机械设计课程总复习ppt课件
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机械设计总论(ppt 95页)
▲增大零件的截面尺寸或增大惯性矩； ▲缩短支承的跨距或采用多点支承。
3. 寿命要求 影响零件寿命的主要因素有
疲劳破坏 腐蚀 磨损
大部分零件工作在变应力下，疲劳破坏是引起 零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有
▲应力集中 ▲零件的尺寸大小 ▲零件表面质量及环境状况 零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。
2、经过优化的举升液压缸布置方式
3 举升运输装备结构设计
四、技术文件编制
技术文件
设计说明书 使用说明书 零件明细表 标准件汇总表
试验大纲 ……
湘电风能： 大型叶片举升运输装备
叶片水平运输时，运输装备图。
湘电风能： 大型叶片举升运输装备
叶片举升一定角度运输图。
§2-3 对机器的主要要求
设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下， 根据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何， 一般来说，对机器都要提出以下的基本要求：
机械零件失效实例：
潘存云教授研制
齿轮轮齿折断
潘存云教授研制
轮齿塑性变形
潘存云教授研制
轴承内圈破裂
潘存云教授研制
轴承外圈塑性变形
潘存云教授研制
轴瓦磨损
潘存云教授研制
齿面接触疲劳
失效原因: 强度、刚度4.79%; 腐蚀、磨损、疲劳破坏占73.88%，是主要失效原
机器实例
机器实例
控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动 作。
传感部分——将机器的工作参数，如位移、速 度、加速度、温度、压力等反馈给控制部分。
辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。 也是保证机器正常工作不可缺少的部分
§2-2 设计机器的一般程序
一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的 关键一环。机械设计是一个创造性的工作过程，实 践经验是保证设计质量的重要因素。因此，要求设 计者特别注意经验的积累。
3. 寿命要求 影响零件寿命的主要因素有
疲劳破坏 腐蚀 磨损
大部分零件工作在变应力下，疲劳破坏是引起 零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有
▲应力集中 ▲零件的尺寸大小 ▲零件表面质量及环境状况 零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。
2、经过优化的举升液压缸布置方式
3 举升运输装备结构设计
四、技术文件编制
技术文件
设计说明书 使用说明书 零件明细表 标准件汇总表
试验大纲 ……
湘电风能： 大型叶片举升运输装备
叶片水平运输时，运输装备图。
湘电风能： 大型叶片举升运输装备
叶片举升一定角度运输图。
§2-3 对机器的主要要求
设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下， 根据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何， 一般来说，对机器都要提出以下的基本要求：
机械零件失效实例：
潘存云教授研制
齿轮轮齿折断
潘存云教授研制
轮齿塑性变形
潘存云教授研制
轴承内圈破裂
潘存云教授研制
轴承外圈塑性变形
潘存云教授研制
轴瓦磨损
潘存云教授研制
齿面接触疲劳
失效原因: 强度、刚度4.79%; 腐蚀、磨损、疲劳破坏占73.88%，是主要失效原
机器实例
机器实例
控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动 作。
传感部分——将机器的工作参数，如位移、速 度、加速度、温度、压力等反馈给控制部分。
辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。 也是保证机器正常工作不可缺少的部分
§2-2 设计机器的一般程序
一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的 关键一环。机械设计是一个创造性的工作过程，实 践经验是保证设计质量的重要因素。因此，要求设 计者特别注意经验的积累。
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凡具备上述（1）、（2）两个特征的实物组合体称为机构。 机器能实现能量的转换或代替人的劳动去做有用的机械功，而 机构则没有这种功能。
仅从结构和运动的观点看，机器与机构并无区别，它们 都是构件的组合，各构件之间具有确定的相对运动。因此，通 常人们把机器与机构统称为机械。
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7
机械设计基础
绪论
如图1-1所示的内燃机，
图1-5（a）闭式运动链
机械设计基础
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图1-5（a）开式运动链
16
• 将运动链中的一个构件固定，并且它的一个 或几个构件作给定的独立运动时，其余构件 便随之作确定的运动，此时，运动链便成为 机构。
• 机构的组成:
• 机 架：固定不动的构件
• 原动件：输入运动的构件
• 从动件：其余的活动构件
1)运动副：两构件之间直接接触并能产生一定的相对
运动的连接称为运动副。
运动副元素：两构件上直接参与接触而构成运动副的部分— —点、线或面。
2) 运动副的分类
平面
运 运动副 动 副
空间 运动副
机械设计基础
高副：点、线接触 低副：面接触
球面副 螺旋副
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运动副 转动副
13
图1-2 转动副
图1-3 移动副
是由汽缸体1、活塞2、连杆3、曲轴4、 小齿轮5、大齿轮6、凸轮7、推杆8等系列 构件组成，其各构件之间的运动是确定的。
0.1.2 构件与零件
机构是由具有确定运动的单元体组成的，这 些运动单元体称为构件。
组成构件的制造单元体称为零件。 零件则是指机器中不可拆的一个最基本的 制造单元体。构件可以由一个或多个零件组成。
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20
机械设计基础
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
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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。
机械设计总复习PPT
lim= rN０ ＝r＝ r
循环特性r不同时，材料的疲劳极限不同，疲劳曲线也不同，
r↓， rN ↓ ;r =-1时,材料的疲劳极限最低。
机械设计总复习 ND随材料固有性质不同通过试验确定的一个常数，
一般各种材料的ND=10625×107 4.疲劳断裂具有以下特征：
1)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; 2) 疲劳断口均是无明显塑性变形的脆性突然断裂; 3) 疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。
i 1
P
Fmax d0 Lmin
P
Fmax
i
4
d02
机械设计总复习
3．受轴向载荷的螺栓组连接
机械设计总复习
F
D22
4
p
F F z
F
F2 = F1 + F
ca
1.3F2
4
d12
F1
F0
Cm CB Cm
F
(1.5 1.8F)
4．受倾覆力矩（翻转力矩）M的螺栓组连接
Dp D
Fmax
MLmax
4.2了解磨损的几个阶段? 各种磨损状态、特点及发生场合？
1.磨损曲线：磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段
2.磨粒磨损:开始齿轮、生产中的犁铧 、球磨机衬板与磨球，破碎式滚筒的磨损
3.疲劳磨损(也称点蚀):闭式齿轮和滚动轴承发生的疲劳点蚀
4.粘附磨损(也称胶合):蜗杆蜗轮、高速重载齿轮发生的冷热胶合和滑动轴承烧瓦
5.1螺纹连接的基本类型及其应用
1.普通螺栓连接（受拉螺栓连接）与铰制孔螺栓连接（受剪螺栓连接）在结构 上受力上的区别；
2.了解各种标准螺纹连接件
5.2螺纹连接的预紧与防松
《机械设计》知识点梳理PPT课件
摩擦、磨损及润滑 2、磨损的过程及分类
3、润滑剂及其指标；流体动压润滑的形成条件
2019/9/19
2
联接部分
螺纹及螺纹联接类型及应用场合
螺纹联接
螺纹联接的预紧与防松 螺纹联接的受力分析及强度计算 提高螺栓联接强度的措施
联接
键联接的类型及各种类型的特点
《机械设计》知识点梳理
总论
机械设计基础知识 摩擦、磨损及润滑
*
联接
螺纹联接 键连接 花键联接
*
其他联接 *
带传动
机 械 设 计
传动
齿链轮传传动动
蜗杆传动
其他传动 *
轴
支撑 轴承
箱体等 *
蜗杆传动
蜗杆传动的失效形式及材料 蜗杆传动受力分析
蜗杆传动的热平衡计算
2019/9/19
其他传动
5
支撑部分
轴的功用及类型
轴
轴的材料 轴的结构设计 轴的强度计算
滚动轴承的类型及代号
支撑
轴承
其他
联轴器、离合器 弹簧等 *
*
总论部分
1、机械零件的主要失效形式及设计准则
总论
机械设计基础知识
32、、载材荷料及的应疲力劳的曲分线类图和极限应力图 4、影响零件疲劳强度的因素 5、零件的疲劳强度计算
1、摩擦的类型及其特征
键联接及花键联接 平键联接的选择及强度计算
机械设计基础总复习PPT课件
标出。
（本大题共13分）
局部自由度
复合铰链
虚约束
解：
有局部自由度、复合铰链及虚约束存在 （6分） F = 3n - 2 pL - pH - 局部自由度数 = 3×7 - 2×9 - 1 - 1 = 1 （5分） 该机构具有确定运动（自由度数 = 主动构件数）。 （2分）
第6页/共62页
作业：（p58） 3 - 4 计算图示各机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 解：a）该机构的 n = 5，PL = 7，PH = 0，由自由度计算式得：
击？
等速运动规律：当凸轮等速转动时，从动件在运动过程中的速度为常数。
只能应用于低速和从动件质量较小的凸轮机构中。
刚性冲击
等加速等减速运动规律：从动件在行程中，先作等加速运动，后作等减速运动。
只适用于中速、轻载的场合。
柔性冲击
第12页/共62页
简谐（余弦加速度）运动规律：某点沿圆周作等速运动时，该点在任意直径上的投
Ft1 与 ω1 反向（阻力） Ft2 与 ω2 同向（动力）
径向力Fr ： 外齿轮指向各自轮心；内齿轮背离轮心。
第15页/共62页
练习：
Ft1
n
1
Fr1 Ft2
Fr2 n2
Fr1
Ft1 ⊙
n1
○× Ft2 Fr2
n2
第16页/共62页
2、斜齿圆柱齿轮： 忽略 Ff ； 假设 Fn 集中作用于齿宽中点。 主动轮：
F = 3n - 2 pL - pH = 3×5 - 2×7 - 0 = 1 c）该机构的 n = 7，PL = 9，PH = 1，1个局部自由度，由自由度计算式得：
F = 3n - 2 pL - pH - 局部自由度数 = 3×7 - 2×9 - 1 - 1 = 1 g）该机构的 n = 10，PL = 13，PH = 2，1个局部自由度，由自由度计算式得：
《机械设计总复习》PPT课件
▪ 绪论 ▪ 机械零件的强度 ▪ 摩擦磨损及润滑 ▪ 螺纹联接及螺旋传动 ▪ 键联接 ▪ 带传动 ▪ 链传动 ▪ 齿轮传动 ▪ 蜗杆传动 ▪轴 ▪ 滑动轴承 ▪ 滚动轴承 ▪ 联轴器
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算
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350 1 n5 70 4
第十一章 联接
螺纹联接
1、大径 d：螺纹标准中的公称直径，螺纹的最大直径
2、小径 d1: 螺纹的最小直径，强度计算中螺杆危险断 面的计算直径。
3、中径 d2: 近似于螺纹的平均直径， d2 (d1 + d) / 2 4、螺距 p: 相邻两螺纹牙平行侧面间的轴向距离。
含碳量低于0.25%的钢为低碳钢，其强度和硬度低，但塑性和 焊接性能好，适用于冲压、焊接等方法成型。含碳量在0.25%～ 0.6% 的钢为中碳钢，有良好的综合力学性能，应用最广，含碳 量高于0.6%的钢为高碳钢，常用作弹性元件和易磨损元件。
优质碳素结构钢一般经过热处理，可获得较高的弹性极限和较 高的屈服强度。（低碳钢不可以直接淬火）
第10页/共68页
2、压力角 和传动角 γ
对曲柄摇杆机构进行受力分析时，可计算使
从动件摇杆摆动的有效力：切向力 Ft =Fcos 而径向力 Fr =Fsin
实际中，希望Ft 大些，
Fr小些。故 越小越好 传动角 γ = 90º-
故 γ 越大越好 （ γ 为连杆和摇杆夹角的锐角！）
第11页/共68页
3、简谐运动规律 加速度是一余弦曲线，在连续升降的情况下，没有冲击。
4、摆线运动规律 加速度是一正弦曲线，没有冲击。适合高速大功率下
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1、压力角： 推杆的运动方向 和受力方向的夹角！
2、位移：s 理论轮廓线到基圆 之间的距离。
3、行程：h，即推杆最大位移
第16页/共68页
一定要注意： 基园，压力角等 都是在理论轮廓 线上！
切向力：Ft1 = - Fx2 轴向力 径向力：Fr1 = - Fr2 径向力 轴向力： Fx1 = - Ft2 切向力
《机械设计基础》全套PPT课件(完整版)
机械设计基础全套PPT课件（完整版）简介《机械设计基础》是一门介绍机械设计基本理论和方法的课程。
本套PPT课件是全套课程的完整版，旨在帮助学生全面了解机械设计的基础知识和技术，培养学生的机械设计能力。
课件目录1.机械设计基础概述–机械设计概述–机械设计的重要性–机械设计的基本流程2.材料与力学基础–材料工程概述–材料的力学性能–弹性力学基础–塑性力学基础3.物体的几何参数–几何图形的表示方法–构建三维几何模型–几何参数的计算与分析4.连接零件的设计–轴的设计–轴承的选择与设计–轴承的寿命计算5.传动装置的设计–齿轮传动–带传动–传动装置的计算与优化6.结构件的设计–结构件的设计原则–加工工艺与工装设计–结构件的计算与优化7.机械设计的检查与验证–设计的检查原则–设计验证的方法–机械设计的可靠性分析8.机械设计的案例分析–常见机械设计案例分析–机械设计的创新与应用学习建议1.注重课堂笔记的整理，重点记录课程重要概念和公式。
2.完成课后习题和实践任务，巩固所学知识。
3.多查阅相关参考书籍和资料，拓宽机械设计的知识面。
4.参加实验室和工程实习，锻炼机械设计实际操作能力。
5.加强与同学的讨论和交流，共同学习、提高。
结语《机械设计基础》全套PPT课件是学习这门课程的重要辅助资料，帮助学生快速全面掌握机械设计的基础理论和方法。
通过学习本课程，学生能够了解机械设计的基本原理，掌握机械设计的基本流程和方法，并在实际应用中能够独立进行机械设计与分析。
希望本套课件对学生的机械设计学习有所帮助，祝愿大家学习顺利！。
机械设计 机械设计总论PPT课件
第二章 机械设计总论
§2-1 机器的组成 §2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械零件的计算准则 §2-7 机械零件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件材料的选用原则 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介
塑性变形实例
塑性变形实例
三、表面损伤
绝大多数零件都与别的零件发生静的或 动的接触和配合关系或暴露在空气中。
大多数失效出现在零件表面。 零件的使用寿命在很大程度上受到表面
损伤的限制。
齿面磨损实例
磨损轴瓦
轴瓦磨损
四、破坏正常工作条件引起的失效
有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作， 正常工作条件被破坏了，零件就不能工作，也就 失效了。
[X]表示许用应力，可为[]、[t]等。
Y表示极限应力，可为s、b、-1e、Hlim。
许用安全系数的选择
合理地选择许用安全系数[S]是机械设计中的一项重 要工作。
设计人员的任务在于：在保证零件工作安全可靠的 前提下，尽可能减少许用安全系数的数值，或者说 尽可能提高许用应力的数值。
影响许用安全系数（或许用应力）数值大小的因素 主要有：
第一节 机器的组成 第一节机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要，设计和制造了类型繁多、功 能各异的机器。
一台完整的机器的组成大致可包括：
润滑、显示、照明等辅助系统
原动机部分
传感器
传动部分
传感器
执行部分
传感器
控制系统
第二节 设计机器的一般程序
机械设计有一个一
设计任务的研究和制订
§2-1 机器的组成 §2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械零件的计算准则 §2-7 机械零件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件材料的选用原则 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介
塑性变形实例
塑性变形实例
三、表面损伤
绝大多数零件都与别的零件发生静的或 动的接触和配合关系或暴露在空气中。
大多数失效出现在零件表面。 零件的使用寿命在很大程度上受到表面
损伤的限制。
齿面磨损实例
磨损轴瓦
轴瓦磨损
四、破坏正常工作条件引起的失效
有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作， 正常工作条件被破坏了，零件就不能工作，也就 失效了。
[X]表示许用应力，可为[]、[t]等。
Y表示极限应力，可为s、b、-1e、Hlim。
许用安全系数的选择
合理地选择许用安全系数[S]是机械设计中的一项重 要工作。
设计人员的任务在于：在保证零件工作安全可靠的 前提下，尽可能减少许用安全系数的数值，或者说 尽可能提高许用应力的数值。
影响许用安全系数（或许用应力）数值大小的因素 主要有：
第一节 机器的组成 第一节机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要，设计和制造了类型繁多、功 能各异的机器。
一台完整的机器的组成大致可包括：
润滑、显示、照明等辅助系统
原动机部分
传感器
传动部分
传感器
执行部分
传感器
控制系统
第二节 设计机器的一般程序
机械设计有一个一
设计任务的研究和制订
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（3）确定轴承寿命 假设选用7207AC，查轴承手册得基本额定载荷 C290N 00 因为 P1 P2 ，所以按轴承1的受力大小验算
L h6 1n 60 0 C P 1 361 0 16080 2 509 0 0 8 3 0 1 50 7.5h 17
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。
又
T1
9.551
06
P n1
P9 .5 T 1 n 5 1 160 19 .5 5 .4 5 1 9 6 4 06 410 5 .5 5k3 W
.
斜齿圆柱齿轮受力方向判别
圆周力Ft：主动轮上，与转向相反；从动轮上，与主动轮圆周力方向相 反，与转向相同。 径向力Fr：指向圆心。 轴向力Fa：主动轮上，左（右）手定则确定---螺旋线旋向为左（右）旋 则用左（右）手握着齿轮，四指方向与转向一致，拇指方向就是轴向力 的方向。
机械设计课程总复习
LOGO
.
13-5 根据工作条件，决定在轴的两端用 α25的两个角接触 球轴承，如图13-13b所示正装。轴颈直径 d35mm
中等冲击，转速 n180r0mi，n 已知两轴承的径向载荷分别为 Fr1339N0 Fr2 339N，0 外加轴向载荷Fae870N，作用方向 指向轴承1，试 确定其工作寿命。
[解] （1）求两轴承的计算轴向力
和 F a 1
Fa2
对于 α25 的角接触球轴承，按表13-7，轴承派生轴向力
Fd 0.68Fr e0.68
F d 1 0 .6F r 1 8 0 .6 3 83 2 93 .2 0 N 05
F d 2 0 .6F r 2 8 0 .6 1 80 7 4 .2 0 N 07
从动轮上，与主动轮轴向力方向相反。 轮齿旋向：主、从动轮相反； 螺旋角大小：相等。
.
蜗杆、蜗轮受力方向判别
与斜齿轮传动相似 主动蜗杆上的圆周力Ft：与蜗杆转动方向相反，与蜗轮轴向力Fa
方向相反，大小相等； 蜗杆上的轴向力Fa：主动蜗杆上的轴向力用“左右手法则”判定。 径向力Fr：指向各自的轮心；
旋向：蜗杆、蜗轮旋向相同； 导程角γ和螺旋角β大小：相同。
(a)
.
传动件受力分析
Fr3
Fa3
Ft3
Fa4
Ft4
Fr4
右
Fa1
Fr1 Ft1
Ft2
Fa2
Fr2
.
.
直齿圆锥齿轮受力方向判别
圆周力Ft：主动锥齿轮上，与转动方向相反；从动轮上，与主动 锥齿轮圆周力方向相反，大小相等；
轴向力Fa：由齿向力Fr：指向各自的轮心。
.
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。
对轴承1 X1 1 Y1 0 对轴承2 X2 0.41 Y2 0.87
因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取 fp 1.5
P 1 f p X 1 F r 1 Y 1 F a 1 1 . 5 1 3 0 3 2 9 . 2 3 5 0 0 N 0 5 85
P 2 f p X 2 F r 2 Y 2 F a 2 1 . 5 0 . 4 1 1 0 . 0 8 1 4 7 . 2 4 2 0 . 5 3 5 N 3
（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
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
∴
一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距a = 175mm，齿数比u = 4，
F d 2 F a e 1 5 7 7 .2 F d 1 轴承2被压缩，轴承1放松
Fa12305.2N Fa21435.2N
（2）求轴承当量动载荷 P1 和 P 2
Fa1 230.250.68e
Fa2 143.251.38e
Fr1 3390
Fr2 1040
由表13-5查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为
KFt u1 bd1 u
ZE =189.8 MPa1/2 , ZH =2.5
解：
∵
a d1 1u
2
∴ d112au21147570mm
b b2 =60 mm H H 2620 Mpa
又
Ft
2T1 d1
∴ 满足齿面接触疲劳强度的条件式可写为
.
HZEZH 2Kb1T (1du 2u1)H
齿轮传动
故 T 1 Z E Z H H 2b 2 K 1 2d u u 1 16 .8 2 2 9 .5 2 0 6 2 1 0 7 .3 20 4 4 1 15.4 4 Ng4 mm45
(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
齿宽b1=65mm，b2 = 60mm，小齿轮为主动，其转速n1= 960 rpm，大、小齿轮 均为钢制，两齿轮的许用接触应力分别为 [σH] 1 = 650 Mpa,，[σH] 2 = 620 Mpa， 载荷系数K=1.3。试按接触疲劳强度计算该对齿轮所能传递的最大名义功率P kW。
提示： H ZEZH
.
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。
L h6 1n 60 0 C P 1 361 0 16080 2 509 0 0 8 3 0 1 50 7.5h 17
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。
又
T1
9.551
06
P n1
P9 .5 T 1 n 5 1 160 19 .5 5 .4 5 1 9 6 4 06 410 5 .5 5k3 W
.
斜齿圆柱齿轮受力方向判别
圆周力Ft：主动轮上，与转向相反；从动轮上，与主动轮圆周力方向相 反，与转向相同。 径向力Fr：指向圆心。 轴向力Fa：主动轮上，左（右）手定则确定---螺旋线旋向为左（右）旋 则用左（右）手握着齿轮，四指方向与转向一致，拇指方向就是轴向力 的方向。
机械设计课程总复习
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13-5 根据工作条件，决定在轴的两端用 α25的两个角接触 球轴承，如图13-13b所示正装。轴颈直径 d35mm
中等冲击，转速 n180r0mi，n 已知两轴承的径向载荷分别为 Fr1339N0 Fr2 339N，0 外加轴向载荷Fae870N，作用方向 指向轴承1，试 确定其工作寿命。
[解] （1）求两轴承的计算轴向力
和 F a 1
Fa2
对于 α25 的角接触球轴承，按表13-7，轴承派生轴向力
Fd 0.68Fr e0.68
F d 1 0 .6F r 1 8 0 .6 3 83 2 93 .2 0 N 05
F d 2 0 .6F r 2 8 0 .6 1 80 7 4 .2 0 N 07
从动轮上，与主动轮轴向力方向相反。 轮齿旋向：主、从动轮相反； 螺旋角大小：相等。
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蜗杆、蜗轮受力方向判别
与斜齿轮传动相似 主动蜗杆上的圆周力Ft：与蜗杆转动方向相反，与蜗轮轴向力Fa
方向相反，大小相等； 蜗杆上的轴向力Fa：主动蜗杆上的轴向力用“左右手法则”判定。 径向力Fr：指向各自的轮心；
旋向：蜗杆、蜗轮旋向相同； 导程角γ和螺旋角β大小：相同。
(a)
.
传动件受力分析
Fr3
Fa3
Ft3
Fa4
Ft4
Fr4
右
Fa1
Fr1 Ft1
Ft2
Fa2
Fr2
.
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直齿圆锥齿轮受力方向判别
圆周力Ft：主动锥齿轮上，与转动方向相反；从动轮上，与主动 锥齿轮圆周力方向相反，大小相等；
轴向力Fa：由齿向力Fr：指向各自的轮心。
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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。
对轴承1 X1 1 Y1 0 对轴承2 X2 0.41 Y2 0.87
因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取 fp 1.5
P 1 f p X 1 F r 1 Y 1 F a 1 1 . 5 1 3 0 3 2 9 . 2 3 5 0 0 N 0 5 85
P 2 f p X 2 F r 2 Y 2 F a 2 1 . 5 0 . 4 1 1 0 . 0 8 1 4 7 . 2 4 2 0 . 5 3 5 N 3
（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
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
∴
一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距a = 175mm，齿数比u = 4，
F d 2 F a e 1 5 7 7 .2 F d 1 轴承2被压缩，轴承1放松
Fa12305.2N Fa21435.2N
（2）求轴承当量动载荷 P1 和 P 2
Fa1 230.250.68e
Fa2 143.251.38e
Fr1 3390
Fr2 1040
由表13-5查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为
KFt u1 bd1 u
ZE =189.8 MPa1/2 , ZH =2.5
解：
∵
a d1 1u
2
∴ d112au21147570mm
b b2 =60 mm H H 2620 Mpa
又
Ft
2T1 d1
∴ 满足齿面接触疲劳强度的条件式可写为
.
HZEZH 2Kb1T (1du 2u1)H
齿轮传动
故 T 1 Z E Z H H 2b 2 K 1 2d u u 1 16 .8 2 2 9 .5 2 0 6 2 1 0 7 .3 20 4 4 1 15.4 4 Ng4 mm45
(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
齿宽b1=65mm，b2 = 60mm，小齿轮为主动，其转速n1= 960 rpm，大、小齿轮 均为钢制，两齿轮的许用接触应力分别为 [σH] 1 = 650 Mpa,，[σH] 2 = 620 Mpa， 载荷系数K=1.3。试按接触疲劳强度计算该对齿轮所能传递的最大名义功率P kW。
提示： H ZEZH
.
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。