工程机械理论与设计
工程机械设计专业知识点
工程机械设计专业知识点工程机械设计是一门专业技术，需要掌握一系列的知识点。
本文将介绍几个重要的工程机械设计知识点，包括工作原理、设计要素、常用材料等。
一、工作原理1.1 液压传动原理：液压传动是工程机械设计中常用的一种传动方式。
它通过利用液体介质传递力和能量，实现机械部件的运动。
液压传动具有传动效率高、传动力矩大、传动平稳等优点，在工程机械中得到广泛应用。
1.2 机械传动原理：机械传动是指利用机械传动元件（如齿轮、皮带、链条等）传递力和能量，实现机械部件的运动。
工程机械设计中，齿轮传动和皮带传动是常用的机械传动方式。
二、设计要素2.1 结构设计：工程机械设计需要考虑结构的合理性和稳定性。
结构设计包括机身结构、传动结构、液压系统等。
合理的结构设计可以提高机械的性能和使用寿命。
2.2 材料选择：工程机械设计中，材料的选择直接影响到机械的强度和耐久性。
常用的工程机械材料包括钢材、铝合金等。
根据机械的使用环境和工作条件，选择合适的材料非常重要。
2.3 机械系统设计：工程机械通常由多个机械系统组成，如液压系统、传动系统、控制系统等。
在设计过程中，需要考虑各个系统的协调性和稳定性，确保机械的正常运行。
三、常用材料3.1 钢材：钢材是工程机械设计中最常用的材料之一。
它具有高强度、高韧性和耐磨性等优点，适用于制造机械的承载部件。
3.2 铝合金：铝合金具有较高的强度和轻量化的特点，适用于制造机械的外壳和结构件。
3.3 铸铁：铸铁是一种具有良好的耐磨性和耐腐蚀性的材料，常用于工程机械的零件制造。
四、工程机械设计案例4.1 挖掘机设计：挖掘机是一种常见的工程机械，它通过液压系统驱动臂、斗杆和斗进行工作。
在设计过程中，需要考虑挖掘机的结构稳定性和工作效率，确保其在各种工况下都能正常运行。
4.2 起重机设计：起重机是用于起吊重物的机械设备。
在设计过程中，需要考虑起重机的承载能力、稳定性和安全性，确保其能够安全可靠地使用。
简洁工程机械设计方案
简洁工程机械设计方案简介随着工程建设的发展，工程机械在日常施工中起着关键作用。
然而，目前市场上的工程机械设计方案存在着过于复杂、功能繁多等不足之处。
为了满足用户日益增长的需求，我们提出了一种简洁工程机械设计方案。
设计理念简洁工程机械设计方案以简化机械结构、优化功能、提高效率为设计理念。
通过精简机械结构，减少不必要的零部件，简化操作界面，提高用户的使用体验和工作效率。
设计内容1. 机械结构设计我们通过优化机械结构，精简零部件的数量，提高机械的稳定性和耐久性。
在选择材料方面，采用高强度、轻质的材料，既保证了机械的强度，又减轻了整机重量，提高了机械的搬运和操控的便利性。
2. 功能优化设计在功能设计方面，我们以用户需求为导向，精心设计了功能布局和操作界面。
通过用户调研和反馈，优化了机械的功能布局，保留了核心功能，去除了冗余的功能，简化了整机的操作流程。
同时，在操作界面上做了细致的调整，使用户能够快速上手，提高施工的效率。
3. 节能环保设计节能环保是现代工程机械设计的重要方向之一。
在简洁工程机械设计方案中，我们采用了先进的节能技术，优化了机械的能耗和排放。
通过有效地利用能源，减少材料的浪费，降低排放物的排放，实现了对环境的保护和可持续发展。
4. 维修保养设计简洁工程机械设计方案还考虑到了维修保养的便利性。
我们在设计过程中注重维修保养的可行性，通过合理的布局和设计，使维修保养工作更加简单和高效。
同时，还提供了详细的维修保养手册和培训，方便用户进行维护工作。
优势与特点1. 简约设计简洁工程机械设计方案独特之处在于其简约设计风格。
通过减少零部件的数量、优化功能布局和操作界面，使整机更加简洁、轻巧、易于控制。
2. 高效能简洁工程机械设计方案通过精简结构、优化功能和节能环保设计，使机械的性能得到极大提升。
从而提高了施工效率、降低了能耗和排放物的排放。
3. 便于维修保养简洁工程机械设计方案考虑了维修保养的便利性，通过合理的布局和设计，使维修保养工作更加简单和高效。
工程机械设计中力学公式
动应力强度条件
的容许应力
（8.5）
构件受竖直方向冲击时的动荷系数
H-下落距离
（8.6）
构件受骤加荷载时的动荷系数
H=0
（8.7）
构件受竖直方向冲击时的动荷系数
v-冲击时的速度
（8.8）
疲劳强度条件
-疲劳极限
-疲劳应力容许值
K-疲劳安全系数
9能量法和简单超静定问题
序号
公式名称
公式
（9.1）
外力虚功：
（9.2）
内力虚功：
（9.3）
虚功原理：
变形体平衡的充要条件是：
（9.4）
虚功方程：
变形体平衡的充要条件是：
（9.5）
莫尔定理：
（9.6）
莫尔定理：
（9.7）
桁架的莫尔定理：
（9.8）
变形能：
（内力功）
（9.9）
变形能：
（外力功）
（9.10）
外力功表示的变形能：
（9.11）
内力功表示的变形能：
（9.12）
（2.27）
抗弯截面模量
（截面对弯曲的抵抗矩）
（2.28）
离中性轴最远的
截面边缘各点上
的最大正应力
（2.29）
横力弯曲梁横截
面上的剪应力
被切割面积对中性轴的
面积矩。
（2.30）
中性轴各点的剪
应力
（2.31）
矩形截面中性
轴各点的剪应力
（2.32）
工字形和T形截
面的面积矩
（2.33）
平面弯曲梁的挠
曲线近似微分方程
两端铰支的、细长压杆
的、临界力的欧拉公式
I取最小值
机械工程机械设计与制造要点整理
机械工程机械设计与制造要点整理机械工程是一门涉及设计和制造机器的学科，它可以应用于各种领域，包括汽车、飞机、机床等。
在机械设计与制造过程中，有一些重要的要点需要注意，本文将对这些要点进行整理。
一、设计阶段的要点1.明确需求：在开始设计之前，必须明确机器的功能和性能需求。
这包括机器的用途、工作条件、负载要求等。
只有明确需求，才能进行有效的设计。
2.材料选择：根据机器的工作条件和负载要求，选择适合的材料。
材料的选择应考虑其强度、耐磨性、耐腐蚀性等特性，以及成本和加工性能。
3.结构设计：合理的结构设计是机械工程的核心。
设计时要考虑机器的稳定性、刚度、振动和噪声等因素。
同时，还需要考虑方便维修和保养的因素。
4.运动学和动力学分析：在设计过程中进行运动学和动力学分析，以确保机器能够按预期的方式工作。
这包括运动轨迹、力学模型、动力学性能等。
二、制造阶段的要点1.工艺选择：根据设计要求选择适合的制造工艺。
不同的工艺有不同的精度和效率，选择合适的工艺将影响机器的性能和成本。
2.加工精度控制：在制造过程中，要控制加工精度。
这包括尺寸精度、形状精度和位置精度等。
加工精度的控制对于机器的性能和工作稳定性至关重要。
3.装配和调试：在制造完成后，进行装配和调试。
装配过程中要注意零件之间的配合间隙和工作表面的质量。
调试过程中要验证机器的功能和性能。
4.质量控制：制造过程中要进行质量控制。
这包括原材料的检验、加工过程中的检验和最终产品的检验等。
严格的质量控制可以保证机器的质量和可靠性。
三、测试与验证的要点1.静态测试：进行静态测试以验证机器的强度和刚度。
这包括材料的拉伸和压缩试验、零件的静态加载试验等。
静态测试可以检验机器的结构设计是否合理。
2.动态测试：进行动态测试以验证机器的振动特性和动力学性能。
这包括自由振动试验、激励振动试验和动力学试验等。
动态测试可以检验机器的可靠性和性能。
3.负载测试：进行负载测试以验证机器在正常工作负载下的性能。
小型工程机械方案设计流程
小型工程机械方案设计流程一、概述小型工程机械是指体积小、结构简单、功能单一、操作灵活的机械设备，广泛应用于建筑施工、道路修建、农业生产等领域。
小型工程机械的设计方案是指在满足用户需求的基础上，通过合理的结构设计和工艺选型，实现机械性能、质量、成本、可靠性等方面的优化。
本文将以小型挖掘机的设计为例，分析小型工程机械方案设计的流程及注意事项。
二、需求分析1.用户需求调研对于小型挖掘机的设计，首先需要进行用户需求调研。
包括用户对机械设备的功能要求、使用场景、性能指标、效率要求、价格预算等方面的需求，以及用户对售后服务、配件供应等方面的要求。
2.市场需求分析此外，还需要对市场需求进行分析，了解小型挖掘机的市场容量、竞争情况、趋势预测等因素，为设计方案的确定提供依据。
三、技术方案设计1.机械结构设计在技术方案设计阶段，首先需要进行机械结构设计。
包括挖掘机的整体结构、各部件的尺寸和形状设计，以及工作装置、行走装置、动力装置等部件的设计。
在设计过程中需要考虑到机械强度、刚度、稳定性等因素，保证机械设备的安全可靠性。
2.动力系统设计动力系统是小型挖掘机的核心部分，需要针对用户需求进行动力匹配设计，包括发动机选型、液压系统设计、传动装置设计等。
在设计过程中需要兼顾动力输出的效率、成本和环保要求。
3.控制系统设计控制系统是保证小型挖掘机操作灵活、精准的关键，需要进行液压控制系统、电子控制系统等方面的设计，确保机械操作的顺畅和安全。
4.外观设计小型挖掘机的外观设计也是其市场竞争力的一部分，需要进行外观造型设计，考虑到造型美观、符合人体工程学、易维护等因素。
四、工艺选型1.材料选型在设计方案确定之后，需要进行工艺选型。
包括材料选型，根据机械部件的使用要求和用户预算，选择合适的材料，确保机械结构的强度和耐久性。
2.加工工艺选择针对机械部件的加工工艺，需要进行加工工艺的选择，包括铸造、锻造、数控加工等工艺的确定，保证机械部件的精度和表面质量。
机械工程机械设计与制造基础知识归纳
机械工程机械设计与制造基础知识归纳机械工程是一门应用科学，涉及设计、制造、使用和维护机械的原理和技术。
机械设计与制造是机械工程的关键环节，它涉及到机械零件和装配件的设计、选择材料、加工方法、制造过程等方面的知识。
在本文中，我将对机械工程机械设计与制造的基础知识进行归纳和总结。
一、机械设计基础知识1. 设计流程：机械设计的基本流程包括需求分析、概念设计、详细设计和验证测试等步骤。
需求分析阶段用于明确设计的功能要求和性能指标，概念设计阶段将需求转化为初步设计方案，详细设计阶段则是对概念设计进行细化和优化。
最后，通过验证测试来验证设计的可行性和合理性。
2. 工程材料：机械设计中常用的工程材料包括金属材料和非金属材料。
金属材料的选择应考虑其力学性能、耐磨性、耐腐蚀性和加工性等因素。
而非金属材料主要包括塑料、橡胶和复合材料等。
在选择材料时，还需考虑到使用环境和成本等因素。
3. 机械结构设计：机械结构设计是机械设计中的重要环节，它涉及到零件的选择、定位和连接方式等。
在设计机械结构时，需要考虑零件的受力情况、装配方式和工作条件等因素。
4. 运动学和动力学：机械设计与制造的基础还包括运动学和动力学。
运动学研究物体在空间中的运动规律，而动力学则研究物体的受力和运动的关系。
在机械设计过程中，运动学和动力学的知识可用于优化机械系统的性能。
二、机械制造基础知识1. 加工工艺：机械制造中常用的加工工艺包括铣削、车削、钻削、磨削和冲压等。
每种加工工艺都有其适用的材料和形状。
在选择加工工艺时，需要考虑到零件的形状、尺寸和精度要求等因素。
2. 数控技术：数控技术是现代机械制造中的重要技术之一。
它通过计算机控制加工设备的运动，实现高精度和高效率的加工。
数控技术的应用使得机械制造过程更加自动化和智能化。
3. 装配和调试：机械制造完成后，还需要进行零部件的装配和系统的调试。
装配过程中需要注意零部件的安装顺序、紧固力度和润滑等。
而调试则是对整个机械系统进行测试和调整，以确保其正常运行。
工程机械设计基础
工程机械设计根底1、机械的组成：完整的机械系统由原动机、传动装置、工作机、和控制系统四大根本组成局部2、机械结构组成层次：零件→构件→机构→机器3、机械零件：加工的单元体4、机械构件：运动的单元体5、机械机构：具有确定相对运动的构件组合体1、机械设计的根本要求：使用功能、工艺性、经济性、其他2、机械设计的一般程序：(1) 确定设计任务书(2)总体方案设计(3)技术设计(4)编制技术文件(5)技术审定和产品鉴定3、机械零件的失效：机械零件不能正常工作、失去所需的工作效能4、设计计算准那么：保证零件不产生失效5、机械零件的结构工艺性：铸造工艺性;模锻工艺性;焊接工艺性;热处理工艺性;切削加工工艺性;装配工艺性;6、工程材料：金属材料、非金属材料7、金属材料的机械性能：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度8、金属材料的工艺性能：铸造性、铸造性、焊接性、切削加工性9、钢的热处理方式：退火、正火、淬火与回火、外表淬火、外表化学热处理10、常用金属材料：铸铁、碳素钢、合金钢、有色金属材料11、配合：间隙配合：具有间隙的配合，孔的公差带在轴公差带上过盈配合：具有过盈的配合，孔的公差带在轴公差带下过度配合：可能具有间隙或过盈的配合，孔的公差带与轴的公差带相互交叠12、基准值：基孔制、基轴制(优先选用基孔制)13、运动副：构件与构件之间通过一定的相互接触和制约，构成保持相对运动的可动连接低副：通过面接触构成的运动副，分为回转副和移动副高副：两构件通过电线接触构成的运动副14、机构中的构件：机架、原动件、从动件15、机构具有确定运动的条件：(1)机构的自由度F>0(2)机构的原动件数等于机构的自由度F16、机构自由度的计算：机构自由度计算的考前须知：复合铰链：两个以上的构件同时在一处用转动副相联结就构成复合铰链.由K个构件组成的复合铰链应含有(K-1)个转动副局部自由度：在机构中常会出现一种与输出构件运动无关的自由度，称局部自由度(或多余自由度)。
工程机械行业的机械设计与工程技术
工程机械行业的机械设计与工程技术在工程机械行业中，机械设计和工程技术是至关重要的。
这两个方面是实现高效生产和优质产品的关键。
本文将介绍工程机械行业中机械设计和工程技术的重要性，并探讨其在行业发展中的作用。
一、机械设计的重要性机械设计是工程机械行业中至关重要的一环。
通过机械设计，可以确保机械设备的安全性、可靠性和高效性。
一个优秀的机械设计师可以合理地安排设备的结构和零部件，提高设备的使用效率，减少能耗并延长设备的使用寿命。
在机械设计过程中，必须考虑到各种因素，如设备的功能需求、使用环境和操作方式等。
只有通过综合考虑这些因素，才能设计出满足用户需求的机械设备。
因此，机械设计师需要具备丰富的知识和经验，掌握工程原理、热力学、机械传动和结构等方面的知识。
二、工程技术的重要性工程技术在工程机械行业中起着至关重要的作用。
工程技术包括了工程测量、工程设计、工程施工和工程管理等方面的技术。
它贯穿于整个工程项目的全过程，确保项目的顺利进行。
工程技术的核心是工程施工。
在工程机械行业中，工程施工是项目的关键环节，直接关系到项目的质量和进度。
只有通过合理的工程施工，才能确保项目能够按时完成，并达到预期的效果。
此外，工程技术还包括了工程测量和工程设计。
工程测量是确定工程机械设备安装位置和测量工程变形等方面的技术。
而工程设计则是根据项目需求进行设备选型和系统设计等方面的技术。
通过合理的工程设计和测量，可以确保工程机械设备的准确安装和稳定运行。
三、机械设计与工程技术在行业发展中的作用机械设计和工程技术在工程机械行业的发展中发挥着重要作用。
首先，优秀的机械设计和工程技术可以提高机械设备的质量和效率，满足用户对设备高性能和稳定运行的需求。
其次，机械设计与工程技术的不断创新，推动了工程机械行业的发展。
随着科技的进步和用户需求的改变，机械设计和工程技术需要不断创新和改进。
通过引入新的材料、提高设备的自动化程度和智能化水平，可以提高工程机械设备的竞争力，并满足市场的需求。
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《工程机械理论与设计》课程复习思考题
第一章和第二章
1. 复习工程机械分类
说出土方工程机械、石方工程机械和混凝土机械各包括那些机械？
2. 工程机械由那些部分（或系统）组成，说出它们的作用？
3. 库伦摩擦定律的公式和意义是什么？
4. Ⅳ类土比Ⅱ类土的切削比阻力（大，小）。
5. 土壤的那些物理机械性质与土中的含水量有关？
6. 初始松散系数和残余松散系数有何不同？
7. 冲击指数是将一面积为 的圆形平压头，在每次10J 冲击功之作用下，将
压头压入土壤中达 cm 深度时所需的冲击次数称为冲击指数。
（1cm 2，10）
8. 土壤切削阻力与 和 有关？（土壤性质和切削刃的几何参数）
第三章和第四章
1. 说出轮式行走机构的特点？
2. 说出轮式机械的行驶原理？
3. 轮胎动力半径r d 是指充气后承载的轮胎存在径向和周向变形，此时轮心到水
平 的垂直距离；（牵引力）
4. 轮胎运动有哪三种形式（分别用d g r r ,以及V T ,V 表示）？
5. 额定滑转率是按照 工况确定的，履带式机械的额定滑转率一般 在 左右。
（最大生产率，10~15%）
6. 何为切线牵引力、牵引力和有效牵引力？分别就轮式机械和履带式机械表达出三 者之间的关系。
7. 试解释滑移、滑转的概念及其滑转率的表达式？
8. 滑转率随牵引力的增大而 。
（增大）
9. 影响滚动阻力的因素有那些？
10. 履带式机械的内摩擦包括那些？式 r + r 是如何得到的？
11. 为什么说车轮的切线牵引力是附着性质的力？
12. 附着性能的影响因素有那些？
13. 工程机械行驶系统的效率等于其滚动效率与 效率之积。
（滑转） 工程机械行驶系统的效率等于 效率与 效率之积。
14. 履带与地面之间的附着力由哪两种因素组成？
15. 影响履带行驶阻力的因素？
第五章
1. 把机器在运用时经常出现的,对机器的设计和评价其性能有决定形响的工况称为 。
（典型工况）
2. 牵引工况时，工程机械以低挡工作，是因为工程机械需要克服工作装置作业而引起的巨大工作阻力，需要发动机和底盘系统发挥强大的牵引力。
3. 牵引工况和运输工况对机器的设计要求有那些不同？
牵引工况对机器的设计要求是：
1)机器的适应性较强．确保在变化较大的工作阻力下稳定工作；
2)机器在低档工作时．应能发挥足够大的牵引力，以便克服短时最大工作阻力；而且牵引效率较高；
3)发动机的功率应能较好地发挥和利用；
4)整机布置合理、整机性能匹配．且最大圆周牵引力大于附着牵引力。
（3）运输工况对机器总体设计的一般要求
运输工况对机器总体设计的一般要求如下：
1）速度性能好．即运行速度快，变速方便、迅速．机器加速性能好，而月在各种速度下运行发动机功率利用充分；
2）机器的机动性好、能适应各种运用情况的转向、调度要求．转向半径小；
3)机器的通过性好，既能通过松软、泥泞的路面，又具力较大的爬坡能力；
4)机器的稳定性好，对于各种复杂的工作情况,机器有足够的纵向、横向稳定性。
4. 为什么惯性力计算时要考虑发动机和行走机构回转零件的惯性影响？ 通常用 系数表示。
（回转质量换算）
5. 行走机构切线牵引力PK 计算：
6. 写出工程机械在水平地面匀速行驶时的牵引平衡方程和功率平衡方程。
7. 牵引特性以图解的形式表示了工程机械在一定的地面条件下，在水平地段以 运行时，工程机械各挡的牵引参数随 而变化的函数关系。
（全油门作等速，有效牵引力P ）
8. 牵引参数合理匹配的条件是什么？为什么须满足这些条件？
9. 选择档位数和分配传动比时，遵循的原则是什么？
10. 为什么必须保证机器在各档工作时发动机的扭矩、转速和功率都能在同一范围内变化? 为什么这一要求可通过按几何级数分配各档传动比的方法来实现？
11. 动力特性是机器在 下的动力性能的基本特性。
（运输工况） 用于评价机器的哪些方面的能力？
12. 何为动力因数？
第六章
c m m ea c K K r i M r M P η==
1.工程机械设计中必须满足那些使用性能要求？
2. 机器设计满足经济性的要求，表现在哪两个方面？
3. 产品开发通常要经过哪三个阶段？（设计过程、样机试制和试验鉴定）
4. 总体设计中技术设计要做哪些工作？
5. 目前总体设计的方法有哪几种？（类比，统计分析，模拟试验和相似原理的
方法）
6. 变负荷工况对发动机性能的影响有哪些？
7. 总体布置中发动机的布置应综合考虑其对哪些因素的影响？（传动系布置、
机械重心位置、附着重量、机械总体稳定性）
8. 稳定性评价指标有哪些？
9. 何为稳定度？试述装载机横向稳定性的特点。
求出装载机的一级稳定度？
10. 简述工程机械的设计程序（设计步骤）
典型工程机械
1. 推土机的作业阻力有那些？
2. 盾构由哪几部分组成？盾构的推进阻力包括哪些方面？
3. 试描述土压平衡盾构的工作原理和施工过程。
4. 盾尾密封的作用是什么？
建筑的基石是非常非常重要的。