《机械设计基础》作业3知识讲解
机械设计基础作业(三)
机械设计基础课程形成性考核作业三第8章齿轮传动1．渐开线齿廓形状取决于________直径大小。
A．节圆B．分度圆C．基圆D．齿顶圆2．对于标准直齿圆柱齿轮，决定齿廓形状的基本参数是________，________，________。
3．标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的_________模数和_________都相等，齿轮的_________角相等、旋向_________。
4．采用展成法加工正常齿齿轮时，不发生根切的最少齿数是_______5．一对齿轮啮合时，两齿轮的________始终相切。
A．分度圆B．基圆C．节圆D．齿根圆6．已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径d a1＝77.5mm，齿数z1＝29。
现要求设计一个大齿轮与其相啮合，传动的安装中心距a＝145mm，试计算这个大齿轮的主要尺寸。
（分度圆直径d2、齿顶圆直径d a2、齿根圆直径d f2、基圆直径d b2）7．两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示，高速级m n＝3mm，β1＝15°Z2＝51；低速级m n＝5mm，Z3＝17试问：（1）低速级斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反?（2）低速级齿轮取多大螺旋角β2才能使中间轴的轴向力相互抵消?8．单级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮材料为45钢，调质处理，大齿轮材料为ZG45，正火处理，已知传递功率P l＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mm，z l＝25，z2＝73，b1=84mm，b2=78mm，双向运转，齿轮在轴上对称布置，中等冲击，电动机驱动。
试校核此齿轮传动的强度。
第9章蜗杆传动1．为什么将蜗杆分度圆直径d l规定为蜗杆传动中的标准参数？2．为什么蜗杆的传动比i只能表达为i＝z2/z1，却不能以i＝d2/d1来表示？3．图示的各蜗杆传动均以蜗杆为主动件。
试标出图中未注明的蜗轮或蜗杆的转向及旋向，并画出蜗杆和蜗轮受力的作用点和三个分力的方向。
机械设计基础作业讲解
[σ H 1 ] = 580 = 527 MPa
[σ F 2 ] = 240 = 171MPa
1.4
（ 2）验算接触强度，验算公式为：
σ H = ZEZH
2 KT1 (u ± 1) ≤ [σ H ] 2 bd1 u
解： 1．判定轮系类型：因齿轮6的轴线绕别的齿轮轴 线作圆周运动，轮系中有周转轮系存在，故该轮系为 复合轮系。 2．正确划分各基本轮系：由齿轮1-2-3-4 组成的定 轴轮系；由齿轮5-6-7- H组成的差动轮系 定轴轮系1-2-3-4传动比计算式：
i14 =
n1 34 × 36 2 z z = (− 1) 2 4 = = 3 .4 n4 z1 z 3 20 × 18
3
1
Fa3 Fr3
Ft3
n1
2 Ft2 Fr2
Fa2
n2
12-2 解 ：（ 1）如图所示： （ 2）由题意，根据已知条件， 可以得到蜗轮上的转矩为
Fr1 Fa1 Ft1 Ft2
Fa2
Fa1 Ft2 Fr2 n 2
蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：
蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：
，能满足接触强度。 （ 3）验算弯曲强度 其中：齿形系数： YFa1 = 1.6
YFa 2 = 2.76
应力集中系数 ： YSa1 = 1.75 验算公式： σ F 1 =
YSa 2 = 2.27
= 20 MPa ≤ [σ F 1 ]
2 KT1 2 × 1.3 × 53056 × 2.76 × 1.6 YFa1YSa1 = bm 2 z1 78 × 4 2 × 25
(完整word版)《机械设计基础》知识点汇总.
机械设计基础》知识点汇总1、具有以下三个特征的实物组合体称为机器。
（1）都是人为的各种实物的组合。
（2）组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。
（3）可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。
2、机构主要用来传递和变换运动。
机器主要用来传递和变换能量。
3、零件是组成机器的最小单元，也是机器的制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。
各种机器经常用到的零件称为通用零件。
特定的机器中用到的零件称为专用零件。
4、构件是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。
若从运动的角度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成的。
根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成：1. 原动部分：机器的动力来源。
2. 工作部分：完成工作任务的部分。
3. 传动部分：把原动机的运动和动力传递给工作机。
4. 控制部分：使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。
5、物体间机械作用的形式是多种多样的，力对物体的效应取决于力的大小、方向和作用点，这三者被称为力的三要素。
公理1 二力平衡公理作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。
对于变形体而言，二力平衡公理只是必要条件，但不是充分条件。
公理2 加减平衡力系公理在已知力系上加上或者减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
推论1 力的可传性原理作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用效应。
公理 3 力的平行四边形公理作用在刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。
合力的作用点也在该点，合力的大小、方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。
推论2 三力平衡汇交原理：作用在刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线通过汇交点。
公理4 作用与反作用公理两物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿同一条直线，分别作用在这两个物体上。
《机械设计基础》知识点汇总.
《机械设计基础》知识点汇总1、具有以下三个特征的实物组合体称为机器。
（1）都是人为的各种实物的组合。
（2）组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。
（3）可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。
2、机构主要用来传递和变换运动。
机器主要用来传递和变换能量。
3、零件是组成机器的最小单元，也是机器的制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。
各种机器经常用到的零件称为通用零件。
特定的机器中用到的零件称为专用零件。
4、构件是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。
若从运动的角度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成的。
根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成：1.原动部分：机器的动力来源。
2.工作部分：完成工作任务的部分。
3.传动部分：把原动机的运动和动力传递给工作机。
4.控制部分：使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。
5、物体间机械作用的形式是多种多样的，力对物体的效应取决于力的大小、方向和作用点，这三者被称为力的三要素。
公理1 二力平衡公理作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。
对于变形体而言，二力平衡公理只是必要条件，但不是充分条件。
公理2 加减平衡力系公理在已知力系上加上或者减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
推论1 力的可传性原理作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用效应。
公理3 力的平行四边形公理作用在刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。
合力的作用点也在该点，合力的大小、方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。
推论 2 三力平衡汇交原理：作用在刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线通过汇交点。
公理4 作用与反作用公理两物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿同一条直线，分别作用在这两个物体上。
《机械设计基础》作业3
机械设计基础作业3５轮系思考题5—1 定轴轮系与周转轮系得主要区别就是什么？行星轮系与差动轮系有何区别?５－2 定轴轮系中传动比大小与转向得关系？5－３什么就是惰轮？它有何用途?5－4 什么就是转化轮系?如何通过转化轮系计算出周转轮系得传动比?5-５如何区别转化轮系得转向与周转轮系得实际转向？5—6 怎样求混合轮系得传动比?分解混合轮系得关键就是什么?如何划分？5－７观察日常生活周围得机器，各举出一个定轴轮系与周转轮系,并计算出传动比与转向。
习题5—１在图示得轮系中，已知z1=15，z２＝23,z２'=15,z3＝31，ｚ３’=15，z4=33,z4'=２（右旋）,z5=60,ｚ５’=20，（m =4 ｍm），若n1 ＝500r/min,求齿条6线速度u得大小与方向.题图5-15-2 在图示齿轮系中，已知z1=ｚ2＝19,z3'=２6，z4=30,z４’=20，z5=7８,齿轮１与齿轮3同轴线,求齿轮3得齿数及传动比i15。
题图5-35—3 在图示得钟表传动示意图中,E 为擒纵轮，N 为发条盘,S ，M 及H 分别为秒针，分针与时针。
设ｚ1=７２,z ２=１２，ｚ3=64,z 4=8，ｚ5=６0,ｚ６=8,z 7=60,z 8=6,ｚ9=8,ｚ10＝24，z 11=6，z 1２=24,求秒针与分针得传动比i ＳM 及分针与时针得传动比i ＭＨ。
5-4 图示车床变速箱中,移动三联齿轮a 可使齿轮3’与４’啮合，又移动双联齿轮ｂ，可使齿轮５’与6’啮合。
已知各轮得齿数为z 1=4２，z 2=５8,ｚ3'=38，ｚ4’=4２，z 5’=50，z 6’=48,电动机转速为１450r ／m ｉn 。
试求此种情况下输出轴转速得大小与方向.5-5 在图示得行星减速装置中,已知z １=z 2＝１7,z 3=15。
当手柄转过９0°时转盘H 转过多少度?题图5-5题图5-75－６ 在图示得差动齿轮系中,已知各轮齿数ｚ１=1５,z 2＝25,z ２’=2０，ｚ3=6０。
机械设计基础_03应力分析
剪切与挤压横截面上应力
机械设计基础
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剪切与挤压横截面上应力
解 （1）求内力 显然销钉属于双剪（图3-8b），用截面法计算剪力
FS
F 2
50kN
（2）计算剪应力
FS (50 103 )MPa 40MPa A 402
4
（3）计算挤压力
销钉的挤压应力各处相同，Fbc 100 kN
3.4.1 扭转剪应力分布规律及计算公式
1. 应力分析
（1）实验现象
各圆周线的形状、大小和间距均不 变，只是绕轴线相对转过一个角度； 各纵向线倾斜了相同的角度γ
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3.2 轴向拉压杆的应力
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3.2.1 横截面上的应力
拉压横截面上应力
拉压杆横截面上只有正应力且均匀分布（图3-4b）。即
FN
A
（3-4）
式中 σ—横截面上的正应力，MPa； FN—横截面上的轴力，N； A—横截面面积，mm2。
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教学内容
3.1 应力与应变 3.2 轴向拉压杆的应力 3.3 剪切变形横截面上的应力 3.4 圆轴扭转时横截面上的剪应力 3.5 梁的应力
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重点难点
重点：基本变形的应力计算。 难点：扭转、弯曲应力分析方法。
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bc
Fbc Abc
（3-6）
大连理工大学 机械设计基础 作业解答：第3章-凸轮机构-3.6增加了压力角的校核
3-6 偏置直动滚子从动件盘形凸轮：凸轮以等角速度顺时针回转，
偏距 e =10mm，凸轮基圆半径 r0 =60mm，滚子半径10mm。
校核推程压力角：
简谐运动的位移曲线上，斜率变化最大的位置是推程开始处 （这在加速度曲线上也可看出）。
动 件在推程和回程均作简谐运动。请绘出凸轮轮廓并校核推程压 力角。
3-6 设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮：凸轮以等角速度顺时针
方向回转，偏距 e =10mm，凸轮基圆半径 r0 =60mm，滚子半径
10mm；从动件升程 h =10mm，推程运动角φ =150°，远休止角 φ s =30°，回程运动角φ ‘ =120°，近休止角φ s ’ =60°，从
r0 = O1A = 60mm /2 = 30mm
h = O1C－ O1A = OC = 60mm
αC = 0°
α tg D =O1O/OD=0.5 αD = arctg 0.5 = 26°
hD =O1D－O1A= 37mm
3-5 (b) 圆盘半径 R =60mm，半径 r =10mm， O1O = OA/2，求凸
（参见教材42页）
已知：升程 h =10mm，推程运动角φ =150°
3-6 设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮：凸轮以等角速度顺时针
方向回转，偏距 e =10mm，凸轮基圆半径 r0 =60mm，滚子半径
10mm；从动件升程 h =10mm，推程运动角φ =150°，远休止角 φ s =30°，回程运动角φ ‘ =120°，近休止角φ s ’ =60°，从
此处的凸轮曲线最陡峭，是推程 压力角最大的地方。 αmax＝10°＜[α] ＝ 30°
机械设计基础作业讲解
其中：小齿轮转矩
T1 9.55 106
P 4 9.55 106 53056 N .m m n1 720
载荷系数 查教材表11-3得 K=1.3 查表11-4，确定弹性系数ZE=188.9 对于标准齿轮，ZH=2.5 齿宽
中心距
齿数比
H ZEZH
2 KT1 (u 1) 2 1.3 53056 (2.92 1) 188 . 9 2 . 5 230 MPa 2 78 100 2 2.92 bd1 u
(3)若工作台以800mm/min的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转 速和功率。
(4)欲使工作台在载荷Fa作用下等速下降，是否需要制动装置？驾驭螺杆上的制
动力矩应为多少？
解： （1）升角
当量摩擦角 工作台稳定上升时的效率：
P132 10-1 P134 10-4
P135 10-8
（ 2）稳定上升时加于螺杆上的力矩 P134 10-5b （ 3）螺杆的转速
d1 / 4 d12 / 4 184.62 8.3762 / 4
F
zFa mf 2 7821 1 0.15 ＝ 1805 N C 1.3
11-2解
由公式
H ZEZH
2 KT1 (u 1) H 2 bd1 u
可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩的关系。 设提高后的转矩和许用应力分别为 在不改变工作条件及其它设计参数的情况下：
12-2 解 ：（ 1）如图所示：
（ 2）由题意，根据已知条件， 可以得到蜗轮上的转矩为
Fr1 Fa1 Ft1
Fa2
Ft2
Fa1 Ft2 Fr2 n 2
蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：
《机械设计基础》答案 (3)
则其分度圆直径分别为
4-3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数 ，齿顶圆直径 ，求该轮的模数。
解：
正常齿制标准直齿圆柱齿轮：
则有
4-4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮 , , ,试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线的曲率半径和压力角。
解：
齿顶圆压力角：
基圆压力角：
分度圆上齿廓曲率半径：
解：（1）根据题已知条件可得：
工作行程曲柄的转角
则空回程曲柄的转角
摇杆工作行程用时7s，则可得到空回程需时：
（2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s，则曲柄每分钟的转数为
2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD在水平位置上下各摆100，且 。（1）试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。
齿顶圆上齿廓曲率半径：
基圆上齿廓曲率半径：
4-6 已知一对内啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮 ， ， ，试参照图4-1b计算该对齿轮的中心距和内齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿跟圆直径。
解：该对齿轮为内啮合，所以有
中心距
齿轮2为内齿轮，所以有
4-10 试与标准齿轮相比较，说明正变位直齿圆柱齿轮的下列参数： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，哪些不变？哪些起了变化？变大还是变小？
2-12 已知某操纵装置采用铰链四杆机构。要求两连架杆的对应位置如题2-12图所示， ， ； ， ； ， ；机架长度 ，试用解析法求其余三杆长度。
解：由书35页图2-31可建立如下方程组：
消去δ，并整理可得：
令：
（1）
（2）
（3）
于是可得到
分别把两连架杆的三个对应转角带入上式，可得到关于P1、P2、P3由三个方程组成的方程组。可解得：
机械设计基础作业讲解共45页
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
机械设计基础作业讲解
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
机械设计基础知识点
第二章平面机构的结构分析§2.1 基本概念构件：运动单元体零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。
•构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。
机器或机构中最小的运动单元。
•零件：机器或机构中最小的制造单元。
•例如：曲轴——单一零件。
•连杆——多个零件的刚性组合体。
•注意：构件及零件联系及区别？一、机构的组成机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。
→输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。
→输出构件在任何一个机构中，只能有一个构件作为机架。
在活动构件中至少有一个构件为原动件，其余的活动构件都是从动件。
二、自由度、约束自由度：构件具有独立运动参数的数目（相对于参考系）在平面内作自由运动的构件具有3个自由度；在三维空间作自由运动的构件具有6个自由度。
约束：运动副对构件间相对运动的限制作用❖对构件施加的约束个数等于其自由度减少的个数。
三、运动副使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接成为运动副。
运动副的作用是约束构件的自由度。
四、运动副类型及其代表符号1. 低副——两构件以面接触而形成的运动副。
A.转动副：两构件只能在一个平面内作相对转动，又称作铰链。
自由度数1，只能转动；约束数2，失去了沿X、Y方向的移动。
B.移动副：两构件只能沿某一轴线作相对移动。
自由度数1，只能X方向移动；约束数2，失去Y方向移动和转动。
2. 高副—— 两构件以点或线接触而构成的运动副。
自由度数 2， 保持切线方向的移动和转动 约束数 1， 失去法线方向的移动。
五、运动链运动链:若干个构件通过运动副联接而成的相互间可作相对运动的系统。
闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统§2.2 机构运动简图定义：用运动副代表符号和简单线条来反映机构中各构件之间运动关系的简图。
构件均用形象、简洁的直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
(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。
复合较链：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，具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、复合校链、局部自由度和虚约束(a)K个构件汇交而成的复合较链应具有(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。
机械设计基础考试知识点
机械设计基础考试知识点在机械设计领域，基础知识是非常重要的，它是我们建立深厚的技术基础的关键。
本文将介绍一些机械设计基础考试中常见的知识点，帮助读者更好地掌握机械设计的基础知识。
1.材料力学材料力学是机械设计中必不可少的基础学科。
它研究材料在力的作用下的变形和破坏行为，是机械设计过程中对材料选择和采用的重要依据。
在材料力学中，常见的知识点有：应力、应变、弹性模量、塑性变形、断裂等。
2.刚体力学刚体力学是机械设计中另一个重要的基础学科。
它研究刚体在受力作用下的平衡条件和运动规律。
刚体力学的知识点包括：力的合成与分解、力矩、平衡、静摩擦力、动摩擦力等。
3.轴系和齿轮轴系和齿轮是机械传动的常见形式，了解它们的设计原理和计算方法对于机械设计师来说非常重要。
在考试中，可能会涉及到轴系和齿轮的设计、选择、传动比计算等方面的知识点。
4.联轴器和制动器联轴器和制动器是机械传动系统中常用的装置，用于传递力和实现变速、停止等功能。
了解不同类型的联轴器和制动器的工作原理、选择和设计准则是机械设计师必备的知识点。
5.机械零件和装配机械设计师需要熟悉各种机械零件的结构、设计和制造工艺，以及装配的方法和要求。
在考试中，可能会出现机械零件的设计计算、标注和尺寸链等相关知识点。
6.工程制图工程制图是机械设计师必须具备的基本技能之一。
它是将设计方案转化为工程实施的重要工具。
在考试中，可能会出现各种工程制图方法、符号规范和尺寸标注等相关知识点。
7.机械设计原理机械设计原理是机械设计师必须掌握的核心理论。
它包括机械运动学、动力学、振动学等方面的基本原理和计算方法。
在考试中，可能会涉及到机械设计原理的应用和计算。
总结：以上介绍了机械设计基础考试中常见的知识点，包括材料力学、刚体力学、轴系和齿轮、联轴器和制动器、机械零件和装配、工程制图以及机械设计原理。
熟练掌握这些基础知识，对于提高机械设计水平和应对考试是非常有帮助的。
希望本文的内容能够帮助读者更好地理解和掌握机械设计基础知识，并取得优异的考试成绩。
完整版机械设计基础知识点整理
完整版机械设计基础知识点整理1、机械零件常用材料：普通碳素结构钢（Q屈服强度）优质碳素结构钢（20平均碳的质量分数为万分之20）、合金结构钢（20Mn2 锰的平均质量分数约为2%）、铸钢（ZG230-450 屈服点不小于230，抗拉强度不小于450）、铸铁（HT200灰铸铁抗拉强度）2、常用的热处理方法：退火（随炉缓冷）、正火（在空气中冷却）、淬火（在水或油中迅速冷却）、回火（吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空气中冷却）、调质（淬火+高温回火的过程）、化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗）3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求5、应力的分类：分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况（多个行星轮）、增强机构的刚度（轴与轴承）、保证机械运转性能9、螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件：入即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角B大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因B小，传动效率高，故常用于传动12、螺旋副的效率：n =有效功/输入功=tan入/tan （入v）—般螺旋升角不宜大于40°。
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《机械设计基础》作业3机械设计基础作业3 5 轮 系思 考 题5-1 定轴轮系与周转轮系的主要区别是什么？行星轮系和差动轮系有何区别？ 5-2 定轴轮系中传动比大小和转向的关系？ 5-3 什么是惰轮？它有何用途？5-4 什么是转化轮系？如何通过转化轮系计算出周转轮系的传动比？ 5-5 如何区别转化轮系的转向和周转轮系的实际转向？5-6 怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？ 5-7 观察日常生活周围的机器，各举出一个定轴轮系和周转轮系，并计算出传动比和转向。
习 题5-1 在图示的轮系中，已知z 1=15，z 2=23，z 2’=15，z 3=31，z 3’=15，z 4=33，z 4’=2(右旋)，z 5=60，z 5’=20,（m =4 mm ）,若n 1 =500r/min,求齿条6线速度u 的大小和方向。
题图5-1题图5-25-2 在图示齿轮系中，已知z 1=z 2=19，z 3’=26，z 4=30，z 4’=20，z 5=78，齿轮1与齿轮3同轴线，求齿轮3的齿数及传动比i 15。
题图5-3题图5-45-3 在图示的钟表传动示意图中，E 为擒纵轮，N 为发条盘，S ，M 及H 分别为秒针，分针和时针。
设z 1=72，z 2=12，z 3=64，z 4=8，z 5=60，z 6=8，z 7=60，z 8=6，z 9=8，z 10=24，z 11=6，z 12=24，求秒针与分针的传动比i SM 及分针与时针的传动比i MH 。
5-4 图示车床变速箱中，移动三联齿轮a 可使齿轮3’和4’啮合，又移动双联齿轮b ，可使齿轮5’和6’啮合。
已知各轮的齿数为z 1=42，z 2=58，z 3’=38，z 4’=42，z 5’=50，z 6’=48，电动机转速为1450r/min 。
试求此种情况下输出轴转速的大小和方向。
5-5 在图示的行星减速装置中，已知z 1=z 2=17，z 3=15。
当手柄转过90°时转盘H 转过多少度？题图5-5题图5-6题图5-75-6 在图示的差动齿轮系中，已知各轮齿数z 1=15，z 2=25，z 2’=20，z 3=60。
若n 1 = 200r/min ，n 3 = 50r/min ，且转向相同，试求行星架H 的转速n H 。
5-7 在图示的手动葫芦中，S 为手动链轮，H 为起重链轮。
已知z 1=21,z 2=29,z 2’=14,z 3=55,求传动比i SH 。
5-8 在图示极大传动比减速器中，蜗杆1和齿轮1’为同一构件，蜗杆5及齿轮5’也为同一构件，蜗杆1和5 均为单头右旋，z 1=101，z 2=99，z 2’=z 4，z 4’=100，z 5’=100。
求传动比i 1H 。
5-9 求图示轮系的传动比i 14，已知z 1=z 2’=25，z 2=z 3=20，z H =100，z 4=20。
5-10 图示齿轮系中，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅱ输出。
已知z 1=12，z 2=51，z 2’=49，z 3=75，z 4=12，z 5=73。
求1)i I II ；2)若齿轮2的齿数改为z 2=50，求i I II 。
5-11 在图示镗床镗杆进给机构中，各轮的齿数z 1=60，z 4=z 3’=z 2=30，螺杆的导程p z =6mm ，且为右旋螺纹，设所有齿轮的模数相同，当被切工件的右旋螺纹的导程mm p z 2' 时，齿轮2’和3的齿数各为多少？题图5-8题图5-9题图5-105-12 在图示混合齿轮系中，设已知各轮的齿数，试计算其传动比i I II 。
题图5-11题图5-126其它常用机构思考题6-1常见的棘轮机构有哪几种型式？各具有什么特点？6-2观察自行车后轮轴上的棘轮机构和牛头刨床上用于进给的棘轮机构，分别说出各是哪种棘轮机构及其工作原理。
6-3槽轮机构中槽轮槽数与拨盘上圆柱销数应满足什么关系？为什么要在拨盘上加上锁止弧？6-4选定一机器，分析其中槽轮机构的槽数和圆柱销数？说明为什么在此要用槽轮机构？可否采用其它机构替换？6-5举出一不完全齿轮机构实例，说明其工作原理及作用。
6-6圆柱形凸轮间歇运动机构与蜗杆形凸轮间歇运动机构有何区别？6-7凸轮间歇运动机构的运动规律如何确定？如何实现？设计运动规律时应注意哪些问题？6-8棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构是常用的四种间歇运动机构，通过对比，说出在运动平稳性、加工工艺性和经济性等方面各具有哪些优缺点？各适用于什么场合？6-9组合机构的组合方式有哪几种？请各举出一应用实例。
习题6-1已知棘轮齿数z=15，棘轮直径D=100mm，原动件摆动角为30°，每次摆动滑过棘轮上两齿，试确定棘轮机构的几何尺寸。
6-2已知槽轮机构的槽数z=5，拨盘的圆销数K=1，转速n1=75 r/min，求槽轮的运动时间t m和静止时间t s。
7机械的动力性能思考题7-1为什么要对转子进行动平衡？7-2静平衡和动平稳有何不同？各用于何种转子？7-3如何进行平衡计算？如何进行平衡实验？7-4从日常生活中找出两个动平衡实例。
7-5机械的速度为什么会波动？7-6机械的周期性速度波动和非周期性速度波动有何不同？可用什么方法来调节？7-7如何计算简单机器的机械效率？如何计算复杂机器的机械效率？8机械零件设计概论思考题8-1 机械零件设计的基本要求是什么？8-2 什么叫失效？机械零件的主要失效形式有几种？各举一例说明。
8-3 什么是设计准则？设计准则的通式是什么？8-4 复习材料及热处理问题。
复习公差与配合问题。
8-5 什么是零件的工艺性问题？主要包含哪几方面的问题？8-6 什么是变应力的循环特性？对称循环应力和脉动循环应力的循环特性为多少？8-7 什么是疲劳强度问题？如何确定疲劳极限和安全系数？8-8 主要的摩擦状态有哪四种？8-9 磨损过程分几个阶段？常见的磨损有哪几种？8-10 常见的润滑油加入方法有哪种？9联接思考题9-1螺纹的主要参数有哪些？螺距与导程有何不同？螺纹升角与哪些参数有关？9-2为什么三角形螺纹多用于联接，而矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹多用于传动？为什么多线螺纹主要用于传动？9-3螺纹副的自锁条件是什么？理由是什么？9-4试说明螺纹联接的主要类型和特点。
9-5螺纹联接为什么要预紧？预紧力如何控制？9-6螺纹联接为什么要防松？常见的防松方法有哪些？9-7在紧螺栓联接强度计算中，为何要把螺栓所受的载荷增加30%？9-8试分析比较普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接的特点、失效形式和设计准则。
9-9简述受轴向工作载荷紧螺栓联接的预紧力和残余预紧力的区别，并说明螺栓工作时所受的总拉力为什么不等于预紧力和工作载荷之和。
9-10简述滑动螺旋传动的主要特点及其应用。
9-11平键联接有哪些失效形式？普通平键的截面尺寸和长度如何确定？9-12为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用两个楔键时，相隔90°～120°，而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？9-13试比较平键和花键的相同点和不同点。
9-14简述销联接、焊接、粘接、过盈联接、弹性环联接和成形联接的主要特点和应用场合。
习 题9-1 试证明具有自锁性螺旋传动的效率恒小于50%。
9-2 试计算M24、M24×1.5螺纹的升角，并指出哪种螺纹的自锁性好。
9-3 图示为一升降机构，承受载荷F =150 kN ，采用梯形螺纹，d = 60 mm ，d 2= 56 mm ，P = 8 mm ，线数n = 3。
支撑面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用导向滚轮，它们的摩擦阻力近似为零。
试计算： (1)工作台稳定上升时的效率（螺纹副当量摩擦系数为0.10）。
(2)稳定上升时加于螺杆上的力矩。
(3)若工作台以720 mm/min 的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。
(4)欲使工作台在载荷F 作用下等速下降，是否需要制动装置？加于螺杆上的制动力矩是多少？题9-3图 题9-4图题9-5图9-4 图示起重吊钩最大起重量F = 50 kN ，吊钩材料为35钢。
试确定吊钩尾部螺纹直径。
牵曳力F RFF导向滚轮齿轮制动轮推力球轴承9-5图示为一用两个M12螺钉固定的牵曳钩，若螺钉材料为Q235钢，装配时F控制预紧力，结合面摩擦系数f = 0.15，求其允许的最大牵曳力。
9-6图示为一刚性凸缘联轴器，材料为Q215钢，传递的最大转矩为1400 N.m（静载荷）。
联轴器用4个M16的铰制孔用螺栓联接，螺栓材料为Q235钢，试选择合适的螺栓长度，并校核该联接的强度。
题9-6图题9-7图9-7图示为一用两个螺栓联接的钢制扳手。
已知扳紧力F = 200 N，有关尺寸如图所示。
试分别采用普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接两种方案设计此螺栓组，并分析比较设计结果。
9-8在图示夹紧螺栓中，已知螺栓数为2，螺纹为M20，螺栓材料为35钢，轴径d=50 mm，杆长l=300 mm，轴与夹壳之间的摩擦系数f=0.15，试求杆端部作用力F的最大允许值。
9-9图示为一钢制液压油缸，采用双头螺柱联接。
已知油压p= 8 MPa，油缸内径D = 250 mm，为保证气密性要求，螺柱间距l不得大于4.5d（d为螺纹大径），试设计此双头螺柱联接。
题9-8图 题9-9图9-10 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接件间采用橡胶垫片。
已知螺栓预紧力F = 15000 N ，当受轴向工作载荷F = 10000 N 时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
9-11 图示为一差动螺旋机构。
螺杆与机架固联，其螺纹为右旋，导程S A =4mm ，滑块在机架上只能左右移动。
差动杆内螺纹与螺杆形成螺纹副A ，外螺纹与滑块形成螺纹副B ，当沿箭头方向转动5圈时，滑块向左移动5 mm 。
试求螺纹副B 的导程S B 和旋向。
题9-11图 题9-12图9-12 图示为一小型压床，最大压力为F = 30 kN ，采用梯形螺纹，螺杆材料为45钢正火处理，螺母材料为ZCuAl10Fe3。
设压头支撑面平均直径D m 等于螺纹中径，操作时螺纹副当量摩擦系数f ˊ=0.12，压头支撑面摩擦系数f c =0.10，操作人员每只手用力约200 N ，试求该压床的螺纹参数（要求自锁）和手轮直径D 。
F螺杆滑块 差动杆机架 Fd9-13在题9-6中，已知轴的材料为45钢，工作时有轻微冲击。
试为该联轴器选择平键，确定键的尺寸，并校核其强度。