第二章机械设计总论
机械设计第十版考点知识点总结
第一章绪论1.机器是用来代替人们体力和部分脑力劳动的工具。
2.机器的基本组成要素是机械零件。
第二章机械设计总论1.原动机部分是驱动整部机器完成预定功能的动力源。
2.执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分。
3.传动部分是用来完成运动形式、运动及动力参数转变的。
4.机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
5.设计机器的一般程序：计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段、计算机在机械设计中的应用。
6.机器的主要要求：使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、寿命可靠性的要求。
7.机械零件的主要失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。
8.设计机械零件时应满足的基本要求：避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求、可靠性要求。
9.避免在预定寿命期内失效要求：强度、刚度、寿命。
10.机械零件的设计准则：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则。
11.平均工作时间MTTF：对不可修复的零件，其失效前的平均工作时间。
12.平均故障间隔时间MTBF：对可修复的零件，其平均故障间隔时间。
第三章机械零件的强度1.机械中各零件之间力的传递，是通过两个零件的接触来实现的，接触分为外接触和内接触，也可分为点接触和线接触。
2.可以吧一切引起失效的外部作用的参数称为应力，把零件本身抵抗失效的能力称为强度。
第四章摩擦、磨损及润滑概述1.当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发生相对滑动，或有相对滑动的趋势时，在接触表面上就会产生抵抗滑动的阻力，这一自然现象称为摩擦，产生的阻力称为摩擦力。
2.摩擦分为两类：一类是发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的内摩擦；另一类是当相互接触的两个物体发生相对滑动或有相对滑动的趋势时，在接触表面上产生的阻碍相对滑动的外摩擦。
3.仅有相对滑动趋势时的摩擦称为静摩擦。
4.相对滑动进行中的摩擦称为动摩擦。
机械设计总论(ppt 95页)
3. 寿命要求 影响零件寿命的主要因素有
疲劳破坏 腐蚀 磨损
大部分零件工作在变应力下，疲劳破坏是引起 零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有
▲应力集中 ▲零件的尺寸大小 ▲零件表面质量及环境状况 零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。
2、经过优化的举升液压缸布置方式
3 举升运输装备结构设计
四、技术文件编制
技术文件
设计说明书 使用说明书 零件明细表 标准件汇总表
试验大纲 ……
湘电风能： 大型叶片举升运输装备
叶片水平运输时，运输装备图。
湘电风能： 大型叶片举升运输装备
叶片举升一定角度运输图。
§2-3 对机器的主要要求
设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下， 根据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何， 一般来说，对机器都要提出以下的基本要求：
机械零件失效实例：
潘存云教授研制
齿轮轮齿折断
潘存云教授研制
轮齿塑性变形
潘存云教授研制
轴承内圈破裂
潘存云教授研制
轴承外圈塑性变形
潘存云教授研制
轴瓦磨损
潘存云教授研制
齿面接触疲劳
失效原因: 强度、刚度4.79%; 腐蚀、磨损、疲劳破坏占73.88%，是主要失效原
机器实例
机器实例
控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动 作。
传感部分——将机器的工作参数，如位移、速 度、加速度、温度、压力等反馈给控制部分。
辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。 也是保证机器正常工作不可缺少的部分
§2-2 设计机器的一般程序
一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的 关键一环。机械设计是一个创造性的工作过程，实 践经验是保证设计质量的重要因素。因此，要求设 计者特别注意经验的积累。
机械设计第二章
破坏正常工作条件引起的失效 胶合
打滑、共振、
机械电子工程学院
机械零件失效的实例：
齿轮轴断裂 整体塑变
轮齿磨损
机械电子工程学院
机械零件失效的实例：
齿轮轮齿折断
轴承内圈破裂
轮齿塑性变形
机械电子工程学院
轴承外圈塑性变形
机械零件失效的实例：
被联件拉断
被联件相对滑移
机械电子工程学院
轴瓦磨损
齿面接触疲劳
机械电子工程学院
2. 经验设计
根据经验关系式，用类比的方法所进行的设计。如：箱
体的结构设计
2016/12/27
48
机械电子工程学院
3. 模型实验设计
把初步设计的零、部件或机器作成小模型或小尺
寸样机进行实验。如：飞机、桥梁的风洞实验。
机械电子工程学院
第八节 机械零件设计的一般步骤
机械电子工程学院
机械电子工程学院
四、质量小的要求
减小零件质量的好处： 节约材料。 减小惯性；改善机器的动力性能。 便于运输。
机械电子工程学院
五、可靠性要求
机械零件设计过程中存在不确定因素 参数不确定性：尺寸参数（制造精度） 设计参数（数据不足）
模型不确定性： （1）材料各向同性；
（2）小变形及线弹性；
（3）简化的简支梁； （4）圆柱体接触； （5）齿轮都是刚性体。
编制技术文件
第二节
机器的运动学设计
设计机器的一般程序
根据确定的结构方案 确定原动件参数（功率、转速、线速度） 确定各运动部件的运动参数（转速、速度、加速度）
机器的动力学计算
计算各主要零件所受的名义载荷
零件的工作能力设计
依据零件的设计准则和名义载荷，确定零部 件的基本尺寸
机械设计习题解答
机械设计习题解答第2章机械设计总论一、填空题1．当机械零件出现疲劳断裂时，应按 A 准则计算。
A．强度； B.刚度； C.寿命； D.振动稳定性2.零件的工作安全系数为 B 。
A．零件的极限应力比许用应力； B.零件的极限应力比工作应力C.零件的工作应力比许用应力；D.零件的工作应力比极限应力3.对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应选择 D 。
A．铸造； B.冲压； C.自由锻造； D.模锻二、是非题1.当零件可能出现塑性变形时，应按刚性准则计算。
（×）2．调质钢的回火温度越高，其硬度和强度将越低，塑性越好。
（√）3.机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
（√）4.疲劳破坏是引起大部分机械零件破坏的主要原因。
（√）5.随着工作时间的延长，零件的可靠度总是不变。
（×）第3章机械零件的强度一、简答题1.弯曲疲劳极限的综合影响系数的含义是什么？它与那些因素有关？它对零件疲劳强度与静强度各有何影响？答：① 综合影响系数()D k σ的含义：在对称循环时，()D k σ是试件与零件疲劳极限的比值；在非对称循环时，()D k σ是试件与零件极限应力幅的比值。
② ()D k σ与零件的有效应力集中系数、尺寸系数、表面状态系数有关。
③ ()D k σ对零件的疲劳强度有影响，对零件的静强度没有影响。
2.零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么？答：① 零件的等寿命疲劳曲线相对于材料试件的等寿命疲劳曲线下移了一段距离。
② 在相同变应力作用下，两者的失效规律并不总是相同的，因为零件疲劳曲线中疲劳破坏的范围增大了。
3.试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静条件强度计算？在什么情况下按疲劳强度条件计算？答：承受循环变应力的机械零件，当应力循环次数310N ≤时，按静强度条件计算；当极限应力点与疲劳极限应力曲线中的屈服曲线相交时，也按静强度计算。
机械设计期末知识点总结
第一章绪论1.通用零件、专用零件有哪些？P4通用零件：传动零件——带、链、齿轮、蜗轮蜗杆等；连接零件——平键、花键、销、螺母、螺栓、螺钉等；轴系零件——滚动轴承、联轴器、离合器等。
专用零件：汽轮机的叶片、内燃机的活塞、纺织机械中的纺锭、织梭等。
第二章机械设计总论1.机器的组成。
P5机器的组成：原动机部分、传动机部分、执行部分、测控系统、辅助系统。
2.机械零件的主要失效形式有哪些？P13①整体断裂；②过大的残余变形；③零件的表面破坏；④破坏正常工作条件引起的失效。
3.机械零件的设计准则有哪些？P16①强度准则；②刚度准则；③寿命准则；④振动稳定性准则；⑤可靠性准则。
第三章机械零件的强度1.交变应力参数有哪些？应力比r的定义是什么？r = -1、r =0、r=1分别叫什么？P27最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm=σmax+σmin2、应力幅度σa=σmax−σmin2、应力比（循环特性系数）r=σminσmax。
最小应力与最大应力之比称为应力比（循环特性系数）。
r = -1：对称循环应力、r =0：脉动循环应力、r =1：静应力。
第五章螺纹连接和螺旋传动1.连接螺纹有哪些？各有哪些特点？P71①普通螺纹。
牙型为等边三角形，牙型角α=60°，内、外螺纹旋合后留有径向间隙。
同一公称直径螺纹按螺距大小可分为粗牙螺纹和细牙螺纹。
②55°非密封管螺纹。
牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。
管螺纹为英制细牙螺纹。
可在密封面间添加密封物来保证密封性。
③55°密封管螺纹。
牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。
螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证连接的紧密型。
④米制锥螺纹。
牙型角α=60°，螺纹牙顶为平顶。
2.传动螺纹有哪些？各有哪些特点？P72①矩形螺纹。
牙型为正方形，牙型角α=0°。
传动效率比其他螺纹高。
②梯形螺纹。
牙型为等腰梯形，牙型角α=30°。
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第2章机械设计总论
2.1 复习笔记【知识框架】
【通关提要】
本章是本书的基础章节之一，主要介绍了机械零件的失效形式和设计程序及准则。
学习
时需要掌握机器设计的程序、零件失效形式和设计准则以及提高强度和刚度的措施等内容。
本章主要以选择题、填空题和简答题的形式考查，复习时需把握其具体内容，重点记忆。
【重点难点归纳】
一、机器的组成（见表2-1-1）
表2-1-1 机器的组成
二、设计机器的一般程序（见表2-1-2）
表2-1-2 设计机器的一般程序
三、对机器的主要要求（见表2-1-3）
表2-1-3 对机器的主要要求
四、机械零件的主要失效形式（见表2-1-4）
表2-1-4 机械零件的主要失效形式
五、设计机械零件时应满足的基本要求（见表2-1-5）
表2-1-5 设计机械零件时应满足的基本要求。
机械设计各章选择题及答案
第二章机械设计总论一．选择题2-1 机械设计课程研究的内容只限于____3___。
(1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件2-2 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，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。
其中有__4___是专用零件。
(1) 3 种(2) 4 种(3) 5 种(4) 6 种2-3 变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意__2___来描述。
(1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个2-4 零件的工作安全系数为__2__。
(1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力(3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的_2___。
(1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限第三章机械零件的强度一．选择题3-1 零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_3____。
(1) 增高(2) 不变(3) 降低3-2 零件的形状，尺寸，结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度___1___。
(1) 较高(2) 较低(3) 相同3-3 零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度__1_____。
(1) 增高(2) 降低(3) 不变(4) 增高或降低视处理方法而定第四章摩擦，磨损及润滑概述一．选择题4-1 现在把研究有关摩擦，磨损与润滑的科学与技术统称为__4_____。
(1) 摩擦理论(2) 磨损理论(3) 润滑理论(4) 摩擦学4-2 两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为__4_____。
《机械设计(3D版)》张继忠第2章 机械设计总论
对机器的主要要求
（五）其他专用要求
设计机器时，在满足前述共同的基本要求的前提下，还应着重地 满足机器的特殊要求，以提高机器的使用性能。
零件是组成机器的基本要素，零件和机器是局部和整体的关系。 因此，机器的各项要求的满足，是以组成机器的机械零件的正确设计 和制造为前提的。亦即零件设计的好坏，将对机器使用性能的优劣起 着决定性的作用。
5. 可靠性要求
在设计零件时需要考虑保证零件的可靠性。零件可靠度的定义和 机器可靠度的定义是相同的，即在规定的使用时间（寿命）内和给 定环境条件下，零件能够正常地完成其功能的概率。
§2-6 机械零件的设计准则
机械零件的计算准则1
设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其设计准则以及相 应的设计计算方法。一般来讲，有以下几种准则：
设计机器的一般程序
（二）方案设计阶段
方案设计阶段对设计的成败起着至关重要的作用。在这一阶段中 也充分地表现出设计工作有多个解（方案）的特点。
实现机器的功能是机器设计的核心。此阶段，对设计任务书提 出的机器功能中必须达到的要求、最低要求及希望达到的要求进行 综合分析，这些功能能否实现，多项功能间有无矛盾，相互间能否 替代等。在此基础上最终确定出功能参数，并作为进一步设计的依 据。
§2-4 机械零件的主要失效形式
机械零件的主要失效形式1
机械零件常见的失效形式有：整体断裂、过大的残余变形、零件 的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。 （一）整体断裂
整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的 强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断 裂。
第2章 机械设计总论
1第二章机械设计总论一、选择题1－1 机械设计课程研究的内容只限于____________。
（1）专用零件和部件（2）在高速、高压、环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件（3）在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件（4）标准化的零件和部件1－2 下列8种机械零件：螺旋千斤顶中的螺杆，机床的地脚螺栓，车床的顶尖，减速器中的齿轮，拖拉机发动机的气缸盖螺栓，船舶推进器上的多环推力轴承，颚式破碎机上的V带轮，多气缸内燃机曲柄轴上的盘形飞轮。
其中有__________是通用零件。
（1）3种（2）4种（3）5种（4）6种1－3 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，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。
其中有___________是专用零件。
（1）3种（2）4种（3）5种（4）6种1－4 下列四种叙述中___________是正确的。
（1）变应力只能由变载荷产生（2）静载荷不能产生变应力（3）变应力是由静载荷产生的（4）变应力是由变载荷产生的，也可能由静载荷产生1－5 发动机连杆横截面上的应力变化规律如图所示，则该变应力的应力比r为___________。
（1）0.24 （2）－0.24（3）－4.17 （4）4.171－6 发动机连杆横截面上的应力变化规律如题1－5图所示，则其应力幅σa和平均应力σm分别为___________。
题1－5图（1）σa＝-80.6MPa,σm=49.4MPa（2）σa=80.6MPa,σm=-49.4MPa（3）σa=49.4MPa,σm=-80.6MPa （4）σa=-49.4MPa,σm=-80.6MPa1－7 变应力特性可用σmax、σmin、σm、σa、r等五个参数中的任意___________来描述。
（1）一个（2）两个（3）三个（4）四个1－8 零件的工作安全系数为___________。
机械设计教案
教材分析1.教材基本信息教材名称:机械设计出版社：高等教育出版社主编:濮良贵出版时间：2013年5月第9版2。
章节内容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、磨损及润滑第五章螺纹连接机螺旋传动第六章键、花键、物件连接和销联结第七章铆接、焊接、胶接和过盈连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十七章机座和箱体1第十八章减速器和变速器3。
教学手段和方法教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发教学手段：课件演示、视频课件4.实训教学环节实训一:连接件认知（螺栓、键、销）实训二：传动部件认知（带、齿轮、蜗杆、链传动）实训三：轴系部件认知（轴、轴承、联轴器、离合器等）5.教材优缺点分析优点：《“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材：机械设计（第9版）》是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，是在西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著，濮良贵、纪名刚主编《机械设计》（第八版）的基础上，根据教育部2011年制订的“机械设计课程教学基本要求"和编者多年来的教学实践经验，考虑加强学生素质教育和能力培养，结合拓宽专业面后的教学改革以及我国机械工业发展的需要修订而成的。
内容上能够反映现代机械设计的最新技术，具有较强的针对性和实用性.书后附录有常用量的名称、单位、符号及换算关系。
教材覆盖面广,较为权威。
缺点:配套习题略少，没有配套的实验指导类教材6.参考教材机械设计指导手册（图书馆）机械设计课程设计机械设计习题集2第1次 2学时单元标题:第一章绪论第二章机械设计总论课堂类别:理论教学目标：1、了解机器的组成;明确零件的概括分类及零件与机器的关系。
2、明确本课程的内容、性质和任务；注意本课程与先修课程及后续课程的关系和相应的学习方法.3、深刻理解机械零件的失效形式及应满足的基本要求。
机械设计重点面试概念提问60题必背
机械设计重点面试概念提问60题必背！！第一章绪论1.问：什么是零件？答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。
第二章机械设计总论2.问：一台完整的机器通常由哪些基本部分组成?答：原动机部分、执行部分和传动部分。
3.问：一般机器的设计程序通常由哪几个基本阶段构成？答：一部机器的设计程序基本上由计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段构成。
4.问：机械零件主要有哪些失效形式？答：机械零件的主要失效形式有：整体折断、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效等。
5.问：机械零件的常用设计准则是什么？答：大体有以下设计准则：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则等。
6.问：什么是机械零件的强度设计准则?答：强度准则就是指零件中的应力不得超过允许的限度。
例如，对一次断裂来说，应力不超过材料的强度极限；对疲劳破坏来说，应力不超过零件的疲劳极限：对残余变形来说，应力不超过材料的屈服极限。
第三章机械零件的强度7.问：试述零件的静应力与变应力是在何种载荷作用下产生的?答：静应力只能在静载荷作用下产生，变应力可能由变载荷产生，也可能由静载荷产生。
8.问：疲劳损伤线性累积假说的含义是什么？答：该假说是：在每一次应力作用下，零件寿命就要受到一定损伤率，当损伤率累积达到l00%时（即达到疲劳寿命极限）便发生疲劳破坏。
通过该假说可将非稳定变应力下零件的疲劳强度计算折算成等效的稳定变应力疲劳强度。
第四章摩擦、磨损及润滑概述9.问：何谓摩擦？答：当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发生相对滑动，或有相对滑动趋势时，在接触表面上就会产生抵抗滑动的阻力，这种现象叫做摩擦。
10.问：根据摩擦面间存在润滑剂的情况，滑动摩擦能分为几种类型的摩擦?答：分为干摩擦、边界摩擦（边界润滑）、流体摩擦（流体润滑）及混合摩擦。
11.问：一般零件磨损过程大致可分为哪三个阶段？答：一般零件磨损过程大致可分为磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。
机械设计基础-总论
第二章机械设计总论基本要求1、了解机械的构成及功能结构。
2、了解机械设计的特点。
第一节机器的组成机器的发展经历了一个从简单到复杂的过程。
人类为了满足生产及生活的需要，设计和制造了类型繁多、功能各异的机器。
但是，只有在蒸汽机出现以后，机器才具有了完整的形态。
一部完整的机器由原动机部分、执行部分、传动部分、控制系统和辅助系统组成。
原动机部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源。
一般来说，它是把其它形式的能量转换为机械能。
原动机的动力输出绝大多数呈旋转运动的状态，输出一定的转矩。
原动机经历了如下发展过程.执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分。
一部机器可以只有一个执行部分，也可以把机器的功能分解成好几个执行部分。
它是一部机器中最接近作业工作端的机构，它通过执行构件与被作业件相接触，以完成作业任务。
传动部分用来连接原动机部分和执行部分，用来将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
例如：把旋转运动转换为直线运动；高转速变为低转速；小转矩变为大转矩等。
机器的传动部分大多数采用机械传动系统，有时也采用液压或电力传动系统。
机械传动系统是绝大多数机器不可缺少的重要组成部分。
随着机器的功能越来越复杂，对机器的精度要求也越来越高，所以机器除了以上三个部分外，还会不同程度地增加其它部分，如控制系统和辅助系统等。
控制系统用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之间的工作协调关系。
第二节设计机器的一般程序一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。
作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统。
要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序。
设计机器的一般程序：计划阶段在根据生产或生活的需要提出所要设计的新机器后，计划阶段只是一个预备阶段。
此时，对所要设计的机器仅有一个模糊的概念。
在计划阶段中，应对所设计的机器的需求情况作充分的调查研究和分析。
机械设计概念题
8、V 带传动中，V1 为主动轮圆周速度，V2 为从动轮圆周速度，V 为带速，这些速度之间存
在的关系是（ B ）
A.V1=V2=V
B.V1>V>V2
C.V1<V<V2
D.V1=V>V2
9、带传动中，带每转一周，拉应力是（ A ）
A.有规律变化的
B.不变的
C.无规律变化的
二、填空题 1、带传动工作时，带中的应力有紧边和松边拉力产生的 拉 应力、离心力产生的拉应力和 弯曲 应力。最大应力发生在紧边与 小 带轮的接触处。 2、已知某 V 带传动所传递的功率 P=5.5kW，带速 v=8.8m/s，紧边拉力 F1 与松边拉力 F2 的关 系为 F1=1.5F2。则其有效圆周力 Fe 为 625 N，紧边拉力为 1875 N，松边拉力为 1250 N。 3、带传动中，带每转一周受 拉 应力、 弯曲 应力和 离心拉 应力作用，最大应力发生在 带的紧边开始绕上小带轮处 。 4、选取 V 带型号，主要取决于 功率 和 小带轮转速 。 5、带传动的主要失效形式是 打滑 和 疲劳破坏 。
6、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 F 为（ C ）
A.F1+F2
B.（F1-F2）/2 C.F1-F2
D.（F1+F2）/2
7、作为普通 V 带工作面的两侧面夹角为φ=40°，相应的 V 带轮槽的两侧面夹角则（ B ）
3
A.大于 60°
B.小于 40°
C.等于 40°
。Fmax 与初拉力 F0、包角α1 和摩擦系数 f 有关。
（2）F0 大、α1 大、f 大，则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大。
5、如图所示为带传动简图。轮 1 为主动轮。试问：（1）带传动的主要失效形式有哪些？（2） 带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？这种滑动是否可以避免？（3）带传动工作时，带
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。
机械设计题库(第八版
NT
40
失效率 Q = 1− R = 1 − 0.825 = 17.5%
KUST
4
一 名词解释
吴老师机械设计教学资料
第3章 机械零件的强度
(1) 静应力：静应力:大小和方向不随转移而产生变化或变化较缓慢的应力，其作用下零件可能产生静 断裂或过大的塑性变形，即应按静强度进行计算。
(2) 变应力：大小和方向均可能随时间转移产生变化者，它可以是由变载荷引起的，也可能因静载荷 产生(如电动机重量给梁带来的弯曲应力)变应力作用的零件主要发生疲劳失效。
(3) 在载荷几何形状相同的条件下，钢制零件间的接触应力 Ｃ 铸铁零件间的接触应力。
A. 小于
B. 等于
C. 大于
(4) 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值 Ａ 。
A. 相等
B. 不相等
C. 是否相等与材料和几何尺寸有关
5
吴老师机械设计教学资料
(5) 在图 3-1 所示某试件的σ m − σ a ，极限应力简图中，如工作应力点 M 所在的 ON 线与横轴间夹角 θ = 45 °，则该试件受的是 Ｃ 。
3
答：机器主要由五部分组成：
吴老师机械设计教学资料
① 原动机 主要提供动力，如汽车的发动机；
② 传动部分 提供变速、改变运动方向或运动形式等，如汽车的变速箱、传动轴、离合器等；
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，如汽车的车轮、转向器等；
④ 控制部分 使机器各部分运动协调。可以是手控、电控、遥控等。如汽车的各个按钮、手柄等；
(3) 工作应力：用计算载荷按材料力学基本公式求得作用在零件剖面上的内力:σ p , σ c , σ F ,τ , τ T
机械设计总论-机械设计第八版西北工业大学机械原理及机械零件教研室_OK
机器实例
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机器实例
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机器实例
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§2-1 机器的组成
润滑、显示、照明等辅助系统
原动机
传动部分
执行部分
控制系统
13
§2 -2 设 计 机 器 的 一 般 程 序
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§2-5 机械零件应满足的基本要求
（二）结构工艺性要求 零件具有良好的结构工艺性，是指在既定的生产条件下，能够 方便而经济地生产出来，并便于装配。所以零螺纹的件断裂.的swf 结构工艺性 应从毛坯制造、机械加工过程及装配等几个生产环节加以综合 考虑。工艺性还和批量大小及具体的生产条件相关。为了改善
味着加工及装配费用低，所以工艺性对经济性有着直接的影响。
采用廉价而供应充足的材料以代替贵重材料；对于大型零件采
用组合结构以代替整体结构，都可以在降低材料费用方面起到积极
的作用。
另外，尽可能采用标准化的零、部件，就可在经济性方面取得
很大的效益。
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§2-5 机械零件应满足的基本要求
（五）质量小的要求
第二章 机械设计总论
§2-1 机器的组成
润滑、显示、照明等辅助系统
原动机
传动部分
执行部分
控制系统
1
2
1、原动机
机器的组成
是驱动整个机器以完成预定功能的动力源。它把 其它形式的能量转换为机械能。原动机的动力输出绝 大多数呈旋转运动的状态，输出一定的转矩。
原动机经历了如下发展过程：人力、畜力——水 力机、风力机——蒸汽机、内燃机、汽轮机、电动机
轮齿根部的折断.swf
第二章 机械设计总论
第二章 机械设计总论
第六节 机械零件的设计准则
在设计中，应保证所设计的机械零件在正常工 作中不发生任何失效。为此对于每种失效形式都制 定了防止这种失效应满足的条件，这样的条件就是 所谓的工作能力计算准则。它是设计机械零件的理 论依据。所以设计零件时，首先应根据零件的失效 形式确定其设计准则以及相应的设计计算方法。
第二章 机械设计总论
第二章 机械设计总论
2、结构工艺性要求（便于加工、装配） 零件工艺性良好的标志：在具体的生产条件下， 零件要便于加工、便于装配，而且加工费用低。
第二章 机械设计总论
第二章 机械设计总论
3、经济性要求（材料、加工方法、精度等级） 4、质量小的要求（节约材料、↓惯性力） 5、可靠性要求
dN
λ (t ) = −
dt N
第二章 机械设计总论
将上式分离变量并积分，
− ∫ λ (t )dt = ∫
0 t N N0
dN N = ln = ln R N N0
R = e ∫0
− λ ( t ) dt
t
这就是可靠度和失效率的关系. 零件可靠度可用另一个指标表示，即零件的平均 工作时间（也称零件的平均寿命）。
第二章 机械设计总论
第三节 对机器的要求
在满足预期功能的前提下，要求性能好、 在满足预期功能的前提下，要求性能好、效率 成本低，造型美观， 高、成本低，造型美观，在预定使用期限内要安全 可靠，操作方便、维修简单。具体要求如下： 可靠，操作方便、维修简单。具体要求如下：
1）使用要求 2）经济性要求 3）劳动保护和环境保护要求 4）可靠性要求 5）对外观造型的要求 6）其它专用要求
非金属材料
高分子材料 陶瓷材料 复合材料
机械设计简答和计算题
《机械设计》精品课程习题第一篇总论第一章绪论●分析与思考题●第二章机械设计总论●分析与思考题2-1试述机器和机构的特征。
2-2说明构件、零件及部件的特点。
2-3简述现代机器的定义及特征.2-4试述机械产品设计中对机器的主要要求。
2-5叙述机械设计的基本类型及设计的一般程序。
2-6简述方案设计的主要内容及要求。
第三章机械零件的强度●分析与思考题3-1 图示各零件均受静载荷作用，试判断零件上A点的应力是静应力还是变应力；并确定应力比r的大小或范围。
题3-1图3—2 弯曲疲劳极限的综合影响系数Kσ的含义是什么？它与哪些因素有关？它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响？3—3 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么？3—4 试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静强度条件计算?什么情况下需按疲劳强度条件计算?3-5 在单向稳定变应力下工作的零件，如何确定其极限应力?3—6 疲劳损伤线性累积假说的含义是什么?写出其数学表达式.3-7 在双向稳定变应力下工作的零件，怎样进行疲劳强度计算？3—8 影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?提高机械零件疲劳强度的措施有哪些？3-9 导致机械结构发生低应力断裂的原因有哪些？3-10机械结构的裂纹是否会失稳扩展是如何判定的?第四章摩擦、磨损及润滑概述●分析与思考题4-1 按照摩擦面间的润滑状态不同,滑动摩擦可分为哪几种？4—2 膜厚比的物理意义是什么？边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦所对应的膜厚比范围各是多少？4—3 在工程中，常用金属材料副的摩擦系数是如何得来的?4-4 什么是边界膜?边界膜的形成机理是什么？如何提高边界膜的强度?4—5 零件的磨损过程大致可分为哪几个阶段？每个阶段的特征是什么?4-6 根据磨损机理的不同,磨损通常分为哪几种类型？它们各有什么主要特点?4—7 润滑油的粘度是如何定义的?什么是润滑油的粘性定律?什么样的液体称为牛顿液体？4-8 粘度的表示方法通常有哪几种?各种粘度的单位和换算关系是什么?4-9 润滑油的主要性能指标有哪些？润滑脂的主要性能指标有哪些?4—10 在润滑油和润滑脂中加入添加剂的作用是什么？4-11 流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理有何不同？流体静力润滑的主要优缺点是什么？4-12 流体动力润滑和弹性流体动力润滑两者间有何本质区别？所研究的对象有何不同？第二篇连接第五章螺纹连接和螺旋传动分析与思考题5-1常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合?对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同?5-2 在螺栓联接中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度，这是为什么？5—3 联接螺纹都具有良好的自锁性,为什么有时还需要防松装置？试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。
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原动机
传动装置
执行机构
控制系统
原动机―驱动整部机器完成预定功能的动力源。 现代机器动力机：电动机、热力机。 运动特点：旋转运动、第直二线章机运械设动计。总论
润滑、显示、照明等辅助系统
原动机
传动装置
执行机构
控制系统
传动装置―在原动机与执行机构之间传递运动、转换运动 方式的装置。机械传动装置是本课程研究的主要内容之一。
第二章机械设计总论
• 目前世界上有名的多用户群的制图软件：
UG, Pro-E, SolidWorks, SolidMAX, Catia, Alias, MasterCAM, Autocad • UG Catia Pro/E是以前的三维界三巨头 ，solider是 近几年才出现的，发展势头比较好，简单实用，上 手比较快，如果只是做简单的机械设计是足够了， 但是作模具，曲面可能有些不足，不过简单易学， 和caxa很像。
执行机构―完成机器预定功能的组成部分，位于传动路线的
终点。
第二章机械设计总论
润滑、显示、照明等辅助系统
原动机
传动装置
执行机构
传感器
控制系统
控制系统―保证机器的启动、停止和正常协调动作。
传感器－将机器的工作参数，如位移、速度、加速度、温度、 压力等反馈给控制系统。
辅助系统－包括机器的润滑、显示、照明等。也是保证机器 正常工作不可缺少的部分第二章机械设计总论
第二章机械设计总论
§2-2 设计机器的一般程序
机械设计的一般过程： ▲ 计划阶段 ▲ 方案设计阶段 ▲ 技术设计阶段 ▲ 技术文件编制阶段 ▲ 试制阶段 ▲ 投产销售
第二章机械设计总论
一、计划阶段
机械设计的任务是根据生产和市场需求提出的。 此时, 对所要设计的机械只是个模糊的概念。 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书。
优点：CAE简单集成了NX Nastran和I-DEAS MasterFEM，运动 学分析加入了ADAMS。加工与Cimatron、Delcam齐名，是目 前最好的三大软件之一。UG提供了丰富且简便的二次开发工 具，可以很轻松的添加功能。他的知识专家系统KF也是CAD 中最优秀的。
掌握UG更容易进入汽车、模具，以及欧洲机械电子类工厂等高 薪行业。
设计任务书
机器的功能 经济性估计 制造要求的大致估计 基本使用要求 预计的设计周期
第二章机械设计总论
二、方案设计阶段
对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提出实现方案。
在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、理想与现 实、长远目标与当前目标等之间的关系。 一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。以螺纹制 造为例：有车削、滚压、板牙加工等方法。方法不同，其执 行部分的工作原理也不同。
第二章机械பைடு நூலகம்计总论
• catia 做的曲面设计不错， 一般都是用了设计飞机。 3D软件中是上流，但最近才有针对中小用户的软 件，现在设计公司用的不多。
• catia的参数关联性、曲面 、分析、知识专家都是比 UG强。同时Catia对硬件的要求也是比UG高的，特 别耗内存。
• ug的特征建模的方法比较简便，2维作图比较容易。
技术文件
设计说明书 使用说明书 零件明细表 标准件汇总表 产品验收条件 ………….
第二章机械设计总论
提出任务
计
划
分析对机器的要求
确定任务要求
机器功能分析
明确构形要求 结构化
选择材料、确定尺寸 评价
提出可能的解决办法 方
决策—确定结构形状与尺寸
案
组合几种可能的方案 设
技
零件设计
评价
计
术
设
部件设计
决策----选定方案
第二章 机械设计总论
基本要求： 1、明确本课程的内容、性质、特点以及相应的学
习方法，对整个课程有一个大致的了解。 2、了解机械零件设计的基本步骤，弄清零件设计 在机械设计中的地位。 3、了解机械设计的基本原则和设计程序。
第二章机械设计总论
§2-1 机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要，研制了类型繁多、功能各异 的机器。尤其是蒸汽机出现之后，使机器具有了完整的形态。
计
第二章机械设计总论
总体设计 编制技术文件
注意的几个问题 着重学习零件的设计方法以及零件参数的合理选择。 除了理论分析和计算以外，更应重视零件结构设计的学习。 ──设计决非只是计算。 性能要求与经济性 ──永远是一对矛盾，应学会合理地解决这一对矛盾。 经验设计与现代设计 ──二者均重要，前者是后者的基础。
动分析、加工不是强项。
第二章机械设计总论
• UG可全参，可无参，可变参，造型思路灵活，如果应用熟练， 复杂零件和装配后期修改非常方便，可去参，可加参，可改参， 实在不行对单个零件推倒重来而不影响整体。曲面有 Imageware的集成，自由曲面造型效果好，曲面功能更强，做 18阶函数以上的曲面更显优势。主要用于汽车、航空航天及相 关模具设计、分析、制造。
第二章机械设计总论
• Pro/E全参（参数化），造型思路严谨，简单零 件和装配在后期修改比较方便。曲面方面有 Style，从CDRS中吸收了很多自由曲面造型的 方法。功能比较强。主要用于消费电子行业及 其模具，属于中流。
缺点是二维图有点麻烦，复杂零件和复杂装配 在前期全参造型速度较慢，后期修改参数很容 易导致更新失败，相对UG工资较低。CAE、运
第二章机械设计总论
•
三维CAD是数字化设计、制造与管理的基础，是现代产品
方案评价原则：经济性、技术上可行。
费用
总费用
使用费用
设计制 造费用
第二章机械设计总论
复杂程度
三、技术设计阶段
绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零部件的外形、 基本尺寸和零件工作图。
1）机器的运动学设计 确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。求解构件的 运动参数（转速、速度、加速度等）。
2）机器的动力学设计
计算构件所受公称载荷（名义载荷）的大小和特性。
3）零件的工作能力设计 根据工作能力准则作零部件的初步设计。得出零件的基本尺寸。
4）部件装配草图及总装配草图的设计----结构设计
5）主要零件的校核计算
以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的受力分析和工作能
力校核计算
第二章机械设计总论
四、技术文件编制
技术文件----用来说明产品性能、设计、制造、操作使用、 维护、或其它所有与产品相关的文档资料。