理工-机械设计复习概要概论
机械设计基础复习提纲
机械设计基础复习提纲第一部分课程重点内容第一章平面机构的自由度和速度分析运动副的概念和分类P6—7；运动副图形符号P8；能画出和认识机构运动简图P8—10。
平面机构自由度的计算公式P11；复合铰链、局部自由度及简单的虚约束P12—13；速度瞬心及三心定理P14-171、所以构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构；2、两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。
两构件通过面接触组成的运动副称为低副，平面机构中的低副有移动副和转动副。
两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副；3、绘制平面机构运动简图；4、机构自由度F=3n-2P l-P h,原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；5、计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链（图1-13）；（2）局部自由度：凸轮小滚子焊为一体（3）虚约束（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束；6、自由度的计算步骤要全：1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度；2）指出活动构件、低副、高副；3）计算自由度；4）指出构件有没有确定的运动；5）计算公式F=3n-2P L-P H7、速度瞬心与三心定理：1）速度瞬心：两刚体上绝对速度相同的重合点（绝对瞬心，相对瞬心）；2）常见运动副的速度瞬心的寻找方法；3）三心定理：三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬心，且它们位于同一条直线上；4）利用三心定理求机构的全部瞬心；5）利用三心定理求机构的转速、角速比、速度。
第二章平面连杆机构平面四杆机构的三种基本形式及运动特征P21—28；四杆机构类型判定准则P28；急回特性 P29；压力角与传动角P30；死点位置P31；四杆机构的设计（按给定的连杆位置或行程速度变化系数设计四杆机构）P32—34（要求掌握几何作图法，解析法和实验法不考）。
机械工程概论复习提纲
第一章绪论（一）. 机械的基本概况1、机构：由两个以上的构件通过活动连接以实现规定运动的组合体，其各组成部分之间具有一定的相对运动用来传递、转换运动和动力，或实现某种特定的运动2、机器：由一个或一个以上的机构组成，具有确定机械运动并完成一定有用工作过程的装置3 、机械：机构和机器的总称4、机构和机器之间的区别与联系5、机构：传递、转换运动与动力实现某种特定的运动6、机器：具有确定机械运动、转换机械能、完成一定有用工作过程7、零件：组成机械不可拆的基本单元；专用零件8、构件：在机构中组成机构彼此间具有一定相对运动关系的基本单元9 、部件：机械的一部分，为可以完成同一功能而在结构上连接在一起、能协同工作的零件的组合体10 、机械、机器、机构、构件、零件之间的关系11 、机械的特征及种类12 、制造业和机械工业. 机械工程的涵义机械工程的工作内容（按工作性质划分）1、建立和发展能直接应用于机械工程的工程理论基础2、研究、设计和发展新的机械产品3、机械产品的生产4、机械制造企业的经营和管理5、机械产品的应用6、环境污染和自然资源过度耗费问题及其处理措施三.机械工程发展1、社会发展与机械工程第一次革命：大约200 万年前，学会了用木棍和石块等天然工具，并锻炼了大脑和手指第二次革命：大约50 万年前，学会了制造和使用简单的木制和石制工具，继而发现了火第三次革命：大约15000 年前，制作和使用简单机械，开始了农耕与畜牧第四次革命：1750 年到1850 年之间，瓦特第一台蒸汽机第五次革命：计算机的发明导致了一场现代工业革命。
智能机械开始应用，计算机正在改变人类的传统生活方式和工作方式2、机械工程发展史a. 古代机械史(ancient history of machinery ，〜1750年)机械始于工具b. 近代机械工程史(modern history of mechanical engineering)用生产能力大和产品质量高的大机器取代手工工具和简陋机械。
机械设计学概论
机械设计学概论简介机械设计学是一门研究机械产品设计与创新的学科。
它涉及了机械工程中的多个领域，如结构设计、运动学和动力学分析、材料选择等。
机械设计学概论是机械工程专业学生的重要课程之一，通过这门课程，学生将学习到机械设计学的基本原理、方法和技术。
机械设计学的内容机械设计学的内容十分广泛，主要包括以下几个方面：1. 机械设计的基本概念机械设计是指通过合理的布局和选用适当的材料与构造，将机械元件或部件有机地组合起来，以满足特定功能要求的一种创造性的活动。
它不仅包括新产品的设计，还包括对旧产品的改进和优化。
机械设计的基本原理包括静力学、运动学和动力学的基本原理。
静力学研究物体在静止状态下的力学平衡条件，运动学研究物体的运动规律，动力学研究物体的运动和受力的关系。
3. 机械设计的方法与流程机械设计的方法与流程包括需求分析、概念设计、详细设计和评价验证。
需求分析是通过与客户和用户沟通，明确产品的功能要求和性能指标。
概念设计是在需求基础上，进行初步的形态设计和结构设计。
详细设计是对产品进行各个零部件的设计和优化。
评价验证是通过模拟、实验和测试等手段，验证产品的设计是否满足要求。
机械设计的工具和软件可以大幅度提高设计效率和质量。
常用的机械设计软件有AutoCAD、SolidWorks和CATIA等。
这些软件可以帮助工程师进行零部件的建模、装配、运动仿真和强度分析等。
机械设计学的意义机械设计学对于机械工程专业学生的意义重大。
首先，机械设计学可以培养学生的创新意识和设计能力，使他们成为优秀的机械设计工程师。
其次，机械设计学可以让学生了解和掌握机械设计的理论和方法，为他们未来的工作打下坚实的基础。
最后，机械设计学可以培养学生的团队合作意识和沟通能力，提高他们的综合素质。
机械设计学的发展趋势随着科技的发展和社会的进步，机械设计学也在不断发展和进步。
未来，随着智能制造和机器人技术的发展，机械设计学将面临更多的挑战和机遇。
机械设计基础概论
机械设计基础概论1. 引言机械设计是工程设计中的一个重要领域，它涉及到机械元件和系统的设计原理、方法和技术。
机械设计的目标是通过合理的设计来实现机械系统的功能，并满足性能、质量、可靠性和经济性等方面的要求。
本文将介绍机械设计的基础概念、设计流程以及常见的机械设计方法。
2. 机械设计的基础概念2.1. 设计需求机械设计的第一步是明确设计的需求。
设计需求包括产品的功能要求、性能要求、质量要求、可靠性要求、工艺要求等。
设计需求的明确对于后续的设计工作非常重要，只有明确需求，才能有针对性地进行设计。
2.2. 设计原则在机械设计中，有一些基本的设计原则需要遵循：•功能原则：设计的产品应能满足预定的功能需求。
•强度原则：设计的产品应具有足够的强度和刚度，以保证在使用过程中不发生破坏或变形。
•可制造性原则：设计的产品应具备可生产和可加工的特性。
•经济性原则：设计的产品应具备较低的制造成本和运营成本。
2.3. 设计步骤机械设计的一般步骤包括：需求分析、构思设计、详细设计、制造以及测试验证。
这些步骤一般是逐步进行的，每个步骤都具有特定的目标和任务。
在需求分析阶段，需要明确产品的功能需求和性能需求；在构思设计阶段，需要产生多个概念设计方案，并进行比较评估；在详细设计阶段，需要进行工程计算和绘图，确定具体的零部件尺寸和结构；制造阶段则是实际加工制造零部件和组装成整体产品；最后，在测试验证阶段，需要对产品进行性能测试和功能验证。
3. 机械设计方法3.1. 经验设计法经验设计法是一种基于经验和直觉的设计方法。
通过参考类似产品的设计经验和实践，来完成设计工作。
这种方法适用于一些简单的设计问题，但在复杂的设计问题中可能存在不足。
3.2. 可行性设计法可行性设计法是一种探索性的设计方法。
它通过对各种可能的设计方案进行分析和评估，以确定哪种方案最为可行。
这种方法可以在设计的早期阶段就能够发现可能存在的问题和风险。
3.3. 参数化设计法参数化设计法是一种基于参数化建模的设计方法。
机械设计基础知识概述全
机械设计基础知识概述全机械设计是一种将机械理论和实践应用于机械制造的专业。
它涉及到机械部件的设计、制造和测试等方面，是现代机械行业发展的基础。
机械设计包括许多基础知识，下面我们将对其中的关键知识进行概述。
一、材料力学材料力学是机械设计的基础，它研究的是物体受力下的应力和应变变化规律。
任何机械部件都必须在特定的负载和环境条件下进行设计和制造。
因此，了解材料的物理和力学特性是非常重要的。
材料的强度、韧性、疲劳寿命以及其它性质的测试是材料力学中重要的主题。
二、机械制造工艺机械制造工艺是机械设计中至关重要的一环。
它涉及到零件的成型、加工和装配等各个方面，包括铸造、锻造、注塑、机加工等。
如果选择合适的制造工艺，则可以保证产品具有高的质量和性能，同时减少制造成本。
三、CAD/CAM计算机辅助设计和制造技术(CAD/CAM)也是机械设计的重要组成部分。
CAD/CAM软件可以帮助设计师进行绘图、设计和建模等工作，同时还可以进行自动化加工和控制，提高生产效率和成本效益。
四、机构学与运动学机械设计中机构学和运动学也非常重要。
机构学是机械学科中的分支，它研究的是机械结构的运动学原理、结构功能和工作原理等。
在机器的设计之前，一定要对机件的运动学进行深入了解。
五、机械设计的基本法则机械设计的基本法则是几乎所有机械设计人员都应该深入掌握的知识点。
其内容包括力学、结构原理、材料力学及其它基本理论知识。
机械设计师必须选择最适合机器设计和应用的材料、零件和构件，并合理地设计和配合它们。
以上是机械设计基础知识的概述，机械设计师需要在日常工作中掌握和应用这些知识，才能设计出具有高质量、高可靠性的机器产品。
机械设计基础概论
第1章机械设计基础概论1.1机器的组成一、常用专业名称及其意义机器：凡能实现确定的机械运动，又能作有用的机械功或完成能量、物料与信息转换和传递的装置，称为机器；机构：若只能用来运动力或以改变运动形式的机械传动装置，则称为机构，如连杆机构、齿轮机构等。
从运动的观点来看，机器与机构之间并无区别，所以通常将机器和机构统称为机械。
构件：组成机器的各个相对运动的单元体称为构件。
构件可以是单一的零件，如曲轴，也可以是几个零件组成的刚性结构，如内燃机的连杆（见书图1-3）。
构件是最小的运动单元，零件是最小的制造单元。
部件：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，部件是装配的单元。
如联轴器、轴承、减速器等。
“机械零件”：常用来泛指零件和部件。
“通用零件”：各种机器中普遍使用的零件称为通用零件，如螺钉、齿轮、轴等；“专用零件”：只在某些特定类型的机器中才使用的零件，称为专用零件，如发动机中的曲轴和活塞、汽轮机的叶片、纺织机的织梭等。
二、机器中常用机构机器中常用的机构有：带传动机构、链传动机构、齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构和间歇机构等。
另外，还有组合机构。
一部机器，特别是自动化机器，要实现较为复杂的工艺动作过程，往往需要多种类型的机构。
例如，牛头刨床含有带传动机构、齿轮机构、连杆机构、间歇机构和螺旋机构等五种机构；内燃机的传动部分由曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构组成（见书图1-2）。
三、机器的分类按照用途的不同，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。
如内燃机、涡轮机、电动机、发电机等；工作机器用来做机械功或搬动物品，即变换物料。
如金属切削机床、轧钢机、织布机、收割机、汽车、机车、飞机、起重机、输送机等；信息机器用来获取或变换信息。
如照相机、打字机、复印机等。
四、机器的组成1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。
机械设计基础总复习
整理ppt
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二、 机器的组成 （以汽车为例）
1、动力部分 提供动力（发动机） 2、传动部分 提供变速、改变运动方向或运动形式等
（变速箱、传动轴、离合器） 3、工作部分 直接完成设计者的构想，代替或减轻人类的
工作（车轮，转向器） 4、控制部分 使机器各部分运动协调。可以是手控、
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3、曲柄存在的条件 1）四杆机构中，最长杆和最短杆之和小于其余
两杆长度之和。 2）曲柄为最短杆，且是连架杆或机架。 4、对四杆机构的判断：
在四杆机构中，没有曲柄存在，就是双摇杆 机构，若存在曲柄，，哪一个是机架，就构成不 同的机构。
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1）和最短杆相连的杆是机架，为曲柄摇杆机构。 2）最短杆是机架，为双曲柄机构。 3）最短杆对过的杆是机架，为双摇杆机构。
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第十一章 联接
螺纹联接
1、大径 d：螺纹标准中的公称直径，螺纹的最大直径
2、小径 d1: 螺纹的最小直径，强度计算中螺杆危险断 面的计算直径。
3、中径 d2: 近似于螺纹的平均直径， d2 (d1 + d) / 2 4、螺距 p: 相邻两螺纹牙平行侧面间的轴向距离。
5、导程 s: 同一条螺纹线上两螺纹牙之间的距离。
Fx1 = - Ft2 切向力
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已知：蜗杆的旋向和转向，画出蜗杆和 蜗轮三个分力的方向。
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•第八章 带传动
普通V带已标准化：按GB/T 13575.1－2008标准， 按截面尺寸 的大小不同，由小到大，分为： Y、Z、A、B、C、D、E七种。
具体尺寸见表8—2。带的楔角 大于带轮沟槽 角。 • 带的节面宽度叫节宽bp ， 当带弯曲时，此宽度不变，带的
机械设计期末总复习
河北工业大学机械设计基础第一章机械设计概论复习思考题1、机械设计的基本要求包括哪些方面？2、机械设计的一般程序如何？3、对机械零件设计有哪些一般步骤？4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？5、对机械零件材料的选择应考虑哪些方面的要求?习题1．何谓机械零件的失效？何谓机械零件的工作能力？2．机械零件常用的计算准则有哪些？第二章机械零件的强度复习思考题1、静应力与变应力的区别？静应力与变应力下零件的强度计算有何不同？2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。
3、静应力是否一定由静载荷产生？变应力是否一定由变载荷产生？4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？5、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？6、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素Kσ的表达式为何？如何作零件的简化极限应力图？7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？8、按Hertz公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关？习题1．某材料的对称循环弯曲疲劳极限1801=-σMPa 。
取循环基数N 0=5×106，m =9，试求循环次数N 分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
2．已知材料的机械性能为σs =260MPa ，σ-1=170MPa ，ψσ=0.2，试绘制此材料的简化根限应力线图。
3．圆轴轴肩处的尺寸为：D =54mm ，d =45mm ，r =3mm 。
如用上题中的材料，设其强度极限B =420MPa ，试绘制此零件的简化极限应力线图，零件的βσ=βq =1。
4．如上题中危险剖面上的平均应力σm =20MPa ，应力幅σa =30MPa ，试分别按①γ=C ，②σm =C ，求出该载面的计算安全系数S ca 。
《机械设计基础》复习重点、要点总结
第1章 机械设计概论
复习重点
1.机械零件常见的失效形式
2.机械设计中，主要的设计准则
习题
1-1机械零件常见的失效形式有哪些？
1—2在机械设计中，主要的设计准则有哪些？
1-3在机械设计中，选用材料的依据是什么？
第2章 润滑与密封概述
复习重点
1。摩擦的四种状态
2。常用润滑剂的性能
习题
2—1摩擦可分哪几类？各有何特点?
松边拉力=F3+F2（F2--—离心拉力F2=qv2；F3-—-张紧力或悬垂拉力）
紧边拉力=F3+F2+F1（F1--—有效工作拉力，F1=1000P/V KW)
注意与带的区别：⑴初拉力F3没有再变大或变小，∵链板之间可以相对转动，∴不像带有伸长收缩的明显改变.
⑵没有弯曲应力σb∵链包在链轮上,链板可以自由转动,∴不受弯曲应力.
销轴与外链板、套筒与内链板为过盈配合。
另外：内、外链板之间留有一定间隙,以便润滑油渗入到铰链的摩擦面间.
内、外链板均制成“∞”型。（从减轻重量和等强度两方面考虑）
链的排数：一般不超过4排.
连结数通常取偶数(∵接头方便,无过渡链节)
②链条的参数与标记：参数已标准化，分A、B系列。表11—1给出了A系列的一些参数。
3、标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算
4。齿轮传动的失效形式
5.齿轮传动中的受力分析（齿轮的转向及轮齿旋向分析）
11.1齿轮机构的类型
齿轮机构的类型很多，按两齿轮轴线间的相互位置、齿向和啮合情况不同，齿轮机构可分为以下几种基本类型，如表11—1所示。
表11-1齿轮机构的类型
齿轮机构
平行轴传动
外啮合齿轮
机械设计基础知识概述(全)要点
机械设计基础知识概述机械设计基础知识概述第一章金属材料的有关问题（一）金属材料的机械性能金属零件受一定外力作用时，对金属材料有一定的破坏作用。
因此要求金属材料具有抵抗外力的作用而不被破坏的性能，这种性能称为机械性能。
金属材料的机械性能主要包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
它们的具体数值是在专门的试验机上测定出来的。
1、金属材料的变形和应力金属材料受外力作用时引起的形状改变称为变形。
变形分为弹性变形（当外力取消后，变形消失并恢复到原来形状）和塑性变形（当外力除去后，不能恢复到原来形状，保留一部分残余形变）。
当金属材料受外力作用时，其内部还将产生一个与外力相对抗的内力，它的大小与外力相等，方向相反。
单位截面上的内力称为应力。
在拉伸和压缩时应力用符号σ表示。
σ=P/F式中：σ —应力，MPa;P —拉伸外力，N；F —试样的横截面积，mm2。
2、强度强度是金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。
强度可通过拉力试验来测定。
将图（a）所示标准样安装在拉力试验机上，对其施加一个平稳而无冲击逐渐递增的轴向拉力，随着拉力的增加试样产生形变如图（B）直到断裂如图（C）。
以试样的受拉力P为纵坐标，伸长值⊿L为横坐标，给制出拉伸曲线。
第 1 页共 54 页机械设计基础知识概述OE段：负荷与伸长成线性关系，是材料的弹性变形阶段。
金属材料由弹性变形过渡到塑性变形时的应力称为弹性极限，用σe表示。
σe=Pe/Fo式中：σe —弹性极限，MPa；Pe —材料开始塑性变形时的负荷，N；Fo —试样原横截面积，㎜2 。
当负荷超过E点，试样开始产生塑性变形，这一段曲线几乎呈水平，表明试样在拉伸过程中，负荷不增加甚至有降低，试样继续塑性形变，材料丧失了抵抗变形的能力。
这种现象称为屈服。
产生现象时的应力称为屈服点，用σs表示。
σs=Ps/Fo式中：σs —屈服点，Mpa ；Ps —材料产生明显形变时的负荷，N；Fo —试样原横截面积，㎜2 。
机械设计复习资料及答案
5．提高螺纹联接强度的措施有哪些？1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力）；5）采用合理的制造工艺。
3．螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？螺纹联接有 4 中基本类型。
螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。
螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间），又不需要经常拆卸的场合。
双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。
紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。
根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。
3-7．拧紧可以使一定公称直径的普通螺栓取得一定的预紧力，如果要以比较小的拧紧力矩T 来得到要求的预紧力Q P，可采用__A______。
A．细牙螺纹 B．双线螺纹C．适当润滑 D．增加螺母与被联接件支承面间的面积3-8. 在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于___A_____。
A．摩擦防松 B．机械防松C．破坏螺旋副的关系防松 D．增大预紧力防松3-14．在螺纹联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的联接表面加工凸台或沉头座是为了6_____D___。
A．使工作面均匀接触 B．使接触面大些，提高防松能力C．安装和拆卸时方便 D．使螺栓不受附加载荷作用3-16．当螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓____D____。
A. 必受剪应力作用B. 必受拉应力作用C. 同时受到剪切和拉伸D. 既可能受剪切，也可能受拉伸3-17．当铰制孔螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓__A______。
A. 必受剪应力作用B. 必受拉应力作用C. 同时受到剪切和拉伸D. 既可能受剪切，也可能受拉伸3-19．对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓总拉力Q 和剩余预紧力Q P′不变，减小螺栓的刚度，则螺栓的应力幅σa和预紧力Q P 也会发上变化。
《机械设计》复习大纲
《机械设计》复习大纲《机械设计》复习大纲[第五章螺纹联接] 1. 常用螺纹的主要类型及其适用场合(p60) 牙型角越大，传动效率越低，自锁性越好。
线数越少，自锁性越好，传动效率越低。
2. 螺纹的主要参数(p61-62) 3. 螺纹联接的基本类型及其适用场合(p62-63) 4. 螺纹联接预紧的目的(p66) 5. 螺纹联接的防松措施(p68-69) 摩擦防松：对顶螺母，锁紧螺母，弹簧垫圈机械防松：止动垫片，带翅垫片，开槽螺母加开口销，串联钢丝破坏螺纹副防松：焊接，粘接，铆接，冲点 6. 受拉螺栓和受剪螺栓的主要破坏形式(p70) 受拉：轴向静载荷——螺杆或螺纹部分的塑性变形或过载断裂；轴向变载荷——螺纹根部和应力集中部位疲劳断裂；受剪：螺杆或孔壁压溃和螺杆剪断7. 松螺栓联接和紧螺栓联接的概念(p70)8. 紧螺栓联接强度计算(p71-74) 9. 受横向载荷、受转矩及受轴向载荷作用时的螺栓组受力分析(p78-80) 10.提高螺纹联接强度的措施(p85-88) 降低应力幅：减小C1，增大C2 盖上螺纹牙间分布不均：悬置螺母，环槽螺母，内斜螺母减小应力集中：加圆角，加卸载槽，加卸载过渡圆弧避免附加弯曲应力：加制凸台，沉头座；加装球面垫圈，斜面垫圈；使用环腰螺栓1 [第六章键、花键联接] 1. 键的功用(p100) 轴和轮毂周向固定与轴向固定。
2. 键联接的主要类型(p100) 平键连接：普通，薄型，导向，滑键半圆键连接：楔键连接：普通，钩头切向键连接： 3. 平键的工作方式及特点(p100) 周向固定，对中性好。
4. 平键的类型及其适用场合(p100) 静：普通，薄型动：导向，滑键 5. 半圆键的工作方式、特点及适用场合(p101) 6. 楔键的工作方式、特点及适用场合(p101)周向固定和一定的单向轴向载荷，静连接，对中性低，载荷平稳，低速。
7. 切向键的工作方式、特点及适用场合(p102) 静连接，周向固定传递大转矩。
机械设计——第1章 概论
[S ]
[ ] lim
[S ]
S
lim
[S ]
机械设计
21
第一章 概
S——安全系数，S＞1 —→ S↑论：安全，浪费材料
S↓：经济，不安全
2、刚度准则
刚度：抵抗弹性变形的能力。 y [y ]， [ ]
机床主轴等弹性变形过大将影响加工精度。
机械设计
22
第一章 概
3、寿命准则
2、经济性要求
三方面：生产成本低、使用消耗小、维护费用低。
措施： 1）设计中采用“三化”零部件；
标准化、系列化、通用化 2）应用成熟的新技术、新材料。
3）选用高效率设备，减少动力、燃料消耗。
3、外观造型要求
颜色、造型
4、环保要求
噪音、废气、废液。 如：CNG汽车。
机械设计
15
第一章 概
二、机械设计的一般程序
论
实际使用寿命大于或等于预期寿命，L≥[L]。
4、温升准则 σ
Δt≤[Δt]
三、载荷和应力分类
1、载荷分类
静载荷：不随时间变化或变化缓慢。
t
动载荷：随时间变化。 σ
σ
名义载荷与计算载荷。
2、应力分类
0
t
t
0
静应力：r=1
脉动循环：r=0
σ
变应力 对称循环：r= -1
非对称循环
0
t
机械设计
循环特征：r min max
组合而成的。
机械设计
11
第一章 概
零件：组成机器的不可拆的基本单元论（即制造的基本单元） 。
部件：为完成同一使命而协同工作的许多零件的组合。
如：滚动轴承 、联轴器。
机械设计复习概要
机械设计复习概要第一章：机械设计总论（掌握）在任意一个给定循环特性r的条件下，经过N次循环后材料不发生疲劳破坏时的最大应力。
第二章：轴毂联接设计面是工作面。
特点：结构简单、装拆方便、加工容易，对中良好，应用广泛，但不能实现轴向固定。
（按端部形状不同分为A型（圆头）、B型（方头）、C型（半圆头）三种。
A型轴槽用指状铣刀加工，键在轴槽中轴向固定好，但端部应力集中大。
B型轴槽用盘形铣刀加工，端部应用集中小，但易松动，常用紧钉螺钉固定。
C型常用于轴端和毂类零件的连接）特点：能在槽中摆动，尤其适用锥形轴与轮毂的连接，但轴槽较深，对轴的强度削弱大，只用于轻载。
一定的单向的轴向载荷。
特点：由于楔键打入时，使轴和轮毂产生偏心，故用于定心精度不高，载荷平稳和低速场合。
4寸（高度h和宽度b）根据轴的直径选取，而键长L应根据轮毂宽度B而定，通常L=B-（5~10）mm。
需手写练习题：1．平键连接中的平键截面尺寸b×h是按 C 选定的。
A. 转矩TB. 功率PC. 轴径d2．平键连接工作时，是靠剪切和挤压传递转矩的。
3．若强度不够，采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成 A 。
A．相隔180° B. 相隔120°～130° C．相隔90° D. 在轴的同一母线上4．用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹 A 。
A. 牙根强度高，自锁性能好B. 传动效率高C. 防震性能好D. 自锁性能差5．为提高紧螺栓连接强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小螺栓刚度或增大被连接件刚度。
6．当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且连接需要经常拆装时，适宜采用③连接。
①螺栓②螺钉③双头螺柱第三章：螺纹联接与螺旋传动设计1（1）三角形螺纹（也叫普通螺纹），用于连接。
粗牙：用于一般连接。
细牙：相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件的微调装置。
1 机械设计基础概论
工作能力计算准则：根据零件失效的原因，可建立相应的零件工作 能力的判定条件。
计算准则包括：①强度判定条件：应力许用应力； ②刚度判定条件：变形量许用变形量； ③耐磨性判定条件：压强许用压强； ……。 判定条件可概括为：计算量许用量。
1、机械零件的强度准则（基本条件） 强度：零件在载荷作用下抵抗断裂、塑性变形及表面失效的 能力。 判定准则：零部件在载荷作用下的工作应力不超过许用应力。
2、 磨损的分类
按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同，一般工况下把 磨损分为磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。
(1）粘着磨损 也称胶合，摩擦表面的微观凸峰粘在一起后，在相对运动 中，材料从一个表面迁移到另一个表面，便形成粘着磨损。
(2）磨粒磨损 也称磨料磨损，是外界的硬颗粒或粗糙的硬表面在相对运 动中，对摩擦表面的擦伤所引起的磨损。
•经济性要求 1、应尽可能采用先进的设计方法，计算机辅助设计，加快 设计进度，降低设计成本； 2、尽量采用标准件、通用件，产品系列化； 3、采用新技术、新材料和新结构，选用高效传动系统以降 低能耗； 4、考虑机器的机械化、自动化水平，提高机器的生产率。
•满足社会要求 操作方便、省力，劳动强度低，维修简便；能够安全运行； 造型美观；低噪音、无毒、低辐射等。
另外，要考虑材料的费用（材料费占成本的30﹪以上）。
材料的费用 （材料费占成本 的30﹪以上）
原材料的价格 包 括
零件制造费用
机械零件材料具体的选用措施： (1)尽量采用高强度铸铁来代替钢材，用工程塑料或粉末冶金 材料代替有色金属材料； (2)采用热处理或表面强化处理等工艺，充分发挥利用材料的 潜在力学性能； (3)合理采用表面镀层等方法，减少磨损速度，延长零件的使 用寿命； (4)采用组合式零件结构，使得工作部分用贵重材料，非工作 部分用廉价材料（如部分铸铁刀具只在刀尖处用金刚石、大型蜗轮 用青铜齿圈和铸铁轮心的组合式结构）； (5)优化工艺方案，提高材料的利用率； （6）用本地富有元素合金钢代替稀有元素合金钢，金属采购、 运输费用。
(完整版)机械设计复习大纲
第一章机械设计总论本章节包括5个知识点，1.机械零件的主要失效形式及计算准则；（重点）2.机械零件设计的一般步骤；3.材料的疲劳特性4.机械零件的强度计算；（重点）5.机械零件的抗剪裂强度和接触强度。
在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过熟悉教材内容，识记一般的知识点，尽可能脑中对零件有总体的认识，再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。
【知识点1】机械零件的主要失效形式及计算准则【例题1】机械零件的主要失效形式有哪些？分析：基本知识点的熟记解题：断裂，表面压碎，表面点蚀，塑形变形，过量弹性变形，共振，过热，过量磨损易错点：回答不够全面作业：《机械设计与机械原理考研指南》P18页第20、21、22等题习题：简述机械零件的计算准则【知识点2】机械零件的强度计算【例题2】简述应力特征r的取值范围及应力分类分析：基本知识点的熟记解题：TWrW1,r=1时为静应力，r=T是为循环变应力，r=0时为脉动变应力易错点：分类理解不清作业：《机械设计与机械原理考研指南》P19页第36、37等题习题：简述载荷与应力的类型第二章平面连杆机构及其设计（不考）第三章凸轮机构及其设计（不考）第四章步进机构及其设计（不考）第五章齿轮传动设计本章节包括6个知识点，1.齿轮传动的主要参数及几何尺寸计算；2.齿轮常用材料及热处理方法；3.硬齿面，软齿面，开式传动，闭式传动等概念4.齿轮传动的的常见失效形式，受力分析；（重点）5.直齿，斜齿圆柱齿轮传动的强度计算6.齿轮设计准则。
（重点）其中必须掌握的知识点是3个，1.硬齿面，软齿面，开式传动，闭式传动等概念2.齿轮传动的的常见失效形式，受力分析；3.齿轮设计准则。
【知识点1】齿轮传动的的常见失效形式【例题1】简述齿轮传动的常见失效形式分析：这一考题在历年考研试卷中比较常见，或考简答，或变换形式考填空解题：1.轮齿折断，多发生在脆性材料轮齿根部2.齿面点蚀，多发生在润滑良好的闭式软齿面齿轮中3.齿面胶合，多发生在高速重载热条件差的闭式齿轮中4.齿面磨损，多发生在开式齿轮传动中5.齿面塑性变形，多发生在底速过载，频繁启动的软齿面齿轮传动中易错点：回答不够准确作业：《机械设计与机械原理考研指南》P43页第1、2题，p46页第43、44、45、46题习题：齿面点蚀首先出现在齿面节线附近的原因。
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武汉理工大学机械设计复习概要绪 论抽象的讲机械由原动机、传动装置、工作机三大部分组成。
具体的讲机械一般是由一些典型的机构和零件组成。
本课程就是以这些典型的机构和零件为研究对象。
理解几个名词：1． 机器、机构、机械机器：具有3个特征（1）人为的实物组合；（2）各部分具有确定的相对运动；（3）可完成有用机械功或转换机械能。
机构：具有机器的前两个特征。
机械：是机器和机构的总称。
2．零件、构件 零件：是制造单元。
构件：是运动单元。
一个构件可以由很多零件组成。
第4及11章 齿轮机构与齿轮传动齿轮机构部分1、了解渐开线的性质。
中心距可分性：当两轮安装的实际中心距与设计中心距稍有偏差，因基圆半径已被确定，故传动化保持不变。
1221b b r r i ==ωω 2、掌握标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸计算，会做如P71页习题4-1等。
3、标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件是：两轮的模数和压力角必须相等（2121,αα==m m ）。
传动比可表示为121212'1221'z z d d d d d d i b b =====ωω 两轮连续传动条件是：重合度1≥ε；重合度ε越大，传动越平稳。
1、 齿轮加工方法特点：仿形法：生产率低、加工精度低，但设备简单、刀具价廉，多用于单件修配和小批量生产。
范成法：生产率相对较高，适合批量生产，但设备较贵。
2、 标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最小齿数17min =Z 。
标准齿轮与变位齿轮比较：由于加工刀具相同，所以模数、齿数、分度圆和基圆一样，但齿厚、齿根圆、齿顶圆与标准齿轮不同。
3、 斜齿圆柱齿轮啮合特点：逐步进入或退出啮合，重合度大、传动平稳、承载能力大、允许转速高，不发生根切的最小齿数可小于17，但会产生轴向力。
斜齿轮的正确啮合条件：除两轮的模数和压力角相等外，两轮分度圆上的螺旋角β必须大小相等，方向相反（一为左旋、一为右旋）。
斜齿圆柱齿轮的法面参数为标准值，其几何尺寸计算，只掌握分度圆直径、中心距、当量齿数计算公式。
圆锥齿轮大端参数为标准值。
考试例题：1．一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的( A )均为标准值。
A ．法面模数、分度圆上的法面压力角B ．端面模数、分度圆上的端面压力角C ．端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角D ．法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角2．标准直齿圆柱齿轮的模数为4mm ，齿数为28，则分度圆齿距等于___12.56__mm 。
3. 渐开线上任一点的法线与基圆 相切 ，渐开线上各点的曲率半径是 不同 的。
4．用范成法加工标准渐开线齿轮，发生根切的原因是 C 。
A. 模数过小B. 模数过大C. 齿数过少D. 齿数过多5． 一对标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 ③ 。
① m 1=m 2, 1α=2α ② m 1=m 2, 1α=2α, β1=β2 ③ m 1=m 2, 1α=2α, β1=-β26．一对渐开线圆柱齿轮传动，其 节 圆总是相切并作纯滚动。
7. 搞技术革新需要一对传动比i=3的齿轮，现从旧品库里找到两个直齿圆柱齿轮，其压力角都是α=20°，而齿数为Z 1=18，Z 2=54，齿顶圆直径为d a1=40mm ，d a2=126mm ，问这两个齿轮能否配对使用?为什么? 提示：算两轮模数是否相同。
齿轮传动部分1、 齿轮的失效形式及发生的场合：轮齿折断 闭式硬齿（HBS>350）、开式齿面点蚀 闭式软齿（HBS ≤350）主要失效 齿面磨损 开式齿面胶合 高速重载齿面塑变 软齿其中齿面点蚀首先发生在节线附近靠近齿根处。
了解齿轮传动的计算准则。
2、 了解齿面接触强度计算公式。
重点掌握应注意的问题：（1）接触强度与d 或a 关系最大，d ↑或a ↑，工作应力H δ↓,接触强度↑；（2）工作应力H δ两轮相同，但许用应力HP δ两轮不同，故HP δ应代入小值。
（3）齿宽系数1/d b d =ψ中，b 取两轮小值，d 1取小轮直径3、了解轮齿弯曲疲劳强度计算公式。
重点掌握应注意的问题：（1）弯曲强度与m 关系最大。
m ↑ 抗弯↑；（2）两轮工作应力F δ不同，许用应力FP δ也不同，故要分别校核两轮，校核时都用T 1和z 1，只是齿形系数Y Fa 不同。
（3）齿形系数Y Fa 仅与齿数Z 有关，z ↑Y Fa ↓。
注意斜齿轮与当量齿数Zv 有关。
4、斜齿轮受力分析：圆周力Ft ——主反从同；径向力Fr ——指向轮心；轴向力Fa ——主动轮按左、右手定则（注意只有主动轮才可以伸手）。
锥齿轮受力分析：圆周力Ft ——主反从同；径向力Fr ——指向轮心；轴向力Fa ——永指大端。
考试例题：1．开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断，目前只进行齿根弯曲疲劳强度计算，用适当加大模数的方法考虑磨损的影响。
2. 按齿面接触疲劳强度设计计算齿轮传动时，若两齿轮材料的许用接触应力[σ]H1≠[σ]H2，在计算公式中应代入 B 进行计算。
A. 大者B. 小者C. 两者分别代入3. 标准斜齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算式，齿形系数Y F 是按当量齿数 B 来确定的。
A. Z V =2B. β3V cos Z Z =C. δcos Z Z V = 4. 为了提高齿轮传动的齿面接触强度应 ③ 。
① 中心距不变条件下增大模数 ② 中心距不变条件下增加齿数③ 增大中心距 ④ 减少齿宽5．一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径d 1=50mm 、齿宽b 1=55mm ，大齿轮分度圆直径d 2=90mm 、齿宽b 2=50mm ，则齿宽系数d ψ C 。
A. 1.1B. 5/9C. 1D. 1.36. 试分析圆锥一圆柱齿轮减速箱中的中间轴上各齿轮啮合点处（A 、B ）受力方向和转向?7．设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图，试问：(1)低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相同?(2)画出中间轴上两齿轮的圆周力F t2、F t3和轴向力F a2、F a3方向。
第12章 蜗杆传动1、蜗杆传动的特点传动比大（8-80）、结构紧凑、工作平稳、噪声低，在一定条件下可以实现自锁。
但其效率低、磨损发热大，故不适用于大功率和长期连续工作。
蜗轮一般用青铜材料，减摩耐磨，但价格高；蜗杆用碳钢或合金钢，强度高。
一般失效总是发生在强度较低的蜗轮上。
2、蜗杆传动正确啮合条件：（1）蜗杆的轴向模数m a1和压力角αa1与蜗轮的端面模数m t2和压力角αt2分别相等。
即m a1=m t2=m αa1=αt2=20°（2）当交错角Σ=90°时，蜗杆分度圆柱导程角r 1与蜗轮分度圆柱螺旋角β2等值同向。
即r 1=β23、 主要参数与几何尺寸计算蜗杆直径,1mq d =蜗轮直径d 2=mZ 2， 中心距a=0.5(d 1+d 2)=0.5m(q+Z 2)。
传动比121221d d z z n n i ≠==因q Z tgr 1=，蜗杆头数越多或直径系数越小，r 越大，效率越高。
因d 1=mq, 故当m 一定， q ↑d 1↑，所以q 取大值可提高蜗杆刚度。
d 1为什么要取标准值？这是因为切制蜗轮所用滚刀的几何参数必须与该蜗轮相啮合的蜗杆相同，故为了减少刀具型号，便于刀具的标准化就制定了蜗杆d 1标准系列。
4、受力分析：圆周力Ft ——“主反从同”；径向力Fr ——“指向轮心”；轴向力Fa ——“主动轮按左、右手定则”。
5、蜗杆传动由于滑动速度大，效率低，其功率损耗将发热，如果热量不能及时散逸，将会使油温升高而降低油的粘度，从而引起磨损、胶合，造成恶性循环，故对闭式蜗杆传动要进行热平稳计算。
若计算或实测油温t>90℃时，应采取冷却散热措施。
（1）增加散热面积（A 值），如合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片。
（2）提高散热系数（kt 值），如在蜗杆轴端装风扇，这时kt 可达20以上，或在箱体装设蛇形冷却水管。
考试例题：1．在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，减少蜗杆分度圆直径，将使( B )。
A ．传动效率降低， 蜗杆刚度提高B ．传动效率提高，蜗杆刚度降低C ．传动效率和蜗杆刚度都提高D ．传动效率和蜗杆刚度都降低2. 在蜗杆传动中，常采用 C 作蜗轮的齿圈，与淬硬磨制的 A 蜗杆相配。
A. 钢B. 铸铁C. 青铜D. 黄铜3. 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 低 ，自锁性能越 好 ，一般蜗杆头数常取Z1= 1-4 。
4．在普通圆柱蜗杆传动中，已知蜗杆头数Z 1=2，蜗轮齿数Z 2=80，模数m=10mm ，直径系数q=9，则蜗杆的分度圆直径d 1= 90 mm ，标准中心距a= 445 mm 。
5．蜗杆的标准模数是轴向 模数，蜗轮的标准模数是端面 模数。
6、试确定下面轮系中，蜗轮的转向。
分析蜗杆传动中在接触点A 点所受的各力。
7、如图为齿轮一蜗杆传动装置，试判定：（1）重物是上升还是下降？（2）欲使Ⅱ轴上的轴向力最小，在图上画出两斜齿轮螺旋线的方向。
（3）画40°。
其传动的主要特点。
（2）过载保护。
（3）适于中心距大场合。
（4）结构简单，成本低。
缺点：（1）传动比不恒定。
（2）效率低、寿命短。
（3）外廓尺寸大。
（4）须要张紧，压轴力较大。
（5）不宜用于高温、易燃场合。
带传动的传动能力随初拉力F 0、小带轮包角α1、摩擦系数f 增大而提高。
2、带传动工作时，带内应力有。
（1）拉应力。
紧边δ1大于松边δ2。
（2）离心拉应力。
在所有横剖面上都是相等的。
（3）弯曲应力。
接触弧上才有，且21b b δδ>。
最大应力发生在紧边与小带轮接触处。
11max b c δδδδ++=4、 由于带是弹性体，紧边与松边存在拉力差，所以带将在带轮上产生微量的滑动现象称为弹性滑动。
弹性滑动是不可避免的，它造成功率损失，增加带的磨损，还会使传动比不准确，所以也是有害的。
当外载荷增大到某一数值，摩擦力总和达到极限，带将沿整个接触弧滑动，这种现象称为打滑。
打滑就不能正常工作，它是可以和应当避免的。
5、带传动的主要失效形式：打滑和疲劳破坏。
其设计准则是：在不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。
6、设计带传动时注意：（1）根据计算功率P c 和小带轮转速n 1初选带型。
(2) 小带轮直径d d1↓ 紧凑 但弯曲应力δb ↑ 故规定了最小基准直径，并要取标准值。
（3）要验算带速V 。
要求 V 在5~25m/s 之间。
因为V ↑↑ 离心力↑ 正压力↓ 传动能力↓ 易打滑；且抖动严重。
V ↓↓ 有效拉力F ↑ 带根数要求多。
（4）带传动要考虑张紧装置，用张紧轮时应装在松边外侧靠小轮处（保证小带轮包角α1增加，增大传动能力），或松边内侧靠大轮处（尽量不影响小带轮包角α1）。