现代机械设计方法考试复习总结

现代机械设计方法考试复习总结

第一篇：现代机械设计方法考试复习总结

1、TRIZ一般方法：首先、将需要解决的特殊问题加以定义、明确；然后根据TRIZ理论提供的方法，将需要解决的特殊问题转化为类似的标准问题，而针对类似的标准问题总结、归纳出类似的标准解决方法；最后，依据类似的标准解决方法就可以解决用户需要的特特殊题了。

2、物理冲突：为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时出现了与该特性相反的特性

3、物理冲突的解决原理：a、空间分离原理；b、时间分离原理；

c、基于条件的分离原理；

d、整体与部分的分离原理

4、冲突的分类：管理冲突、物理冲突、技术冲突；定义：是指一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。

5、技术冲突与物理冲突的区别：技术冲突总是设计两个基本参数A与B，当A得到改善时，B标的更差。物理冲突仅涉及系统中的一个子系统或部件，而对该子系统或部件提出来相反的要求。往往技术冲突的存在隐含着物理冲突的存在，有时物理冲突的解比技术冲突的解更容易获得。

6、技术的阶段：新发明、技术改进、技术成熟；或者婴儿期、成长期、成熟期、退出期。

7、负向参数：指这些参数（39个通用工程参数）变大时，使系统或子系统的性能变差。

8、应用进化模式与进化路线的过程为：根据已有的结构特点选择一种或几种进化模式，然后从每种模式中选择一种或几种进化路线，从进化路线红确定新的核心技术可能的结构状态。

9、有限元常用的单元类型：a、杆状单元；b、平面单元；c、薄板弯曲单元和薄壳单元；d、多面体单元；e、等参数单元；f、轴对称单元

10、弹性力学的基本假设：a、假设物体是连续的b、假设物体是完全弹性的c、假设物体是均匀的d、假设物体时各项同性的e、假设位移和变形是微小的f、假设物体内无初始应力

11、体力：是分布在物体体积内的力

12、减小解体规模的常用措施：a、对称性和反对性b、周期性条件c、降维处理和几何简化d、子结构技术e、线性近似化f、多工况载荷的合并处理

13、梯度两个性质：a、梯度向量▽f（X（k））与过点X（k）的等值线的切线正交b、负梯度向量—▽f（X（k））方向是函数在点X （k）处的最速下降方向

14、可靠性分配的原则：a、技术水平b、复杂程度c、重要程度

d、任务情况

15、弹性力学的基本方程：a、平衡微分方程；b、几何方程；c、物理方程

16、平面问题的基础理论：a、平面应力问题（几何形状特征、载荷特征）；b、平面应力问题（几何形状特征、载荷特征）

17、几何简化；a、子结构技术；b、线性近似化；c、多工况载荷的合并处理

18、优化设计的数学模型包含的的部分：a、设计变量与设计空间、

b、目标函数；

c、约束方程；优化设计的数学模型：a、无约束优化问题的数学模型一般形式：minf（X）X属于R的n次方；b、约束优化问题的数学模型：minf（X）属于D属于R的n次方。

19、优化计算机的迭代终止准则：a、点距准则；b、函数下降量准则；c、梯度准则

20、黄金分割法搜索的一般过程：a、给出初始搜索区间（a，b）及收敛精度ε,将λ赋以0.68。b、按插入点计算公式α1=b-λ（b-a）、α2=a+λ（b-a）计算α

1、α2，并计算其对应的函数值f（α1）、f（α2）。c、根据黄金分割法的区间消去法原则缩短搜索区间。为了能用原来的插入点计算公式，需要进行区间名称的代换，并在保留区间中计算一个新的插入

及其函数值。d、检查区间是否缩短到足够小和函数值收敛到足够近，如果条件不满则返回到步骤2。e、如果条件满足，则取最后两插入点的平均值作为极小点数值近似值。

21、可靠性分配的原则：a、技术水平对技术成熟的零件，能够保证实现较高的可靠性，或预期投入使用时可靠性可有把握地增长到较高水平，则可分配给较高的可靠度；b、复杂程度对简单的零件，组成该零件的零部件数量较少，组装容易或故障后易于修复，则可分配给较高的可靠度；c、重要程度对重要的零件，该零件失效将产生严重的后果，或该零件失效常会导致全系统失效，则应分配给较高的可靠度；

d、任务情况对整个任务时间内均需连续工作以及工作条件严酷，难以保证很高可靠度性的零件，则应分配给较低的可靠度。

22、可靠性分配方法：a、等分配法；b、再分配法；c、比例分配法；d、综合评分分配法

23、平均寿命：对于不可修复产品指产品从开始使用到失效这段时间有效工作时间的平均值；对于可修复产品指平均无故障工作时间。

24、可靠性指标：a、平均寿命；b、寿命方差与标准差；c、可靠寿命与中位寿命；d、维修度；e、有效度

25、中位寿命：指按由小到大排列时位于中间位置的产品的寿命；

26、维修度：对可维修的产品在发生故障后在规定的条件下和规定的时间内完成修复的概率。

27、有效度：指可维修的产品在规定的条件下使用时，在某时刻具有或维持其功能的概率。

第二篇：现代机械设计方法专题(一)

2012级研究生现代设计方法课程提纲

（一）现代设计方法概论现代设计概论

（理解现代设计和传统设计）

现代设计与传统设计的区别、特点和联系

传统的机电产品设计：一种以强度和低压控制为中心的安全系数设计、经验设计、类比设计和机电分离设计。

现代机电产品设计：在强调创造性，注意产品整体功能基础上以

现代设计方法和计算机技术为根据的机电一体化系统设计。

1，产品设计概论

产品设计的四种类型：开发性设计（创新）、改进性设计、系列化设计、测绘与仿真（各种类型的现代特点）

设计的原则：创新原则、可靠性原则、效益原则、审核原则

（设计原则的内涵）

产品设计的设计阶段：产品规划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、施工设计阶段（其中：产品规划阶段、方案设计阶段现代设计的特征是解决方法论的问题，而技术设计阶段、施工设计阶段则更侧重于技术方法和手段）

2，市场调查和可行性分析

对产品设计而言：

市场调查：

（1）市场调查的目的（2）市场调查的内容

（3）调查方法

（4）预测技术

可行性研究――形成可行性研究报告，其内容：

（1）设计项目的必要性

（2）产品目前国内外现状和水平

（3）确定产品的技术规格、性能参数和约束条件

（4）产品的技术关键和解决途经

（5）预期达到的技术、经济、社会效益

（6）预期投资费用及项目进度、期限

3，产品设计任务书

经市场调查和可行性分析后，制定产品设计任务书，任务书主要内容：

（1）立项概况：项目名称、设计单位、主要设计者、起止时间和设计费用等

（2）产品设计要求：功能、适用性、性能、制造工艺、可靠性、使用寿命、成本、安全

性以及包装运输等方面的要求。

参考资料黄春颖.工程设计方法.北京：中国科学技术出版社，1989黄春颖主编.设计方法学.北京：机械工业出版社，1992Pahl G，Beitz W.Konstruktionslehre.2 Auf.Berlin：Springer Verlag，1986黄靖远.机械设计学.北京：机械工业出版社，1999

要求：阅读有关资料，整理设计前期的过程与步骤，准确理解和把握设计的方法论和设计技术。

第三篇：现代机械设计方法课程教学大纲-2015-5-26

现代机械设计方法课程教学大纲

第1章现代机械设计概述1.1 现代机械设计与传统机械设计1.2 现代机械设计特点 1.3 现代机械设计研究概况第2章现代机械创新设计 2.1 创新设计特点 2.2 创新设计类型 2.3 创新设计方法第3章现代机械并行设计

3.1 并行设计概念产生的背景和过程 3.2 并行设计的技术特征 3.3 并行设计中的关键技术 3.4 并行设计的技术经济效益第4章现代机械系统设计

4.1 系统设计的概念 4.2 系统设计的方法和步骤 4.3 机械系统设计 4.3.1 机械系统设计的任务

4.3.2 机械系统的方案设计与总体设计4.3.3 机械系统的总体布置4.4 系统设计的展望第5章现代机械功能设计

5.1 功能设计的概念 5.2 功能设计的步骤5.3 功能分析5.3.1 功能分解5.3.2 功能结构的建立5.4 寻求作用原理 5.4.1 寻求物理效应 5.4.2 寻求功能载体

5.4.3 寻求作用原理的常用方法5.4.4 组合作用原理及形成原理解答方案 5.4.5 系统原理解答方案的评价和决策第6章现代机械模块化设计

6.1 模块化设计的基本概念和方法 6.2 模块化系统的分类 6.3 模块化设计的步骤 6.4 模块化设计的关键 6.5 模块化设计的现状与趋势第7章现代机械模糊设计

7.1 事物的模糊性 7.2 模糊设计的研究内容 7.3 机械模糊设计的特点 7.4 模糊设计的理论基础 7.5 模糊优化设计 7.6 模糊概率设计 7.7 模糊聚类分析

第8章现代机械虚拟样机设计8.1 虚拟样机设计的理论基础8.2 虚拟样机模型的创建方法8.3 测试虚拟样机模型8.4 验证虚拟样机模

型 8.5 细化虚拟样机模型 8.6 迭代虚拟样机模型 8.7 优化设计 8.8 定制界面

第9章现代机械稳健设计 9.1 稳健设计的基本概念 9.2 稳健设计的一般步骤9.3 稳健设计方法9.3.1 损失模型法9.3.2 响应面模型法9.3.3 工程模型法

第10章现代机械绿色设计 10.1 环境污染对产品设计的挑战 10.2 绿色产品设计的基本概念10.3 绿色产品设计的关键技术10.3.1 面向再生的设计方法 10.3.2 面向拆卸的设计方法 10.3.3 面向生命周期的评估

第11章现代机械传动装置失效分析及案例研究 11.1失效分析的基本知识 11.2轴的失效分析 11.3齿轮的失效分析 11.4轴承的失效分析 11.5整机损坏的失效分析第12章其他设计方法 12.1计算机辅助设计 12.2智能设计 12.3表面设计 12.4动态设计 12.5工业设计

第四篇：机械设计复习整理

1.对机器的主要要求？使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、寿命与可

靠性的要求

2.机械零件的主要失效形式？整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常

工作环境引起的破坏

3.设计机械零件时应满足的基本条件是？1】避免在寿命期内失效的要求2】结构工艺性要

求2】经济性要求4】质量小的要求5】可靠性要求

4.机械零件的设计准则？1】强度准则2】刚度准则3】寿命准则4】震动稳定性准则5】

可靠性准则

5.常规设计方法-----理论设计、经验设计、模型试验设计

6.设计步骤：选择零件类型结构-----计算零件上的载荷-----确定计算准则-----选择零件材料

-----确定零件的基本尺寸------结构设计-----校核计算-----画出

零件工作图

7.摩擦的几种方式----干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、流体摩擦

8.磨损的方式及过程--------粘附磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、流体磨粒磨损和流体侵蚀磨

损、机械化学磨损、微动磨损

9.润滑油优劣评价方法-----粘度、润滑性、极压性、闪点、凝点、氧化稳定性

10.流体动力润滑必要条件：1】楔形空间2】保证流体又大口进入3】连续不断的供油

11.预紧的目的---在于增强连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

生相对滑移方法：借助测力矩扳手或定力矩扳手

12.带的弹性滑动和整体打滑有什么区别？1】在小带轮上，带的拉力从紧边拉力F1逐渐

降低到松边拉力F2，带的弹性变形量逐渐减少，因此带相对于小带轮向后退缩，使得带的速度低于小带轮的线速度v1；在大带轮上，带的拉力从松边拉力F2逐渐上升为紧边拉力F1，带的弹性变形量逐渐增加，带相对于大带轮向前伸长，使得带的速度高于大带轮的线速度v2。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，成为带传动的弹性滑动。2】当总摩擦力增加到临界值时，弹性滑动的区域也就扩大到了整个接触弧。此时如果再增加带传动的功率，则带与带轮间就会发生显著地相对滑动，即整体打滑。打滑会加剧带的磨损，降低从动带轮的住宿，甚至使传动失效，故应极力避免这种情况发生。

13.链传动的失效形式----链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、链条铰链的胶合、链条的静力破

坏。

14.齿轮传动的失效形式----齿轮折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形

15.提高齿轮抗折断能力---1】用增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根

应力集中2】增大轴及支承德刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀3】采用合适的热处理方法使尺芯材料具有足够的韧性4】采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理

16.

第五篇：机械设计制造考试总结

蜗杆传动

蜗杆的分度圆直径：d1（d1= q·m）

失效形式：蜗轮磨损、胶合、点蚀；蜗杆刚度不足。

tanγ=z1πmz1m

=πd1d1中间平面—包含蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面

传动啮合效率η1 ：蜗杆主动：η1=tan(γ-ρv)tanγ'=蜗轮主动：η1 tanγtan(γ+ρv)v1 cosγ相对滑动速度：vs=蜗杆传动的正确啮合条件：mx1=mt2=m 蜗杆直径系数：q = d1 / m q与导程角γ之关系：tgγ=αx1=αt2=αγ1=β2

z1px1z1mz1==πd1d1q蜗杆头数 z1、蜗轮齿数 z2 及传动比 i

i = n1/n2 = z2/z1

z2 = i z1=28 ~ 100 当要求传动比大或要求自锁时，z1=1，但 z1 少，效率低

为避免根切或传递功率较大时，z1=2、4、6，z1 过多,制造困难蜗杆传动中的作用力：Ft2=2T2=Fa1 Fa1≈Ft2tanγ=Ft1 d2 Fr2=Fnsinαn≈Ft2tanγ=Fr1链传动

链传动的主要失效形式：

1、链条疲劳破坏

链的疲劳强度是决定链传动能力的主要因素

2、链的铰链磨损

开式链传动的主要失效形式

3、链条铰链胶合限定了链传动的极限转速

4、链条冲击破断

5、链条过载拉断

6、链轮轮齿的磨损或塑性变形链传动的运动特性

链传动的瞬时传动比在传动过程中是不断变化的，从而导致运动的不均匀性。只有当主、从动轮齿数相等，链条中心距正好是其节距的整数倍时，瞬时传动比才为常数。

链传动运动不均匀性及刚性链节啮入链轮齿间时引起的冲击，将引起动载荷。会形成连续不断的冲击、振动和噪声。这种现象称为“多边形效应”。

链条的节距越大，链轮齿数越少，转速越高，“多边形效应”越严重。

带传动

包角α1=180︒-D2-D1D-D1⨯60︒α2=180︒+2⨯60︒aaD+D2D-D1∆2带长L L≈πDm+2a+ Dm=1 ∆=2

22a中心距a=L-πDm1+(L-πDm)2-8∆2 44带传动的应力分析：由紧边和松边拉力产生的拉应力；

紧边拉应力：σ1 ＝ F 1/A

Mpa 松边拉应力：σ2 ＝ F2 /A

MPa 由离心力产生的离心拉应力；

FCqv2=离心拉力 Fc 产生的拉应力为：σC=AA由弯曲产生的弯曲应力

带弯曲而产生的弯曲应力σb

σb=EMPa

y r带横截面的应力为三部分应力之和

最大应力发生在：紧边开始进入小带轮处: 带的弹性滑动与打滑的区别：

弹性滑动是由于带传动在工作时，两边拉力不同，而两边的伸长变形不同，造成带与带轮不能同步转动，而带与带轮轮缘之间发生相对滑动；打滑是由于工作载荷过大，是带传动传递的有效圆周力超过了最大值而引起的。失效形式：打滑

疲劳破坏。

设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。带传动可缓和冲击震动，布置在高速级。

齿轮传动

失效形式：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。计算准则：

闭式软齿面齿轮传动：先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。闭式硬齿面齿轮传动：先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。开式齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大。高速重载齿轮传动：需校核齿面胶合强度。

直齿圆柱齿轮传动的受力分析：圆周力Ft=2T1/d1法向力Fn=Ft/cosα径向力Fr=Fttgα

斜齿圆柱齿轮传动的受力分析：圆周力Ft=2T1/d1径向力Fr=Fttgαn/cosβ

轴向力Fa=Fttgβ法向力Fn=Ft/cosαncosβ

滚动轴承

滚动轴承的失效：疲劳点蚀塑性变形磨损、胶合、保持架断裂等轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳点蚀前所经历的总转数或总工作小时数。

基本额定寿命：一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中90％的轴承不发生疲劳点蚀前所经历的总转数或总工作小时数。基本额定动载荷：规定轴承在额定寿命为 106 转时，所能承受的最大载荷，用 C 表示。当量动载荷：一假想载荷，与C 同类型，它对轴承的作用与实际载荷的作用等效。用P表常用小时数表示轴承的额定寿命：L10h106⎛C⎫16770⎛C⎫=⎪=⎪ 60n⎝P⎭n⎝P⎭εε滚动轴承的设计准则：对于回转的滚动轴承：接触疲劳寿命计算和静强度计算。对于摆动或转速很低的滚动轴承：只需作静强度计算。

对于高速轴承：除进行疲劳寿命计算外，还需校核极限转速nlim。

滑动轴承

滑动轴承的主要失效形式：轴瓦的胶合和磨损

形成动压油膜的必要条件：● 两摩擦表面必须形成楔型● 必须具有足够的滑动速度

● 润滑油必须从大口进小口出● 必须充满足够粘度的润滑油

径向滑动轴承

1、限制平均压强P p=被挤出

F≤[p]dBMPa(17.2)避免过度磨损或在载荷作用下润滑油FπdnFn⨯≈≤[pv]限制轴承温升dB60⨯100019100Bπdn≤[v] 避免轴瓦加速磨损

3、限制滑动速度v v=60⨯10002、限制pv值pv=保证液体动力润滑的条件：最小油膜厚度hmin不能小于轴颈与轴瓦表面微观不平度之和

不完全液体润滑滑动轴承的设计计算◆失效形式：磨损、胶合

◆设计准则：保证边界膜不破裂。

◆校核内容：p ≤[p]、pv≤[pv]、v≤[v]

螺纹联接的拧紧和防松

拧紧力矩 T：T = T1+T2 ≈0.2F'd(N.mm)

T1 —螺纹阻力矩

T2 —螺母支承面摩擦阻力矩控制预紧力的目的：

预紧力过大，会使联接超载

预紧力不足，可能导致联接失效重要的螺栓应控制预紧力

1、受拉松螺栓联接（承受静载荷）

危险截面的强度条件：σ=FF

≤[σ]MPaF—拉力dc—计算直径=1Aπdc242、受拉紧螺栓联接（承受静、变载荷）1）只受预紧力的紧螺栓联接F′引起的拉应力：σ=4F'

2πdc16F'tan(ψ+ρv)d2T1 引起的切应力：τT==2σtan(ψ+ρv)d2/dc

2(πd3)c拉、扭联合作用时，按第四强度理论：

22当量拉应力：σ+3τT≈1.3σ

强度条件：4⨯1.3F'≤[σ]MPa 2πdc2）受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接铰制孔用螺栓联接剪切强度条件：τ=4Fs≤[τ]2mπd挤压强度条件：σp=FR≤[σp]dh

d —螺栓杆受剪面直径h —最小挤压高度

螺栓组联接的结构设计目的:合理确定螺栓组的布置方式及接合面的几何形状；使各螺栓受力均匀，便于加工、装配。受轴向力FQ的螺栓组联接

单个螺栓所受轴向工作载荷：F=FQZ总拉力：F0

= F″+ F 强度校核公式为：4⨯1.3F0≤[σ]

πdc2受横向力FR的螺栓组联接μsF'mz=KfFR⇒F'=KfFRμsmz

拉伸强度条件：σ=4⨯1.3F'≤[σ]

πdc2FR Z当用铰制孔用螺栓联接时Fs= FR≤[σP]dh4FS剪切强度条件：τ=≤[τ]mπd2挤压强度条件：σp=受旋转力矩T的螺栓组联接F'=kfTμs(r1+r2+Λ+rz)

拉伸强度条件：σ=4⨯1.3F'≤[σ] 2πdcTrmax

r12+r22+Λ+rz22、受剪螺栓联接Fsmax=受翻转力矩M的螺栓联接受拉螺栓联接Fmax=

Mrmax 222r1+r2+Λ+rz

机械设计基础复习总结

1.运动副：能使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。两构件通过点或线接触而 构成的运动副为高副，通过面接触而构成的运动副为低副。 2.J=Amax/（Wm^2）*【a】 3.平面机构具有确定运动的条件：自由度F>0且F=原动件个数。 4.何为曲柄摇杆的急回特性死点位置？答：当回程所用时间小于工作行程所用时间，称机 构具有急回特性。曲柄摇杆机构中，当摇杆主动件，曲柄与连杆两次共线时，机构就会出现卡死或运动不确定的现象，发生这种现象的位置点为死点。 5.Q215屈服强度为215mpa的普通碳素钢，HT150抗拉强度为150mpa的灰铁，30310内 径为50mm的中系列正常宽度圆锥滚子球轴承(6-深沟球轴承7角接触球轴承5推力球轴承)公称接触角α（C15°AC25°B40°），35平均碳含量为百分之0.35的优质碳素钢，65Mn平均碳含量百分之0.65，含Mn百分之1的优质碳素钢。 6.机械平衡的目的？何为转子动、静平衡？答：减少或消除惯性力；要求转子的质心与轴 线重合，即惯性力为零，力学条件∑F=0，即为转子的静平衡，它为单面平衡;要求转子的惯性力和惯性力矩同时为零，力学条件∑F=0，∑M=0，即为转子的动平衡，它为双面平衡。 7.σ+1 静应力下极限应力σ-1对称循环变应力下疲劳极限σ0脉动循环变应力下疲劳极限 8.螺纹连接为何放松？防松方法？答：螺纹连接的自锁是在静载荷下才是可靠的，在震动 和动载荷下会自动松脱，实质为防止螺旋副的相对转动故防松；方法：摩擦放松（弹簧垫圈、双螺母）、机械放松（开口销、止动垫圈），其他破坏螺纹副关系（焊接、铆冲）。 9.带工作是其截面上的应力有：拉力F1F2产生的拉应力，离心力产生的离心应力，带与 带轮接触部分由于弯曲变形而产生的弯曲应力。 10.带传动的主要失效形式有?应该怎样设计？：打滑，带的疲劳损坏。在保证不打滑的前 提下使带有一定的疲劳强度或寿命，则应使带传动时满足F

机械设计复习完整版(附带例题)

第一章绪论 1、机器的基本组成要素是什么？ 【答】机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。所以，机器的基本组成要素就是机械零件。 2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。 【答】在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。 在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。 3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？ 【答】在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系； 在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求； 在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。 二机械设计总论 1、机器由哪三个基本组成部分组成？传动装置的作用是什么？ 【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。 传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。 2、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？ 【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。 机械零件的主要失效形式有 1）整体断裂； 2）过大的残余变形（塑性变形）； 3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳； 4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。 3、什么是机械零件的设计准则？机械零件的主要设计准则有哪些？ 【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。 机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则 4、绘出浴盆曲线并简述其含义？ 【答】

机械设计基础复习资料

机械设计基础复习 概念类 1机器一般由哪几部分组成一般机器主要由动力部分传动部分执行部分控制部分四个基本部分组成。 2机器和机构各有哪几个特征构件由各个零件通过静连接组装而成的，机构又由若干个构件通过动连接组合而成的，机器是由机构组合而成的。机器有三个共同的牲：（1）都是一种人为的实物组合；（2）各部分形成运动单元，各单元之间且有确定的相对运动；（3）能实现能量转换或完成有用的机械功. 3零件分为哪两类零件分为；通用零件、专用零件。机器能实现能量转换，而机构不能。 4什么叫构件和零件组成机械的各个相对运动的实物称为构件，机械中不可拆的制造单元体称为零件。构件是机械中中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。 5什么叫运动副分为哪两类什么叫低副和高副使两个构件直接接触并产生一定可动的联接，称运动副。 6空间物体和平面物体不受约束时各有几个自由度构件在直角坐标系来说，且有6个独立运动的参数，即沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴转动。但在平面运动的构件，仅有3个独立运动参数。 7什么叫自由度机构具有确定运动的条件是什么机构具有独立的运动参数的数目称为构件的自由度。具有确定运动的条件是原动件的数目等于机构的自由度数目。 8运动副和约束有何关系低副和高副各引入几个约束运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为约束。引入1个约束条件将减少1个自由度。 9转动副和移动副都是面接触称为低副。点接触或线接触的运动副称为高副。 10机构是由原动件、从动件和机架三部分组成。 11当机构的原动件数等于自由度数时，机构就具有确定的相对运动。 12计算自由度的公式：F＝3n-2P L-P H(n为活动构件；P L为低副；P H为高副) 13什么叫急回特性一般来说，生产设备在慢速运动的行程中工作，在快速运动的行程中返回。这种工作特性称为急回特性。用此提高效率。 14凸轮机构中从动件作什么运动规律时产生刚性冲击和柔性冲击当加速度达到无穷大时，产生极大的惯性力，导致机构产生强烈的刚性冲击，因此等速运动只能用于低速轻载的场合。从动件按余弦加速度规律运动时，在行程始末加速度且有限值突变，也将导致机构产生柔性冲击，适用于中速场合。 15齿轮的基本参数有哪几个模数、齿数、压力角、变位系数、齿宽 16什么叫重合度齿轮连续传动的条件是什么啮合线长度与基圆齿距的比值称为重合度；只有当重合度大于1时齿轮才能连续传动；重合度的大小表明同时参与啮合的齿对数目其值大则传动平稳，每对轮齿承受的载荷也小，相对提高了其承载能力。 17斜齿轮正确啮合的条件：是法面模数和法面压力角分别相等而且螺旋角相等，旋向相反。 18什么叫定轴轮系每个齿轮的几何轴线都是固定的轮系称为定轴轮系。定轴轮系的传动比等于各对传动比的连入乘积，其大小等于各对啮合轮中所有从动齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积的比值。 19螺纹自锁的条件是什么自锁的条件；螺纹升角小于或等于磨擦角。 20蜗杆与蜗轮的回转方向的判定----“左右手定则”：左旋用左手，右旋用右手握住蜗杆的轴线四指的指向为蜗杆的转向，姆指的反向就为蜗轮的转向。 21平键的工作面是哪个面平键的联接多以键的侧面为工作面 22联轴器和离合器有何不同联轴器连接时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离；离合器连接的两轴可在机器运转过程中随时进行接合或分离。 23什么是带传动的紧边和松边带传动的受力分析：绕上主动轮的一边，拉力增加，称为紧边；绕上从动轮的一边，拉力减少，称为松边。 24什么叫打滑和弹性滑动各是什么因素引起的是否可避免当带所传递的有效圆周力大于极限值时带与带轮之间发生显著的相对运动这种现象称为打滑；由于传动带是弹性体受拉后将产生弹性变形，使带的转速低于主动轮的转速的现象称为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的，打滑是由于过载引起的应当避免的。25轮齿的失效形式有哪几种形式轮齿折断和齿面损伤。后者又分为齿面点蚀、胶合、磨陨和塑性变形。开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。 26轴的分类：（1）.既受弯矩同时又受扭矩的轴称为转轴（2）.只受弯矩的称为心轴（3）.只受转矩或

机械设计期末总复习

河北工业大学 机械设计基础 第一章机械设计概论 复习思考题 1、机械设计的基本要求包括哪些方面？ 2、机械设计的一般程序如何？ 3、对机械零件设计有哪些一般步骤？ 4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？ 5、对机械零件材料的选择应考虑哪些方面的要求? 习题 1．何谓机械零件的失效？何谓机械零件的工作能力？ 2．机械零件常用的计算准则有哪些？ 第二章机械零件的强度 复习思考题 1、静应力与变应力的区别？静应力与变应力下零件的强度计算有何不同？ 2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。 3、静应力是否一定由静载荷产生？变应力是否一定由变载荷产生？ 4、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？ 5、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？ 6、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素K σ的表达式为何？如何作零件的简化极限应力图？ 7、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？ 8、按Hertz公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素

有关？ 习题 1．某材料的对称循环弯曲疲劳极限1801=-σMPa 。取循环基数N 0=5×106，m =9，试求循环次数N 分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 2．已知材料的机械性能为σs =260MPa ，σ-1=170MPa ，ψσ=0.2，试绘制此材料的简化根限应力线图。 3．圆轴轴肩处的尺寸为：D =54mm ，d =45mm ，r =3mm 。如用上题中的材料，设其强度极限B =420MPa ，试绘制此零件的简化极限应力线图，零件的βσ=βq =1。 4．如上题中危险剖面上的平均应力σm =20MPa ，应力幅σ a =30MPa ， 试分别按①γ=C ，②σm =C ，求出该载面的计算安全系数S ca 。 第三章 摩擦、磨损与润滑 复习思考题 1、滑动摩擦为哪几种类型？各有何特点？ 2、典型的磨损分哪三个阶段？磨损按机理分哪几种类型？ 3、润滑油和润滑脂的主要性能指标有哪些？ 4、什么是流体的粘性定律？ 5、粘度的常用单位有哪些？影响粘度的主要因素是什么？如何影响？ 6、流体润滑有哪些类型？各有何特点？ 习 题 1． 根据摩擦面间存在润滑剂的状况，滑动摩擦分为哪几种？ 2． 获得流体动力润滑的基本条件是什么？ 3． 评价润滑脂和润滑油性能的指标各有哪几个？ 第四章 螺纹联接和螺旋传动 复习思考题 1、受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时，每个螺栓所受的载荷是 。 ①相等的；②与到几何中心距离成正比；③与到几何中心距离成反

机械设计知识点总结

机械设计知识点总结（一） 1．螺纹联接的防松的原因和措施是什么? 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。 3．轮齿的失效形式 答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合，（4）齿面磨损，（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V<＝12时多采用油池润滑，当V>12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速

度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。 6．带传动的有缺点。 答，优点——1）适用于中心距较大的传动，2）带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，3）过载时带与带轮间产生打滑，可防止损坏其他零件，4）结构简单，成本低廉。缺点——1）传动的外廓尺寸较大，2）需要张紧装置，3）由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比，4）带的寿命短，5）传动效率较低。 7．弹性滑动和打滑的定义。 答：弹性滑动是指由于材料的弹性变形而产生的滑动。打滑是指由于过载引起的全面滑动。弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的，进而V2总是大于V1。 8．与带传动和齿轮传动相比，链传动的优缺点

机械设计基础知识点总结

《机械设计基础》知识点总结 1. 构件：独立的运动单元/零件：独立的制造单元 机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能有确定相对运动的连接方式组成的构件系统（机构=机架（1个）+原动件（≥1个）+从动件（若干）） 机器：包含一个或者多个机构的系统 注：从力的角度看机构和机器并无差别，故将机构和机器统称为机械 2. 机构运动简图的要点：1）构件数目与实际数目相同2）运动副的种类和数目与实际数目相 同3）运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例（该项机构示意图不需要） 3. 运动副（两构件组成运动副）：1）高副（两构件点或线接触）2）低副（两构件面接触组成）， 例如转动副、移动副 4. 自由度（F ）=原动件数目，自由度计算公式： 为高副数（为低副数目）（为活动构件数目） （H H L L P P P P n n F --=23 求解自由度时需要考虑以下问题：1）复合铰链2）局部自由度3）虚约束 5. 杆长条件：最短杆+最长杆≤其它两杆之和（满足杆长条件则机构中存在整转副） I ） 满足杆长条件，若最短杆为机架，则为双曲柄机构 II ） 满足杆长条件，若最短杆为机架的邻边，则为曲柄摇杆机构 III ） 满足杆长条件，若最短杆为机架的对边，则为双摇杆机构 IV ） 不满足杆长条件，则为双摇杆机构 6. 急回特性：摇杆转过角度均为摆角（摇杆左右极限位置的夹角）的大小，而曲柄转过角度不 同，例如：牛头刨床、往复式输送机 急回特性可用行程速度变化系数（或称行程速比系数）K 表示 θ为极位夹角（连杆与曲柄两次共线时，两线之间的夹角） 7. 压力角：作用力F 方向与作用点绝对速度c v 方向的夹角α 8. 从动件压力角α=90°（传动角γ=0°）时产生死点，可用飞轮或者构件本身惯性消除 9. 凸轮机构的分类及其特点：I)按凸轮形状分：盘形、移动、圆柱凸轮（端面） II ）按推杆 形状分：1）尖顶——构造简单，易磨损，用于仪表机构（只用于受力不大的低速机构）2）滚子——磨损小，应用广3）平底——受力好，润滑好，用于高速转动，效率高，但是无法进入凹面 III ）按推杆运动分：直动（对心、偏置）、摆动 IV)按保持接触方式分：力封闭（重力、弹簧等）、几何形状封闭（凹槽、等宽、等径、主回凸轮） 10. 凸轮机构的压力角：从动件运动方向与凸轮给从动件的力的方向之间所夹的锐角α（凸轮给 从动件的力的方向沿接触点的法线方向） 压力角的大小与凸轮基圆尺寸有关，基圆半径越小，压力角α越大（当压力角过大时可以考虑增大基圆的半径） 11. 凸轮给从动件的力F 可以如图分解为沿从动件的有用分力F ’ 力F ’’（F ’’=F ’tan α） 12. 凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F ’’增大，使导路摩擦力 大于有用分力F ’，系统无法运动，当压力角超过许用值【α】即发 生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°-45°，【α机构中建议30°，【α】在回程凸轮机构中建议70°-80° 13. 凸轮机构的运动规律与冲击的关系：I ）多项式运动规律：1规律——刚性冲击2

关于机械设计基础知识总结

关于机械设计基础知识总结 关于机械设计基础知识总结 第一章绪论 1、机械的组成：完整的机械系统由原动机、传动装置、工作机、和控制系统四大基本组成部分 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 第二章机械设计概论 1、机械设计的基本要求：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、设计计算准则：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、表面淬火、表面化学热处理 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

机械设计复习

机械设计: 齿轮传动: 四问答题 1．平行轴外啮合大、小斜齿轮的螺旋角方向是否相同斜齿轮受力方向与哪些因素有关 2．开式齿轮传动应按何种强度条件进行计算怎样考虑它的磨损失效 3．闭式齿轮传动应按何种强度条件进行计算 4．为什么轮齿弯曲疲劳裂纹常发生在齿根受拉伸侧 5．如图所示的轮系中,五个齿轮的材料、参数皆相同;当轮1主动时,问哪个齿轮的接触疲劳强度最差哪个齿轮的弯曲疲劳强度最差设轮1传递给轮2、'2的功率相同; 答：轮1接触疲劳强度最差,一周 工作两次; 轮2和'2弯曲疲劳强度最差; 因对称循环的疲劳极限应力一 般仅为脉动循环时的70%; 6．什么叫硬齿面齿轮什么叫软齿面齿轮各适用于什么场合 7．普通斜齿圆柱齿轮的螺旋角取值范围是多少为什么人字齿轮和双斜齿轮的螺旋角可取较大值 ８．选择齿轮齿数时应考虑哪些因素 ９．在锥-圆柱齿轮传动中,应将锥齿轮放在高速级还是低速级为什么 10．某开式齿轮传动时发生轮齿折断,试提出可能的改进措施要求提出５种;

答：1增大齿轮模数,同时减少齿数；2改善材料特性,热处理,提高心部的强度b σ、屈服极限s σ、疲劳极限1-σ;3正变为,增大齿根厚度;4增大齿根过渡圆角半径、降低齿根表面粗糙度值,以减小应力集中;5提高加工精度,以减小动载荷系数v K ,齿向载荷系数βK , 齿间载荷分布系数αK ; 11．某机器中一对直齿圆柱齿轮传动,材料皆为45钢调质,z 1=20,z 2=60,模数m=3mm, 现仍用原机壳座孔,换配一对45钢表面淬火齿轮,齿宽不变,z 1=30,z 2=90,模数m= ２mm;问：①接触应力有何变化②接触强度有何变化③弯曲应力有何变化 答：1接触应力不变；2接触疲劳强度提高;3弯曲应力增大; 12．一对闭式软齿面直齿轮传动,其齿数与模数有两种方案：ａz 1=20；z 2=60,模数m=4mm ；ｂz 1=40；z 2=120,模数m=2mm,其他参数都一样;试问①两种方案的接触强度 和弯曲强度是否相同②若两种方案的弯曲强度都能满足,则哪种方案更好 13．齿面接触疲劳强度计算的计算点在何处其计算的力学模型是什么它针对何种失效形式 答：齿面接触疲劳强度的计算点在节点处,这主要是基于点蚀多发生于轮齿节线附近靠齿根一侧;其力学模型是一对圆柱相接触,针对的失效形式为齿面接触疲劳失效,也称为点蚀; 五受力分析题 １．斜齿轮传动如图所示不计效率,试分析中间轴齿轮的受力,在啮合点画出各分力的方向; ２．如图所示为三级展开式斜齿圆柱齿轮减速器传动布置方案,为了减小轮齿偏载,并使同一轴上的两齿轮产生的轴向力能相互部分抵消,请指出该如何变动传动的布置方案; 3．起重卷筒用标准直齿圆柱齿轮传动,如图所示,试画出： 1在位置B 处啮合时大齿轮两个分力的方向; 2当变换小齿轮安装位置,使其在A 、B 、C 各点啮合时,哪个位置使卷筒轴轴承受力最小画出必要的受力简图,并作定性分析

机械系统设计知识点总结

1 机械原理是研究各种机械的组成原理、机器常用机构的运动及动力性能分析与设计、机器动力学等问题的一门主干技术基础课. 系统：由相互之间有机联系的要素组成,具有特定功能的整体. 2,系统具有6个特性：整体性、相关性结构性和开放性、动态性、层次性、目的性和环境适应性.整体性是系统所具有的最重要和最基本的特性. 3,任何机械都可以看成是由若干个装置、部件和零件按照一定的结构组合而成的有特定功能的整体,这个整体就机械系统.而组成机械系统的基本要素是机械零件. 4,从实现系统功能的角度出发,机械系统应有以下必备的子系统组成：动力系统、传动系统、执行系统、操纵与控制系统等. 5,传动系统的功能包括以下四项:减速或增速,变速,有级变速和无级变速,改变运动规律或形式. 6,机械系统设计的目的是提供优质高效、物美价廉,应能够在市场竞争中取得优势,能够赢得用户,取得较好的经济效益和社会效益的机械产品. 7,方案设计是机械系统设计的核心环节,方案设计是保证设计水平和质量的重要工作,在很大程度上决定了机械系统设计的成败. 方案设计是一个创造性思维的过程,在进行方案设计时,重要的是要创新,采用新原理、新技术、新机构、新工艺,才能设计出有突破性的新产品. 8任何机械系统都可以看成是实现某种能量流、物料流和信息流传递和转化的装置. 机械系统可抽象为：实现输入的能量、物料、信息和输出的能量、物料、信息转化的机械装置.

9用“黑箱”抽象地表示技术过程,不需要事先涉及具体的解决方法,就可以知道机械系统的基本功能和约束条件：基本功能为物料、能量、信息的传递和转化,约束条件表现为内、外部系统的相互作用和相互影响 10技术过程是若干个分过程和工序组合而成的复合过程 11技术系统是实现技术过程各项转化的人为系统. 12功能分解是在系统分解的基础上进行的.对各子系统的功能可逐项分解,直至得到不能再分解的功能元为止. 13系统边界是技术系统功能范围的界限,即内部系统与外部系统的分界 14总体设计必须在方案设计基础上进行.总体设计是机械系统设计第3阶段—内部设计阶段的主要部分,是以后进行系统技术设计的依据.总体布置设计的目的：确定各零、部件的相互位置和运动关系.总体布置设计的原则：简单、合理、经济.保证机械系统内部的能量流、物料流和信息流的流动途径合理,各零部件运动时不产生干涉,是对机械系统总体布置的首要要求 15为保证机械系统能平衡、稳定地工作,就应当尽量使机械系统的质心高度较低,尽量相对于支承对称布置,这对于行走式机械和工程机械尤为重要 17对机械系统的执行系统,应尽量使振动源远离执行系统,采用分离驱动的方法,把电动机和变速箱、主轴箱分置,用有缓冲减振的传动装置将它们联接起来,就可使振源与执行系统隔开. 布置执行系统时应首先确定执行构件的位置.工作机械就是机械系统的执行系统. 16载荷是对机械及零部件进行强度、刚度、稳定性、可靠性和寿命计算的

机械设计基础复习资料

机械设计基础复习资料 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。凡是能将其他形式能 量转换为机械能的机器称为原动机。 2.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。 3.用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间相对运动的连接方式组成的构件 系统称为机构。 4.就功能而言，一般机器包含四个组成部分：动力部分、传动部分、控制部分和执行部分。 5.为完成共同任务而结合起来的一组零件称为部件，它是装配的单元。 6.构件是运动的单元；零件是制造的单元。 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2.两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。 3.两构件通过面接触组成的运动副称为低副，平面机构中的低副有转动副和移动副两种。 4.两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 5.表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。 6.在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约 束，使构件失去一个自由度。 7.机构的自由度是机构相对机架具有的独立运动的数目。从动件是不能独立运动的，只有 原动件才能独立运动。通常每个原动件具有一个独立运动，因此机构的自由度应当与原动件数相等。

8.设某平面机构共有K个构件，其中活动构件数为n=K-1.在未用运动副连接之前，这些活 动构件的自由度总数为3n。若机构中低副数为P L个，高副数为P H个，则机构自由度就是活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数。即 F=3n-2P L-P H 由公式可知，机构自由度取决于活动构件的件数以及运动副的性质和个数。 9.机构具有确定运动的条件是：机构自由度F＞0，且F等于原动件数。 10.两个以上构件同时在一处用运动副相连接构成复合铰链，K个构件复合而成的复合铰链 具有（K-1）个转动副。 11.机构中常出现一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度。 12.在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的，对机构运动不起任何 限制作用，这些约束称为虚约束或消极约束。在计算机构自由度时应当除去不计。13.发生相对运动的任意两构件间都有一个瞬心，若机构由K个构件组成，则瞬心数为 K（K-1） N= 2 14.对于不直接接触的各个构件，其瞬心可用三心定理寻求。该定理是：作相对平面运动的 三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。 15.两构件的角速度与其绝对瞬心到相对瞬心的距离成反比。 第二章平面连杆机构 1.平面连杆机构（平面低副机构）是由若干构件用低副连接组成的平面机构。

机械设计复习资料(全面)

1．机械是 机器 和 机构 的总称。 零件 是制造的 单元， 构件 是运动的单元。 2．两构件通过 面 接触组成的运动副称为低副，两构件通过 点、 线 接触组成的运动副称为高副。 3．带传动的主要失效形式为 打滑 和 疲劳损 坏 。设计准则为：在保证 不打滑 前提下，具有 足够 疲劳强度或寿命 。 4．在凸轮机构中，从动件按等加速等减速运动规律运动，会引起机 构的 柔性 冲击,等速运动规律则引起机构的 刚性 冲击。 5．凸轮机构包括机架、凸轮和从动件三部分，凸轮与从动件之间的 接触可以依靠 重力；弹簧力 或沟槽来维持。 6．常用螺纹牙型中___矩形 形螺纹传动效率最高，__三角形 形自 锁性最好。 7．螺纹联接常用的防松措施（防松装置）有 弹簧垫圈；双螺母； 开口销；止动垫圈 。（列举两种即可） 8．普通平键的工作面是 两侧面 ，楔键的工作面为 上下面 。 9．矩形螺纹副的自锁条件是 ψρ≤（或升角小于等于摩擦角） , 三角形螺纹副的自锁条件是 ψρ'≤（或v ψρ≤）（或升角小于等于当 量摩擦角） 。 10．工作中只受弯矩不受扭矩的轴叫作 心 轴；只受扭矩不受弯 矩的轴叫作 传动 轴；同时受弯矩和扭矩的轴叫作 转 轴。（P270）

11．当齿轮中心距稍有改变时， 传动比 保持原值不变的性质称为 可分性。齿轮连续传动条件为重合度 大于等于1。 12．一对外啮合渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件为： m n1=m n2、 12n n αα=；12ββ=( Pn1=Pn2 ) 。 13．蜗杆传动正确啮合条件为：12x t m m m ==；12x t ααα==；γβ= 。 15．带传动工作时，带上所受应力有拉应力 、 弯曲应力 、 离 心拉应力 三种，最大应力在 紧边进入小带轮接触处 。 16. 标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为____17________。 （P185） 18. 构件是 运动 的单元，零件是 制造 的单元。 19. 周期性速度波动的调节方法是 加装飞轮 ，而非周期 性速度波动的调节方法是 加调速器 。（P49） 20. 根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副分为____高副 ______、____低副______。 21. 滚动轴承（向心轴承、推力轴承、向心推力轴承）中，代号为 6112轴承表示轴承的内径为___60mm_________，直径系列为_____特 轻系列_______，类型为____深沟球轴承________。 P(307) 滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，用数字和字母等表示。 内径d 直径系列为基本代号右起第三位数字表示：7、8、9、0、1、2、3、4、

机械设计基础知识总结

机械设计基础知识总结 1 机械零件常用材料：普通碳素结构钢优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁. 2 常用的热处理方法：退火、正火、淬火、回火、调质、化学热处理、增强机构的刚度、保证机械运转性能. 9 螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹. 10 自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角. 11 螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动. 12 螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan一般螺旋

升角不宜大于40°。在d2和P一定的情况下，锁着螺纹线数n的增加，λ将增大，传动效率也相应增大。因此，要提高传动效率，可采用多线螺旋传动. 13 螺旋机构的类型及应用：①变回转运动为直线运动，传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋②变直线运动为回转运动. 14 螺旋机构的特点：具有大的减速比；具有大的里的增益；反行程可以自锁；传动平稳，噪声小，工作可靠；各种不同螺旋机构的机械效率差别很大1 24 齿廓啮合基本定律：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。 25 根切：①产生原因：用齿条型刀具加工齿轮时。若被加工齿轮的齿数过少，道具的齿顶线就会超过轮坯的啮合极限点，这时会出现刀刃把齿轮根部的渐开线齿廓切去一部分的

现象，即根切；②后果：使得齿轮根部被削弱，齿轮的抗弯能力降低，重合度减小；③解决方法：正变位齿. 26 正变位齿轮优点：可以加工出齿数小于Zmin而不发生根切的齿轮，使齿轮传动结构尺寸减小；选择适当变位量来满足实际中心距得的要求；提高小齿轮的抗弯能力，从而提高一对齿轮传动的总体强度. 27 齿轮的失效形式：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损；开式齿轮主要失效形式为齿轮磨损和轮齿折断；闭式齿轮主要是齿面点蚀和轮齿折断；蜗杆传动的失效形式为轮齿的胶合、点蚀和磨损. 28 齿轮设计准则：对于一般使用的齿轮传动，通常只按保证齿面接触疲劳强度及保证齿根弯曲疲劳强度进行计算. 29 参数选择：①齿数：保持分度圆直径不变，增加齿数能增大重合度，改善传动的平稳性，节省制造费用，故在满足齿根弯曲疲劳强度的条件下，齿数多一些好；闭式z=20~40

机械设计基础考试重点

机械设计基础知识点 一、 绪论 1、机器：用来变换或传递能量、物料、信息的机械装置; 2、机构：把一个或几个构件的运动,变换成其他构件所需的具有确定运动的构件系统; 3、构件是指组成机械的运动单元；零件指组成机械的制造单元; 二、 机械设计基础知识 1、 失效：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时,称为失效; 2、零件失效形式及原因： 1) 断裂失效：零件在受拉压弯剪扭等外载荷作用,某一危险截面应力超过零件的强 度极限发生的断裂、 2) 变形失效：作用于零件上的应力超过材料的屈服极限,则零件将产生塑性变形、 3) 表面损伤失效：零件的表面操作破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳; 3、应力和应力循环特性：可用min max /σσ=r 来表示变应力的不对称程度;r=+1为静应力；r=0为脉动循环变应力；r=-1为对称循环变应力,-1

机械设计基础知识点总结

n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ω δt h v = 2=a 2 1 222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 1 2 4t h a δω=2122)(2δδδ--=t t h h s ) (412 1 2δδδω-= t t h v 22124t h a δ ω- =绪论：机械：机器与机构的总称。机器：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。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、 等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推程等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度 发生 有限值的突变（适用于中 速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互 为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 件本身发生的变形。弹性变形、塑性变形（3） 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -= )sin(2112 δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπδωπt t h a =

机械设计基础知识点总结

机械设计基础知识点总结 机械设计基础知识点 1、循环应力下，零件的主要失效形式是疲劳断裂。疲劳断裂过程： 裂纹萌生、裂纹扩展、断裂 2、疲劳断裂的特点： ▲ σmax ≤ σB 甚至σ max ≤ σS ▲ 疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果 ▲ 断口通常没有显著的塑性变形。不论是脆性材料，还是塑性材料，均表现为脆性断裂。更具突然性，更危险。▲ 断裂面累积损伤处表面光滑，而折断区表面粗糙。 3、应力集中产生的主要原因：零件截面形状发生的突然变化。有效应力集中系数总比理论应力集中系数小 4、影响疲劳强度的主要因素一.应力集中的影响 1.应力集中产生的主要原因：零件截面形状发生的突然变化 2.名义应力σ和实际最大应力σmax 3.理论应力集中系数与有效应力集中系数二.尺寸效应 1.零件尺寸越大，疲劳强度越低 2.尺寸及截面形状系数εα 、ετ 三.表面状态的影响 1.零件的表面粗糙度的影响 2.表面质量系数β 四.表面处理的影响 1.零件表面施行不同的强化处理的影响 2.表面质量系数βq 五.弯曲疲劳极限综合影响系数 5、可能发生的应力变化规律 应力比为常数r=C 绝大多数转轴的应力状态平均应力为常数σm=C 振动着的受载弹簧 最小应力为常数σmin=C 紧螺栓连接受轴向载荷6、

6、不稳定变应力 规律性按疲劳损伤累积假说进行疲劳强度计算非规律性用统计方法进行疲劳强度计算 7、提高机械零件疲劳强度的措施 ▲尽可能降低零件上应力集中的影响 ▲在不可避免地要产生较大应力集中的结构处，可采用减载槽来降低应力集中的作用 ▲综合考虑零件的性能要求和经济性，采用具有高疲劳强度的材料及适当的热处理和各种表面强化处理▲适当提高零件的表面质量，特别是提高有应力集中部位的表面加工质量，必要时表面作适当的防护处理 ▲尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用（探伤检验） 8、在工程实际中，往往会发生工作应力小于许用应力时所发生的突然断裂，这种现象称为低应力脆断。 9、通过对大量结构断裂事故分析表明，结构内部裂纹和缺陷的存在是导致低应力断裂的内在原因。 10、两个零件在受载前是点接触或线接触。受载后，由于变形其接触处为一小面积，通常此面积甚小而表层产生的局部应力却很大，这种应力称为接触应力。这时零件强度称为接触强度。接触失效形式常表现为疲劳点蚀 11、普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。粗牙螺纹应用最广。 12、细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高缺点：不耐磨，易滑扣。 应用：薄壁零件、受动载荷的连接和微调机构。 13、孔和螺栓杆多采用基孔制过渡配合，能精确固定被连接的相