机械设计基础 )
机械设计基础
1、什么是零件、构件、机构、机器、机械？有什么联系？有什么区别？零件：制造的单元；构件：运动的单元；机构：具有确定运动的构件系统称为机构；机器：执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息；（机构只传递运动和力，机器还传递其他）机械：机器和机构的总称2、何谓运动副和运动副元素？运动副有哪些类型？各有几个自由度？用什么符号表示？运动副：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接；运动副元素：直接接触的部分（点、线、面）；1)按相对运动范围分有：平面运动副，空间运动副2)按运动副元素分有：①高副－点、线接触，应力高，②低副－面接触，应力低自由度：低副一个，高副两个：F=3n －2P L－P H3、什么是局部自由度？什么是复合铰链？什么是虚约束？如何判别？复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副相联。
局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。
虚约束：对机构的运动实际不起作用的约束。
①两构件之间组成多个导路平行的移动副②两构件之间组成多个轴线重合的转动副③机构中传递运动不起独立作用的对称部分4、平面机构自由度的计算及注意事项？5、何谓形成速比系数K？它描述了机械的什么特性？他与极位夹角有何关系？在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。
此两处曲柄之间的夹角θ称为极位夹角。
6、铰链四杆机构中，如何确定曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构的方法？铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；整转副是有最短杆与其邻边组成的。
从哪个杆是机架来判断：最短杆为机架，机架上有两个整转副，双曲杆最短杆的邻边为机架，机架上只有一个整转副，曲柄摇杆最短杆对边为机架，机架上没有整转副，双摇杆7铰链四杆机构中，哪种机构可实现急回特性？曲柄摇杆、偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构8、平面机构中，传动角的大小对机构传力性能有何影响？压力角：从动件驱动力F 与力作用点绝对速度之间所夹锐角α。
机械设计基础(机械类)
该教材经全国中等职业教育教材审定委员会审定，由天津大学机械学院张策教授担任责任主审，天津大学机 械学院卜炎教授、杨玉虎副教授审稿，高等教育出版社另聘请了吉林大学机械科学与工程学院博士生导师程光明 教授审阅了全稿。
教材目录
注：目录排版顺序为从左列至右列。
教学资源
该教材同步配套有《机械设计基础选择题集》。
教材特色
该教材在编写过程中注重高素质劳动者和中初级专门人才职业能力和全面素质的培养，教学内容以够用为度、 实用为本、应用为主，体现了对创新精神和实践能力的培养。
该教材采用了现行的（截至2001年7月）国家标准，借鉴了出版的有关论著，反映了新知识、新材料、新工 艺、新技术，吸取了教学改革和教材建设的成功经验，考虑了在教学过程中使用教材的习惯，注意到为现代化教 育技术的应用留有接口，教材结构体现弹性，便于不同学制、不同地区、不同行业学校的使用。
2001年7月，该书由高等教育出机械类）》共19章，主要内容包括机械概述、轴毂联接、螺纹联接、弹性联接、联轴器和 离合器、螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系、平面连杆机构、凸轮机构、其他常用机构、 轴、滑动轴承、滚动轴承、机械的润滑与密封、机械的动力性能。
该教材共19章，主要内容包括机械概述、轴毂联接、螺纹联接、弹性联接、联轴器和离合器、螺旋传动、带 传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系、平面连杆机构、凸轮机构、其他常用机构、轴、滑动轴承、滚动 轴承、机械的润滑与密封、机械的动力性能。
成书过程
该教材根据中等职业教育培养高素质劳动者和中初级专门人才的目标，以及2000年8月教育部颁发的中等职 业学校《机械设计基础教学大纲》，并参照有关行业的职业技能鉴定规范及中级技术工人等级考核标准编写而 成。
机械设计基础第2版课后习题及答案
机械设计基础-第2版-课后习题及答案机械设计基础（第2版）是一本广泛使用于机械工程和相关专业的教材。
以下是一些课后习题及其答案，供学生参考：1. 什么是机械设计？它的重要性是什么？机械设计是一门工程学科，涵盖了设计和分析各种机械系统和设备的原理和方法。
它的重要性在于它是机械工程师必备的基本技能，通过机械设计，工程师能够创建出最优化的机械系统和设备，从而提高工作效率和产品质量。
2. 机械设计的基本原则有哪些？- 安全性原则：确保设计的机械系统和设备能够在正常使用条件下运行，并具备可靠的故障保护和紧急停止机制。
- 功能性原则：设计应该满足系统和设备的预期功能和性能要求。
- 可制造性原则：设计应该考虑到材料和制造工艺的可行性，并且尽量采用简单和经济的制造方法。
- 可维护性原则：设计应该便于维修和保养，以延长设备的使用寿命并减少停工时间。
- 经济性原则：设计应该尽可能采用成本效益高的解决方案，并尽量减少材料和能源的浪费。
3. 什么是设计过程？它的主要步骤是什么？设计过程是将设计问题转化为可行解决方案的过程。
主要步骤包括：- 确定设计目标和要求：明确设计的目标、功能和性能要求，并进行必要的市场调研和用户需求分析。
- 概念设计：根据设计目标和要求生成不同的设计概念，并进行评估和选择。
- 详细设计：根据选定的设计概念进行详细的设计、分析和计算。
- 制造和测试：将设计转化为实际的产品，并进行制造和测试。
- 评估和改进：对设计进行评估和改进，根据测试结果和用户反馈进行需要的调整和改进。
4. 什么是草图设计？它有什么优势和缺点？草图设计是一种用手绘或计算机辅助绘图软件绘制的简化和快速的设计概念。
它的优势包括：- 快速：草图设计能够快速生成多种设计方案，并在早期阶段对其进行评估和选择。
- 灵活：草图设计容易修改和调整，使得设计师能够快速响应用户需求和变化。
- 直观：草图设计能够清晰地表达设计的基本形状和结构，便于设计师和他人理解和沟通。
机械设计基础
机械设计基础概述机械设计是指通过对机械系统的结构、运动和力学性能的分析、计算和优化，设计出满足特定功能和性能要求的机械产品的过程。
机械设计基础是机械设计的基本理论和方法的总称，它包括机械设计的基本原理、基本计算方法以及常用的机械设计软件的使用等内容。
机械设计的基本原理1.基本材料力学: 机械设计中需要考虑材料的力学性能，如强度、刚度、韧度等。
了解基本材料力学理论对合理选材和结构设计有重要意义。
2.运动学：运动学研究物体在空间中的运动规律，机械设计中需要分析物体的运动轨迹和速度等参数，以确定机构的工作性能。
3.动力学：动力学研究物体的运动状态和受力情况，机械设计中需要对机械系统受到的各种力进行分析和计算，以确保机械系统的安全和稳定性。
4.刚体力学：刚体力学是研究刚体受力和运动的力学学科，机械设计中需要对机械构件进行刚体分析，以计算各个构件的应力和变形，从而确定结构的稳定性。
5.机构学：机构学是研究机械构件之间相对运动和传动的学科，机械设计中需要对机构的结构和运动进行分析，以满足特定的功能和工艺要求。
机械设计的基本计算方法1.强度计算：在机械设计中，强度是一个重要的考虑因素。
常用的强度计算方法有应力计算、应变计算和变形计算等。
通过这些计算方法可以评估机械结构的强度，从而避免结构因载荷过大而破坏的问题。
2.变形计算：机械结构在受到载荷作用时，会发生一定的变形。
变形计算是对机械结构的变形进行分析和计算，以保证结构的稳定性和工作性能。
3.高强度螺栓组合计算：在机械设计中经常会使用螺栓连接各个构件，螺栓组合的计算是为了确定螺栓的尺寸和数量，以满足机械结构的强度要求。
4.刚度计算：机械结构的刚度对于机构运动的精度和稳定性有很大的影响。
刚度计算是对机械结构的刚度进行分析和计算，以确保机构的工作性能。
5.选择轴承和传动元件：在机械设计中，选择合适的轴承和传动元件对于机械结构的运动效果和寿命有重要的影响。
选择轴承和传动元件的计算方法包括轴承尺寸计算、带传动计算等。
机械设计基础
. 构件是组成机器的( )。
（2分）A.制造单元；B.基本运动单元；C.原动件；D.从动件★检查答案标准答案：B2. 在轮系运转时，至少有一个齿轮的轴线绕其它齿轮轴线转动的轮系称为( )。
（2分）A.周转轮系B.定轴轮系C.复合轮系D.行星轮系★检查答案标准答案：A3. 拟设计一机构，要求原动件连续转动，从动件按预定工作要求做连续或间歇移动，应选择用( )。
（2分）A.槽轮机构B.棘轮机构C.移动从动件凸轮机构D.摩擦轮机构★检查答案标准答案：C4. 在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角gmin( )。
（2分）A.尽可能小一些B.尽可能大一些C.为0°D.为45°★检查答案标准答案：B5. 当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变，原因是( )。
（2分）A.啮合角不变B.压力角不变C.基圆半径不变D.节圆半径不变★检查答案标准答案：C6. 即包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分或由几个基本周转轮系组成的轮系称为( )。
（2分）A.周转轮系B.定轴轮系C.复合轮系D.差动轮系★检查答案标准答案：C7. 为使单销外槽轮机构的运动系数大于零，槽轮的径向槽数应大于( )。
（2分）A.2B.4C.3D.5★检查答案标准答案：C8. 当齿轮的齿数增多时，在其他参数不变的情况下( )都将改变。
（2分）A.分度圆、齿厚、渐开线形状B.分度圆齿距、齿顶圆C.分度圆、齿顶厚、渐开线形状D.分度圆、齿顶圆、基圆齿距★检查答案标准答案：C9. 对于齿条，不同齿高上的( )。
（2分）A.齿距相同，压力角相同B.齿距不同，压力角不同C.齿距不同，压力角相同D.齿距相同，压力角不同★检查答案标准答案：A！10. 两对齿数和压力角分别相等而模数不同的齿轮传动，它们的重合度( )。
（2分）A.一定相同B.一定不同C.模数大的重合度大D.模数小的重合度大★检查答案标准答案：A11. 对滚动轴承进行寿命计算的目的是防止轴承在预期的工作期间内发生( )。
机械设计基础
第一章 机械零件常用材料和结构工艺性Q235：Q ：“屈”，235：屈服点值50号钢：平均碳的质量分数为万分之50的钢第二章：机械零件工作能力计算的理论基础(必考或者二选一)+计算1， 在零件的强度计算中，为什么要提出内力和应力的概念因为要确定零件的强度条件内力：外力引起的零件内部相互作用力的改变量。
应力为截面上单位面积的内力。
2， 零件的受力和变形的基本形式有哪几种试各列出1~2个实例加以说明。
轴向拉伸和压缩；剪切和挤压；扭矩；弯曲△第四章 螺旋机构 P68四选一1、试比较普通螺纹与梯形螺纹有哪些主要区别为什么普通螺纹用于连接而梯形螺纹用于传动普通螺纹的牙型斜角β较大，β越大，越容易发生自锁，所以普通螺纹用于连接。
β越小，传动效率越高，固梯形螺纹用于传动。
2、在螺旋机构中，将转动转变为移动及把移动转变为转动有什么条件限制请用实例来说明螺母与螺杆的相对运动关系。
转动变移动升角要小，保证可以自锁；而升角大的情况下，移动可转为转动3、具有自锁性的机构与不能动的机构有何本质区别自锁行的机构自由度不为0，而不能动的机构自由度为04、若要提高螺旋的机械效率，有哪些途径可以考虑降低摩擦，一定范围内加大升角，降低牙型斜角；采用多线螺旋结构EAL F L N=∆第五章平面连杆1、为什么连杆机构又称为低副机构它有那些特点因为连杆机构是由若干构件通过低副连接而成的特点是能实现多种运动形式的转换2、铰链四连杆机构有哪几种重要形式它们之间只要区别在哪里1，曲柄摇杆机构2，双曲柄机构3，双摇杆机构区别：是否存在曲柄，曲柄的数目，以及最短杆的位置不同。
3、何谓“整转副”、“摆转副”铰链四杆机构中整转副存在的条件是什么整转副：如果组成转动副的两构件能作整周相对转动，则该转动副称为整转副摆转副：如果组成转动副的两构件不能作整周相对转动……条件：1，最长杆长度+最短杆长度≤其他两杆长度之和（杆长条件）2，组成整转副的两杆中必有一个杆为四杆中的最短杆。
(完整版)机械设计基础知识点详解
机械设计基础知识点详解绪论1、机器的特征：（1）它是人为的实物组合；（2）各实物间具有确定的相对运动；（3）能代替或减轻人类的劳动去完成有效的机械功或转换机械能。
第一章平面机构的自由度和速度分析要求：握机构的自由度计算公式，理解的基础上掌握机构确定性运动的条件，熟练掌握机构速度瞬心数的求法。
1、基本概念运动副：凡两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。
低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联构成的回转副。
局部自由度：机构中常出现的一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度。
虚约束：对机构运动不起限制作用的重复约束称为虚约束或称消极约束。
瞬心：任一刚体相对另一刚体作平面运动时，其相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心，简称瞬心。
如果两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对速度瞬心；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速度瞬心。
2、平面机构自由度计算作平面运动的自由构件具有三个自由度，每个低副引入两个约束，即使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。
计算平面机构自由度的公式：F=3n-2P L-P H机构要具有确定的运动，则机构自由度数必须与机构的原动件数目相等。
即，机构具有确定运动的条件是F>0,且F等于原动件个数。
3、复合铰链、局部自由度和虚约束(a)K个构件汇交而成的复合铰链应具有(K-1)个回转副。
(b)局部自由度虽然不影响整个机构的运动，但滚子可使高副接触处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损，所以实际机械中常有局部自由度出现。
(c)虚约束对机构运动虽不起作用，但是可以增加构件的刚性和使构件受力均衡，所以实际机械中虚约束随处可见。
4、速度瞬心如果一个机构由K个构件组成，则瞬心数目为N=K(K-1)/2瞬心位置的确定：(a)已知两重合点相对速度方向，则该两相对速度向量垂线的交点便是两构件的瞬心。
机械设计基础
一·观察外形及外部结构1.减速器起吊装置,定位销,起盖螺钉,油标,油塞各起什么作用？布置在什么位置？答：起吊装置为了便于吊运。
在箱体上设置有起吊装置箱盖上的起吊孔用于提升箱盖箱座上的吊钩用于提升整个减速器。
定位销为安装方便。
箱座和箱盖用圆锥定位销定位并用螺栓连接固紧起。
盖螺钉为了便于揭开箱盖。
常在箱盖凸缘上装有起盖螺钉。
油标为了便于检查箱内油面高低。
箱座上设有油标。
油塞是用来放油的，把旧的油放出来。
所以油塞的位置都是靠在最下方的。
2.箱体,箱盖上为什么要设计筋板?筋板的作用是什么,如何布置？答：为保证壳体的强度、刚度，减小壳体的厚度。
一般是在两轴安装轴承的上下对称位置分别布置。
3.轴承座两侧连接螺栓如何布置,支撑螺栓的凸台高度及空间尺寸如何确定？答：轴承旁边地突台要考虑凸台半径和凸台高度两个参数。
凸台半径和安装轴承旁螺栓的箱体凸缘半径相等；凸台高度要根据低速轴轴承座外径和螺栓扳手空间的要求来确定，大小等于沉头座直径加上2.5倍的轴承盖螺栓直径5.箱盖上为什么要设计铭牌？其目的是什么？铭牌中有什么内容？主要记载有产家名号、产品的额定技术数据等，中文铭牌上所采用的文字符号应一律使用中国法定的标准，进口产品投放市场需要备中文名牌的也应照此办理二·拆卸观察孔盖1.观察孔起什么作用?应布置在什么位置及设计多大才适宜的?答：通过观察孔可以观察齿轮的啮合情况，并可以向箱体内加润滑油。
应设置在箱盖顶部适当位置；尺寸以便于观察传动件啮合区位置为宜，并允许手进入箱体检查磨损情况。
2.观察孔盖上为什么要设计通气孔？孔的位置为何确定？答：通气孔可以调节由于高速运转生热膨胀造成的内外压强差。
设置在观察盖上或箱体顶部。
三·拆卸箱盖1.再用扳手拧紧或松开螺栓螺母时扳手至少要旋转多少度才能松紧螺母，这与螺栓到外箱壁间的距离有何关系？设计时距离应如何确定？答：60度2.起盖螺钉有什么作用？与普通螺钉结构有什么不同？答：开启箱盖时旋转起盖螺钉可顶起箱盖，方便拆卸；起盖螺钉顶部是圆柱形，并加工成大倒角或半圆，螺纹长度大于箱盖连接凸缘的厚度。
机械设计基础(第四版)
一、选择题1、链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动 D 。
A、工作平稳B、链条与链轮轮齿磨损均匀C、提高传动效率D、避免采用过渡链节2、一对圆柱齿轮传动，经校核得知满足弯曲强度，而不满足接触强度时，可以采取 B 。
A．保持中心距不变增大模数 B．保持中心距不变增大齿数C．增大中心距 D．减小中心距3、有一减速传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案为好AA、带传动---齿轮传动---链传动B、链传动---齿轮传动---带传动C、带传动---链传动---齿轮传动D、链传动---带传动---齿轮传动4、在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是 CA、轮齿疲劳折断B、齿面疲劳点蚀C、齿面胶合D、齿面磨粒磨损5、对齿轮轮齿材料性能的基本要求是 AA、齿面要硬，齿芯要韧B、齿面要硬，齿芯要脆C、齿面要软，齿芯要脆D、齿面要软，齿芯要韧6、采用 A 的措施不能有效地改善轴的刚度。
A、改用合金钢B、改变轴的直径C、改变轴的支承位置D、改变轴的结构7、在下列滚动轴承代号中， B 是圆锥滚子轴承。
A.N 2210；B.30212；C.6215；D.7209AC。
8、为了提高蜗杆传动的效率η，在润滑良好的情况下，最有效的是采用措施。
BA、单头蜗杆B、多头蜗杆C、大直径系数的蜗杆D、提高蜗杆转速n9、一个滚动轴承的基本额定动载荷是指 D 。
A、该轴承的使用寿命为106转时，所受的载荷B、该轴承的使用寿命为106小时时，所能承受的载荷C、该轴承平均寿命为106转时，所能承受的载荷D、该轴承基本额定寿命为106转时，所能承受的最大载荷10、_____B___决定了从动杆的运动规律。
A、凸轮转速B、凸轮轮廓曲线C、凸轮形状D、凸轮形状和转速11、斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数和应力修正系数应按 B 查图表。
A、实际齿数B、当量齿数C、不发生根切的最少齿数12、带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则其传递的有效圆周力B。
机械设计基础
机械设计基础（一）机械机构机器1、机器是执行机械运动的装置。
2、机构是能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件实物的组合体，如：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。
3、机械=机器+机构。
（二）零件和构件1.零件是最小的制造单元2、提到加工制造的时候，用零件这个词。
加工零件3、构件是运动单元。
很多构件组成机构4、零件是最小的制造单元（加工零件），构件是运动单元（运动构件）（三）通用零件和专用零件1、有些零件是在各种机器中常用的，称之为通用零件。
有些零件只有在特定的机器总才用到，称之为专用零件2、通用零件不一定是标准化的，比如轴是通用零件。
但是没有国家标准规定轴的直径和长度。
标准化和通用是两个系列的概念。
通用的只要强度满足要求就可以了。
通用零件比如齿轮和轴他的尺寸是根据要求设计计算得到的，而标准件是根据要求查表选择合适的型号1.带传动是依靠（带与带轮接触面之间的摩擦力）来传递运动和功率的。
2.与平带传动相比较，V带传动的优点是 D 。
A. 传动效率高B. 带的寿命长C. 带的价格便宜D. 承载能力大3. 带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于 D 。
A. 带的横截面尺寸B. 传递的功率C. 带轮的线速度D. 带轮的直径4. 选取V带型号，主要取决于 A 。
A. 带传递的功率和小带轮转速B. 带的线速度C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力5. 带传动的中心距过大时，会导致 D 。
A. 带的寿命缩短B. 带的弹性滑动加剧C. 带的工作噪声增大D. 带在工作时出现颤动1. 设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使__B_。
A.大、小齿轮的硬度相等B.小齿轮硬度高于大齿轮硬度C.大齿轮硬度高于小齿轮硬度D.小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面2.对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为____C____。
A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合3.对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般_____D___。
《机械设计基础》全套PPT课件(完整版)
机械设计基础全套PPT课件（完整版）简介《机械设计基础》是一门介绍机械设计基本理论和方法的课程。
本套PPT课件是全套课程的完整版，旨在帮助学生全面了解机械设计的基础知识和技术，培养学生的机械设计能力。
课件目录1.机械设计基础概述–机械设计概述–机械设计的重要性–机械设计的基本流程2.材料与力学基础–材料工程概述–材料的力学性能–弹性力学基础–塑性力学基础3.物体的几何参数–几何图形的表示方法–构建三维几何模型–几何参数的计算与分析4.连接零件的设计–轴的设计–轴承的选择与设计–轴承的寿命计算5.传动装置的设计–齿轮传动–带传动–传动装置的计算与优化6.结构件的设计–结构件的设计原则–加工工艺与工装设计–结构件的计算与优化7.机械设计的检查与验证–设计的检查原则–设计验证的方法–机械设计的可靠性分析8.机械设计的案例分析–常见机械设计案例分析–机械设计的创新与应用学习建议1.注重课堂笔记的整理，重点记录课程重要概念和公式。
2.完成课后习题和实践任务，巩固所学知识。
3.多查阅相关参考书籍和资料，拓宽机械设计的知识面。
4.参加实验室和工程实习，锻炼机械设计实际操作能力。
5.加强与同学的讨论和交流，共同学习、提高。
结语《机械设计基础》全套PPT课件是学习这门课程的重要辅助资料，帮助学生快速全面掌握机械设计的基础理论和方法。
通过学习本课程，学生能够了解机械设计的基本原理，掌握机械设计的基本流程和方法，并在实际应用中能够独立进行机械设计与分析。
希望本套课件对学生的机械设计学习有所帮助，祝愿大家学习顺利！。
机械设计基础课程教学大纲
机械设计基础课程教学大纲一、课程概述机械设计基础课程是为机械工程专业的学生设计的一门基础课程。
本课程旨在培养学生掌握机械设计的基本理论与方法，能够应用机械设计软件进行设计与分析，并获取一定的工程实践能力。
二、课程目标1. 理解机械设计的基本概念和原则；2. 掌握机械零件的基本设计方法和计算原理；3. 熟悉机械设计软件的使用，能够进行零件三维建模和装配设计；4. 能够分析和评估机械设计的性能和可靠性；5. 培养学生的创新能力和解决问题的能力。
三、教学内容1. 机械设计基础知识（1）机械设计的概念与分类（2）机械设计的基本原则与方法（3）机械零件的功能、特性和要求2. 机械零件的设计（1）标准零件的选择与使用（3）轴类零件的设计与计算（4）轴承的选择与安装（5）齿轮传动的设计与计算3. 机械设计软件的应用（1）CAD软件的基本操作（2）三维建模与装配设计（3）有限元分析与性能评估4. 机械设计案例分析（1）实际机械设计案例的讲解和分析（2）学生个人或小组设计项目实践四、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，包括理论讲授、实例演示、案例分析、软件操作实践等。
通过理论与实践相结合的教学方式，培养学生的问题解决能力和创新能力。
五、教材与参考书目1. 主教材：《机械设计基础》2. 参考书目：（2）《机械设计与制图》（3）《机械CAD设计与计算》（4）《机械设计案例分析》六、考核与评价1. 平时成绩：包括课堂参与、作业完成情况等。
2. 期中考试：测试学生对机械设计基础知识的掌握情况。
3. 期末考试：测试学生对整个课程内容的综合应用能力。
4. 设计实践项目：学生个人或小组完成一个机械设计项目，包括设计方案、设计报告和实物展示。
七、课程实施计划根据学期的周数和课时安排，制定具体的教学进度安排和实施计划，确保课程内容的全面覆盖，并留出一定时间进行案例分析和设计实践。
八、其他注意事项为了提高课堂效果，学生需要具备一定的计算机基础和CAD软件操作能力。
机械设计基础课程
机械设计基础课程机械设计基础课程机械设计基础课程是机械工程专业的基础课之一，它主要涉及机械设计的基本原理、方法和技术。
本文将从以下几个方面详细介绍机械设计基础课程的相关内容。
一、机械设计基础课程的内容1. 机械设计的基本原理机械设计的基本原理包括静力学、动力学、材料力学等方面。
其中，静力学主要涉及受力分析、平衡条件、支承方式等；动力学主要涉及运动学和动力学两个方面，其中运动学主要涉及速度和加速度等；动力学则主要涉及质量、惯性和作用于物体上的外力等。
2. 机械设计的方法机械设计的方法包括创新型设计方法和规范化设计方法。
创新型设计方法强调创造性思维和创新能力，注重发掘新思路和新技术；规范化设计方法则强调标准化、模块化和系统化，注重提高效率和降低成本。
3. 机械设计的技术机械设计的技术包括CAD、CAM、CAE等。
其中，CAD是计算机辅助设计的简称，它主要利用计算机来完成机械设计的图形化表达和处理；CAM则是计算机辅助制造的简称，它主要利用计算机来完成机械零件的加工和制造；CAE则是计算机辅助工程分析的简称，它主要利用计算机来完成机械零件的强度分析、热力学分析等。
二、机械设计基础课程的重点难点1. 三维建模三维建模是机械设计中非常重要且难度较大的一部分内容。
在三维建模中，需要掌握各种不同形状物体的建模技巧，并能够快速地进行图形编辑和修改。
2. 受力分析受力分析是机械设计中非常重要且难度较大的一部分内容。
在受力分析中，需要掌握静力学和动力学两个方面，并能够准确地进行受力分析和平衡条件判断。
3. 材料选择材料选择是机械设计中非常重要且难度较大的一部分内容。
在材料选择中，需要根据不同零件所需的强度、硬度、耐磨性等特性来选择合适的材料，并能够准确地进行材料的计算和分析。
三、机械设计基础课程的学习方法1. 注重理论和实践相结合机械设计基础课程既需要掌握理论知识，又需要进行实际操作。
因此，在学习过程中，应注重理论和实践相结合，将所学的知识运用到实际中去，通过实践来加深对理论知识的理解和掌握。
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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。
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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。
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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
机械设计基础资料(含答案)
《机械设计基础》一、填空题1、机器的三个共同特征为：都是人为的实物组合；各部分形成运动单元，各单元之间具有确定的相对运动；能实现能量转换或完成有用的机械功。
P12、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。
P113、两构件之间以点或线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生一个约束。
4、轴承的密封方式主要有接触式密封和非接触式密封。
P3095、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对齿轮承担。
6、闭式齿轮传动的润滑方式有油浴润滑和喷油润滑两种，一般根据齿轮的轴承转速确定采用哪种方式。
7、螺纹的防松方法很多，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、永久防松和化学防松。
8、链传动是一种常见的机械传动形式，其兼有带传动和齿轮传动的一些特点。
9、普通V带按截面尺寸有小至大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E7种型号。
10、能将连续回转运动转化为从动件的间歇回转运动的机构是槽轮机构，将连续回转运动转化为从动件的间歇移动运动的机构是不完全齿轮与齿条机构。
11、只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。
（传递转矩而不承受弯矩，或所承受的弯矩很小的轴称为传动轴）12、对于闭式软面齿轮传动，齿面疲劳点蚀是主要的失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算。
13、机器是由有机构组成，常用的机构有齿轮机构 , 凸轮机构 , 。
14、运动副之间的摩擦导致了零件表面材料的逐渐损失，这种现象称为磨损。
在摩擦副之间加入润滑剂的措施称为润滑。
常用的润滑剂有润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂。
P10-1215、使两个构件直接接触并能产生一定的相对运动的连接，称为运动副。
平面运动副的低副引入了 2 个约束，以限制构件的运动。
【低副（面接触）2个约束，1个自由度；高副（点接触或线接触）1个约束，2个自由度】16、请为下图凸轮机构命名偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构。
机械设计基础陈云飞第一章_平面机构的自由度讲解
解：
(a) F =3×7-2×9-2＝1 (b) F =3×4-2×4-2＝2
例、计算大筛机构的自由度 解： Ｆ＝３ｎ－２ＰL－ＰH ＝３×7－２×9－ 1 ＝2
例、计算直线机构的自由度
解： Ｆ＝３ｎ－２ＰL－ＰH ＝３×7－２×10－ ０ ＝1
本章小结
1、自由度的概念、运动副的分类 2、平面机构的运动简图的概念及画法 3、机构自由度的计算公式 4、计算自由度注意事项
4
1原动件
构安装在运动的机械上时则是运动的。 原动件——按给定已知运动规律
机架 平面铰链四杆机构
独立运动的构件；常以转向箭头表示。 原动件
从动件 ——机构中其余活动构件。
2
其运动规律决定于原动件的运动规律 和机构的结构及构件的尺寸。
3 从动件 1
机构常分为平面机构和空间机构 机架
4
两类，其中平面机构应用最为广泛。
计算平面机构的自由度应注意的事项(2/3)
2. 复合铰链
两个以上的构件在同一处以转动副联接，则构成复合铰链。 m 个构件在同一处构成转动副(在机构运动简图上显现为1个转 动副)，但该处的实际转动副数目为（m-1）个。
计算平面机构的自由度应注意的事项(3/3)
3. 虚约束 对机构运动实际上不起限 制作用的约束称为虚约束。 (a) AB、CD、EF平行且相等 (b)平行导路多处移动副 (c)同轴多处转动副 (d) AB=BC=BD且A在D、C 轨 迹交点 (e)两构件上两点始终等距 (f)轨迹重合 (g)全同的多个行星轮 (h)等径凸轮的两处高副 (i) 等宽凸轮的两处高副
计 算
计算如图所示双曲线画规机构和牛头刨床机构的
实
自由度。
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c h a p t e r11-1什么是运动副？高副与低副有何区别？答：运动副：使两构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。
平面低副－凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副；平面高副－以点或线相接触的运动副。
1-2什么是机构运动简图？它有什么作用？答：构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。
这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。
作用：机构运动简图不仅能表示出机构的传动原理，而且还可以用图解法求出机构上各有关点在所处位置的运动特性（位移，速度和加速度）。
它是一种在分析机构和设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。
1-3平面机构具有确定运动的条件是什么？答：机构自由度F>0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。
（复习自由度4个结论P17）chapter22-1什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？答：急回特性：曲柄等速回转的情况下，摇杆往复运动速度快慢不同，摇杆反行程时的平均摆动速度必然大于正行程时的平均摆动速度，此即急回特性。
死点位置：摇杆是主动件，曲柄是从动件，曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆加于曲柄的驱动力F正好通过曲柄的转动中心，所以不能产生使曲柄转动的力矩，机构的这种位置称为死点位置。
即机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象的那个位置称为死点位置（从动件的传动角 =0°）。
chapter33-2通常采用什么方法使凸轮与从动件之间保持接触？答：力锁合：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。
形锁合：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。
3-3什么叫刚性冲击和柔性冲击？用什么方法可以避免刚性冲击？答：刚性冲击：从动件在运动开始和推程终止的瞬间，速度突变为零，理论上加速度为无穷大，产生无穷大的惯性力，机构受到极大的冲击，称为刚性冲击。
柔性冲击：当从动件做等加速或等减速运动时，在某些加速度突变处，其惯性力也随之有限突变而产生冲击，这种由有限突变而引起的冲击比无穷大惯性力引起的刚性冲击轻柔了许多，故被称为柔性冲击。
避免刚性冲击的方法：为了避免刚性冲击，常将这种运动规律已知的运动开始和终止两小段加以修正，使速度逐渐升高和逐渐降低。
让从动件按正弦加速度运动（既无刚性运动，也无柔性冲击）chapter44-1棘轮机构、槽轮机构及不完全齿轮机构各有何运动特点？是举出应用这些间歇运动机构的实例。
1答：槽轮机构特点：结构简单，工作可靠，常用于只要求恒定旋转角的分度机构中；停歇运动主要依靠槽数和圆柱销数量（运动系数）应用:应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。
如：电影放映机自动传送链装置纺织机械棘轮机构特点：这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距，且工作时有响声。
应用：起重机绞盘牛头刨床的横向进给机构计数器不完全齿轮机构特点：普通齿轮传动，不同之处在于轮齿不布满整个圆周。
主动轮上的锁住弧与从动轮上的锁住弧互相配合锁住，以保证从动轮停歇在预定位置上。
应用：各种计数器多工位自动机半自动机chapter66-1设计机械零件时应满足哪些基本要求？6-2按时间和应力的关系，应力可分为几类？实际应力、极限应力和许用应力有什么不同？答：随时间变化的特性，应力可分为静应力和变应力两类。
许用应力：是设计零件时所依据的条件应力。
[σ]极限应力:零件设计时所用的极限值，为材料的屈服极值。
实际应力:零件工作时实际承受的应力。
（静应力下：[σ]=σS/s[σ]=σB/ss=s1s2s3）6-4指出下列符号各表示什么材料：Q235、35、65Mn、20CrMnTi、ZG310-570、HT200.Q235：屈服强度为235，抗拉强度为375-460，伸长率为：26%的普通碳素钢。
35：优质碳素钢（数字表示碳的平均含量）65Mn;优质碳素钢，平均含碳量为0.65%，含Mn量约为1%。
20CrMnTi：合金钢，含碳量0.20%，平均含Cr，Mn，Ti量约为1%。
ZG310-570：屈服强度为310MPa，抗拉强度为570MPa伸长率为15%，硬度为：40-50HRC 的铸钢HT200：抗拉强度为200，硬度为170-241HBS的灰铸铁。
6-5在强度计算时如何确定许用应力？答：许用应力的确定通常有两种方法：对于一定材料制造的并在一定条件下工作的零件，根据过去机械制造的实践与理论分析，将他们所能安全工作的最大应力制成专门的表格。
这种表格简单，具体，可靠，但每一种表格的适用范围较窄。
：以几个系数的乘积来确定总的安全系数s?s1s2s3S1——考虑计算载荷及应力准确性的系数，一般s1=1-1.5。
S2——考虑材料力学性能均匀性的系数。
S3——考虑零件重要程度的系数。
6-8?-1?0?1各代表什么？?-1：对称循环变应力下，疲劳极限为?-1。
2?0：脉动循环变应力下，疲劳极限为?0。
?1：静应力下的疲劳极限。
chapter77-1常见的螺栓中的螺纹式右旋还是左旋、是单线还是多线？怎样判别?多线螺纹与单线螺纹的特点如何？答：常见的螺栓中的螺纹是右旋、单线。
根据螺旋线绕行方向科判别右旋与左旋；根据螺旋线的数目可判别单线还是多线。
螺旋升角较小，用在螺纹的锁紧，多线螺纹由于其螺纹升角较大，用于传递动力和运动。
7-2螺纹主要类型有哪几种？说明他们的特点及用途。
答：机械制造中主要螺纹类型：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、半圆形螺纹。
抗拉强度较高，连接自锁作用也较可靠，一般适用于薄壁零件及受冲击零件的连接。
b.管螺纹（半圆形螺纹）：特点为螺纹深度较浅，是专门用来连接管子的。
矩形螺纹：特点为刨面呈以及等缺点；没有自锁。
梯形螺纹：特点为刨面为梯形，效率较矩形螺纹低，没有自锁。
多用于车床丝杆等传动螺旋及起重螺旋中。
锯齿形螺纹：效率较矩形螺纹略低，强度较大，没有自锁。
在受载很大的起重螺旋及螺旋压力机中常采用。
（三角形螺纹用于连接；锯齿、梯形、矩形用于传动。
）7-3螺旋副的效率与哪些参数有关？各参数变化大小对效率有何影响？螺纹牙型角大小对效率有何影响？答：??A2tg???为升角，ρ为摩擦角A1tg???当摩擦角不变时，螺旋副的效率是升角的函数。
牙型角变小，效率变大；牙型角变大，效率变小。
（举例矩形螺纹变为三角形螺纹）7-4螺旋副自锁条件和意义是什么？常用链接螺纹是否自锁？答：自锁条件：???（一般情况：?越小，自锁性能愈好）?：螺纹升角ρ：当量摩擦角。
意义：不加支持力F，重物不会自动下滑。
即螺旋副不会自动松脱，当拧紧螺母时，螺旋副的效率总是小于50%。
常用链接螺纹自锁。
7-5在螺纹连接中，为什么采用防松装置？例举几种最典型的防松装置，会出其结构件图，说明其工作原理和机构简图。
答：螺纹连接的自锁作用只有在静载荷下才是可靠的，在振动和变载荷下，螺纹副之间会产3生相对转动，从而出现自动松脱的现象，故需采用防松装置。
举例:（一）利用摩擦力的防松装置：原理：在螺纹间经常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小尽可能不随载荷大小变化。
（1）弹簧垫圈:工作原理：弹簧垫圈被压平后，利用其反弹力使螺纹间保持压紧力和摩擦力（2）双螺母：工作原理：梁螺母对顶，螺栓始终收到附加压力和附加摩擦力的作用。
结构简单，用于低速重载。
（二）利用机械方法防松装置：原理：利用机械装置将螺母和螺栓连成一体，消除了它们之间相对转动的可能性。
（1）开口销：开口销从螺母的槽口和螺栓尾部的孔中穿过，起防松作用。
效果良好。
（2）止动垫圈：垫片内翅嵌入螺栓的槽内，待螺母拧紧后，再将垫片的外翅之一折嵌于螺母的一个槽内，。
将止动片的折边，分别弯靠在螺母和被联接件的侧边起防松作用7-6将松螺栓连接合金螺栓连接（受横向外力和轴向歪理）的强度计算公示一起列出，是比较其异同，并作出必要的结论。
7-10平键链接可能有哪些失效形式？平键的尺寸如何确定？答：失效形式：挤压破坏和剪切确定尺寸：按挤压和剪切的强度计算，再根据工作要求，确定键的种类；再按照轴的直径d查标准的键的尺寸，键的长度取l?1.5d且要比轴上的轮毂短。
chapter88-2带传动中的弹性滑动和打滑时怎样产生的？它们对带传动有何影响？答：弹性滑动：由于带的紧边与松边拉力不等，使带两边的弹性变形不等，所引起的带与轮面的微量相对滑动为弹性滑动。
弹性滑动是不可避免的，对带传动影响不大打滑：机器出现过载，摩擦力不能克服从动轮上的阻力矩，带沿轮面全面滑动，从动轮转速急剧降低甚至不动，此现象即为打滑，是带传动的主要失效形式之一，可避免。
8-3带传动中主要失效形式是什么？设计中怎么样考虑？答：主要失效形式：1.张紧力不足导致的打滑；2.张紧力过大导致的疲劳损坏；3.疲劳寿命。
设计是必须要考虑：在保证不打滑的情况下（确保工况系数），带应有一定的疲劳强度或寿命。
chapter99-1齿轮传动的最基本要求是什么？齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求？答：基本要求是：传动比恒定。
齿廓的形状是：渐开线形、摆线形、圆弧齿时满足上述要求。
（齿廓的形状必须满足不论轮齿齿廓在任何位置接触，过触点所做齿廓的公法线均须通过节点。
）49-2分度圆和节圆，压力角和啮合角有何区别？答：分度圆：为了便于齿廓各部分尺寸的计算,在齿轮上选择一个圆作为计算的基准,该圆称为齿轮的分度圆.(标准齿轮分度圆与节圆重合且s=e)标准化的齿轮上压力角和模数均为标准值的圆称为分度圆.节圆：通过节点的两圆具有相同的圆周速度，他们之间作纯滚动，这两圆称为齿轮的节圆。
分度圆、节圆区别：分度圆是齿轮铸造成立后本身具有的，而节圆是在两齿轮运动啮合时根据其速度而确定出来的。
压力角：渐开线上任一点法向压力的方向线（即渐开线在该点的法线）和该点速度方向之间的夹角称为该点的压力角。
啮合角：过节点的两节圆的公切线，与两齿廓公法线间的夹角。
压力角、啮合角区别：选取点的不同，压力角的大小也就不同；而只要两齿轮的大小确定，则其啮合角也就随确定。
9-3一对渐开线标准齿轮正确啮合的条件什么？答：1.两齿轮的模数必须相等m1?m2；?1??22.两齿轮分度圆上的压力角必须相等9-4为什么要限制齿轮的最少齿数？对于α=20、正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，最少齿数是多少？答：限制最少齿数是为了，要使所设计齿数大于不产生根切的最少齿数，当α=20的标准直齿圆柱齿轮，则ha=1，则zmin=17。
9-12齿轮轮齿有哪几种失效形式？开式传动和闭式传动的失效形式是否相同？在设计及使用中应该怎样防止这些失效？答：失效形式有：（1）轮齿折断（2）齿面胶合（3）齿面磨粒磨损（4）齿面点蚀（5）塑性变形开式传动和闭式传动的失效形式不完全相同：其中磨损和疲劳破坏主要为开式齿轮传动的失效形式；而齿面点蚀和折断主要为闭式齿轮传动的失效形式。