齿轮轴线可以绕其他齿轮的轴线转动 ，复合轮系则是由定轴轮系和周转轮系组合而成。
根据齿轮的受力分析和强度计算公式，校核齿轮的弯曲强度和接触强 度。
设计计算实例分析
实例一
某机械装置中需要设计一个定轴轮系，已知输入转速为1500r/min，输出转速为300r/min，模数为2mm。 试进行轮系的设计计算。
实例二
某减速器中需要设计一个圆柱齿轮副，已知输入功率为10kW，输入转速为1450r/min，传动比为5。试进 行减速器的设计计算。
02
保证轮系与减速器的传动比、承载能力和效率等性 能相匹配。
03
考虑轮系与减速器的安装、调试和维护的方便性， 以及成本等因素。
04
轮系及减速器的设计计算
轮系的设计计算
确定轮系的类型
根据传动比、转速和转向等要求，选择合适的轮系类型，如定轴 轮系、周转轮系等。
计算各轮齿数
根据传动比和模数等参数，计算各轮的齿数，并进行合理的齿数 分配。
确定中心距和啮合角
根据齿数和模数，计算中心距和啮合角，并进行必要的调整以满 足设计要求。
减速器的设计计算
选择减速器类型
根据工作条件、传动比和输出扭矩等要求，选择合适的减速器类型 ，如圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器等。
计算传动比和效率
根据输入转速和输出转速，计算传动比；根据齿轮副的啮合效率和 轴承的摩擦效率等，计算减速器的总效率。
轮系的功能与应用
功能
实现减速、增速、变速和换向等传动 功能。
应用
广泛应用于各种机械设备中，如汽车 、机床、工程机械、航空航天设备等 。
轮系的组成与结构
组成
轮系主要由齿轮、轴、轴承、箱体等零部件组成。
结构
轮系的结构形式多种多样，包括定轴轮系、周转轮系和复合轮系等。其中，定 轴轮系的齿轮轴线固定不动，周转轮系的齿轮轴线可以绕其他齿轮的轴线转动 ，复合轮系则是由定轴轮系和周转轮系组合而成。
机械设计基础第7章
起来组成的，由于传动中主、从动轴1、3间的相对位置会发生变
化，所以中间轴做成两段，并采用沿键联接，以适应两轴间距离
的变化。在双万向铰链机构中，主、从动轴的传动比可套用式(74)。
图7-27所示是双万向铰链机构在汽车驱动系统中的应用。其中发
动机和变速箱1安装在车架上，而后桥3用弹簧和车架连接。在汽
主动轮上只做出一个或一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的
要求，而在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿。
• 三、凸轮间歇运动机构
凸轮间歇运动机构一般由主动凸轮、从动转盘和机架组成。主动凸
轮作连续转动时，从动转盘作间歇运动。
• 1.圆柱形凸轮间歇运动机构
• 2. 蜗杆形凸轮间歇运动机构
如图7-18所示，凸轮形状如同圆弧面
蜗杆一样，滚子均匀地分布在转盘的
圆柱面上，犹如蜗轮的齿。这种凸轮
间歇运动机构可以通过调整凸轮与转
盘的中心距来消除滚子与凸轮接触面
间的间隙以补偿磨损。
第三节 螺旋机构
• 一、螺旋机构概述
• 螺旋机构在各种机械设备总经常用到。其
主要优点是能获得很大的减速比和力的增
益。此外，选择合适的螺纹导程角，还可
以使机构具有自锁性。它的主要缺点是机
第七章
其他常用机构
第一节 棘轮机构
棘轮机构是一种间歇运动机构。
• 一、棘轮机构的组成及工作原理
• 棘轮机构的典型结构如图7-1所示，它主要由
主动摆杆1、主动棘爪2、棘轮3、止动棘爪4、
机架5和弹簧6组成。止动棘爪4依靠弹簧6与
棘轮3保持接触，主动摆杆1空套在与棘轮3固
连的转轴O3上，并绕O3轴作往复摆动。
的开口从圆心向外，主动拨盘l与从动槽轮2
化，所以中间轴做成两段，并采用沿键联接，以适应两轴间距离
的变化。在双万向铰链机构中，主、从动轴的传动比可套用式(74)。
图7-27所示是双万向铰链机构在汽车驱动系统中的应用。其中发
动机和变速箱1安装在车架上，而后桥3用弹簧和车架连接。在汽
主动轮上只做出一个或一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的
要求，而在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿。
• 三、凸轮间歇运动机构
凸轮间歇运动机构一般由主动凸轮、从动转盘和机架组成。主动凸
轮作连续转动时，从动转盘作间歇运动。
• 1.圆柱形凸轮间歇运动机构
• 2. 蜗杆形凸轮间歇运动机构
如图7-18所示，凸轮形状如同圆弧面
蜗杆一样，滚子均匀地分布在转盘的
圆柱面上，犹如蜗轮的齿。这种凸轮
间歇运动机构可以通过调整凸轮与转
盘的中心距来消除滚子与凸轮接触面
间的间隙以补偿磨损。
第三节 螺旋机构
• 一、螺旋机构概述
• 螺旋机构在各种机械设备总经常用到。其
主要优点是能获得很大的减速比和力的增
益。此外，选择合适的螺纹导程角，还可
以使机构具有自锁性。它的主要缺点是机
第七章
其他常用机构
第一节 棘轮机构
棘轮机构是一种间歇运动机构。
• 一、棘轮机构的组成及工作原理
• 棘轮机构的典型结构如图7-1所示，它主要由
主动摆杆1、主动棘爪2、棘轮3、止动棘爪4、
机架5和弹簧6组成。止动棘爪4依靠弹簧6与
棘轮3保持接触，主动摆杆1空套在与棘轮3固
连的转轴O3上，并绕O3轴作往复摆动。
的开口从圆心向外，主动拨盘l与从动槽轮2
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
（2）铸钢 用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除 铸造应力。 强度稍低 。
机械设计基础第七章齿轮传动
2、铸铁 脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差， 但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平 稳、低速和小功率场合。 常用铸铁：灰铸铁；球墨铸铁（有较好 的机械性能和耐磨性 ）
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
§7-9 齿轮、蜗杆和蜗轮的构造 一、结构
1、齿轮轴 2、实体式 3、辐板式(孔板式) 4、轮辐式 5、镶圈齿轮
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
二、润滑方式
1、V<12m/s——（油池）浸油润滑 2、V>12m/s——喷油润滑
3、非金属材料——工程塑料（ABS、尼 龙）、夹布胶木
- 适于高速、轻载和精度不高的传动中， 特点是噪音较低，无需润滑；
- 在某些低速和仪器仪表中还用铜合金和 铝合金作齿轮（具有耐腐蚀、自润滑等 特性）
机械设计基础第七章齿轮传动
二、许用应力 1、安全系数 S
接触疲劳造成的点蚀只引起噪声、振动，而弯 曲疲劳产生的断齿则导致传动不能继续工作。 因此齿根弯曲疲劳系数应大于齿面接触疲劳安 全系数。
面模数，标准值按照表5-1选。
机械设计基础第七章齿轮传动
§7-7 直齿圆锥齿轮传动的强度计 算 方向： Ft——主反从同
Fr——指向各自的轴线
一、直F齿a—圆—锥指齿向轮大传端 动的受力分析
Ft1=-Ft2
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
二、强度计算 1、齿面接触强度的计算 2、齿根弯曲强度的计算
（2）铸钢 用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除 铸造应力。 强度稍低 。
机械设计基础第七章齿轮传动
2、铸铁 脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差， 但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平 稳、低速和小功率场合。 常用铸铁：灰铸铁；球墨铸铁（有较好 的机械性能和耐磨性 ）
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
§7-9 齿轮、蜗杆和蜗轮的构造 一、结构
1、齿轮轴 2、实体式 3、辐板式(孔板式) 4、轮辐式 5、镶圈齿轮
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
二、润滑方式
1、V<12m/s——（油池）浸油润滑 2、V>12m/s——喷油润滑
3、非金属材料——工程塑料（ABS、尼 龙）、夹布胶木
- 适于高速、轻载和精度不高的传动中， 特点是噪音较低，无需润滑；
- 在某些低速和仪器仪表中还用铜合金和 铝合金作齿轮（具有耐腐蚀、自润滑等 特性）
机械设计基础第七章齿轮传动
二、许用应力 1、安全系数 S
接触疲劳造成的点蚀只引起噪声、振动，而弯 曲疲劳产生的断齿则导致传动不能继续工作。 因此齿根弯曲疲劳系数应大于齿面接触疲劳安 全系数。
面模数，标准值按照表5-1选。
机械设计基础第七章齿轮传动
§7-7 直齿圆锥齿轮传动的强度计 算 方向： Ft——主反从同
Fr——指向各自的轴线
一、直F齿a—圆—锥指齿向轮大传端 动的受力分析
Ft1=-Ft2
机械设计基础第七章齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
二、强度计算 1、齿面接触强度的计算 2、齿根弯曲强度的计算
最新机械设计基础第7章课件
模块化设计
仿生设计
将机械产品划分为若干个具有独立功能的 模块，通过模块的组合和变型，实现产品 的多样化和系列化。
借鉴生物界的结构、形态、功能等特征，将 其应用于机械设计中，创造出具有优异性能 和独特风格的产品。
计算机辅助设计在机械设计中的应用
二维绘图 三维建模 有限元分析 优化设计
利用CAD软件绘制机械零件的二维图纸，提高绘图效率和准确 性。
机械设计的重要性
机械设计是机械制造的第一步，是决定机械产品 性能的关键因素。
优秀的机械设计可以提高机械产品的性能、降低 制造成本、提高生产效率。
机械设计涉及到多个学科领域的知识，需要设计 师具备广泛的专业素养和实践经验。
02
机械设计的基本原理
机械设计的基本要求
满足使用功能要求
机械产品必须能够完成预定的 使用功能，如传递动力、实现
经济性原则
在满足使用要求的前提下，尽可 能选择价格低廉、来源广泛的材 料，以降低机械制造成本。
新材料在机械设计中的应用
纳米材料
01
具有优异的力学性能和独特的物理化学性质，可用于制造高精
度、高性能的机械零件。
智能材料
02
能够感知外界环境变化并作出相应响应的材料，如形状记忆合
金、压电材料等，可用于实现机械零件的智能化设计。
可行性原则
所选择的制造工艺必须是企业现有生产条件下能够实现的，同时 要考虑到工人的技术水平和设备能力等因素。
先进制造技术在机械设计中的应用
数控技术
数控技术是实现机械制造自动化的关键技术之一，它可以 提高加工精度和效率，减少人工干预，降低生产成本。
机器人技术
机器人技术可以实现高效、精确的自动化生产，提高生产 效率和产品质量，同时减轻工人的劳动强度。
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最基本的 通用零件
键
→联接件
(二)课程特点与学习方法
传动零件 轴系零件 联接零件
附件 机架
通用零件 机械零件→ 专用零件（机架、手柄、车轮......） 本课程研究对象:
→一般尺寸参数的通用机械零件的设计 讲课顺序:
总论→螺纹联接→齿轮传动→蜗杆传动→滑动轴承 → 滚动轴承 →键联接 →联轴器与离合器 →轴→ 带传动→链传动
(二)课程特点与学习方法
特点： 繁杂（门类多、关系多、要求多、 公式多 、图形多、表格多）
分析处理问题的思路:
分析处理问题的思路：∵（任务）设计零件→
∴(抓住)计算准则 ∴学习贯穿一条线：
④
①
*受力分析（*载荷及应力分析←功用、*工作原理）
↓
⑤
②
*失效形式（*主要失效形式←分类）
↓⑥
*计算准则（公式建立的依据）
σＢ/S－强度极限
3.计算应力 (正确运用材力有关公式)：
①简单应力:（单向应力）→ 拉σ＝Ｆ／Ａ ； 弯σＦ＝Ｍ二／．Ｗ变;应剪力τ＝作Ｆ用／下Ａ的;强扭度τＴ计＝算Ｔ／ＷＴ
②复合应力：→材料力学基本强度理论
§7-3 机械制造中常用材料及其选择
(一)常用材料
(二)材料热处理
一.钢:含Ｃ量＜1.4％→常用牌号及力学性质(表7-1)
§7-2 机械零件的强度
强度→ 零件承受载荷后，抵抗发生断裂或超过 容许限度的残余变形的能力→与载荷及应力有关 载荷系数－
(二)应力及分类: (三)机械零件的强度计算
计算载荷－ 名义载荷与载荷系数的乘积KF,KT,KM
名义应力－
计算应力－ 2.载荷的分类:(按大小及方向是否变化)
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
承载能力 →对载荷而言 (三) 机械零件的主要失效形式及计算准则
(三) 机械零件的主要失效形式及计算准则
失效形式→ 强度、刚度、振动稳定性、 破坏正常工作条件
计算准则→┌强度准则 →主要→介绍 ├刚度准则 ├振动稳定性准则 └其它准则
一、强度准则
2.机械零件的强度计算 3.常用材料、公差与配合 4.机械零件的工艺性及标准化
淬火: 加热到某一温度→保温→急速冷却
硬度大大提高→耐磨性,疲劳强度提高 → 内应力增大→需消除(回火)
回火: 加热到某一温度(较低)→保温→冷却(空冷) 低温～→ 内应力及脆性均↓, 硬度及强度均较高 →刀具 中温～→ 内应力及脆性均较大↓,硬度↓,弹性↑ →弹簧 高温～→ 综合力学性能较好(强度、硬度、塑性、 韧性) →结构件→调质
接触疲劳: H≤[ H] (接触应力) →接触强度(点蚀)
二. 刚度: (零件抵抗弹性变形的能力)
失效形式
计算准则
过大的弹性变形 ｙ≤[ｙ] 刚度
三. 振动稳定性: (机器振幅不能超过许可值)
共振：机器内的激振源频率≈零件固有频率 （重合或整数倍）→破坏
四. 其它：
破坏正常工作条件引起的失效（联接松动、带 传动打滑、腐蚀、过热......）
表面热处理: 强化零件表面 →表面淬火,化学热处理
表面淬火: 表面迅速加热→急冷→低温回火 →表面硬度及耐磨性↑芯部韧性不变
化学热处理: 将某种化学元素(活性原子)渗入 零件表面→力学性能↑
渗碳(碳原子): 氮化(氮原子): 氰化(碳+氮):
→表面很硬,芯韧
表面硬度、耐磨性、 → 抗蚀性、疲劳强度
碳素钢(含Ｓ、Ｐ量)→普通、优质碳素钢
合金钢→结构、轴承、弹簧、工具、不锈钢……
低碳钢(C) 0.1～0.25 , 中碳钢0.3～0.5, 高碳钢＞0.55 二. 铸钢：含Ｃ→（0.15～0.6）％→易成型
铸铁: 含Ｃ＞2.06％→易成型、价廉、吸振、 可靠性差
三 .有色金属：有特殊性能(减摩、抗腐、电…）， 价昂→多用铜合金→其它少用
↑
§7-7 机械零件的工艺性及标准化
一.工艺性: 工艺性好→易加工、装配，费用低→工艺性审查
二.标准化： 两重含意: 按有关标准设计机械零件
尽量选用标准件
运用范围→国际ISO、国家GB、行业标、
分类:
(JB、YB、QB)、地方标、企业标准
使用强制性→ 必须执行：制图、公差、 形位、模数……
推荐使用：标准直径手册P.117
前言 机械零件设计概述
机械零件的强度 机械制造中常用材料及其选择 机械零件的工艺性及标准化
前言
(一) 机械零件的简介:
1
机对原象研究→机构构件←←构零件件→→运制动造的的单单元元
例: 机构→齿轮机构(三个构件)
3
齿轮1 、齿轮2、机架3
2
构件1← (小齿轮)
齿轮
→传动件
轴、轴承、套筒等 →轴系零件
↓⑦
强度计算（*设计方法→先定主参数* ←*许用应力
↓⑧
←材料） ③
结构设计（尺寸及绘图←结构特点、标准）
§7-1 机械零件设计概述
(一)机械设计应满足的要求
(二)设计机械零件应满足的要求
→既要可靠, 又要成本低 p.113第9 * 避免在预定寿命周期内失效 失效 －机械零件由于某种原因不能正常工作
四. 非金属： 塑料、橡胶
(二)材料热处理
一.目的: 1.改变金属内部结构 提高材料力学性能 2.消除内应力(加工,热处理)
二.方法: 退火、正火、淬火、回火、表面热处理
退火: 将零件加热到某一温度→保温→随炉冷却 →消除内应力,硬度减小→改善切削性能
正火: 加热到某一温度→保温→较快冷却(例空冷) → 硬度,强度有所提高 消除内应力(不如退火)
静载荷 变载荷
(三)机械零件的强度计算 P.115
强度计算通式→ σ≤σlim／ｓ=[σ]（正应力） τ≤τlim／ｓ =[τ] （切应力）
关键: ①σ的计算 ② [σ]的取值
一．静应力作用下的强度计算 P.115第8
1.失效形式：
2.许用应力[σ]
塑性材料→过大的残余变形 σｓ/S－屈服极限
脆性材料→断裂
（1）失效形式
(2)计算准则
1. 整体强度:
静应力→破整坏体
整体断裂(脆性材料) B
过大的残余变形 S
S
S
静 强 度
（塑性材料）
变应力 →疲劳破坏 →疲劳断裂(塑、脆性材料)
2. 表面强度:
r S
→疲劳强度
表面磨损 : p ≤[ p ] (比压、压强)→耐磨性
表面压溃 : p≤ [ p] (挤压应力) →挤压强度