1。构件:独立的运动单元/零件：独立的制造单元
机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能有确定相对运动的连接方式组成的构件系统（机构=机架(1个）+原动件(≥1个)+从动件（若干）） 机器：包含一个或者多个机构的系统
注：从力的角度看机构和机器并无差别，故将机构和机器统称为机械
1. 机构运动简图的要点：1)构件数目与实际数目相同2）运动副的种类和数目与实际数目相同3）运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例（该项机构示意图不需要） 2. 运动副（两构件组成运动副）:1）高副（两构件点或线接触）2）低副（两构件面接触组成），例如转动副、移动副 3. 自由度（F）=原动件数目，自由度计算公式：
求解自由度时需要考虑以下问题：1）复合铰链2)局部自由度3)虚约束
4. 杆长条件：最短杆+最长杆≤其它两杆之和（满足杆长条件则机构中存在整转副）
I） 满足杆长条件,若最短杆为机架,则为双曲柄机构 II） 满足杆长条件,若最短杆为机架的邻边,则为曲柄摇杆机
构
III） 满足杆长条件，若最短杆为机架的对边,则为双摇杆机构 IV） 不满足杆长条件,则为双摇杆机构
5. 急回特性：摇杆转过角度均为摆角(摇杆左右极限位置的夹角）的大小，而曲柄转过角度不同，例如：牛头刨床、往复式输送机
急回特性可用行程速度变化系数（或称行程速比系数）K表示 为极位夹角（连杆与曲柄两次共线时，两线之间的夹角） 6. 压力角：作用力F方向与作用点绝对速度方向的夹角α 7. 从动件压力角α=90°（传动角γ=0°）时产生死点，可用飞轮或者构件本身惯性消除
8. 凸轮机构的分类及其特点：I)按凸轮形状分：盘形、移动、圆柱凸轮(端面） II）按推杆形状分:1）尖顶——构造简单，易磨损，用于仪表机构(只用于受力不大的低速机构)2）滚子——磨损小，应用广3）平底——受力好，润滑好，用于高速转动，效率高，但是无法进入凹面 III）按推杆运动分：直动（对心、偏置）、摆动 IV）按保持接触方式分:力封闭（重力、弹簧等)、几何形状封闭（凹槽、等宽、等径、主回凸轮） 9. 凸轮机构的压力角:从动件运动方向与凸轮给从动件的力的方向之间所夹的锐角α（凸轮给从动件的力的方向沿接触点的法线方向)
压力角的大小与凸轮基圆尺寸有关，基圆半径越小，压力角α越大(当压力角过大时可以考虑增大基圆的半径） 10.
凸轮给从动件的力F可以如图分解为沿从动件的有用分力F’ F F’和使从动件压紧导路的有害分力F’’（F’’=F’tanFα）’’
11. 凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F’'增大,使导路
摩擦力
大于有用分力F’，系统无法运动,当压力角超过许用值【α】即发
生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°—45°，【α】在直动凸轮
机构中建议30°,【α】在回程凸轮机构中建议70°—80° 12.
凸轮机构的运动规律与冲击的关系：I）多项式运动规律:1）
等速运动（一次多项式）运动规律——刚性冲击2)等加等减速（二次多项式)运动规律—-柔性冲击3）五次多项式运动规律——无冲击（适用于高速凸轮机构) II）三角函数运动规律：1）余弦加速度（简谐）运动规律——柔性冲击2）正弦加速度（摆线）运动规律——无冲击 III）改进型运动规律：将集中运动规律组合,以改善运动特性 13.
凸轮滚子机构半径的确定:
I）轮廓内凹时： II）轮廓外凸时:（当时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使） 注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题 14.
齿轮啮合基本定律：设P为两啮合齿轮的相对瞬心（啮合
齿轮公法线与齿轮连心线交点），（传动比需要恒定,即需要为常数)
15. 齿轮渐开线（口诀）：弧长等于发生线,基圆切线是法线，
曲线形状随基圆，基圆内无渐开线 啮合线：两啮合齿轮基圆的内公切线
啮合角：节圆公切线与啮合线之间的夹角α’（即节圆的压力角） 16.
齿轮的基本参数：
分度圆：人为规定(标准齿轮中分度圆与节圆重合)，分度圆参数用r、d、e、s、p=e+s表示（无下标） 轮齿的齿数为z 齿轮各项参数的计算公式： 17.
分度圆压力角α=arcos（/r）（为基圆半径,r为分度圆半径）
所以 所以 18.
齿轮重合度：表示同时参加啮合的轮齿的对数,用（≥1才
能连续传动）表示，越大,轮齿平均受力越小,传动越平稳 标准安装时的中心距 19.
渐开线齿轮的加工方法：1)成形法（用渐开线齿形的成形
刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀），成形法的优点:方法简单，不需要专用机床;缺点：生产效率低，精度差，仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工2）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶
部比正常齿高出,以便切出顶隙部分,刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出,刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点:只能间断地切削、生产效率低)、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削） 20.
最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度
下降)：对于α=20°和=1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17(若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取14）
如何解决根切？变位齿轮可以制成齿数少于最少齿数而无根切的齿轮，可以实现非标准中心距的无侧隙传动，可以使大小齿轮的抗弯能力比较接近,还可以增大齿厚,提高轮齿的抗弯强度（以切削标准齿轮时的位置为基准，刀具移动的距离xm称为变位量，x称为变为系数，并规定远离轮坯中心时x为正值,称为正变位，反之为负值，称为负变位) 21.
轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公
转）、复合轮系（两者混合) 一对定轴齿轮的传动比公式：
对于（定轴）齿轮系，设输入轴的角速度为，输出轴的角速度为，
齿轮系中齿轮转向判断（用箭头表示）：两齿轮外啮合时，箭
头方向相反，同时指向或者背离啮合点,即头头相对或者尾尾相对；两齿轮内啮合时，箭头方向相同
蜗轮蜗杆判断涡轮的转动方向：判断蜗杆的螺纹是左旋还是右旋，左旋用左手,右旋用右手,用手顺着蜗杆的旋转方向把握蜗杆，拇指指向即为涡轮的旋转方向
周转轮系（包括只需要一个原动件的行星轮系和需要两个原动件的差动轮系）的传动比：
注：不能忘记减去行星架的转速，此外，判断G与K两轮的转向是否相同,如果转向相同，则最后的结果符号取“+”，如果转向相反，则结果的符号取“-\"
复合轮系的传动比计算，关键在于找出周转轮系,剩下的均为定轴轮系，计算时要先名明确传递的路线是从哪一个轮传向下一个轮 22.
（周期性）速度波动：当外力作用（周期性）变化时，机
械主轴的角速度也作（周期性的）变化，机械的这种（有规律的、周期性的）速度变化称为（周期性）速度波动（在一个整周期中,驱动力所做的输入功和阻力所作的输出功是相等的，这是周期性速度波动的重要特征） 23.
调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加上一个转
动惯量很大的回转件——飞轮（选择飞轮的优势在于不仅可以避免机械运转速度发生过大的波动,而且可以选择功率较小的原动机）
对于非周期性的速度波动，我们可以采用调速器进行调节（机械式离心调速器，结构简单，成本低廉，但是它的体积庞大，灵敏度低，近代机器多采用电子调速装置) 26．飞轮转动惯量的选择：
注：1) （为最大功亏,即飞轮的动能极限差值,的确定方法可
以参照书本99页)
2）（为主轴转动角速度的算数平均值） 3）（为不均匀系数）
27.（刚性）回转件的平衡:目的是使回转件工作时离心力达到平
衡，以消除附加动压力,尽可能减轻有害的机械振动。 （平面）平衡的方法：安装平衡质量，使得配重对轴的离心
力（或质径积）的矢量和与要平衡的重量的离心力（或质径积)矢量和为0
注：对于一些轴向尺寸较小的回转件，如叶轮，飞轮,砂轮等,
可近似地认为其质量分布在同一平面内，但是对于一些轴向尺寸较大的回转件，如多缸发动机曲柄,电动机转子，汽轮机转子和机床主轴等，其质量分布于多个平面内,不可以看作在同一平面内进行质量平衡的计算 28．螺纹的用途：1)链接2）传动
螺纹参数：S=nP（S为导程,P为螺距，n为螺旋线数，注：
P为相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离,S为同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点的轴向距离）
关于螺纹升角:
螺纹的类型：1）矩形螺纹（牙侧角β=0°）2）非矩形螺纹（牙
侧角β≠0°）：三角形螺纹（牙型角α=60°为国家标准普通螺纹，牙型角α=55°为管螺纹）、梯形螺纹（牙型角α=75°，牙侧角β=15°)、锯齿形螺纹（牙型角α=33°，牙侧角β=3°) 螺纹的效率(有效功与输入功的比）:螺旋副的效率仅与螺纹升
角有关,锯齿形螺纹的牙侧角比梯形螺纹的牙侧角小，所以锯齿形螺纹的效率比梯形螺纹的效率高，但是只适用于承受单方向的轴向载荷
自锁条件：1）矩形螺纹当斜面倾角小于摩擦角时，发生自锁
2)非矩形螺纹，当螺纹升角小于等于当量摩擦角时发生自锁 注：用于连接的紧固螺纹必须满足自锁条件,
29．螺纹链接的基本类型：1）螺栓连接(螺栓和螺母配合)①普
通螺栓连接:螺栓与孔之间有间隙,孔中不切制螺纹，加工简便，成本低，应用最广②铰制孔用螺栓连接：其螺杆外径与螺栓孔的内径具有同一基本尺寸，螺栓与孔之见没有空隙，并常采用过渡配合，它适用于承受垂直螺栓轴线的横向载荷
2）螺钉连接(螺钉直接旋入螺纹孔，省
去螺母）：结构简单,但是不能经常
拆装,经常拆装会使连接件的螺纹被磨损而失效
3）双头螺柱连接:连接较厚的被连接
件，或者为了结构紧凑而采用盲孔的连接，该连接允许多次拆装而不损坏被连接件
4）紧定螺钉连接:固定两零件的相对位
置,并可传递不大的力或者转矩
常见的螺纹紧固件:螺栓（有多种头部形状）、双头螺柱（有
座端和螺母端两个端）、（紧
固)螺钉（末端有平端、锥端、圆尖端）、
螺母、垫圈（增大被连接
件的支承面积以减小接触的挤压应力) 30．预紧：对于不承受轴向工作载荷的螺纹，轴向的力即为预紧
力
螺纹连接的拧紧力矩T等于克服螺纹副相对转动的阻力矩
T1和螺母支承面上的摩擦阻
力矩T2之和
为了充分发挥螺栓的工作能力和保证预紧可靠,螺栓的预紧
应力一般可达材料屈服极限
的50％～70％，小直径的螺栓装配时应施加小的拧紧力矩，
否则容易将螺栓杆拉断,力
矩的大小通常由经验判断，但是为了保证质量可以选择测力
矩扳手或者定力矩扳手
31．防松：连接用的三角形螺纹具有自锁性,一般情况下不会发
生脱落，但是在冲击、振动、
变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，另外高温螺纹
连接有可能导致变形脱落,
所以要进行防松
常用的防松措施：①弹簧垫片：反弹力使螺纹间保持压紧力
和摩擦力②对顶螺母:两个
螺母的对顶作用，使得螺栓始终受到附加
的拉力和附加的摩擦力，结
构简单，适用于低速重载的场合③尼龙圈
锁紧螺母：螺母中嵌有尼龙
圈，拧上后尼龙圈内孔被胀大，箍紧螺栓
④槽型螺母开口销⑤圆螺母
用带翅垫片⑥止动垫片：垫片折边以固定
螺母和被连接件的相对位置
⑦其它方法：用冲头冲2-3点防松、粘合
剂涂于螺纹旋合后粘合剂固
化粘合达到防松效果
32．齿轮失效形式：1)轮齿折断2)齿面点蚀3）齿面胶合4)齿
面磨损5）齿面塑性变形
①轮齿折断：一般发生在齿根处,因为齿根处受到的弯曲应
力最大，淬火钢或铸铁制成
的齿轮（闭式硬齿面齿轮）容易发生这种现象
②齿面点蚀:最先出现在齿面节线处，细小裂纹扩展后颗粒
剥落造成，通常发生在闭式
软齿面齿轮上
③齿面胶合：发生在齿顶、齿根等相对速度较大处，高速重
载运动中，摩擦产生高温引
润滑油失效，齿面金属粘连，相对运动时较软的齿面沿滑动
方向被撕下形成沟纹（解决
方法：1)提高齿面硬度2）减小齿面粗糙度3）增加润滑剂
的粘度(低速)4）加抗胶
合剂）
④齿面磨损：1）磨粒磨损：颗粒进入齿面间引起磨粒磨损，
开式传动中难以避免，齿
阔变形，导致噪声和振动，最终传动失效2）跑合磨损：新
制造的齿轮表面不光洁，刚
开始运转时会有磨损，使得表面变光洁，跑合结束后应该清
洗并更换润滑油
⑤齿面塑性变形:重载导致齿面局部塑性变形，使齿阔失去
正确的齿形,在过载严重和
启动频繁的传动中常见
33．齿轮的接触强度由齿轮的模数和齿数乘积mz决定,mz越大，
接触强度越大
齿轮的弯曲强度由齿轮的模数m决定
34．齿轮径向力判断：所有齿轮的径向力都指向齿轮的轴心 齿轮圆周力向力判断：圆周力都沿齿轮旋转地切线方向,主
动轮的圆周力与转动方向相 反，从动轮圆周力与转动方向相同
齿轮轴向力判断（斜齿轮有，直齿轮没有）：对于圆锥齿轮，轴向力从小端指向大端，
判断一般斜齿轮主动轮的轴向力可用左右
手法则,左旋用左手，右旋用右手,用对应的手四指沿主动轮的转向把握齿轮，拇指方向即为轴向力的方向，从动轮的轴向力方向与主动轮轴向力方向即可
注：一对齿轮中，一齿轮的轴向力与另一齿轮的径向力是反
作用里，也就是说等大
（）
35．轴:轴的作用是支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等
轴的分类：1）按承受的载荷分：①转轴：传递扭矩又承受
弯矩（减速器转轴)②只传递扭矩（卡车底部的传动轴)③只承受弯矩2）按轴的形状分：①直轴②
曲轴(汽车发动机轴）③挠性钢丝轴②③不要求
轴的设计：1）为了便于安装，轴一般设计成从轴端逐渐向
中间增大的阶梯状，装零件的轴端应该有倒角,需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺纹的轴端应该有退刀槽2）零件在轴向上的定位由轴肩或者套筒确定3)零件在轴向上的固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈（轴端上的零件多使用轴端挡圈固定）来实现(如果套筒过长或者无法使用套筒固定时可以采用双螺母进行固定)，在轴向力比较小的时候还可以使用弹性挡圈或紧定螺钉实现4）周向固定大多采用键、花键或过盈配合等连接形式来实现
轴设计时的注意点：①键槽应该设计成统一加工直线（即键
槽应该在同一直线上），尽可能使用同一键槽截面②轴承上不能开键槽③轮毂上的键槽要开通④轴肩不能够过高（不能够高于轴承的内圈，方便抓取）⑤轴的直径要合适，使套筒、螺母等零件能够进入⑥键不能够太长（例如利用键固定齿轮，则键的长度不能超过齿轮的宽度⑦上述轴的设计中的一些其它要点
36．（滚动)轴承的类型：I)按照承受载荷的方向（或接触角)分：
1）向心轴承（主要用于承受径向力)：①径向接触轴承（α=0°，只能承受径向载荷)②角接触轴承（0°＜α≤45°)2）推力轴承（主要用于承受轴向力）：①角接触轴承(45°＜α＜90°）②轴向接触轴承(α=90°，只能承受轴向载荷） II）按照滚动体的形状分:1）球轴承2）滚子轴承：①圆柱滚子轴承②圆锥滚子轴承③球面滚子轴承④滚针轴承
注：滚动体与轴承外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的
平面之间的夹角为公称接触角α
37．1）轴承的承载能力：相同尺寸外形下滚子轴承的承载能力
比球轴承的承载能力高（前者约为后者的1。5—3倍，但是当轴承内径≤20mm时，两者差不多，但是球轴承价格较低
2）轴承的极限转速：转速过高时，高温使润滑失效，滚动体回火或者胶合破坏，提高极限转速可以采取提高轴承精度、适当加大间隙、改善润滑和冷却条件等措施
3）角偏差：由于安装误差或者轴变形会引起内外圈中心线发生相对倾斜,倾斜角称为角偏差，可以采用调心球轴承来保证正常运转
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