机械设计基础总复习(看完必过)
《机械设计基础》复习重点、要点总结
《机械设计基础》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？2-2 润滑剂的作用是什麽？常用润滑剂有几类？第3章平面机构的结构分析复习重点1、机构及运动副的概念2、自由度计算平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。
3.1 运动副及其分类运动副：构件间的可动联接。
（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。
3.2 平面机构自由度的计算一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。
当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。
例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。
解由其机构运动简图不难看出，该机构有3个活动构件，n=3；包含4个转动副，P L=4；没有高副，P H=0。
因此，由式(1-1)得该机构自由度为F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=13. 2.1 计算平面机构自由度的注意事项应用式(1-1)计算平面机构自由度时，还必须注意以下一些特殊情况。
1. 复合铰链2. 局部自由度3. 虚约束例3-2 试计算图3-9所示大筛机构的自由度。
解机构中的滚子有一个局部自由度。
顶杆与机架在E和E′组成两个导路平行的移动副，其中之一为虚约束。
机械设计基础总复习
《机械设计基础》一、简答题1. 机构与机器的特征有何不同？机器的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动；（3）能够进行能量转换或代替人的劳动。
机构的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动。
机构不具备机器的能量转换和代替人的劳动的功能。
2.转子静平衡条件是什么？转子动平衡条件是什么？两者的关系是什么？ 转子静平衡条件：∑=0F转子动平衡条件: ∑=0F ,∑=0M转子动平衡了，肯定静平衡；但转子静平衡了，但不一定动平衡。
3.请说明铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
铰链四杆机构最短杆的对边做机架，就成为双摇杆机构。
4.请给出齿轮传动失效的主要形式，并说明闭式软齿面齿轮传动应该按何种强度准则进行设计，何种强度准则校核，为什么？齿轮传动失效：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、塑性流动、磨粒磨损闭式软齿面齿轮传动：按][H H σσ≤设计，按][F F σσ≤胶合因为闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式为齿面点蚀。
5.说明为什么带传动需要张紧而链传动一般不需要张紧，哪种传动一般紧边在上，哪种传动一般紧边在下，为什么？因为带传动是摩擦传动，而链传动是啮合传动链传动的紧边在上，而带传动的紧边在下。
6．请给出三种以上螺栓联接防松的方法，并简要分析其特点。
止动垫片防松，是机械防松；开槽螺母与开口销防松是机械防松双螺母防松，是摩擦防松。
7．以下材料适合制造何种机械零件？并各举一例。
45 20 ZG270-500 ZPbSb16Cu245：优质碳素结构钢，制造轴类零件20：优质碳素结构钢，制造硬齿面齿轮零件ZG270-500：铸钢，制造大齿轮ZPbSb16Cu2：铸造青铜，滑动轴承的轴瓦8.请说明离合器和联轴器作用的差异，并各给出一个应用的例子。
离合器和联轴器共同点：联接两轴，传递运动和动力；不同点：离合器可在运动中接合或脱开，而联轴器只能在停车时才能接合或脱开。
9．给出铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
（1）最短杆+最长杆≤其余两杆长度之和最短杆的对边为机架；（2）最短杆+最长杆＞其余两杆长度之和10. 凸轮机构中从动件的运动规律为匀速运动时，有何缺点，应用在什么场合？有刚性冲击，用在低速轻载的场合。
机械设计基础复习总结
自由度计算小结自由度计算公式:F ＝3n －2Pl －Ph机构自由度＝3×活动构件数－(2×低副数+1×高副数)计算步骤:（1）确定活动构件数目（2）确定运动副种类和数目（3）确定特殊结构: 局部自由度、虚约束、复合铰链（4）计算、验证自由度例 计算图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。
键联接和花键联接键联接的主要类型有: 平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等。
1.平键联接键工作原理:两侧面是工作面, 靠两侧面挤压传递转矩。
成对使用:承载能力不够时采用, 按 180°布置两个键。
一对平键按1.5 个键计算。
2.半圆键联接工作原理: 两侧面是工作面, 侧面挤压传递转矩。
4、3.楔键联接5、工作原理: 上下表面为工作面, 靠摩擦力传递转矩。
6、切向键联接● 工作原理:键的窄面是工作面, 靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩。
● 一个切向键只能传递单向力矩, 双向力矩时, 需要采用两个切向键, 两键的夹角为 。
● 花键联接是有外花键和内花键组成。
花键联接可用于静联接或动联接。
按齿形不同可以分为矩形花键和渐开线花键两类, 两种花键均已标准化。
矩形花键定心方式为小径定心, 特点是定心精度高, 定心稳定性好。
渐开线花键定心方式为齿形定心, 具有自动定心作用, 有利于各齿间的均匀承载。
螺纹联接1.螺栓联接按其受力状况不同, 分为普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接。
2.普通螺栓, 其主要失效形式为螺栓杆和螺纹部分发生断裂（受拉）；铰制孔用螺栓联接, 其主要失效形式为螺栓杆和孔壁见压溃或螺栓杆被剪断（受剪）。
3.防松的根本问题是防止螺旋副的相对转动。
（1）摩擦防松 对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母（2）机械防松 槽型螺母和开口销、圆螺母和带翘垫圈、止动垫圈、串联钢丝4.螺纹联接的预紧目的: 在于增强联接的可靠性和紧密性, 以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。
《机械设计基础》综合复习资料
《机械设计基础》综合复习资料一、简答题1.简述机器与机构的定义，在生产中举出一机器应用的事例，并说明其有哪些机构组成。
机器定义：由零件组成的执行机械运动的装置。
用来完成所赋予的功能，如变换或传递能量、变换和传递运动和力及传递物料与信息。
机构的定义：由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。
举例：开卷机由圆柱齿轮机构、底座滑动机构、电机传动机构、带钢压紧机构等组成。
2.请说明铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。
铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，就一定是双摇杆机构3.说明为什么带传动需要的张紧力大而链传动需要的张紧力小，哪种传动一般紧边在上，哪种传动一般紧边在下，为什么？因为带传动张紧力的大小决定工作能力的大小，而链传动张紧力不决定工作能力，只是控制松边垂度和防止脱链、跳齿。
链传动一般紧边在上，带传动一般紧边在下。
链传动一般紧边在上因为以免在上的松边下垂度过大阻碍链轮的正常运转；4.请给出齿轮传动失效的主要形式，并说明闭式软齿面齿轮传动应该按照何种强度准则进行设计，何种强度准则校核，为什么？答：齿轮传动失效的主要形式：1、轮齿折断；2、齿面点蚀；3、齿面磨损；4、齿面胶合；5、塑性变形。
闭式软齿面齿轮传动应该按照齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核。
因为闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是接触疲劳磨损即点蚀失效为主。
5.说明回转类零件动平衡与静平衡的区别。
答：1）静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。
2）动平衡在转子两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双面平衡。
6.请给出下列滚动轴承的类型、内径和精度等级。
62087013C30210/P251205/P6答：6208为深沟球轴承，内径为40mm，精度等级为0级；7013C为角接触球轴承，内径为65mm，精度等级为0级；30210/P2为圆锥滚子轴承，内径为50mm，精度等级为2级；51205/P6为推力球轴承，内径为25mm，精度等级为6级；7.给出2种螺栓联接防松的方法，并说明其依据的原理。
《机械设计基础》第六版重点、复习资料
《机械设计基础》第六版重点、复习资料《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。
机械设计基础总复习
三、急回特性
行程速度变化系数：（或行程速比系数）K表示：
K = v2/v1 =（C2C1/t2）/ （C1C2/t1 ） = t1/t2 = 1/2 = （180°+θ ）/（180°-θ ）
式中θ 为摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所 夹的锐角，称为极位夹角（ C2AC1）。 极位夹角θ 越大，K值越大，急回运动的性质 越显著。
第三章 凸轮机构
重点、难点：
反转法原理 凸轮机构的图解法设计 凸轮机构基本参数的关系
一、从动件常用运动规律
1、匀速运动规律（推程段）
2、等加速等减速运动规律
3、简谐运动
4、正弦加速度运动（摆线运动） 5、组合运动
二、压力角与作用力的关系
压力角: 从动件上的驱动力与 该力作用点绝对速度之间 所夹的锐角。 凸轮机构的压力角： 接触点法线与从 动件上作用点速度方 向所夹的锐角。
失效，但失效并不单纯意味着破坏。
– 工作能力：在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的 限度，称为工作能力。此限度对载荷而言时，又称为承载 能力。
机械零件可能的失效形式归纳起来主要有：
断裂或塑性变形 过大的弹性变形
工作表面的过度磨损或损伤
发生强烈的振动（当周期性干扰力的频率与轴的自振频
极位夹角计算公式：
θ =180°（K-1）/（K+1）
连杆机构输出件具有急回特性的条件
1）原动件等角速整周转动； 2）输出件具有正、反行程的往复运动； 3）极位夹角θ >0。
四、压力角和传动角
（1）机构压力角: 在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻 力的条件下:机构中驱使输出件运动的力与输出件 上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压 力角，通常用α 表示。
《机械设计基础》复习重点、要点总结
《机械设计基础》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)2-2 润滑剂的作用是什麽常用润滑剂有几类第3章平面机构的结构分析复习重点1、机构及运动副的概念2、自由度计算<平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。
运动副及其分类运动副：构件间的可动联接。
（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。
平面机构自由度的计算。
一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。
当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。
例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。
~解由其机构运动简图不难看出，该机构有3个活动构件，n=3；包含4个转动副，P L=4；没有高副，P H=0。
因此，由式(1-1)得该机构自由度为F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=13. 2.1 计算平面机构自由度的注意事项}应用式(1-1)计算平面机构自由度时，还必须注意以下一些特殊情况。
1. 复合铰链2. 局部自由度3. 虚约束<例3-2 试计算图3-9所示大筛机构的自由度。
解机构中的滚子有一个局部自由度。
顶杆与机架在E和E′组成两个导路平行的移动副，其中之一为虚约束。
机械设计基础期末考试复习知识点
机械系统的设计要：性能要求
详细描述：机械系统的性能要求主要包括运动性能、动力性能、工作 性能和可靠性等，设计时应充分考虑这些要求。
总结词：经济性要求
详细描述：机械系统的经济性要求包括制造成本、运行成本和维护成 本等方面，设计时应注重降低成本，提高经济效益。
机械系统的设计方法
了弹簧在不同工作条件下的性能表现，是弹簧设计的重要依据。
03
机械系统设计
机械系统的组成与特点
01
总结词：基本组成
02
详细描述：机械系统通常由原动机、传动装置、执行装置和控制装置 等组成，各部分具有不同的功能和特点。
03
总结词：特点分析
04
详细描述：机械系统具有结构紧凑、工作可靠、传动效率高和制造成 本低等优点，但也存在摩擦、磨损和发热等问题。
轴承的设计
轴承的类型
轴承分为滚动轴承和滑动轴承两类，滚动轴承由内圈、外圈、滚动 体和保持架组成，滑动轴承由轴承座、轴瓦和润滑系统组成。
轴承的载荷分析
轴承所承受的载荷有径向载荷、轴向载荷和复合载荷，分析载荷时 应考虑瞬时最大载荷和平均载荷。
轴承的寿命计算
根据轴承的转速、载荷、润滑方式和材料等因素，计算轴承的寿命， 以确保轴承的使用寿命满足要求。
优化设计的方法与步骤
总结词
优化设计的方法、步骤
VS
详细描述
优化设计的方法包括数学规划法、遗传算 法、模拟退火算法等。基本步骤包括明确 设计问题、建立数学模型、选择优化方法 、编写求解程序和结果分析等。
优化设计在机械设计中的应用实例
总结词
优化设计在机械设计中的应用实例
详细描述
优化设计在机械设计中广泛应用于各个领域，如汽车、航空航天、能源和化工等。例如 ，在汽车设计中，优化设计可用于发动机、底盘和车身等部件的轻量化、性能提升和成 本降低等方面；在航空航天领域，优化设计可用于飞机和火箭的结构设计和性能优化。
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2、四杆机构有曲柄的条件 3、作图法设计四杆机构 已知： 摇杆长度 c 摇杆摆角 ψ 行程速比系数 K
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•第四章 凸轮机构
从动件的运动规律 1、一次多项式——等速运动规律 在行程转折处，速度由正变负，加速度突变，从动件会产生很大惯性力，冲击和振动很大，称为刚 性冲击。只适合于低速、轻载场合。 2、二次多项式——等加速、等减速运动规律 在行程转折处，速度由正变负，加速度也由正变负，但突变是一定值，惯性力也是有限值，会产生 一定的冲击和振动，称为柔性冲击。 3、简谐运动规律
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• （1）碳素钢 • 按照质量和用途，又可以分为： • 1） 碳素结构钢 (GB/T 700－2006) • 普通碳素结构钢不需热处理，供货状态下可直接使用。 •Q195、Q215、Q235-A F、Q235-B、Q235-C、 Q235-D、275 •Q指屈服强度，后面的数字代表屈服强度数值。 •2）优质碳素结构钢(GB/T 699－1999) • 含碳量低于0.25%的钢为低碳钢，其强度和硬度低，但塑性和焊接性能好，适用于冲压、焊接等方法 成型。含碳量在0.25%～0.6% 的钢为中碳钢，有良好的综合力学性能，应用最广，含碳量高于0.6%的钢 为高碳钢，常用作弹性元件和易磨损元件。 • 优质碳素结构钢一般经过热处理，可获得较高的弹性极限和较高的屈服强度。（低碳钢不可以直接淬 火） • 08、08F、15、20、20 A、 20Mn、45、45Mn、85
•3）碳素工具钢(GB/T 1298－2008)
• 碳素工具钢一般经过热处理，可获得较高的力学性能
•
T7、T8A、T8Mn、T8MnA、T10A、T13、T13A
7
•第二章 平面机构的结构分析 1、低副 通过面接触而组成的运动副。限制2个自由度 1）回转副 2）移动副
2、高副 通过点、 线 接触而组成的运动副。 限制1个自由度
向灯、后尾红灯），显示（里程表、 油量表、速度表、电瓶电量表）等。
4
机器 机 （有能量转化） 构件
零件
械
机构
零件
（无能量转化）
信息机械 如计算机、电话机、传真机等 构件是机器运动的最小单元，零件是构成机械的最小单元。部件是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，如减速器，离合器等
5
加速度是一余弦曲线，在连续升降的情况下，没有冲击。 4、摆线运动规律
加速度是一正弦曲线，没有冲击。适合高速大功率下使用。
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3、运动链的自由度（活动度）数 F：
F = 3n - 2PL - PH 式中：n：机构中可活动的构件数,
PL：低副数
PH：高副数
4、 计算自由度时注意：
a、复合铰：有K个构件在某一点联接，这一点就构成了K-1个回转副，称为复合铰。
b、局部自由度：在运动链中，
与整个运动链无关的自由度 为
局部自由度。为改善受力状况
3
二、 机器的组成 （以汽车为例） 1、动力部分 提供动力（发动机） 2、传动部分 提供变速、改变运动方向或运动形式等
（变速箱、传动轴、离合器） 3、工作部分 直接完成设计者的构想，代替或减轻人类的
工作（车轮，转向器） 4、控制部分 使机器各部分运动协调。可以是手控、
电控、遥控等。 辅助系统：照明（前后灯，车内灯），信号（转
•
平均应力： σm =（σmax + σmin）/ 2
•
最大应力： σmax
•
最小应力： σmin
•
应力特性系σm =（σmax + σmin）/ 2 = 250（MPa ） ， • r = σmin / σmax = 0.25， 求得 • σmax = 400 （MPa ） • σmin = 100 （MPa ） • 为一般脉动循环变应力！
而设。
9
3、虚约束: 有些约束对机构的自由度是重复的，称为 虚约束！
n 9, p L 12 , pH 2,
F 3 n 2 p L p H 3 9 2 件 ：1 2 机 2 构1 具 有 确 定 运 动的条
在一个机构中，原动机输入机构的主 动件数和机构的自由度数相等。
10
•第三章 平面连杆机构 1、四杆机构的组成与基本形式 曲柄 连架 曲柄AB 能做整周转动 α=360º 摇杆 杆 摇杆CD 做一定角度的摆动ψ < 360º 机 连杆BC 连接曲柄、摇杆间的运动 构 机架AD
12
3、曲柄存在的条件 1）四杆机构中，最长杆和最短杆之和小于其余
两杆长度之和。 2）曲柄为最短杆，且是连架杆或机架。 4、对四杆机构的判断：
在四杆机构中，没有曲柄存在，就是双摇杆 机构，若存在曲柄，，哪一个是机架，就构成不 同的机构。
13
1）和最短杆相连的杆是机架，为曲柄摇杆机构。 2）最短杆是机架，为双曲柄机构。 3）最短杆对过的杆是机架，为双摇杆机构。
θ为极位夹角，曲柄和连杆 共线时的夹角。摇杆摆角ψ
11
2、压力角 和传动角 γ 对曲柄摇杆机构进行受力分析时，可计算使
从动件摇杆摆动的有效力：切向力 Ft =Fcos 而径向力 Fr =Fsin
实际中，希望Ft 大些， Fr小些。故 越小越好 传动角 γ = 90º-
故 γ 越大越好 （ γ 为连杆和摇杆夹角的锐角！）
三、机械零件材料学基础 • 制造机械零件的材料用的最多的是金属材料，其次是非金属材料和复合材料。 •一、金属材料 • 金属材料又分为黑色金属（如钢、铸铁等）和有色金属（如铜、铝、钛及其合金等）。 • （一） 黑色金属 • 钢和铸铁都是铁碳合金，他们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2.1%的铁碳合金称为钢。 含碳量大于2.1%的铁碳合金称为铸铁。 • 1、钢 • 通常使用的钢，含碳量在0.05% ～ 0.7%之间。 • 根据化学成分的不同，又可将钢分为碳素钢和合金钢。
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†1
第一章 概 论
• 一、载荷和应力分析
• 问： σa 、 σm 、 σmax 、 σmin 、 r参数各代表什么？
•
绘图说明当σm =250MPa， r= 0.25时，应力随着时间
• 的变化曲线，这是什么应力？
• 答： 应 力 幅： σa =（σmax - σmin）/ 2