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考试科目：833机械设计（一） 适用专业：机械制造及其自动化、机械设计及理论 一、复习要求 要求考生熟悉通用机械零件的基本知识，掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有综合运用所学知识设计通用零件和简单机械的能力。 二、主要复习内容 1.绪论 （1）了解课程的内容、性质与任务。 （2）掌握有关的机械设计基本概念。 2.机械零件的强度 （1）掌握疲劳曲线及极限应力曲线的意义及用途；能根据材料的几个基本力学性能（σB、σs、σ-1、σ0）及零件的几何特性，绘制零件的极限应力线图。 （2）掌握单向稳定变应力的机械零件疲劳强度计算方法：① r=常数；②σm=常数；③σmin=常数。了解应力等效转化的概念。 （3）熟悉疲劳损伤累积假说（Miner法则）的意义及其应用方法。 （4）掌握教材中有关线图及数表的查询方法。 3.螺纹连接和螺旋传动 （1）掌握螺纹及螺纹连接件的类型、特性、标准、结构、应用场合及有关的防松方法。 （2）能正确进行螺栓组的受力分析并进行螺栓尺寸的计算及类型、规格的选用。 （3）在受拉伸载荷或受倾覆力矩的紧螺栓连接中，能用螺栓连接的受力变形线图分析说明降低螺栓刚度、增大被连接件刚度及增大预紧力可以提高螺栓抗疲劳能力。 （4）掌握滑动螺旋传动的设计计算方法。 4.键、花键、无键连接和销连接 （1）了解键连接的类型及应用特点；掌握键的主要类型及尺寸的选择方法。 （2）了解花键连接的类型、特点及应用。 5.带传动 （1）了解带传动的类型、特点及应用场合。 （2）掌握带传动的工作原理、受力分析、弹性滑动及打滑等基本理论。 （3）了解带传动的失效形式及设计准则。 （4）熟悉带的应力计算及其变化规律。 （5）掌握带传动的参数选择。 （6）熟悉带传动的张紧方法及措施。 6.链传动 （1）了解链传动的工作原理、特点及应用；掌握链传动的“多边形效应”，即链传动的运动不均匀性及动载荷是如何产生的，可采取什么措施（如改变链轮齿数、转速、链条节距等）以改善链传动的运动不均匀性及动载荷。 （2）掌握分析滚子链传动发生跳齿、脱链的主要原因的方法。 （3）掌握链传动的安装布置和张紧。 （4）了解滚子链传动的设计计算方法。 7.齿轮传动 （1）了解齿轮传动的特点及应用；掌握不同条件下齿轮传动的失效形式、设计准则、强度计算方法。
机械设计基础部分例题答案
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。 题1—5 图 题解1—5图 解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链；移动副M与F导路互相平行，其之一为虚约束；图示有6个杆和10个转动副（I、J、G、L及复合铰链K和H）形成虚约束。 解答： 1．机构的自由度： 2．选AB杆为原动件。 题2-1在图示铰链四杆机构中，已知l BC=100mm，l CD=70mm，l AD=60mm，AD为机架。试问： （1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄， 求l AB的最大值；
（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。 解题分析： 根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。在铰链四杆机构中，若满足杆长条件，以最短杆或最短杆相邻的杆为机架，机构则有曲柄，否则无曲柄；若不满足杆长条件，无论取哪个构件为机架，机构均为无曲柄，即为双摇杆机构。 解答： 1．因为AD 为机架，AB 为曲柄，故AB 为最短杆，有AD CD BC AB l l l l +≤+， 则 m m 30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l 故 mm 30max =AB l 2．因为AD 为机架，AB 及CD 均为曲柄，故AD 杆必为最短杆，有下列两种情况： 若BC 为最长杆，则 m m 100=
机械设计常用资料大全》(Mechanical design common documents daqo)1.0 这么多的机械设计用资料，对你进行机械设计或者学习，有非常大的帮助，省去了你查找资料的时间。本资源对机械设计的资料进行了分类，极大地方便了你下载需要参考的资料，同时也会对你学习机械专业知识，有一个整体性的了解，可以帮助你应该加强哪部分内容的学习！ 供在校大学生或机械类工程技术人员使用。 一、手册类 机械设计课程设计手册(第三版) 机械设计手册(第五版)第1卷 机械设计手册(第五版)第2卷 机械设计手册(第五版)第3卷 机械设计手册(第五版)第4卷 机械设计手册(第五版)第5卷 机械设计手册.(新版).第1卷 机械设计手册.(新版).第2卷 机械设计手册.(新版).第3卷 机械设计手册.(新版).第4卷 机械设计手册.(新版).第5卷 机械设计手册.(新版).第6卷 [精密加工技术实用手册].精密加工技术实用手册 包装机械选用手册上-印刷实务 包装机械选用手册下-印刷实务 机电一体化专业必备知识与技能手册 机械工程师手册.第二版 机械加工工艺师手册 机械设计、制造常用数据及标准规范实用手册 机械制图手册(清晰版) 机械制造工艺设计简明手册 联轴器、离合器与制动器设计选用手册 实用机床设计手册 运输机械设计选用手册.上册 运输机械设计选用手册.下册 中国机械设计大典数据库 最新金属材料牌号、性能、用途及中外牌号对照速用速查实用手册 最新实用五金手册(修订本) 最新轴承手册 二、机构类 高等机构设计 机构参考手册 机构创新设计方法学 机构设计丛书.凸轮机构设计 机构设计实用构思图册-verygood
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1. 选择电动机的类型 2. 选择电动机的功率 3. 选择电动机的转速 4. 选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速 2. 各轴功率 3. 各轴转矩 4. 运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1. 带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1. 高速级齿轮传动设计 2. 低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1. 选择联轴器类型 2. 选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1. 装配图的设计准备 2. 减速器的结构尺寸 3. 减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2. 高速轴的设计 3. 低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计
2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1. 箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3. 画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计 第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章传动装置总体设计 、电动机选择 1. 选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。所以选择Y系列三相异步电动机。 2. 选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率P d。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：P w, n w――工作机(卷筒)的效率，查吴宗泽P5表1-7。 1000 n 工作机所需电动机输出功率为：F d P w—, n i ——带传动效率；n 2——滚动轴承效率; n n n n n n 3 ――齿轮传动效率；n 4――联轴器效率，查吴宗泽P5表1-7。 电动机的额定功率：P ed=(启动载荷/名义载荷)X P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率。 3. 选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y系列三相异步电动机常用的冋步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min，—般多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 n d=(i1i2…i n)n w, n d为电动机可选转速范围，h, i2,…，i n为各级传动机构的合理传动比范围，n w为工作机转速。 工作机转速：n w 60 1000 v d D 查吴宗泽P188表13-2知：i v带传动=2~4 , i单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为n d=(2~4) X (3~5) X (3~5) X n 电动机转速推荐选择1500r/mi n 4. 选择电动机的型号
《机械系统设计》 搬运机械手控制系统设计 姓名： 学号： 学科专业：机械设计制造及其自动化
摘要 由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；能显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 关键词：可编程控制器PLC; 机械手; 伺服马达
前言 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。用机械手可以代替人从事单调﹑重复或繁重的体力劳动﹐实现生產的机械化和自动化﹐代替人在有害环境下的手工操作﹐改善劳动条件﹐保证人身安全。20世纪40年代后期﹐美国在原子能实验中﹐首先采用机械手搬运放射性材料﹐人在安全室操纵机械手进行各种操作和实验。50年代以后﹐机械手逐步推广到工业生產部门﹐用于在高温﹑污染严重的地方取放工件和装卸材料﹐也作为机床的辅助装置在自动机床﹑自动生产线和加工中心中应用﹐完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。机械手主要由手部机构和运动机构组成。手部机构随使用场合和操作对象而不同﹐常见的有夹持﹑托持和吸附等类型。运动机构一般由液压﹑气动﹑电气装置驱动。机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化保护人身安全，因而广泛应用机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 1.系统流程图 机械手整个搬运过程要求都能自动控制。下图是机械手控制系统的逻辑流程图。系统启动之前，机械手处于原始位置，条件是机械手在高位﹑左位。
机械设计复习题-(1)
螺纹连接 1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm ，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（1d ＝13.835mm ）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力[]180MPa σ=，螺栓的相对刚度/()0.5b b m c c c +=，按紧密性要求，剩余预紧力1F =1.83F ，F 为螺栓的轴向工作载荷。试 计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强 max p 及每个螺栓连接所需的预紧力0F 。 1.计算每个螺栓允许的最大总拉力： 2 12[].........................24 1.3 20815.............................1d F N σπ=?=分 分 1、 计算容器内液体最大压强 212 max max 2.8 (120815) 7434.....................12.8 /4 (112) 1.8 2..............................1a F F F F F N D F p p MP π=+== ===分 分分 分 02...........................................2(208150.57434)17098......................1b b m C F F F C C N =- +=-?=分 分 2. 如图所示的矩形钢板，用4个M20的铰制孔用 螺栓（受剪处直径d 0=21mm ）固定在槽钢上，各尺寸关系如图所示（单位：mm ），钢板悬臂端受外载荷F Q =16kN ，试求：
机械设计基础总结 1、 2普通螺纹(三角形螺纹:分为粗牙和细牙 特点:自锁性能好,螺纹牙抗剪强度高。 应用:连接多用粗牙,细牙用于薄壁零件,也用于变载震动及冲击载荷的连接 矩形螺纹: 特点:传动效率高,但制造困难,对中精度低,牙根强度较低。 应用:用于力的传递 梯形螺纹: 特点:α=30°与矩形螺纹相比传动效率较低,但工艺性能好牙根强度较高,对中性好 应用:用于传动螺旋。丝杠刀架等。, 锯齿形螺纹 特点:工作面的牙型角为3°非工作面的为30°综合了矩形螺纹和梯形螺纹的牙根强度特点 应用:用于单向受力的传力螺旋。轧钢机的压力螺旋,螺旋压力机,起重机。 3、螺栓连接 4普通螺栓连接特点及其应用:被连接件不需切制螺纹,结构简单装拆方便,适用广泛用于被连接件不太厚和便于加工通孔的场合。
5双头螺柱连接特点及应用:螺柱的一端旋紧在被连接件之一的螺纹孔中另一端则穿过被连接件的孔中通常用于被连接件之一太厚不宜制作通孔的场合 6螺钉连接特点及其应用:不用螺母,它适用于被连接件之一太厚且不经常拆卸的场合 7紧定螺钉连接特点应用:螺钉的末端顶住零件表面或顶入该零件的凹坑中将零件固定,它可以传递不大的载荷 8预紧的概念及其目的:螺纹连接在装备时都必须拧紧,是连接在承受工作载荷之前,预先收到力的作用 9放松的概念:螺纹连接在静载荷和工作温度变化不大时,螺纹连接不会自动 放松方法:分摩擦放松和机械放松 摩擦放松:轴向压紧和径向压紧 机械放松开口销放松止动垫片放松圆螺母金属丝放松。 其他还有焊接铆住冲点粘合等 10、键 键可分为:平键,半圆键、钩头楔键 键的长度由轮毂长度确定键长应比轮毂长短5~10mm。 相隔180°装两个平键只能按1.5个键做强度计算。 花键的分类:矩形花键、渐开线花键 11、摩擦带传动的主要特点
机械设计的发展历史 摘要：设计必须科学化，这意味着要科学的阐述客观设计过程及其本质，分析与设计有关的领域及其单位，在这些基础上，科学的安排设计过程，使用科学的方法和手段进行设计。同时也要求设计人员不仅有丰富的专业知识，而且要掌握先进的设计理论，设计方法及设计手段，科学的进行设计工作，这样才能及时得到符合要求的产品。 关键词：机械设计、古代机械设计、近代机械设计、现代机械设计 主要内容： 1 机械设计发展的三个阶段 机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面就按时间来划分，把机械设计发展史划分为三个阶段来论述。 1.1 第一阶段：机械设计起源和古代机械设计 我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，剡木为楫，剡楫之力以济不通”，“断木为杵，掘地为舀”。可见，在4000多年前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在《周易》第47卦“困”的卦辞中有“困于金车”，金车指用铜装饰起来的豪华马车。清代学者章诚说“六经皆史”，在我国古代文献中随处可以见机械产品与人民生活密切的联系，在我国春秋战国时代的著作《道德经》中有“三十辐共一毂，像日月也”的说法，而在秦陵发掘出来的二号铜车马，车融会贯通就有30个车辐。虽然据统计，当时的车每个车轮用30个轮辐，但是对轮辐的数目已经有了一定的规则。此外，我国古代在武器，纺织机械船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领先地位，在世界机械工程史上占有十分重要的的地位。 在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时候我国与许多国家开展了经济，文化和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其他的一些国家有很大影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。世界其它的国家也有不少机械的成果。但这些设计多是凭设计者的经验完成的缺乏必要的，有一定精度的理论的计算。 1.2 近代机械设计 17世纪欧洲的航海，纺织，钟表等工业的兴起，提出了许多技术部题，1644年英国组成了“哲学学院”，德国成立了实验研究会和柏林学会，1666年，法国，意大利也成立了研究机构。在这些机构中工作的意大利人伽里略（1564~1642）发表了自由落体定律，惯性定律，抛物体运动，还进行过梁的弯曲实验；英国人牛顿提出了到家动的三大定律，1688年，他提出
机械设计实验部分 Experiment of Mechanical Design 课程代码：901120205 学时数：4 学分数： 执笔人：张祖立审核人：王君玲 讨论参加人：张祖立，王君玲，张本华 一、本实验课的目的、意义 按照“素质教育”要求，以培养面向21世纪具有一定创新能力的人才为目标。机械设计实验主要为综合性实验，属于机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、农业工程及相近专业必修实践性环节，是机械设计课程的重要组成部分。机械设计实验教学应该以实验方法、设计思路，实验手段的合理运用等内容为主，充分发挥学生的主观能动性，因材施教。 二、本实验课主要目标 在实验过程中培养学生的实验技能和科学研究能力，引导学生利用机械设计中的理论知识，分析和解决机械工程中的实际问题，培养工程观点，进一步熟悉和掌握机械中典型零部件的结构和组成，了解其工作原理和特性，掌握和巩固基本理论知识。 通过实验，锻炼学生实际操作能力，正确使用电源、实验操作台。实验后能分析、归纳实验结果，编写出完整的实验报告，为学习后续课程和以后从事本专业工程技术和科学研究工作打下基础。进而全面提高学生的创新能力和综合素质。 三、主要实验内容 在实验前，首先讲解所做实验的目的、内容、注意事项，然后边做边指导。 实验一带传动弹性滑动实验（2学时） 观察带传动的弹性滑动及打滑现象，了解测定带传动效率的工作原理，计算并绘制滑动率曲和及效率曲线，分析带传动弹性滑动的性质及其对带传动性能的影响。 实验二液体动压滑动轴承实验（2学时） 观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象，测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力曲线，求轴承的承载能力，观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况，观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况，了解径向滑动轴承的摩擦系数的测定方法和摩擦特性曲线的绘制方法。 四、实验成绩考核办法 根据学生预习情况、实验操作情况、实验报告的质量综合评定，满分为100分，乘以系数10%后计入期末总成绩。 五、实验教材、参考资料 实验教材：《机械设计实验》，张祖立、佟玲，沈阳农业大学出版.2008
一、绪论 1.设计活动的特征有哪些？ 时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别？ 传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。 主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计 基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学 1.设计过程包括哪几个阶段？ 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些？ 智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？ 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么？ 相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则 内容： 第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量； 第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 π，π，，，，，，π 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。 用途： 第一定理：介绍相似现象的属性； 第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π； 第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什么？ 导出方法：方程分析法、量纲分析法 基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必须是相同的 3.相似准则有哪些特点和性质？ 如果两个现象相似，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同，具有相同的无量纲形式解。 出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合数对应相等。 4.白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其 功率系列（将计算值按0.5圆整） 解： 四、有限单元法 1.试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。 核心思想：将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元，列出方程组求解 基本思路： “分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”：根据一定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条件进行求解。 三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析 2.单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？
机械设计习题 第一章机械设计概述 思考题 1.1一部完整的机器由哪几部分组成？ 1.2设计机器时应满足哪些基本要求？ 1.3设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 1.4机械零件的计算准则与失效形式有什么关系？常用的计算准则有哪些？它们各针对什么失效形式？ 1.5什么叫机械零件的可靠度？它与零件的可靠性有什么关系？机械零件的可靠度与失效率有什么关系？ 1.6机械零件的设计计算有哪两种方法？它们各包括哪些内容？各在什么条件下采用？ 1.7机械零件设计的一般步骤有哪些？其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作 用？为什么？ 1.8选择零件材料时要了解材料的哪些主要性能？合理选择零件材料的原则是什么？ 1.9机械设计时为什么要考虑零件的结构工艺性问题？主要应从哪些方面来考虑零件 的结构工艺性？ 1.10什么是标准化、系列化和通用化？标准化的重要意义是什么？ 1.11机械设计方法通常分哪两大类？简述两者的区别和联系。 1.12什么是传统设计方法？传统设计方法又分哪3种？各在什么条件下被采用？ 1.13什么是现代设计方法？简述现代设计方法的特点。 第四章带传动 思考题 4.1按工作原理的不同，带传动的主要类型有哪些？各自适用于什么场合？ 4.2V带传动为什么比平带传动的承载能力大？ 4.3影响带传动承载能力的因素有哪些？如何提高带传动的承载能力？ 4.4什么是弹性滑动？什么是打滑？它们对带传动有何影响？是否可以避免？ 4.5一般情况下，带传动的打滑首先发生在大带轮上还是小带轮上？为什么？ 4.6简述V带传动的极限有效拉力F elim与摩擦系数f，小带轮包角a 1及初拉力F o之
间的关系。 4.7分析带传动工作时带截面上产生的应力及其分布，并指出最大应力发生处。 4.8简述带传动的主要失效形式和设计准则。 4.9机械传动系统中，为什么一般将带传动布置在高速级？ 4.10如何确定小带轮的直径？ 4.11为什么V带剖面的楔角为40 °，而带轮的槽角则为32 °、34 °、36 ° 或38 °? I 4.12试说明公式P0 (P0 P0)K K L中各符号的含义。 4.13试分别说明K a与小带轮包角a 1、K L与带长Ld间的关系。 4.14带传动张紧的目的是什么？张紧轮应如何安放？ 4.15多根V带传动时，若发现一根已损坏，应如何处置? 习题 4.1已知一普通V带传动传递的功率P = 8 kW，带速v = 15 m / s,紧边与松边拉力 之比为3 : 1 ,求该带传动的有效拉力Fe和紧边拉力F1。 4.2有一电动机驱动的普通V带传动，单班制工作，主动轮转速n1 =1460 r /min , 中心距a =370mm , d d1 = 140mm , d d2 = 400mm ，中等冲击，轻微振动，用3根B型普通V带传动，初拉力按规定给定，试求该装置所能传递的最大功率。 4.3设计一普通V带传动。已知所需传递的功率P = 5 kW，电动机驱动，转速n1 =1440r /min ，从动轮转速n2 = 340r /min，载荷平稳，两班制工作。 4.4设计某机床上的普通V带传动。已知所需传递的功率P = 11 kW，电动机驱动， 转速n1 =1460r / min ，传动比i =2.5，载荷平稳，单班制工作，中心距 a =1000 mm , 从动轮轴孔直径d a = 70mm 。要求给出从动轮工作图。 第五章链传动 思考题 5.1在传动原理、应用特点、运动特性、初拉力、张紧以及松边位置等方面将链传动 与带 传动相比较。 5.2滚子链的标记“ 10A —2 —100 GB 1243 —1997 ”的含义是什么？ 5.3为什么链节数常选偶数，而链轮齿数选奇数？ 5.4为什么链传动通常将主动边放在上边，而与带传动相反？ 5.5链传动的失效形式有哪些？设计准则是什么？ 5.6滚子链的额定功率曲线是在什么条件下得到的？实际使用时如何修正？
机械设计-连接部分测试题 一、填空： 1、按照联接类型不同，常用的不可拆卸联接类型分为焊接、铆接、粘接和过盈量大的配合。 2、按照螺纹牙型不同，常见的螺纹分为三角螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。 其中三角螺纹主要用于联接，梯形螺纹主要用于传动。 3、根据螺纹联接防松原理的不同，它可分为摩擦防松和机械防松。螺纹联接的防松， 其根本问题在于防止螺纹副转动。 4、对于螺纹联接，当两被联接件中其一较厚不能使用螺栓时，则应用双头螺柱联接或 螺钉联接，其中经常拆卸时选用双头螺柱联接。 5、普通螺栓联接中螺栓所受的力为轴向（拉）力，而铰制孔螺栓联接中螺栓所受的 力为轴向和剪切力。 6、在振动、冲击或变载荷作用下的螺栓联接，应采用防松装置，以保证联接的可靠。 7、在螺纹中，单线螺纹主要用于联接，其原因是自锁，多线螺纹用于传动，其原因是 效率高。 8、在螺纹联接中，被联接上应加工出凸台或沉头座，这主要是为了避免螺纹产生附加弯曲 应力。 楔键的工作面是上下面，而半圆键的工作面是（两）侧面。平键的工作面是（两）侧面。 9、花键联接由内花键和外花键组成。 10、根据采用的标准制度不同，螺纹分为米制和英制，我国除管螺纹外，一般都采用米制螺纹。圆柱普通螺纹的公称直径是指大径，强度计算多用螺纹的（）径。圆柱普通螺纹的牙型角为 60 度，管螺纹的牙型角为（）度。 二、判断： 1、销联接属可拆卸联接的一种。（√） 2、键联接用在轴和轴上支承零件相联接的场合。（√） 3、半圆键是平键中的一种。（×） 4、焊接是一种不可以拆卸的联接。（√） 5、铆接是一种可以拆卸的联接。（×） 一般联接多用细牙螺纹。（×） 6、圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的最大直径。（√） 7、管螺纹是用于管件联接的一种螺纹。（√） 8、三角形螺纹主要用于传动。（×） 9、梯形螺纹主要用于联接。（×） 10、金属切削机床上丝杠的螺纹通常都是采用三角螺纹。（×） 11、双头螺柱联接适用于被联接件厚度不大的联接。（×） 12、平键联接可承受单方向轴向力。（×） 13、普通平键联接能够使轴上零件周向固定和轴向固定。（×） 14、键联接主要用来联接轴和轴上的传动零件，实现周向固定并传递转矩。（√） 15、紧键联接中键的两侧面是工作面。（×） 16、紧键联接定心较差。（√） 17、单圆头普通平键多用于轴的端部。（√） 18、半圆键联接，由于轴上的键槽较深，故对轴的强度削弱较大。（√） 19、键联接和花键联接是最常用的轴向固定方法。（×） 20、周向固定的目的是防止轴与轴上零件产生相对转动。（√）
机械设计的发展史 20100313 哈工程 摘要：如果说书籍是人类精神文明进步的阶梯，那么机械无疑是人类物质文化前进的动力。而机械设计则是机械发展过程中必不可少的一个环节。设计必须科学化，这意味着要科学的阐述客观设计过程及其本质，分析与设计有关的领域及其单位，在这些基础上，科学的安排设计过程，使用科学的方法和手段进行设计，这样才能及时得到符合要求的产品。 关键字：机械设计、古代机械设计、近代机械设计、现代机械设计、展望 “设计"的最初含义是将符号，记号的意思。随着生产的发展和科技的进步，设计的内涵不断向深度和广度发展，设计的含义愈来愈深刻和愈来愈先进。机械设计是人类改造自然的基本的活动之一，是复杂的思维过程，过程中蕴含着创新和发明的机会。 机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面论述一下机械设计发展史的三个阶段及中国机械发展。 一、机械设计发展史的三个阶段 第一阶段机械设计起源和古代机械设计 我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，服牛乘马，引以致远”。可见，在4000多年前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在我国古代文献中随处可以看见机械产品和人民生活密切联系。此外，我国古代在武器，纺织机械船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领先地位，在世界机械工程史上占有十分重要的地位。 在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时候我国与许多国家开展了经济，文化和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其他的一些国家有很大影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。在国外，这一时期以16世纪达芬奇的创造活动为顶点，由于作为机械设计的基础知识—力学尚未成熟，因此这一阶段设计最高水平就是达芬奇所构想的齿轮，螺旋，而中国的记里鼓车和秦代出现的齿轮传动则比达芬奇更早的达到这个水平。世界其他的国家也有不少的机械成果，但这些设计多是凭设计者的经验完成的，缺乏必要的，要有一定精度的理论的计算。
机械设计-公差部分 一、形位公差的基础知识 1、形位公差符号 2、形位公差代号 3、一般规定 4、形位公差带的定义 5、公差原则 二、具体零部件实例讲解
一、形位公差的基础知识 所谓形位公差是指形状公差和位置公差两种1、形位公差符号 （同心）
2、形位公差代号 形位公差代号包括： ①形位公差有关项目的符号（例：直线度—，平行度等） ②形位公差框格和指引线（分为两格或多格） ③最大实体状态 ④ 3、一般规定 ①要素、构成零件几何特的点、线、面 （1）理想要素：具有几何学意义的要素（如下图） （2）实际要素：零件上实际存在的要素 （3）被测要素：给出了形状或位置公差的要素 （4）基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素（5）单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要素
（6）关联要素：对其它要素有功能关系的要素 ②公差与公差带 （1）形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量（2）位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量 I）定向公差：关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量II）定位公差：关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量III）跳动公差：关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量 ③形状和位置的公差带： 限制实际要素变动的区域 1）公差带的主要形式有下列十种： a)两平行直线 b)两等距曲线 c)两同心圆 d)一个圆 e)一个球 f)一个圆柱 g)一个四棱柱 h)两同轴圆柱 i)两平行平面 j)两等距曲面
4、形位公差带的定义 在给定方向上公差带是距离为公差值t的两平被测圆柱面的任一素线必须位于距离为公差值0.1的两平 如在公差值前加注Ф则公差带是直径为t 的圆柱面的区域被测圆柱面的轴线必须位于直径为公差值Ф0.05 面内
GB中常用标准 螺栓和螺柱 六角头螺栓 GB/T27-1988六角头铰制孔用螺栓A级 GB/T27-1988六角头铰制孔用螺栓B级 GB/T31.1-1988六角头螺杆带孔螺栓-A级和B级GB/T31.2-1988A型六角头螺杆带孔螺栓-细杆-B级GB/T31.2-1988B型六角头螺杆带孔螺栓-细杆-B级GB/T5780-2000六角头螺栓C级 GB/T5781-2000六角头螺栓-全螺纹-C级 GB/T5782-2000六角头螺栓 GB/T5783-2000六角头螺栓-全螺纹 GB/T5784-1986六角头螺栓-细杆-B级 GB/T5785-2000 六角头螺栓-细牙 GB/T5786-2000 型六角头螺栓-细牙-全螺纹 GB/T5787-1986 六角头法兰面螺栓 其它螺栓 GB/T8-1988 方头螺栓C级 GB/T 10-1988 沉头方颈螺栓 GB/T 11-1988 沉头带榫螺栓 GB/T 37-1988 T形槽用螺栓 GB/T 798-1988 活节螺栓 GB/T 799-1988 地脚螺栓 GB/T 800-1988 沉头双榫螺栓 GB/T 794-1993 加强半圆头方颈螺栓A型 GB/T 794-1993 加强半圆头方颈螺栓B型 双头螺柱 GB/T897-1988 双头螺柱B型 GB/T 898-1988 双头螺柱B型 GB/T 899-1988 双头螺柱B型 GB/T 900-1988 双头螺柱B型 GB/T 901-1988 等长双头螺柱-B级 GB/T 953-1988 等长双头螺柱-C级
螺母 六角螺母 1型六角螺母C级(GB41-86) GB56-1988六角厚螺母 GB808-1988小六角特扁细牙螺母 GB/T6170-2000（1型六角螺母） GB/T6171-2000（1型六角螺母-细牙） GB/T6172.1-2000六角薄螺母 GB/T6173-2000六角薄螺母-细牙 GB/T6174-2000六角薄螺母-无倒角 GB/T6175-2000(2型六角螺母) GB/T6176-2000(2型六角螺母-细牙) GB/T6177.1-2000六角法兰面螺母 GB/T6177.2-2000六角法兰面螺母细牙 六角锁紧螺母 GB/T6184-2000(1型全金属六角锁紧螺母) GB/T6185.1-2000(2型全金属六角锁紧螺母) GB/T6185.2-2000(2型全金属六角锁紧螺母-细牙) GB/T6186-2000(2型全金属六角锁紧螺母-9级) 六角开槽螺母 GB6179-1986(1型六角开槽螺母-C级) GB6180-1986(2型六角开槽螺母-A级和B级) GB6181-1986六角开槽薄螺母-A和B级 GB9457-1988(1型六角开槽螺母) GB9458-1988(2型六角开槽螺母-细牙-A级和B级) GB9459-1988六角开槽薄螺母 GB6178-1986(1型六角开槽螺母-A和B级) 圆螺母 GB810-1988小圆螺母 GB817-1988带槽圆螺母 GB812-1988圆螺母 滚花高螺母
机械设计流程
物料验 优化改调试与功＜ 能试验— 样品制 作― 发档
机械设计流程及要求： 1、确定设计思路及方向 1.1由业务部门或相关部门下发产品，研发部根据客户要求的产品剖解 分析，做一个大概的汇总，然后确定设计思路以及设计方向。 1.2 填写评审表。 2可行性分析 2.1对该产品进行可行性分析，首先要搜集产品相关的图片以及相关的厂家以及其他的相关信息，进行资料的汇总与对比，从人机法物环方面充分考，从而分析自己的产品在设计过程中有可能出现的技术难题，安全隐患问题以及怎么避免这些问题的出现，做到如果该方案可行，对该产品进行初步的成本核算 2.2开评审会，汇报上级领导 3、结构设计 3.1对通过可行性分析的产品进行工作原理、核心计算等工作，并出结构草图 3.2开评审会，填写结构评审表 4、建模与力学分析 4.1用相关软件对产品建立主要模型，并在建模过程中对其进行力学分析，以此达到预想的效果 4.2开评审会，填写评审表 5、零件设计 5.1对该产品进行零件设计，并画出对相应的加工图纸
5.2对加工图纸进行审核 6、产品明细表、安装说明书草案 6.1在总装图上填写产品明细表 6.2根据总装图拟写安装说明书草案 7、购置清单及外协加工清单 7.1填写产品购置清单；对于需要外协加工的零件，需填写外协加工清单，并附领导批准的图纸 8、采购 8.1小组组长把需要购买的产品以及外协加工的零部件交与公司采购部门，并督促采购部门相关负责人及时购买 9、物料验证 9.1设计人员、品保人员以及采购人员对采购回来的物品进行物料的验证，对采购回来的产品，如果出现质量或结构等与设计不符合的问题，及时记录，填写检验报告，采购部门及时进行调整 10、样品制作 10.1安装人员根据设计人员提供的图纸进行现场安装，进行样品制作，设计人员、保人员在此过程中给予技术支持，并对此过程中出现的问题进行及时解决。 11、调试与功能试验 11.1对已经安装成功的样品进行调试，各组成员记录好重要参数，认真填写实验报告，把重要的问题点进行汇总。 12、优化改进
第 0 章 机械设计概述
0-1 机械设计概述 一、机械定义一、机械定义（机构+ 机器） 具有确定相对运动的构件组合 能实现能量转换或作有用功 机械的作用：改善劳动条件、提高生产效率、提高产品质量
0-1机械设计概述 二、机械的组成 二、机械的组成原动机工作机 传动装置控制系统抽象：制造角度（机械设 计）零件:制造单元具体 ：运动角度（机械原理）构件:运动单元零件—构件—机械（机构、机器）
三 、机械设备应满足的要求 4. 操作、维护方便； 5. 造型美观； 6. 运输方便 等。 3. 制造、运行费用低； 1. 使用要求--完成预定功能，生产率高 ；2. 安全可靠、寿命足够； 0-1机械设计概述 三、机械设备应满足的要求
四 、机械设计一般程序明确设计目的、要求拟定系统组成、方案选择确定原动机功率、零件运动动力参数、零件参数设计、系统总装图设计考虑结构、公差工艺要求， 绘装配图、零件工作图 调试测试控制功能 0-1机械设计概述 四、机械设计一般程序 设计任务分析 方案设计 技术设计 施工设计控制系统设计调试仿真分析、修改设计、工程试 验 定型产品设计
0-1机械设计概述 五、课程的内容与特点 五、课程的内容、任务、特点 阐述机械设计的共性问题 研究通用机械设计的理论、方法通用零件的工作原理、设计方法、标准规范等。内容：工作特点、失效形式、设计准则、参数选择、结构设计、整机应用 机械零件设计基础知识—共性基础理论 联接件：螺纹联接、键联接、轴毂联接…… 传动件：齿轮、蜗杆、带、链…… 支撑件：轴、轴承（滚动、滑动）…… 其 他：联轴器、离合器、弹簧……
绪论作业： 一、单项选择题： 1．以下四种机械零件中不是通用零件的是（） A．齿轮B．带轮C．蜗轮D．叶轮 二、填空题： 1．构件是机构中的运动单元体；零件是机器中的制造单元体。 2．机器的定义是：由零件组成的执行机械运动的装置。用来完成所赋予的功能，如变换或传递能量、物料或信息 三、简答题： 1．机械一般由哪四部分组成？ 密封件、辅助密封件、压紧件、传动件 2．机械零件设计时有哪四个主要要求？ 功能要求、可靠性要求、经济性要求、操作方便和安全要求 3．机械、机器和机构三者有何区别和联系？ 1）他们都是若干人为实体的组合 2)各实体之间具有确定的相对运动 3）能用来代替人们的劳动去实现机械能与其他形式能量之间的转换或做有用的机械功。具备以上（1）（2）两个特征的成为机构。及其与机构的主要区别在于：机器具有运动和能量（而且总包含有机械能）的转换，而机构只有运动的变换。机器由机构组成，机构是机械的运动部分，机构又是有构建组成，构件时机械运动的基本单元体。 4．构件和零件有何区别和联系？ 零件:组成机器的基本单元称为零件 零件是一个产品最小的组成单元，而构件可以是某个产品的某个组成部分，构件可以是一个零件，也可以由多个零件组成。 第一章作业 三：2、何谓运动链？如何使运动链成为机构？ 构件通过运动服连接而成的系统成为运动链。 当运动链具备以下条件时就成为机构： 具有一个机架。 具有足够的给定运动规律的构件。这种构件成为主动件。 4 、在计算机构自由度时，什么是局部自由度？什么是复合铰链？什么是虚约束？ 局部自由度使之机构中某些构件具有的并不影响其他构件运动关系的自由度。由三个或三个以上构件同时在一处用转动副连接，称此结构为复合铰链。某些情况下，机构中有些运动副引入的约束与其他运动副引入的约束相重复，此时，这些运动副对构件的约束，形式上虽然存在而实际上并不起作用，一般把这类约束成为虚约束。 6 、写出平面机构自由度计算公式，并说明式中各符号的意义 F=3n-2P5-P4；n为自由度不为零的运动构件个数；P4高副个数；P5为低副个数。 四：1．计算图1-1所示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）F=3n-2P5-P4=3X5-2X6-1=2 有复合铰链和虚约束 3、计算图1-3所示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）F=3n-2P5-P4=3X6-2X7-3=1 有复合铰链和虚约束 4、求图1-4所示实现直线轨迹机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加