第6章机械零件设计概论1
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机械设计基础课件
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2004 — 2005
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1、杨可桢，程光蕴主编. 《机械设计基础》.(第4版). 北京：高等教育出版社，1999 2、程光蕴主编.《机械设计基础学习指导书》（第三版）. 北京：高等教育出版社，1996 3、东南大学机械学科组郑文纬，吴克坚主编. 《机械原理》.(第7版). 北京：高等教育出版社，1997 4、邹慧君主编. 《机械原理》.北京：高等教育出版，1999 5、孙桓，陈作模主编. 《机械原理》.（第5版）. 北京：高等教育出版社，1996 6、濮良贵，纪名刚主编. 《机械设计》.（第7版）. 北京：高等教育出版社，2001 7、邱宣怀主编. 《机械设计》.（第4版）.北京：高等教育出版社，1997 8、徐灏主编. 《机械设计手册》.（第2版）.北京：机械工业出版社，2000
邱宣怀《机械设计》(第4版)章节题库-第一章至第六章【圣才出品】
第二部分章节题库说明：本部分严格按照邱宣怀主编的《机械设计》（第4版）教材内容进行编写，每一章都精心挑选经典常见考题，并予以详细解答。
熟练掌握本书考题的解答，有助于学员理解和掌握有关概念、原理，并提高解题能力。
第1篇总论第1章机械设计概论一、选择题下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重钩，火车车轮，颚式破碎机上的V带轮，减速器中的齿轮。
其中有（）是专用零件。
A．3种B．4种C．5种D．6种【答案】C二、填空题1．产品样机试验完成后，为使设计达到最佳，需对设计方案进行及评价工作。
【答案】技术评价；经济2．产品设计中的“三化”是指、及。
【答案】标准化；系列化；通用化3．贯彻标准化的好处主要有、及。
（列举三项）【答案】减少设计工作量，缩短设计周期；为专业化生产创造条件，提高产品质量，降低制造成本；增大互换性，便于维修；有利于增加产品品种，扩大生产批量，容易收到优质高产、低消耗的经济效果；可集中成功经验，减少技术过失事故的重复出现4．产品的开发性设计的核心是及设计工作。
【答案】功能设计；结构5．在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生应力，也可能产生应力。
【答案】静；变6．机械设计的一般程序为______。
【答案】产品规划，方案设计，技术设计，施工设计三、问答题1．机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：（1）产品规划：主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
（2）方案设计：在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
（3）技术设计：完成总体设计、部件设计、零件设计等。
（4）制造及试验：制造出样机、试用、修改、鉴定。
2．标准化的重要意义是什么？答：标准化的意义在于可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
机械零件设计概论
2. 塑料 塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件， 而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热 性、绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在 机械制造中其应用日益广泛。 3.其它非金属材料：皮革、木材、纸板、棉、丝等。
各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标 和机械设计手册中查得。
选用原则： 优选碳素钢，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。
将零件的型式、规格、实验方法 、质量鉴定及标号等标准化，在 机械制造中具有重大意义。设计人员在设计时如无特殊要求，就应 当采用国家标准。
（二）机械零件设计中的标准化
零件的标准化，就是通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检 验方法、设计方法、制图要求等，制定出各种各样的大家共同遵守 的标准。 1、标准化的内容 标准化工作包括三方面的内容，即标准化、系列化和通用化，简称 为机械产品的“三化”。 1）、标准化 是指对机械零件种类、尺寸、结构要素、材料性质、检验方法、公 差配合和制图规范等制定出相应的标准，供设计、制造时共同遵照 使用。 2）、系列化 将同一类产品的主要参数、型式、尺寸、基本结构等依次分档，制 成系列化产品，以较少的规格品种满足用户的广泛要求。 3）、通用化 将用途、结构相近的零部件（如轴承、螺栓等），经过统一后实现 互换。
（三）、我国标准化的分类
标准层次：国际标准、国家标准、行业标准、企业标准
代号为 ISO
GB J号) －××××(为 批准年代) 强制性国标必须严格遵照执行，否则就是违法。
推荐性国家标准：代号为GB／T ××××－××××，这类标准 占整个国标中的绝大多数。如无特殊理由和特殊需要，必须遵守这 些国标，以期取得事半功倍的效果。
1.退火 退火是将钢加热到一定温度，保温一段时间，然后工件随 炉温缓慢冷却。退火可消除因锻造、焊接等产生的内应力，降低硬 度以改善切削加工性能。
机械设计基础目录
高职高专教育“十一五”国家级规划教材
机械设计基础电子教案
编
者：张景学 朱凤芹 何克祥 魏静 宁 煜 白雪宁 王小艾
目录
第一章 绪 论 第二章 平面机构及自由度 第十一章 带传动 第十二章 链传动
第三章 平面连杆机构
第四章章 机械传动系统总论
第五章 齿轮机构
第六章 轮系 第七章 其它常用机构
第十五章 联接
第十六章 轴 第十七章 滑动轴承
第八章 回转体的平衡和机器的调速
第九章 机械运动方案设计概述 第十章 机械零件设计概论
第十八章 滚动轴承
第十九章 联轴器和离合器 第二十章 弹簧
主要参考资料
1 张久成主编．机械设计基础，第二版．北京：机械工业出版社， 2006
2 葛文杰主编．机械原理电子教案，第一版．北京：高等教育出 版社，2002 3 吴立言主编．机械设计电子教案，第一版．北京：高等教育出 版社，2002 4 梁宏保，许冯平主编．机械设计基础CAI，第一版．北京：高 等教育出版社，2000 5 张建中主编．机械设计基础电子教案，第一版． 北京：高等 教育出版社，2000
(NEW)杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(修订版)
第1章 平面机构的自由度和速度分析 1.1 复习笔记 1.2 课后习题详解 1.3 名校考研真题详解
第2章 平面连杆机构 2.1 复习笔记 2.2 课后习题详解 2.3 名校考研真题详解
第3章 凸轮机构
3.1 复习笔记 3.2 课后习题详解 3.3 名校考研真题详解 第4章 齿轮机构 4.1 复习笔记 4.2 课后习题详解 4.3 名校考研真题详解 第5章 轮 系 5.1 复习笔记 5.2 课后习题详解
图1-2-1 唧筒机构
图1-2-2 回转柱塞泵
图1-2-3 缝纫机下针机构
图1-2-4 偏心轮机构 答：机构运动简图分别如图1-2-5～图1-2-8所示。
1-5至1-13．指出（图1-2-9～图1-2-17）机构运动简图中的复合铰链、局
部自由度和虚约束，计算各机构的自由度。
解：（1）图1-2-9所示机构的自由度为 （2）图1-2-10中，滚子1处有一个局部自由度，则该机构的自由度为 （3）图1-2-11中，滚子1处有一个局部自由度，则该机构的自由度为 （4）图1-2-12所示机构的自由度为
（5）图1-2-13所示机构的自由度为 （6）图1-2-14中，滚子1处有一个局部自由度，则该机构的自由度为 （7）图1-2-15中，滚子1处有一个局部自由度，A处为三个构件汇交的 复合铰链，移动副B、B＇的其中之一为虚约束。则该机构的自由度为 （8）图1-2-16中，A处为机架、杆、齿轮三构件汇交的复合铰链。则该 机构的自由度为 （9）图1-2-17所示机构的自由度为 1-14．求出图1-2-18导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速比。
2015研、厦门大学2011研]
【答案】自由度大于0，且自由度数等于原动件数
2．两构件通过______或______接触组成的运动副称为高副。[常州大学 2015研]
考试《机械设计》课程大纲(2011年)(1)
中职硕士研究生入学考试大纲----《机械设计基础》第1章绪论（约占2%）1、了解：本课程的研究对象；机械设计的基本要求和一般过程。
2、理解：构件、零件、部件的概念。
3、掌握：机器、机构的特征；机器的基本组成部分。
第2章平面机构的结构分析及速度分析（约占8%）1、了解：平面机构的运动简图绘制。
2、理解：运动副及其分类；平面机构的组成；速度瞬心及其在机构速度分析上的应用等。
3、掌握：平面机构的自由度计算及应注意的问题等。
第3章平面连杆机构（约占5%）1、了解：平面连杆机构的特点和应用；平面四杆机构的演化等。
2、理解：铰链四杆机构的基本类型及判据；平面四杆机构设计的图解法等。
3、掌握：急回特性、压力角和传动角、死点位置等。
第4章凸轮机构（约占5%）1、了解：凸轮机构的应用和分类等。
2、理解：从动件常用的运动规律的特点；盘形凸轮基本参数的确定等。
3、掌握：凸轮机构的压力角；图解法设计平面凸轮的廓线等。
第5章齿轮机构（约占5%）1、了解：齿轮机构的分类和应用；齿廓实现定角速比的条件等。
2、理解：渐开线齿廓及其啮合传动特点；根切、最少齿数；斜齿圆柱齿轮机构；圆锥齿轮机构等。
3、掌握：主要参数和几何尺寸的计算；渐开线标准齿轮的正确啮合条件、连续传动条件和标准安装等。
第6章轮系（约占8%）1、理解：轮系的分类及其应用等。
2、掌握：定轴轮系、周转轮系和简单复合轮系传动比的计算等。
第7章间歇运动机构（约占2%）1、了解：不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构等。
2、理解：棘轮机构和槽轮机构的工作原理和特点；槽轮机构的主要参数计算等。
第8章机械动力学基础（约占5%）1、了解：机械运转速度波动调节的目的；飞轮主要尺寸的确定；回转件的平衡的目的；回转件的平衡试验等。
2、理解：机械运转速度波动调节的方法；飞轮设计的近似方法；回转件的平衡计算等。
第9章机械零件设计概论（约占2%）1、了解：机械常用材料及其选择；极限与配合；表面粗糙度和优先数系；机械零件的工艺性及标准化等。
机械设计基础习题含答案
机械设计基础习题含答案《机械设计基础课程》习题第1章机械设计基础概论1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1-3 机械设计过程通常分为⼏个阶段？各阶段的主要内容是什么？1-4 常见的零件失效形式有哪些？1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1-6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的⼯作能⼒？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要⽤途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。
第2章现代设计⽅法简介2-1 简述三维CAD系统的特点。
2-2 试写出优化设计数学模型的⼀般表达式并说明其含义。
2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。
2-4 优化设计的⼀般过程是什么？2-5 机械设计中常⽤的优化⽅法有哪些？2-6 常规设计⽅法与可靠性设计⽅法有何不同？2-7 常⽤的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。
2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。
第3章平⾯机构的组成和运动简图3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。
3-2 平⾯机构具有确定运动的条件是什么?3-3 运动副分为哪⼏类？它在机构中起何作⽤？3-4 计算⾃由度时需注意那些事项？3-5 机构运动简图有何⽤途？怎样绘制机构运动简图？3-6 绘制图⽰提升式⽔泵机构的运动简图，并计算机构的⾃由度。
3-7 试绘制图⽰缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的⾃由度。
3-8 试绘制图⽰冲床⼑架机构的运动简图，并计算机构的⾃由度。
3-9 试判断图a、b、c所⽰各构件系统是否为机构。
若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。
3-10 计算图a、b、c、d、e、f所⽰各机构的⾃由度，如有复合铰链、局部⾃由度、或虚约束请指出。
机械零件设计概论
机械零件设计概论9.1机械零件设计概述机械零件由于某种缘故不能正常工作时，称为失效。
在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度，称为工作能力。
通常此限度对载荷而言，因此适应上又称为承载能力。
零件的失效可能由于：断裂或塑性变形；过大的弹性变形；工作表面的过度磨损或损害；发生强烈的振动；联接的放松；摩擦传动的打滑等。
机械零件尽管有多种可能的失效形式，但归纳起来最要紧的为强度、刚度、耐磨性、稳固性和温度的阻碍等几个方面的问题。
关于各种不同的失效形式，相应地有各种工作能力判定条件。
设计机械零件时，常依照一个或几个可能发生的要紧失效形式，运用相应的判定条件，确定零件的形状和要紧尺寸。
机械零件的设计常按下列步骤进行：1)拟定零件的运算简图。
2)确定作用在零件上的载荷。
3)选择合适的材料。
4)依照零件可能显现的失效形式，选用相应的判定条件，确定零件的形状和要紧尺寸。
应当注意，零件尺寸的运算值一·般并不是最终采纳的数值，设计者还要依照制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整。
5)绘制工作图并标注必要的技术条件。
以上所述为设计运算。
在实际工作中，也常采纳相反的方式─—校核运算，这时先参照实物（或图纸）和体会数据，初步拟定零件的结构和尺寸，然后再用有关的判定条件进行验算。
还应注意，在一样机器中，只有一部分零件是通过运算确定其形状和尺寸的，而其余的零件则仅依照工艺要求和结构要求进行设计。
9.2 机械零件的强度在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷称为名义载荷。
然而在机器运转时，零件还会受到各种附加载荷，通常用引入载荷系数K（有时只考虑工作情形的阻碍，则用工作情形系数K A）的方法来估量这些因素的阻碍。
载荷系数与名义载荷的的乘积，称为运算载荷。
按照名义载荷用力学公式求得的应力，称为名义应力，按照运算载荷求得的应力，称为运算应力。
当机械零件按强度条件判定时，比较危险截面处的运算应力（σ、τ）是否小于零件材料的许用应力([σ]、[τ])。
机械零件设计概论PPT21页
§6-2 机械零件的强度
•计算准则 :
， lim
S
， lim
S
•载荷：作用在零件上的 外力或外力矩。
•载荷的类型：动静载载荷荷
名义载荷：在理想的平稳工作条件下作用在零件 上的载荷。 载荷系数
计算载荷： 计算载荷=K×名义载荷
不随时间变化的应力。
静 应 力
对 称 循 环
1.应
－－曲率半径；
－－材料的泊松比；
E－－材料的弹性模量。
机械零件的接触强度
1. 失效形式：疲劳点蚀 2. 接触应力的计算
H
11
Fn
1 2
b 1 12 1 22
E1
E2
3. 接触疲劳强度的判定条件 HH，HS H H lim
式 中 Hl： i m实 验 测 得疲 的劳 材极 料限 的； 接
对 于 钢 ，H 经 li m2.验 7H 6公 B 7S式 0M： Pa
§6-3 机械零件的接触强度
1. 失效形式：疲劳点蚀
2. 接触应力的计算
由弹性力学知，当两个轴
线平行的圆柱体相互接触并受
压时，其接触面积为一狭长矩
形，最大接触应力发生在接触
区中线上，其值为:
H
11
Fn
1 2
b 1 12 1 22
E1
E2
式中：
－－
H
最大接触应力；
b－－接触长度；
Fn－－作用在圆柱体上载 的荷；
期
性
变应 非力 对 脉 动
成 循
性 环
循
环
非 周 期 性 变 应 力
平均应力
m
max
min 2
应力幅
a
机械零件设计概论
机械零件设计概论概述机械零件设计是机械工程领域中非常重要的一个方面。
它涉及到设计师通过使用不同的工程原理和技术，设计出能够满足特定功能和要求的机械零件。
在机械零件的设计中，设计师需要考虑到多方面的因素，包括力学性能、结构强度、材料选择等等。
在本文档中，我们将讨论机械零件设计的一些基本概念和方法，以及在设计过程中应该注意的一些要点。
设计原则在进行机械零件设计时，有一些基本的设计原则是必须遵循的。
这些设计原则可以帮助设计师在设计过程中做出正确的决策，并确保设计出符合要求的零件。
1.功能性：零件的设计应该能够满足其预期的功能和要求。
设计师需要仔细分析零件的用途和工作环境，以确保设计出的零件能够正常运行并达到预期的效果。
2.可靠性：零件的设计应该具有良好的可靠性，即能够在设计寿命期间保持稳定的性能。
设计师需要考虑到零件所受到的各种力和载荷，并采取相应的措施来提高零件的结构强度和耐久性。
3.经济性：设计师在设计零件时需要考虑到成本因素。
他们需要尽量选择成本较低的材料和加工工艺，以确保零件的制造成本在可接受范围内。
4.可制造性：设计师需要考虑到零件的制造过程。
他们需要尽量设计出易于加工的零件形状，并减少加工过程中的复杂性和成本。
5.可维修性：设计师在设计零件时需要考虑到维修和保养过程。
他们需要尽量设计出易于维修的零件结构，以便未来的维修工作能够更加方便和快捷。
设计流程机械零件的设计流程通常包括以下几个步骤：1.需求分析：设计师首先需要与客户或用户进行沟通，了解对零件的功能和性能的要求。
他们需要确定零件的尺寸、形状、材料等参数。
2.概念设计：根据客户需求，设计师开始进行概念设计。
他们会产生多种不同的设计方案，并对每个方案进行评估和比较。
最终选择最佳的设计方案。
3.详细设计：在确定最佳设计方案后，设计师开始进行详细设计。
他们会使用CAD软件绘制零件的三维模型，并对零件进行力学分析，以确保其结构强度和稳定性。
4.材料选择：设计师需要根据零件的功能和要求选择合适的材料。
第1章机械零件设计概论
§1.1 机械、机器、机构及其组成 §1.2 本课程的内容、性质的任务 §1.3 机械设计的基本要求和设计 过程 §1.4 机械零件的工作能力及其计算准则 §1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力 §1.6 机械零件的材料的选用原则 §1.7 机械设计的新发展
1.1 机械、机器、机构及组成
1.6 机械制造常用材料及其选择
3、铜合金
青铜 — 含锡青铜、不含锡青铜 种类： 黄铜 — 铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍 轴承合金（巴氏合金） 特点：良好的塑性和液态流动性； 良好的减摩性和抗腐蚀性。 零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 应用：应用范围广泛。
二、非金属材料
1、橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。
4) 腐蚀磨损
在滚动或兼有滑动和滚动的高副申，如凸轮、齿轮等，受载时材料表层有很大的 接触应力。当载荷重复作用时，常会出现表层金属呈小片状剥落，而在零件表面 形成小坑，这种现象称为疲劳磨损或疲劳点蚀。 在摩擦过程申，与周围介质发生化学反应 或电化学反应的磨损，称为腐蚀磨
静应力是变应力的特例 1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力
零件工作表面出现疲劳破坏或过度磨损 零件的弹性变形过大 零件发生强烈振动
2) 衡量零件工作能力的指标： 强度、刚度、抗磨性、耐热性、振动稳定性
1.4 机械零件的工作能力及其计算准则
三、机械零件的计算准则
强度计算准则 (整体强度和表面强度)： [ ] 刚度计算准则； 抗磨性计算准则：
[ ]
1.1 机械、机器、机构及组成
机 器
进气阀3 制造角度:由若干个机械零件装配面成的 。 运动角度:由若干个可以相对运动的构件组装而成的。
结构角度:由机构组成的，而机构则是由一些能相对 独立运动的构件组成的。 排气阀4
机械设计基础第六版
机械设计基础第六版简介《机械设计基础第六版》是一本面向机械工程专业学生和从事机械设计工作的工程师的教材。
本书通过对机械设计的基本概念和技术进行全面介绍，旨在帮助读者建立起系统的机械设计知识体系，提高机械设计的能力。
内容概述本书共分为X个章节，每个章节详细描述了机械设计的不同方面，包括基本概念、设计流程、设计工具、设计原则等内容。
下面将对每个章节的内容进行简要概述。
第一章：机械设计基础概论本章主要介绍机械设计的基本概念和目标，包括机械设计的定义、特点和重要性。
此外，还介绍了机械设计的发展历程以及现代机械设计的主要特点和挑战。
第二章：材料力学与机械零件强度计算本章主要讲解材料力学的基本原理，并介绍了强度计算的基本方法和公式。
此外，还介绍了机械零件的常见强度计算方法，并通过实例进行实际应用。
第三章：机械设计基本原理与方法本章主要介绍机械设计的基本原理和方法，包括设计目标的确定、设计思路的选择、设计参数的确定等内容。
此外，还介绍了常见的机械设计方法和分析工具，如CAD、CAE等。
第四章：机械传动设计本章主要介绍机械传动的基本知识，包括传动原理、传动类型、传动比的计算等内容。
此外，还介绍了机械传动的设计方法和注意事项，以及机械传动的故障分析和排除方法。
第五章：轴承和密封件的选择与设计本章主要介绍轴承和密封件的基本知识和设计要求。
包括轴承的类型、选择和安装方法，以及密封件的类型、材料选择和设计要点等内容。
第六章：机械零件的连接与装配本章主要介绍机械零件的连接和装配方法，包括螺纹连接、键连接、齿轮连接等常见连接方式的设计要点和计算方法。
此外，还介绍了机械零件的装配工艺和注意事项。
第七章：机械设计中的尺寸和公差本章主要介绍机械设计中的尺寸和公差要求，包括尺寸与公差的基本概念、尺寸链的设计和公差带的选择等内容。
此外，还介绍了尺寸和公差的测量和检验方法。
第八章：机械实体模型与装配设计本章主要介绍机械实体模型的建立和装配设计方法，包括实体建模、装配关系的建立和装配误差分析等内容。
机械设计基础第1章平面机构的自由度和速度分析
§1 – 1 运动副及其分类
1.低 副 两构件通过面接触组成的运动副
①转 动 副(铰链): 组成运动副的两构件只能在平面内相对转动。
§1 – 1 运动副及其分类
②移 动 副: 组成运动副的两构件只能沿某一方向相对移动。
§1 – 1 运动副及其分类
2.高副：
F 3n2pLpH33241
§1 – 3 平面机构的自由度
⑷ 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分
2B
3
4
1
A
DC
2 2
B
3 2
4
1
A
行星轮系
对称布置的两个行星轮2和2以及相应的两个转动副D、 C和4个平面高副提供的自由度
F322214 2 即引入了两个虚约束。 未去掉虚约束时 F 3n2pLpH352516 1 去掉虚约束后 F 3n2pLpH3323121
§1 – 3 平面机构的自由度 例
分析图c)，可知： n=4，PL=6，PH=0 该平面机构的自由 度为：
F 3 n 2 P L P H 3 4 2 6 0 0
例:
复合
解: 1.如不考虑上述 2
3
因素，解得： 1
K=9, n=K－1=8
PL=10，PH=1，
虚 5局
6
7
8
4 9
§1 – 3 平面机构的自由度
机构具有确定运动的条件 （1）机构的自由度F >0。
（2）机构的原动件数等于机构的自由度F。
§1 – 3 平面机构的自由度
机构的自由度和原动件的数目与机构运动的关系
1)若机构自由度Ｆ≤０，则机构不能动； 2)若Ｆ>０且与原动件数相等，则机构各构件间
机械设计基础概论PPT课件
机械设计的目的是在满足预定功能的前提下，优化机械产品的性能、提高效率和降低成本。
机械设计发展历程
手工设计阶段
01
早期的机械设计主要依靠设计者的经验和手工计算，设计效率
低下且精度不高。
计算机辅助设计阶段
02
随着计算机技术的发展，CAD等设计软件广泛应用于机械设计
领域，大大提高了设计效率和精度。
智能化设计阶段
根据连接件和紧固件的受力情况和工作环境等因素，选择合适的类型（如螺栓、螺母、 销钉等）和尺寸。
进行连接件和紧固件的强度计算
根据连接件和紧固件的载荷和应力分布等参数，进行必要的强度计算，以确保连接件和 紧固件在运转过程中不发生失效。
考虑连接件和紧固件的防松和防腐措施
为保证连接件和紧固件的可靠性和使用寿命，应采取有效的防松和防腐措施，如采用锁 紧装置、表面涂层等。
轴上需要安装轴承、齿轮等零件时，应设计相应的轴肩、键槽等结 构，以实现零件的准确定位和紧固。
保证轴的加工和制造工艺性
轴的结构应尽量简单，易于加工和热处理，以降低制造成本和提高 生产效率。
齿轮传动零件设计要点
1 2 3
选择合适的齿轮类型和材料 根据传动功率、转速和工作环境等因素，选择适 合的齿轮类型（如直齿、斜齿、锥齿等）和材料 （如钢、铸铁等）。
包括强度、塑性、硬度、韧性等指标，以及影响材料力学性能的 因素。
材料的种类与选用
介绍常用工程材料的种类、性能特点及应用范围，如金属、非金属、 复合材料等。
材料的热处理与表面工程
讲解材料的热处理原理、方法及应用，以及表面工程技术的种类、 特点及应用。
制造工艺基础
铸造工艺
介绍铸造工艺的原理、 特点及应用范围，包括 砂型铸造、特种铸造等。
机械零件设计和计算概论
考虑到零件的截面突变、绝对 尺寸及表面状态对疲劳极限的 影响，在变应力下加入影响系 数
1. 应力对称循环变化时 2. 应力脉动循环变化时
1
1
k sk sFra bibliotek 0
0
6.4 机械零件的工艺性和标准化
从零件的工艺性出发，对零件结构提出 三个基本要求： 1. 选择合理的毛坯种类； 2. 零件的结构简单合理 3. 规定合理的制造精度和表面粗糙度。
作为极限应力，即：
s s
2. 脆性材料的抗拉强度 σb
作为极限应力，即：
B
s
变应力下，零件疲劳断裂是主要的 破坏形式，疲劳断裂与应力大小和 应力循环次数有关。材料经过N次 应力循环后，不发生破坏的应力最 大值称为疲劳极限σr 。
表示循环次数N与疲劳极限间的关系曲线称 为疲劳曲线（ σ－N曲线）。 如图6－2，当循环次数N超过某一数值N0以 后，曲线趋向水平，即 σ不再随N的增加而 降低，N> N0的区域称无限寿命区，N< N0 的区域称有限寿命区， N0称为循环基数。 对应与N0的疲劳极限为σr，在对称循环变应 力下σr = σ-1，在脉动循环变应力下σs= σ0。 min （r为应力循环特性系数 ） r
机械零件的设计步骤
1. 2. 3. 4. 5.
拟定计算简图； 确定作用在零件上载荷的大小； 选择合适的材料； 确定零件尺寸，并标准化； 绘制零件工作图。
各种计算准则的介绍
1. 强度：是机械零件工作能力的最基本准则，
常用判断危险截面处的最大应力（ 、 ）是 [ ] ）。强度 否小于或等于许用应力（ [ ] 、 条件表达式为 或
选择许用应力的方法：
机械设计基础学习要点
“机械设计基础”学习要点机械设计概论：机器、机构、机械的概念；构件、零件的概念第一章机械系统的运动简图设计基本概念：运动副、平面低副、平面高副、转动副、移动副、机构的组成、机构运动简图（运动副符号、构件符号）、机构简图(机构示意图)、机构具有确定运动的条件、机构自由度、复合铰链、局部自由度、虚约束等。
平面机构自由度的计算，F=3n-(2P l+P h)。
第二章平面连杆机构设计基本概念：机架、连架杆、曲柄、摇杆、连杆、平面四机构类型（组成、运动转换过程）、四杆机构曲柄存在条件、曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构的急回特性、极位夹角θ、行程速比系数K、压力角α、传动角γ、死点位置。
作图法分析平面连杆机构特性：极位夹角、行程速比系数、压力角α、传动角γ、最小和最大传动角位置、机构死点位置等。
按行程速比系数对四杆机构进行图解法设计。
注意：作图应取比例尺，应正确作出各特征点位置，设计时应求出各杆长度，并作出机构运动简图。
第三章凸轮机构基本概念：凸轮机构的分类和特点；从动件常用运动规律及其特点，直动、摆动从动件；尖顶、滚子、平底从动件；从动件的偏置与偏距；基圆、基圆半径；推程、远休止、回程、近休止；从动件行程；从动件运动规律；刚性冲击、柔性冲击；理论廓线、实际廓线；压力角、许用压力角；滚子半径；最小曲率半径；第四章常用步进传动机构常用步进传动机构的类型、组成及运动转换过程第五章齿轮传动设计齿轮机构的传动特点；标准直齿圆柱齿轮的基本参数、几何尺寸计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动：正确啮合条件、中心距及啮合角；轮齿的切削加工方法；根切现象和不产生根切最少齿数；齿轮传动的主要失效形式（轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿面塑性变形）及计算准则；齿轮常用材料（热处理、齿面硬度及配对、加工工序）、齿轮传动的强度计算（齿面接触疲劳强度计算、齿根弯曲疲劳强度计算）、设计参数的确定和选择（弹性系数、齿形系数、应力修正系数、模数、小齿轮齿数、齿宽系数、齿宽）；齿轮的结构。