第6章 三维机械设计基础
史上最全的机械设计基础
史上最全的机械设计基础引言机械设计是工程领域中的重要组成部分，涉及到机械系统的设计、分析、制造和维护。
机械设计基础包括机械原理、材料力学、机械零件设计、机械制图等方面的知识。
本文将详细介绍机械设计基础的相关内容，帮助读者全面了解这一领域。
第一部分：机械原理机械原理是机械设计的基础，包括力学、运动学、动力学等方面的知识。
力学主要研究物体的受力、运动和变形规律，为机械设计提供理论基础。
运动学研究物体运动的速度、加速度、位移等参数，为机械设计提供运动规律。
动力学研究物体受力后的运动状态，为机械设计提供动力和能量转换的原理。
第二部分：材料力学材料力学是机械设计中的重要内容，涉及到材料的力学性能、材料的变形和破坏等方面的知识。
材料的力学性能包括弹性、塑性和韧性等，对机械零件的强度和可靠性具有重要影响。
材料的变形和破坏规律是机械设计中必须考虑的因素，以保证机械零件的安全性和耐用性。
第三部分：机械零件设计机械零件设计是机械设计的核心部分，涉及到零件的形状、尺寸、材料和工艺等方面的知识。
机械零件设计的基本原则是满足使用要求、经济合理、安全可靠。
设计过程中需要考虑零件的受力情况、工作环境、使用寿命等因素，选择合适的材料和工艺，进行合理的形状和尺寸设计。
第四部分：机械制图机械制图是机械设计的重要工具，用于表达和交流设计思想。
机械制图包括制图规范、投影原理、视图表达、尺寸标注等方面的知识。
制图规范是制图的基本要求，包括图纸的大小、比例、线型、字体等。
投影原理是制图的基础，用于将三维物体转换为二维图形。
视图表达是制图的核心，用于展示物体的形状和尺寸。
尺寸标注是制图的重要环节，用于明确物体的尺寸和位置。
第五部分：机械设计软件随着计算机技术的发展，机械设计软件已经成为机械设计的重要工具。
常用的机械设计软件包括CAD（计算机辅助设计）、CAE （计算机辅助工程）、CAM（计算机辅助制造）等。
这些软件可以辅助设计人员进行零件设计、装配设计、工程分析等工作，提高设计效率和精度。
机械基础中职立体教案
机械基础中职立体精品教案第一章：机械基础概述1.1 课程介绍了解机械基础课程的性质、任务和意义。
熟悉机械基础课程的内容和教学目标。
1.2 机械的概念与发展解释机械的定义和分类。
探讨机械的发展历程和未来趋势。
1.3 机械的组成部分介绍机械的基本组成部分，如机架、机构、动力系统等。
分析各部分的作用和相互关系。
1.4 机械的性能与选用讨论机械的性能指标，如精度、速度、负载等。
学习机械的选用方法和原则。
第二章：机械零件与传动2.1 机械零件概述了解机械零件的定义和分类。
熟悉机械零件的材料、形状和尺寸。
2.2 传动装置介绍常见的传动装置，如齿轮传动、链传动、皮带传动等。
分析各种传动装置的优缺点和应用场合。
2.3 轴承与轴学习轴承的类型和功能。
探讨轴的设计和计算方法。
2.4 联接件与紧固件介绍联接件的种类和用途。
学习紧固件的选用和使用方法。
第三章：机械动力与控制3.1 机械动力概述解释机械动力的概念和分类。
探讨机械动力的来源和转换方式。
3.2 内燃机学习内燃机的工作原理和结构。
分析内燃机的性能指标和应用领域。
3.3 电动机了解电动机的类型和工作原理。
探讨电动机的选用和安装方法。
3.4 控制系统介绍控制系统的组成和功能。
学习控制系统的原理和应用。
第四章：机械制造与维修4.1 机械制造概述解释机械制造的概念和过程。
探讨机械制造的技术和方法。
4.2 机械加工方法学习常见的机械加工方法，如铸造、焊接、切割等。
分析各种加工方法的优缺点和适用范围。
4.3 机械装配与调试介绍机械装配的概念和过程。
学习机械装配的方法和技术。
4.4 机械维修与管理解释机械维修的概念和重要性。
探讨机械维修的方法和注意事项。
第五章：机械应用案例分析5.1 机械设备的选择与评价学习机械设备的选择方法和评价指标。
分析实际案例中的设备选择和评价过程。
5.2 机械设备的使用与维护探讨机械设备的使用注意事项和维护方法。
分析实际案例中的设备使用和维护经验。
2024年机械设计基础教案
机械设计基础教案一、教学目标1.理解机械设计的基本概念、原理和方法。
2.掌握机械设计的基本步骤和流程。
3.学会使用机械设计的相关工具和软件。
4.培养学生的创新意识和团队合作能力。
二、教学内容1.机械设计的基本概念机械设计的定义和作用机械设计的分类和特点2.机械设计的基本原理材料力学基础机械原理和机械零件机械运动学和动力学3.机械设计的基本步骤设计需求的确定设计方案的制定设计计算和优化设计图纸的绘制4.机械设计的常用工具和软件制图软件（如AutoCAD、SolidWorks等）计算机辅助设计（CAD）软件计算机辅助工程（CAE）软件5.机械设计的创新和团队合作创新思维和方法团队合作和沟通技巧三、教学方法1.讲授法：讲解机械设计的基本概念、原理和步骤。
2.案例分析法：通过分析具体的机械设计案例，使学生更好地理解和应用机械设计知识。
3.实践操作法：让学生动手进行机械设计的实践操作，提高学生的实际操作能力。
4.小组讨论法：组织学生进行小组讨论，培养学生的团队合作能力和创新思维。
四、教学安排1.第一次课：机械设计的基本概念和原理讲解机械设计的定义、分类和特点讲解材料力学基础和机械原理2.第二次课：机械设计的基本步骤讲解设计需求的确定和设计方案的制定讲解设计计算和优化3.第三次课：机械设计的常用工具和软件讲解制图软件和计算机辅助设计软件的使用方法讲解计算机辅助工程软件的应用4.第四次课：机械设计的创新和团队合作讲解创新思维和方法讲解团队合作和沟通技巧五、作业和考核1.课后作业：布置相关的练习题和设计任务，巩固学生的机械设计知识。
2.课程报告：要求学生撰写课程报告，总结学习收获和经验。
3.课程设计：组织学生进行课程设计，培养学生的实际操作能力和创新意识。
4.平时成绩：根据学生的出勤、课堂表现和作业完成情况进行评分。
六、教学资源1.教材：选择一本适合的机械设计教材，作为教学的主要参考书。
2.课件：制作相关的教学课件，辅助讲解和演示。
机械设计基础教程
机械设计基础教程1. 引言1.1 概述在现代社会中，机械设计已成为制造业和工程领域中不可或缺的一部分。
从简单的家用电器到复杂的工业设备，机械设计都扮演着重要的角色。
机械设计是指利用科学原理和技术知识来创造、优化和改进各种机械元件、结构和系统的过程。
本教程将带领读者深入了解机械设计基础，从定律、公式等力学基础知识出发，介绍机械元件设计与选择的方法和原则，并通过实际案例分析，展示机械系统设计的流程和方法。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
第一部分是引言，对整篇文章进行了简要介绍和总览。
第二部分是关于机械设计基础的内容，包括定义和重要性、设计原则以及材料选择等方面的知识。
第三部分是关于力学基础知识的介绍，包括牛顿定律、常用力学定理和公式以及应力与应变关系等内容。
第四部分则涵盖了机械元件设计与选择的方法，包括轴承设计与选择、齿轮传动设计与选择以及连接件设计与选择等方面的内容。
最后一部分是机械系统设计案例分析，包括设计流程与方法论以及实际案例的讨论和分析。
1.3 目的本教程旨在帮助读者建立起扎实的机械设计基础，了解机械元件的设计原则和选择方法，并通过实际案例分析提高解决工程问题的能力。
通过学习本教程，读者可以掌握机械设计的基本知识和技巧，为他们在工程领域中从事机械设计相关工作提供有力支持。
这对提升制造业和工程领域的技术水平具有积极意义，并有助于推动社会进步和经济发展。
2. 机械设计基础：在机械工程领域中，机械设计是一个非常重要的环节。
它涉及到了从构思、设计到制造的全过程，并直接关系到最终产品的性能和质量。
本章将介绍机械设计的基础知识，包括定义和重要性、设计原则以及材料选择。
2.1 定义和重要性：机械设计是指运用力学、材料学等相关科学理论和方法，通过对物体结构与功能需求进行合理的规划、布局与组合，使之成为可以实现预期功能并满足使用要求的产品或系统的过程。
它是实现机械产品开发与创新的核心环节。
机械设计在产品开发中起着至关重要的作用。
三维机械设计基础
学习目标：在本章中，主要讲解了如何使用AutoCAD 2007进行三维设计的概念和方法。
本章主要来学习是三维实体的创建，同时也将学习有关三维的其他知识，如三维坐标、三维图形的显示等功能，希望在本章的基础上，读者能够自如地创建三维实体，并能够使用三维显示的工具，从各个角度来观察图形。
6三维机械设计基础第 章♂ 轴测图绘图基础 ♂ 正等轴测图的绘制重点提示：132第6章 三维机械设计基础而在现实世界中，物体都是以三维空间形式存在的，而要想完整、真实地表现物体，最有效的方法就是使用三维绘图。
AutoCAD 2007不仅具有强大的二维设计功能，还可以完成复杂的三维绘图与编辑，为用户提供真实、直观的设计效果，并方便地通过投影转化为二维图形。
6-1 三维绘图基础在机械制图中经常会用到AutoCAD 三维图形，三维图形给人以强烈的真实感，尤其是在进行渲染之后，这种感觉就跟照片差不多了。
在产品宣传、广告片制作、科研和教学工作中有着不可替代的作用。
因为AutoCAD 2007除了可以绘制二维图形之外，还可以进行零件和产品造型的三维设计。
事实上，机械设计领域的三维应用已经越来越广泛了，现在的许多技术，如虚拟制造技术、仿真技术等，都需要以三维图形作为基础的。
6-1-1 三维绘图术语基础在AutoCAD 中，分别有三维线框模型、三维曲面模型和三维实体模型等3类三维模型。
AutoCAD 提供了丰富的实体编辑和修改命令，各实体之间可进行多种布尔运算命令，从而创建出复杂形状的三维实体模型，如图6-1所示。
图6-1 消隐和着色效果● 三维线框模型由三维直线和曲线构成的轮廓模型，没有面和体的特征信息。
线框模型中的各部分虽然可以看清楚，但不能对线框模型进行消隐、着色和渲染等操作。
● 三维曲面模型由曲面组成，且曲面能够遮挡住位于曲面之后的图形，可以对曲面模型进行消隐、着色和渲染等操作。
133 三维机械设计基础6● 三维实体模型由实体命令创建的具有线、面、体特征，并有面所包围的空间，即具有一定质量或体积的模型，可以对其进行消隐、着色和渲染等操作。
《机械设计基础》目录
《机械设计基础》目录第一章绪论11 机械设计的基本概念12 机械设计的发展历程13 机械设计的重要性及应用领域第二章机械设计的基本原则和方法21 机械设计的基本原则211 功能满足原则212 可靠性原则213 经济性原则214 安全性原则22 机械设计的方法221 传统设计方法222 现代设计方法223 创新设计方法第三章机械零件的强度31 材料的力学性能311 拉伸试验与应力应变曲线312 硬度313 冲击韧性314 疲劳强度32 机械零件的疲劳强度计算321 疲劳曲线和疲劳极限322 影响机械零件疲劳强度的因素323 稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算324 不稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算第四章摩擦、磨损及润滑41 摩擦的种类及特性411 干摩擦412 边界摩擦413 流体摩擦414 混合摩擦42 磨损的类型及机理421 粘着磨损422 磨粒磨损423 疲劳磨损424 腐蚀磨损43 润滑的作用及润滑剂的选择431 润滑的作用432 润滑剂的种类433 润滑剂的选择第五章螺纹连接51 螺纹的类型和特点511 螺纹的分类512 普通螺纹的主要参数52 螺纹连接的类型和标准连接件521 螺纹连接的类型522 标准连接件53 螺纹连接的预紧和防松531 预紧的目的和方法532 防松的原理和方法54 螺纹连接的强度计算541 松螺栓连接的强度计算542 紧螺栓连接的强度计算第六章键、花键和销连接61 键连接611 平键连接612 半圆键连接613 楔键连接614 切向键连接62 花键连接621 花键连接的类型和特点622 花键连接的强度计算63 销连接631 销的类型和用途632 销连接的强度计算第七章带传动71 带传动的类型和工作原理711 平带传动712 V 带传动713 同步带传动72 V 带和带轮721 V 带的结构和标准722 带轮的结构和材料73 带传动的工作情况分析731 带传动中的力分析732 带的应力分析733 带传动的弹性滑动和打滑74 带传动的设计计算741 设计准则和原始数据742 设计计算的内容和步骤第八章链传动81 链传动的类型和特点811 滚子链传动812 齿形链传动82 链条和链轮821 链条的结构和标准822 链轮的结构和材料83 链传动的运动特性和受力分析831 链传动的运动不均匀性832 链传动的受力分析84 链传动的设计计算841 设计准则和原始数据842 设计计算的内容和步骤第九章齿轮传动91 齿轮传动的类型和特点911 圆柱齿轮传动912 锥齿轮传动913 蜗杆蜗轮传动92 齿轮的失效形式和设计准则921 轮齿的失效形式922 设计准则93 齿轮的材料和热处理931 齿轮常用材料932 齿轮的热处理94 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算941 受力分析942 强度计算95 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算951 受力分析952 强度计算96 锥齿轮传动的受力分析和强度计算961 受力分析962 强度计算97 蜗杆蜗轮传动的受力分析和强度计算971 受力分析972 强度计算第十章蜗杆传动101 蜗杆传动的类型和特点102 蜗杆和蜗轮的结构103 蜗杆传动的失效形式和设计准则104 蜗杆传动的材料和热处理105 蜗杆传动的受力分析和强度计算106 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算第十一章轴111 轴的分类和材料1111 轴的分类1112 轴的材料112 轴的结构设计1121 轴上零件的定位和固定1122 轴的结构工艺性113 轴的强度计算1131 按扭转强度计算1132 按弯扭合成强度计算1133 轴的疲劳强度校核第十二章滑动轴承121 滑动轴承的类型和结构1211 整体式滑动轴承1212 剖分式滑动轴承1213 调心式滑动轴承122 滑动轴承的材料1221 金属材料1222 非金属材料123 滑动轴承的润滑1231 润滑剂的选择1232 润滑方式124 非液体摩擦滑动轴承的设计计算第十三章滚动轴承131 滚动轴承的类型和特点1311 滚动轴承的分类1312 滚动轴承的特点132 滚动轴承的代号1321 基本代号1322 前置代号和后置代号133 滚动轴承的选择1331 类型选择1332 尺寸选择134 滚动轴承的组合设计1341 轴承的固定1342 轴承的配合1343 轴承的装拆1344 滚动轴承的润滑和密封第十四章联轴器和离合器141 联轴器1411 联轴器的类型和特点1412 联轴器的选择142 离合器1421 离合器的类型和特点1422 离合器的选择第十五章弹簧151 弹簧的类型和特点152 弹簧的材料和制造153 圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算第十六章机械系统设计161 机械系统设计的任务和过程162 机械系统总体方案设计163 机械系统的执行系统设计164 机械系统的传动系统设计165 机械系统的支承系统设计第十七章机械设计中的创新思维171 创新思维的概念和特点172 创新思维在机械设计中的应用173 培养创新思维的方法和途径第十八章机械设计实例分析181 简单机械装置的设计实例182 复杂机械系统的设计实例183 设计实例中的经验教训和改进方向。
机械设计基础-习题解答
《机械设计基础》习题解答机械工程学院目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承---------------------------------------------------------50 第十三章滑动轴承-------------------------------------------- ------------ 56 第十四章联轴器和离合器------------------------------- 59 第十五章弹簧------------------------------------------62 第十六章机械传动系统的设计----------------------------65第0章绪论0-1机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。
机械设计基础完整全套教学课件
经济性原则
在满足功能和可靠性要 求的前提下，尽量降低 制造成本和提高经济效
益。
创新性原则
鼓励采用新技术、新工 艺、新材料，提高产品 的技术含量和附加值。
机械设计的发展历程与趋势
传统设计阶段
依赖经验、试错法进行设计，缺乏 系统性。
现代设计阶段
引入计算机辅助设计（CAD）、有 限元分析等先进技术，实现设计过 程的数字化、自动化。
CAD技术概述
介绍CAD技术的发展历程、基本原理和常用软 件。
CAD建模技术
详细讲解CAD建模的方法、步骤和技巧，包括 二维图形绘制、三维实体建模、曲面造型等。
CAD在机械设计中的应用
通过实例展示CAD技术在机械设计中的应用，如零件设计、装配设计、工程图 绘制等。
有限元分析（FEA）技术
FEA技术概述
量、配合公差等。
传动零件设计
齿轮传动
01
包括圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等的设计，涉及齿轮类型、
模数、齿数、压力角等。
带传动
02
包括平带传动、V带传动等的设计，涉及带型、带宽、带轮直径
等。
链传动
03
包括滚子链传动、齿形链传动等的设计，涉及链条类型、节距、
链轮齿数等。
轴系零件设计
轴的设计
包括轴的类型、尺寸、公差、配合等 的设计，涉及轴的强度计算、刚度计 算等。
03
机械零件设计
连接零件设计
01
02
03
04
螺纹连接
包括螺栓、螺母、垫圈等的设 计，涉及螺纹类型、尺寸、公
差、拧紧力矩等。
键连接
包括平键、半圆键、楔键等的 设计，涉及键的类型、尺寸、
机械设计基础全套课件大纲
• 机械设计概述 • 机械零件与传动系统 • 机构运动学与动力学分析 • 机械制造工艺与装备技术 • 装配图与零件图绘制技巧 • 课程总结与展望
01
机械设计概述
机械设计定义与重要性
定义
机械设计是机械工程的重要组成部分，是根据使用要求对专用机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传 递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造 依据的工作过程。
学生自我评价报告
知识掌握情况
学生对机械设计基础知识的掌握程度， 是否能够理解和应用所学知识。
学习方法改进
学生在学习过程中，是否找到了适合 自己的学习方法，并不断改进和优化
。
实践能力提升
通过课程学习和实践，学生在机械设 计方面的实践能力是否得到提升。
未来学习规划
学生对未来学习的规划和目标，是否 制定了合理的学习计划和时间表。
应用领域
机械设计广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车制 造、工程机械、农业机械、轻工机械等。在各个领域 中，机械设计都发挥着至关重要的作用，为各种机械 设备的研发和生产提供了有力的支持。
02
机械零件与传动系统
常用零件类型及功能介绍
轴类零件
用于支撑旋转零件、传 递扭矩，如主轴、传动
轴等。
轴承
支撑旋转轴，降低摩擦 系数，保证回转精度， 如滚动轴承、滑动轴承
05
装配图与零件图绘制技巧
装配图绘制要求及步骤
装配图应清晰表达各零件之间的相对 位置、装配关系及连接方式。
在装配图中，应使用规定的符号和代 号来表示零件的名称、材料和数量等 信息。
绘制装配图时，需遵循一定的步骤， 包括确定表达方案、选择比例和图幅 、绘制视图、标注尺寸等。
最新最全《机械设计基础》教案(完整版)
行业前沿动态分享
老师可以介绍机械设计领域的最新研 究成果和前沿技术，包括新材料、新 工艺、新机构等方面的进展和应用。
老师可以引导学生关注机械设计领域 的热点问题和争议，包括设计伦理、 知识产权、环保等方面的讨论和思考 。
老师可以分享机械设计领域的行业趋 势和未来发展方向，包括智能化、绿 色化、个性化等方面的趋势和挑战。
根据被连接件的尺寸公差和形位公差，选 择合适的过渡配合类型，如间隙配合、过 渡配合等，确保连接的精度和稳定性。
配合表面粗糙度要求
配合件材料选择
根据配合的性质和要求，确定合适的配合 表面粗糙度要求，以确保连接的精度和稳 定性。
根据使用环境和强度要求，选择合适的材 料，如钢、铸铁、铝合金等，以确保连接 的强度和耐腐蚀性。
轴系零部件定义
轴系零部件是组成机械传动系统的重 要部分，包括轴、轴承、联轴器、离 合器、制动器等。
功能特点
轴系零部件在机械传动中起到支撑、 定位和传递扭矩的作用，其性能直接 影响整个机械系统的运行平稳性、精 度和寿命。
2024/1/26
20
轴系零部件结构类型选择依据
2024/1/26
载荷性质 转速高低 工作环境 安装与调整
轴承校核方法及注意事项
01
静载荷校核
根据轴承所受静载荷的大小和性质，校核轴承的静承载能力是否满足要
求。对于不满足要求的轴承，应重新选择或采取加强措施。
02
动载荷校核
根据轴承所受动载荷的大小和性质，校核轴承的动承载能力是否满足要
求。对于不满足要求的轴承，应重新选择或采取加强措施。
2024/1/26
03
齿轮传动的强度计算和校核
03
掌握齿轮传动的受力分析和强度计算方法，以及如何进行强度
机械设计基础教案
机械设计基础教案一、课程概述机械设计基础是一门重要的技术基础课程，它涵盖了机械原理和机械零件设计两大部分，旨在培养学生掌握机械设计的基本理论、方法和技能，为后续专业课程的学习和未来从事机械设计相关工作奠定坚实的基础。
本课程的主要任务是使学生了解常用机构和通用零件的工作原理、结构特点和设计方法，具备初步的机械设计能力和创新意识。
通过课程学习，学生应能够分析和设计简单的机械传动系统，正确选用标准零部件，并具备一定的工程实践能力和解决实际问题的能力。
二、教学目标1、知识目标掌握常用机构（如平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）的工作原理、运动特性和设计方法。
熟悉通用机械零件（如螺纹连接、键连接、带传动、链传动、齿轮传动、轴、轴承等）的结构特点、工作原理和设计计算方法。
了解机械系统方案设计的基本思路和方法。
2、能力目标能够对简单机械系统进行运动分析和动力分析。
具备设计简单机械传动装置和零部件的能力。
能够正确选用标准零部件，并进行相应的装配和调试。
3、素质目标培养学生的工程意识、创新意识和团队协作精神。
提高学生的分析问题和解决问题的能力。
增强学生的职业素养和社会责任感。
三、教学重难点1、教学重点平面机构的运动分析和力分析。
常用机械传动（如带传动、齿轮传动、链传动等）的设计计算。
轴和轴承的设计与选用。
2、教学难点复杂机构的运动分析和设计。
齿轮的啮合原理和强度计算。
机械系统方案的创新设计。
四、教学方法1、课堂讲授采用多媒体教学手段，结合实物模型、动画演示等，讲解机械设计的基本概念、原理和方法，使抽象的知识形象化、具体化。
2、实验教学安排相关实验，让学生亲自动手操作，加深对机械原理和零件结构的理解，提高实践动手能力。
3、课程设计通过课程设计，让学生综合运用所学知识，完成一个简单机械系统的设计任务，培养学生的工程实践能力和创新能力。
4、案例分析引入实际工程案例，引导学生分析和解决问题，提高学生的工程应用能力。
5、小组讨论组织学生进行小组讨论，培养学生的团队协作精神和沟通能力。
机械设计基础教材
机械设计基础教材1. 导言机械设计是工程设计的重要分支之一，是指基于机械原理和力学原理，通过科学的方法和技术，进行产品或机械系统的设计、开发和改进的过程。
机械设计基础教材旨在为学习机械设计的学生提供必要的知识和技能，帮助他们理解和应用机械设计的基本原理和方法。
2. 基本原理机械设计的基本原理包括静力学、动力学和材料力学等内容。
静力学研究物体在静止状态下的力学平衡条件，包括受力分析、力的合成和分解、力矩的计算等。
动力学研究物体在运动状态下的力学原理，包括速度、加速度、质量和力的关系等。
材料力学研究材料的强度、刚度和耐久性等性能，对于机械设计来说至关重要。
零件设计是机械设计的核心内容之一，主要包括零件的结构设计和参数选择。
在零件的结构设计中，考虑零件的功能需求、安装条件、受力情况等，确定零件的形状、尺寸和连接方式等。
在参数选择中，根据零件的使用要求和材料性能，确定零件的材料、强度、刚度等参数。
同时，还需要考虑零件的制造工艺和成本等因素，确保零件的设计符合实际生产和使用的要求。
4. 机构设计机构设计是机械设计的重要组成部分，主要研究机械系统中各种连接件的排列和运动方式，以实现特定的功能要求。
机构设计包括平面机构和空间机构两大类。
平面机构是指运动在同一平面内的机构，包括连杆机构、凸轮机构等；空间机构是指运动在三维空间内的机构，包括空间连杆机构、滚子机构等。
机构设计涉及到运动学、动力学和强度计算等内容，需要综合考虑机构的性能、可靠性和经济性等因素。
在机械设计过程中，设计计算是不可或缺的一环，用于验证和评估设计方案的合理性和可行性。
设计计算包括静力学计算、动力学计算、强度计算等。
静力学计算通过力学平衡条件，计算各个受力部件的受力情况，以确定设计方案的稳定性和安全性。
动力学计算通过运动学和动力学原理，分析机构在运动过程中的速度、加速度和力的变化规律，以评估设计方案的性能和稳定性。
强度计算通过材料力学原理，计算零件的应力、应变和变形情况，以验证设计方案的强度和刚度。
《机械设计基础》课程考试大纲 .doc
《机械设计基础》课程考试大纲大连工业大学机械设计基础考试大纲第一章绪论了解：机械设计的一般步骤，掌握有关的基本概念，了解零件的常用材料。
第二章平面机构的自由度第一节运动副及其分类掌握：运动副概念及其分类第二节平面机构运动简图掌握：平面机构运动简图的绘制第三节平面机构的自由度及其具有确定运动的条件重点掌握：平面机构的自由度的计算；机构具有确定运动的条件第三章平面连杆机构第一节铰链四杆机构的应用了解：铰链四杆机构的应用第二节铰链四杆机构的基本型式和特征掌握：铰链四杆机构的基本型式和特征第三节铰链四杆机构的演化掌握：铰链四杆机构的演化第四节铰链四杆机构的运动设计重点掌握：按给定的从动件行程速比系数K图解法设计平面四杆机构的方法第四章凸轮机构第一节凸轮机构的分类和应用了解：凸轮机构的分类和应用第二节从动件的常用运动规律掌握：从动件的常用运动规律第三节凸轮轮廓的设计掌握：盘形凸轮轮廓曲线的绘制第四节设计凸轮机构应注意的问题掌握：设计凸轮机构应注意的问题第五节间歇运动机构和组合机构重点掌握：槽轮机构的运动特性第五章齿轮机构第一节齿轮传动的特点和分类了解：齿轮传动的特点和分类第二节齿廓啮合基本定律和齿廓曲线掌握：齿廓啮合基本定律的内容和共轭齿廓曲线第三节渐开线齿廓掌握：渐开线齿廓的形成、渐开线的性质第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸重点掌握：渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数名称和尺寸计算第五节渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动重点掌握：渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件第六节渐开线齿轮的切削原理了解：渐开线齿轮的切削原理第七节根切、最少齿数和变位齿轮重点掌握：齿轮根切原因、不发生根切的最少齿数了解：变位齿轮的概念第八节斜齿圆柱齿轮机构重点掌握：斜齿圆柱齿轮机构正确啮合条件、法面参数、端面参数概念和计算第九节圆锥齿轮机构了解：圆锥齿轮机构工作特点及基本参数第十节蜗杆蜗轮机构了解：蜗杆蜗轮机构工作特点及基本参数第六章轮系第一节轮系的类型掌握：轮系的概念和类型第二节定轴轮系及其传动比重点掌握：定轴轮系及其传动比的计算、方向的判断第三节周转轮系及其传动比重点掌握：周转轮系及其传动比的计算、方向的判断第四节混合轮系及其传动比重点掌握：混合轮系及其传动比的计算、方向的判断第五节轮系的应用了解：轮系的应用情况第七章齿轮传动第一节齿轮的失效形式及设计准则掌握：齿轮的失效形式及设计准则第二节齿轮材料和许用应力了解：齿轮材料和许用应力的计算第三节齿轮传动的精度了解：齿轮传动的精度等级第四节直齿圆柱齿轮的强度计算掌握：直齿圆柱齿轮的强度计算第五节直齿圆柱齿轮传动的设计计算掌握：直齿圆柱齿轮传动的设计计算过程第六节斜齿圆柱齿轮传动的强度计算掌握：斜齿圆柱齿轮传动的强度计算方法及其设计计算第七节直齿圆锥齿轮传动的强度计算了解：直齿圆锥齿轮传动的强度计算第八节蜗杆传动的强度计算了解：蜗杆传动的强度计算第九节齿轮的结构与润滑掌握：齿轮的结构形式第八章带传动第一节带传动的类型和特点了解：带传动的类型和特点第二节V带和V带轮了解：V带和V带轮的类型、结构第三节带传动的工作情况分析重点掌握：带传动的工作情况分析，包括带传动中各力、应力的关系，带的弹性滑动和打滑现象第四节V带传动的设计计算重点掌握：带传动的失效形式及设计准则掌握：带传动的主要参数选择并了解设计步骤第九章链传动第一节链传动的类型和特点了解：链传动的类型和特点第二节链传动和链轮了解：链传动类型、特点及链轮的结构第三节链传动的运动特性和参数选择重点掌握：链传动的运动特性、影响链传动工作平稳性的因素及参数选择第四节链传动的设计计算掌握：链传动的设计计算步骤第五节链传动的布置及润滑了解：链传动的布置及润滑第十章联接第一节螺纹的主要参数及类型了解：螺纹的主要参数及类型第二节螺旋副的受力分析、效率和自锁重点掌握：螺旋副的受力分析、效率和自锁的概念第三节螺纹联接的基本类型和联接件掌握：螺纹联接的基本类型和联接件第四节螺纹联接的强度计算重点掌握：螺纹联接的强度计算方法，包括横向、轴向载荷的紧螺栓联接的强度计算第五节螺纹联接的预紧和防松重点掌握：螺纹联接的预紧和防松的方法、措施第六节螺旋传动了解：螺旋传动第十一章轴第一节轴的类型和材料了解：轴的类型和材料第二节轴的结构设计重点掌握：轴的结构合理设计、轴上零件的安装、定位第三节轴的强度计算掌握：轴的强度计算方法第四节轴毂联接掌握：键的类型、选择、轴毂联接的方法第十二章轴承第一节轴承的分类了解：轴承的分类第二节滑动轴承的典型结构了解：滑动轴承的典型结构第三节非液体摩擦滑动轴承的计算重点掌握：非液体摩擦滑动轴承的计算第四节润滑剂和润滑装置了解：润滑剂和润滑装置第五节滚动轴承的结构、类型、代号和应用重点掌握：滚动轴承的结构、类型、代号和应用第六节滚动轴承的失效形式及选择重点掌握：滚动轴承的失效形式、滚动轴承的寿命计算第七节滚动轴承的组合设计掌握：滚动轴承的组合设计第八节滚动轴承的润滑和密封了解：滚动轴承的润滑和密封第十三章联轴器和离合器第一节联轴器了解：刚性联轴器和弹性联轴器的主要类型及特点第二节离合器了解：常见离合器的类型及特点第三节联轴器和离合器的选用了解：联轴器和离合器的选用试题的组成说明本门课程为初试考试课，试题为满分150分。
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AutoCAD机械设计与范例应用
三维绘图基础
创建用户坐标系
为在不同形体表面上作图，需要将坐标系设为 当前作图面的方向和位置。且能灵活调整，使 三维绘图简化为二维平面绘图。 AutoCAD通常是在基于当前坐标系的XOY平面 （即构造平面）上进行绘图的，在三维环境下 绘图，需要在三维模型不同的平面上绘图。因 此，要把当前坐标系的XOY平面变换到需要绘 图的平面上，即需要创建新的用户坐标系，以 便清楚、方便地创建三维模型。 用户可根据自己的实际需要定义、保存和恢复 任意多个用户坐标系，创建（或变换）用户坐 标系的实质就是重新确定坐标系新的原点和新 的X轴、Y轴、Z轴方向。 AutoCAD提供了多种方式来创建用户坐标系， 下面介绍3种用来创建用户坐标系的方式。 ● 在命令行中直接输入“UCS”命令（大小写 均可）并按“空格”键或Enter键之后，在命令 的选项中进行相应选择来创建用户坐标系。 ● 选择【工具（T）】→【新建UCS（W）】 菜单项中的命令项，创建如图6-6所示的用户坐 标系。 ● 通过如图6-7所示的【UCS】工具栏来创建 用户坐标系，这种方式比较方便快捷。
图6-7 【UCS】工具栏
图6-6 【新建UCS（W）】菜单项
AutoCAD机械设计与范例应用
三维模型的绘制
三维实体模型具有线框模型和表面模型所没有的体的特征，其内部是实心的，所以用户可以对其进行 各种编辑操作，如穿孔、切割、倒角和布尔运算，也可分析其质量、体积、重心等物理特性。而且实 体模型也能为一些工程应用，如数控加工、有限元分析等提供数据。 创建实体模型的方法归纳起来主要有两种：一种是利用系统提供的基本实体创建对象来生成实体模型； 另一种是由二维平面图形通过拉伸旋转等方式生成三维实体模型。前者只能创建一些基本实体，如长 方体、圆柱体、圆椎体、球体等；而后者则可以创建出许多形状复杂的三维实体模型，如图6-9所示。
AutoCAD机械设计与范例应用
图6-21 干涉检查示例图
图6-22 干涉检查对话框 图6-23 【干涉设模型
干涉检查
干涉检查是通过对比两组对象或一对一地检查所有实体，来检查实体模型中的干涉（三维实体相交或重 叠的区域）。还可以对包含三维实体的块以及块中的嵌套实体使用干涉检查命令“INTERFERE”（大 小写均可）。 在使用“INTERFERE”命令时，将在实体相交处创建和亮显临时实体，如图6-21所示。 启动干涉检查后，系统将弹出【干涉检查】对话框来缩放干涉对象，或指定在关闭对话框时删除干涉检 查过程中创建的临时干涉对象，如图6-22所示。 如果定义了单个选择集（一组对象），则“INTERFERE”将对比检查集合中的全部实体。如果定义了 两个选择集（两组对象），则“INTERFERE”将对比检查第一个选择集中的实体与第二个选择集中的 实体。如果在两个选择集中都包括了同一个三维实体，则“INTERFERE”将此三维实体视为第一个选 择集中的一部分，而在第二个选择集中将其忽略。 还可以在执行“INTERFERE”命令后选择嵌套在块和外部参照中的单个实体对象，也可以输入“S”命 令并按Enter键，在弹出的【干涉设置】对话框中设置干涉对象的视觉样式、颜色和视觉样式，如图6-23 所示。
三维绘图术语基础 坐标系控制 创建用户坐标系
AutoCAD机械设计与范例应用
三维绘图基础
三维绘图术语基础
在AutoCAD中，分别有三维线框模型、三维曲面模型和三维实体模型等3类三维模型。 AutoCAD提供了丰富的实体编辑和修改命令，各实体之间可进行多种布尔运算命令，从而创 建出复杂形状的三维实体模型，如图6-1所示。 ● 三维线框模型 由三维直线和曲线构成的轮廓模型，没有面和体的特征信息。线框模型中的各部分虽然可以 看清楚，但不能对线框模型进行消隐、着色和渲染等操作。 ● 三维曲面模型 由曲面组成，且曲面能够遮挡住位于曲面之后的图形，可以对曲面模型进行消隐、着色和渲 染等操作。 ● 三维实体模型 由实体命令创建的具有线、面、体特征，并有面所包围的空间，即具有一定质量或体积的模 型，可以对其进行消隐、着色和渲染等操作。 此外，为了使AutoCAD三维建模更加简单容易，在创建三维对象之前，需要先来讲述一下三 维建模方面的一些基本术语，如用户坐标系统（UCS，User Coordinate System），它可以 在绘制图形时，切换坐标系统到自己定义的UCS中，对于较复杂的图形，可将3D简化成2D的 方式绘制；用于3D图形的尺寸标注也很方便。 每一个UCS都可有不同的原点，且可以将UCS定义到任意位置。正常情况下，坐标系统原点 在绝对坐标（0,0,0）处，如图6-2所示，用户则可利用UCS，将原点定义到立体图形的其他位 置，以简化绘图工作，如图6-3所示。
图6-14 直线路径拉伸的图例
图6-15 曲线路径拉伸的图例
AutoCAD机械设计与范例应用
三维模型的绘制
布尔运算求集
利用AutoCAD 2007中的实体编辑布尔操作命令，可以实现实体间的并集、交集和差集运算。 1．并集 ． 该运算的作用是能把实体组合起来，创建新的实体。操作时只要将要合并的实体对象一一选择上就可以 了。 2．差集 ． 该运算的作用是从实体中减去另外的实体，从而创建新的实体。 3．交集 ． 该运算的作用是将实体的公共相交部分创建为新的实体，操作时只需将要求交集的实体对象一一选择上 即可。 如，对两个长方体分别尝试进行并集、差集与交集运算之后，采用“概念”视觉样式来观察，即可得到 如图10-45所示的结果。
图10-45 布尔运算求集图例
AutoCAD机械设计与范例应用
使用工具创建实体模型
在AutoCAD 2007中，除可以使用三维移动、三维旋转、三维阵列等工具创建实体模型 外，还可以使用干涉检查、剖切、加厚、转化为实体、转化为曲面、提取边等工具， 来改变源实体模型的特性，以创建新的实体模型。
干涉检查 实体的剖切与加厚 转化为实体 转化为曲面 提取边
单击后选择45度 单击并选择10度 设置与X轴夹角
输入45
输入10
选择【确定】按钮
图6-11 【视点预置】对话框
AutoCAD机械设计与范例应用
三维模型的绘制
最基本的8 最基本的8种三维形体
在AutoCAD 2007中可直接创建出多段体、长方体、楔体、圆锥体、球体、圆柱体、棱锥面、圆环体等8种 基本形体。
AutoCAD机械设计与范例应用
第6章
三维机械设计基础
AutoCAD机械设计与范例应用
三维绘图基础 三维模型的绘制 使用工具创建实体模型 三维导航工具
AutoCAD机械设计与范例应用
三维绘图基础
在机械制图中经常会用到AutoCAD三维图形，三维图形给人以强烈的真实感， 尤其是在进行渲染之后，这种感觉就跟照片差不多了。在产品宣传、广告片制作、 科研和教学工作中有着不可替代的作用。因为AutoCAD 2007除了可以绘制二维 图形之外，还可以进行零件和产品造型的三维设计。事实上，机械设计领域的三 维应用已经越来越广泛了，现在的许多技术，如虚拟制造技术、仿真技术等，都 需要以三维图形作为基础的。
AutoCAD机械设计与范例应用
图6-1 消隐和着色效果
图6-2 三维绘图术语
图6-3 改变视点前后的效果
AutoCAD机械设计与范例应用
三维绘图基础
坐标系控制
AutoCAD提供了两个坐标系：一个是被称为世界坐标系（WCS）的固定坐标系和—个是 被称为用户坐标系（UCS）的可移动坐标系。UCS对于输入坐标、定义图形平面和设置视 图非常有用。改变UCS并不改变视点，只改变坐标系的方向和倾斜度。 在AutoCAD的三维坐标系中，分为X、Y、Z轴，它们的相互位置遵循右手定则。相对于二 维系统坐标而言，在三维坐标系统中同样也有世界坐标系、用户坐标系等，并且同样存在 相对坐标和绝对坐标之分。 相对于极坐标系在三维空间中有两种扩展，一种是增加了Z轴的柱坐标系，一种是增加了 与XY平面所成角度的球坐标系。柱坐标表示为（X<[与X轴所成的角度]，Z），而球坐标将 表示为（X<[与X 轴所成的角度]<[与XY平面所成的角度]）。 应用右手定则判断三维坐标轴的位置和方向。在三维坐标系中，如果已知下和Y轴的方向， 可以使用右手定则确定Z轴的正方向。将右手手背靠近屏幕放置，大拇指指向X轴的正方向， 伸出食指和中指，食指指向Y轴的正方向，中指所指示的方向即在轴的正方向。
AutoCAD机械设计与范例应用
三维模型的绘制