机械设计基础——机械概述要点
陈立德第五版-机械设计基础 第1章机械设计概述
一、设计机械零件的基本要求
工作可靠并且成本低廉;
零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言称为承载能力。
设计机械零件要注意以下几点：
（1）合理选择材料，降低材料费用；
（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；
（3）尽量采用标准化、通用化设计，简化设计过程从而降低成本。
产品规划 设计任务书 原理方案设计 原理方案图 结构方案设计 总体布局设计 总装配图 施工设计 试制、实验、批 量生产、销售
由设计人员构思出多种可行方案进行分析比较，从中优选出一种方案。
设计结果以工程图及计算书的形式表达出来。
经过加工、安装及调试制造出样机，对样机进行试运行或在生产现场试用。
机械设计的内容与过程
市场调查 可行性研究 …… 功能分析 原理方案设计 …… 主参数匹配设计 主结构构形设计 …… 人机工程设计 外观设计 …… 产品部件设计 产品零件设计 …… 技术文档 样机试制 性能试验 定型批产 ……
使用功能要求 经济性要求 可靠性要求 劳动保护要求－操作方便、工作安全 造型美观、减少污染 其它专用要求
二、机械设计的基本要求
机械设计的基本要求
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。
§1.1 机械设计的基本要求 §1.2 机械设计的内容与过程 §1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则 §1.4 机械零件的接触强度 §1.5 机械零件的标准化 §1.6 现代机械设计理论概述
第1章 机械设计概述
1.1 机械设计的基本要求
机械设计包括以下两种设计:
《机械设计基础》学习笔记
掌握牙嵌离合器、摩擦离合器和电磁离合器等三种类型的离合器，以及各自的工作原理和适用场合。
过盈连接与无键连接
过盈连接的原理和特点
了解过盈连接的基本原理、类型和特 点，如圆柱面过盈连接和圆锥面过盈 连接等。
无键连接的类型和应用
掌握胀套连接、冷缩配合连接和型面 连接等三种无键连接的类型，以及各 自的应用场景和特点。
环境适应性原则
考虑材料在特定环境下的适应性， 如高温、低温、腐蚀等环境。
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材料的环境适应性考虑
温度环境
腐蚀环境
考虑材料在高温或低温环境下的性能变化， 选择耐温性好的材料。
根据腐蚀介质的种类和浓度选择耐蚀性好的 材料。
辐射环境
特殊环境
选择抗辐射性能好的材料，避免辐射对材料 性能的影响。
针对特殊环境要求选择相应的材料，如真空、 高压等环境。
动力学
研究物体机械运动与作用 力之间的关系，包括动量 定理、动量矩定理以及动 能定理等。
材料力学基础
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材料的力学性能
研究材料在不同温度、不同介 质下的力学性能，包括强度、
刚度、稳定性以及疲劳等。
杆件的拉伸与压缩
分析杆件在拉伸与压缩时的应 力、变形以及强度条件。
剪切与挤压
研究剪切与挤压的实用计算方 法以及剪切胡克定律等。
蜗杆传动机构
组成与特点
类型与应用
由蜗杆和蜗轮组成，通过蜗杆与 蜗轮之间的啮合传递运动和动力。 具有传动比大、结构紧凑、传动 平稳等特点。
根据蜗杆的形状和啮合方式，可 分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传 动等。广泛应用于各种减速装置 和传动系统中，如机床分度头、 汽车转向器等。
机械设计基础入门从零开始学习机械设计
机械设计基础入门从零开始学习机械设计机械设计是工程设计领域中非常重要的一部分，它涉及到各种机械设备的设计、制造和维修。
对于刚开始学习机械设计的人来说，掌握基础知识和技能是非常重要的。
本文将从零开始介绍机械设计的一些基础内容，帮助初学者入门机械设计。
一、机械设计的概述机械设计是指通过对设备、零部件或系统进行合理的设计，使之具有一定的性能、质量和可靠性，并能满足特定功能和使用要求的过程。
在机械设计中，需要考虑材料的选择、结构的设计、运动的传递和控制等方面。
机械设计的基础包括力学、材料学、机械制图等知识，掌握这些基础知识对于机械设计非常重要。
二、机械设计的基本原理1.力学基础：机械设计中的重要基础知识是力学，包括静力学和动力学。
静力学研究不变形力学系统的平衡条件，动力学研究物体的运动规律和力的作用。
了解力学的基本原理对于机械设计非常重要，可以帮助合理设计机械结构和确定机械零部件的尺寸和材料。
2.材料学：机械设计中的材料选择非常重要，不同材料具有不同的力学性能和耐久性。
了解材料的性质和特点，可以根据设计需求选择合适的材料。
常用的机械材料包括金属、塑料、复合材料等。
3.机械元件的设计：机械设计中的元件包括轴、轮、齿轮、传动装置等。
对于不同的机械元件，需要考虑其功能和使用要求，选择合适的结构和材料来设计。
同时，还需要注意元件之间的配合和传动的平稳性。
三、机械设计的软件工具在现代机械设计中，使用计算机辅助设计（CAD）软件是非常常见的。
CAD软件可以帮助设计师进行绘图、模拟分析和模型验证等工作。
熟练掌握CAD软件的使用，可以提高设计效率和设计质量。
常见的CAD软件包括AutoCAD、SolidWorks、CATIA等。
四、机械设计实例分析为了更好地理解机械设计的基础知识，下面将通过一个简单的机械设计实例来进行分析。
假设我们需要设计一个简单的手摇搅拌器，用于搅拌液体混合物。
首先，我们需要考虑搅拌器的结构和功能要求，选择合适的材料（如不锈钢）来制作搅拌器的主要零部件。
804机械设计基础考试大纲
804机械设计基础考试大纲
以下是机械设计基础的考试大纲：
考试内容
一、机械设计基础概述
1. 了解机械的定义、特征及基本构成。
2. 了解机械设计在制造业中的地位和作用。
3. 掌握机械设计的基本原则和设计流程。
二、机械设计基础知识
1. 掌握常用机械工程材料的基本性能和应用。
2. 了解机械零件的常用材料、热处理和制造工艺。
3. 熟悉机械设计中的标准、规范和常用设计数据。
三、机械传动与传动装置
1. 掌握各种传动方式的原理、特点和应用范围。
2. 掌握齿轮传动、带传动、链传动等传动装置的设计计算和选型。
3. 熟悉传动装置的安装和维护要求。
四、机械轴系及零部件
1. 掌握轴、轴承、联轴器等零部件的种类、特点和应用。
2. 掌握轴系及零部件的设计计算和选型方法。
3. 熟悉轴系及零部件的安装和维护要求。
五、机械的平衡与调速
1. 掌握回转件的平衡原理和方法。
2. 熟悉机械系统的调速原理和方法。
3. 了解机械系统的振动与减振方法。
考试要求
1. 掌握机械设计的基本概念、原理和方法，能够进行简单的机械设计计算。
2. 熟悉常用机械零件、传动装置和轴系零部件的种类、特点和应用，能够进行选型和设计计算。
3. 了解机械制造的基本工艺和规范，能够根据实际需要进行简单的工艺分析和结构设计。
4. 掌握常用的设计软件和绘图工具，能够进行基本的机械制图和三维建模。
大学机械设计基础知识点整理
极位夹角 θ：当机构处在极位时对应曲柄两位置之间所夹锐角（等于摆角φ）
急回特性可用行程 大，K 值越大。
极位夹角计算公式
θ
K = 180° ⋅
−1
K +1
速比系数 K 来表示：极位夹 K>1 有急回运动
K = 180° + θ 180° − θ
ห้องสมุดไป่ตู้角越
3、压力角和传动角
压力角：作用在从动件上的驱动力方向与该点绝对速度方向所夹锐角，用 α 表示。
第一章 平面机构及其自由度
一、运动副及其分类 1、运动副：两个构件直接接触形成的一种可动联接。 （1）高副：点、线接触，应力高。一个约束、相对自由度等于 2。 （2）低副：面接触，应力低。两个约束，一个自由度。低副有转动副和移动副。 二、平面机构运动简图 1、机构运动简图：用简单线条和规定的符号来表示构件和运动副，并按比例表示各运动副 的相对位置。用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。 机构示意图：仅以构件和运动副的符号表示机构而不按精确比例绘制的简图。 2、构件的分类：固定件、原动件、从动件 3、绘制机构运动简图
在满足杆长和的条件下：①取最短杆为机架时，其连架杆均为曲柄——双曲柄机构； ②取最短杆相邻的构件为机架，最短杆为曲柄，另一连杆架为摇杆——曲柄摇杆机构； ③取最短杆的对边为机架——双摇杆机构 不满足杆长和条件：只能是双摇杆机构
3
2、急回特性
极位：当摇杆处在左、右两极端位置时，对应整个机构所处的位置
三、平面机构的自由度及其运算 1、平面机构的自由度 自由度：各构件相对于机架所能有的独立运动的数目 作平面运动有三个自由度，空间运动有六个自由度。 每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；每个高幅引入一个约束，使构件失去一 个自由度 自由度数：F = 3n - 2 PL - PH（设平面机构共有 K 个构件，则活动构件 n=K-1） 2、机构具有确定运动的条件：机构的自由度数目必须大于零且等于原动件的数目。 （1）当机构的自由度数>原动件数时，机构从动件的运动是不确定的。 （2）当构件组的自由度>0，<原动件数时，会发生运动干涉而破坏构件。 （3）当构件组的自由度小于等于零时，它不是机构，而是不能产生相对运动的静定或超静 定刚性结构 3、计算机构自由度时注意事项 （1）复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副相联。由 M 个构件汇成的复合铰链应 当按 M-1 个转动副计算。 （2）局部自由度：与输出运动无关的自由度。计算时应除去不计。 （3）虚约束：不起独立限制作用的约束。计算时应除去不计。 ①轨迹相同；②移动副平行；③转动副轴线重合；④对称结构 四、速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 1、速度瞬心：两个作平面运动构件上速度相同的一对重合点，在某一瞬时两构件相对于该 点作相对转动，该点称瞬时速度中心。 相对速度瞬心：当两个刚体都在运动时，其瞬心称为相对速度瞬心； 绝对速度瞬心：当两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速度瞬心。
《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、F02）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。
机械设计基础知识点归纳图
机械设计基础知识点归纳图机械设计是一门涉及机械结构与零件设计的学科，它关注机械系统的运动、力学特性和工程应用等方面。
在进行机械设计时，掌握一些基础知识点是至关重要的。
下面，将通过归纳图的形式，对机械设计的基础知识点进行简要概述。
I. 机械结构1. 刚体与弹性体- 刚体：在外力作用下不发生形变的物体，可以看作是由无穷多个微小颗粒组成的。
- 弹性体：在外力作用下存在形变，但在去除外力后可以恢复原状的物体。
2. 运动副与约束- 运动副：两个物体之间的相对运动关系，如平面副、立体副、螺旋副等。
- 约束：将机械系统的自由度限制在一定范围内的控制手段，如固定约束、定位约束、导向约束等。
3. 机构与机件- 机构：由多个运动副组成的装置，通过这些副的相互配合实现特定的运动形式。
- 机件：为实现机械系统的某种功能而设计制造的装置，包括零件、元件以及它们的组合等。
II. 材料与力学1. 常用材料- 金属材料：具有良好的导热、导电性和可塑性的材料，如钢、铝、铜等。
- 非金属材料：通常具有较低的密度、较高的比强度和较好的绝缘性能，如塑料、橡胶、陶瓷等。
2. 力学基础- 平衡条件：物体处于静止或匀速直线运动时，力的合力和合力矩均为零。
- 应力与应变：在物体受力作用下，产生的应力和应变与受力的大小和形状有关。
III. 设计原则与方法1. 设计过程- 产品需求分析：明确设计目标、功能和性能要求。
- 初步设计：根据需求分析，进行初始设计，包括选择适合的机构和材料。
- 详细设计：进一步完善设计，确定具体的尺寸和结构。
2. 设计准则- 可靠性：设计要求满足机械系统在整个使用寿命内的稳定可靠运行。
- 经济性：在满足性能要求的前提下，尽量减少材料和能源的消耗。
- 可制造性：设计要考虑到制造工艺，方便生产和加工。
IV. CAD与CAE应用1. CAD（计算机辅助设计）- 用计算机软件辅助进行产品几何造型、尺寸标注和装配等设计工作。
- 示例软件：AutoCAD、SolidWorks、CATIA等。
机械设计基础概述
机械设计基础概述机械设计是一门涉及工程学、物理学、材料学和数学等多学科交叉的学科，旨在通过系统地设计和分析机械产品、机械系统和机械结构，以满足特定需求和目标。
本文将对机械设计的基础知识进行概述，介绍其主要内容和设计方法。
一、机械设计的基本原理机械设计的基本原理包括力学基础、工程材料和结构强度分析。
力学基础涉及牛顿力学、静力学和动力学等，用于分析物体的运动和受力情况。
工程材料研究材料的性能和特性，包括强度、刚度、耐磨性等，并选择合适的材料用于设计。
结构强度分析是通过应力和应变的计算和验证，保证设计的机械结构能够满足使用要求。
二、机械设计的基本步骤机械设计的基本步骤包括需求分析、概念设计、详细设计和制造及试验验证。
需求分析是通过与用户沟通和研究市场需求，明确设计的目标和要求。
概念设计阶段是通过草图、模型和计算，生成初步的设计方案。
详细设计阶段考虑设计的可行性和可制造性，并进行更加精细的设计。
最后，制造及试验验证阶段将设计转化为实际的产品，并进行制造和测试来验证设计的可行性和性能。
三、机械设计的常用工具和软件机械设计中常用的工具包括CAD（计算机辅助设计）软件和CAE （计算机辅助工程）软件。
CAD软件用于绘制、建模和分析机械产品和结构，如AutoCAD、SolidWorks等。
CAE软件用于进行工程分析和仿真，如ANSYS、ABAQUS等。
这些工具和软件能够提高设计效率和准确性，提供全面的设计评估和优化选项。
四、机械设计的发展趋势随着科技的进步和工业的发展，机械设计领域也在不断演变和进步。
其中，数字化设计和智能化制造是当前的发展趋势。
数字化设计利用先进的计算机技术和软件，实现设计的数字化、模拟化和虚拟化，使得设计过程更加高效和精确。
智能化制造则借助人工智能、物联网和大数据等技术，实现机械产品的智能化生产和智能化运行。
结论机械设计是一门应用广泛的学科，涉及面广且复杂。
本文对机械设计的基础概述进行了简要介绍，包括基本原理、设计步骤、常用工具和软件以及发展趋势等。
《机械设计基础》复习重点、要点总结
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?
松边拉力=F3+F2（F2--—离心拉力F2=qv2；F3-—-张紧力或悬垂拉力）
紧边拉力=F3+F2+F1（F1--—有效工作拉力，F1=1000P/V KW)
注意与带的区别：⑴初拉力F3没有再变大或变小，∵链板之间可以相对转动，∴不像带有伸长收缩的明显改变.
⑵没有弯曲应力σb∵链包在链轮上,链板可以自由转动,∴不受弯曲应力.
销轴与外链板、套筒与内链板为过盈配合。
另外：内、外链板之间留有一定间隙,以便润滑油渗入到铰链的摩擦面间.
内、外链板均制成“∞”型。（从减轻重量和等强度两方面考虑）
链的排数：一般不超过4排.
连结数通常取偶数(∵接头方便,无过渡链节)
②链条的参数与标记：参数已标准化，分A、B系列。表11—1给出了A系列的一些参数。
3、标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算
4。齿轮传动的失效形式
5.齿轮传动中的受力分析（齿轮的转向及轮齿旋向分析）
11.1齿轮机构的类型
齿轮机构的类型很多，按两齿轮轴线间的相互位置、齿向和啮合情况不同，齿轮机构可分为以下几种基本类型，如表11—1所示。
表11-1齿轮机构的类型
齿轮机构
平行轴传动
外啮合齿轮
机械设计基础概述和重要原则
机械设计基础概述和重要原则机械设计是一门涉及机械原理和制造工艺的学科，它在现代工业中起着举足轻重的作用。
本文将概述机械设计的基础知识和重要原则，帮助读者了解机械设计的要点和方法。
一、机械设计基础概述机械设计的基础概述包括了机械设计的定义、目标和重要性等方面。
1. 机械设计的定义机械设计是指利用机械原理和制造工艺，设计能够实现特定功能的机械装置或系统的过程。
它包括了从概念设计、详细设计到制造和测试等全过程。
2. 机械设计的目标机械设计的主要目标是设计出具有良好性能、高效率、稳定可靠和安全的机械设备。
同时还要考虑到成本、制造工艺和维护等方面的要求，以满足用户的实际需求。
3. 机械设计的重要性机械设计在现代工业中占据着重要地位。
一个良好的机械设计可以提高生产效率、降低能源消耗、减少材料浪费，从而为工业发展做出贡献。
二、机械设计的重要原则机械设计的过程中需要遵循一些重要的原则，以保证设计的成功和质量。
以下是几个常见的机械设计原则。
1. 安全性原则机械设计中最重要的原则之一是安全性。
设计师必须确保机械设备在正常操作时不会对操作人员造成伤害。
这涉及到合理的防护措施、应急停机装置的设计以及各种可能的事故风险的评估和控制。
2. 可靠性原则机械设备在使用过程中必须保持可靠性，即正常运行和持续运行的能力。
设计师需要通过合理的材料选择、结构设计和制造工艺控制等手段来提高机械设备的可靠性。
3. 效率原则机械设计中的效率原则是指在给定的输入条件下，输出所需的工作或能量的能力。
设计师应该通过优化设计，减小能量损失和摩擦等因素，提高机械设备的效率。
4. 工程经济学原则机械设计必须符合工程经济学原则，即在满足性能要求的前提下，以最低的成本实现设计目标。
这需要设计师对材料成本、制造工艺和维护费用等进行综合考虑。
5. 制造可行性原则机械设计师需要充分考虑制造可行性，即设计的机械设备是否能够方便、可靠地制造出来。
这需要设计师对制造过程和技术具有一定的了解和实践经验。
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制作人：陈 红
机械概述
机械的重要性
机器的组成
通用零件与常见机构 机器的特征 机械设计基础课程主要内容与要求 思考题
*机械的重要性
1.日常生活离不开机械——洗衣机、缝纫机、冰箱、
电梯、电脑等。
2.现代生产中起重要作用——汽车、生产自动线、 机床等 3.机械发展程度是一个国家工业水平的重要标志 4.工程技术人员必须掌握一定机械基础知识
机器的组成
内燃机—由齿轮、轴、凸轮、弹簧、连杆、机架组成。
内燃机 —由连杆机 构、齿轮机 构、凸轮机 构组成。
打油机
打油机
—由电机、 带传动、减 速器（齿轮 机构）、曲 柄摇杆机构 等组成
机器的组成
原动机部分
传动部分
执行机构
控制部分
传动部分：有机械 的、液压的、气动 的和电气的等
通用零件与常见机构
（1）它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）能代替或减轻人的体力或脑力劳动，提高效率。
机构——仅具有机器的前两个特征。 机械——通常是机器与机构的统称。
*机械设计基础课程主要内容与要求
主要内容：
常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设 计理论和计算方法。
主要要求：
（3）能代替人类完成有用的特征。
构件和零件不同：
（1）零件是组成机构的单元； （2）构件是组成机构的单元。构件可以是一个零件，
也可以是多个零件的刚性组合。
组成机器的不可 拆卸的基本单用 零 件 通 用 零 件
机 构 常 用 机 构
构 件
机构中的运动单 元，具有独立运 动特性
在各类机械中都经常 遇到的零件。齿轮、 螺栓、轴承、轴等
连杆机构、凸轮机构、齿 轮机构、间歇运动机构等
*输送机
*减速器
*机器的特征
机器——具有的特征为：
掌握常用机构的结构、运动特性，初步具有分析和设计简 单常用机构的能力。
掌握通用零件的工作原理、结构特点及维护基本知识，具 有设计简单传动装置的能力。
具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
*思考题0
机构与机器具有的共同特征为：
（1）它们都是若干实体的 ；
（2）各实体之间具有；
而机器还具有：