机械设计 09181 第四组
821机械设计基础
821机械设计基础机械设计基础是机械工程专业的基础课程之一，它是培养学生对机械设计原理、方法和技术的基本理论和基本知识，以及培养学生具备基本的机械设计和创新能力的课程。
本文将对机械设计基础的学习内容和必要性进行详细介绍。
首先，机械设计基础的学习内容包括机械设计的基本概念，机械设计的基本原理和方法，机械零件的设计与计算以及机械设计软件的应用等方面。
在机械设计的基本概念方面，学生将了解机械设计的定义、目标和基本流程等内容，了解机械设计的各个环节和各个要素，为后续的学习打下基础。
在机械设计的基本原理和方法方面，学生将学习材料力学、工程制图、机械设计计算、工程力学等基本学科的知识，掌握机械设计的基本原理和方法，为解决实际的机械设计问题奠定基础。
在机械零件的设计与计算方面，学生将学习各种机械零件的设计要求和设计方法，掌握机械零件常用材料的选择和计算，为设计出合理、可靠的机械零件提供支持。
在机械设计软件的应用方面，学生将学习机械设计常用软件的基本操作和使用方法，掌握机械设计的辅助工具，提高机械设计的效率和质量。
其次，机械设计基础学习的必要性主要体现在以下几个方面。
首先，机械设计基础是机械工程专业的基本功，对于后续更深入的机械设计课程的学习具有重要的铺垫作用。
如果没有扎实的机械设计基础，难以理解和掌握更深入的机械设计原理和方法。
其次，机械设计基础是机械工程专业的核心课程之一，对于培养学生的机械设计和创新能力具有重要意义。
机械工程专业的核心竞争力在于学生的机械设计和创新能力，而机械设计基础是培养学生这方面能力的基础和起点。
再次，机械设计基础是机械工程专业的工程实践教育的重要组成部分。
机械设计基础课程通常会设立一定的实验和设计环节，让学生通过实际操作和设计实践来掌握机械设计的知识和技能，提高学生的实践操作能力和综合素质。
总之，机械设计基础是机械工程专业的基础课程之一，学习内容涵盖机械设计的基本概念、原理和方法，以及机械零件设计与计算等方面，学习机械设计软件的应用，具有重要的学科地位和理论指导作用。
821机械设计基础
821机械设计基础机械设计是机械工程的基础学科之一，是机械工程师的核心技能之一、它涉及到机械零部件和机械系统的设计原理、结构设计、工作原理和设计方法等方面。
在机械设计中，需要了解材料力学、工程力学、机械制造等多学科知识，以确保设计出安全、可靠、高效的机械产品。
首先，机械设计的基础是材料力学。
材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为和性能的科学。
在机械设计中，需要了解不同材料（如金属材料、塑料材料、复合材料等）的力学性能，包括强度、刚度、韧性等。
这些力学性能对设计机械零部件和系统的可靠性和安全性有着重要的影响。
其次，机械设计还涉及到工程力学。
工程力学是研究物体在外力作用下的力学行为和变形的科学。
在机械设计中，需要对机械零部件和系统受力情况进行分析和计算，以确保设计的机械产品能够承受正常工作条件下的外力和内力。
这包括静力学和动力学两个方面，需要应用数学、力学和物理等知识进行力学分析和计算。
此外，机械设计也需要了解机械制造的基础知识。
机械制造是指通过各种加工方法将机械零部件的工程图纸上的设计图形、尺寸和位置要求转化为实际的物体的过程。
在机械设计中，需要考虑加工方式、工艺选择和加工精度等因素，以确保设计的零部件和系统能够被成功制造出来。
机械设计师还需要了解常见的加工方法，如铣削、冷镦、车削、焊接等，以便选择合适的加工工艺。
最后，机械设计还需掌握设计方法和工具。
设计方法是指设计师在进行机械设计时所应用的一整套设计思路和方法。
常见的机械设计方法包括参数化设计、拓扑优化设计、故障模式与效应分析等。
设计工具主要是指计算机辅助设计（CAD）软件和计算机辅助工程分析（CAE）软件，如SolidWorks、AutoCAD、ANSYS等，这些工具可以帮助设计师进行三维建模、结构分析、工程仿真等。
综上所述，机械设计作为机械工程的基础学科，涉及到材料力学、工程力学、机械制造等多学科知识。
机械设计师需要熟悉不同材料的力学性能，掌握工程力学的基本理论和方法，了解机械制造的基础知识，以及掌握设计方法和工具。
机械设计机械设计总论
机械设计机械设计总论机械设计是机械工程学科中的一个重要分支，是指根据一定的技术要求和客户需求，从机械结构、机械元器件、机械传动、机械控制等方面，综合设计出符合要求的机械产品的过程。
机械设计总论是机械设计学科中最为重要的基础课程之一，它的研究内容主要包括机械设计的基本概念、机械设计的流程、机械设计的原则和方法以及机械设计中常用的材料和工艺等方面。
机械设计的基本概念包括机械设计的定义、任务、设计对象和设计要求。
机械设计的定义是指以机械学和材料学为基础，根据技术要求和客户需求，综合设计出符合要求的机械产品的过程。
机械设计的任务是在技术经济的条件下，为解决问题而进行的一种有目的的创造性活动，是实现机械产品工程化的重要环节。
机械设计的设计对象主要包括机械结构、机械元器件、机械传动和机械控制等方面。
机械设计的设计要求主要包括机械产品的功能要求、质量要求、安全要求和经济要求等方面。
机械设计的流程是指从研究设计任务、制订设计方案、进行设计计算、制定制造工艺和进行产品试制等一系列过程。
机械设计的原则和方法主要包括平衡原理、强度原理、刚度原理、稳定性原理、尺寸和形状选取原则以及制造工艺的选取等方面。
机械设计中常用的材料和工艺主要包括金属材料、非金属材料、热加工、冷加工，机床加工等方面。
机械设计的研究不仅涉及到机械工程学科的基础，还需要深入了解材料科学、力学、流体力学等相关学科的知识，才能较好地完成机械产品的设计。
而在实际的机械设计过程中，还需要根据不同的任务和需求，选择合适的设计软件和开发平台，进行三维模型的构建、动态仿真以及优化设计等工作，这些技术的应用将大大缩短了设计周期和成本，提高了设计的精度和效率。
总之，机械设计是一个复杂的、创新型的工作，需要设计人员全面掌握机械设计的基本概念、流程、原则和方法以及材料和工艺等知识，既重视创新和研究能力，又注重实践操作和团队协作等综合能力，才能更好地完成机械产品的设计任务。
机械设计精华版
2. 全面复习各门课程
3. 工作量适中 4. 较完整的机械系统
（三）较完整的机械系统 传动零件
轴、轴承
齿轮
锥齿轮
V带 结构设计
孔
铸造
箱体
轴承孔
焊接 螺栓孔
放油孔 窥视孔 结合面 底面 端面
附件选用 加工
润滑问题
面
附件选用
端盖
联轴器 挡油环
油标
吊环 定位销
等
润滑问题
V：齿轮分度圆线速度 V<1m/s 油浸1/6齿轮半径
双级圆柱： Pw=Twnw/9550ηw (Kw) (13-3)
Fw ―运输机的工作拉力（N） V―运输机的工作速度（m/s） Tw－运输机卷筒的有效扭矩（Ｎ·m） nw―运输机卷筒的转速（r/min） ηw ―运输机卷筒的效率（工作装置效率）
传动装置的总体设计
η ―电动机至工作机传动装置的总效率
其它 • 目录
• 小结 • 参考资料
四、总体设计部分计算提示
1 传动方案确定 2 电动机选择 3 总传动比 4 各轴的n，P，T计算
型号 功率 电机转速
p185
传动方案
PIII nIII TIII Pw nw Tw
P287(c)
PII nII TII
Pd nI Td
传动装置的总体设计
一、分析和拟定传动装置的运动简图（P287）
PIII P 滚 啮＝Pd 联 Ⅱ
2 滚 ， 联 3 滚 2 啮 2 啮 '
Pw PIII 滚 ＝Pd 联 . 联
传动装置的运动和动力参数的计算
三、各轴输入转矩
6
P197）
p d 联 6 P Ⅰ TI 9.5510 9.5510 n nm Ⅰ
821机械设计专业基础知识
第七部分机械工程专业基础知识点框架梳理及其解析第一章平面机构的结构分析本章节包括10个知识点，运动副，运动链，机构，机构与运动链的区别，机构具有确定运动的条件，复合铰链，局部自由度，虚约束，高副低代的条件，杆组，其中必须掌握的知识点是6个，复合铰链、局部自由度、虚约束的识别，平面机构自由度的计算，高副低代，Ⅱ级、Ⅲ级杆组的类型及结构特点，平面机构的结构分析，拆分杆组。
基础阶段，复习时间是从8月份到10月下旬，需要掌握的知识点6个，复合铰链、局部自由度、虚约束的识别，平面机构自由度的计算，高副低代，Ⅱ级、Ⅲ级杆组的类型及结构特点，平面机构的结构分析，拆分杆组。
在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过熟悉教材内容，结合平时上课笔记，分析书上例题来熟悉相应知识点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。
【知识点1】复合铰链、局部自由度、虚约束的识别【例题1】计算下图机构的自由度分析：图示的机构中，活动构件包括3个齿轮和杆4。
这里A点包含齿轮1、杆4以及机架等3个构件，因此是一个复合铰链，这是本题较容易出错的地方，B、C点各有一个转动副，D 、E 点处各有一个高副。
解题：根据以上分析，n=4， 4=L P ，2=H P ，所以该机构的自由度为22424323=-⨯-⨯=--=H L P P n F易错点：A 点处为复合铰链作业：《机械原理》P498页第1-6、1-9题习题：计算下图所示机构的自由度【知识点2】高副低代的问题 【例题2】对下图机构进行分析分析：图中有一高副，要进行高副低代解题：易错点：高副低代，找到曲率圆的圆形作业：《机械原理》P498页1-7、1-8、1-9、1-10题习题：对下图机构进行高副低代【知识点3】Ⅱ级、Ⅲ级杆组的类型及结构特点【例题3】计算电锯机构的自由度，并将其中的高副化为低副以及确定机构所含杆组的数目和级别，并判定机构的级别。
机械设计课程设计超详细
i0 减速器外传动比
i 减速器传动比
分配原则:
(1) 各级传动比应在推荐范围内选取，不 得超过最大值。 (2)展开式二级圆柱齿轮减速器
i1 (1.3 ~ 1.4)i2
或 i1 (1.3 ~ 1.4)i
(3)同轴式二级圆柱齿轮减速器
i1i2= i
(4)圆锥---圆柱齿轮减速器
i1 0.25i
注意：（1）尺寸协调、互不干涉
图4-10
二)轴系结构
根据轴上各零件和支承的位置，通过计算确 定轴径尺寸和轴承后，在进行轴系结构的详细 设计时应注意以下问题：
(1)当外伸轴通过联轴器与其它零件联接时， 根据扭矩计算的轴径应与联轴器孔径相匹配。
图3-11 轴承拆卸高度
(2)轴和轴上零件要有准确的定位，便于装拆和调整，具有良好的制造 工艺性，一般把轴做成阶梯形，见图4-10。当相邻轴段直径变化处的轴 肩是为了固定轴上零件或承受轴向力时，其直径变化值要大些，轴肩根 部圆角半径r应小于轴上零件的倒角C或圆角半径r，见图4-9中I、Ⅱ等处， 定位轴肩的尺寸见表4-2。当用定位轴肩固定滚动轴承时，轴肩高度可
同步转速：3000 1500 1000 750
级数： 2 4
68
电动机安装型式和尺寸
2.确定电动机的功率
(1) 工作机所需电动机功率 Pd
Pd
Pw
kW
工作机的功率 Pw
Pw
F v 1000
或
PW
T nw 9550
传动装置总效率
1 24 32 4 5
1-带传动； 2-轴承； 3-齿轮啮合； 4-联轴器； 5-工作机
减速器系统方案参考图例
T
T
5
4 6
814机械设计基础
814机械设计基础
机械设计基础是指机械工程学科中的基本知识和技能。
主要包括以下几个方面：
1. 机械元件的机械结构与工作原理：机械设计基础研究和理解各种机械元件的结构和工作原理，比如齿轮、轴承、传动装置等，以及它们之间的相互关系。
2. 机械运动学与运动分析：机械设计基础需要掌握机械系统的运动学原理，包括运动规律、速度、加速度的计算和分析，以及运动学链的建立与分析。
3. 机械力学与力学分析：机械设计基础需要掌握基本的力学知识，包括刚体的平衡和运动、力的分析和计算、应力和应变的计算等，以便进行机械力学的分析和设计。
4. 理论计算与仿真：机械设计基础需要了解常用的机械理论计算方法，比如应力、应变、强度、刚度等的计算方法，以及机械系统的仿真方法，如有限元分析、动力学仿真等。
5. 标准件选用：机械设计基础需要了解常用的机械标准件，如螺杆、轴承、联轴器等，以及其选用的原则和方法。
机械设计基础是机械工程学习的重要基础，对于深入学习和应用机械设计的相关知识和技术都非常重要。
816机械设计基础
816机械设计基础816机械设计基础，是一门机械工程专业必修的基础课程，它是为了培养学生基础机械设计方法、机构分析的能力，掌握机械设计的基本方法、基本理论和实践技能，为拓宽学生学习机械学科的视野和研究方向提供基础。
机械设计的基础理论包括机械设计的基本概念、机械系统的结构、机械部件的计算设计、机械传动零部件的设计等。
在学习这门课程中，需要学生掌握以下几个方面的知识：1. 机械设计基本概念与原则的理解：机械设计是一门将理论和实践结合的学科。
它是在满足机械产品的使用功能和使用寿命的基础上，通过精心设计和优化，使机械产品具有更好的性能、更高的工作效率，以及更低的使用成本。
2. 机构分析与设计：机械系统由许多零部件组成，这些零部件构成了一个完整的机械系统。
在学习这门课程中，需要学生掌握机构分析与设计的方法，了解机构设计的原则、步骤和技巧，能够对机构进行分析、计算，提高机构的性能并提高其稳定性。
3. 机械部件计算设计：机械部件包括轴、齿轮、传动、法兰、联轴器等。
在学习这门课程中，需要学生掌握机械部件设计的基本方法和基本原理。
了解机械部件的材料、强度、刚度、耐磨性、防腐等性能要求，并能对机械部件进行计算和设计。
4. 机械传动零部件设计：机械传动是机械系统中非常重要的一个部分，通过机械传动可以传递动力、转矩和速度。
在学习这门课程中，需要学生掌握机械传动设计的基本原理和方法。
学习机械传动的类型、工作原理、传递技术、传递效率、缺陷等方面的知识，根据实际应用需求设计出合理的机械传动零部件。
总之，学习816机械设计基础不仅能够丰富学生的机械学科知识，还能提高其实践能力和工作能力，培养机械设计思维和创新能力。
在今后的学习和研究中，学生可将所学的机械设计基础知识应用于机械产品设计、制造和维护过程中，提高机械产品的竞争力和市场占有率。
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焦作大学机电工程学院
机械设计基础课程设计说明书
设计题目：单级直齿圆柱齿轮减速器
专业：机械制造与自动化
班级：09181
设计者：第4组
指导教师：张冬梅
机械制造与自动化教研室
2010年12月
本组简介
本组：09181班第4组
组长：王跃峰
成员：李向博，刘高剑，李振西，秦成雷，郭向阳，程浩设计任务分配：
目录
一、设计任务书 (4)
二、总体设计 (5)
（一）、电动机的选择 (5)
（二）、传动比分配 (6)
（三）、传动装置的运动和动力参数 (7)
三、传动零件的计算 (8)
齿轮传动设计 (8)
四、轴的设计 (12)
（一）轴的材料选择和最小直径估计 (12)
（二）轴的结构设计与校核 (14)
五、键的选择和校核 (16)
六、滚动轴承的选择和校核 (18)
七、联轴器的选择 (19)
八、箱体的设计 (19)
设计小结 (20)
参考文献 (21)
设计任务书
一工作简图
图1 单级直齿圆柱齿轮减速器齿轮传动设计
二、原始数据
输送带拉力（F/N）：2100
输送带速度v(m/s)：1.6
滚筒直径D（mm）：400
齿轮、轴及键的材料：45钢
箱体材料：铸铁
三、工作条件：
一班制连续单向运转，载荷平稳，室内工作；工作年限5年；最高工作温度100℃。
设计小结
1、带和齿轮传动比的分配要合理，一般齿轮的传动比i<4.5，且i
齿。
带<I
2、对于闭式齿轮在设计计算时，齿面硬度350
HBS时，应按面接
≤
触疲劳强度设计齿轮尺寸，而后用齿根弯曲疲劳强度校核；350
HBS
≥时，按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮尺寸，用接触疲劳强度校核。
3、对于是否设计成齿轮轴的问题，要考虑吃顶圆直径是否小于轴孔直径的2倍，若小于时应将齿轮与轴制成一体，即齿轮轴。
4、在轴的设计过程中，拟订出轴的最小直径后，对轴结构设计时，拟定轴肩直径的相差范围应在5mm-10mm内；再要安装轴承的轴段定轴径还要考虑标准轴承的内径値。
5、轴的受力为弯扭组合，强度校核时要按照强度理论分析。
6、键的设计可以用挤压强度订出键长L的范围，在范围内取值后再用剪切应力校核。
7、轴承在校核时要考虑其额定动载荷以及极限转速。
8、联轴器的选择主要考虑是否要求具有补偿相对位移的能力。
9、在绘制零件与装配图时要注意绘图方法及标注细节问题。
参考书目
1 陈立德主编. 机械设计基础课程设计指导书.高等教育出版社，2008.2
2马雪洁主编。
机械工程设计基础，大象出版社，2007.、9
3赵云岭主编，工程制图，中国电力出版社，2008、8
4王灵珠主编，AutoCAD 2008 机械制图使用教程，机械工业出版社，2009/9 5陈于萍周兆元主编，互换性与测量技术基础第二版，机械工业出版社，2010/1 6吕广庶张远明主编，工程材料及成形技术基础，高等教育出版社，2001/9 7吴宗泽主编，机械零件设计手册，机械工业出版社，2004
8浙江大学机械零件教研室，机械零件课程设计，浙江大学出版社，1983
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