机械设计基础重点难点解析

机械设计基础重点机械设计基础是一门涉及众多知识和技能的学科，对于机械工程专业的学生以及从事相关工作的人员来说，掌握其重点内容至关重要。

一、机械零件的设计准则在机械设计中，零件的设计需要遵循一定的准则。

首先是强度准则，零件在工作时不能发生断裂或过大的塑性变形，要确保其能够承受所受到的载荷。

这就需要对零件进行受力分析，计算出应力，并与材料的许用应力进行比较。

其次是刚度准则，零件在受力时的变形量要控制在允许的范围内，以保证机器的正常工作精度和性能。

例如，机床主轴的变形过大就会影响加工精度。

还有耐磨性准则，对于那些有相对运动的零件表面，要保证其具有足够的耐磨性，以延长零件的使用寿命。

此外，还有可靠性准则，零件在规定的使用条件下和规定的时间内，能够正常工作的概率要达到一定的要求。

二、常用材料及选用机械零件常用的材料包括金属材料和非金属材料。

金属材料如钢、铸铁、铝合金等具有良好的力学性能，广泛应用于各类机械零件。

钢又分为碳素钢、合金钢等，不同类型的钢在性能和用途上有所差异。

铸铁具有良好的铸造性能和减震性能，常用于制造形状复杂、承受压力的零件。

铝合金重量轻、强度高，常用于航空航天等领域。

非金属材料如塑料、橡胶、陶瓷等也有各自的特点和应用场合。

塑料具有重量轻、耐腐蚀等优点，常用于制造轻载、要求防锈的零件。

在选用材料时，需要考虑零件的工作条件、载荷性质、尺寸和质量要求，以及材料的成本等因素。

三、连接连接是机械设计中的重要部分，包括螺纹连接、键连接、销连接等。

螺纹连接是应用最为广泛的连接方式之一。

要了解螺纹的类型、特点和参数，掌握螺纹连接的预紧和防松方法。

键连接用于实现轴与轮毂之间的周向固定，并传递转矩。

常见的键有平键、半圆键、楔键等，要根据不同的工作要求选择合适的键连接类型。

销连接主要用于定位、连接或传递不大的载荷。

四、传动传动部分包括带传动、链传动、齿轮传动等。

带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振等优点，但传动比不准确、传动效率较低。

第一章平面机构的自由度和速度分析1.1运动副及其分类运动副的定义：两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。

运动副的基本特征为：（1）两个构件直接接触。

（2）能产生一定形式的相对运动。

分类：运动副可按其接触形式分为：(A) 高副（即点和线接触的运动副）(B) 低副（即面接触的运动副）转动副和移动副。

轮齿之间的平面高副轴颈与轴承之间的平面转动副滑块与导槽之间的平面移动副运动副按所能产生的相对运动的形式分为高副、转动副、移动副、球面副和螺旋副等等。

球1与球2组成的球面副，相对运动为球面运动。

运动副的常用代表符号如下图：运动链与机构：两个以上的构件通过运动副的联接所构成的系统称为运动链。

机构中的构件按照运动状况可分为：固定构件（机架）、原动件（主动件）、从动件（中间构件和工作构件）平面机构运动简图的绘制方法与过程: 定义：用简单的线条和符号来代表构件和运动副,并按一定的比例表示各个运动副的相对位置,这种表明机构中各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。

构件与运动副的基本画法：1.两个活动构件组成转动副的表示方法2.两个活动构件组成移动副的表示方法3.两个活动构件组成高副的表示方法为了准确地反映构件间原有的相对运动：表示回转副的小圆，其圆心必须与相对回转轴重合；表示移动副的滑块、导杆或导槽，其导路必须与相对移动的方向一致；表示平面高副的曲线，其曲率中心的位置必须与构件的实际轮廓相符。

构件的表示方法1.两个运动副元素的构件的表示方法2.多个运动副元素的构件的表示方法三个运动副元素的构件，可用三条直线连接三个运动副所组成的三角形表示。

平面机构运动简图的绘制过程：1、分析机构的运动。

首先找出机构的原动件、机架和从动件，从原动件开始，依传动顺序分析各从动件，搞清运动传递的具体过程，从而确定出该机构的各运动副的类型和数目。

如下图2、选择合理的视图。

清楚地表达各个构件的相对运动关系。

3、选择适当的比例尺绘图。

机械设计基础重点一、协议关键信息1、机械设计基础涵盖的主要知识领域机械原理机械零件机械传动机械结构设计2、学习机械设计基础的目标掌握基本设计理论和方法具备初步的设计能力能够进行简单机械系统的分析和改进3、教学资源与参考资料推荐教材在线课程相关设计手册4、考核方式与评估标准考试成绩占比作业完成情况项目实践表现二、机械设计基础的知识领域11 机械原理111 机构的结构分析机构的组成要素运动副的类型和特点机构的自由度计算112 平面连杆机构平面四杆机构的基本类型和特性平面四杆机构的设计方法113 凸轮机构凸轮机构的类型和特点从动件的运动规律凸轮轮廓曲线的设计114 齿轮机构齿轮的基本参数和几何尺寸计算齿轮的啮合原理和传动比计算齿轮的失效形式和设计准则115 轮系轮系的类型和特点定轴轮系、周转轮系和复合轮系的传动比计算116 其他常用机构间歇运动机构螺旋机构带传动机构12 机械零件121 连接零件螺纹连接的类型、特点和强度计算键连接的类型和选择销连接的作用和类型122 传动零件带传动的工作原理、类型和设计计算链传动的特点和设计计算齿轮传动的受力分析和强度计算蜗杆传动的特点和设计计算123 轴轴的类型和结构设计轴的强度计算和刚度计算124 轴承滑动轴承的类型、结构和润滑滚动轴承的类型、代号和选择滚动轴承的寿命计算和组合设计13 机械传动131 机械传动的类型和特点机械传动的分类各类机械传动的优缺点和适用场合132 机械传动系统的方案设计传动比的分配原则传动系统的布局和优化133 机械传动的效率和功率计算传动系统的效率计算方法功率传递和匹配14 机械结构设计141 机械结构设计的基本原则满足功能要求保证强度和刚度便于制造和装配考虑经济性和可靠性142 机械零件的结构工艺性铸造零件的结构设计锻造零件的结构设计机械加工零件的结构设计143 机械装配结构设计装配基准的选择装配连接方式的选择装配顺序的安排三、学习机械设计基础的目标21 掌握基本设计理论和方法熟悉机械设计中的力学分析方法掌握材料选择和热处理的原则学会运用标准和规范进行设计22 具备初步的设计能力能够独立完成简单机械零件的设计能够进行机械传动系统的方案设计和参数计算具备一定的创新设计思维23 能够进行简单机械系统的分析和改进对现有机械系统进行性能分析和评估提出改进方案和优化措施具备解决实际工程问题的能力四、教学资源与参考资料31 推荐教材《机械设计基础》（作者：具体作者姓名）《机械设计》（作者：具体作者姓名）32 在线课程在线课程平台名称上的相关课程知名高校的公开课33 相关设计手册《机械设计手册》《机械零件设计手册》五、考核方式与评估标准41 考试成绩占比期末考试成绩占总成绩的X%平时测验成绩占总成绩的X%42 作业完成情况按时完成作业的质量和数量作业中的创新性和独立思考能力43 项目实践表现参与项目实践的积极性和团队合作能力项目成果的质量和创新性以上协议内容仅供参考，您可以根据实际需求进行修改和完善。

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σmax3.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。

《机械设计基础》重点总结机械设计基础是一门研究机械中常用机构和通用零部件工作原理、结构特点、设计方法以及机械传动系统设计的学科。

它是机械工程类专业的重要基础课程，对于我们理解和掌握机械系统的设计与应用具有重要意义。

下面我将为大家总结这门课程的重点内容。

一、平面机构的结构分析1、运动副及其分类运动副是指两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接。

根据接触形式的不同，运动副分为低副和高副。

低副包括转动副和移动副，高副则包括齿轮副、凸轮副等。

2、平面机构的运动简图用简单的线条和符号来表示机构的组成和运动情况的图形称为机构运动简图。

绘制机构运动简图时，要准确表示出各构件之间的相对运动关系和运动副的类型。

3、平面机构的自由度计算自由度是指机构具有独立运动的数目。

平面机构的自由度计算公式为：F ＝ 3n 2PL PH，其中 n 为活动构件的数目，PL 为低副的数目，PH 为高副的数目。

机构具有确定运动的条件是自由度等于原动件的数目。

二、平面连杆机构1、铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

其类型取决于各杆的长度关系和机架的选择。

2、铰链四杆机构的演化形式通过改变构件的形状、相对长度以及运动副的尺寸等，可以将铰链四杆机构演化成曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构和定块机构等。

3、平面连杆机构的运动特性包括急回特性、压力角和传动角等。

急回特性可以提高工作效率，压力角越小、传动角越大，机构的传动性能越好。

三、凸轮机构1、凸轮机构的类型按凸轮的形状可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮；按从动件的端部形状可分为尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件。

2、凸轮机构的运动规律常用的运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律和正弦加速度运动规律等。

不同的运动规律适用于不同的工作场合。

3、凸轮机构的设计设计凸轮机构时，需要根据工作要求确定凸轮的基圆半径、滚子半径、从动件的行程和运动规律等参数。

机械设计基础第五章凸轮机构学习教案教案内容：一、教学内容：本节课的教学内容选自机械设计基础第五章，主要涉及凸轮机构的相关知识。

教材的章节包括：凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。

具体内容有：凸轮的形状、凸轮的运动规律、凸轮机构的压力角、基圆半径的计算、凸轮轮廓曲线的绘制等。

二、教学目标：1. 使学生了解凸轮机构的组成和分类，理解凸轮的工作原理。

2. 使学生掌握凸轮的运动规律，能够进行凸轮的设计和计算。

3. 培养学生的动手能力，学会绘制凸轮轮廓曲线。

三、教学难点与重点：重点：凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。

难点：凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。

四、教具与学具准备：教具：黑板、粉笔、多媒体教学设备。

学具：教材、笔记本、尺子、圆规、橡皮擦。

五、教学过程：1. 实践情景引入：观察生活中常见的凸轮机构，如洗衣机脱水装置、汽车雨刷等，引导学生思考凸轮机构的作用和原理。

2. 知识讲解：讲解凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。

3. 例题讲解：分析典型凸轮机构的设计案例，讲解凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。

4. 随堂练习：让学生动手绘制简单的凸轮轮廓曲线，巩固所学知识。

六、板书设计：凸轮机构1. 组成：凸轮、从动件、支撑件2. 分类：盘形凸轮、圆柱凸轮、球形凸轮3. 工作原理：凸轮的运动规律1. 线速度与角速度2. 加速度与减速度3. 压力角与基圆半径凸轮轮廓曲线的绘制七、作业设计：1. 题目：设计一个盘形凸轮，使其能够实现某个特定的动作。

答案：根据动作要求，计算凸轮的参数，绘制凸轮轮廓曲线。

2. 题目：计算一个给定参数的凸轮的运动规律。

答案：根据凸轮的参数，计算出线速度、角速度、加速度、减速度等运动规律。

八、课后反思及拓展延伸：本节课通过观察生活中的凸轮机构，让学生了解凸轮机构的作用和原理。

通过例题讲解和随堂练习，使学生掌握凸轮的设计方法和轮廓曲线的绘制。

在教学过程中，要注意引导学生思考，培养学生的动手能力。

机械设计基础知识概述机械设计基础知识概述第一章金属材料的有关问题（一）金属材料的机械性能金属零件受一定外力作用时，对金属材料有一定的破坏作用。

因此要求金属材料具有抵抗外力的作用而不被破坏的性能，这种性能称为机械性能。

金属材料的机械性能主要包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。

它们的具体数值是在专门的试验机上测定出来的。

1、金属材料的变形和应力金属材料受外力作用时引起的形状改变称为变形。

变形分为弹性变形（当外力取消后，变形消失并恢复到原来形状）和塑性变形（当外力除去后，不能恢复到原来形状，保留一部分残余形变）。

当金属材料受外力作用时，其内部还将产生一个与外力相对抗的内力，它的大小与外力相等，方向相反。

单位截面上的内力称为应力。

在拉伸和压缩时应力用符号σ表示。

σ=P/F式中：σ —应力，MPa;P —拉伸外力，N；F —试样的横截面积，mm2。

2、强度强度是金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。

强度可通过拉力试验来测定。

将图（a）所示标准样安装在拉力试验机上，对其施加一个平稳而无冲击逐渐递增的轴向拉力，随着拉力的增加试样产生形变如图（B）直到断裂如图（C）。

以试样的受拉力P为纵坐标，伸长值⊿L为横坐标，给制出拉伸曲线。

第 1 页共 54 页机械设计基础知识概述OE段：负荷与伸长成线性关系，是材料的弹性变形阶段。

金属材料由弹性变形过渡到塑性变形时的应力称为弹性极限，用σe表示。

σe=Pe/Fo式中：σe —弹性极限，MPa；Pe —材料开始塑性变形时的负荷，N；Fo —试样原横截面积，㎜2 。

当负荷超过E点，试样开始产生塑性变形，这一段曲线几乎呈水平，表明试样在拉伸过程中，负荷不增加甚至有降低，试样继续塑性形变，材料丧失了抵抗变形的能力。

这种现象称为屈服。

产生现象时的应力称为屈服点，用σs表示。

σs=Ps/Fo式中：σs —屈服点，Mpa ；Ps —材料产生明显形变时的负荷，N；Fo —试样原横截面积，㎜2 。

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<r<+1为不对称循环变应力;4、零件设计准则：强度准则、刚度准则、耐磨性准则、振动稳定性准则、耐热性准则、可靠性准则;5、机械零件材料选择的基本原则：1) 材料的使用性能应满足工作要求力学、物理、化学、2) 材料的工艺性能满足制造要求铸造性、可锻性、焊接性、热处理性、切削加工性、3) 力求零件生产的总成本最低相对价格、资源状况、总成本;6、摩擦类型：按摩擦表面间的润滑状态不同分为：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦;7、磨损：由于机械作用或伴有物理化学作用,运动副表面材料不断损失的现象称为磨损,分类：粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损;8、常用润滑剂：润滑油、润滑脂9、零件结构工艺性的基本要求：毛坯选择合理、结构简单合理、制造精度及表面粗糙度规定适当;三、 平面机构基础知识1、 运动副：两构件直接接触,并保持一定相对运动,则将此两构件可动连接称之为运动副;按照接触形式,通常把运动副分为低副和高副两类;2、平面机构的自由度：机构能产生独立运动的数目称为机构的自由度;设平面机构中共有n 个活动构件,在各构件尚未构成运动副时,它共有3n 个自由度;而当各构件构成运动副后,设共有个低副和个高副,则机构的自由度为F=3n-2-H L P P -;3、机构具有确定运动的条件：机构自由度应大于0,且机构的原动件的数目应等于机构的自由度的数目;当机构不满足这一条件时,如果机构的原动件数小于机构的自由度,机构的运动不能确定;如果原动件数大于机构的自由度,机构不能产生运动,并将导致机构中最薄弱环节的损坏4、复合铰链、局部自由度、虚约束各自的引入5、瞬心：两构件互作平面相对运动时,在任一瞬时都可以认为它们是绕某一点作相对转动;该点即为两构件的速度瞬心;6、三心定理：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;四、平面连杆机构1、平面连杆机构基本类型：按两连架杆的运动形式将铰链四杆分为三种：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构;2、平面四杆机构的演化：1)曲柄摇杆机构、2)曲柄滑块机构、3)导杆机构、4)摇块机构、5)定块机构、6)偏心轮机构、7)双滑块机构;3、铰链四杆机构有周转副的条件是：1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和;2)组成该周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆;4、不同形式的获得条件：1)当最短杆为机架时,机架上有两个周转副,故得双曲柄机构；2)当最短杆为连架杆时,机架上有一个周转副,该四杆机构将成为曲柄摇杆机构；3)当最短杆为连杆时,机架上没有周转副,得到双摇杆机构;5、急回动动特性：摇杆在摆去与摆回时的速度不同的性质;6、行程速度变化系数K：K=180°+θ/180°-θ机构在两个极位时,原动件AB所处两个位置之间的锐角θ称为极位夹角θ角越大,K值越大,机构的急回特性也越显着7、压力角：从动件驱动力F与力作用点绝对速度所夹锐角;压力角的余角称为传动角;为了保证机构据传动性能良好,设计通常应使minγ≥40°；在传递力矩较大时,则应使minγ≥50°,对于一些受力很小或不常使用的操作机构,则可允许传动角小些,只要不发生自锁即可;8、死点：设摇杆CD为主动件,则当机构处于图示两个位置之一时,连杆与从动曲柄共线,出现了传动角等于0度的情况;这时主动什CD通过连杆作用于从动件AB 上的力恰好通过其回转中心,所以不能使构件AB转动而出现“顶死”现象;机构的此种位置称为死点;五、凸轮机构1、由于加速度发生无穷大突变而产生的冲击称为刚性冲击,由于加速度的有限值突变产生的冲击称为柔性冲击;2、基圆：以凸轮轮廓曲线的最小向径0r为半径所作的圆称为凸轮的基圆;3、压力角：从动件运动方向与力F之间所夹的锐角即为压力角;4、滚子半径的选择：设理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径为min ρ,滚子半径为T r ,则相应位置实际轮廓曲线的曲率半径'ρ为'ρ=min ρ-T r ; 且有1) 当min ρ>T r 时,'ρ>0,实际轮廓曲线为一平滑曲线,从动件的运动不会出现失真;2) 当min ρ=T r 时,'ρ=0,实际轮廓曲线出现尖点,尖点极易磨损,磨损后,会使从动件的运动出现失真;3) 当min ρ<T r 时,'ρ<0,实际轮廓曲线出现相交,图中交点以上的轮廓曲线在实际加工时会被切去,使从动件的运动出现严重的失真,这在实际生产中是不允许的;六、 齿轮传动1、齿廓啮合基本定律：一对传动齿轮的瞬时角速比与其连心线被齿廓接触点公法线所分割的两段长度成反比,这个规律称为齿廓啮合基本定律;2、渐开线定义及其性质：当一直线沿某圆作纯滚动时,此直线上任意一点K 的轨迹称为该圆的渐开线,这个圆称为渐开线的基圆,该直线称为渐开线的发生线; 性质：1) 发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长;2) 渐开线上任意一点的公法线必与基圆相切;3) 渐开线上各点的曲率半径不同,离基圆远,曲率半径越大,渐开线越平缓;4) 渐开线的形状取决于基圆的大小,同一基圆上的渐开线形状相同,不同基圆上的渐开线形状不同,基圆越大,渐开线越平直,基圆半径为无穷大时,渐开线为直线;5) 渐开线是从基圆开始向外展开的,故基圆内无渐开线;6) 渐开线上各点的压力角不相等,离基圆越远,压力角越大;3、渐开线齿廓的啮合特性：1) 四线合一啮合线、过啮合点的公法线、基圆的公切线和正压力作用线四线合一；2) 啮合线为一直线,啮合角为一定值；3) 中心距可调性;4、渐开线标准齿轮正确啮合条件：m1=m2=m,α1=α2=α;5、齿轮连续传动的条件是1/21≥=b p B B εPb 表示基圆齿距,ε越大,表示多对轮齿同时啮合的概率越大,齿轮传动越平稳;6、根切现象：用范成法加工齿轮,当刀具的齿顶线与啮合线的交点超出啮合极限点时,会出现轮齿根部的渐开线齿廓被刀具切去一部分的现象,称为根切;7、最少齿数：根切的产生与齿轮的齿数相关,齿数越少,越容易产生根切;标准齿轮欲避免根切,其齿数必须大于或等于不发生根切时的最少齿数,对于正常齿制的齿轮,最小为17,短齿制齿轮为14,若要求齿轮的齿数小于最少齿数而又不发生根切,则应采用变位齿轮;8、变位齿轮：以切削标准齿轮的位置为基准,将刀具的位置沿径向移动一段距离,这一距离称为刀具的变位量,以xm 表示;其中m 为模数,x 为变位系数;并规定刀具远离轮坯中心的变位系数为正,刀具靠近轮坯中心的变位系数为负;当刀具变位后,与分度圆相切的不是刀具的中线,而是刀具节线,这样切出的齿轮称为变位齿轮;9、轮齿常见的失效形式：1) 轮齿折断 2) 齿面点蚀 3) 齿面胶合 4) 齿面磨损5) 塑性变形;10、斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件：n n n n n n m m m αααββ====-=212121;;m 、α分别代表两轮的法面模数和法面压力角;11、直齿圆锥齿轮正确啮合的条件：m1=m2=m,α1=α2=αm 、α分别代表两轮的大端模数和压力角;12、蜗杆传动正确啮合的条件是：ααα====2121;t a t a m m m m 、α分别代表蜗杆轴向模数、蜗轮端面模数和蜗杆轴向压力角、蜗轮端面压力角;13、齿轮传动的润滑方式：浸油润滑、喷油润滑七、 轮系1、平面定轴轮系传动比的计算公式：; 周转轮系传动比的计算公式：H n H m H n H m Hmn i ωωωωωω--==齿数连乘积转化轮系中所有主动轮齿数连乘积转化轮系中所有从动轮±= 2、轮系的应用：1) 实现相距较远的两轴之间的传动；2) 实现变速传动；3) 获得大的传动比；4) 实现换向传动；5) 实现运动的合成与分解;八、 带传动与链传动1、打滑现象：当传动的功率P 增大时,有效接力也相应增大,即要求带和带轮接触面上有更大的摩擦力来维持传动;但是,在一定的初拉力下,带和带轮接触面上所能产生的摩擦力有一极限值,称为临界摩擦力或临界有效拉力;当传递的圆周力超过该极限值时,带就在带轮上打滑,即所谓的打滑现象;2、带中最大应力发生在绕入小带轮的点处,其值为:3、带传动的弹性滑动：1) 传动带是弹性体,受力后会产生弹性伸长,带传动工作时,和松边的拉力不等,因而弹性伸长也不同;2) 带在绕过主动轮时,作用在带上的拉力逐渐减小,弹性伸长量也相应减小;3) 因而带在随主动轮前进的同时,沿着主动轮渐渐身后收缩滑动,而在带动从动轮旋转时,情况正好相反,即一边带动从动轮旋转,一边尚其表面向前拉伸滑动;4) 这种由于带的弹性和接力差引起的带在带轮上的滑动,称为带的弹性滑动;4、带的打滑是两个完全不同的概念;弹性滑动是带传动工作时的固有特性,只要主动轮一驱动,紧边和松边就产生拉力差,弹性滑动不可避免;而打滑是因为过载引起的全面滑动,是可以采取措施避免的;5、带传动的包角要求：小带轮包角／a 57.3×﹚d -﹙d ±18012=α,其中d2,d1分别表示大带轮和小带轮的直径,a 表示中心距;6、带传动的最大应力发生在小带轮某一点：其值为c b σσσσ++=11max ,其中1σ=A F /1A 为带的横截面积为紧边拉应力；A qvv A F cc //==σq 为每米长的质量,v 为带速；d YE b /2=σY 表示带截面的节面到最外层的距离；E 为带的弹性模量；d 为带轮直径;7、链传动优缺点：与带传动相比,其主要优点是：1) 能获得准确的平均传动比；2) 所需张紧力小,因而作用在轴上的压力小,3) 结构更为紧凑,传动效率较高,4) 可在高温、油污、潮湿等恶劣环境下工作；与齿轮传动相比较优点：1) 中心距较大而结构较简单,2) 制造与安装精度要求较低;链传动的主要缺点是：1) 瞬时传动比不恒定,2) 传动平稳性差,工作时有一定的冲击和噪声;8、链节距：链条上相邻两销轴的中心距称为链节距,以p 表示,它是链条最主要的参数,滚子链使用时为封闭环形,链条长度以链节数来表示;当链节数为偶数时,链条连接成环形时正好是外链板与内链板相连接,接头处可用开口销和弹簧夹来锁住活动的销轴,当链节数为奇数时,则需要采用过渡链节,链条受力后,过渡链节的链节除受拉力外,还承受附加的弯矩;因此应避免采用奇数链节;九、 连接与弹簧1、螺纹副：外螺纹与内螺纹旋合面组成螺纹副,亦称螺旋副;2、自锁条件：对于矩形螺纹,螺纹副的自锁条件为ρϕ≤,其中ϕ为斜面倾角,ρ为摩擦角;对于非矩形螺纹,其自锁条件为v ρϕ≤,其中v ρ为当量摩擦角,并且有v v f f ρβtan cos /==;3、螺纹的预紧：在一般的螺纹连接中,螺纹装配时都应拧紧,这时螺纹连接受到预紧力的作用,对于重要的螺纹连接,为了保证连接的可靠性、强度和密封性要求,应控制预紧力的大小;4、螺纹的防松：为了保证安全可靠,设计螺纹连接时要采取必要的防松措施;螺纹连接防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动;1) 在静载荷和工作温度变化不大的情况下,拧紧的螺纹连接件因满足自锁性条件一般不会自动松脱;2) 但在冲击、振动和变载的作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,连接仍有可能自行松脱而影响正常工作,甚至发生严重事故;3) 当温度变化较大或在高温条件下工作时,连接件与被连接件的温度变形或材料的蠕变,也可能引起松脱;5、防松措施：1) 摩擦防松弹簧垫圈、双螺母、尼龙圈锁紧螺母、2) 机械防松开口销与槽形螺母、止动垫圈与圆螺母、3) 粘合防松6、螺栓的主要失效形式有：1) 螺栓杆拉断；2) 螺纹的压溃和剪断；3) 经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象;7、键：平键和半圆键工作面是两侧面；楔键和切向键工作面是上下面;十、 轴承滚动轴承、滑动轴承1、滚动轴承分类：按滚动体形状可以分为球轴承和滚子轴承；按承受载荷的方向或公称接触角的不同,滚动轴承可以分为向心轴承和推力轴承;2、滚动轴承特点：主要优点是：1) 摩擦阻力小、启动灵活、效率高； 2) 轴承单位宽度的承载能力较强； 3) 极大地减少了有色金属的消耗；4) 易于互换,润滑和维护方便; 主要缺点是：1) 接触应力高,抗冲击能力较差,高速重载荷下寿命较低,不适用于有冲击的瞬间过载的高转速场合； 2) 减振能力低,运转时有噪声；3) 径向外廓尺寸大；4) 小批量生产特殊的滚动轴承时成本较高;3、滚动轴承的代号：基本代号中右起12位数字为内径代号,右起第3位表示直径系列代号,右起第4位为宽高度系列代号,当宽度系列为0系列时,可以不标出;4、滚动轴承类型选择：考虑承载能力、速度特性、调心性能、经济性5、滑动轴承的分类：按所受载荷方向的不同,主要分为径向滑动轴承和推力滑动轴承；按滑动表面间摩擦状态的不同,可分为干摩擦滑动轴承、非液体摩擦滑动轴承和液体摩擦滑动轴承;6、滑动轴承轴瓦材料性能：1) 摩擦因数小,有良好的耐磨性、耐腐蚀性、抗胶合能力强；2)热膨胀系数小,有良好的导热性；3)有足够的机械强度和可塑性;十一、轴1、轴的分类：按承载情况不同,轴可以分为以下三类：1)心轴只承受弯矩而不传递转矩的轴、2)传动轴主要传递动力,即主要传递转矩,不承受或承受很小弯矩、3)转轴用于支承传动件和传递动力,既承受弯矩又传递转矩;4)按照轴线的形状还可以分为：直轴、曲轴、钢丝软轴;2、轴的结构设计要求：1)便于轴上零件的装拆和调整；2)对轴上零件进行准确的定位且固定可靠；3)要求轴具有良好的加工工艺性；4)尽量做到受力合理,应力集中小,承载能力强,节约材料和减轻重量;。

机械设计基础知识点详解绪论1、机器的特征：（1）它是人为的实物组合；（2）各实物间具有确定的相对运动；（3）能代替或减轻人类的劳动去完成有效的机械功或转换机械能。

第一章平面机构的自由度和速度分析要求：握机构的自由度计算公式，理解的基础上掌握机构确定性运动的条件，熟练掌握机构速度瞬心数的求法。

1、基本概念运动副：凡两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。

低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。

高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。

复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联构成的回转副。

局部自由度：机构中常出现的一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度。

虚约束：对机构运动不起限制作用的重复约束称为虚约束或称消极约束。

瞬心：任一刚体相对另一刚体作平面运动时，其相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心，简称瞬心。

如果两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对速度瞬心；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速度瞬心。

2、平面机构自由度计算作平面运动的自由构件具有三个自由度，每个低副引入两个约束，即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。

计算平面机构自由度的公式：F=3n-2P L-P H机构要具有确定的运动，则机构自由度数必须与机构的原动件数目相等。

即，机构具有确定运动的条件是F>0,且F等于原动件个数。

3、复合铰链、局部自由度和虚约束(a)K个构件汇交而成的复合铰链应具有(K-1)个回转副。

(b)局部自由度虽然不影响整个机构的运动，但滚子可使高副接触处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损，所以实际机械中常有局部自由度出现。

(c)虚约束对机构运动虽不起作用，但是可以增加构件的刚性和使构件受力均衡，所以实际机械中虚约束随处可见。

4、速度瞬心如果一个机构由K个构件组成，则瞬心数目为N=K(K-1)/2瞬心位置的确定：(a)已知两重合点相对速度方向，则该两相对速度向量垂线的交点便是两构件的瞬心。

《机械设计基础》课程重难点一、课程重难点1）静力学基本公理，力矩概念及计算，力偶概念及其性质，工程中常见约束；2）杆件内力的计算及内力图（轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩）图的绘制；3）机构和机器的概念和组成；4）平面机构运动简图的绘制方法和平面机构自由度的计算方法，面连杆机构的特点和应用，以及铰链四杆机构的类型和曲柄存在的条件；5) 盘形凸轮轮廓的设计；6) V带传动的设计计算；7)渐开线直齿圆柱齿轮传动和几何尺寸计算，直齿圆柱齿轮传动；8)轮系的传动比计算；9）螺纹联接，健联接、花键联接、销联接的类型及其应用10) 轴的结构设计和强度计算；11）滚动轴承的类型选择和尺寸选择；12）联轴器的结构、特点、标记和选择方法以及万向联轴器的运动特点。

二、教学要求1）掌握静力学基本概念和公理，力矩概念及计算，力偶概念及其性质，工程中常见约束类型，正确会出物体受力分析图。

2）熟练掌握：杆件内力的计算及内力图（轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩）图的绘制。

掌握：杆件变形的基本形式；内力的概念。

3）了解机器的组成。

了解本课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和学习方法。

4）理解平面运动副和机构自由度的概念，掌握平面机构运动简图的绘制方法和平面机构自由度的计算方法，理解机构具有确定运动的条件。

掌握平面连杆机构的特点和应用，以及铰链四杆机构的类型和曲柄存在的条件。

了解压力角、传动角、死点、急回特性等概念。

掌握平面四杆机构运动设计的方法。

5）了解凸轮机构的特点和应用，掌握凸轮轮廓曲线的设计应注意的问题。

了解间歇运动机构（棘轮机构、槽轮机构）的工作原理、类型和应用。

6）V带传动的设计计算是本章的重点，也是生产实际中经常遇到的设计问题，要求学生要掌握好，同时，对于带传动的特点、受力分析、应力分析、滑动分析以及弹性滑动和打滑的概念也要充分理解。

了解链传动的特点和应用，对于链轮的结构、链传动的运动特性等内容可不讲或作简单介绍。

7）了解齿轮机构的特点和类型；理解齿廓啮合基本定律以及渐开线的性质和渐开线齿廓啮合特点；掌握渐开线齿轮的几何尺寸计算，圆柱齿轮传动规律，齿轮加工原理和根切现象。