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机械设计基础 课堂笔记
注意
校核轴强度时不能只看弯矩最大的位置。弯矩小但直径最小的位置（如与大带
轮配合处）应力也可能很大，需一并校核。
轴的刚度计算
• 若需刚度计算，主要校核挠度、偏转角、扭转角
• 相关内容在工程力学中已详细讲解，直接应用即可
轴强度计算要点总结
• 轴强度计算把握两点：
1. 用扭转强度初估最小轴径
2. 用弯扭组合强度校核轴
轴系结构改错题要点
• 此类题目在考试中一般 8∼10 分，出题形式有两种：网上系统改错、选择题
• 改错依据 8 个方面考虑，具体如下：
润滑与密封
• 齿轮/蜗轮用油润滑、轴承用脂润滑时，需设计挡油环结构
• 挡油环是非标准件，既起挡油作用，又对齿轮右侧和轴承内圈起轴向定位作用
• 轴承盖处设计密封，一般用毛毡圈
• 轴承盖与轴不能直接接触（静止件与运动件不能直接接触）
轴向固定
• 联轴器处用轴肩进行轴向固定
• 齿轮处用挡油环进行轴向固定
• 齿轮和联轴器处都要有键连接，且键槽要开在同一条母线上
轴承间隙调整
• 轴承盖与箱体之间要有调整垫片
结构工艺性
• 轮毂长度比轴段长 2∼3 mm
• 装轴承位置与轴承盖位置之间设计非定位轴肩
其他
• 运动件与静止件不能直接接触
• 加工面与非加工面要区分（箱体与轴承盖配合处）
定义
挡油环：用于油润滑齿轮与脂润滑轴承之间的挡油结构，为非标准件，同时可
对齿轮和轴承内圈起轴向定位作用。
注意
键槽要开到同一条母线上，这是轴系结构设计中容易遗漏的要点。
箱体与轴承盖的加工面与非加工面
• 箱体与调整垫片接触处应为一个面（加工面） ，不能是一条线
• 非加工面可适当缩进，使加工面与非加工面明显分开
• 轴承盖有凸出和凹入两种结构形式，凸出处为加工面，其余为非加工面
• 定位组件的位置与结构需按图纸要求正确布置
Study Notes 341 / 344 先看条件，再套公式
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机械设计基础 课堂笔记
注意
轴承处不能设置键连接。轴承是通过过盈配合固定的，若在轴承位置加键连接
属于结构错误，考试改错题中常作为考点。
考试安排
• 时间：1 月 5 日 9:00∼11:00
• 地点：34 号楼 303（以教务系统为准）
• 考试形式：闭卷，占平均成绩 70%
• 平时成绩占 30%，着重考察参与程度
• 需携带：2B 铅笔、计算工具、学生证件
考试题型
• 选择题（含计算题形式的选择题）
• 结构改错题（可能要求改错，也可能要求自己画图，常见为 ABCD 选项形式）
• 判断题（a 对 b 错）也属于选择题的一种
计算题选择题的答题策略
• 计算题以选择题形式出现时，必须先把整个题目完整计算一遍，再选择与计算
结果最接近的选项
• 题目中各小题的提问顺序可能与计算顺序不同（如先问寿命，但轴向力、当量
动载荷在后面的小题才出现）
• 计算结果可能与选项有出入，选最接近的那个
• 不要把已选答案再代入后续计算，应独立完成全部计算
注意
不要将选择题中选出的答案带入后续小题的计算，否则会连锁出错。务必先完
整算完整个题目再作答。
考前复习安排
• 考试前 2∼3 周，在雨课堂发布综合测试（融合全部内容） ，限时2 小时内提交
• 截止日期早于考试日期，截止后公布答案
• 综合测试成绩计入平时成绩
• 11 月 30 日之后发布所有重要题目的参考答案（网上作业系统 + 雨课堂）
网上作业系统与雨课堂截止时间
• 网上作业系统：11 月 19 日开放，一周内自动关闭，截止 11 月 26 日
• 雨课堂作业：截止 11 月 30 日（如斜齿轮相关作业）
• 逾期不再开放，之后进入复习阶段
答疑安排
• 非集中答疑，有问题可随时到办公室
• 办公室：30 号楼 436
• 复习期间有问题可随时前往
考试范围（不考内容）
• 第五章：机械调速（未讲）
• 第十二章：滑动轴承（未讲）
Study Notes 342 / 344 先看条件，再套公式
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• 联轴器（学时少，不考）
• 第十六章：弹簧（未讲）
注意
不考内容很少，其余章节均需掌握。重点在基础理论篇（1∼15 章）与设计方法
篇的结构分析部分。
计算题可能出现的章节
• 第二章：自由度计算
• 平面机构：四杆机构（如极位夹角计算）
• 轮系：传动比计算
• 齿轮：与轮系结合（如转臂直径、半径计算） ；受力强度公式不需记忆，但需理
解模数、齿数的影响
• 滚动轴承：必考，重点掌握正装/反装、内部轴向力计算
例
滚动轴承寿命公式中，P 的 ε 次方乘以 L 为常数，ε 为寿命指数 （球轴承ε=3， 滚
子轴承 ε=10/3） 。这是需要记忆的核心公式之一。
课程设计前期安排
• 任务：电动机选择、传动比分配、带传动与齿轮传动相关计算
• 提交时间：12 月 6 日之前
• 提交方式： 手写计算过程 （A4 纸， 不用电子版） ， 拍照上传至课程设计前期安排
文档
• 同时需提交 Excel 数据表（填写电动机选择、传动比、带传动、齿轮传动等关键
数据）
注意
1. 不要提交电子版计算过程，必须手写。
2. Excel 表不要更改格式。
3. 所有计算结果保留小数点后两位。
电动机选择
• 计算电动机所需功率与额定功率
• 电动机有同步转速与满载转速之分
• 一般选择 1000∼1500 r/min，不要选 3000 r/min（传动比过大）
传动比分配
• 总传动比 = 电动机满载转速 ÷ 工作机转速
• 总传动比 = 带传动传动比 × 齿轮传动传动比
• 带传动传动比一般取 2∼4（参考教材第 16 页推荐值）
• 齿轮传动传动比 = 总传动比 ÷ 带传动传动比
注意
必须保证带传动传动比 × 齿轮传动传动比 = 总传动比。 不能各自随意取值 （如
齿轮传动直接取书上例子的 5） ，否则两者乘积不等于总传动比。
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例
若总传动比算出为 11.5，带传动取 2.3，则齿轮传动传动比 = 11.5 ÷ 2.3 = 5 。若
齿轮传动取 5，则带传动 = 11.5 ÷ 5 = 2.3 。
带传动与齿轮传动设计计算
• 带传动：计算带的宽度、带轮宽度、带的根数、压轴力等参数
• 齿轮传动：计算齿数、模数、中心距、分度圆直径等参数
• 齿轮传动必须选择斜齿轮，不要选直齿轮
课程设计后续安排
• 最后两周进行课程设计绘图 （A1 图纸， 地点在博学楼， 由教务员统一申请安排）
• 前期计算也是复习过程，通过计算加深对带传动与齿轮传动设计的理解
• 19、20 周继续上课，复习期间有问题可随时到办公室（30 号楼）询问
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