机械设计基础第一章
机械设计基础第1章 绪论(朱明zhubob
1．铸铁
常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、 可锻铸铁、合金铸铁等。
2．钢
钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、 锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种 机械零件，并且可以用热处理和表面处 理方法提高机械性能，因此其应用极为 广泛。
材料
名称
牌号
普通碳素结 构钢
优质碳素结 构钢
合金结构钢
Q215 Q235 Q255 Q275
§1-4 机械零件常用材料及其 选用原则
机械制造中最常用的材料是钢和铸铁， 其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、 橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用 。 1.4.1 金属材料
金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳 合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。 含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大 于2%的称为铁。
450
球墨铸铁
QT500-7
500
QT600-3
600
QT700-2
700
230
130
270
143
310
153
—
15Байду номын сангаас~200
—
170~220
—
190~240
310
160~210
320
170~230
370
190~270
420
225~305
3．有色金属合金
有色金属合金具有良好的减磨性、跑合 性、抗腐蚀性、抗磁性、导电性等特殊 的性能，在工业中应用最广的是铜合金、 轴承合金和轻合金，但有色金属合金比 黑色金属价贵。
图1-2单缸四冲程内燃机 包含由齿轮9、齿 10组成的齿轮机构；
由曲轴6、连杆5、活塞2组成的曲柄滑块机构； 由凸轮7、从动杆8及进气阀3组成的凸轮机构 等。
机械设计基础第1章
K个构件具有K-1个转动副.
• 2.局部自由度
与输出构件运动无关的自由度称 为局部自由度。
• 3.虚约束
• 对机构运动不起限制作用的重复约 束称为虚约束。
•
虚约束虽然对运动不起作用，
但有增加构件刚性、使构件受力均
衡等作用。
•
例题４ 例题５
局部自由度
2
2
2
2
1
1 1
Hale Waihona Puke 11(a) 1
2
2
1
2
2
运动副表示
2
1 (b) 1
2 1
2
a)
b) 构件表示
c)
2 构件分类: 1） 固定构件（机架）：用来支承运动构件的构件。 相对地面不动。 2）原动件（主动件）：运动规律已知的活动构件。如： 原动机，又称输入构件。 3）从动件：机构中随着原动件的运动而运动的其余活 动构件。其中输出预期运动规律的从动件称输出构件。
第1章 平面机构的自由度和速度分析
本章要解决问题 构件组合具有确定相对运动的条件是什么？ 怎样绘制机构运动简图。 何谓速度瞬心？速度瞬心有哪些用途？
基本要求 自由度、运动副、瞬心、复铰、局部自由度、虚约束； 能正确计算平面机构的自由度； 能绘制简单机械的机构运动简图；能正确判定瞬心。
重点 机构自由度的计算，机构运动简图绘制。 所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机
• 瞬心数目 一个机构若有Ｎ个构件，则瞬心总数为
•
k=Ｎ(Ｎ-１)/２
瞬心位置 两构件相互接触 分为４种情况
• 三心定理 作平面运动的三构件的三瞬心必位于同一
《机械设计基础》第1章
机械是机器和机构的总称。
常用机构：机器中广泛应用的机构。 如：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机 构。
凸轮机构
齿轮机构
间歇运动机构 连杆机构
二、构件和零件
构件：组成机器的若干个运动的实物。
单一零件——曲轴
多个零件的刚性组合——连杆
零件：机械中不可拆的制造单元体。
构件是机械中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。
（2）执行部分：完成机械预定功能的部分。
（3）传动部分：把动力部分的运动和动力传递给执 行部分。 （4）控制部分：使操作者能随时实现或终止机器各 种预定功能的部分。
2.机 构
机构是用来传递运动和力；有一个构件为机架； 用运动副连接起来
机构主要用来传递或变换运动。
机器主要用来完成有用的机械功或转换机械能。
（A、B、C 三点不得共线）
如何求力系合力？
同在xOy平面内的六个力如图所示， 大小分别为F1=10N，F2=20 N， F3=12N，F4=10 N，F5=30N， F6=12N，求合力的大小。
第一步：将力投射到xy轴上
如何求力系合力？
第二步：分别求各力在X和Y轴上的值
如何求力系合力？
第三步：求合力（注意方向）
为研究对象。
2）以内力代替另一部分对研究对象的作用。 3）对研究对象列出平衡方程，求解内力。
应力概念—单位面积上所受的内力
应力描述了内力在横截面上的分布情况和密集程度，可以判 断构件强度
[例] 图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5F、8F、4F、 1F 的力，方向如图，试画出杆的轴力图。 O A FA FN1 A B FB B C FC C D FD D
扳手
螺丝起子
机械设计基础-第一章受力分析
力的合成与分解
力的合成和分解是将一个力分解为多个互相垂直的力的过程，或者将多个力 合成为一个力的过程。这个概念在受力分析中非常重要，让我们能够更好地 理解力的作用。
刚体的平衡
当一个物体内部的所有粒子受到的合力和合力矩都为零时，物体处于平衡状 态。我们将学习如何应用平衡条件，分析刚体受力的平衡情况。
力矩的概念与计算
力矩是衡量力在刚体上产生转动效应的物理量。了解力矩的概念和计算方法， 可帮助我们更好地理解刚体受力状况，并应用于实际的设计问题中。
应用实例与练习题解析
通过一些实际的应用实例和练习题，我们将学习如何应用受力分析的知识来 解决实际问题。这将帮助我们将理论知识与实践相结合，增强我们的设计能 力。
机械设计基础-第一章受 力分析
受力分析是机械设计中的关键步骤，帮助我们理解物体受到的力和力的作用 方式。本章将介绍受力分析的基本概念和方法。
静力学与动力学
静力学关注物体处于静止状态时的受力分析，动力学则研究物体在运动中受到的力的影响。了解这两个 概念有助于我们全面理解受力分析的原理和应用。
Байду номын сангаас
平衡条件与受力分析方法
机械设计基础第1章
第一章概论§1.1 本课程研究的对象、内容一、机械设计基础课程的重要性：工业生产中，机械工程科学是最基本的技术科学之一，机械设计学科又是机械工程科学的基础。
二、本课程的研究对象：机械：是机器和机构的总称。
举例：内燃机，课本图1.1 机器包含三种机构：曲柄滑块机构，将活塞的往复移动转化为曲柄的连续转动；齿轮机构，改变转速大小和转向；凸轮机构，将凸轮的连续转动转变为推杆往复移动。
1. 机器与机构：机器可视为若干机构的组合机器：既能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功，或者能传递或转换能量、物料、信息等。
如内燃机——转换能量；车床——实现确定的机械运动，又作有用的机械功；机械手——传递物料；照相机——传递信息机构：仅能传递运动和动力。
如齿轮机构——传递运动；摇头风扇—连杆机构；齿轮机构；凸轮机构——转换运动2、机器的特征（共性）1）人为的实物组合——由人工组合的构件系统2）各实物间具有确定的相对运动如：活塞—缸体：往复运动；曲轴—缸体：转动；连杆—曲轴：摆动；刨头—床身：往复直线3）实现能量转换或完成有效的机械功如：内燃机：热能→机械能；发电机：机械能→电能；电动机：电能→机械能具有以上三个特征——机器；只具有机器的前两个特征——机构如：牛头刨主体机构：把回转运动→直线运动——作机械功凸轮机构（配气机构）：把回转→直线运动——作机械功曲柄滑块机构：将活塞的直线运动→曲柄的回转运动可见，机器与机构的关系：机器是由一种或多种机构组成的。
机构仅考虑运动问题，不考虑能量问题。
3、构件和零件构件：组成机器的各个相对运动的实物。
是机构的基本运动单元，由一个或几个零件组成如：单一零件——曲轴，多个零件的刚性组合——连杆零件是组成机器最基本的单元，机械中不可拆的制造单元体。
专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲轴、叶片通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、轴、螺栓等构件是机械中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。
机械设计基础第1章 机械设计基础概论
1.2 本课程的内容、性质和任务
本课程的研究对象是一般工作条件下 的常用机构和通用机械零部件。对于巨型、 微型、以及高速、高温、高压或低温条件 下工作的通用零部件, 则在有关专门课程 中研究。
1.3 机器应满足的要求和设计制造 程序
1. 机器应满足要求
机器应满足下列要求。
1. 使用要求 2. 经济性要求
3. 执行装置
执行装置是直接完成机器预定功能的 工作部分, 如车床的卡盘和刀架, 汽车的 车轮, 船舶的螺旋桨, 带式输送机的输送 带等。
4. 操纵、控制及辅助装置
操纵和控制装置用以控制机器的起动、 停车、正反转、运动和动力参数改变及各 执行装置间的动作协调等。自动化机器的 控制系统能使机器进行自动检测、自动数 据处理和显示、自动控制和调节、故障诊 断、自动保护等。辅助装置则有照明、润 滑、冷却装置等。
图1-1 牛头刨床的传动系统 图
图1-2 单缸四冲程内燃 机
通常将机器和机构统称为机械。构件 是运动的单元, 而零件是制造的单元。通 常把为协同完成某一功能而装配在一起的 若干个零件的装配体称为部件, 只在某些 特定类型的机器中才使用的零件, 称为专 用零件。
按照用途的不同, 可把机器分为动力 机器、工作机器和信息机器。动力机器用 来实现其他形式的能量与机械能间的转换, 工作机器用来做机械功或搬动物品, 即变 换物料, 信息机器用来获取或变换信息, 现代机器一般由动力装置、传动装置、执 行装置和操纵控制装置四个部分组成。此 外, 还有必要的辅助装置。
■1. 动力装置
动力装置是机器的动力来源，有电动机、内燃机、燃 气轮机、液压马达、气功马达等。现代机器大多采用 电动机，而内燃机主要用于运输机械、工程机械和农 业机械。
机械设计基础第一章
机械设计基础第一章：绪论1.1引言机械设计是机械工程领域的重要组成部分，它涉及到机械产品的构思、设计、分析、制造、试验和优化等方面。
机械设计基础是机械工程专业的基础课程，旨在为学生提供机械设计的基本理论和实践方法。
本章将介绍机械设计的基本概念、设计过程、设计方法和设计原则，为后续章节的学习奠定基础。
1.2机械设计的基本概念机械设计是指根据产品功能、性能、可靠性和经济性等要求，运用科学理论和工程技术，进行机械系统的构思、分析和计算，并最终形成设计方案的过程。
机械设计的目标是创造具有优良性能、可靠性和经济性的机械产品。
1.3机械设计过程机械设计过程是一个复杂而有序的创造性工作过程，它包括需求分析、方案设计、详细设计、制造和试验等阶段。
需求分析阶段是确定设计任务和目标，明确产品功能和性能要求；方案设计阶段是形成设计方案，包括选择合适的机构和结构形式；详细设计阶段是进行零件和装配图的绘制，确定零件的尺寸和形状；制造阶段是将设计方案转化为实际产品；试验阶段是对产品进行性能测试和可靠性验证。
1.4机械设计方法机械设计方法是指在机械设计过程中采用的科学方法和工程技术。
常用的机械设计方法包括经验设计法、计算设计法和优化设计法。
经验设计法是基于设计经验和常识进行设计的方法；计算设计法是通过数学模型和计算方法进行设计的方法；优化设计法是通过优化算法和计算机辅助设计软件进行设计的方法。
1.5机械设计原则机械设计原则是指在机械设计过程中应遵循的基本原则和规范。
机械设计原则包括可靠性原则、安全性原则、经济性原则、环保性原则和创新性原则。
可靠性原则要求机械产品具有稳定的性能和长的使用寿命；安全性原则要求机械产品在使用过程中不会对人员和环境造成伤害；经济性原则要求机械产品在成本和效益方面具有竞争力；环保性原则要求机械产品对环境的影响最小化；创新性原则要求机械产品具有新颖的结构和功能。
1.6机械设计的基本要求机械设计的基本要求包括功能要求、性能要求、可靠性和耐久性要求、经济性要求、安全性和环保性要求。
机械设计基础第一章
用途
冲压、焊接、渗碳工件
要求良好强度韧性的 各种重要结构零件
高碳钢
合 金 钢 低合金钢 中合金钢 高合金钢
＞0.6%
— — —
—
＜5% 5%-10% ＞10%
硬度高
— — —
工具、模具、量具
多种用途
2）按质量分类
名称 普通钢 优质钢
高级优质钢 3）按用途分类 名称 结构钢 工具钢 特殊性能钢
Ws 不大于0.050% 不大于0.035%
第十三章
第十四章 第十五章
联轴器、离合器和制动器
螺纹联接和螺旋传动 机械的平衡和调速
第一章 绪论
§1.1 引言
§1.2 机械概述 §1.3 本课程的内容、性质和学习方法 §1.4 机械设计的基本要求和一般程序 §1.5 机械零件常用材料及其选择
§1.1 引言
一、机械及其发展历程
1、机械 机械是人类在长期的生产实践中创造出来的生产工具，它对人类社 会的进步起到了至关重要的推动作用。 2、机械的发展历程 从杠杆、斜面、滑轮的应用，到蒸汽机、内燃机、电动机的发明， 及汽车飞机等各种机械的不断创新；现代的机械手、机器人的设计、制 造 和应用，使机械科学技术产生了质的飞跃。
§1.5 机械零件常用材料及其选择
机械零件常用材料主要是金属材料，其中较多的是黑色金属。
一、常用金属材料 （一）钢
0.0218%＜Wc≤2.11%的铁碳合金
1、钢的分类 1）按化学成分分类
种类 碳 素 钢
名称
低碳钢 中碳钢
Wc
＜0.25%
0.25%-0.6%
Wme
— —
性能
塑性好 强度韧 性较好
单缸内燃机
机械设计基础第一章-1-3速度瞬心
绝对瞬心－重合点绝对速度为零。
A2(A1) VA2A1
2
P21
B2(B1)
VB2B1
1
Vp2=Vp1≠0 Vp2=Vp1=0
由定义推出的特点：
①该点涉及两个构件。
②绝对速度相同，相对速度为零。（重合点）
③相对回转中心。 2、瞬心数目 若机构中有n个构件，则
P13
1 23
P13 P34
③求瞬心P24的速度 。 VP24＝μl(P24P12)·ω2
VP24
P23 3
2 ω2
1
（令构件2绕绝对瞬心P12旋转，得VP24 ） P24 P12
4
ω4
P14
VP24＝μl(P24P14)·ω4（绕绝对瞬心P14旋转）
ω4 ＝ω2·(P24P12)/ P24P14 方向: 与ω2相同。
P36 2
3 P13
P26
P35
P25
2
P12
P46 5
P14 1
P15
∞ P16
6 P56
二、速度瞬心在机构速度分析中的应用
1.凸轮机构直动从动件求线速度 3 P23 ∞
已知凸轮转速ω1，求推杆的速度。
解： ①直接观察求瞬心P13、 P23 。
②根据三心定律和公法线
n2
ω1 1 V2
三心定理的证明：
（用反证法证明）
如右图所示的三个构件组 成的一个机构，设构件1为固定 件。若P23不与P12、P13共线 （同一直线），而在任意一点 C，则C点在构件2和构件3上的 绝对速度的方向不可能一致， 即绝对速度不相等。而只有C 点在P12、P13连成的直线上， 重合点速度方向才可能一致。
机械设计基础第一章
物体的受力分析
例 题 1
解：
1.物块 B 的受力图。
H G
FD
D
C E
A B G1
F
D B
G2
G2
例题
物体的受力分析
例 题 1
2. 球 A 的受力图。
H C E G
FE
E
A
F
D B
A
G1
F
G2
G1
FF
例题
物体的受力分析
例 题 1
3.滑轮 C 的受力图。
H G
I
H FH
C E
公理五 刚化公理 如果变形体在已知力系作用下处于平衡，
此时将变形体刚化成为刚体，则平衡不受影响。 刚化公理也称为变形体平衡公理，即变形体只有在平衡的前题 下才能刚化为刚体。 F2 F1
F2 F1
刚体的平衡条件，对于变形体而言是平衡的必要条件而不是充 分条件，即变形体的平衡条件包括了刚体的平衡条件。因此， 把处于平衡的变形体刚化为刚体，可进而应用刚体静力学的全 部理论。由此可看出刚体静力学对研究变形体的重要性。
刚体—受力后不变形的物体。（是对物体抽象简化 后得到的一种理想模型）
刚体的特征表现：刚体内任意两点的距离始终保持 不变。 平衡—物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动 的状态，它是机械运动的一种特殊形式。 1）平衡是相对的。
2）平衡是暂时的。
其共同特点是运动状态没有变化。
第二节 静力学的基本性质
公理三 力的平行四边形公理 作用于刚体上某
点 A（或作用线交于某点 A）的两个力 F1、F2，可以合 成为一个力，这个力称为合力 F，合力的大小、方 向、作用线由以这两个力为邻边所组成的平行四边 形的对角线来决定。
机械设计基础 第一章
其他部分———减速器等。
1.2.2 本课程的学习方法
本课程综合运用了工程力学、金属工艺学、机械制图、 公差配合等先修基础课程知识，解决常用机构及通用零部件 的设计问题，较之以往的先修课程更接近工程实际，因此学 生在学习本课程时必须在学习方法上有所改变。
1.3 机械设计的基本要求及一般过程
1.3.1 机械设计的基本要求
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的 第一步，是决定机械性能的最主要的因素。
1.1 本课程的研究对象
在学习本课程之前,我们首先要了解一些基础知识，如机 器、机构、机械、零件、部件和构件等，这些基础知识也是本 课程的研究对象。
1.1.1 引言
在我国，机械的创造、发展及其使用有着悠久的历史。 三千年前出现了简单的纺织机，两千年前已将绳轮、凸轮、 连杆机构等用于生产中。汉代以后的指南车及记里鼓车中利 用了齿轮和齿轮系传动。
注重产品的工艺造型设计，不仅要功能强、价格低，而 且外型美观、实用，使产品在市场上具有竞争力。
1.3.2 机械设计的一般过程
机械设计是一项创造性工作，需要考 虑的因素较多，解答的方案也不止一个。 下面简要介绍机械产品设计的一般过程。
1. 产品规划
通常，设计者在深入调查研究的基础上，根据社会、市 场的需求确定所设计机器的功能范围和性能指标；根据现有 的技术、资料及研究成果分析其实现的可能性，明确设计中 要解决的关键性问题；拟定设计工作计划和设计任务书。
1.4 机械零件设计的基本要求及一般方法
1.4.1 机械零件设计的基本要求
设计零件时应满足的基本要求是从设计机器 的要求中提出来的，一般概括为以下两点:
使用要求 01
设计的零件应 在预定的使用寿命 周期内按规定的工 作条件可靠地工作。
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《机械设计基础》电子教案第一章机械设计基础概论
第一节机械及其组成
一、机器和机构
1．机器
机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能力、物流和信息。
，就其组成而言，一部完整的机械主要有以下四个部分
(1)动力部分。
(2)执行部分。
(3)传动部分。
(4)控制部分。
2．机构
机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用运动副连接起来的构件系统。
二、构件和零件
1．构件
从运动学的角度看，机器是由若干个运动的单元所组成，这些运动单元称为构件。
构件可以是单一的整体(如活塞)，也可以是多个零件组成的刚性结构。
2．零件
零件是组成构件的基本单元。
零件可以分为两类，一类是通用零件，在各种机器中普遍使用，如螺母、齿轮、键等；另外一类是专用零件，在少数机器中使用，如内燃机的曲轴，汽轮机中的叶片等。
第二节机械设计的基本要求和一般程序
一、机械零件的主要失效形式和设计准则
机械零件的常见失效形式有断裂或过大的塑性变形，过大的弹性变形，工作表面失效（如磨损、疲劳点蚀、表面压馈、胶合等），发生强烈的振动以及破坏正常工作条件引起的失效（如连接松动、摩擦表面打滑等）。
二、机械设计应满足的基本要求
1.功能性要求
2.经济性要求
3.工艺性要求
4.劳动保护和环境保护要求
5.可靠性要求
6.其他方面的要求
三、机械零件设计的一般步骤
（1）根据零件在机械中的地位和作用，选择零件的类型和结构。
（2）分析零件的载荷性质，拟定零件的计算简图，计算作用在零件上的载荷。
（3）根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择适当的材料。
（4）分析零件可能出现的失效形式，决定计算准则和许用应
力。
（5）确定零件的主要几何尺寸，综合考虑零件的材料、受载以及加工装配工艺和经济性等因素，参照有关标准、技术规范以及经验公式，确定全部结构尺寸。
（6）绘制零件工作图，确定公差和技术要求，写出计算说明书。
四、机械零件设计的标准化、通用化及系列化
标准化指有不少零件，由于应用范围广、用量大，已经高度标准化形成标准件。
通用化指在不同规格的同类产品或不同类产品中采用同一结构和尺寸的零部件。
系列化指有很多零件适用范围极为广泛，但在具体设计时随着工作条件的不同，在材料、尺寸、结构等方面的选择也各不相同，这种情况则可对其某些基本参数规定标准的系列化数列。
五、设计机器的一般过程和主要内容
1．设计任务的研究和制定
2．方案设计
3．总体设计
4．技术文档编制阶段
第三节金属材料的性能
一、金属材料的力学性能
1．强度
强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
2．塑性
塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。
3．硬度
硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。
4．冲击韧性
金属材料抵抗冲击载荷的能力称为冲击韧性。
二、金属材料的工艺性能
1．铸造性（可铸性）
铸造性是指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能。
铸造性主要包括流动性、收缩性和偏析。
2．可锻性
可锻性是指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。
3．焊接性（可焊性）
焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性能。
4．切削加工性（可切削性，机械加工性）
切削加工性是指金属材料被刀具切削加工后而成为合格工件的难易程度。
5．热处理工艺性能
金属材料适应各种热处理工艺的性能称为热处理性能。
第四节机械零件的常用材料
机械零件的常用材料包括金属材料和非金属材料。
第五节机械零件的力学基础
一、力系
1.平面任意力系
力系中各力的作用线都处于同一个平面内，且任意分布，称为平面任意力系。
2.平面任意力系的平衡方程及其应用
（1）平面任意力系的平衡方程
1）基本形式。
2）二力矩式
3）三力矩式
二、轴向拉伸与压缩
1.拉伸与压缩的概念
受拉伸或压缩的构件有很多是等截面直杆（统称为杆件），它们受力的共同特点是作用于杆上的外力（或外力的合力）作用线和杆的轴线重合。
杆件的变形是沿轴线方向的伸长或缩短。
2.内力及横截面上的应力
（1）内力和截面法。
（2）横截面上的应力。
3.拉压变形和胡克定律
（1）绝对变形和相对变形。
（2）胡克定律。
4.许用应力和安全因数
（1）拉伸和压缩时材料的力学性能。
材料在外力作用下，所表现出来的各种性能，称为材料的力学性能。
1）屈服极限σs。
2）强度极限σb。
3）延伸率δ和断面收缩率ψ。
（2）极限应力和工作应力。
（3）许用应力和安全因数
5.拉伸或压缩的强度计算
（1）强度校核。
（2）选择截面尺寸。
（3）确定许可载荷。
三、剪切与挤压
1.剪切应力
2.挤压的概念和实例
四、扭转
1.扭转的概念和实例
2.扭矩和扭矩图
3.圆轴扭转时横截面上的应力
（1）圆轴扭转变形。
（2）圆轴扭转时的应力。
4.圆轴扭转的强度计算
五、弯曲
1.平面弯曲的概念和实例
（1）弯曲概念。
（2）平面弯曲。
（3）梁的类型。
1）简支梁。
2）悬臂梁。
3）外伸梁。
2.梁的内力——剪力和弯矩
（1）剪力和弯矩的概念。
（2）剪力和弯矩的计算。
（3）弯矩方程和弯矩图。
第六节摩擦、磨损及润滑
一、摩擦
1．摩擦分类
(1)按摩擦副的运动状态分为动摩擦和静摩擦。
(2)按摩擦副的运动形式分为滑动摩擦和滚动摩擦。
(3)按摩擦表面的润滑状态分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦。
2干摩擦机理
3．边界摩擦机理
（1）物理吸附膜。
（2）化学吸附膜。
（3）化学反应膜。
4．流体摩擦机理
二、磨损
1．磨损过程
2．磨损类型
（1）黏着磨损。
（2）磨粒磨损。
（3）腐蚀磨损。
（4）疲劳磨损。
3．减小磨损的方法
（1）润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法。
(2)合理选择摩擦副材料。
（3）进行表面处理。
（4）注意控制摩擦副的工作条件。
三、润滑
润滑是指在作相对运动的两个摩擦表面之间加入润滑剂，变干摩擦为加入润滑剂分子之间的摩擦。
1．常用润滑剂及选择
(1)润滑油。
（2）润滑脂。
2．常用润滑方式及装置
（1）油润滑方式及装置。
1）间歇供油。
低速、轻载和不重要的场合。
2）连续供油。
较重要场合。
（2）脂润滑方式。
3．常用传动装置的润滑
（1）滑动轴承的润滑。
（2）滚动轴承的润滑。
（3）齿轮传动的润滑。
（4）蜗杆传动的润滑。
第七节本课程的研究内容、性质及任务本课程作为机械设计的基础，主要研究的对象为机械中的常用机构和通用零件的工作原理、运动特性、结构特点、材料选择和设计计算的基本理论和方法，以及使用和维护、标准和规范，从而为研究开发机器打下基础。
“机械设计基础”课程是一门培养学生具有一定机械设计能力的专业基础课，也是工程技术及其应用的基本知识。
在现代化生产中，机械广泛应用在动力、采矿、石油、化工、轻纺、食品工业等各个领域，是工程技术人员的必修课程。
本课程的主要任务：
（1）使学生理解机构的结构、运动特性和机械动力学的基础知识，为学生将来从事机械产品的设计、开发提供必要的理论基础。
（2）使学生掌握通用零件的工作原理、特点、维护和设计计算的基本知识，初步具有从事简单机械装置设计以及设备的使用、维护管理和故障分析的能力。
（3）使学生掌握常用的机构的基本理论和设计方法，掌握通用零部件的失效形式、设计准则与设计方法。
（4）使学生具备设计简单机械及传动装置的基本技能。
具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料及编写设计说明书的能力。