机械设计之读书笔记

读书笔记一：《机械原理》主编：李杞仪，赵韩. 机械原理——武汉理工大学出版社本课程主要研究各种机械的一般共性问题，即研究机构的组成原理、机构运动学及机器动力学等；研究各种机器中常用机构的运动及动力性能分析与设计方法和机械传动系统方案设计的问题。

本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。

它在培养高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。

第一章绪论主要知识点：机械原理研究的对象和内容；学习机械原理课程的目的和方法；机械原理学科发展概貌。

基本要求：对课程的性质、主要内容等方面有个初步的了解，为以下学习打好基础。

第二章机构的结构分析主要知识点：机构结构分析的内容及目的；机构的组成、机构运动简图及机构具有确定运动的条件；平面机构与空间机构的自由度计算及应注意的事项；平面机构的组成原理、结构分类及结构分析；虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计。

基本要求：明确机构组成的概念；能绘制常用机构的机构运动简图和计算平面机构的自由度，了解空间机构的自由度计算和平面机构的组成原理。

第三章平面机构的运动分析主要知识点：机构运动分析的任务、目的和方法；用速度瞬心法作机构的速度分析；用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析；用解析法（复数法或矩阵法）作机构的运动分析。

基本要求：用图解法和解析法对Ⅱ级机构进行运动分析，特别是能运用计算机进行机构的运动分析。

第四章平面机构的力分析主要知识点：作用在机械上的力；构件惯性力的确定（质量代换法）；运动副中摩擦的概念、摩擦力的计算和总反力方向的确定；考虑摩擦时机构的受力分析。

基本要求：了解作用在机械中的力的分类，掌握运动副中摩擦力的计算方法和总反力方向的确定。

第五章机械的效率和自锁主要知识点：机械的效率和自锁的概念；机械与机组的机械效率计算；机械自锁条件的确定。

基本要求：明确机械效率和自锁的概念，能确定机构的瞬时机械效率和机构的自锁条件。

第六章机械的平衡主要知识点：机械平衡的目的；刚性转子的静平衡计算和动平衡计算；刚性转子的静平衡和动平衡实验；转子的许用不平衡量概念；平面四杆机构平衡的基本概念。

基本要求：明确机械平衡的目的，掌握刚性转子的静平衡和动平衡的条件、平衡原理和任务和作用；对机械原理学科的发展趋势有所了解。

第七章机械的运转及其速度波动的调节主要知识点：机械运转过程的三个阶段；机械上的驱动力与工作阻力的特性；机械系统的等效动力学模型；机械运动方程式的建立和求解；机械周期性速度波动产生的条件、程度描述及其调节方法；机械非周期性速度波动及其调节原理。

基本要求：掌握建立单自由度机械系统的等效动力学模型及运动方程式的方法，会求解力为函数时的运动方程式；了解飞轮的调速原理和特点，掌握飞轮转动惯量的简易计算方法；了解非周期性速度波动调节的基本概念。

第八章平面连杆机构及其设计主要知识点：连杆机构及其传动特点；平面四杆机构的基本型式及其演化和应用；平面四杆机构有曲柄条件、急回运动、传动角及死点、连杆曲线和运动连续性等；连杆机构设计的基本问题；用图解法设计四杆机构的方法；用解析法设计四杆机构的方法；用实验法设计四杆机构的方法。

基本要求：了解平面四杆机构的基本型式及其演化，对曲柄存在条件、急回运动（极位和极位夹角）和行程速比系数、压力角、传动角、死点及运动连续性，有明确的概念，掌握四杆机构的设计方法。

第九章凸轮机构及其设计主要知识点：凸轮机构的应用、分类和特点；推杆运动规律的名词术语、常用运动规律及选择的原则；用图解法和解析法设计凸轮的轮廓曲线；凸轮机构的受力分析、压力角的概念及意义；凸轮基圆半径、滚子半径和平底长度等基本尺寸的确定。

基本要求：了解凸轮机构的类型和应用，对推杆的运动规律，凸轮机构的压力角及自锁有明确的概念，能确定盘形凸轮机构的基本尺寸；掌握盘形凸轮廓线的设计方法。

第十章齿轮系及其设计主要知识点：齿轮系的分类及功用；定轴轮系、周转轮系和复合轮系的传动比计算；行星轮系的效率和行星轮系选型即各轮齿数的确定。

基本要求：了解齿轮机构的类型和应用；掌握齿廓啮合基本定律，深入了解渐开线直齿圆柱轮传动的啮合特性；掌握标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算方法；了解渐开线齿轮的展成原理和根切、最少齿数、变位、变位齿轮传动等概念；了解平行轴斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点，掌握标准斜齿轮传动几何尺寸的计算方法；了解标准直齿轮圆锥齿轮的传动特点及几何尺寸的计算方法；对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。

读书笔记二：《画法几何及机械制图》主编：朱冬梅，胥北澜——高等教育出版社《画法几何及机械制图(第5版)》共15章，主要内容有：制图的基本知识，点、直线和平面的投影，直线与平面、平面与平面的位置关系，曲线与曲面的投影，立体及平面与立体表面的交线，组合体，机件的常用表达方法，轴测图，螺纹和齿轮等的规定画法，零件图和装配图，旋转法和立体表面的展开，计算机图形学和图形应用软件等。

为适应当前机械设计的需要，《画法几何及机械制图(第5版)》以三维创新构形设计为中心，把三维构形设计及计算机绘图等新内容融入本课程。

重点介绍了基于参数化特征的造型软件Autodesk Inventor和国内外广泛使用的AutoCAD绘图软件。

第一章制图的基本知识和基本技能掌握：国家标准《机械制图》的基本规定，几何作图。

了解：制图的基本技能，徒手画图的一般方法。

第二章点、直线和平面的投影掌握：点、直线、平面的投影特点及作图方法。

了解：直线的迹点和作图方法。

第三章几何元素间的相对关系掌握：几何元素间的平行、相交、垂直问题。

了解：平面上的最大斜度线的投影特性。

第四章投影变换掌握：换面法及其运用。

了解：旋转法及其运用。

第五章基本体的投影掌握：平面立体、曲面立体的投影及表面取点。

了解：轴线倾斜的曲面体画法。

第六章平面及直线与立体相交掌握：平面与平面立体、平面与曲面立体相交的作图方法。

了解：直线与立体相交的作图方法。

第七章立体与立体相交掌握：两回转体表面相交，多形体表面相交和不完整形体表面相交。

了解：平面体与回转体的表面相交。

第八章组合体掌握：组合体的组成分析及画法，组合体的看图方法。

了解：组合体的构型设计。

第九章轴测图掌握：正等轴测图、斜二等轴测图的画法。

了解：正轴测投影的特性。

第十章表示机件的图样画法掌握：机件的各种表达方法：视图、剖视、剖面、简化画法与规定画法。

了解：第三角投影法。

第十一章尺寸标注基础掌握：尺寸标注的基本规定，组合体尺寸标注。

了解：圆弧连接图形尺寸标注及分析。

第十二章零件图掌握：零件图的视图选择，零件图技术要求的注写。

了解：常见零件的工艺结构。

第十三章标准件与常用件掌握：螺纹及螺纹紧固件的画法，键联接画法，齿轮的规定画法。

了解：弹簧、滚动轴承的画法。

第十四章装配图掌握：装配图的表达方法及视图选择；装配图的尺寸标注；零件编号及明细表；中等复杂程度的装配图的绘制和阅读；由装配图拆画零件图的基本方法。

了解：装配工艺结构。

第十五章计算机绘图基础掌握：AutoCAD基本绘图命令和基本编辑命令。

了解：零件图的绘制。

读书笔记三：《材料力学》主编：刘鸿文——高等教育出版社《材料力学》的特点是，坚持基本性，着重应用性，增强适应性，突出重点，力求系统，既便于教师取舍内容、组织课堂教学，也便于学生自学。

第一章绪论主要的知识点如下：1、材料力学研究的问题是构件的强度、刚度和稳定性。

2、构成构件的材料是可变形固体。

3、对材料所作的基本假设是：均匀性假设，连续性假设及各向同性假设。

4、材料力学研究的构件主要是杆件。

5、内力是指在外力作用下，物体内部各部分之间的相互作用；显示和确定内力的基本方法是截面法；应力是单位面积上的内力。

6、对于构件任一点的变形，只有线变形和角变形两种基本变形。

7、杆件的几种基本变形形式是：拉伸（或压缩），剪切，扭转以及弯曲。

第二章拉伸、压缩主要的知识点如下：1、本章主要介绍轴向拉伸和压缩时的重要概念：内力、应力、变形和应变、变形能等。

轴向拉伸和压缩的应力、变形和应变的基本公式是：正应力公式胡克定律胡克定律是揭示在比例极限内应力和应变的关系，它是材料力学最基本的定律之一。

材料的力学性能的研究是解决强度和刚度问题的一个重要方面。

对于材料力学性能的研究一般是通过实验方法，其中拉伸试验是最主要、最基本的一种试验。

低碳钢的拉伸试验是一个典型的试验。

它可得到如下试验资料和性能指标：拉伸全过程的曲线和试件破坏断口；-材料的强度指标；-材料的塑性指标。

其中-材料抵抗弹性变形能力的指标；某些合金材料的-名义屈服极限等测定有专门拉伸试验。

2、工程中一般把材料分为塑性材料和脆性材料。

塑性材料的强度特征是屈服极限和强度极限（或），而脆性材料只有一个强度指标，强度极限。

3、强度计算是材料力学研究的重要问题。

轴向拉伸和压缩时，构件的强度条件是它是进行强度校核、选定截面尺寸和确定许可载荷的依据。

第三章扭转1.通过对受扭薄壁圆筒的分析引入：(1) 纯剪切单元体和剪应力及剪应力互等定理；(2) 剪应变和剪切胡克定律它们是研究圆轴扭转时应力和变形的理论基础，也是材料力学中重要的基本概念和基本规律。

2. 对非圆截面杆的扭转应掌握以下要点：(1) 翘曲现象；(2) 自由扭转与约束扭转的基本特点；(3) 矩形截面杆扭转剪应力的分布特点。

第四章弯曲内力1.梁在横向载荷作用下，横截面上的内力有剪力和弯矩，分别用Q和M表示。

求剪力和弯矩的基本方法是截面法，即用一假想的截面将梁截为二段，考虑其中任一段的平衡。

作用该段梁上的力既有外力也有内力（Q、M），利用平衡条件即可求得截面上的剪力和弯矩。

2. 画剪力、弯矩图的方法可以分为二种：根据剪力、弯矩方程作图和利用q、Q、M间的微分关系作图。

无论用哪种方法，其作图步骤可以分为四步。

(1)求支座反力；(2)分段列方程或分段利用微分关系确定曲线形状；(3) 求控制截面内力，绘Q、M图。

(4) 确定和。

3. 均布载荷不连续处，集中力（包括支座反力）和集中力偶作用处为分段处。

通常每段的两个端截面即为控制截面。

当内力图为曲线时，内力取得极值的截面亦为控制截面。

第五章弯曲应力1. 受弯构件横截面上有两种内力--弯矩和剪力。

弯矩M在横截面上产生正应力；剪力在横截面上产生剪应力。

关系、物理关系和静力平衡关系。

弯矩产生的正应力是影响强度和刚度的主要因素，故对弯曲正应力进行了较严格的推导。

剪力产生的剪应力对梁的强度和刚度的影响是次要因素，故对剪应力公式没作严格推导，先假定了剪应力的分布规律，然后用平衡关系直接求出剪应力的计算公式。

3. 梁进行强度计算时，主要是满足正应力的强度条件某些特殊情况下，还要校核是否满足剪应力的强度条件4. 根据强度条件表达式，提高构件弯曲强度的主要措施是：减小最大弯矩；提高抗弯截面系数和材料性能。