机械设计基础重点总结

机械设计基础重点总结 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

《机械设计基础》课程重点总结

绪论

机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。

原动机：将其他形式能量转换为机械能的机器。

工作机：利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器。

机器主要由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分四个基本部分组成，它的主体部分是由机构组成。

机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。

机构与机器的区别：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统外，还含电器、液压等其他装置；机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。

零件是制造的单元，构件是运动的单元，一部机器可包含一个或若干个机构，同一个机构可以组成不同的机器。

机械零件可以分为通用零件和专用零件。

机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。

第一章平面机构的自由度和速度分析

1.平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构；构件相对参考系的独立运

动称为自由度；所以一个作平面运动的自由机构具有三个自由度。

2.运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。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；P8

4.机构自由度计算公式：F=3n-2P l-P H 机构的自由度也是机构相对机架具有的独立运动

的数目。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；机构具有确定的运动的条件是：机构自由度F > 0,且F 等于原动件数

5.计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动

副相连接（图1-13）（2）局部自由度：一种与输出构件运动无关的的自由度，如凸轮滚子（3）虚约束：重复而对机构不起限制作用的约束 P13（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：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。

7.发生相对运动的任意两构件间都有一个瞬心。瞬心数计算公式：N=K(K-1)/2 三心定

理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。

第二章平面连杆机构

1.平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面

低副机构；最简单的平面连杆机构由四个构件组成，称为平面四杆机构。按所含移

动副数目的不同，可分为：全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。

2.铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构；机构的固定构件称为机架，与

机架用转动副相连接的构件称为连架杆，不与机架直接相连的构件称为连杆；整转副：组成转动副的两构件能作整周的相对转动，反之称为摆动副；与机架组成整转副的连架杆称为曲柄，与机架组成摆动副的连架杆称为摇杆；铰链四杆机构可分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

3.含一个移动副的四杆机构：曲柄滑块机构，转动导杆机构、摆动导杆机构，定块机

构、摇块机构。含有两个移动副的四杆机构：1）两个移动副不相邻正切机构； 2）两个移动副相邻，且其中一个移动副与机架相关联正弦机构 3）两个移动副相邻，且均不与机架相关联 4）两个移动副都与机架相关联

4.铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆和最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之

和；整转副是最短边及其邻边组成的。

5.铰链四杆机构是否存在曲柄依据：1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故

得双曲柄机构；2）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构；3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。如果铰链四杆机构中的最短边和最长边长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。

6.极位角θ越大，机构的急回特性(生产设备在慢速运动的行程中工作，在快速运动的

行程中返回)越明显。急回运动特性可用行程速度变比系数K来表示：K=w2/w1=Ψ/t2/Ψ/t1=t1/t2=Ψ1/Ψ2=(180°+θ)/(180-θ)；作用在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叫做压力角α，压力角是作为判断机构传力性能的重要标志；

压力角的余角叫做传动角；压力角越小，传动角越大，机构传力性能越好；压力角越大，传动角越小，机构的传力性能越差，传动效率越低。作图题：极位角和最小传动角的位置。机构中的这种传动角为零的位置称为死点位置。

第三章凸轮机构 P40

分类、刚性冲击、柔性冲击

1.凸轮机构的优点是：只需设计适当的齿轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑，设计方便。缺点是：凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易磨损，所以通常用于传力不大的控制机构。

2.凸轮机构的从动件做等速运动时，造成强烈刚性冲击；做简谐运动时造成柔性冲击；做正弦加速度运动时没有冲击。

3.基圆半径越小，压力角越大，传动角越小，有害分力越大，传动效率越低，当压力角达到一定的程度，有用分力连摩擦力也克服不了。

4.平底从动件凸轮压力角为定值。

第四章齿轮机构

主要优点：1）使用的圆周速度和功率范围广；2）效率较高；3）传动比稳定；4）寿命长；5）工作可靠性高；6）可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。缺点：1）要求较高的制造和安装精度，成本较高；2）不适宜远距离两轴之间的传动。

1.齿廓实现定角速比传动的条件：过接触点所作的齿廓公法线必须与连心线交于一定点。

2.渐开线：当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任意一点的轨迹；渐开线上任意一点的法线均与基圆相切；基圆之内无渐开线；渐开线齿廓上某点的法线，与齿廓上该点速度方向线之间的夹角为压力角αk。

3.一对齿轮的传动比等于两轮的转动速度之比，等于两轮角速度之比，等于两轮基圆半径的反比，等于两轮节圆半径的反比。

4.渐开线齿轮传动的可分性：一对渐开线齿轮制成之后，其基圆半径是不能改变的，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变。

5.齿轮各部分名称：齿根圆d f、基圆d b、分度圆d、齿顶圆d a、齿厚s、齿槽宽e、齿距p、齿宽b、齿顶高h a、齿根高h f、全齿高h、齿隙c。

6.齿轮所有的几何尺寸都用模数的倍数来表示，所以齿数相同的齿轮，模数越大，齿轮的尺寸越大，其承载能力也就越高。d=mz;p=mπ;分度圆是具有标准模数和标准压力角（20°）的圆。模数越大，p越大，齿轮越大，齿轮抗弯能力越强，所以，模数是齿轮抗弯能力的重要标志。

h=h a+h f h a=m×h a*

h f=(h a*+c*)m h a*= c*=（正常齿）；d a=d+2h a d f=d-2h f h=ha+hf p=s+e c=c*m d b=d×cos20°

标准齿 s=e=p/2

标准齿轮：分度圆上齿厚和齿槽宽相等，且齿顶高和齿根高均为标准值的齿轮称为标准齿轮。

标准齿轮缺点：1）齿数必须大于或等于最小齿数，否则回产生根切；2）不适用于实际中心距a’不等于标准中心距a的场合；3）一对相互啮合的标准齿轮。小齿轮齿根厚度小于大齿轮齿根厚度，抗弯能力有明显差别。弥补：变位齿轮 P65

7.渐开线齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角分别相等。

8.分度圆和压力角是单个齿轮所具有的，而节圆和啮合角是两个齿轮相互啮合时才出现

的。标准齿轮传动只有在分度圆和节圆重合时，压力角和啮合角才相等，否则，啮合角大于压力角。

9.实际啮合线段与两啮合点间距离之比称为重合度，因此，齿轮连续传动的条件是重合

度大于等于1.重合度表示同时参加啮合的齿的对数，重合度越大，轮齿平均受力越小，传动越平稳。

10.渐开线齿轮的切齿原理：成形法；范成法：1）齿轮插刀；2）齿条刀；3）齿轮滚刀

11.根切 P64；对α=20和h a*=1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时Z min=17；

12.一对斜齿轮正确啮合条件：模数相等，压力角相等，螺旋角大小相等方向相反（外啮

合）。

13.斜齿轮的法向模数和端面模数之间的关系：p n=p t×cosβ；m n=m t×cosβ重合度：

=t+FH/P t=btanβ/p t+t;国际规定，斜齿轮的法向参数取为标注值，而端面参数为非标准值。

14.斜齿轮与直齿轮相比的优点：1）齿廓接触线是斜线，一对齿是逐渐进入啮合和逐渐

脱离啮合的，故运转平稳，噪声小。2）重合度大，并随齿宽和螺旋角β的增大而增大，故承载能力高，运转平稳，适于高速传动。3）斜齿轮不根切最少齿数小于直齿轮。

第五章轮系

1.轮系可以分为定轴轮系和周转轮系。转动时每个齿轮的几何轴线都是固定的，这种轮

系称为定轴轮系。至少有一个轮系的几何轴线绕另一个轮系的几何轴线转动的轮系，称为周转轮系。

2.涡轮蜗杆的左右手定则：左旋用左手，右旋用右手，四指弯曲的方向是蜗杆的旋转方

向，拇指的反向是涡轮的转动方向。

3.定轴轮系传动比的数值等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数

乘积之比。

4.惰轮（过桥齿轮）：不影响传动比数值大小，只起改变转向作用的齿轮。

5.一个周转轮系包括：行星轮、支持它的行星架和与行星轮相啮合的中心轮。周转轮系

传动比的计算——相对速度法。P76

6.复合轮系及其传动比。

第六章间歇运动结构

间歇运动机构：主动件连续运动时，从动件作周期性运动、时停运动的机构。分为棘轮机构、槽轮机构、不完全齿机构、凸轮间歇运动机构。

1.止回棘爪，防止棘轮向相反方向运动。

2.槽轮机构的运动特性系数是指在一个运动循环内，槽轮的运动时间t m对拨盘的运动时

间t之比τ=1/2-1/z。z为槽数

第九章机器零件设计概论

1.塑性材料以屈服极限为极限应力，脆性材料以强度极限为极限应力；

2.失效可能由于：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；连接松弛；摩擦传动打滑等。

3.疲劳断裂特征：1）疲劳断裂的最大应力比静应力下材料的强度极限低；2）疲劳断口

均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂；3）疲劳断裂是损伤的积累。初期现象是；零件表面或表层形成裂纹

4.运动副中，摩擦表面物质不断损失的现象称为磨损；零件抗磨损的能力称为耐磨性；

机械中磨损的主要类型：磨粒磨损、胶合、点蚀、腐蚀磨损。胶合：摩擦表面受载时，实际上只有部分峰顶接触，接触处压强很高，能使材料产生塑性流动。若接触处发生粘着，滑动时会使接触表面材料有一个表面转移到另一个表面，这种现象称为粘着磨损。点蚀：在滚动或兼有滑动和滚动的高副中。受载时材料表面有很大的接触应力，当载荷重复作用时，常会出现表层金属呈小片状剥落，而在表面形成小坑。

第十章连接

1.螺纹的主要几何参数：大径d（公称直径）、小径d1、中径d2、螺距P、导程S、螺

纹升角、牙型角α、牙侧角β。

2.矩形螺纹自锁条件斜面倾角小于摩擦角；非矩形螺纹自锁条件螺纹升角小于等于当量

摩擦角

3.牙侧角越大，自锁性越好，效率越低。

4.把牙型角等于60度的三角形米制螺纹称为普通螺纹，以大径为公称直径。同一公称

直径可以有多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹。

公称直径相同时，细牙螺纹的自锁性能好，但不耐磨、易滑扣。

5.M24:粗牙普通螺纹，公称直径24，螺距3;M24×:细牙普通螺纹，公称直径24，螺

距。

6.螺纹连接基本类型：1螺栓连接；2螺钉连接；3双头螺柱连接；紧定螺钉链接。螺纹

连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对顶螺母属于摩擦放松。

7.螺栓的主要失效形式：1）螺栓杆拉断；2）螺纹的压溃和剪断；3）经常装拆时会因

磨损而发生滑扣现象。

8.提高螺栓连接强度的措施：1、降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；2、改善螺纹牙间的

载荷分布；3、减小应力集中。

9.螺栓螺纹部分的强度条件。螺栓的总拉伸荷载为：工作荷载和残余预紧力。

10.键主要用来实现轴和轴上零件间的周向固定以传递转矩；键分为平键、半圆键、楔

键、和切向键。

11.1、平键连接两侧面为工作面，定心性较好、拆装方便；主要失效形式是工作面的压

溃和磨损。常用的有普通平键和导向平键；2、半圆键连接两侧面为工作面，具有定心较好的优点，装配方便；3、楔键连接和切向键连接上下面为工作面，工作时，主要靠摩擦力传递转矩，并能承受单方向的轴向力。

第十一章齿轮传动

1.按照工作条件，齿轮传动可分为闭式传动和开式传动。

2.轮齿的失效形式主要有：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变

形。在一般闭式齿轮传动中，齿轮的主要失效形式是齿面接触疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断。齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，故常取节点处的接触应力为计算依据。

对于开式齿轮，主要的失效形式有：齿面点蚀和齿轮的弯曲疲劳强度破坏。

3.热处理：钢在固体状态下被加热到一定温度，保温，不同的冷却方法，改变钢的组织

结构，得到所需性能。退火：放在空气中缓慢降温。正火：空气中对流冷却。淬火:放在水中或油中冷却。

4.直齿圆柱齿轮传动的作用力及其各力的方向。P169

5.设计圆柱齿轮时设计准则：1）对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为齿面点蚀，

按齿面接触强度进行设计，按齿根的弯曲强度进行校核；2）对闭式硬齿面齿轮传动，主要失效形式为轮齿弯曲疲劳强度破坏，按齿根的弯曲强度进行设计，按齿面的接触强度进行校核；3）对开式齿轮传动，主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳强度破坏，按轮齿的弯曲疲劳强度进行设计，将计算的模数适当修正。

6.斜齿圆柱齿轮传动，各分力的方向如下：圆周力的方向在主动轮上与运动方向相反，

在从动轮上与运动方向相同；径向力的方向对两轮都是指向各自的轴心；轴向力的方向可由齿轮的工作面受压来决定。P177

7.螺旋角增大，重合度增大，使传动平稳，但轴向力也增大。Β=8～20

第十二章蜗杆传动

1.蜗杆传动用于传递交错轴之间的回转运动和动力；主要优点是能得到很大的传动比、结构紧凑、传动平稳和噪声较小却。缺点是传动效率较低，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成

本较高。正确啮合条件是蜗杆轴向模数和轴向压力角分别等于蜗轮端面模数和端面压力角。

2.主要失效形式有胶合、点蚀、磨损等；选材：蜗杆一般采用碳素钢或合金钢，要求齿面光洁并具有较高硬度，常采用青铜作蜗轮齿圈。受力情况 P195

第十三章带传动

1.带传动的优点是：1）适用于中心距较大的传动；2）带具有很好的挠性，可缓和冲

击，吸收振动；3）过载时，带与带轮间出现打滑，打滑虽使运动失效，但可防止损坏其它零件；4）结构简单，成本低廉。带传动的缺点是：1）传动的外廓尺寸较大；

2）需要张紧装置；3）由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；4）带的寿命较短；5）传动效率较低。

2.若带所需传递的圆周力超过带与轮面键的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显着的

相对滑动，这种现象称为打滑。由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由过载引起的全面滑动，应当避免。

弹性滑动是由紧、松边拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的。

3.在即将打滑时，紧边拉力和松边拉力之间的关系。

4.运转过程中，带经受变应力，最大应力发生在紧边与小轮的接触处。最大应力=紧边

与松边拉力产生的拉应力+离心力产生的拉应力+弯曲应力。

5.带在带轮上打滑和带发生疲劳损坏是带的主要失效形式。带传动的设计准则是保证带

不打滑及具有一定的疲劳寿命。

6.中心距不能过小的原因：中心距过小，带变短，带上应力变化次数增多，疲劳破坏加

强。V带两侧面的夹角小于40度，原因：V带在带轮上弯曲时，由于界面变形使其家

教变小。小轮直径不能过小的原因:只经过小，则带的弯曲应力变大，而导致带的寿命减短。

7.链轮每转过一个齿，链速就从大到小，再从小到大变化一次，同时伴随着链条忽上忽

下颤抖且由于接触部分是多边形的部分，由于多边形的存在而引起的链传动的运动不均匀性称为链传动的多边形效应。

8.链传动主要失效形式：1）链板疲劳破坏；2）滚子套筒的冲击疲劳破坏；3）销轴与

套筒的胶合；4）链条铰链磨损；5）过载拉断。润滑方式：定期人工给油、油杯滴油、油浴润滑、油泵供油。

第十四章轴

1.轴是机器中重要零件之一，用来支持旋转的机械零件和传递转矩。根据承受载荷不

同，分为转轴、传动轴和心轴；按轴线的形状分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。设计要求：1）便于加工，轴上零件易于装拆；2）轴和轴上零件要有准确的工作位置；3）各零件要牢固而可靠地相对固定；4）改善受力状况，减小应力集中和提高疲劳强度。

2.根据转矩性质而定的折合系数：对不变的转矩，其等于；当转矩脉动变化时，其等

于；对于频繁正反转的轴，其为1.

3.轴的结构设计改错题。

第十六章滚动轴承

1.滚动轴承一般由内圈外圈滚动体和保持架组成。

2.常用滚动轴承的类型和性能特点:1）3：圆锥滚子轴承能同时承受较大的径向荷载和

轴向荷载，一般成对使用。2）5：推力球轴承，只承受轴向荷载。3）6：深沟球轴承4）7：角接触球轴承。

3.滚动轴承代号的排列顺序：类型代号+宽度系列代号（可省略）+直径系类代号+内径

尺寸系列代号+内部结构代号+公差等级代号，其中，内径尺寸系列代号乘以5得到内径尺寸。

4.滚动轴承失效形式：1）疲劳破坏（疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式）2）永久变

形

5.轴承的寿命：轴承的一个套圈或滚动体的材料出现第一个疲劳扩展迹象前，一个套圈

相对于另一个套圈的总转数，或在某一转速下的工作小时数；基本额定寿命L：一组同一型号的轴承在同一条件下运转，其可靠度为90﹪时，能达到或超过的寿命为基本额定寿命。可靠度R：一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分率；基本额定动载荷C：当一套轴承进入运转并且基本额定寿命为一百万转时，轴承所能承受的载荷。

6.轴承寿命计算 P278

7.轴承的预紧：对某些可可调游隙式轴承，在安装时给予一定的轴向压紧力，使内外圈

产生相对位移而消除游隙，并在套圈和滚动体接触出产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。

计算题：自由度计算、螺纹链接强度计算、齿轮几何尺寸计算、轮系传动比计算、轴承寿命计算

问答题：

1．什么是虚约束什么是复合铰什么是局部自由度

2．构件系统成为机构的充分必要条件。3．机构具有确定运动的条件。

4．铰链四杆机构有曲柄存在的条件。5．什么是连杆机构的极位夹角6．连杆机构输出件具有急回特性的条件。7．怎样确定四连杆机构的死点位置。8．简述摩擦型带传动的特点。

9．普通V带传动和平带传动相比，有什么优缺点

10．带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别

11．带传动中，弹性滑动是怎样产生的造成什么后果

12．说明带传动中紧边拉力F1、松边拉力F2和有效拉力F、张紧力F0之间的关系。13．带传动工作时，带上所受应力有哪几种如何分布最大应力在何处

14．在多根V带传动中，当一根带失效时，为什么全部带都要更换

15．普通V带的楔角与带轮的轮槽角是否相等为什么

16．画出带工作时的应力分布图，指出最大应力为多大发生在何处

17．带传动中为什么要求小带轮直径d1＞d min带传动中心距a、带长L、小带轮包角α1和张紧力F0对传动有什么影响

18．带传动中，主动轮的圆周速度V1，带速V、从动轮的圆周速度V2相等吗为什么19．凸轮机构中从动件的运动规律取决于什么

20．齿轮传动的特点。

21．齿轮传动的基本要求。22．渐开线齿廓啮合的特点。

23．一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件和连续传动条件是什么

24．简答对齿轮材料的基本要求。25．什么是传动比什么是齿数比有何区别26．对于齿面硬度≤350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时，那个齿轮的齿面硬度高些为什么

27．一对圆柱齿轮传动，大、小齿轮齿面接触应力是否相等大、小齿轮的接触强度是否相等在什么条件下两齿轮的接触强度相等

28．对于闭式软齿面、闭式硬齿面和开式齿轮传动，齿数选得太多或太少，将分别出现什么问题设计时应分别按什么原则选取

29．在圆柱齿轮传动设计中，为什么通常取小齿轮的齿宽大于大齿轮齿宽

30．斜齿与直齿圆柱齿轮传动相比有何特点螺旋角太大或太小会怎样，为什么一般在8°～20°范围内取值应按什么原则选取31．闭式软齿面齿轮传动中，当d1一定时，如何选择Z1并详述理由。

32．为什么点蚀主要发生在节线附近齿根面上

33．斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件。34．蜗杆传动中蜗轮旋转方向的判定。35．齿轮系的主要功用是什么

36．什么是定轴轮系什么是行星轮系37．行星齿轮系的组成。

38．连接螺纹既满足ψ

39．螺纹连接有哪几种基本类型按防松原理螺纹防松的方法可分为哪几类

40．普通平键的工作面是哪个面平键连接有哪些失效形式41在同一工作条件下，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，为什么只提高了轴的强度而不能提高轴的刚度

42．什么是轴承的寿命什么是轴承的额定寿命

43．63l4轴承代号的含义（轴承类型、精度等级、内径尺寸、直径系列）

44．简述滚动轴承的失效形式与计算准则。．

45．对简支梁与悬臂梁，用圆锥滚子轴承支承，试分析正装与反装对轴系刚度有何影响。

机械设计基础总结讲解

机械设计基础总结 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.1构件 ---- 独立的运动单元零件 ----- 独立的制造单元 运动副一一两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的连接。 机构——由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。 机器一一由零件组成的执行机械运动的装置。 机器和机构统称为机械。构件是由一个或多个零件组成的。 机构与机器的区别： 机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外还包含电气，液压等其他装置；机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量，物料，信息的功能。 1.2运动副一一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） 运动副的分类： 1）按引入的约束数分有： I 级副（F=5）、II 级副（F=4）、III 级副（F=3）、IV 级副（F=2）、V 级副 （F=1）。 2）按相对运动范围分有：平面运动副——平面运动空间运动副一一空间运动 平面机构——全部由平面运动副组成的机构。 空间机构一一至少含有一个空间运动副的机构 3）按运动副元素分有： 咼副（；禺）点、线接触，应力咼；低副（）面接触，应力低 1.3机构：具有确定运动的运动链称为机构 机构的组成：机构=机架+原动件+从动件 保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。 24y 原动件v自由度数目：不具有确定的相对运动。原动件〉自由度数目：机构中最弱的构件将损坏。 1.5局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。 复合铰链——两个以上的构件在同一处以转动副相联。m个构件，有m—1转动副虚约束对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 出现场合：1两构件联接前后，联接点的轨迹重合，2?两构件构成多个移动副，且导路平行。3.两构件构成多个转动副，且同轴。4 运动时，两构件上的两点距离始终不变。5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。

机械设计基础重点

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自由度F=3n-2PL-PH（n：活动机构，pl:低副（通过面接触）ph:高副（通过点或线接触））F必须大于0曲柄摇杆机构有急回特性（反行程摆动速度必然大于正行程）和死点位置（从动件出现卡死和运动不确定现象，死点应加以克服，利用构件的惯性来保证机构顺利通过死点） 凸轮与从动件之间依靠弹簧力、重力、沟槽接触来维持。凸轮从动件的三种常用运动规律为：等速运动、等加速等减速运动和摆线运动。 常见间隙机构：槽轮机构（运动系数T必须>0，径向槽的系数z大于等于3，T 总小于1/2,如使T大于1/2，须在构件1安装多个圆角），棘轮，不完全齿轮，凸轮间隙运动间隙（凸优点：运转可靠，工作平稳，可用作高速间隙运动）。 在机器中安装飞轮的目的：调节机器速度的周期性波动（非周期性波动通过调速器调节）一般把飞轮安装在机器的高速轴上。 调节机器速度波动目的：机器速度的波动带来一系列不良影响，如在运动副中产生动压力，引起机械振动，降低机器效率和产品质量等。因此，必须设法调节其速度，使速度波动限制在该类机器容许的范围内. 静平衡条件： P53 动平衡：P54 螺纹连接的主要类型：螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈。常用的连接螺纹为单线三角形右旋螺纹。细牙螺纹特点：螺距较小，细牙普通螺纹的螺栓的抗压强度较高。一般适用薄壁零件及受冲压零件的联接。但细牙不耐磨，易滑扣不宜经常拆卸，故广泛适用粗牙。 螺纹连接防松原理：1、利用摩擦力（在螺纹间保持一定的摩擦力，且摩擦力尽 可能不随载荷大小而变化）2、机械方法（1.用机械装置把螺母和螺栓连在一起2.

心得体会 机械设计基础实验体会与收获

机械设计基础实验体会与收获 机械设计基础实验体会与收获 广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称： 指导教师：班级：姓名：学号：成绩评定：指导教师签字： 年月日 实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的： 1、根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2、学会分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法； 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具； 1、缝纫机头； 2．学生自带三角板、铅笔、橡皮； 三、实验原理： 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略符号（见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特

征。 四、实验步骤及方法： l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，从原动件开始，仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目；2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质，确定各个运动副的种类； 3、选定投影面，即多数构件运动的平面，在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图。用数字1、2、 3、……。分别标注各构件，用英文字母A、B、C、，……分别标注各运动副； 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副导路的方向等，选定原动件的位置，并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求： l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a．压布、b走针、c．摆梭、d．送布，只绘出机构示意图即可，所谓机构运动示意图是指只凭目测，使图与实物成比例，不按比例尺绘制的简图； 2、计算每个机构的机构自由度，并将结果与实际机构的自由度相对照，观察计 算结果与实际是否相符；

《机械设计基础》复习重点、要点总结

《机械设计基础》 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？ 2-2 润滑剂的作用是什麽？常用润滑剂有几类？ 第3章平面机构的结构分析 复习重点 1、机构及运动副的概念 2、自由度计算 平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。 3.1 运动副及其分类 运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动） 按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。 3.2 平面机构自由度的计算 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为 F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。 例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。 解由其机构运动简图不难看出，该 机构有3个活动构件，n=3；包含4个转 动副，P L=4；没有高副，P H=0。因此， 由式(1-1)得该机构自由度为 F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1

机械设计基础知识点总结

n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =

《机械设计基础》第六版重点复习资料

《机械设计基础》知识要点 绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械 第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算 第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。 了解：常用材料的牌号和名称。 第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。 滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：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。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。

机械设计基础知识点总结

机械设计基础知识点总结 1、通用零件， 2、专用零件。一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F =3n-2PL-PH机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。由m个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点： (1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。 (2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。CDAB铰链四杆机构：具有转换运动功

能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆 与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副 是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相 邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以 最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的 平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运动的从动件摇 杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这 种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C点的力P与C点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们在原动件上施加多大的力都不能使机构运动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC与摇 杆CD所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸 轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin表示。2

机械设计基础总复习

《机械设计基础》试题库 一、填空题： 1、两个构件接触而组成的可动的联接，称为＿＿＿＿＿＿；两构件上能够直接接触而构成的表面称为＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿的基本杆组称为Ⅱ级组，而由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿所组成，而且都有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的构件的基本杆组，称为Ⅲ级组。 3、转动副中的总反力的方位，可根据如下三点来确定＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 4、飞轮实际上是一个＿＿＿＿＿＿＿＿＿。它可以用＿＿＿＿＿＿＿＿＿的形式，把能量＿＿＿＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 5、对于齿面硬度大于HRC45(或相当于424HBS)的齿轮,可采用以下热处理方式＿＿＿＿＿＿＿＿＿。其加工方式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 6、两个构件接触而组成的可动的联接，称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；两构件上能够直接接触而构成的表面称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 7、运动副根据其所引入的约束的数目进行分类，如：引入两个约束的运动副，称为＿＿＿＿级副。根据构件运动副的接触情况进行分类，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为高副，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿则称为低副。 8、转动副中的总反力的方位，可根据如下三点来确定＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 9、在机械稳定运转阶段，有以下三种稳定运转情况＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。而在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿情况下，不需要进行速度调节。 10、为了不使斜齿轮传动产生过大的轴向推力，设计时，一般取螺旋角β=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。对于人字齿轮，螺旋角β可

机械设计基础复习资料

机械设计基础复习 概念类 1机器一般由哪几部分组成一般机器主要由动力部分传动部分执行部分控制部分四个基本部分组成。 2机器和机构各有哪几个特征构件由各个零件通过静连接组装而成的，机构又由若干个构件通过动连接组合而成的，机器是由机构组合而成的。机器有三个共同的牲：（1）都是一种人为的实物组合；（2）各部分形成运动单元，各单元之间且有确定的相对运动；（3）能实现能量转换或完成有用的机械功. 3零件分为哪两类零件分为；通用零件、专用零件。机器能实现能量转换，而机构不能。 4什么叫构件和零件组成机械的各个相对运动的实物称为构件，机械中不可拆的制造单元体称为零件。构件是机械中中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。 5什么叫运动副分为哪两类什么叫低副和高副使两个构件直接接触并产生一定可动的联接，称运动副。 6空间物体和平面物体不受约束时各有几个自由度构件在直角坐标系来说，且有6个独立运动的参数，即沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴转动。但在平面运动的构件，仅有3个独立运动参数。 7什么叫自由度机构具有确定运动的条件是什么机构具有独立的运动参数的数目称为构件的自由度。具有确定运动的条件是原动件的数目等于机构的自由度数目。 8运动副和约束有何关系低副和高副各引入几个约束运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为约束。引入1个约束条件将减少1个自由度。 9转动副和移动副都是面接触称为低副。点接触或线接触的运动副称为高副。 10机构是由原动件、从动件和机架三部分组成。 11当机构的原动件数等于自由度数时，机构就具有确定的相对运动。 12计算自由度的公式：F＝3n-2P L-P H(n为活动构件；P L为低副；P H为高副) 13什么叫急回特性一般来说，生产设备在慢速运动的行程中工作，在快速运动的行程中返回。这种工作特性称为急回特性。用此提高效率。 14凸轮机构中从动件作什么运动规律时产生刚性冲击和柔性冲击当加速度达到无穷大时，产生极大的惯性力，导致机构产生强烈的刚性冲击，因此等速运动只能用于低速轻载的场合。从动件按余弦加速度规律运动时，在行程始末加速度且有限值突变，也将导致机构产生柔性冲击，适用于中速场合。 15齿轮的基本参数有哪几个模数、齿数、压力角、变位系数、齿宽 16什么叫重合度齿轮连续传动的条件是什么啮合线长度与基圆齿距的比值称为重合度；只有当重合度大于1时齿轮才能连续传动；重合度的大小表明同时参与啮合的齿对数目其值大则传动平稳，每对轮齿承受的载荷也小，相对提高了其承载能力。 17斜齿轮正确啮合的条件：是法面模数和法面压力角分别相等而且螺旋角相等，旋向相反。 18什么叫定轴轮系每个齿轮的几何轴线都是固定的轮系称为定轴轮系。定轴轮系的传动比等于各对传动比的连入乘积，其大小等于各对啮合轮中所有从动齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积的比值。 19螺纹自锁的条件是什么自锁的条件；螺纹升角小于或等于磨擦角。 20蜗杆与蜗轮的回转方向的判定----“左右手定则”：左旋用左手，右旋用右手握住蜗杆的轴线四指的指向为蜗杆的转向，姆指的反向就为蜗轮的转向。 21平键的工作面是哪个面平键的联接多以键的侧面为工作面 22联轴器和离合器有何不同联轴器连接时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离；离合器连接的两轴可在机器运转过程中随时进行接合或分离。 23什么是带传动的紧边和松边带传动的受力分析：绕上主动轮的一边，拉力增加，称为紧边；绕上从动轮的一边，拉力减少，称为松边。 24什么叫打滑和弹性滑动各是什么因素引起的是否可避免当带所传递的有效圆周力大于极限值时带与带轮之间发生显著的相对运动这种现象称为打滑；由于传动带是弹性体受拉后将产生弹性变形，使带的转速低于主动轮的转速的现象称为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的，打滑是由于过载引起的应当避免的。25轮齿的失效形式有哪几种形式轮齿折断和齿面损伤。后者又分为齿面点蚀、胶合、磨陨和塑性变形。开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。 26轴的分类：（1）.既受弯矩同时又受扭矩的轴称为转轴（2）.只受弯矩的称为心轴（3）.只受转矩或

机械设计基础重点总结

机械设计基础重点总结 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

《机械设计基础》课程重点总结 绪论 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。 原动机：将其他形式能量转换为机械能的机器。 工作机：利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器。 机器主要由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分四个基本部分组成，它的主体部分是由机构组成。 机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。 机构与机器的区别：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统外，还含电器、液压等其他装置；机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。 零件是制造的单元，构件是运动的单元，一部机器可包含一个或若干个机构，同一个机构可以组成不同的机器。 机械零件可以分为通用零件和专用零件。 机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构；构件相对参考系的独立运 动称为自由度；所以一个作平面运动的自由机构具有三个自由度。

2.运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。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；P8 4.机构自由度计算公式：F=3n-2P l-P H 机构的自由度也是机构相对机架具有的独立运动 的数目。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；机构具有确定的运动的条件是：机构自由度F > 0,且F 等于原动件数 5.计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动 副相连接（图1-13）（2）局部自由度：一种与输出构件运动无关的的自由度，如凸轮滚子（3）虚约束：重复而对机构不起限制作用的约束 P13（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：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。 7.发生相对运动的任意两构件间都有一个瞬心。瞬心数计算公式：N=K(K-1)/2 三心定 理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。 第二章平面连杆机构 1.平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面 低副机构；最简单的平面连杆机构由四个构件组成，称为平面四杆机构。按所含移

机械设计基础考试总结

第一章 1机械的组成部分 (1) 动力部分：是机械的动力来源，其作用是把其他形式的能转变为机械能以驱动机械运动并作功。如电动机、内燃机。 (2) 执行部分：是直接完成机械预定功能的部分，如机床的主轴和刀架、起重机的吊钩等。 (3) 传动部分：是将动力部分的运动和动力传递给执行部分的中间环节，它可以改变运动速度、转换运动形式，以满足工作部分的各种要求，如减速器将高速转动变为低速转动，螺旋机构将旋转运动转换成直线运动。 (4) 控制部分:是用来控制机械的其他部分，使操作者能随时实现或停止各项功能，如机器的开停、运动速度和方向的改变等，这一部分通常包括机械和电子控制系统 2.机器的三个共同特征 ①机器是人为的多种实体的组合； ②各部分之间具有确定的相对运动； ③能完成有效的机械功或变换机械能。 机器是由一个或几个机构组成的。 3.机构的两个特征 ①是人为的多种实体的组合； ②各部分之间具有确定的相对运动； 4.零件 零件，是指机器中不可拆的每一个最基本的制造单元体。 分为两类○1通用零件○2专用零件 5.构件 在机器中，由一个或几个零件所构成的刚性单元体，称为构件。 6.构件与零件的区别 1构件是运动的单元，而零件是制造的单元。 2构件可能是由多个零件刚性连接而成，也可能是一个单独零件。 7.部件 部件是指机器中由若干零件所组成的装配单元体，部件中的各零件之间不一定具有刚性连接 8.部件与构件的区别 部件中的各零件不一定具有刚性连接。部件中可以有相对运动。而构件中的各零件无相对运动。 第二章 1自由度计算1（考虑局部约束，虚约束，复合铰链）公式2计算过程3修改4 验证 2机构运动确定性的条件F=W 机构的自由度等于机构原动件数 F=3n-2P L-P H机构的活动构件数n，P L个低副P H个高副 3保证机构具有确定运动的条件是 ○1.必有一机架,作量测机构运动的参考体(坐标)； ○2.机构的自由度必须大于零F >0 ； ○3.原动件数目与机构自由度数须相等W=F >0。 例题1 牛头刨床自由度计算

江苏自考机械设计基础复习重点

第一部分机械原理 第一章平面机构组成原理及其自由度分析 １机构是一种具有确定运动的认为实物组合体。机构的组成要素是构件和运动副。 ２零件与构件的区别：零件是加工单元体，而构件是运动单元体。 ３面接触的运动副称为低副，点或线接触的运动副称为高副。 根据组成平面低副的相对运动性质又可将其分为转动副和移动副。 ４每个转动副或移动副都引入二个约束；每个高副都引入一个约束。 ５机构运动简图：用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，(读懂) 并按一定的比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出机构的简明图形称为机构运动简图。 ６机构运动简图绘制步骤中注意：选择适当的长度比例尺μ（μ＝实际尺寸（ｍ）/图示长度（mm））,该比例尺与制图中的比例正好相反。 7 平面机构自由度计算公式（重点）：（见P14例1.1.13）F=3n-2PL-PH F－平面机构的自由度；n－活动构件数（不包括机架）；PL－低副数；PH－高副数。 8 机构具有确定运动的条件：机构原动件数＝机构的自由度F。 9 复合铰链：k 个构件在同一处组成复合转动副，则其转动副数为（k-1）个。 10 局部自由度：点或线接触的运动副，如凸轮副、齿轮副等。 11 虚约束；重复的约束，只需记住简单的几种形式。 12 高副低代：以低副来代替高副。通常用一构件两低副来代替一个高副或简称为一杆两低副。 这部分参考书上练习题P20题1.1.3。（b）（c） 第二章平面连杆机构 １平面四杆机构中最基本的型式――铰链四杆机构，即所有运动副都为转动副。 ２铰链四杆机构根据两连架杆是曲柄还是摇杆分为三种基本形式：曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。 ３铰链四杆机构中相邻两构件作整圈转动的条件：①此两构件中必有一２构件是最短构件； ②该最短构件与最长构件的长度之和应小于或等于其余两构件长度之和，即lmin+lmax≤l余1+l 余2 ４铰链四杆机构的类型及其判别条件：（重点） 当lmin+lmax≤l余1+l余2时： 机架为最短杆时，属双曲柄机构； 机架为最短杆的邻杆时，属曲柄摇杆机构； 机架为最短杆的对面杆时，属双摇杆机构； 当lmin+lmax＞l余1+l余2时：只属于双摇杆机构。 ５平面四杆机构的急回特性：在四杆机构中摇杆回程的平均速度大于工作行程的平均速度的这种性质称为急回特性。急回特性的大小用行程速比系数K表示： K=(180+θ)/(180-θ)或θ＝180度（K-1）/(K+1)。 θ－极位夹角，指摇杆处于两个极限位置时，对应的曲柄所在的两个位置之间所夹的锐角。极位夹角θ越大，K值也越大。 ６具有急回特性的机构类型：曲柄摇杆机构、偏置的曲柄滑块机构（重点:画极限位置）、摆动导杆机构等。 而对心曲柄滑块机构不具有急回特性。

机械设计基础课程设计的心得体会

机械设计基础课程设计的心得体会 经过一个月的努力，我终于将机械设计课程设计做完了.在这次作业过程中，我遇到了许多困难，一遍又一遍的计算，一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足.刚开始在机构设计时，由于对matlab软件的基本操作和编程掌握得还可以，不到半天就将所有需要使用的程序调试好了.可是我从不同的机架位置得出了不同的结果，令我非常苦恼.后来在老师的指导下，我找到了问题所在之处，将之解决了.同时我还对四连杆机构的运动分析有了更进一步的了解. 在传动系统的设计时，面对功率大，传动比也大的情况，我一时不知道到底该采用何种减速装置.最初我选用带传动和蜗杆齿轮减速器，经过计算，发现蜗轮尺寸过大，所以只能从头再来.这次我吸取了盲目计算的教训，在动笔之前，先征求了钱老师的意见，然后决定采用带传动和二级圆柱齿轮减速器，也就是我的最终设计方案.至于画装配图和零件图，由于前期计算比较充分，整个过程用时不到一周，在此期间，我还得到了许多同学和老师的帮助. 在此我要向他们表示最诚挚的谢意.整个作业过程中，我遇到的最大，最痛苦的事是最后的文档.一来自己没有电脑，用起来很不方便;最可恶的是在此期间，一种电脑病毒”word杀手”四处泛滥，将我辛辛苦苦打了几天的文档全部毁了.那么多的公式，那么多文字就这样在片刻消失了，当时我真是痛苦得要命. 尽管这次作业的时间是漫长的，过程是曲折的，但我的收获还是很大的.不仅仅掌握了四连杆执行机构和带传动以及齿轮，蜗杆传动机构的设计步骤与方法;也不仅仅对制图有了更进一步的掌握;matlab和auto cad，word这些仅仅是工具软件，熟练掌握也是必需的.对我来说，收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中，我发现像我们这些学生最最缺少的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节.

《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。 作用力与反作用力互相依存、同时出现、同时消失，分别作用在相互作用的两物体上。 作用力与反作用力与二力平衡公理中的两个力有着本质的区别。 公理5 刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，则平衡状态将保持不变。 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。 约束：能限制某些物体运动的其它物体。 约束反力(反力)：约束对非自由体的作用。 反力的作用点是约束与非自由体的接触点 反力的方向总是与该约束所能限制的运动方向相反 反力的大小总是未知的。在静力学中可以利用相关平衡条件求出约束反力。 6、约束的基本类型 柔性约束 光滑面约束 光滑铰链约束 固定端约束 7、光滑铰链约束特点：两非自由体相互联接后，接触处的摩擦忽略不计，只能限制两非自由体的相对移动，而不能限制两非自由体的相对转动的约束，包括中间铰链约束、固定铰链约束和活动铰支座三种类型。

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 ZPbSb16Cu2 45：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

《机械设计基础》本科实验报告汇总

实验一:平面机构认知实验 一、实验目的与要求 目的:通过观察机械原理陈列柜,认知各种常见运动副的组成及结构特点,认知各类常见机构分类、组成、运动特性及应用。加深对本课程学习内容及研究对象的了解。 要求:1、认真观察陈列柜,仔细揣摩分析 2、结合有关的实验展柜与教材的相关章节内容回答下列简答题,完成实验报告。二、实验原理 分批地组织学生观瞧、听讲陈列柜的展出与演示。初步了解《机械设计基础》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、组成、运动特性及应用。 三、主要仪器设备及材料 JY-10B型机械原理陈列柜,共10柜,有近80个常用机构。 四、试验方法与步骤 第1柜机构的组成 1 机构的组成:蒸汽机、内燃机 2 运动副模型:平面运动副、空间运动副。 第2柜平面连杆机构 1 铰链四杆机构三种形式:①曲柄摇杆机构;②双曲柄机构;③双摇杆机构 2 平面四杆机构的演化形式 ①对心曲柄滑块机构②偏置取冰滑块机构③正弦机构④偏心轮机构⑤双重偏心机构⑥直动滑杆机构⑦摇块机构⑧转动导杆机构⑨摆动导杆机构⑩双滑块机构 第3柜连杆机构的应用 1 鄂式破碎机、飞剪; 2 惯性筛; 3 摄影机平台、机车车轮联动机构; 4 鹤式起重机; 5 牛头刨床的主体机构; 6 插床模型。 第4柜空间连杆机构 RSSR 空间机构、4R 万向节、RRSRR机构、RCCR联轴节、RCRC揉面机构、SARRUT机构 第5柜凸轮机构 盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮、槽状凸轮、等宽凸轮、等径凸轮与主回凸轮等多种形式;移动与摆动从动件;尖顶、棍子与平底从动件等;空间凸轮机构 第6 柜齿轮机构类型 1 平行轴齿轮机构;2相交轴齿轮机构;3交错轴齿轮机构

机械设计基础总复习及答案

《机械设计基础》综合复习资料 一、简答题 1.给出铰链四杆机构成为曲柄摇杆机构的条件。 2.有一回转构件已经动平衡了，是否还要进行静平衡实验，为什么？ 3.给出下列滚动轴承的径、类型及精度等级。 62208 7312AC/P6 51103/P6 4.尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓之间有何关系。 5.给出曲柄摇杆机构转化为曲柄滑块机构的条件。 6.在机器中安装飞轮如何调速？为什么通常将飞轮安装在机器的高速轴上？ 7.给出滚动轴承基本代号的含义。 8.请给出三种能将主动件的连续转动变成从动件间歇运动的机构。 9.当不考虑重力和惯性力时，曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构以哪个构件为主动件时机构会出现死点，为什么？ 10．闭式软齿面的齿轮传动齿轮主要失效形式是什么，其设计准则又是什么? 11．试说明链传动的瞬时传动比为什么不恒定？ 12.设计蜗轮蜗杆减速器时，为什么要进行散热计算？ 13. 试说明曲柄摇杆机构与双曲柄机构、曲柄滑块机构之间的演化关系。14．已知一个受预紧力F0和工作载荷F E的紧螺栓联接，单个螺栓与被联接件的受力变形图如题一—3图所示，根据图形标示，计算出螺栓的预紧力F0、总拉力Fa、工作载荷F E和残余预紧力F R?

题一—3图 15．给出链传动的失效形式，并解释题一—4图曲线中，三条曲线的意义？ 题一—4图 16．带传动工作时，带应力变化情况如何？ 在什么位置？由哪些应力组 max 成？ 二、分析题 1.如题二—1图所示为蜗轮传动与圆锥齿轮传动组合。已知输出轴上的锥齿轮4的转向n4，为了使中间轴上的轴向力相互抵消一部分，试确定： （1）蜗杆传动的螺旋线方向； （2）蜗轮的转动方向； （3）轮1和轮4所受的各分力的方向。