机械设计基础和基本组成部分
机械设计基础简答题
机械设计基础简答题一、什么是机械设计基础？机械设计基础是机械工程学科中的一门基础课程，主要涉及机械系统的设计、分析和优化。
它涵盖了从基本原理到复杂系统设计的各个方面，包括力学、材料科学、热力学、机构学、动力学、传动和控制系统等。
二、简述机械设计的过程。
机械设计的过程是一个系统性的过程，通常可以分为以下几个步骤：1、确定设计目标：明确设计的目的和需求，考虑设计的功能、性能、可靠性、成本等要素。
2、概念设计：根据设计目标，进行初步的概念设计，包括机构形式、运动方案、结构布局等。
3、详细设计：对概念设计进行详细的分析和优化，包括机构尺寸、材料选择、热力学分析、动力学仿真等。
4、校核和验证：对设计进行各种校核和验证，包括强度校核、刚度校核、稳定性校核等，以确保设计的可靠性和安全性。
5、试制和试验：制造和试验设计的机械系统，以验证其性能和达到预期的设计目标。
6、改进和优化：根据试制和试验的结果，对设计进行改进和优化，以提高性能和可靠性。
三、什么是机构？列举几种常见的机构。
机构是机械系统中实现运动和力的传递或转换的组成部分。
常见的机构包括：1、连杆机构：通过连杆的组合实现运动和力的传递，如曲柄摇杆机构、双曲柄机构等。
2、凸轮机构：通过凸轮的转动实现指定运动，如盘形凸轮机构、圆柱凸轮机构等。
3、齿轮机构：通过齿轮的啮合实现运动和力的传递，如圆柱齿轮机构、圆锥齿轮机构等。
4、螺旋机构：通过螺旋的转动实现直线运动或角度运动，如螺纹丝杠机构、螺旋压力机等。
5、摩擦传动机构：通过摩擦力实现运动和力的传递，如带传动机构、摩擦轮传动机构等。
6、液压传动机构：通过液压油的传递实现运动和力的控制，如液压泵机构、液压缸机构等。
机械设计基础简答题库一、什么是机械设计基础？机械设计基础是机械工程学科中的一门基础课程，主要涉及机械系统的基本组成、力学性质、设计方法和优化等方面的知识。
它是机械工程专业学生必修的一门课程，也是工程师在设计机械设备时必须掌握的基本理论和技术。
《机械设计基础》
绪论
(4)工艺性要求 这包含两个方面1）装配工艺形2）零件加工工艺性。 (5)可靠性要求 要求机械系统在预定的环境条件下和寿命期限内，具有 保持正常工作状态的性能，这就称为可靠性。 2.机械零件设计的基本准则及一般步骤 (1)根据零件的使用要求（如功率、转速等），选择零件 的类型及结构型式，并拟定计算简图。 (2)分析作用在零件上的载荷（拉、压力，剪切力）。 (3)根据零件的工作条件，按照相应的设计准则，确定许 用应力。
1.构件 从运动角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立运动单
元体组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。 从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立制
造单元体组合而成零件，这些独立制造单元体称为零件。 构件可以是一个零件；也可以是由一个以上的零件
组成。图示内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、 连杆头、轴瓦、螺杆、螺母、轴套等零件组成的。这 些零件分别加工制造，但是当它们装配成连杆后则作 为一个整体运动，相互之间不产生相对运动。
（2）机器是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传 递能量、物料和信息。 由实例可看出，各种机器的主要组成部分都是各种机构。 所以可以说，机器乃是一种可用来变换或传递能量、 物料与信息的机构组合体。
（3）机器的结构 传统的机器由如下三个部分组成： 原动件—传动部分—执行部分 现代机器一般由如下四个部分组成 原动件—传动部分—执行部分
构应用最为广泛
整理课件
§1-2 平面机构运动简图
一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对 位置，并能完全反映机构特征的简图。
二、绘制：
表1-1
1、运动副的符号
转动副：
整理课件
2、构件符号：
史上最全的机械设计基础
史上最全的机械设计基础引言机械设计是工程领域中的重要组成部分，涉及到机械系统的设计、分析、制造和维护。
机械设计基础包括机械原理、材料力学、机械零件设计、机械制图等方面的知识。
本文将详细介绍机械设计基础的相关内容，帮助读者全面了解这一领域。
第一部分：机械原理机械原理是机械设计的基础，包括力学、运动学、动力学等方面的知识。
力学主要研究物体的受力、运动和变形规律，为机械设计提供理论基础。
运动学研究物体运动的速度、加速度、位移等参数，为机械设计提供运动规律。
动力学研究物体受力后的运动状态，为机械设计提供动力和能量转换的原理。
第二部分：材料力学材料力学是机械设计中的重要内容，涉及到材料的力学性能、材料的变形和破坏等方面的知识。
材料的力学性能包括弹性、塑性和韧性等，对机械零件的强度和可靠性具有重要影响。
材料的变形和破坏规律是机械设计中必须考虑的因素，以保证机械零件的安全性和耐用性。
第三部分：机械零件设计机械零件设计是机械设计的核心部分，涉及到零件的形状、尺寸、材料和工艺等方面的知识。
机械零件设计的基本原则是满足使用要求、经济合理、安全可靠。
设计过程中需要考虑零件的受力情况、工作环境、使用寿命等因素，选择合适的材料和工艺，进行合理的形状和尺寸设计。
第四部分：机械制图机械制图是机械设计的重要工具，用于表达和交流设计思想。
机械制图包括制图规范、投影原理、视图表达、尺寸标注等方面的知识。
制图规范是制图的基本要求，包括图纸的大小、比例、线型、字体等。
投影原理是制图的基础，用于将三维物体转换为二维图形。
视图表达是制图的核心，用于展示物体的形状和尺寸。
尺寸标注是制图的重要环节，用于明确物体的尺寸和位置。
第五部分：机械设计软件随着计算机技术的发展，机械设计软件已经成为机械设计的重要工具。
常用的机械设计软件包括CAD（计算机辅助设计）、CAE （计算机辅助工程）、CAM（计算机辅助制造）等。
这些软件可以辅助设计人员进行零件设计、装配设计、工程分析等工作，提高设计效率和精度。
机械设计基础概念整理(部分)
绪论1.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。
凡将其他形式的能量变换为机械能的机器称为原动机。
凡利用机械能去变换或传递能量，物料，信息的机器称为工作机。
2.机械包括机器和机构两部分。
3.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。
4.就功能而言，一般机器包含四个基本组成部分：动力，传动，控制，执行。
5.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。
6.构件是运动的单元，零件是制造的单元。
7.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1章平面机构的自由度和速度分析1.自由度——构件相对于参考坐标系所具有的独立运动，称之为构件的自由度。
2.运动副－－两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。
条件：a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动3.绘制机构运动简图思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。
步骤：1）.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；2）.测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面），绘制示意图。
3）按比例绘制运动简图。
简图比例尺：μl =实际尺寸m / 图上长度mm4）.检验机构是否满足运动确定的条件。
4.机构具有确定运动的条件:机构自由度F>0，且F等于原动件数。
5.速度瞬心的定义: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，该点称瞬时回转中心，简称瞬心。
第2章平面连杆机构1.由若干构件用低副（转动副、移动副）连接组成的平面机构，也称平面低副机构。
特点：①采用低副。
面接触、承载大、便于润滑、不易磨损，形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。
机械设计基础第1章 绪论
1.1.2 机械中的构件、零件和部件 1. 构件 机构是由构件组成的，构件在机构中具有独立的运动特性， 在机械中形成一个运动整体。如图1-2（a）所示的内燃机是由 活塞、连杆、曲轴和汽缸等构件构成的一个典型的曲柄滑块机 构，其中，原动件活塞作直线往复运动，通过连杆带动曲轴作 连续转动。
2. 机械零件 机械零件 机械都是由机械零件组成的。 机械都是由机械零件组成的 。 机械零件是指机械中每一个 单独加工的单元体，例如图1-1所示的曲轴 所示的曲轴。 单独加工的单元体，例如图 所示的曲轴。构件可以是单一的 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图1-2(b)所 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图 所 示的连杆，它是由连杆体、连杆盖、 示的连杆 ， 它是由连杆体 、 连杆盖 、 螺栓和螺母等零件组合而 成的。这些零件之间没有相对运动，是一个运动整体， 成的 。 这些零件之间没有相对运动 ， 是一个运动整体 ， 故属一 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 随着机械的功能和类型的日益增多， 随着机械的功能和类型的日益增多 ， 作为组成机械的最基 本单元的零件更是多种多样。 本单元的零件更是多种多样。 通常将机械零件分为通用机械零 件和专用机械零件两大类。 件和专用机械零件两大类。
1.3 机械零件的材料选择
1.3.1 使用要求 按强度条件设计的零件，当其尺寸和重量都受限制时，应 选用强度较高的材料； 按刚度条件设计的零件，应选用弹性模 量较大的材料；若零件表面接触应力较高(如齿轮)，应选用可 以进行表面强化处理的材料(如调质钢、渗碳钢)。此外，对容 易磨损的零件(如蜗轮)，应选用耐磨性好的材料；对滑动摩擦 下工作的零件(如滑动轴承)，应选用减摩性好的材料；对高温 下工作的零件，应选用耐热材料；对腐蚀性介质中工作的零件， 应选用耐腐蚀材料。
机械设计基础复习资料(综合整理)
机械设计基础复习资料一、基础知识0、零件（独立的机械制造单元）组成（无相对运动）构件（一个或多个零件、是刚体；独立的运动单元）组成（动连接）机构（构件组合体）；两构件直接接触的可动连接称为运动副；运动副要素（点、线、面）；平面运动副、空间运动副；转动副、移动副、高副（滚动副）；点接触或线接触的运动副称为高副（两个自由度、一个约束）、面接触的运动副称为低副（一个自由度、两个约束，如转动副和移动副）0.1曲柄存在的必要条件：最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。
连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
0.2在四杆机构中，不满足曲柄存在条件的为双摇杆机构，满足后，若以最短杆为机架，则为双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架则为双摇杆机构；若以最短杆的两邻杆之一为机架，则为曲柄摇杆机构0.3 凸轮从动件作等速运动规律时，速度会突变，在速度突变处有刚性冲击，只能适用于低速凸轮机构；从动件作等加等减速运动规律时，有柔性冲击，适用于中、低速凸轮机构；从动件作简谐运动时，在始末位置加速度也会变化，也有柔性冲击，之适用于中速凸轮，只有当从动件做无停程的升降升连续往复运动时，才可以得到连续的加速度曲线（正弦加速度运动规律），无冲击，可适用于高速传动。
0.4凸轮基圆半径和凸轮机构压力角有关，当基圆半径减小时，压力角增大；反之，当基圆半径增大时，压力角减小。
设计时应适当增大基圆半径，以减小压力角，改善凸轮受力情况。
0.5.机械零件良好的结构工艺性表现为便于生产的性能便于装配的性能制造成本低1.按照工作条件，齿轮传动可分为开式传动两种。
1.1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【齿面疲劳点蚀】1.2对于闭式软齿面来说，齿面点蚀，轮齿折断和胶合是主要失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按齿面弯曲疲劳强度进行校核。
1.3闭式齿轮传动中的轴承常用的润滑方式为飞溅润滑1.4. 直齿圆锥齿轮的标准模数规定在_大_端的分度圆上。
《机械设计基础》课程体系和课程内容
《机械设计基础》课程体系和课程内容《机械设计基础》作为近机械类专业的重要技术基础课，其任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论、基本知识和基本方法。
通过本课程理论和实践的学习，使学生具有综合运用所学知识和实践技能，设计简单机构和简单传动装置的能力；具有通过实验和观察去识别常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力。
一、教学内容1.绪论内容：机械设计基础的研究对象和内容；本课程的性质和任务；本课程的学习方法；机械设计概述。
2.平面机构的自由度和速度分析内容：机构的组成；平面机构的运动简图；平面机构的自由度；速度瞬心和其应用。
3.平面连杆机构内容：平面连杆机构的特点及应用；平面四杆机构的组成、基本形式及其演化；平面四杆机构的特性；平面四杆机构的设计。
4.凸轮机构内容：凸轮机构的组成、类型、特点及应用；常用从动件的运动规律；盘形凸轮轮廓的设计；凸轮机构设计中的几个问题。
5.齿轮传动内容：齿轮传动的特点和基本类型；渐开线齿轮的齿廓及传动比；渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动；渐开线齿轮的加工方法；渐开线齿廓的根切现象与标准齿轮不发生根切的最少齿数；齿轮常见的失效形式与设计准则；齿轮的常用材料及许用应力；齿轮传动的精度；渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算；斜齿圆柱齿轮传动；直齿圆锥齿轮传动；齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑。
6.其他常用机构内容：螺旋机构；棘轮机构；槽轮机构；其他间歇运动机构；7.蜗杆传动内容：蜗杆传动的类型和特点；蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算；蜗杆传动的失效形式和计算准则；蜗杆传动的材料和结构；蜗杆传动的强度计算；蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。
8.轮系内容：定轴轮系传动比的计算；行星轮系传动比的计算；混合轮系传动比的计算；轮系的应用。
9.带传动和链传动内容：带传动的类型、特点及应用；V带和V带轮的结构；带传动的工作能力分析；V带传动的设计；带传动的张紧、安装与维护；链传动的类型、特点及应用；滚子链的结构及标淮；链传动的运动特性；滚子链传动的设计方法；链传动的布置、张紧及润滑。
机械设计基础课程教学
机械设计基础课程教学
机械设计是现代工程领域的重要分支之一，其涉及到机器设计、结构设计、运动学、动力学等多个方面的知识。
机械设计基础课程是机械工程、材料科学、自动化等专业的必修课程，也是机械工程师和设计师必备的基本能力。
机械设计基础课程教学应该包括以下内容：
1. 机械设计基础知识：包括机械设计的基本原理、设计流程、设计思路等，以及常用的机械零部件和机构的设计原理。
2. 材料力学基础：包括材料的力学性质、应力分析、应变分析等，学生应该掌握材料的弹性、塑性、疲劳等基本性质。
3. 运动学基础：包括机械运动学的基本概念、坐标系的建立、运动参数的表示等，以及机械运动学中的常用机构如齿轮、链条等的设计原理。
4. 动力学基础：包括机械动力学的基本概念、牛顿定律、功率和能量等基本概念，学生需要了解机械的运动和力学性质。
5. CAD软件应用：学生应该通过CAD软件来进行机械设计，掌握基本的CAD绘图技巧和三维建模技巧。
机械设计基础课程教学应该注重理论教学和实践教学相结合，通过实验和设计案例来提高学生的实践能力。
同时，也应该注重培养学生的创新能力，鼓励学生将所学知识应用到实际设计中去。
总之，机械设计基础课程的教学是机械工程和设计教育的重要组成部分，它对于培养机械工程师和设计师的基本能力具有重要意义。
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1.运转机械，搞清楚构件的数目，并用数字标注（1、2、3…）；
2.搞清楚运动副的性质、数目，并用字母标注（A、B、C…） ；
3. 合理选择投影面及原动件的静态位置（以机构的运动平面 为投影面）；
4.用规定的符号和线条绘制图形（先画出运动副符号，然
§0－1 本课程研究的对象和内容
二、内容
常用机构 通用零(部)件 常用机构
机器动力学
工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法
第1章 平面机构的自由度和速度分析 第2章 平面连杆机构 第3章 凸轮机构 第4章 齿轮机构 第5章 齿轮系 第6章 其它常用机构 第7章 机械运转速度波动的调节 第8章 回转件的平衡
进入汽缸；
❖活塞上行，进气阀关闭，混合气体被压
10
缩，在顶部点火燃烧；
高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；
活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。
3.内燃机的工作过程： 进气 压缩 爆炸
排气
化学能
机械能
机器—根据某种使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，
是可用来变换或传递能量、物料和信 息的机构组合体。
高副
• 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
平面高副1
空间运动副
• 运动副两构件间的相对运动是空间运动，故属 于空间运动副。
2.平面机构运动简图
• 实际构件的外形和结构往往很复杂，在研 究机构运动时，为了使问题简化，有必要 撇开那些与运动无关的构件外形和运动副 具体构造，仅用简单线条和符号来表示构 件和运动副，并按比例定出各运动副的位 置。这种说明机构各构件间相对运动关系 的简化图形，称为机构运动简图。
连杆盖
零件：组成机器的不可拆的单元。例如：螺钉、键等。
部件：由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独 立装配的组合体。例如：联轴器、滚动轴承等。
零件的分类
通用零件：在各种机器中普遍使用，例如：齿轮、 链、轴、螺栓、螺母、轴承等。
专用零件：只有在特定的机器中才用到，具有特殊 的功能。例如：曲轴、叶片、犁铧、枪栓等。
去分析和解决工程实际问题的能力 • 3.理解经验公式、参数、简化计算的使用条件
要求：
• 1、作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整， 作业量未达到规定者不能参加考试。
• 2、上课认真听讲，及时消化。 • 3、成绩=期末考试成绩*70%+平时成绩*30%
第1章 平面机构的自由度和速度 分析
• 讨论机构满足什么条件构件间才具有确 定的相对运动。
机器包含四个基本组成部分
辅助系统
机器
=
原动机
(动力部分) + 传动系统
控制系统
+分析： 内燃机
4
3
2
1.组成：
1
1—汽缸体 2—活塞 3—进气阀
5
4 —排气阀 5—连杆 6—曲轴
8
7—凸轮
8—顶杆 9、10 —齿轮
7 9
6
2 .工作原理：
活塞下行，进气阀开启，混合气体
机构运动简图中的运动副符号
• GB4460-84《机构运动简图符号》
常用运动副的符号
运动副
运动副符号
名称 两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运动副
2 转
2
动
副
平
1
1
面
运
动
2
副移
动
1
副
2
1
2
2
1
1
2
1 2 1
22
22
1
1
1
1
2
2
1 2 1
1 2
1
t 平 面 高 副
螺 旋 空副 间 运 动球 副面 副
球 销 副
2 2
1
n
2 t
1 n
2
1
1
2
1
1
1
2
2
t
n
2
t
n1
2 1
1 2
1 2
1 2
2 1
§1－2 机构运动简图
一般构件的表示方法 杆、轴构件
固定构件
同一构件
两副构件
§1－2 机构运动简图
一般构件的表示方法
三副构件
四副构件
§1－2 机构运动简图
3.常用机构运动简图符号
在
齿
机
轮
架
齿
上
条
的
传
电
动
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称为机 构。例一、二、三
• 机器的主体部分是由机构组成的。
机构—能够用来传递运动和力改变运动形式的机械装置。如： 连杆机构、 凸轮机构、 齿轮机构等。
机器和机构的区别和联系： 区别：研究的着重点不同
机构——一个运动件系统，实现运动的转换或力的传递 机器——除了运动系统以外，还包含有电器、液压等控制装置，
机械设计基础和基本 组成部分
绪论
在我国，机械的创造、发展及使用有着悠久的历史（例 如捣米这样的简单机构）。三千年前出现了简单的纺织机 东汉时已发明水排 东汉张衡将杆机构巧妙地使用在人类第一台地震仪上。
1.研究对象和内容
• 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。 例一 例二
机器举例： 内燃机、牛头刨床、 翻斗车、电阻打弯机、 缝纫机、 送料机、蛋糕切片机、 榨油机、 玩具、 机械手、 工业机器人等。
机
带 传 动
圆 锥 齿 轮
传
动
§1－2 机构运动简图
链 传 动
圆柱 蜗杆 蜗轮 传动
外啮 合圆 柱齿 轮传 动
凸 轮 传 动
§1－2 机构运动简图
内啮
棘
合圆
轮
柱齿
机
轮传
构
动
§1－2 机构运动简图
五、机构运动简图的绘制方法
思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），
弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号 表示出来。
通用零(部)件 第9章 ～ 第18章
学习本课程的目的
• 1、为学习专业机械设备课程打好基础； • 2、使技术人员在了解各种机械的传动原理、
设备的正确使用和维护以及设备的故障分 析等方面获得必要的基本知识； • 3、为现有机械的合理使用和革新改造打下 基础。
学习方法
• 1.搞清楚基本概念、理解基本原理 • 2.注意培养自己运用所学的基本理论和方法
完成能量（信息）的传递、转换或作有益的机械功
从结构和运动的观点来看，两者并无区别。
联系：机器由机构组成，一部机器包含不同的机构；不同的 机器可能包含相同的机构
机械
• 习惯上用“机械”一词作为机器和 机构的总称。
构件与零件
构件：运动的单元
例：内燃机中的连杆
内燃机 连杆
螺栓
垫圈 螺母
轴套
连杆体 轴瓦
• 机构速度分析。
1运动副及其分类
• 平面机构，空间机构 • 构件的自由度：相对于
参考系构件所具有的独 立运动
运动副
• 运动副：使两构件直接接触并能产生一定 相对运动的联接。
• 通常把运动副分为低副和高副两类。
低副
• 两构件通过面接触组成的运动副称为低副。 平面机构的 • 低副有转动副和移动副两种。