机械设计

机械设计课程全程笔记，包括各种传动（V带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、螺旋传动等）、轴的工作能力设计、滚动轴承、机械连接零部件设计、轴的装配结构设计等，内容比较详细，可以作为平时学习和考试的参考资料。

机械设计

• V带传动
  • 概述
    • 带传动的特点
    • 带传动的类型及应用
      • 平带
      • V带
      • 多楔带
      • 同步齿形带
      • 圆型带
      • 其它分类方法
        • 轴的位置和转向
        • 传动比
        • 传动轮的数量
    • V带的类型与结构
      • 普通V带的结构
      • V带的国家标准
        • 带的截面尺寸
        • 带轮的轮槽
        • 带长（基准长度）
  • V带传动的设计
    • V带传动的运动设计
      • 传动比
      • 带传动的最大速度
    • V带传动的几何设计
      • 带传动的主要几何参数
      • 小轮直径，大轮直径
      • 小轮包角，大轮包角
      • 中心距，周长
    • V带传动的工作能力设计
      • V带传动的受力分析
        • V带传动中带上所受的力
          • 未加载，初拉力
          • 加载后，紧边拉力和松边拉力
          • 有效拉力，带传动的功率
          • 假设，带的总长度不变 带的弹性模量为常数
        • 欧拉公式
          • 摩擦系数和包角越大，有效拉力越大
          • V带的摩擦系数为当量摩擦系数，比平带要大
        • 带传动中的应力
          • 紧边拉应力，松边拉应力
          • 离心应力
            • 离心拉力
          • 弯曲应力
          • 最大应力
            • 小带轮主动时 最大应力发生在小带轮的紧边入口处
      • 带的弹性滑动与打滑
        • 主动轮
          • 带的拉力逐渐减小
          • 带逐渐缩短
          • 实验证明，弹性滑动只发生在接触弧的一部分
        • 从动轮
          • 带的拉力逐渐增大
          • 带逐渐伸长
        • 打滑
          • 过载保护
          • 传动比不稳定
          • 降低传动效率
          • 加剧磨损
          • 温度升高
        • 滑动率
      • 带传动的失效形式与设计准则
        • 失效形式
          • 打滑
          • 疲劳断裂
          • 磨损
        • 设计准则
          • 在保证带传动不打滑的前提下， 具有一定的疲劳强度和寿命。
      • V带传动的设计方法
        • 疲劳强度
          • 许用应力法
          • 另
            • 确定带传动的疲劳失效许用应力
            • 实验条件下的普通V带传动的许用疲劳应力
        • 打滑时的最大有效拉力
        • 单根V带的基本额定功率
        • 实际工作中带根数的确定
  • V带传动的设计步骤
    • 已知条件：P、n、i
    • 1，确定计算功率
    • 2，初选带的型号-与传递的功率大小、小轮转速有关
    • 3，确定带轮直径dd1、dd2—标准值
    • 4，初选中心距a0
    • 5，选择带的基准长度Ld
      • 按照国家标准选择相近的基准长度
    • 6，确定中心距
    • 7，验算小轮包角
    • 8，确定V带根数z
    • 9，计算带的初拉力F0和压轴力
    • 10，带轮的结构设计
  • 提高带传动能力的措施
    • 提高摩擦系数-选材料
    • 增加小轮包角-张紧装置
    • 尽量使带传动在最佳速度下工作
    • 采用新型带传动
      • 多楔带
      • 大楔角V带
      • 同步带
    • 采用高强度带材料
  • V带传动的张紧装置
    • 张紧的目的
      • 保持初拉力
      • 增大包角
    • 常用的张紧装置
      • 定期张紧装置
        • 改变中心距
        • 张紧轮
      • 自动张紧
        • 张紧轮的张紧方向
          • 包角
            • 外向内，增大包角
          • 疲劳
            • 外向内，增大疲劳
        • 张紧轮的位置
          • 靠近大轮，由内往外， 减小包角增加的影响，避免疲劳
• 链传动
  • 工作原理和特点
    • 特点
      • 平均传动比准确
      • 中心距较大
      • 适用于低速，重载，高温及粉尘
      • 存在动载荷，冲击，脱链，急速反向性差
      • 安装维护
    • 挠性啮合传动
  • 类型
  • 滚子链传动的结构
• 齿轮传动
  • 概述
    • 发展趋势
      • 大功率化
      • 高耐用度
      • 高平稳性
      • 低消耗
      • 净化
    • 啮合传动设计
      • 运动关系
      • 几何关系
      • 强度设计
      • 精度设计
      • 结构设计
  • 受力分析
    • 渐开线斜齿圆柱齿轮
      • 圆周力
      • 径向力
      • 轴向力
    • 渐开线直齿圆柱齿轮
      • 圆周力
      • 径向力
    • 渐开线直齿圆锥齿轮
      • 圆周力
      • 径向力
      • 轴向力
    • 计算载荷
  • 失效形式
    • 轮齿折断
      • 原因
        • 弯曲应力
        • 齿根应力集中
      • 措施
        • 限制齿根弯曲应力
        • 减小应力集中(增大圆角半径或降低表面粗糙度)
        • 强化处理(在齿根处辗压、喷丸）
    • 齿面点蚀
      • 齿面疲劳损伤（凹坑），出现在靠近节线的齿根一侧
      • 原因
        • 通常发生在润滑良好的闭式齿轮传动中，开式齿轮不发生点蚀
        • 脉动的接触应力→表层微小的疲劳裂纹→润滑油形成高压→裂纹扩展→表层剥落→振动和噪声
      • 措施
        • 限制齿面接触应力
        • 提高齿面硬度
        • 增加润滑油的粘度
    • 齿面磨损
      • 原因
        • 相对滑动
        • 齿面粗糙或齿面间有灰尘、污物
          • 磨粒磨损
      • 结果
        • 齿面失去正确的齿廓形状
        • 磨损造成齿厚减薄加速折断
      • 措施
        • 采用闭式齿轮，保证良好的润滑
        • 提高齿面硬度
        • 降低齿面粗糙度
    • 齿面胶合
      • 金属发生粘着，随齿面相对滑动使金属从齿面上撕脱
      • 原因
        • 热胶合
          • 高速重载→接触区高温→油膜破裂→齿面金属直接接触→粘着
        • 冷胶合
          • 低速重载→局部高压→油膜破裂→齿面金属直接接触→粘着
      • 措施
        • 改变齿轮参数，减少齿面相对滑动
        • 提高齿面硬度；
        • 强制冷却，降低温升；
        • 合理匹配材料；
        • 提高油的粘度或采用抗胶合添加剂。
    • 齿面塑性变形
      • 原因
        • 材料表面硬度不足
        • 重载或过载
      • 措施
        • 提高齿面硬度
        • 减小接触应力
        • 改善润滑条件
      • 主动齿：背离节点（凹槽） 从动齿：指向节点（凸脊）
  • 设计准则
    • 闭式齿轮
      • 齿面点蚀和齿根弯曲疲劳折断
      • 软齿面(硬度：≤350HBS）
      • 硬齿面(硬度：>350HBS）
    • 开式齿轮
      • 磨损和轮齿折断
      • 耐磨材料
      • 齿根弯曲疲劳强度
    • 高速重载齿轮
      • 胶合
      • 胶合计算
      • 良好润滑
  • 齿轮常用材料
    • 基本要求
      • 轮齿内韧外硬，足够的强度
      • 大小齿轮保持一定的硬度差
        • 软齿面：HB小-HB大≥30-50，硬度差随 i 增加
        • 硬齿面：两轮硬度大致相等
    • 常用材料
      • 碳钢，合金钢，铸铁
      • 
    • 热处理工艺
      • 退火
        • 将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却。
      • 正火
        • 将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却。
      • 淬火
        • 将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织。
      • 回火
        • 将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。
      • 调质或正火
        • HB≤350，加工比较容易，生产效率较高，易于磨合，不需要磨齿，齿轮精度：8(7)级
      • 淬火
        • HB>350，调质或正火后切齿→硬化处理→磨齿，齿轮精度：4-5级
      • 表面强化
        • 渗碳，渗氮，喷丸等
  • 直齿圆柱齿轮传动接触疲劳强度计算
    • 目的
      • 防止齿面发生疲劳点蚀
      • Hertz公式
        • 
        • 相关因素
          • 外载荷
          • 材料的物理性质
          • 轮齿的综合曲率
          • 接触线长度
    • 最大接触应力
      • 假设
        • 近似为两圆柱体的接触
        • 以节点啮合为齿面接触强度的危险点
      • 节点处的接触应力
        • 基本思路
          • 将节点处的圆弧曲率半径和单位接触线长度的载荷代入Hertz公式
        • 载荷
        • 综合曲率半径
        • 节点处的接触应力
        • 弹性系数
        • 节点区域系数
        • 简化公式
      • 接触疲劳强度条件
        • 接触疲劳强度校核
        • 接触疲劳强度设计
        • 影响因素
          • 接触疲劳强度与模数m无关
          • 齿宽系数的影响
          • 齿宽系数的选择
          • 许用应力
      • 设计过程
        • 确定T1，传动比i
        • 选材料及热处理，确定许用应力，选取齿宽系数，载荷系数
        • 计算中心距
        • 确定齿轮模数
        • 计算齿轮的几何参数
  • 直齿圆柱齿轮传动弯曲疲劳强度计算
    • 目的
      • 防止轮齿弯曲疲劳折断
    • 最大弯曲应力
      • 假设
        • 全部载荷由一对轮齿来承担； 法向载荷作用于齿顶时最危险； 可将轮齿简化为一顶端受力的悬臂梁，此时，齿根部弯矩最大，且存在应力集中，因而强度最弱。
      • 最大弯曲应力
    • 弯曲疲劳强度条件
      • 弯曲疲劳强度校核
        • 考虑计算载荷、齿根应力集中的影响
        • 
      • 弯曲疲劳强度设计
      • 许用应力
  • 斜齿圆柱齿轮传动设计
    • 基本思路
      • 1. 物理和数学模型与直齿轮相同——圆柱面接触的Hertz公式，悬臂梁弯曲。 2. 强度计算的对象为斜齿轮的法面。因此，相应的载荷、节点处的曲率半径均为法面参数—当量齿轮。 2.4.7.2 接触疲劳强度计算
    • 法面参数
      • 法面载荷
      • 接触线的平均长度
      • 法面节点处的曲率半径
    • 接触疲劳强度条件
      • 接触疲劳强度校核
      • 接触疲劳强度设计
• 蜗杆传动
  • 概述
    • 特点
      • 传动比大
      • 传动平稳
      • 可自锁
      • 传动效率低
    • 应用
      • 蜗杆减速器
      • 机床分度机构
    • 分类
      • 形状
      • 机理
    • 蜗轮的变位
  • 受力分析
    • 转向判断
    • 受力标注
    • 传动效率
  • 失效形式
    • 胶合
      • 闭式传动
    • 磨损
      • 开式传动
  • 设计准则
    • 强度计算
      • 齿面胶合
      • 齿面磨损
    • 刚度校核
      • 力
        • 圆周力
        • 径向力
      • 弹性模量
      • 惯性矩
      • 跨距
    • 热平衡计算
      • 啮合效率
      • 传动效率
  • 参数选择与设计
    • 蜗杆头数和蜗轮齿数
    • 中心距
    • 蜗杆导程角
    • 蜗轮的变位
• 螺旋传动
  • 螺旋的主要参数
    • 旋向
      • 左旋
      • 右旋
    • 线数
      • 单线
      • 双线
      • 多线
    • 牙型
      • 三角形
      • 矩形
      • 梯形
      • 锯齿形
    • 牙型角
    • 螺旋大径
    • 螺旋小径
    • 螺旋中径
    • 螺距
    • 导程
    • 螺旋升角
  • 螺旋千斤顶
• 轴的工作能力设计
  • 轴的用途
    • 支承轴上零件
    • 传递运动和动力
    • 确定并保持轴上零件的位置
  • 轴的分类
    • 按形状分类
      • 直轴、曲轴
      • 等径轴、阶梯轴
      • 实心轴、空心轴
      • 软轴
    • 按载荷特点分类
      • 心轴
        • 只受弯矩
      • 转轴
        • 弯矩+扭矩
      • 传动轴
        • 扭矩+（很小的弯矩）
      • 分析自行车的各轴是什么类型的轴？
    • 按转速特点分类
      • 刚性轴
      • 挠性轴
    • 从设计的角度出发，按载荷和转速特点分类更有实际意义
  • 轴的失效形式
    • 一般情况下，强度或刚度
    • 高速，转子+轴承系统，振动性能
    • 特殊的失效：如磨损等
  • 设计准则
    • 强度不足导致失效
      • 静应力作用下，轴发生断裂-静强度问题
      • 变应力作用下，轴发生疲劳断裂-疲劳强度问题
    • 刚度不足导致的失效
      • 弯曲刚度
      • 扭转刚度
      • 振动、稳定性失效
  • 轴的材料
    • 基本要求
      • 必要的强度和韧性
      • 耐磨
  • 轴设计的主要问题
    • 选择材料
    • 结构设计
      • 初步计算
      • 形状和尺寸设计
      • 详细结构设计
    • 强度校核
      • 刚度和稳定性计算
  • 轴的疲劳强度设计
    • 许用应力法
      • 按许用切应力估算
      • 按许用弯曲应力计算
    • 安全系数法
      • 疲劳强度校核
      • 静强度校核
  • 斜齿轮减速齿轮轴设计步骤
    • 画出齿轮轴的受力简图
    • 计算轴承支反力
      • 水平面
        • FH1、FH2
      • 垂直面
        • FV1、FV2
    • 画出水平面弯矩图和垂直面弯矩图
    • 画出合成弯矩图
    • 画出轴的转矩T图
    • 画出当量弯矩图
    • 选择轴的材料，确定许用应力
    • 校核轴的强度
      • 取危险截面
      • 校核强度条件
• 滚动轴承
  • 基本类型、特点及选择
    • 概述
      • 构造
        • 内圈、外圈、滚动体、保持架
        • 保持架功能：保持滚动体等距，减小摩擦、磨损
      • 滚动轴承的材料
        • 内、外圈，滚动体
          • 强度高，耐磨性好，用铬锰高碳钢
        • 常用材料
          • GCr15，GCr15SiMn，淬火：HRC60-65 保持架―软钢冲压而成，另有铜合金和塑料等
        • 应用
          • 内、外圈分别与轴和轴承座装配在一起 多数情况下，内圈转，外圈不转 其它情况
        • 特点
          • 摩擦阻力矩小； 润滑、安装和维护方便； 径向尺寸大，接触应力高，高速重载寿命较低且噪音大； 标准化程度高，价格低。
      • 基本类型与特点
        • 按承受载荷方向分
          • 向心轴承
            • 反力与轴线垂直
          • 推力轴承
            • 反力与轴线一致
          • 角接触轴承
            • 接触角α
        • 按滚动体形状分
          • 球
          • 滚子
            • 短圆柱滚子 圆锥滚子 螺旋滚子 球面滚子 滚针
    • 向心轴承
      • 深沟球轴承
        • 类型代号6
      • 调心球轴承
        • 类型代号1
      • 圆柱滚子轴承
        • 类型代号N
    • 角接触轴承
      • 角接触球轴承
        • 类型代号7
      • 圆柱滚子轴承
        • 类型代号3
      • 推力球轴承
        • 类型代号5
    • 滚动轴承的类型选择
      • 载荷大小、方向和性质
        • 滚子轴承比球轴承承载力高，约为1.5-3倍(同样外廓尺寸)，也更耐冲击
        • 承受轴向力的能力
          • q 推力轴承>角接触轴承>向心轴承； q 球面轴承最好不受轴向力； q 角接触轴承：α↑ →轴向承载力↑； q 圆柱滚子轴承不能承受轴向力； q 推力轴承不能承受径向力。
      • 转速n
      • 对调心性能的要求
      • 对轴的刚度和精度要求
      • 结构空间要求
      • 经济性
  • 滚动轴承代号
    • 前置代号
      • 用字母表示轴承的分部件
      • L
        • 可分离轴承的可分离座圈
      • K
        • 滚动体与保持架组件
      • GS
        • 推力圆柱滚子座圈
    • 基本代号
      • 类型代号
        • 基本类型
      • 尺寸系列代号
        • 宽度系列代号
          • 内外径相同，宽度不同
        • 直径系列代号
          • 内径相同，外径和宽度不同
      • 内径代号
        • 内径尺寸
        • 20~480
          • 公称内径除以5
        • 10
          • 00
        • 12
          • 01
        • 15
          • 02
        • 17
          • 03
    • 后置代号
      • 内部结构代号
        • 角接触球轴承
        • C、AC、B
      • 公差等级代号
        • /Pn
        • /P0公差等级为0（普通级，省略）
      • 游隙代号
        • 0省略，优先
    • 6204
      • 6
        • 类型代号
          • 深沟球轴承
      • 0（未标）
        • 宽度系列代号
      • 2
        • 直径系列代号
      • 04
        • 内径代号
          • 04*5=20mm
    • 7210AC
      • 7
        • 类型代号
          • 角接触球轴承
      • 2
        • 直径系列代号
      • 10
        • 内径代号
          • 50mm
      • AC
        • 内部结构代号
          • 25°
  • 滚动轴承的失效分析与设计准则
    • 受力分析
      • 滚动体上某一点
        • 载荷和应力是周期性地不稳定变化
    • 失效形式
      • 疲劳点蚀
        • 循环的变接触应力
      • 塑性变形
        • 载荷过大或冲击
      • 磨损
        • 润滑不良或外来杂质
      • 胶合
        • 高速，摩擦大
      • 其他
        • 安装不当、冲击载荷，会引起轴承零件破裂
    • 设计准则
      • 防止疲劳点蚀
        • 轴承的疲劳寿命计算
      • 塑性变形
        • 静载荷计算
      • 磨损与胶合
        • 限制工作转速、合理的结构设计、良好的润滑、冷却和封闭
    • 滚动轴承的疲劳寿命计算
      • 基本额定寿命L10
        • 可靠度90%时的寿命
      • 基本额定动载荷C
        • L10=10^6r时，轴承所能承受的载荷值
        • 轴承的抗疲劳点蚀能力
        • 动：与寿命密切相关
    • 滚动轴承的寿命设计
      • 接触疲劳曲线
        • 寿命计算公式
        • 寿命系数
      • 修订额定寿命计算
        • 修正系数
    • 当量动载荷
      • 基本额定动载荷
        • 手册上的不一定可靠
        • 向心和角接触轴承
          • 径向载荷Cr
        • 推力轴承
          • 轴向载荷Ca
      • 径向载荷和轴向载荷转化为当量动载荷
        • 径向系数X和轴向系数Y
        • 判断系数e
        • 基本额定静载荷
          • 对给定轴承是确定的
        • 问题：轴承型号未定
          • 假设e或F/C
          • 或预选轴承型号
          • 验算原始值
          • 表中没有值
            • 线性插值法
    • 滚动轴承的静载计算
      • 目的：防止塑性变形
      • 基本额定静载荷C0
      • 当量静载荷
    • 角接触轴承的载荷计算
      • 角接触轴承的内部轴向力
        • 因接触角α产生
      • 角接触轴承的轴向载荷计算
        • 内部轴向力+外加载荷
        • 正装
        • 反装
      • 例
        • 计算轴向载荷
          • 内部轴向力
        • 判断危险轴承，计算轴承寿命
      • 作业
        • 13、24、26
• 机械系统连接零部件
  • 螺纹连接
    • 类型
      • 螺栓连接
        • 普通螺栓
          • 螺栓贯穿被连接件，孔壁无螺纹
          • 结构简单，拆装方便，成本较低
        • 铰制孔用螺栓
          • 螺栓杆与孔采用基孔制过渡配合
          • 精确固定被连接件的相对位 置，并承受横向载荷
          • 孔的加工精度要求较高
      • 螺钉连接
        • 连接件之一较厚，不经常拆卸
        • 外观整齐，结构复杂
      • 双头螺柱连接
        • 连接件之一较厚，且经常拆卸
        • 结构较为复杂
      • 其他
        • 紧定螺钉连接
          • 主要用于固定两个零件的相对位置
          • 不易传递很大的力或力矩
        • 地脚螺钉连接
          • 在地基上固定设备
        • 吊环螺钉连接
          • 用于起吊零、部件或整机
        • T型槽螺栓连接
          • 沿T型槽方向可以实现移动
    • 常用标准螺纹连接件
      • 六角头螺栓
      • 螺柱
      • 螺钉
      • 紧定螺钉
      • 六角螺母
      • 圆螺母
      • 垫圈
    • 预紧
      • 预紧
        • 在机器中使用的螺纹连接，绝大多数都要拧紧到一定程度
      • 预紧力Fp
        • 与拧紧力矩T1的关系？
      • 预紧的目的
        • 提高连接的紧密性
        • 防止连接松动
      • 拧紧力矩的组成
        • 螺纹摩擦力矩T1
        • 支承面摩擦力矩T2
        • 总拧紧力矩T
      • 拧紧力矩与预紧力的关系
        • 常用钢制M10—M68普通螺栓
    • 应用
      • 
    • 失效分析与设计准则(等强设计)
      • 标准螺纹连接
        • 剪切强度
        • 拉伸强度
      • 松脱
      • 螺纹牙磨损
        • 保护螺纹孔
    • 单个螺栓的强度设计
      • 松螺栓
        • 承受工作载荷之前，连接不受力，螺母不需拧紧， 工作时，连接只受工作载荷
        • 强度条件
          • 小径d1的横截面
      • 只受预紧力作用的螺栓
        • 拉伸应力
        • 扭转剪应力
        • 近似处理
        • 应力合成
        • 强度条件
      • 承受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接
        • 刚度
        • 螺栓总拉力
          • 残余预紧力+工作载荷
        • 强度条件
        • 残余预紧力Fp'
      • 铰制孔用螺栓
        • 剪切强度
        • 挤压强度
          • 强度低的材料先被挤压坏
    • 螺栓组连接的强度设计
      • 受横向力
        • 普通螺栓
          • 摩擦力来承受横向力
        • 铰制孔用螺栓
          • 剪力来承受横向力
      • 受旋转力矩
        • 普通螺栓连接
          • 力矩平衡条件
        • 铰制孔螺栓
          • 工作剪力与到螺栓组几何中心的距离成正比， 越远变形越大，力越大
          • 力矩平衡条件
      • 受轴向载荷
      • 受翻转力矩（不要求）
        • 受力最大的螺栓所受的工作拉力
        • 强度条件
        • 不压溃条件
        • 不分离条件
      • 受复合载荷
        • 分解
          • 横向载荷
            • 旋转力矩可转化为横向载荷
          • 轴向载荷
          • 翻转力矩
    • 螺纹连接件的组合设计
      • 连接件的布局
        • 支架结构与螺栓布局
        • 考虑因素
          • 有利于减小螺栓受力，以便减小螺栓直径或数量 各螺栓的受力均衡，充分发挥每个螺栓的作用
        • 结论
          • 被连接件受翻转力矩时，螺栓沿该力矩所在 平面方向，应远离中心轴；
          • 被连接件承受横向转矩时，螺栓应远离螺栓组中 心，且使力和力矩所产生的横向力不是代数和；
          • 考虑工艺、外观及受力均衡，螺栓组应均匀或对 称分布。
      • 结构、空间的合理性
        • 结构关系
        • 扳手空间
        • 孔边距离
        • 伸出长度
        • 螺栓间距
          • 压力容器
          • 剖分式箱体
      • 防松和装配要求
        • 螺纹连接的防松
          • 摩擦法
          • 机械法
            • 槽形螺母与开口销
            • 止动垫片
            • 串联钢丝
            • 圆螺母与止动垫圈
          • 不可拆卸式防松
        • 螺纹连接的装配要求
          • 平整加工
          • 提高刚度
          • 附加垫圈
            • 圆垫圈
            • 斜垫圈
            • 球面垫圈
    • 设计实例：普通螺栓连接
      • 计算约束力
      • 将力和力矩分配到每个螺栓上，找出受载最大的螺栓
      • 根据外加载荷，计算所需预紧力
      • 根据强度条件，设计尺寸
  • 轴毂连接
    • 类型
      • 键连接
        • 平键连接
          • 侧面为工作面，传递扭矩
          • 主要类型
            • 圆头平键
              • 指状铣刀
            • 方头平键
              • 盘型铣刀
            • 单圆头平键
          • 导向平键
            • 动连接，键长受到限制
          • 滑键
            • 动连接
          • 半圆键连接
            • 用于轴端，传递扭矩较小
          • 楔键和切向键连接
        • 花键连接
        • 无键连接
      • 销连接
        • 圆柱销
        • 圆锥销
        • 开口销
    • 平键连接的设计
      • 失效分析
        • 挤压
        • 剪切
      • 设计准则
        • 挤压强度
        • 剪切强度
          • 标准设计时，满足挤压强度一般满足剪切强度
        • 键连接的材料与许用应力
• 机械系统的装配结构设计
  • 轴系结构设计
    • 类型
      • 斜齿轮轴系
      • 锥齿轮轴系
    • 结构设计的内容要求
      • 内容
        • 轴的结构设计
        • 轴上零件的设计
          • 齿轮、联轴器
        • 支承零件的设计
          • 轴承
      • 要求
        • 强度、刚度条件，耐磨条件（滑动轴承）
        • 可靠的定位和固定
        • 工艺性好
    • 设计步骤
      • 根据扭矩求dmin
      • 按空间和布局要求画草图
        • 选轴承
        • 传动件位置
        • 轴的结合尺寸
        • 校核计算
      • 细化结构
    • 结构设计的主要问题
      • 轴的强度和刚度与受力状态的关系
        • 如何减小扭矩和弯矩
      • 定位和固定
        • 定位
          • 保证正确的安装位置
          • 轴向定位
            • 轴肩、轴环
          • 周向定位
            • 平键、过盈配合
        • 固定
          • 工作中保持原位不变
          • 轴向固定
            • 双螺母、套筒、轴端挡圈、弹性挡圈（轴用和孔用）
          • 周向固定
            • 平键、过盈配合
    • 结构工艺性
      • 阶梯轴设计
        • 定位和固定的要求
          • 轴肩、轴环
        • 精度和表面粗糙度的要求
          • 与滚动轴承接触的轴的表面粗糙度要求高
        • 装配与拆卸的要求
          • 防止中间细两边粗，不便装配
      • 局部结构设计
        • 倒角和圆角
          • 轴肩>倒角>圆角
        • 退刀槽和砂轮越程槽
          • 将不同表面隔开，考虑不同的加工精度
        • 键槽
          • 多个键槽应在同一条母线上，便于加工
        • 导向锥
          • 安装方便
        • 轴段长度
          • 轴段长度要比轴上零件宽度小
        • 减小应力集中的措施
          • 卸载槽、较大的凹切圆角、附加一个过渡定位环
        • 阶梯轴的直径差
        • 定位轴肩和轴环的高度
        • 精度和表面粗糙度
        • 配合性质
    • 轮体的结构设计
      • 传动零件的结构
        • 轮缘
          • 好材料
        • 轮辐
        • 轮毂
      • 轮体结构共性
        • 毛坯形式
          • 铸造，锻造，圆钢
        • 结构形式
          • 整体式，组合式
        • 轮体与轴的一体化
        • 实心结构
        • 腹板式结构
          • da>500mm
        • 轮辐式结构
          • da>500mm
        • 轮毂的结构设计
          • 轮毂的作用
            • 轮通过轮毂与轴的连接实现轴与轮 的轴向、周向、径向定位并传递运动和 载荷。
          • 轮毂宽度的确定
            • L=(0.8～1.2)d
            • 保证径向定位精度、侧向稳定性和 承载能力。
          • 轮毂厚度的确定
            • dw=(1.6～1.8)d
            • 保证联接的强度
          • 轮毂孔与轴的配合
            • 一般选用较紧的配合，具体公差可查 阅手册
          • 轮毂的端面设计
            • 为保证轴向定位精度，要求与轴线的垂直度和较小的粗糙度
      • 轮体结构的不同点
        • Ø 轮缘的宽度；
        • Ø 齿轮、蜗轮对轮缘的精度要求较高，涉 及啮合精度；
        • Ø 带轮、摩擦轮等对精度、刚度要求较低；
        • Ø 带轮一般为整体式，常用铸铁，成本低。 许多场合已被铝代替。
    • 轴系的支点设计
      • 双支点轴系
      • 径向定位与固定
        • 轴承及机座
      • 轴向定位与固定
        • 一端固定一端游动
        • 两端单向固定
    • 滚动轴承支承的轴系结构
      • 双支点单向固定 （两端单向固定）
        • 特点
          • 双轴承
          • 各轴承内圈一侧均有轴肩约束
          • 外圈另一侧均有端盖约束
        • 适用场合
          • 支点跨距L<=350mm
          • 工作温升 Δt<=50℃
        • 深沟球轴承
        • 角接触球轴承
        • 圆锥滚子轴承
      • 单支点双向固定 （一端固定一端游动）
        • 一段为固定支承，一段为游动支承
        • 固定端设计
        • 游动端设计
      • 双支点游动支承
        • 两端轴承可以游动，但实际中被人字齿轮约束
    • 内外圈的轴向固定方式
      • 内圈
        • 轴肩
        • 螺母、螺栓和轴端挡圈、套筒
        • 圆螺母和止动垫圈
        • 弹性挡圈
      • 外圈
        • 端盖、螺钉压盖
    • 角接触轴承的排列方式
      • 正装
        • 结构简单，装拆方便； 热伸长会减小轴向游隙； 传动件介于两轴承中间时，可提高轴系的刚度； 内部轴向力使轴受压。
      • 反装
        • 结构复杂，装拆不便； 热伸长会增加轴向游隙； 传动件悬臂安装时，可提高轴系的刚度； 内部轴向力使轴受拉。
    • 滚动轴承支承结构的调整
      • 轴向间隙的调整
        • 调整垫片
        • 调整环
        • 可调压盖
      • 轴系位置的调整
        • 锥齿轮轴系
          • 调整垫片
        • 蜗轮蜗杆轴系
          • 调整垫片
      • 滚动轴承的预紧
        • 预紧的目的：消除轴承的径向和轴向间隙，提高轴系的运转精度和轴承支点的刚度
        • 预紧方法：使内、外圈与滚动体接触处产生适当的弹性变形
    • 滚动轴承的配合与拆装
      • 影响滚动轴承的运转精度、使用寿命以及维修等
      • 滚动轴承的配合
        • 滚动轴承作为标准件
        • 选择配合的考虑因素
          • 载荷：大小、方向和性质 温度变化 加工精度和表面粗糙度 装拆条件
      • 滚动轴承的拆装
        • 原则：滚动体与滚道不受力
        • 滚动轴承的安装
          • 冷压法 热套法 油中加热至80~100℃
        • 滚动轴承的拆卸
          • 内圈的拆卸
          • 外圈的拆卸
    • 轴系设计中的常见错误
  • 螺纹连接件的组合设计
    • 连接件的布局
      • 支架结构与螺栓布局
      • 考虑因素
        • 有利于减小螺栓受力，以便减小螺栓直径或数量 各螺栓的受力均衡，充分发挥每个螺栓的作用
      • 结论
        • 被连接件受翻转力矩时，螺栓沿该力矩所在 平面方向，应远离中心轴；
        • 被连接件承受横向转矩时，螺栓应远离螺栓组中 心，且使力和力矩所产生的横向力不是代数和；
        • 考虑工艺、外观及受力均衡，螺栓组应均匀或对 称分布。
    • 结构、空间的合理性
      • 结构关系
      • 扳手空间
      • 孔边距离
      • 伸出长度
      • 螺栓间距
        • 压力容器
        • 剖分式箱体
    • 防松和装配要求
      • 螺纹连接的防松
        • 摩擦法
        • 机械法
          • 槽形螺母与开口销
          • 止动垫片
          • 串联钢丝
          • 圆螺母与止动垫圈
        • 不可拆卸式防松
      • 螺纹连接的装配要求
        • 平整加工
        • 提高刚度
        • 附加垫圈
          • 圆垫圈
          • 斜垫圈
          • 球面垫圈
  • 精度设计不要求
  • 作业
    • 支承轴上的载荷性质
      • （1）既受弯矩，也受扭矩，转轴
      • （2）既受弯矩（ 但相较于1小很多），也受扭矩，转轴
      • （3）只受扭矩（通过花键传递），传动轴
        • 带轮卸荷装置
    • 轴承支点的结构型式
      • （1）单支点双向固定
      • （2）单支点双向固定
      • （3）双支点单向固定