机械设计基础知识05
机械专业基础知识汇总总结
机械电子技术正在向网络化方向发展，如物联网、工业 互联网等。
03 绿色化
机械电子技术正在向绿色化方向发展，如节能环保、绿 色制造等。
08
机械专业基础知识 应用案例
机械专业基础知识在机械制造中的应用案例
设计应用
利用机械原理设计新型机械 装置，提高生产效率。
制造应用
运用材料力学知识优化材料 选择，提升产品质量。
机械控制系统的组成
机械控制系统通常包括传感器、控制器、执行器 和反馈装置等部分。
机械控制系统的分类
机械控制系统可以根据控制方式、控制目标和控 制对象等进行分类，如开环控制、闭环控制、比 例控制等。
机械控制中的传感器和执行器
01
02
03
传感器
传感器是机械控制系统的重要组 成部分，用于检测和测量各种物 理量，如温度、压力、速度等。
机械专业基础知识的重要性
01
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基础理论
机械专业基础知识是机械工程领域的基础， 是理解和掌握更高级知识的前提。
实践应用
机械专业基础知识在实际工作中具有广泛 的应用，是解决实际问题的基础。
03
职业发展
掌握机械专业基础知识是机械工程师职业 发展的重要基础，有助于提升职业竞争力。
机械专业基础知识涵盖范围
20XX
机械专业基础知 识汇总总结
作者：XXX
目录
CONTENTS
01 机械专业基础知识概述 02 力学基础知识 03 材料力学基础知识 04 机械设计基础知识 05 机械制造基础知识 06 机械控制基础知识
目录
CONTENTS
07 机械电子基础知识 08 机械专业基础知识应用案例
01
机械设计基础绪论
引言概述：机械设计是现代工程领域中的重要学科之一，它涉及到各个行业的产品设计与制造。
机械设计的基础是机械工程学科的根基，包括材料力学、工程力学、热学、流体力学等基本理论，以及机械元件与机械系统的设计原理和方法。
在本文中，我们将在上一篇绪论的基础上进一步探讨机械设计的基础知识。
正文内容：一、机械设计与机械工程学科的关系1.1机械设计的定义和范围1.2机械设计与其他工程学科的关系二、机械设计的基本原理与方法2.1设计思路与设计流程2.2机械设计的目标与要求2.3需要考虑的因素与约束条件2.4设计参数选择与优化方法2.5机械设计的可靠性与安全性三、机械元件的设计与计算3.1紧固件、弹簧与轴承的设计与选型3.2机械传动系统的设计和计算3.3常见机械元件的强度与刚度计算3.4特殊机械元件的设计问题与解决方法3.5机械元件的装配与尺寸配合四、机械系统的设计与分析4.1机械系统的功能要求与设计原则4.2机械系统的运动分析与动力学计算4.3机械系统的工作性能与效率分析4.4机械系统的稳定性与可靠性分析4.5机械系统的布置与优化设计五、机械设计的进展与未来发展趋势5.1机械设计的现状与应用情况5.2当前机械设计领域的研究重点5.3机械设计技术的创新与发展前景5.4机械设计与智能制造的结合总结：机械设计作为一门独立的学科，是工程技术领域中不可或缺的一部分。
本文深入探讨了机械设计与机械工程学科的关系，以及机械设计的基本原理与方法。
我们还详细介绍了机械元件的设计与计算、机械系统的设计与分析等重要内容。
通过对机械设计的研究，可以提高产品的性能和质量，促进工程技术的发展。
随着智能制造的兴起，机械设计技术将面临新的挑战和机遇，需要继续加强研究和创新，推动机械设计学科的快速发展。
《机械设计基础》学习笔记
掌握牙嵌离合器、摩擦离合器和电磁离合器等三种类型的离合器，以及各自的工作原理和适用场合。
过盈连接与无键连接
过盈连接的原理和特点
了解过盈连接的基本原理、类型和特 点，如圆柱面过盈连接和圆锥面过盈 连接等。
无键连接的类型和应用
掌握胀套连接、冷缩配合连接和型面 连接等三种无键连接的类型，以及各 自的应用场景和特点。
环境适应性原则
考虑材料在特定环境下的适应性， 如高温、低温、腐蚀等环境。
04
材料的环境适应性考虑
温度环境
腐蚀环境
考虑材料在高温或低温环境下的性能变化， 选择耐温性好的材料。
根据腐蚀介质的种类和浓度选择耐蚀性好的 材料。
辐射环境
特殊环境
选择抗辐射性能好的材料，避免辐射对材料 性能的影响。
针对特殊环境要求选择相应的材料，如真空、 高压等环境。
动力学
研究物体机械运动与作用 力之间的关系，包括动量 定理、动量矩定理以及动 能定理等。
材料力学基础
01
02
03
04
材料的力学性能
研究材料在不同温度、不同介 质下的力学性能，包括强度、
刚度、稳定性以及疲劳等。
杆件的拉伸与压缩
分析杆件在拉伸与压缩时的应 力、变形以及强度条件。
剪切与挤压
研究剪切与挤压的实用计算方 法以及剪切胡克定律等。
蜗杆传动机构
组成与特点
类型与应用
由蜗杆和蜗轮组成，通过蜗杆与 蜗轮之间的啮合传递运动和动力。 具有传动比大、结构紧凑、传动 平稳等特点。
根据蜗杆的形状和啮合方式，可 分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传 动等。广泛应用于各种减速装置 和传动系统中，如机床分度头、 汽车转向器等。
机械设计基础(第四版)(2020年高等教育出版社出版的图书)
作者简介
栾学钢（1958—），男，吉林省辽源市人，硕士，吉林工业职业技术学院化工职业技术教育编辑部教授，主 要研究领域：职业教育与技术史。
韩芸芳（1965），女，吉林公主岭人，吉林工业职业技术学院副教授，硕士，研究方向：机械工程、化工设 备等。
谢谢观看
该书共15个模块，包括连接、传动、齿轮系、机构、轴承、机械的润滑与密封及运转与安全、机械创新设计 等内容。
成书过程
该书遵循中华人民共和国教育部新发布的《高等职业学校专业教学标准》中对机械设计课程的要求，结合装 备制造大类专业相关的中国国家标准和职业技能标准修订而成。
在该书修订过程中，编者学习《国家职业教育改革实施方案》，领会高等职业教育要落实好立德树人根本任 务，以“德技并修、工学结合”为引领，以培养服务区域发展的高素质技术技能人才为己任，以重点服务企业特 别是中小微企业的技术研发和产品升级为导向，深化课程内容改革，改进该书呈现方式，配套开发并有机融入信 息化资源，及时纳入新技术、新工艺、新标准，使该书适应动态更新要求，致力于机械设计课程教育教学质量的 提升。
机械设计基础第五章轮系
2. 根据周转轮系的组合方式，利用周转轮系传动比计算公式求
03
出周转轮系的传动比。
实例分析与计算
1
3. 将定轴轮系和周转轮系的传动比相乘，得到复 合轮系的传动比。
2
4. 根据输入转速和复合轮系的传动比，求出输出 转速。
3
计算结果：通过实例分析和计算，得到了复合轮 系的输出转速。
05 轮系应用与实例分析
仿真结果输出
将仿真结果以图形、数据等形式输出，以便 进行后续的分析和处理。
实验与仿真结果对比分析
01
数据对比
将实验数据和仿真数据进行对比 ，分析两者之间的差异和一致性 。
结果分析
02
03
优化设计
根据对比结果，分析轮系设计的 合理性和可行性，找出可能存在 的问题和改进方向。
针对分析结果，对轮系设计进行 优化和改进，提高轮系的性能和 稳定性。
04 复合轮系传动比计算
复合轮系构成及特点
构成
由定轴轮系和周转轮系（或几个周转轮系）组合而成，称为复合轮系。
特点
复合轮系的传动比较复杂，其传动比的计算需结合定轴轮系和周转轮系的传动比计算公式进行。
复合轮系传动比计算公式
对于由定轴轮系和周转轮系组成的复合轮系，其传动比计算 公式为：i=n1/nK=(Z2×Z4×…×Zk)/(Z1×Z3×…×Zk-1)×(1)m，其中n1为输入转速，nK为输出转速，Z为各齿轮齿数 ，m为从输入轴到输出轴外啮合齿轮的对数。
火车车轮与轨道
通过轮系保证火车在铁轨 上的平稳运行和导向作用 。
船舶推进器
利用轮系将主机的动力传 递给螺旋桨，推动船舶前 进。
军事装备中轮系应用举例
坦克传动系统
采用轮系实现坦克发动机的动力 输出与行走机构的连接，确保坦 克在各种地形条件下的机动性。
832机械设计基础(05)-1
B．凸缘联轴器 D．轮胎联轴器
全 程 深 入 内 幕
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圆螺母、弹性挡圈、轴端挡圈、圆锥面、紧定螺钉、锁紧档圈、定位销等。 13．基圆半径和推程相同时，偏臵从动件盘形回转凸轮的推程压力角 _____对心状 态。 A．大于 B．小于 C．等于 D．大小不定于 答：D。 14．用于微动装臵的差动螺纹应由______两段螺纹组成。 A．螺纹旋向相同，导程相差很大 B．螺纹旋向相反，导程相差很大 C．螺纹旋向相同，导程相差很小 D．螺纹旋向相反，导程相差很小 答：C。 15．要大幅度增加钢制齿轮的弯曲强度（如 2 倍） ，最为合理的是_____。 A．减小齿数 B．增大模数 C．增大直径 D．增大齿数 答：B。选取较少的齿数使模数增大，以提高弯曲强度。 三、分析题（60 分） 1． （10 分）请指出图 1 所示的联接 为何种联接方式。如被联接件的材 料为铸铝，需多次装拆，请分析采 用这种联接方式是否合理，为什 么？如不合理，请提出您认为合理 的联接方式，并画出结构图。
浙江大学 832 机械设计基础 2005 年试题及解析
一、判断题（共 10 分，每题 1 分） 1．门与门框间通常有两个以上的铰链，这是复合铰链的典型例子。 （× ） 分析：两个以上构件在同一处以转动副相联接才是复合铰链。 2．锯齿形螺纹适用于受单向轴向力作用的螺旋传动场合。 （√） 3．半圆键对轴强度的削弱大于平键对轴强度的削弱。 （√） 4． 采用斜齿轮可减少齿轮不根切的最小齿数， 这也是实现这一目的的唯一方法。 （× ） 分析：可以采用变位齿轮达到目的。 5．两轴线垂直的直齿圆锥齿轮的传动比可由其分度圆锥角的比值确定。 （× ） 6．经过动平衡的回转件肯定不需要再作静平衡了。 （√） 7．工作时既承受弯矩，又传递转矩的轴称为传动轴。 （× ） 分析：既承受弯矩又承受转矩的轴为转轴。心轴只承受弯矩，不传递转矩。传 动轴只传递转矩。 8．为使滚动轴承能够拆卸，套筒外径不能大于轴承内圈的外径。 （√） 9．构件是机械中独立的制造单元。 （× ） 分析：零件为机械中独立的制造单元。 10．渐开线齿轮应控制中心距装配精度，否则将引起传动比的变化。 （× ） 二、单选题（共 30 分，每题 2 分） 1．在加工精度不变时，增大______不是提高动压润滑滑动轴承承载能力的正确设 计方法？ A．轴径 B．偏心率 C．轴承宽度 D．润滑油粘度 答： A
机械基础实验教材05
实验名称：带传动的滑动和效率测定实验编号：0531实验类别：验证性实验性质：必开相关课程：机械设计、机械设计基础适用专业：机械类各专业一、实验目的1．观察带传动中的弹性滑动和打滑现象，了解张紧力对带传动工作能力的影响；2．通过对滑动曲线（ε-F曲线）和效率曲线（η-F曲线）的测定，分析初拉力、速度对滑动系数ε和效率η的影响；3．了解实验台的工作原理及扭矩、转速的测试方法。
二、实验设备1.PC-A型带传动实验台；2.PDC-A型带传动实验台；三、实验台的构造和工作原理（一）PC-A型带传动实验台1．实验台的结构图31-1 PC-A型带传动实验台示意图实验台结构如图31-1所示。
实验台是一个装有平带的传动装置，由两个直流电机组成，其中一个为主电机,另一个是作为负载的发电机，主电机由无级调速器实现主轴无级调速。
两电机轴上分别装有两直径相等的带轮，主动带轮由主电机驱动，通过平带带动从动轮。
两电机的外壳支承在支座的滚动轴承中，并可绕与转子相重合的轴线摆动，在两电机的外壳上分别装有测力杠杆以测量其工作转矩。
在直流发电机的输出电路上，并联了八个灯泡，作为带传动的加载装置。
2．工作原理（1）张紧力的确定主电机固定在一个以水平方向移动的滑板上，可沿滑座滑动，砝码通过钢丝绳、定滑轮拉紧滑板，从而使带张紧，构成带传动的张紧机构。
改变砝码质量，可以使带获得不同的张紧力。
（2）转速的测量在主动轮和从动轮的轴上分别安装一同步转盘，在转盘的同一半径上钻有一个小孔，在小孔一侧固定有光电传感器，并使传感器的测头正对小孔。
带轮转动时，就可在数码管上直接读出带轮的转速n 1和n 2。
由于带传动存在着弹性滑动，因此有12n n <。
弹性滑动系数 12121211n n D D V V V ⋅-=-=ε 由于主动轮与从动轮直径相同，即21D D =则%100121⨯-=n n n ε （3）加载原理由于发电机的输出功率为P=U 2/R ，因此可通过并联负载灯泡（减小总电阻）的方法来增加发电机的负载。
机械设计基础课件06-05螺纹连接件的材料和性能等级
螺纹连接与螺旋传动
普通垫圈的材料推荐采用 Q 235、15、35；弹簧垫圈用65 钢制造，并经热处理和表面处理。
制造一般螺栓常用的材料为Q215、Q235、10、35和45等钢。
对于承受冲击、振动或变载荷的螺纹连接件，可采用低合金钢、合金钢，如15Cr、40Cr、 30CrMnsi等材料制造。
选择螺母的材料时，考虑到更换螺母比更换螺栓较经济、方便，所以应使螺母材料的强度低于 螺栓材料的强度。
对于最为常用的螺栓、螺钉和螺柱，国家标准GB 3098.1-2000及GB 3098.2-2000把它们性能分成 10个等级，分别是3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9，其中8.8级及以上螺栓材质 为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。
6.5 螺纹连接件的材料和性能等级
螺纹连接与螺旋传动
螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈服强度比值。 （螺栓用"X.Y"表示性能等级，抗拉强度（MPa）为X×100，屈强比值为 .Y，屈服强度为 X×100×.Y /10，抗
机械设计基础知识
机械设计基础知识机械设计基础知识是机械工程专业的核心内容之一，它涵盖了机械工程的基本理论和实践基础。
机械设计是指通过构思、创新和设计，将机械的功能、结构和形式有机地结合起来，以满足人们对机械产品的需求。
本文将从机械设计的定义、重要性、设计流程、设计原则和实践案例等方面进行阐述。
一、机械设计的定义机械设计是一门应用科学，它以机械工程学科为基础，通过运用力学、材料学、工程热力学和流体力学等工程学科的基本理论，以及有关尺寸和形状等方面的设计和测量方法，来解决机械系统、机械零件和机械装置的设计问题。
二、机械设计的重要性机械设计是机械工程学科的核心和灵魂，对于现代工程技术的发展起着至关重要的作用。
良好的机械设计能够满足产品性能要求，提高产品质量和可靠性，提高生产效率，降低成本，提高市场竞争力。
三、机械设计的流程机械设计的流程通常包括以下几个步骤：需求分析、设计方案选择、详细设计、制造和测试。
首先，需要对设计的要求进行分析，了解用户的需求和使用环境，明确设计目标。
然后，在不同的设计方案中进行选择，考虑各种因素，如功能、结构、材料、加工工艺、成本和时间等。
接下来，进行详细设计，包括绘图、计算和验证等。
最后，根据设计结果进行制造和测试，不断改进和完善设计。
四、机械设计的原则机械设计的过程中需遵循以下几个原则：功能原则、安全性原则、经济性原则、可靠性原则、可维护性原则和环境保护原则。
功能原则是指设计要满足产品的功能需求，解决用户问题。
安全性原则是指设计要考虑产品的安全性能和使用安全性。
经济性原则是指设计要尽量降低成本，提高生产效率和产品的竞争力。
可靠性原则是指设计要确保产品的长期稳定性和工作可靠性。
可维护性原则是指设计要便于维修和保养，延长产品寿命，减少维护成本。
环境保护原则是指设计要考虑产品的环境影响，减少资源消耗和污染。
五、机械设计的实践案例机械设计的实践案例有很多，下面以汽车发动机设计为例进行介绍。
汽车发动机设计是机械设计的重要领域之一，涉及燃烧室、气缸、气门、曲轴、连杆和活塞等多个部件的设计。
机械设计基础-制图基础
零件图包括一组视图、尺寸标注、技 术要求和标题栏。
尺寸标注应完整、准确，包括定形、 定位和总体尺寸。
装配图的绘制
装配图是表示机器或部件 的图样，用于表示各零件 之间的装配关系、工作原 理和性能要求。
视图选择应选择能清晰表 达机器或部件的工作原理 和装配关系的视图。
技术要求与标注方法
技术要求
技术要求是对零件加工、检验和装配等过程中的一些特殊要 求和注意事项的说明，一般以文字或符号的形式标注在图纸 上。
标注方法
技术要求的标注方法包括文字说明、符号表示和表格表示等 。文字说明主要用于描述一些特殊要求和注意事项，符号表 示和表格表示则用于表示一些具体的参数和数据。
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工程图生成
将三维模型转换为工程图视图 ，并生成相应的尺寸标注和技
术要求。
05 制图技术要求与标注
尺寸标注与公差标注
尺寸标注
尺寸标注是机械制图中非常重要的环 节，需要遵循准确、清晰、完整、协 调的原则。尺寸应标注在图形轮廓线 之外，并尽量标注在视图的一侧，避 免交叉。
公差标注
公差标注是表示零件加工精度的一种 方式，包括尺寸公差和形位公差。尺 寸公差用于限制零件尺寸的误差范围， 形位公差用于限制零件的形状和位置 误差。
表面粗糙度与形位公差标注
表面粗糙度
表面粗糙度是表示零件表面微观不平度的参数，对零件的耐磨性、配合性质和疲劳强度等都有影响。表面粗糙度 一般用符号表示，并标注在图纸上。
形位公差
形位公差是表示零件形状和位置误差的参数，对零件的功能和使用性能有重要影响。形位公差一般用框格表示， 包括基准符号、公差项目、公差值和公差基准代号等。
机械设计基础(第2版) (5)
（2）打滑 当带传动的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值时， 带与带轮之间会发生剧烈的相对滑动，从动轮转速急速下降， 甚至停转，带传动失效，这种现象称为打滑。 （3）弹性滑动与打滑的区别 ① 弹性滑动和打滑是两个完全不同的概念。弹性滑动是由于拉 力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是不 可以避免的。而打滑是由于过载引起的全面滑动，是传动失效 时发生的现象，是可以避免的。 ② 若传递的基本载荷超过最大有效圆周力，带在带轮上发生显 著的相对滑动即打滑，打滑造成带的严重磨损并使带的运动处 于不稳定状态，所以发生打滑后应尽快采取措施克服。 ③ 带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮 上先开始的，打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避免打 滑。
2．带传动安装与维护
① 安装时，两带轮轴线应平行，轮槽应对齐，其误差不得超过 。 ② 安装时，应先缩小中心距，将带套入带轮槽中后，再增大中心 距并张紧，严禁硬撬，避免损坏带的工作表面和降低带的弹性。 ③ 为了使每根带受力均匀，同组带的型号、基准长度、公差等级 及生产厂家应相同，且新旧不同的带不能同时使用。 ④ 安装时，还应保证适当的初拉力，一般可凭经验来控制，即在 带与两带轮切点的跨度中点，以大拇指能按下15 mm为宜， ⑤ 为使带传动正常工作，V带的外边缘应与带轮的轮缘取齐，新 安装时可略高于轮缘。若高出轮缘太多，则接触面积减少，其传 动能力降低；若陷入轮缘太深，会导致V带的两工作侧面接触不良， 也对传动不利。 ⑥ 带传动要加防护罩，以免发生意外，并保证通风良好和运转时 带不擦碰防护罩。
5.2 链传动
5.2.1 链传动的特点和分类 1．链传动的特点 ① 链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑现象。 ② 与带传动相比，链传动的承载能力大，效率高，能保 持准确的平均传动比，工作可靠，效率高，过载能力强。 ③ 带传动所需张紧力小，作用在传动轴上的压力小。 ④ 能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境下工作。 ⑤ 仅能用于两平行轴之间的传动。 ⑥ 易磨损，传动平稳性较差。 ⑦ 传动时有附加载荷，瞬时的传动比不稳定，工作时有 噪声，易脱链。 ⑧ 链传动安装精度要求高。
机械设计基础课件05-01棘轮机构
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的基本类型：直动棘轮机构(双动)
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
棘轮机构转角的调整方法：改变主动摇杆的长度
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
棘轮机构转角的调整方法：遮板
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
棘轮机构转角的调整方法：遮板
齿式棘轮机构的应用：印刷机械上的水辊
间歇运动机构
观察结构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的应用：棘轮扳手
间歇运动机构
观察结构
Байду номын сангаас
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的基本类型：摩擦式棘轮机构
间歇运动机构
观察结构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的基本类型：直动棘轮机构(单动)
间歇运动机构
观察结构
5.1 棘轮机构
间歇运动机构
棘轮机构组成：棘轮机构主要由棘轮1、棘爪2、摇杆3、止回棘爪4和机架组成。弹簧5用来使 止回棘爪4与棘轮保持接触。
5.1 棘轮机构
间歇运动机构
棘轮机构工作原理：棘轮装在轴上，用键与轴联接在一起。棘爪2铰接于摇杆3上，摇杆3可绕 棘轮轴摆动。当摇杆3顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿顶滑过，棘轮静止不动；当摇杆3逆时
间歇运动机构
观察结构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的应用：自行车后轮轴
间歇运动机构
5.1 棘轮机构
5.1 棘轮机构
齿式棘轮机构的应用：牛头刨床横向进给机构
机械设计基础 必考试题
《机械设计基础》试题5一. 填空题（每空分,共20分）1.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。
2. 螺栓连接按承受载荷前是否预紧,分为________________和_____________。
3. 对平面机构做速度和加速度分析，其方法有和。
4．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为动，牵连运动为动时，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。
哥氏加速度的大小为；方向与的方向一致。
5. 通常压力角是指，连杆机构中，传动角是指，它表征了机构的特性。
6．点或刚体相对于静坐标系的运动，称为____________;相对于动坐标系的运动，称为____________;动坐标系相对于静坐标系的运动，称为____________。
7.分析平面图形内各点速度的方法，有______________,______________,________________。
8．刚体的基本运动有____________和________________。
9．_________________________________________________________这种现象称为压杆失稳。
10．图示为一偏置曲柄滑块机构。
试问：AB杆成为曲柄的条件是：。
若以曲柄为主动件，机构的最大压力角αmax，发生在。
11．主动盘单圆销、径向槽均布的槽轮机构中，槽轮的最少槽数为个，槽数愈多柔性冲击将；在一个运动周期中，其时间与之比称为槽轮机构的运动特性系数k。
12．三角螺纹的摩擦矩形螺纹的摩擦，因此，前者多用于。
A)小于；B)等于；C)大于；D)传动；E)紧固联接。
13．图示平面接触移动副，Q为法向作用力，滑块在P力作用下沿v方向运动，则固定件给滑块的总反力应是图中所示的作用线和方向。
14．在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线中，若出现时，会发生从动件运动失真现象。
此时，可采用方法避免从动件的运动失真。
15.将连续回转运动转换为单向间歇转动的机构有、、。
机械设计基础(第五版)(2017年高等教育出版社出版的图书)
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1、每章节增加内容提要，使读者更易掌握课程重点。
2、更正了第四版文字、插图与计算中的一些疏漏和错误。
3、参考新标准更新了附录内容。
4、增加了与该书配套的电子课件。
《机械设计基础（第五版）》由同济大学、东北大学、中国石油大学（华东）三所高校相关教师共同修订。 参加该版修订工作的有奚鹰、李兴华、虞红根、朱美华、李小江、赵乃素、路永明，由奚鹰、李兴华担任主编。 同济大学徐宝富教授审阅了全稿，提出了许多的修改意见 。
机械设计基础（第五版） （2017年高等教育出版社出
版的图书）
2017年高等教育出版社出版的图书
01 成书过程
03 教学资源 05 作者简介
目录
02 内容简介 04 教材特色
《机械设计基础（第五版）》是由奚鹰、李兴华主编的由高等教育出版社于2017年3月2日出版的“十二五” 普通高等教育本科国家级规划教材，该教材可作为高等学校非机类专业机械设计基础课程的教材，也可供有关工 程技术第五版）》配套建设有机械设计基础（第5版）数字课程，数字课程包括电子教案，电子教 案每章的开头都有章节主要内容、重点、难点等引导性内容。课件还包含机构分析软件，利用该软件可以创建不 同机构，并进行力、速度、加速度分析 。
教材特色
相比第四版，《机械设计基础（第五版）》原则以继承为主，在着重保持简明、少而精等特点的同时，还适 当拓宽了知识面 。
作者简介
奚鹰，男，同济大学机械与能源工程学院教授，华东地区高校机械设计教学会常务理事，上海市高校机械设 计教学会副理事长，中国机械工程学会高级会员。机械基础课程资源建设委员会委员，机械工业教育协会机械设 计制造及自动化分委员会委员。曾获上海市优秀教育工作者、上海市育才奖、上海市高校实验室工作先进工作者、 上海市教学成果二等奖等荣誉 。
机械设计基础题库及答案
江西工业贸易职业技术学院《机械设计基础》试题库及答案绪论一、填空（每空1分）T-1-1-01-2-3、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。
T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。
T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。
平面运动副可分为低副和高副。
T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2 。
T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于主动件数目。
T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。
T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。
T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。
曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。
T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置。
T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为：急回特性。
T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。
T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。
T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。
T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。
T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。
T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于挠性件传动。
T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。
机械设计基础课件03-05图解法设计四杆机构(补充)
3.5 图解法设计四杆机构
1 .按连杆位置设计四杆机构
平面连杆机构
3.5 图解法设计四杆机构
平面连杆机构
给定连杆的两个位置设计四杆机构
和给定连杆三个位置相比，该种情况有无数组解。但通常都会有一些辅助条件，使其只有惟一 解。 （例如下题中要求机架水平且长度和连杆相等）
核心问题：极位夹 角θ 的使用（即A 点轨迹问题）。
3.5 图解法设计四杆机构
3. 其它方法 连杆曲线
平面连杆机构
3.5 图解法设计四杆机构
平面连杆机构
2. 按照给定行程速比系数设计四杆机构
设计 曲柄摇杆机构（已知条件：行程速比系数（即极位夹角θ），摇杆的长度l4和摆 角ψ。需要求出l1,l2,l3的长度。
3.5 图解法设计四杆机构
平面连杆机构
2. 按照给定行程速比系数设计四杆机构
设计 曲柄摇杆机构（已知条件：行程速比系数（即极位夹角θ），摇杆的长度l4和摆 角ψ。需要求出l1,l2,l3的长度。
图解法设计四杆机构就是采用做图的方法根据给定的条件确定四杆机构中各个构件的尺寸和相对位置图解法设计四杆机构就是采用做图的方法根据给定的条件确定四杆机构中各个构件的尺寸和相对Leabharlann 置3.5 图解法设计四杆机构
平面连杆机构
图解法设计四杆机构，就是采用做图的方法，根据给定的条件，确定四杆机构 中各个构件的尺寸和相对位置。
机械设计基础(内燃机偏置凸轮设计)-新
从动件位移曲线图决定 于凸轮轮廓曲线的形状。
移、速度和加速度随时 间t（或凸轮转角φ）的变化规律。
从动件运动规律很多，常见的运动规律可用位移曲线表 示如下：
29
2、从动件常用的运动规律
S
（1）、等速运动
h
从动件运动的速度为常数时的
运动规律，称为等速运动规律（直 O
图5-19 偏置直动 从动件盘形凸轮
4
相关知识 一、凸轮机构的组成、应用和分类
1、凸轮机构的组成和应用
（1） 凸轮机构：
依靠凸轮轮廓直接与从动件接 触，迫使从动件作有规律的直 线往复运动（直动）或摆动。
5
1、凸轮机构的组成、应用和分类
（2）、凸轮的组成
凸轮
由三个构件组成的一种高
推杆
副机构
凸轮：具有曲线轮廓或凹
a)
起始位置BO点。
b)
图5-27 偏置尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
35
任务实施
已知偏置尖顶凸轮的位移曲 s 线右上图，画出凸轮轮廓
具（（（作它导这取按出远9以过体10偏们路些从432）接到线推休-º）），ɷ偏e作距便的切动为成所。以方程 止从将远距过图圆是一线件光求半r向角 角点OCo休圆步的反系自相滑的为1径BB在6运、一转列基应止上骤曲凸00O半B作C基动º(系后位圆的线轮角，1C任：2B径、偏本角列从置开位O，轮2回 9一)…C作距0开切动。始置便廓上13程º点…2….线件沿量，基圆得曲始并画0连k.º，圆。，作， 即C尖B在应得出从基点22取顶B、相划分偏动圆也2B线的=应 分 点3距件交是2C…一2C段 出1´圆 的 于 从B…系1…、与 若1=列的 导 一 动…1位 干C位1切 路 点 件得´2移 等、置,反C线 ， 的B图份CO转作并起13、,后对，…该为与始.
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安徽工程科技学院专用
作者： 潘存云教授
§5－5 轮系的应用（1）
1)获得较大的传动比，而且结构紧凑。 一对齿轮: i<8, 轮系的传动比i可达10000。 2)实现分路传动，如钟表时分秒针；
结构超大、小轮易坏
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nH 1 / 2
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得： i1H = n1 / nH =－2 ,
n1H n1 nH 1 nH H 3) i13 H =－3 n3 n3 nH 1 nH
nH 1
n1=1, n3=1
得： i1H = n1 / nH =1 ,
定义： 至少有一个齿轮的轴线（位置不固定）绕另一齿轮的轴
线转动的齿轮传动系统。
行星轮。 组成：太阳轮(中心轮)、行星架(系杆或转臂)、 基本构件：指周转轮系中轴线与主轴线重合，并承受外 力矩的构件：行星架(系杆或转臂)、太阳轮 (中心轮)。
2 2 H
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H
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3
1 3
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ω 3＝0
1 H i i1H 1 H
H 13
即
i1H 1 i 1 f ( z)
H 13
一般情况，如果是行星轮系，则ω m、 ω n中必有一个为0（不妨设ω n＝0）
则上述通式改写如下：
i
H mn
即
H imH 1 imn 1 f ( z)
② i13 ≠- z3 /z1
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例四：已知图示轮系中 z1＝44，z2＝40, z2’＝42, z3＝42，求iH1 解：iH13＝(ω 1-ω H)/(0-ω H ) = 1-i1H ＝(-1)2 z2z3 /z1 z2’ ＝40×42/44×42 ＝10/11
∴ i1H＝1-iH13 ＝1-10/11 ＝1/11 iH1＝1/i1H=11
1H 1 H 1 H H 解 1) i13 H i1H 1 0 H 3 H 3
z 2 z3 z 60 3 3 z1 z2 z1 20
2
H
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1 3
∴
i1H=4 ,
H 2) i13
齿轮1和系杆转向相同 H 1 nH n1 nH n1 H ＝－3 1 nH n3 nH n3 两者转向相反。
z33 1 5 1 z z 3' (1 ) (1 ) )(1 联立解得： i1B B z z5 z11 A B ＝i1A ·i5B
总传动比为两个串联周转轮系的传动比的乘积。
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混合轮系的解题步骤：
1)找出所有的基本轮系。 关键是找出周转轮系!
1H
1
3
小齿轮转6圈，系杆转1圈，且两者转向相同。 特别注意：图中转向箭头仅表示在转化轮系中各轮的 相互运动方向，并不代表真实的转向。
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例三 2K－H 轮系中， z1＝z2＝20, z3＝60 1)轮3固定。求i1H 。 2)n1=1, n3=-1, 求nH 及i1H 的值。 3)n1=1, n3=1, 求nH 及i1H 的值。
方法：先找行星轮 →系杆（支承行星轮)
→太阳轮（与行星轮啮合）
混合轮系中可能有多个周转轮系，而一个基本周转轮 系中至多只有三个中心轮。剩余的就是定轴轮系。
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例：图示为龙门刨床工作台的变速 K 机构，J、K为电磁制动器，设已知 各轮的齿数，求J、K分别刹车时的 B 传动比i1B。 解 1)刹住J时 （ ω A=ω 5=0） 1－2－3为定轴轮系 3－3’将两者连接 B－5－4－3’为周转轮系 定轴部分： i13＝ω 1/ω 3 ＝-z3/ z1 周转部分：
（导弹发射快速反应装置）
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定轴轮系
周转轮系
本章要解决的问题： 1.轮系传动比 i 的计算;
2.从动轮转向的判断。
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§5－2 定轴轮系及其传动比
一、传动比大小的计算 一对齿轮： i12 =ω1 /ω2 =z2 /z1 对于齿轮系，设输入轴的角速度为ω 1，输出轴的角 速度为ω m ,中间第i 轴的角速度为ω i ，按定义有： i1m=ω1 /ωm 当i1m>1时为减速, i1m<1时为增速。
ω1
1
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周转轮系的分类：
（1）根据其自由度的数目分： 差动轮系： 自由度为2的周转轮系。 行星轮系： 自由度为1的周转轮系。 F=3n-2PL - PH =2
F=3n-2PL - PH =1
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（2）根据基本构件的组成分： 2K-H型：有2个中心轮。 3K型：有3个中心轮。 3K型 周转轮 系
ω1 1
转向相反 ω2
p 转向相同 p vp
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2 1)用“＋” “－”表 vp 示 适用于平面定轴轮系（轴线平行，
Hale Waihona Puke ω11 2ω2
两轮转向不是相同就是相反）。 外啮合齿轮：两轮转向相反，用“－”表示；
内啮合齿轮：两轮转向相同，用“＋”表示。
设轮系中有m对外啮合齿轮，则末轮转向为(-1)m 所有从动轮齿数的乘积 i1m＝ (-1)m 所有主动轮齿数的乘积
1
3
ω1
“转化轮系”
1
行星轮系
转化轮系
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作者： 潘存云教授
原轮系
转化轮系
2 H 1
2 H
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1
3
3
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转化后: 系杆=>机架， 周转轮系=>定轴轮系
作者： 潘存云教授
将轮系按－ω H反转后，各构件的角速度的变化如下:
构件 原角速度
作者：潘存云教授 转化后的角速度
Z2
作者：潘存云教授
Z’2 H
Z1
Z3
结论：系杆转11圈时，轮1同向转1圈。 若 Z1=100, z2=101, z2’=100, z3=99。
i1H＝1-iH13＝1-101×99/100×100 ＝1/10000,
iH1＝10000
结论：系杆转10000圈时，轮1同向转1圈。
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右 旋 蜗 杆
伸出左手
2
1
3)交错轴斜齿轮
左 旋 蜗 杆
vp2
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t O1
O2 vp1
2
1
伸出右手
O1
2
P
1
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t O2
作者： 潘存云教授
例一：已知图示轮系中各轮 齿数，求传动比 i15 。 解：1.先确定各齿轮的转向 2. 计算传动比 过桥齿轮 i15 = ω1 /ω5
Z2
Z’3 Z1 作者：潘存云教授 Z4 Z’4 Z3 Z5
z2 z3 z4 z5 = z 1 z 2 z ’3 z ’4 z3 z4 z5
=
齿轮1、5 转向相反
z 1 z ’3 z ’4
齿轮2对传动比没有影响，但能改变从动轮的转向， 称为过桥齿轮或惰轮。
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§5－3 周转轮系及其传动比
i1m
1 1 2 3 m1 m m 2 3 4 z2 z3 z4 zm z1 z2 z3 zm1 所有从动轮齿数的乘积 ＝ 所有主动轮齿数的乘积
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二、首、末轮转向的确定 两种方法：
两者转向相同。
三个基本构件无相对运动！ 结论： 1) 轮3固定，轮1转4圈，系杆H同向转1圈。 2) 轮1逆时针转1圈，轮3顺时针转1圈，则系杆顺时 针转半圈。 3) 轮1轮3各逆时针转1圈，则系杆也逆时针转1圈。 实际上三个构件之间没有相对运动。 特别强调：① i13≠ iH13
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K
5－A将两 者连接
周转轮系1： 周转轮系2：
A-1－2－3为周转轮系
3’ 4
3 2 1
J
A
B－5－4－3’为周转轮系 B
作者：潘存云教授
5
连接条件：
i A13＝(ω1 - ωA ) /(0 -ωA ) ＝- z3 / z1 iB3’5＝(ω 3’-ω B )/(ω 5-ω B ) ＝- z5/ z3’ ω 5＝ω A i1A i5B
m H imH 1 H
以上公式中的ω i 可用转速ni 代替: ni=(ω i/2 π)60 30 rpm =ω i π
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H nm nH 则用转速 H nm 表示的通 imn n H n n = f(z) n H n 式为：
作者： 潘存云教授
安徽工程科技学院专用 作者： 潘存云教授
2)画箭头 外啮合时： 两箭头同时指向（或远离）啮合点。 头头相对或尾尾相对。 1 1 内啮合时： 两箭头同向。
2
2
对于空间定轴轮系，只能用画箭头的方法来确定从 动轮的转向。 2 1)锥齿轮
1
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3
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2)蜗轮蜗杆
2
1
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i12=6
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§5－5 轮系的应用(2)