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《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。
第一章：平面机构的自由度考点：自由度（F）计算：✓自由度＝原动件数✓自由度定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。
✓计算公式：F=3n－(2P L +P h )n为活动构件个数，P L为低副个数，P h为高副个数●低副：构件间是面接触，包括转动副和移动副；高副：构件间是点、线接触注意点：1.复合铰链－－两个以上的构件在同一处以转动副相联。
若m个构件，m-1转动副2.局部自由度，定义：构件局部运动所产生的自由度。
一般都是出现在加装滚子的凸轮机构。
计算时：把滚子当做固定不动，把滚子与杆件看做同一个构件。
3.虚约束－－对机构的运动实际不起作用的约束。
计算自由度时应去掉虚约束。
出现虚约束的场合：✧两构件联接前后，联接点的轨迹重合，如平行四边形机构，火车轮✧两构件构成多个移动副，且导路平行。
✧两构件构成多个转动副，且同轴。
✧运动时，两构件上的两点距离始终不变。
✧对运动不起作用的对称部分。
如多个行星轮。
✧两构件构成高副，两处接触，且法线重合4.机构＝机架＋原动件＋从动件（机架个数为1）第二章：平面连杆机构考点：1，平面四杆机构的基本类型及其应用；2，平面四杆机构的基本特性（急回特性和死点位置）。
●平面四杆机构的三种基本形式：1，曲柄摇杆机构特征：曲柄+摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
如雷达天线。
2，双曲柄机构特征：两个曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
应用实例：如叶片泵、惯性筛等。
3，双摇杆机构特征：两个摇杆应用举例：铸造翻箱机构风扇摇头机构特例：等腰梯形机构－汽车转向机构● 平面四杆机构的基本特性1， 急回运动如上个图的曲柄摇杆机构➢ 当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C 1D 位置摆到C 2D 。
所花时间为t 1 , 平均速度为V 1,那么有：ωθ/)180(1+︒=t1211t C C V =)180/(21θω+︒=C C➢ 当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C 2D,置摆到C 1D ，所花时间为t 2 ,平均速度为V 2 ,那么有： ωθ/)180(2-︒=t 2212t C C V = )180/(21θω-︒=C C 显然：t 1 >t 2 V 2 > V 1摇杆的这种特性称为急回运动。
机械设计基础期末复习指导（数控技术专业适用）第一章机构静力分析基础1．力的基本概念及其性质（1）力的定义物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态(力的外效应)、形状或尺寸发生改变(力的内效应)。
（2）力的三要素力的大小、方向和作用点。
2．静力学定理（1）二力平衡定理作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反，作用在一条直线上。
（2）三力平衡汇交定理构件在三个互不平行的力作用下处于平衡，这三个力的作用线必共面且汇交于一点。
3．约束和约束力应掌握四类常用的约束模型：柔性体约束、光滑面约束、铰链约束、固定端约束。
了解约束性质，掌握约束力的画法。
4．物体的受力分析及受力图（1）根据要分析的问题，确定研究对象；（2）解除研究对象的约束画出研究对象的分离体；（3）在分离体上画出全部主动力；（4）在分离体解除约束的地方按约束的类型或性质画出约束力。
5．力的投影和分解（1）力的投影和正交分解（2）合力投影定理合力在某一轴上的投影等于各分力在同轴上投影的代数和。
6．力矩与力偶（1）力矩力使物体产生转动效应的量度称为力矩。
（2）合力矩定理力系合力对某点的力矩等于力系各分力对同点力矩的代数和。
（3）力偶及其性质使物体产生转动效应的一对大小相等、方向相反、作用线平行的两个力称为力偶。
力偶矩的大小、转向和作用平面称为力偶的三要素。
力偶的基本性质：a．力偶无合力，在坐标轴上的投影之和为零。
b．力偶对其作用平面内任一点的力矩，恒等于其力偶矩，而与矩心的位置无关。
7．力的平移定理作用于刚体上的力F，可平移到刚体上的任一点O，但必须附加一力偶，其附加力偶矩的大小等于原力F对O点的力矩。
8．平面力系的平衡方程若力系是平衡力系，则该力系向平面任一点简化的主矢和主矩为零。
即：平面平衡力系在两坐标轴投影的代数和等于0，对平面上任意点力矩代数和等于0。
∑F x＝0 ∑F y＝0 ∑M O（F）＝09．求解平面一般力系平衡问题的步骤（1）选择研究对象；（2）受力分析；（3）列平衡方程，求解未知力。
机械设计基础1-5至1-12 指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。
1-5 解 F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-6 解F =H L P P n --23=111283-⨯-⨯=11-7 解F =H L P P n --23=011283-⨯-⨯=21-8 解F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-9 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-10 解F =H L P P n --23=212293-⨯-⨯=11-11 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-12 解F =H L P P n --23=03233-⨯-⨯=32-1 试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。
题2-1图答 : a ）160907015011040=+<=+，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b ）1707010016512045=+<=+，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c ）132627016010060=+>=+，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d ）1909010015010050=+<=+，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。
2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。
图中标注箭头的构件为原动件。
题2-3图解：2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆10度，且500CD l mm =，1000AD l mm =。
（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）’计算此机构的最小传动角。
题2-5图解 : （ 1 ）由题意踏板CD 在水平位置上下摆动ο10，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。
机械设计基础复习要点1.机器_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。
P12.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.P23.零件分为哪两类？零件分为；通用零件、专用零件。
P24.机器_能实现能量转换，而机构不能。
P25.什么叫构件和零件？组成机械的各个相对运动的实物称为法住，机械中不可拆的制造单元体称为窒住.构性是机械中中运动的单元体，筌也是机械中制造的单元体。
P26.什么叫运动副？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，称运动生。
P4-57.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。
P58.什么叫自由度？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。
P59.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继。
引入1个约束条件将减少1个自由度。
P510.转动副和移动副都是面接触称为低画。
点接触或线接触的运动副称为高副。
11.机构是由原动件、从动件和机屋三部分组成P6。
12.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。
P813.计算自由度的公式：F = 3n.2PL.PH （n为活动构件；PL为低副；PH为高副），计算时注意复合较链、局部自由度、虚约束。
P914.根据四杆机构演化原理可推出曲柄存在的条件:（］）最短杆与最长杆长度之和小或等于其他两杆长度之和；（2）连架杆或机架中必有一杆为最短杆。
《机械设计基础》期末复习知识目录一、内容概览 (2)1.1 机械设计基础课程的目的和任务 (3)1.2 机械设计的基本要求和一般过程 (4)二、机械设计中的力学原理 (5)2.1 力学基本概念 (7)2.2 杠杆原理与杠杆分析 (8)2.3 静定与静不定的概念及其应用 (9)2.4 连接件的强度计算 (10)2.5 转动件的强度和刚度计算 (11)三、机械零件的设计 (12)3.1 零件寿命与材料选择 (13)3.2 轴、轴承和齿轮的设计 (15)3.3 连接件的设计 (16)3.4 弹簧的设计 (18)四、机械系统的设计与分析 (19)4.1 机械系统运动方案设计 (20)4.2 机械系统的动力学分析 (22)4.3 机械系统的结构分析 (24)4.4 机械系统的控制分析 (25)五、机械系统的设计实例 (26)5.1 自动机床设计实例 (28)5.2 数控机床设计实例 (29)5.3 汽车发动机设计实例 (31)六、期末复习题及解答 (32)6.1 基础知识选择题 (33)6.2 应用能力计算题 (33)6.3 设计题及分析题 (34)七、参考答案 (35)7.1 基础知识选择题答案 (37)7.2 应用能力计算题答案 (38)7.3 设计题及分析题答案 (39)一、内容概览《机械设计基础》是机械工程及相关专业的核心课程，旨在培养学生机械系统设计的基本能力和综合素质。
本课程内容广泛，涵盖了机械系统设计中的基本原理、结构分析、传动设计、支承设计、控制设计以及现代设计方法等多个方面。
机械系统设计概述：介绍机械系统设计的基本概念、设计目标和步骤，帮助学生建立整体观念，理解机械系统设计的综合性。
机械零件设计：详细阐述各类机械零件的设计原理和方法，包括齿轮、轴承、联轴器、弹簧等，注重实际应用和标准规范。
机械传动设计：讲解机械传动的分类、特点和应用，重点分析带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动的设计计算方法和实际应用。
静力学重点知识点：了解杆件受力产生变形的五种形式。
力矩、力偶的概念。
机件受力的分析图。
1. 图示矩形截面直杆，右端固定，左端在杆的对称平面内作用有集中力偶，数值为M。
关于固定端处横截面A－A上的内力分布，有四种答案，根据弹性体的特点，试分析哪一种答案比较合理。
C2.图示带缺口的直杆在两端承受拉力F P作用。
关于A－A截面上的内力分布，有四种答案，根据弹性体的特点，试判断哪一种答案是合理的。
D3.工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。
下列除 D 项，其他各项是必须满足的条件。
A. 强度条件B. 刚度条件C. 稳定性条件D. 硬度条件4.机械是机器和机构的总称。
(√)5.由于零力杆不承受力，所以是无用杆，它的存在与否对桁架结构没有影响。
(×)6.力偶各力在其作用平面内的任意轴上投影的代数和都始终等于零。
(√)7.作用在同一平面内的四个力，它们首尾相连构成一封闭的四边形，则此力系一定是平衡力系。
(×)8.作用力与接触面公法线之间的夹角称作摩擦角。
(×)9.强度是构件抵抗破坏的能力。
（√）10.刚度是构件抵抗变形的能力。
（√）11.在保持力偶矩不变的前提下，力偶可在同一平面内，或相互平行的平面内任意移动，不改变力偶对刚体的作用效果。
（√）12.理论应力集中因数只与构件外形有关。
（√）13.任何情况下材料的弹性模量E都等于应力和应变的比值。
（×）14.矩形截面杆扭转变形时横截面上凸角处切应力为零。
（√）15.影响构件持久极限的主要因素有：构件形状、尺寸、表面加工质量和表层强度。
（√）16.影响构件持久极限的主要因素有：构件形状、尺寸、表面加工质量和应力大小。
（×）模块一平面机构的运动简图重点知识点：机构、自由度、高副、低副、局部自由度、复合铰链、虚约束，各种机构简图、自由度的计算机构要能运动，自由度必须大于零。
在平面机构中有一个低副就引进两个约束。
《机械设计基础》综合复习资料一、简答题1.给出铰链四杆机构成为曲柄摇杆机构的条件。
2.有一回转构件已经动平衡了，是否还要进行静平衡实验，为什么？3.给出下列滚动轴承的内径、类型及精度等级。
62208 7312AC/P6 51103/P64.尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓之间有何关系。
5.给出曲柄摇杆机构转化为曲柄滑块机构的条件。
6.在机器中安装飞轮如何调速？为什么通常将飞轮安装在机器的高速轴上？7.给出滚动轴承基本代号的含义。
8.请给出三种能将主动件的连续转动变成从动件间歇运动的机构。
9.当不考虑重力和惯性力时，曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构以哪个构件为主动件时机构会出现死点，为什么？10．闭式软齿面的齿轮传动齿轮主要失效形式是什么，其设计准则又是什么? 11．试说明链传动的瞬时传动比为什么不恒定？12.设计蜗轮蜗杆减速器时，为什么要进行散热计算？13. 试说明曲柄摇杆机构与双曲柄机构、曲柄滑块机构之间的演化关系。
14．已知一个受预紧力F0和工作载荷FE的紧螺栓联接，单个螺栓与被联接件的受力变形图如题一—3图所示，根据图形标示，计算出螺栓的预紧力F、总拉力Fa、工作载荷FE 和残余预紧力FR?题一— 3图15．给出链传动的失效形式，并解释题一— 4图曲线中，三条曲线的意义？题一—4图在什么位置？由哪些应力组16．带传动工作时，带应力变化情况如何？m ax成？二、分析题1.如题二—1图所示为蜗轮传动与圆锥齿轮传动组合。
已知输出轴上的锥齿轮4的转向n，为了使中间轴上的轴向力相互抵消一部分，试确定：4（1）蜗杆传动的螺旋线方向；（2）蜗轮的转动方向；（3）轮1和轮4所受的各分力的方向。
题二—1图2.如题二—2图所示，分析偏置的曲柄滑块机构在图示位置的压力角和传动角。
题二—2图3.如题二—2图所示的凸轮机构，请分析该凸轮机构的理论轮廓、实际轮廓、升程运动角、回程运动角、基圆和图示位置的压力角。
题二—2图三、计算题1.如题三—1图的平面机构，试求其自由度(如有复合铰链、虚约束、局部自由度请指出)。
