机械设计学总复习
机械设计基础总复习
《机械设计基础》一、简答题1. 机构与机器的特征有何不同？机器的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动；（3）能够进行能量转换或代替人的劳动。
机构的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动。
机构不具备机器的能量转换和代替人的劳动的功能。
2.转子静平衡条件是什么？转子动平衡条件是什么？两者的关系是什么？ 转子静平衡条件：∑=0F转子动平衡条件: ∑=0F ,∑=0M转子动平衡了，肯定静平衡；但转子静平衡了，但不一定动平衡。
3.请说明铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
铰链四杆机构最短杆的对边做机架，就成为双摇杆机构。
4.请给出齿轮传动失效的主要形式，并说明闭式软齿面齿轮传动应该按何种强度准则进行设计，何种强度准则校核，为什么？齿轮传动失效：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、塑性流动、磨粒磨损闭式软齿面齿轮传动：按][H H σσ≤设计，按][F F σσ≤胶合因为闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式为齿面点蚀。
5.说明为什么带传动需要张紧而链传动一般不需要张紧，哪种传动一般紧边在上，哪种传动一般紧边在下，为什么？因为带传动是摩擦传动，而链传动是啮合传动链传动的紧边在上，而带传动的紧边在下。
6．请给出三种以上螺栓联接防松的方法，并简要分析其特点。
止动垫片防松，是机械防松；开槽螺母与开口销防松是机械防松双螺母防松，是摩擦防松。
7．以下材料适合制造何种机械零件？并各举一例。
45 20 ZG270-500 ZPbSb16Cu245：优质碳素结构钢，制造轴类零件20：优质碳素结构钢，制造硬齿面齿轮零件ZG270-500：铸钢，制造大齿轮ZPbSb16Cu2：铸造青铜，滑动轴承的轴瓦8.请说明离合器和联轴器作用的差异，并各给出一个应用的例子。
离合器和联轴器共同点：联接两轴，传递运动和动力；不同点：离合器可在运动中接合或脱开，而联轴器只能在停车时才能接合或脱开。
9．给出铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
（1）最短杆+最长杆≤其余两杆长度之和最短杆的对边为机架；（2）最短杆+最长杆＞其余两杆长度之和10. 凸轮机构中从动件的运动规律为匀速运动时，有何缺点，应用在什么场合？有刚性冲击，用在低速轻载的场合。
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表面形貌（不光滑，参数） 表面组成（分层） 三、表面接触 名义接触面积 实际接触面积 大致关系
四、摩擦
摩擦、摩擦力 摩擦理论（了解） 摩擦按摩擦（润滑）状态分类： 干摩擦 边界摩擦（润滑） 液体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑 ）
五、磨损
1、磨损的定义 2、一般磨损的过程 （1） 跑合阶段 （2） 稳定磨损阶段 （3）急剧磨损阶段
2.应力
静应力、变应力
周期循环变应力 应力循环特性系数r
r min max
最大应力、最小应力、平均应力、应力幅，线图表示
应力与失效的关系？影响疲劳强度的主要应力成分？
3.载荷与应力关系 例子
二、机械零件的失效形式 1.定义 2.常见的失效形式 举例
三、机械零件的工作能力 1.定义 2.主要工作能力
第三章 螺纹连接
一、螺纹主要参数 1、大径 d：公称直径 2、小径 d1: 强度计算中危险截面的计算直径。 3、中径 d2: 几何关系计算 4、螺距 p: 5、导程 s: s = n·p 6、螺旋升角 λ：tanλ = s/ π·d2 7、牙型角、牙型半角
二、螺纹的种类 P36 表3-1 1、三角形螺纹 牙型角大，当量摩擦角大，自锁性能好，主
要用于连接 普通螺纹 圆柱管螺纹
普通螺纹：粗牙、细牙自锁性对比
2、矩形螺纹 3、梯形螺纹 4、锯齿形螺纹
牙型角小，当量摩擦角小， 传力大，效率高。 主要用于传动
三、螺纹连接的类型（不要与螺纹类型混淆）
注意结构特点、应用场合
1.螺栓连接 普通螺栓和铰制孔用螺栓
2.双头螺柱连接 3.螺钉连接 注意：双头螺柱连接与螺钉连接
图示 跑合的意义 3、磨损按机理分类 （1）粘着磨损 （2）磨粒磨损 （3）疲劳磨损 （4）腐蚀磨损 与时间的关系？ 对应实例？
机械设计总复习考试知识点
机械设计总复习考试知识点机械设计总复习⼀、填空题1、在V带传动中，带的型号是由计算功率和⼩带轮转速两个参数确定的。
2、在圆柱齿轮传动设计中，在中⼼距a及其他条件不变时，增⼤模数m，其齿⾯接触应⼒不变；齿根弯曲应⼒减⼩。
3、普通外圆柱螺纹联接的公称直径指的是螺纹的⼤径，计算螺纹的危险截⾯时使⽤的是螺纹的⼩径。
4、6312表⽰轴承内径为60mm，类型为深沟球轴承。
5、对⼀般参数的闭式齿轮传动，软齿⾯传动的主要失效形式为齿⾯疲劳点蚀，硬齿⾯传动的主要失效形式为轮齿折断。
6、在⼀般情况下，链传动的平均传动⽐为常数，瞬时传动⽐不为常数。
7、带传动主要失效形式为打滑和带的疲劳损坏，其设计准则是在保证传动不打滑的前提下使带具有⾜够的疲劳强度。
8、链传动⽔平布置时，最好紧边在上，松边在下。
9、蜗杆传动的主要缺点是齿⾯间的相对滑动速度很⼤，因此导致传动的效率较低、温升较⾼。
10、转速与基本额定动载荷⼀定的球轴承，若将轴承的当量动载荷增加⼀倍，则轴承寿命将变为原来的1/8。
11、在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为⽆限寿命区；；当N＜N0时，为有限寿命区。
12、由于弹性滑动现象，使带传动的传动⽐不准确。
带传动的主要失效形式为打滑和带的疲劳损坏。
13、按键齿齿廓曲线的不同，花键分为矩形花键和渐开线花键。
14、径向滑动轴承的条件性计算主要是限制平均压强、平均压强与轴颈圆周速度的乘积pv 和轴颈圆周速度v不超过许⽤值。
15、按受载情况不同，轴可分为⼼轴；转轴；传动轴。
16、螺纹的公称直径是⼤径，对外螺纹它是指螺纹⽛顶所在圆柱的直径。
17、对⼀般参数的闭式齿轮传动，软齿⾯传动的主要失效形式为齿⾯疲劳点蚀，硬齿⾯传动的主要失效形式为轮齿折断。
18、由⼀组协同⼯作的零件所组成的独⽴制造或独⽴装配的组合体称为：部件19、零件表⾯的疲劳是受到接触应⼒长期作⽤的表⾯产⽣裂纹或微粒剥落的现象。
20、键连接的主要类型有：平键、半圆件、楔键、切向件21、普通 V 型带共有七种型号，按传递功率⼤⼩依次排为： E 、D、C、B、A、Z 、Y ；22、轮齿的主要失效形式有：轮齿折断、齿⾯磨损、齿⾯点蚀、齿⾯胶合、塑性变形五种。
机械设计考点复习
d1 d 2 m( z1 z 2 ) 1 d 2 z 2 ；传动比：i = 2 2 2 d1 z1
4、渐开线齿轮连续传动条件：基圆齿距 pb≦b1b2 实际啮合线
2ha 5、 标准直齿轮不产生根切最少齿数： zmin= sin 2
*
min，以保证机构正常工作。
越大，机构的传动性能越好。
第四章凸轮机构 按凸轮的形状分：盘形凸轮、圆柱凸轮、移动凸轮 按从动件的形状分： 尖顶从动件 （可实现复杂的运动规律易磨损， 只宜用于轻载、低速） 滚子从动件（滚动摩擦，磨损小，承载大， 传力大。较常用） 1、 凸轮机构的类型： 平底从动件 （润滑好，磨损小，受力平稳， 效率高。常用于高速运动。配 合的凸轮轮廓必须全部外凸） 按从动件的运动形式分：直动推杆、摆动推杆 按凸轮与从动件维持高副接触的方法分类：力锁合（弹簧力等） 、 型锁合（依靠凸轮外轮廓几何特征锁合）
因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。例：牛头刨床
K V2 C 1 C 2 t 2 C 1 C 2 t1 V1
t1 180 t2 180
当 0，K 1，有急回运动 当 ＝ 0，K ＝1，无急回运动
k 1 由 180 0 得 一般： K ≤ 2， ∴ θ为锐角。θ↑ K↑急回特性越显著—— k 1
对于标准圆柱齿轮， =20°， ha*=1， zmin=17
） 无关，主要取决于（ ） 1、齿轮的齿形系数 YFa 的大小与 （ 2、在齿轮传动的弯曲强度计算中的基本假定是将轮齿视为 （ ） 3、闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在（ ）处，提高材料（ ） 可以增强轮齿抗点蚀能力。 4、闭式传动润滑良好的齿轮主要失效形式是磨损，而开式传动齿轮主要失效形式是齿面点 蚀。 （ ） 5、设计一对减速软齿面齿轮时，从等强度要求出发，大小齿轮的硬度选择时，应使两者硬 度相等。 （ ） 6、在齿轮传动中，为了减少动载荷系数 Kv，可采取( )措施。 A、 提高齿轮的制造精度 B、减少齿轮平均单位载荷 C、减少外加载荷的变化幅度 7、已知某齿轮传递的转矩 T=100N·m，齿数 Z=80，模数 m =2.5，则其圆周力 Ft= ( ) 。 A、500N B、1N C、1000N
机械设计基础总复习
三、急回特性
行程速度变化系数：（或行程速比系数）K表示：
K = v2/v1 =（C2C1/t2）/ （C1C2/t1 ） = t1/t2 = 1/2 = （180°+θ ）/（180°-θ ）
式中θ 为摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所 夹的锐角，称为极位夹角（ C2AC1）。 极位夹角θ 越大，K值越大，急回运动的性质 越显著。
第三章 凸轮机构
重点、难点：
反转法原理 凸轮机构的图解法设计 凸轮机构基本参数的关系
一、从动件常用运动规律
1、匀速运动规律（推程段）
2、等加速等减速运动规律
3、简谐运动
4、正弦加速度运动（摆线运动） 5、组合运动
二、压力角与作用力的关系
压力角: 从动件上的驱动力与 该力作用点绝对速度之间 所夹的锐角。 凸轮机构的压力角： 接触点法线与从 动件上作用点速度方 向所夹的锐角。
失效，但失效并不单纯意味着破坏。
– 工作能力：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。此限度对载荷而言时，又称为承载 能力。
机械零件可能的失效形式归纳起来主要有：
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伤
发生强烈的振动（当周期性干扰力的频率与轴的自振频
极位夹角计算公式：
θ =180°（K-1）/（K+1）
连杆机构输出件具有急回特性的条件
1）原动件等角速整周转动； 2）输出件具有正、反行程的往复运动； 3）极位夹角θ >0。
四、压力角和传动角
（1）机构压力角: 在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻 力的条件下:机构中驱使输出件运动的力与输出件 上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压 力角，通常用α 表示。
机械设计基础总复习
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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
《机械设计学》复习汇总
《机械设计学》总复习一、填空题1．机械设计学的学科由功能原理设计、实用化设计和商品化设计三大部分组成。
2．任何一台机器都是由原动机、传动机、工作机和控制器四部分组成。
3．机械的功能原理基本上可以分为动作功能和工艺功能两大类。
4．求解工艺功能很有效的求解思路是运用物场分析法。
5．按照所传递的能量流动路线将机械传动系统分为单流传动、分流传动、汇流传动和混流传动配合。
6. 机械传动链的类型分为外联传动链和内联传动链。
7. 机械零件在机械结构中的基本功能是承担载荷和传递运动和动力。
8．零件的相关关系分为直接相关关系和间接相关关系。
9．零件的结构要素分为工作要素和连接要素。
10.机械结构设计中常用的设计原理有等强原理、变形协调原理、自助原理、稳定性原理和任务分配原理。
11、结构设计中引起精度问题的误差来源有原始误差、原理误差、工作误差和回程误差。
12.机械结构方案设计中一般应遵循简单、明确和安全可靠原则。
13.一切传热的共性是：只有存在温度差时才可能发生传热过程，通常温差越大，传热过程越强烈。
14. 运动循环图可以清楚地了解各执行机构在完成总功能中的作用和次序。
15.人机工程学主要研究人、机器和环境所组成系统的三要素及其相互关系。
16.整机总体参数的确定方法有理论计算法、经验公式法、相似类比法和实验法。
二、判断题1.顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能。
（T ）2.对于单流传动，传动级数越多，传动效率就越高。
（ F ）3.功能原理设计的主要工作内容是构思能实现功能目标的新的解法原理。
（ T）4.关键技术就是核心技术。
（ F ）5.如果齿轮轴结构相同，轴的跨距及支持情况相同，轴的直径相同，则空心轴比实心轴的刚度大。
（ F ）6.对于轴类零件，材料分布距离轴心线越近，则承担载荷的贡献越小。
（T ）7.不同材料的线膨胀系数相同。
（ F）8.通常材料的温度上升，线膨胀系数减小。
（ F）9.低熔点金属比高熔点金属有更大的线膨胀系数。
《机械设计》复习资料汇总
第一章绪论第二章机械设计总论第三章机械零件的强度第四章摩擦、磨损及润滑概述第五章螺纹联接第六章键、花键联接第八章带传动第九章链传动第十章齿轮传动第十一章蜗杆传动第十二章滑动轴承第十三章滚动轴承第十四章联轴器和离合器第十五章轴第十六章弹簧第一章绪论主要内容：机器的作用，组成机器的基本要素（零件）；零件分类；零件（局部）与机器（总体）的关系；机械设计的主要内容及处理有关矛盾的原则；本课程的内容、性质和任务。
第二章 机械设计总论主要内容：设计机械零件时应满足的基本要求；机器的组成；任何机器都离不开机械设计机器的一般程序；重点：技术设计阶段对机器的主要要求，在很大程度上靠零件满足设计要求来保证机械零件的主要失效形式；机械零件的设计准则；机械零件的设计方法； 机械零件设计的一般步骤；机械零件的材料及其选用；第三章机械零件的强度强度准则是最重要的设计准则。
本章把各种零件强度计算的共性问题集中到一起，略去零件的具体内容，突出强度设计计算的基本理论和方法。
目的在于了解各种强度计算方法从本质上来说都是一样的。
不同零件的强度计算公式在形式上的不同，仅来源于零件本身的特殊性，以及设计工作中沿用的一些惯例，而不是强度计算方法的原则有什么不同。
主要内容：⑴了解疲劳曲线及极限应力曲线的意义及用途，能从材料的几个基本机械性能（σB，σS，σ-1，σ0）及零件的几何特性，绘制零件的极限应力简化线图。
⑵掌握单向变应力时的强度计算方法，了解应力等效转化的概念。
⑶了解疲劳损伤累积假说的意义及其应用方法。
⑷学会双向变应力时的强度校核方法。
⑸会查用教材本章附录中的有关线图及数表。
第四章摩擦、磨损及润滑概述对摩擦学的主要对象（即摩擦、磨损和润滑的基本问题）作简单扼要的介绍，阐述摩擦和磨损的分类和机理，形成油膜的动压和静压原理，以及弹性流体动力润滑的基本知识。
要求搞清概念，而无需作更深的探讨。
主要内容：⑷润滑剂重点润滑油，重点了解粘度指标⑴了解摩擦学所包含的主要内容和研究对象，以及 摩擦、磨损与润滑之间的有机联系。
《机械设计总复习》PPT课件
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算
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。
机械设计期末总复习资料
三、 简答题 1 机械零件设计应满足哪些基本的准则？
答：机械零件设计应满足的基本的准则有：强度准则， 刚度准则，寿命准则，振动稳定性准则，可靠性准则。
第三章 机械零件的强度
§3-01 机械零件的载荷与应力 §3-02机械零件在静应力下的强度计算 §3-1 材料的疲劳特性 §3-2 机械零件的疲劳强度计算 *§3-3 机械零件的抗断裂强度 §3-4 机械零件的接触强度
第一章 绪 论
§1-1 机械工业在现代化建设中的作用 §1-2 机器的基本组成要素-机械零件 §1-3 本课程的内容、性质与任务 §1-4 本课程的特点、注意问题 §1-5 教学安排 §1-6 认识机器
1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称 为①。
（①.零件 ②.机构 ③.构件 ④.部件）
第二章 机械设计总论
疲劳区
屈服区
力r=C (塑性
Ssca
K N s1 Kssa ssm
Ss
Ssca
？s S
sm sa
Ss
材料） Sca
K N 1 Ka m
S
Sca
？ S
m a
S
Sca
Sσca Sτca S
Sσ2ca
S
2 τca
sr s rN
§3-4 机械零件的接触强度
sH
F B
1
1
1
2
1
12
E1
已知某材料的对称循环弯曲疲劳极限s1 =180MPa，
m=9，循环基数N0=5×106，试求循环次数N分别为
7000、620000次的有限寿命弯曲疲劳极限。
机械设计总复习
（三）零件的表面破坏
机械零件的主要失效形式2
零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲
劳（点蚀）。
（四）破坏正常工作条件引起的失效
液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜 时才能正常工作。
带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时 才能正常工作。
设计机械零件时应满足的基本要求 设计机械零件时应满足的基本 要求
用A'Ｇ'C折线表示零件材料的极限应力线图是其中一种近似方法。
A'Ｇ'直线的方程为：
s1sassm
CＧ'直线的方程为：
sasm ss
σ为试件受循环弯曲应力时的材 料常数，其值由试验及下式决定：
s
2s1 s0 s0
对于碳钢，σ≈0.1~0.2，对于合金钢，σ≈0.2~0.3。
D点以后的疲劳曲线呈一水平线，
代表无限寿命区其方程为：
s s rN r N （ N D )
由于ND很大，所以在作疲劳试验时，常 规定一个循环次数N0(称为循环基数)，用N0
s－N疲劳曲线
及其相对应的疲劳极限σr来近似代表ND和 σr∞，于是有：
srm N NsrmN0C
有限寿命区间内循环次数N与疲劳极限srN的关系为：
润滑脂 ：润滑油+稠化剂 润滑脂的主要质量指标是：锥入度，反映其稠度大小。
固体润滑剂 ：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
第二篇 联接
第五章 螺纹联接
一、普通螺纹的主要参数
螺纹的类型与特点2
大径d－即螺纹的公称直径。
小径d1－常用于联接的强度计算。 中径d2－常用于联接的几何计算。 螺距P－螺纹相邻两个牙型上对应点间的
在设计或使用机器时，应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损 期，推迟剧烈磨损的到来。
机械设计基础总复习-机械设计部分
机械设计基础总复习机械设计部分•一、选择题：本题共20小题，每小题1分，共20分。
•二、填空题：本题共8个小题，15个空，每空1分，共15分。
•三、判断题：本题共10个小题，每小题1分，共10分。
•四、简答题：本题共3个小题，共16分。
•五、画图题：本题共3个小题，共23分。
•六、计算题：本题共3个小题，共16分。
3第10章联接第11章齿轮传动第12章蜗杆传动第13章带传动第14章链传动第15章轴第16章滚动轴承第17章滑动轴承第18章联轴器、离合器和制动器第10章联接1、联接分可拆联接与不可拆联接。
不损坏联接中的任一零件就可以将被联接件拆开的联接称为可拆联接，如螺纹联接、键联接和销联接等。
不可拆联接是指必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接，如焊接、铆钉联接和粘接等。
2、螺纹联接和螺旋传动都是利用具有螺纹的零件进行工作的，前者作为紧固联接件用，后者则作为传动件用。
3、矩形螺纹传动效率高，但精加工较困难，牙根强度弱，螺旋副磨损后的间隙难以修复和补偿，使传动精度降低。
4、传动效率略低于矩形螺纹，但牙根强度高，工艺性和对中性好，可补偿磨损后的间隙，是最常用的传动螺纹。
5、锯齿形螺纹牙根强度高，单侧传动效率高和反向自锁性能好,用于单向受力的传动中。
6、螺纹升角ψ——在螺纹中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角7、牙型角α---螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边夹角。
8、双头螺柱联接常用于被联接件之一较厚或必须采用盲孔，且需经常拆卸的场合。
9、铰制孔用螺栓联接，螺栓光杆部分与被联接件的螺纹孔之间紧密配合。
10、常用于被联接件之一较厚或必须采用盲孔，且受力不大，不需经常拆卸的场合。
11、装配时预先拧紧，使螺纹联接受到轴向预紧力的作用，即预紧。
目的是保证螺纹联接的可靠性和紧密性，并起到防松作用。
预紧力产生的应力不得的80%。
超过材料屈服极限σs12、联接螺纹一般采用单头三角形螺纹，在静载荷和温度不变的条件下，一般不会自动松动。
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总结为七步： 第一步： 认识需求 第二步： 界定目标 第三步： 求解问题（或称综合） 第四步： 分析和选优 第五步： 评价和决策 第六步： 表达 第七步： 实现 创意（1、2）====>构思(3、4、5) ====> 实现（6、7）
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• 近代“设计学”的重大发展
• • • • • • • • 1.引面线造环功能 2.钩面线扩环，使底面线交织的功能 3.供给和收回面线的功能 4.输送缝料的功能 1.调节面线和底线的阻尼功能 2.调节压脚压紧力的功能 3.调节送布针距的功能 4.绕底线的功能
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• 辅助功能
• 控制功能: 机械控制、人机控制、电子控制
• 总体布置的基本要求
• 1、保证产品整机的平衡和稳定性能； • 2、在满足强度、刚度要求的前提下，尽量做到结构 紧凑、外形尺寸小、重量轻； • 3、动力传递路线力求简短、直接，做到传动效率高； • 4、各部件或零件在装配和使用中，其位置调整、拆 装和维修等，力求简单、方便、互锁，保护要安全可 靠； • 5、司机室的布置，要求操作安全、方便、司机视野 开阔、空气净化、温度宜人， • 6、电气线路、气路、液压管路的布置，要整齐、清 楚、醒目， • 7、机器外形平整、美观、大方、紧凑、色泽调和。
• 整机总体参数确定
• 1、理论计算法 • 根据选定的产品原理方案，在理论分析与 试验数据基础上进行分析计算，确定总体参数。 A、机械设备的理论生产率Q；B、功率参数 (包括运动参数、力能参数)；C、质量参数； D、总体结构参数。 • 2、经验公式法 • 3、相似类比法 • 4、实验法
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• • • l “功能”(Function)思想的提出和发展 2 “人机学”(Ergonomics，Human Factor)思想的形成和发展 3 “工业设计”(Industrial Design)学科体 系的发展和成熟
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• 现代机器定义:
机器由两个或两个以上 相互联系配合的构件所组成的联合体，通过 其中某些构件的限定的相对运动，能将某种 原动力和运动转变，以执行人们预期的工作， 在人或其它智能体的操作和控制下，实现为 之设计的某种或某几种功能。
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(1)多解性 (2)系统性 (3)创新性
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• 机械设计学学科体系是以机械设计学为核心构成 的。包括以下三方面: • (1)功能原理设计 (2)实用化设计 (3)商品化设计 • 设计与科研的区别、技术与设计的区别 • 从设计构思的角度看．可以归纳为三大步，即创 意、构思和实现。 • 创意的重点在于新颖性，但这种新颖性必须具有 潜在的需求。 • 构思的重点在于创造．即要构思一种新的技术方 向或功能原理来实现某创意。 • 实现的重点在于验证构思的合理性，可以通过模 型或原理样机来检查构思的合理性。即制作出实 用化的样机并通过实用样机的试验才能考虑进行 2012-6-3 3 商品化设计和投产的可能性。
机械设计学
Machine Design Science 总复习
09级机设1班、 09级机设2班
李克勤
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1)机械设计的定义： 是设计者为满足社会和人 们对机械产品功能的需要，运用基础知识、专 业知识、实践经验和系统工程等方法，进行设 想和构思、计算和分析，最后以技术文件的形 式，提供产品制造依据的全过程工作。 2)机械设计的任务: 都是围绕着开发新的机 械产品或改造老的机械产品而进行的，机械设 计的最终目的是提供满足人们需求、具有一定 功能、优质高效、价廉物美，并具有市场竞争 力的机械产品。 3)机械设计具有如下主要特点 :
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• 功能的定义：是指某一机器(或装置)所具有 的转化能量、运动或其它物理量的特性。 • 系统工程学把一个机械产品看成技术系统， 在设计初期时该技术系统还不清楚，故用 “黑箱”来描述功能：把信息流、能量流、 物料流输入“黑箱”，在“黑箱”中转换成 新的信息流、能量流、物料流，然后输送出 来，如图3—6所示。
• 综合运用机、光、电、磁、热、化……各种“广 义物理效应”（非纯机械）去实现各种动作功能 和工艺功能。为区别纯机械的功能原理，我们把 它总称为“综合技术功能”。在某些特定的条件 下、采用广义物理效应，有可能实现比纯机械方 法更好的动作或工艺功能。 • 显然这里我们并不强调全部可以代替纯机械功能， 因为有许多场合纯机械的动作和工艺功能还是特 别简单可靠的，没有必要用更复杂的广义物理效 应去代替。——物理效应引入法 • “广义设计理念”
二阶功能域
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自行车的功能系统图
• 1、功能原理设计是一种综合。 综合是不可 能有任何定法可循的。分析和综合是两种个 同的科学方法；分析可以按某些既定的方法 按步进行，而综合则是“有法而无定法”， 即不可能只要按某种“方法”去做就一定能 得到某种好的解法。 • 2、功能原理设计所要求解的问题是有多解 的问题，即既不是只有唯一解，也不是绝对 无解，而且也很难得到绝对理想的解。 一 般来说。在构思阶段，应尽可能多地搜索各 种可能的解法，以便在众多可能的解法中选 出较满意的解法来。
• 该阶段总的任务：完成产品的总体设计、 部件、零件设计、完成交付制造的和施工 的图样资料，同时编制全套技术文件。 2012-6-3
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• • • • • • • • •
总体设计的任务： (1) 完善和扩大方案设计和结构设计内容 (2) 使各部件、零件得到合理的组合； (3) 综合人——机器——环境三者关系，使之协 调和适应，以保证全面满足机械产品的技术性 能、经济性能和美学性能的所有要求。 选择功能原理（工艺）方案时应综合考虑下列 问题： 1) 原理（工艺）方案的先进性及成熟程度； 2) 实现功能的可能性和可靠性； 3) 合理的运动设计； 4) 工作效率与设计要求相适应，经济上合理。
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• 简单动作功能 是由两个或两个以上的具有 特殊几何形状的构件组成，利用它们形体上 的特征，可以实现互相运动或锁合的动 作。—— 几何形体组合法 • 复杂动作功能 的设计求解思路应该是基本 机构组合法
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工艺功能的特点是：工作头的形状、运动方式和作用场 是完成工艺功能的三个主要因素。 物——场分析法 • 没有关键技术和Know How(技术诀窍) 的产品，在激 烈的竞争中，难以在市场上占有一席之地。对于现代 设计人员来说，不懂得关键技术功能也就等于不懂得 现代设计。 • 在激烈的产品竞争中，出现了一种有力的竞争武器， 就是所谓的“关键技术”或叫做“Know How”。它 是作为某个企业或部门独有的技术，暂时还没有被别 人掌握．因此该企业的产品在这一方面占有待殊的优 势。这种技术可能是动作功能，可能是工艺功能，而 且很有可能也是采用“广义物理效应”的综合技术功 能，只是因为它在竞争中的持殊地位，才把它列为一 种功能，叫“关键技术功能”。 2012-6-3 18
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• 传动机构、执行机构、工作头
• 选择机构类型和拟定机构简图中的几个问题： • 1、在满足工艺功能动作和运动要求的情况下应 使机构最简单，传动链最短； • 2、使机构有有利的传力条件； • 3、使机构有尽可能好的动力性能； • 4、使机器操纵方便，调整容易，安全耐用。
• 机构创新：1、改变机构的某些尺寸参数，使
• 机器的组成：原动机、传动机、工作机、
控制器——四大部分 • 功能观点：总功能——分功能；主要功能与 辅助功能
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• 机器的分类（功能观点） • 工艺类机器：如加工机床、食品、纺织、印刷、冶金等 机器 • 非工艺类机器：如动力机械、起重运输机械、精密机械、 医疗机械、通用机械等
• 家用缝纫机 主要功能
• 点钞机功能原理
• 主要功能：a.进钞输入功能 b.分钞功能 c.计 数功能 d.整理功能 • 辅助功能：a.动力及传动功能 b.接钞输入口 斜板调节功能 c. 阻尼轮压紧功能
关键件——叶轮
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功能原理设计
• 功能原理设计是对产品的成败起决定性作 用的工作。 • 任何一种机器的更新换代都存在三个途径: • 1、是改革工作原理； • 2、是通过改进工艺、结构和材料提高技术 性能； • 3、是加强辅助功能使其更适应使用者的心 理。
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• 试绘出自行车的功能结构图？
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人体
人前进
支承人体
车轮 滚动
驱动车轮
人力
信号
控制运动
摩擦 轮
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自行车功能结构图
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Hale Waihona Puke 承人体F1提供力矩F21 代步F0
总功 能
驱动车轮F2
传递力矩F22 转向F31
控制运动F3
一阶功能域
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制动F32
产品设计的核心 是指产品实现总功能和主要要求的 技术。对不同的机械其核心技术是不相同的。核心技 术对于产品设计主要体现为产品的性能指标
• 关键技术 是实现某种功能过程中需要解决的技
术难题。它与核心技术是两个不同的概念，在核 心技术中也有关键技术问题。
• 实用化设计 是在功能原理设计成熟的基础上，
把原理方案结构化、实体化，使原理构思转化为 具有实用水平的实体机械，达到实用的要求。
机构出现一种新的功能；2、运用机构的串联组 合，改变机构的运动特性；3、运用机构的并联 组合，得到某种特殊的运动规律或轨迹；4、利 用机构组成原理发现新的机构；5、引进当前的 2012-6-3 22 最新技术，使旧的机械功能获得新的生命。
• 1．集中驱动、分散控制： • 在比较小型的机器上，一般均采用本方法，它 由一个总驱动源(一般是电动机)，经过变速后达 到合适的工作转速，作为机器的总传动轴，即称 为分配轴。执行机构均分散在其应完成分功能的 位置上。其主动构件的运动经分配轴引入，因此 各执行机构应何时动作，就由分配轴控制。 • 2．集中控制、分散驱动 • 在比较大的机器中，用分配轴传送到各处不方 便时采用。驱动源一般是电动机或液(气)压缸。 各分功能均有自己单独的驱动系统。动作是根据 集中控制处发出的指令进行。集中控制的方法， 简单的在控制台上有许多按钮或阀门、复杂的则 2012-6-3 23 可由计算机根据编程进行控制。