机械设计基础 第3版 教学课件 ppt 作者 王大康 第七章：连接
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人机交互优化
通过改进人机交互方式，提高机械操作的便捷性和舒适性。
未来机械设计的创新点与突破
• 跨领域融合：将不同领域的技术和理念融 入机械设计，创造出更具创新性和实用性 的产品。
未来机械设计的创新点与突破
新材料应用
探索和应用新型材料，提高机械 产品的性能和寿命。
先进制造技术
采用先进的制造技术，如精密加工、 超精密加工等，提高机械制造的精 度和效率。
绿色设计
注重环保和可持续发展，减少资源消耗 和环境污染。
机械设计的发展历程与趋势
集成化设计
实现多学科、多领域的协同设计和优化。
个性化设计
满足用户个性化需求，提供定制化的设计方案。
02
机械零件设计基础
机械零件的分类与功能
传动零件
包括齿轮、带轮、链轮 等，用于传递动力和扭
矩。
轴系零件
连接零件
密封零件
机械制造工艺的优化与改进
工艺优化
通过对现有工艺的改进和优化， 提高产品质量和生产效率，降低
生产成本。
新技术应用
积极引进和应用新技术、新工艺、 新材料等，推动机械制造工艺的 创新和发展。
智能化制造
借助人工智能、大数据等先进技 术，实现机械制造工艺的智能化 和自动化，提高生产效率和果
完成齿轮减速器的三维模型设 计、二维工程图绘制及装配图
等。
案例二：轴承座的设计
设计背景
轴承座是支撑轴承并传递载荷的重要部件， 广泛应用于各种机械设备中。
设计步骤
确定轴承类型、选择轴承座结构形式、计算 轴承座尺寸、校核轴承座强度等。
设计目标
实现支撑轴承、传递载荷、保证轴的旋转精 度等功能。
机械设计的发展趋势与挑战
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。
机械制图 第3版课件-键连接和销连接
二、键槽和键连接的画法
新形态 一体化教材
3.钩头楔键连接 钩头楔键的上下 的斜度，装配时打入轴和轮（毂）的键槽内，靠楔面作用传递转矩，能轴向固定零件 和传递单向的轴向力。
键连接和销连接
新形态 一体化教材
三、销连接概述
销连接也是一种可拆连接。销在机器中主要起定位和连接作用，连接时，只能传 递不大的转矩。常用的有圆柱销、圆锥销和开口销等
键连接是一种可拆联接。键用来连接轴和安装在轴上的转动零件，如齿轮、带轮、 联轴器等，起传递转矩的作用。通常在轴上和轮子上分别制出一个键槽，装配时先将 键嵌入轴的键槽内，然后将轮毂上的键槽对准轴上的键装入即可。常用的键有普通平 键、半圆键和钩头楔键等。
a）平键
b）半圆键 c）钩头楔键
键连接和销连接
一、键连接概述
新形态 一体化教材
键是标准件，其结构和尺寸以及相应的键槽尺寸都可以在相应的国家标准中查到。常用键的型式、
画法及标记见表： 名称
标准号
图例
标记示例
普通平键 GB/T 1096-2003
半圆键
GB/T 1098-2003
b=18mm，h=11mm，L=100mm 的圆 头普通 A 型平键： GB/T 1096 键 18×11×100
键连接和销连接
二、键槽和键连接的画法
新形态 一体化教材
2.半圆键连接 半圆键的两侧面为工作面，与轴和轮（毂）上的键槽两侧面接触，而半圆键的顶 面与轮（毂）键槽顶面之间不接触，应留有间隙。由于半圆键在键槽中能绕槽底圆弧 摆动，可以自动适应轮（毂）中键槽的斜度，因此适用于具有锥度的轴。
键连接和销连接
由于半圆键在键槽中能绕槽底圆弧摆动可以自动适应轮毂中键槽的斜度因此适用于具有锥二键槽和键连接的画法键连接和销连接新形态一体化教材钩头楔键连接钩头楔键的上下两面是工作面而键的两侧为非工作面楔键的上表面有1
新形态 一体化教材
3.钩头楔键连接 钩头楔键的上下 的斜度，装配时打入轴和轮（毂）的键槽内，靠楔面作用传递转矩，能轴向固定零件 和传递单向的轴向力。
键连接和销连接
新形态 一体化教材
三、销连接概述
销连接也是一种可拆连接。销在机器中主要起定位和连接作用，连接时，只能传 递不大的转矩。常用的有圆柱销、圆锥销和开口销等
键连接是一种可拆联接。键用来连接轴和安装在轴上的转动零件，如齿轮、带轮、 联轴器等，起传递转矩的作用。通常在轴上和轮子上分别制出一个键槽，装配时先将 键嵌入轴的键槽内，然后将轮毂上的键槽对准轴上的键装入即可。常用的键有普通平 键、半圆键和钩头楔键等。
a）平键
b）半圆键 c）钩头楔键
键连接和销连接
一、键连接概述
新形态 一体化教材
键是标准件，其结构和尺寸以及相应的键槽尺寸都可以在相应的国家标准中查到。常用键的型式、
画法及标记见表： 名称
标准号
图例
标记示例
普通平键 GB/T 1096-2003
半圆键
GB/T 1098-2003
b=18mm，h=11mm，L=100mm 的圆 头普通 A 型平键： GB/T 1096 键 18×11×100
键连接和销连接
二、键槽和键连接的画法
新形态 一体化教材
2.半圆键连接 半圆键的两侧面为工作面，与轴和轮（毂）上的键槽两侧面接触，而半圆键的顶 面与轮（毂）键槽顶面之间不接触，应留有间隙。由于半圆键在键槽中能绕槽底圆弧 摆动，可以自动适应轮（毂）中键槽的斜度，因此适用于具有锥度的轴。
键连接和销连接
由于半圆键在键槽中能绕槽底圆弧摆动可以自动适应轮毂中键槽的斜度因此适用于具有锥二键槽和键连接的画法键连接和销连接新形态一体化教材钩头楔键连接钩头楔键的上下两面是工作面而键的两侧为非工作面楔键的上表面有1
机械设计基础PPT课件第章联接ppt课件
螺纹联接的预紧与防松
预紧
在装配时，对螺纹联接施加预紧力，使其产生预紧应力，以提高联接的刚性和紧密性。 预紧力的大小应根据联接的重要性和使用要求来确定。
防松
为了防止螺纹联接在振动或冲击载荷作用下发生松动，需要采取防松措施。常见的防松 方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。其中，摩擦防松是通过增加 螺纹副间的摩擦力来防止松动；机械防松是利用止动件来阻止螺纹副间的相对转动；破
坏螺旋副运动关系防松是将螺纹副转变为非运动副，从而消除松动的可能性。
03
键、花键和销联接
键联接的类型与特点
平键联接
结构简单，装拆方便，对中性好，适合高速、承受变 载和冲击载荷的场合。
斜键联接
适用于传递较大转矩和轴向力，但装拆较困难，对中 性较差。
半圆键联接
适用于锥形轴端与轮毂的联接，能自动适应轴的锥度 ，但轴上键槽较深，削弱了轴的强度。
02 03
抽芯铆接
使用抽芯铆钉连接两个被连接件的方法，也属于不可拆连接。抽芯铆钉 由钉杆和钉套组成，通过专用设备将钉杆拉断后，钉套留在连接处，形 成紧密的连接。
压铆连接
利用压铆机将压铆螺母或压铆螺钉等紧固件牢固地压接在工件上的连接 方式。具有操作简便、高可靠性、高抗振性等优点。
06
联轴器与离合器
联轴器的类型与特点
联接的功能与要求
功能
实现零部件之间的连接和固定，传递运动和动力，保证机器或设备的正常运转 。
要求
联接应具有足够的强度、刚度和稳定性，能够承受工作载荷和振动；同时应满 足装配、调整和维修的方便性。
联接的设计原则
根据工作条件和要求，选择 合适的联接类型和结构形式 。
考虑制造工艺和经济性，选 择合适的材料和加工方法。
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3版 教学课件 ppt 作者 王大康 第七章：连接
单个螺栓所需的预紧力：
F
Kf F f s nm
fs—接合面摩擦因数 n—螺栓个数
m—被连接件的结合面数
由预紧力产生的拉应力：
F 2 d1 4
拧紧螺母时由螺纹牙间摩擦阻力矩 T产生的剪应力：
d2 F tan( ) T 2 3 W 0.2d1
Wτ—螺栓危险截面的抗扭截面摸量。
2．螺旋副的效率 拧紧螺母使其旋转一周的输入功：
W1 2T d 2 FQ tan( )
有效功：（相当于将重物FQ升举一个导程S）
W2 FQ S d 2 FQ tan
效率：
W2 tan W1 tan( )
当摩擦角ρ一定时，螺旋副的效率只取决于螺纹升角 ψ的大小。但过大的升角会造成加工困难故ψ一般应不 大于20º ～25º 。
双头螺柱连接、螺钉连接 a) 双头螺柱连接 b) 螺钉连接
4．紧定螺钉连接
多用于固定两个零件 的相对位置，可传递不大 的力或扭矩，有平头和锥 头两种。
紧定螺钉连接
5．其他连接形式
地脚螺栓连接
特殊螺栓连接 a) T形槽螺栓连接 b) 膨胀螺栓连接
吊环螺钉连接
二、螺纹连接件 已标准化，设计时由标准选用。 螺栓 普通螺栓
螺栓连接 a) 普通螺栓连接 b) 铰制孔用螺栓连接
通孔和螺栓杆间采用基孔制过渡配合（H7/m6、H7/n6）, 定位精确，利于承受较大的横向载荷。
2．双头螺柱连接
用于被连接件之一较厚， 不宜制成通孔，需要经常拆卸 的场合。 3．螺钉连接 螺钉直接拧入被连接件的 螺纹孔中，省去螺母，结构简 单、紧凑，其用途与双头螺柱 相似。多用于受力不大，不需 经常拆卸的场合。否则，易使 螺纹孔磨损、易扣。
F
Kf F f s nm
fs—接合面摩擦因数 n—螺栓个数
m—被连接件的结合面数
由预紧力产生的拉应力：
F 2 d1 4
拧紧螺母时由螺纹牙间摩擦阻力矩 T产生的剪应力：
d2 F tan( ) T 2 3 W 0.2d1
Wτ—螺栓危险截面的抗扭截面摸量。
2．螺旋副的效率 拧紧螺母使其旋转一周的输入功：
W1 2T d 2 FQ tan( )
有效功：（相当于将重物FQ升举一个导程S）
W2 FQ S d 2 FQ tan
效率：
W2 tan W1 tan( )
当摩擦角ρ一定时，螺旋副的效率只取决于螺纹升角 ψ的大小。但过大的升角会造成加工困难故ψ一般应不 大于20º ～25º 。
双头螺柱连接、螺钉连接 a) 双头螺柱连接 b) 螺钉连接
4．紧定螺钉连接
多用于固定两个零件 的相对位置，可传递不大 的力或扭矩，有平头和锥 头两种。
紧定螺钉连接
5．其他连接形式
地脚螺栓连接
特殊螺栓连接 a) T形槽螺栓连接 b) 膨胀螺栓连接
吊环螺钉连接
二、螺纹连接件 已标准化，设计时由标准选用。 螺栓 普通螺栓
螺栓连接 a) 普通螺栓连接 b) 铰制孔用螺栓连接
通孔和螺栓杆间采用基孔制过渡配合（H7/m6、H7/n6）, 定位精确，利于承受较大的横向载荷。
2．双头螺柱连接
用于被连接件之一较厚， 不宜制成通孔，需要经常拆卸 的场合。 3．螺钉连接 螺钉直接拧入被连接件的 螺纹孔中，省去螺母，结构简 单、紧凑，其用途与双头螺柱 相似。多用于受力不大，不需 经常拆卸的场合。否则，易使 螺纹孔磨损、易扣。
《机械基础》第三版全部 ppt课件
2、常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、其他常用机构
3、轴系零件：常用连接、轴、轴承、联轴器、离合器、 制动器
4、液压传动：基本概念、液压元件、液压回路、液压系 统
2020/11/29
6
§0-3概述
机器和机构 构件和零件 运动副 机械传动的分类
2020/11/29
7
机器和机构
1、机器
定义：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物 料、信息
4
§0-1引言
机械是人类劳动的主要工具，也是生产 力发展水平的重要标志。
2020/11/29
5
§0-2性质、任务、内容
性质：专业基础课
任务：
1、熟悉和掌握基本知识、工作原理、应用特点 2、掌握分析机械工作原理的基本方法
3、能做简单的计算
4、会查资料、会选 标准件
内容：
1、常用机械传动：带、螺旋、链、齿轮、蜗杆、轮系
注意：
（1）选用普通V带时，要注意带的型号和基准长度不 要搞错，以保证v带在轮槽中的正确位置。图1—13
（2）安装带轮时，各带轮轴线应相互平行，各带轮相 对应的V形槽的对称平面应重合，误差不得超过20‘ 。 图1—14
（3）V带的张紧程度要适当，不宜过松或过紧。（拇 指按下15mm）。
（4）对V带传动应定期检查并及时调整。（一组同换）
机械基础（第三版）
绪论 第一章 摩擦轮传动和带传动 第二章 螺旋传动 第三章 链传动和齿轮传动 第四章 轮系 第五章 平面连杆机构 第六章 凸轮机构 第七章 其他常用机构 第八章 轴系零件 第九章 液压传动的基本概念 第十章 液压元件 第十一章 2020/11/29 液压基本回路及液压系统实例 1
绪论
➢ §0-1引言 ➢ §0-2性质、任务、内容 ➢ §0-3概述
3、轴系零件：常用连接、轴、轴承、联轴器、离合器、 制动器
4、液压传动：基本概念、液压元件、液压回路、液压系 统
2020/11/29
6
§0-3概述
机器和机构 构件和零件 运动副 机械传动的分类
2020/11/29
7
机器和机构
1、机器
定义：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物 料、信息
4
§0-1引言
机械是人类劳动的主要工具，也是生产 力发展水平的重要标志。
2020/11/29
5
§0-2性质、任务、内容
性质：专业基础课
任务：
1、熟悉和掌握基本知识、工作原理、应用特点 2、掌握分析机械工作原理的基本方法
3、能做简单的计算
4、会查资料、会选 标准件
内容：
1、常用机械传动：带、螺旋、链、齿轮、蜗杆、轮系
注意：
（1）选用普通V带时，要注意带的型号和基准长度不 要搞错，以保证v带在轮槽中的正确位置。图1—13
（2）安装带轮时，各带轮轴线应相互平行，各带轮相 对应的V形槽的对称平面应重合，误差不得超过20‘ 。 图1—14
（3）V带的张紧程度要适当，不宜过松或过紧。（拇 指按下15mm）。
（4）对V带传动应定期检查并及时调整。（一组同换）
机械基础（第三版）
绪论 第一章 摩擦轮传动和带传动 第二章 螺旋传动 第三章 链传动和齿轮传动 第四章 轮系 第五章 平面连杆机构 第六章 凸轮机构 第七章 其他常用机构 第八章 轴系零件 第九章 液压传动的基本概念 第十章 液压元件 第十一章 2020/11/29 液压基本回路及液压系统实例 1
绪论
➢ §0-1引言 ➢ §0-2性质、任务、内容 ➢ §0-3概述
王大康机械设计基础-课件 及 参考答案
T1－带运动周期
转动心轴受对称 循环弯曲应力
T1－轴转动周期
双向回转齿轮齿根受 对称循环弯曲应力
单向回转齿轮齿根受 脉动循环弯曲应力
T1－齿轮受力周期
齿面受脉动循环 接触应力
T1－轮齿受力周 期
外圈滚道表面受脉 动循环接触应力
T1－外圈滚道表面 受力周期
四、复习题
1．是非题
(1) 受静载荷作用的零件中产生的应力称为静应力。 ( )
四、复习题
(7) 对具有下述功用的机器各举出两个实例： ① 原动机； ② 将机械能变换为其他形式能量的机器； ③ 传递物料的机器； ④ 传递机械能的机器。
(8) 什么是机械设计中的三化？它有什么意义？ (9) 以自行车为例说明如何推行系列化、通用化和标准化？ (10) 设计机器应满足哪些要求？ (11) 机器的机架可用铸铁、铸钢、铸铝或钢板焊接而成，分析 它们的优缺点和适用场合。 (12) 机械设计的基本要求是什么？ (13) 通过本课程学习应达到哪些要求？
① 机器的主体是若干机构的组合； ② 用于传递运动和动力； ③ 具有变换和传递能量、物料和信息的功能。 (3) 机构的特征： ① 机构是若干构件的组合； ② 各构件间具有确定的位置。 (4) 机器和机构的不同点：机构不具有变换能量、物 料、信息的功能。 (5) 构件和零件：构件是运动的单元；零件是制造的 单元。
二、学习指导
3. 机械设计 (1) 机械设计应满足的基本要求是：使用要求、经 济性要求、人机和环境的要求、可靠性要求等。 (2) 机械设计的一般过程：
一般机械产品的设计分为以下几个阶段： ① 产品规划阶段：制定出机器的设计任务书。 ② 方案设计阶段：拟定机器的总体布置、传动方案 和机构运动简图等。 ③ 技术设计阶段：完成全部图样、说明书等技术文 件。 ④ 施工设计阶段：制定工艺规划，完成生产准备。 ⑤ 投产和售后服务。
转动心轴受对称 循环弯曲应力
T1－轴转动周期
双向回转齿轮齿根受 对称循环弯曲应力
单向回转齿轮齿根受 脉动循环弯曲应力
T1－齿轮受力周期
齿面受脉动循环 接触应力
T1－轮齿受力周 期
外圈滚道表面受脉 动循环接触应力
T1－外圈滚道表面 受力周期
四、复习题
1．是非题
(1) 受静载荷作用的零件中产生的应力称为静应力。 ( )
四、复习题
(7) 对具有下述功用的机器各举出两个实例： ① 原动机； ② 将机械能变换为其他形式能量的机器； ③ 传递物料的机器； ④ 传递机械能的机器。
(8) 什么是机械设计中的三化？它有什么意义？ (9) 以自行车为例说明如何推行系列化、通用化和标准化？ (10) 设计机器应满足哪些要求？ (11) 机器的机架可用铸铁、铸钢、铸铝或钢板焊接而成，分析 它们的优缺点和适用场合。 (12) 机械设计的基本要求是什么？ (13) 通过本课程学习应达到哪些要求？
① 机器的主体是若干机构的组合； ② 用于传递运动和动力； ③ 具有变换和传递能量、物料和信息的功能。 (3) 机构的特征： ① 机构是若干构件的组合； ② 各构件间具有确定的位置。 (4) 机器和机构的不同点：机构不具有变换能量、物 料、信息的功能。 (5) 构件和零件：构件是运动的单元；零件是制造的 单元。
二、学习指导
3. 机械设计 (1) 机械设计应满足的基本要求是：使用要求、经 济性要求、人机和环境的要求、可靠性要求等。 (2) 机械设计的一般过程：
一般机械产品的设计分为以下几个阶段： ① 产品规划阶段：制定出机器的设计任务书。 ② 方案设计阶段：拟定机器的总体布置、传动方案 和机构运动简图等。 ③ 技术设计阶段：完成全部图样、说明书等技术文 件。 ④ 施工设计阶段：制定工艺规划，完成生产准备。 ⑤ 投产和售后服务。
机械设计基础第3版课件
。
密封零件
包括密封垫、密封圈等 ，用于防止泄漏和保持
压力。
机械零件的设计准则
01
02
03
04
功能性准则
确保零件能够满足特定的功能 需求，如传递动力、支撑负载
等。
可靠性准则
确保零件在规定的条件下能够 正常工作，并具有足够的强度
和刚度。
经济性准则
在满足功能和可靠性的前提下 ，尽量降低零件的制造成本和
维护成本。
机械设计的基本原则
功能原则
机械设计应首先满足使用功能要求，实现 预定的功能目标。
创新性原则
机械设计应鼓励创新思维，探索新的设计 方法和技术，提高机械设计的水平和质量 。
经济性原则
机械设计应在满足功能要求的前提下，追 求最低的成本和最高的经济效益。
安全性原则
机械设计应考虑机械在使用过程中可能出 现的各种危险情况，并采取相应的防护措 施，保证人员的安全。
传动分类
根据传动原理和工作方式的不同，传动可分为机械传动、液 压传动、电气传动等。其中，机械传动又包括齿轮传动、带 传动、链传动、蜗杆传动等。
传动的设计方法与步骤
设计原则
传动设计应遵循安全、可靠、经济、高效等原则，确保传动系统能够满足工作需求并具 有较长的使用寿命。
设计步骤
传动设计一般包括以下步骤：确定传动方案、选择传动类型、计算传动参数、进行强度 校核、绘制传动图纸等。其中，计算传动参数包括计算传动比、功率、转速等关键参数
殊轴系零部件等。
轴系零部件的设计方法与步骤
要点一
设计方法
要点二
设计步骤
轴系零部件的设计方法主要包括经验设计法、类比设计法 和优化设计法等。
轴系零部件的设计步骤通常包括明确设计任务、选择设计 方案、进行详细设计、校核计算和绘制工程图等。
密封零件
包括密封垫、密封圈等 ，用于防止泄漏和保持
压力。
机械零件的设计准则
01
02
03
04
功能性准则
确保零件能够满足特定的功能 需求，如传递动力、支撑负载
等。
可靠性准则
确保零件在规定的条件下能够 正常工作，并具有足够的强度
和刚度。
经济性准则
在满足功能和可靠性的前提下 ，尽量降低零件的制造成本和
维护成本。
机械设计的基本原则
功能原则
机械设计应首先满足使用功能要求，实现 预定的功能目标。
创新性原则
机械设计应鼓励创新思维，探索新的设计 方法和技术，提高机械设计的水平和质量 。
经济性原则
机械设计应在满足功能要求的前提下，追 求最低的成本和最高的经济效益。
安全性原则
机械设计应考虑机械在使用过程中可能出 现的各种危险情况，并采取相应的防护措 施，保证人员的安全。
传动分类
根据传动原理和工作方式的不同，传动可分为机械传动、液 压传动、电气传动等。其中，机械传动又包括齿轮传动、带 传动、链传动、蜗杆传动等。
传动的设计方法与步骤
设计原则
传动设计应遵循安全、可靠、经济、高效等原则，确保传动系统能够满足工作需求并具 有较长的使用寿命。
设计步骤
传动设计一般包括以下步骤：确定传动方案、选择传动类型、计算传动参数、进行强度 校核、绘制传动图纸等。其中，计算传动参数包括计算传动比、功率、转速等关键参数
殊轴系零部件等。
轴系零部件的设计方法与步骤
要点一
设计方法
要点二
设计步骤
轴系零部件的设计方法主要包括经验设计法、类比设计法 和优化设计法等。
轴系零部件的设计步骤通常包括明确设计任务、选择设计 方案、进行详细设计、校核计算和绘制工程图等。
《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！。
机械设计基础ch07
条螺旋线。 当取平面图形为三角形、矩形、梯形和锯齿形等，使其保持与圆柱体 轴线共面状态，沿螺旋线运动，则该平面图形在圆柱体上所划过的形 体称为螺纹。 螺纹按牙型可分为三角形、矩形、梯形和锯齿形等(如图7-3所示)， 三角形螺纹常用作连接螺纹，其他几种螺纹用作传动螺纹。 螺纹有左、右旋之分，常用的是右旋螺纹，如图7-4所示。
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7.1.4 螺纹连接应用中注意的几个问题
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(a) 对顶螺母防松 图7-21 摩擦防松
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7.1.4 螺纹连接应用中注意的几个问题
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7.1.4 螺纹连接应用中注意的几个问题
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7.1.2 常用螺纹的种类、特点和应用
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图7-10 锯齿形螺纹
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7.1.3 螺纹连接类型、特点和应用
螺纹连接的种类很多，基本类型有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接。 1. 螺栓连接 如图7-11(a)所示，用螺栓穿过被连接件的孔，在螺栓的另一端拧上螺母，把被连接件连 接在一起。这种连接方法被连接件上的通孔和螺杆间留有间隙，通孔加工简便，成本低， 装拆方便，应用最为广泛。这种连接方法主要用于被连接件不太厚并能从两端装拆的场合。 如图7-11(b)所示，当螺栓承受横向载荷时，可选用铰制孔用螺栓连接。其通孔与螺栓杆 多采用基孔制过渡配合(如H7/m6、H7/n6)。这种连接既能承受横向载荷，又能精确固定被 连接件的相对位置，起定位作用，但孔的加工精度要求较高。 2. 双头螺柱连接 如图7-12(a)所示，螺柱两端均有螺纹，一端拧紧在被连接件螺纹孔中，另一端穿过另一 被连接件的通孔，套上垫圈，与螺母旋合。这种连接适用于被连接件之一太厚不宜制成通 孔，且需要经常拆装时的场合。 3. 螺钉连接 如图7-12(b)所示，这种连接的特点是螺栓(或螺钉)穿过被连接件的孔后，直接拧入另一 被连接件的螺纹孔中，在结构上比双头螺柱连接简单、紧凑。其用途和双头螺柱连接相似， 但若经常拆装时，易使被连接件螺纹孔磨损失效，故多用于不需要经常拆装的场合。螺纹 拧入深度取决于被连接件的材料。
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7.1.4 螺纹连接应用中注意的几个问题
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(a) 对顶螺母防松 图7-21 摩擦防松
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7.1.4 螺纹连接应用中注意的几个问题
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7.1.2 常用螺纹的种类、特点和应用
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图7-10 锯齿形螺纹
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7.1.3 螺纹连接类型、特点和应用
螺纹连接的种类很多，基本类型有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接。 1. 螺栓连接 如图7-11(a)所示，用螺栓穿过被连接件的孔，在螺栓的另一端拧上螺母，把被连接件连 接在一起。这种连接方法被连接件上的通孔和螺杆间留有间隙，通孔加工简便，成本低， 装拆方便，应用最为广泛。这种连接方法主要用于被连接件不太厚并能从两端装拆的场合。 如图7-11(b)所示，当螺栓承受横向载荷时，可选用铰制孔用螺栓连接。其通孔与螺栓杆 多采用基孔制过渡配合(如H7/m6、H7/n6)。这种连接既能承受横向载荷，又能精确固定被 连接件的相对位置，起定位作用，但孔的加工精度要求较高。 2. 双头螺柱连接 如图7-12(a)所示，螺柱两端均有螺纹，一端拧紧在被连接件螺纹孔中，另一端穿过另一 被连接件的通孔，套上垫圈，与螺母旋合。这种连接适用于被连接件之一太厚不宜制成通 孔，且需要经常拆装时的场合。 3. 螺钉连接 如图7-12(b)所示，这种连接的特点是螺栓(或螺钉)穿过被连接件的孔后，直接拧入另一 被连接件的螺纹孔中，在结构上比双头螺柱连接简单、紧凑。其用途和双头螺柱连接相似， 但若经常拆装时，易使被连接件螺纹孔磨损失效，故多用于不需要经常拆装的场合。螺纹 拧入深度取决于被连接件的材料。
机械设计基础课件+联接
机械设计基础课件 联接
汇报人：
202X-12-29
目录
CONTENTS
• 联接的定义与分类 • 机械联接： • 活动联接： • 固定联接： • 特殊联接方式：
01
联接的定义与分类
定义
联接
在机械设计中，联接指的是将两 个或多个零件组合在一起，以实 现一定的运动关系或固定的相对 位置。
目的
联接的主要目的是确保机械系统 的稳定性和可靠性，同时满足设 计要求的各种运动和力的传递。
05
特殊联接方式：
过盈配合
总结词
过盈配合是一种利用零件间的过盈量来实现紧密联接的方 式。
详细描述
过盈配合通过选择合适的过盈量，使两个零件在装配时产 生压力，从而实现联接。这种配合方式适用于传递扭矩、 承受一定轴向力或防止轴向位移的场合。
特点
过盈配合具有较高的承载能力、稳定性好、寿命长等优点 ，但装配和拆卸较为困难，需要专用工具和设备。
详细描述
粘合剂在连接过程中起到媒介的作用，通过粘合剂的粘附力和内聚力将两个物体紧密结合在一起。粘 接具有工艺简单、成本低廉、适用范围广等优点，但粘接的耐久性和承重能力相对较低。
铆接与胀接
要点一
总结词
铆接和胀接都是通过机械方式将两个金属件永久性连接在 一起的工艺。
要点二
详细描述
铆接是通过将金属钉或铆钉插入两个金属件的连接处，然 后进行挤紧或锻打，使金属件之间形成紧密的结合。胀接 则是通过在管子或筒体上施加压力，使管子或筒体的一部 分扩张并紧紧地贴合在另一部件上，形成牢固的连接。铆 接和胀接都具有较高的耐久性和承重能力，适用于各种金 属结构的制造和维修。
过渡配合具有较好的装配性能和拆卸性能，同时能够提供较好的联接刚 度和稳定性。但需要注意控制孔和轴的尺寸公差和表面粗糙度，以保证 装配效果。
汇报人：
202X-12-29
目录
CONTENTS
• 联接的定义与分类 • 机械联接： • 活动联接： • 固定联接： • 特殊联接方式：
01
联接的定义与分类
定义
联接
在机械设计中，联接指的是将两 个或多个零件组合在一起，以实 现一定的运动关系或固定的相对 位置。
目的
联接的主要目的是确保机械系统 的稳定性和可靠性，同时满足设 计要求的各种运动和力的传递。
05
特殊联接方式：
过盈配合
总结词
过盈配合是一种利用零件间的过盈量来实现紧密联接的方 式。
详细描述
过盈配合通过选择合适的过盈量，使两个零件在装配时产 生压力，从而实现联接。这种配合方式适用于传递扭矩、 承受一定轴向力或防止轴向位移的场合。
特点
过盈配合具有较高的承载能力、稳定性好、寿命长等优点 ，但装配和拆卸较为困难，需要专用工具和设备。
详细描述
粘合剂在连接过程中起到媒介的作用，通过粘合剂的粘附力和内聚力将两个物体紧密结合在一起。粘 接具有工艺简单、成本低廉、适用范围广等优点，但粘接的耐久性和承重能力相对较低。
铆接与胀接
要点一
总结词
铆接和胀接都是通过机械方式将两个金属件永久性连接在 一起的工艺。
要点二
详细描述
铆接是通过将金属钉或铆钉插入两个金属件的连接处，然 后进行挤紧或锻打，使金属件之间形成紧密的结合。胀接 则是通过在管子或筒体上施加压力，使管子或筒体的一部 分扩张并紧紧地贴合在另一部件上，形成牢固的连接。铆 接和胀接都具有较高的耐久性和承重能力，适用于各种金 属结构的制造和维修。
过渡配合具有较好的装配性能和拆卸性能，同时能够提供较好的联接刚 度和稳定性。但需要注意控制孔和轴的尺寸公差和表面粗糙度，以保证 装配效果。
机械设计基础课件-3-7钢索传动和传动杆传动(共59张PPT)
24
(3)扇形摇臂可以和滑轮同时采用(图3－83(e))，或
者全用双摇臂(图3－83(a))；但是，同时采用摇臂
和滑轮(图3－83(e))是错误的。
正确
错误
25
7.钢索张力补偿器
应用原因：
1）由于飞机机体上的外载荷的变化
拉力和压力。2）飞机机体周围气温变化的影响
(1)放大或缩小力的作用
飞机机体结构和飞机操纵系统之间会产 正确
13
4）拉紧后分别将保险丝紧扎绕在接头杆身上， 每根不少于四圈， 5）最后修剪平整。 如果钢索接头为挤轧型的，可以将保险丝交叉
穿过接头上的小孔，然后按上述方式扎绕保险。 如果接头上的小孔径较小，不容双根保险丝
通过，可只穿过单根，弯过来后与另一根打结， 然后按上述方式同时扎绕。
14
表 3—17 松紧螺套的保险丝规格
功用：保持钢索的正确张力，而不受上述因
素的影响。
26
8.钢索的编号和连接 便于区别，每一路钢索都有各自的数字编号。
在每根钢索的两个端头自前至后，分别依次 标有A、B、C、D等字母代号，作为连接顺序。 编号和字母都刻在钢索两端的接头上。 例如编号为10的一路操纵钢索： 它的第一根钢索的前端为l0A，后端为l0B；
（1）在用双摇臂支持钢索的线路中， 所有双摇臂都应与钢索的方向安装成直 角(图3－83(a)和(b))，以避免钢索在传 动过程中受到额外的拉伸作用。
22
正确
错误
23
(2)主动摇臂(图3－83(c)和(d))必须用扇形摇臂(图 3－83(c)和(d))，因为当主动摇臂转动时，钢索 即被挑起，如果滑轮以后的钢索总长不变，钢 索也就受到额外的拉伸作用。
的磅数。
31
(3)扇形摇臂可以和滑轮同时采用(图3－83(e))，或
者全用双摇臂(图3－83(a))；但是，同时采用摇臂
和滑轮(图3－83(e))是错误的。
正确
错误
25
7.钢索张力补偿器
应用原因：
1）由于飞机机体上的外载荷的变化
拉力和压力。2）飞机机体周围气温变化的影响
(1)放大或缩小力的作用
飞机机体结构和飞机操纵系统之间会产 正确
13
4）拉紧后分别将保险丝紧扎绕在接头杆身上， 每根不少于四圈， 5）最后修剪平整。 如果钢索接头为挤轧型的，可以将保险丝交叉
穿过接头上的小孔，然后按上述方式扎绕保险。 如果接头上的小孔径较小，不容双根保险丝
通过，可只穿过单根，弯过来后与另一根打结， 然后按上述方式同时扎绕。
14
表 3—17 松紧螺套的保险丝规格
功用：保持钢索的正确张力，而不受上述因
素的影响。
26
8.钢索的编号和连接 便于区别，每一路钢索都有各自的数字编号。
在每根钢索的两个端头自前至后，分别依次 标有A、B、C、D等字母代号，作为连接顺序。 编号和字母都刻在钢索两端的接头上。 例如编号为10的一路操纵钢索： 它的第一根钢索的前端为l0A，后端为l0B；
（1）在用双摇臂支持钢索的线路中， 所有双摇臂都应与钢索的方向安装成直 角(图3－83(a)和(b))，以避免钢索在传 动过程中受到额外的拉伸作用。
22
正确
错误
23
(2)主动摇臂(图3－83(c)和(d))必须用扇形摇臂(图 3－83(c)和(d))，因为当主动摇臂转动时，钢索 即被挑起，如果滑轮以后的钢索总长不变，钢 索也就受到额外的拉伸作用。
的磅数。
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b)
a) 矩形螺纹
b) 非矩形螺纹
矩形螺纹相当于平滑块与平斜面的作用，非矩形螺纹相 当于楔形滑块与楔形斜面的作用。可将摩擦力的增大视为摩 擦因数和摩擦角的增大。此摩擦角称为当量摩擦角。 f f arctan fv arctan fv v cos cos 2 2
二、螺纹参数（以圆柱螺纹为例）
1．d— 大径、螺纹的公称直径。
2．d1—小径、螺纹的危险剖面直径。
3． d2—中径、是确定螺纹的几何 参数及配合性质的直径。 4．n—线数、 单线螺纹 n=1，有自锁性，用于连接。 多线螺纹 n≥2，效率高，用于传动。为便于加工，n≤4。 5．P—螺距、螺纹相邻两牙在中径线上对应点之间的轴 向距离。
2．螺旋副的效率 拧紧螺母使其旋转一周的输入功：
W 2 T d F tan( ) 1 2Q
有效功：（相当于将重物FQ升举一个导程S）
W F S d F tan 2 Q 2 Q
效率：
W ta n 2 W ta n ( ) 1
当摩擦角ρ一定时，螺旋副的效率只取决于螺纹升角 ψ的大小。但过大的升角会造成加工困难，故ψ一般应不 大于20º ～25º 。
6．S—导程 螺纹上任一点沿螺旋线旋转一周所 移动的轴向距离。 单线螺纹: S=P 多线螺纹：S=nP 7．ψ—螺纹升角
螺旋线的切线与垂直螺 纹轴线平面间的夹角。各直 径处的ψ不同，ψ指螺纹中径 处的升角。 S arctan （7-1） d2
8．α—牙形角
s ψ
πd1 πd2 πd
通过螺纹轴线的平面内螺纹牙两侧边的夹角。
常用螺纹 1．三角螺纹 （1） 普通螺纹 普通螺纹是公制螺纹，α＝60o，自锁性好，牙根厚，强 度高，多用于连接。根据螺距大小可分为普通粗牙螺纹和普 通细牙螺纹。 1）粗牙螺纹： 一般连接多采用粗牙螺纹。 2）细牙螺纹： 螺距小，自锁性好，强度高； 但不耐磨，易滑扣，不宜经常装 拆。多用于仪器中的调整螺旋， 薄壁零件连接，受冲击及变载荷 的连接。
第二节 螺旋副的受力分析、效率和自锁
一、矩形螺纹 1．受力分析 拧紧螺母可视为受轴向载荷为Fa的滑块沿 螺纹斜面向上移动，也可视为滑块在沿螺纹中 径d2展开后所得到的斜面上滑 推力F为： F＝Fatan（ψ+ ） 拧紧螺母所需要的力矩为：
d d 2 T F 2F t a n a 2 2
按螺旋的作用分
按母体形状分
S P P
S=P
S P
S = 2P
单线螺纹
双线螺纹
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹
螺纹副
按螺旋的作用分
按母体形状分
内螺纹
3．梯形螺纹 牙型为等腰梯形，牙型角 α＝30°。传动效 率较矩形螺纹低，但牙根强度高，加工工艺性好， 对中性好。如用剖分螺母，还可以调整间隙。梯 形螺纹是最常用的传动螺纹。 4．锯齿形螺纹 牙型为不等腰梯形，牙型角α＝33°（承载 面斜角3°，非承载面斜角30°）。传动效率高， 牙根强度高，用于单向受力的螺旋传动 小结：连接螺纹:单线三角形螺纹。传动螺纹:多线矩形、 梯形、锯齿形螺纹。
连接螺纹 传动螺纹
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹 连接螺纹 按螺旋的作用分 传动螺纹 按母体形状分 圆柱螺纹 圆锥螺纹
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
第七章：连接
潘存云教授研制
第七章 连接
零件
静连接
构件
动连接
(运动副)
机构
机器
可拆连接：螺纹连接、键连接、销连接等
静连接
连 接 不可拆连接：铆接、焊接、胶接等
动连接——运动副 本章主要介绍几种常用的可拆连接的方法。
第一节 螺纹
螺纹连接是利用带有螺纹零件的可拆连接，是机械连 接中应用最广泛的连接方式。螺纹连接件是标准件。 螺纹的形成
按螺纹的旋向分
按螺旋线的根数分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 左旋螺纹
按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 n线螺纹:S = n P 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 一般: n ≤ 4 ? 按回转体的内外表面分
外螺纹
潘存云教授研制 潘存云教授研制
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹 连接螺纹 按螺旋的作用分 螺旋传动 传动螺纹 按母体形状分
潘存云教授研制
a) b) b) 图7-10 粗牙与细牙普通螺纹 c) a) 粗牙普通螺纹 b)细牙普通螺纹
（2）管螺纹
管螺纹是英制螺纹，其公称直径是管子 的内径，α=55o或α=60o 。按母体分有圆柱管 螺纹和圆锥管螺纹，紧密性好，可防止泄漏， 适用与管路连接。
2．矩形螺纹
牙形角α=0o，传动效率高;但精加工比较 困难，螺纹牙根部强度弱，对中性差，螺纹 磨损后间隙无法补偿。 在新标准中没有对其规定公差。
3．螺旋的自锁 将松开螺母视为使滑块沿斜面等速下滑。 防止滑块加速下滑的支持力：
F F tan( ) Q
当ψ≤ρ时，则 F≤0
即不加支持力F，滑块在重力 FQ的作用下也不会自动下滑， 这种现象称为螺旋副的自锁。 螺旋副的自锁条件：ψ≤ρ
自锁螺旋效率
η＜50%
二、非矩形螺纹
牙型分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
螺 纹 的 分 类
按螺纹的旋向分
按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺纹的牙型
30º 15º 3º 30º
矩形螺纹
三角形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
潘存云教授研制 潘存云教授研制
按螺纹的牙型分
螺 纹 的 分 类