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机械设计基础知识论述（doc 76页）1 材料力学知识要点一、材料力学基础（一）、构件承载能力-三个方面1 . 足够的强度构件抵抗破坏的能力称为强度。
2 . 足够的刚度构件抵抗变形的能力称为刚度。
3. 足够的稳定性受压构件保持其原有直线平衡状态的能力称为稳定性。
（二）、四种基本变形1 轴向拉伸与压缩2 剪切3 扭转4 弯曲（三）、基本概念1.基本假设均匀连续性假设、各向同性假设、小变形假设2．内力、应力（1）内力材料力学中的内力是指在外力作用下，杆件内部各部分之间相互作用力的改变量，称为“附加内力”，简称“内力”。
（2）截面法用截面假想地把杆件分成两部分，以显示并确定内力的方法称为截面法。
可将其归纳为以下三个步骤：截开：沿欲求内力的截面将杆件截分为两部分，保留任意一部分作为研究对象，弃去另一部分。
代替：用作用于截面上的内力代替弃去部分对保留部分的作用。
平衡：建立保留部分的平衡方程，确定未知内力。
（3）应力分布内力在截面上其一点处的集度称为应力。
应力P是矢量，通常将它分解为垂直于截面的分量σ和与截面相切的分量τ。
σ垂直于截面，称为正应力；τ与截面相切，称为切应力。
1Pa=1N／m2，1kPa=103Pa ，1MPa=106Pa ，1GPa=109Pa 。
二、轴向拉伸与压缩1．外力作用特点轴线方向的拉力或压力2．变形特点沿轴线方向伸长或缩短3．内力-轴力（1）轴力计算截面法计算（2）正负规定：拉正压负（3）轴力图4．应力-正应力正应力在横截面上均匀分布AF N=σ5．强度计算max σAF N=≤[]σ三、剪切和挤压1．外力作用特点 作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等，方向相反，作用线平行且相距很近。
2．变形特点 截面沿外力的方向发生相对错动。
该截面称为剪切面。
剪切面平行于作用力的作用线，介于两个反向作用力之间。
3．内力-剪力 4．实用计算][ττ≤=AQ][bs bsbsbs A P σσ≤=四、扭 转1．外力作用特点作用在杆两端的一对力偶，大小相等，方向相反，而且力偶作用面垂直于杆轴线。
机械设计基础知识，很难得看到这么详细的资料了！第1章平面机构的自由度和速度分析第一节平面机构的组成基本概念1、平面机构的定义：所有构件都在互相平行的平面内运动的机构2、自由度：构件所具有的独立运动个数一个平面构件有三个自由度，在空间内，一个构件有几个自由度？3、运动副：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。
第二节平面机构的运动简图平时观察机构的组成及运动形式时，不可能将复杂的机构全部绘制下来观看，应该将不必要的零件去掉，用简单的线条表示机构的运动形式：机构的运动简图、机构简图。
步骤1、运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；2、测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面）；3、按比例绘制运动简图；简图比例尺：μl =实际尺寸 m / 图上长度mm4、检验机构是否满足运动确定的条件。
举例：绘制图示颚式破碎机的运动简图第三节平面机构的自由度一、平面机构自由度计算公式机构的自由度保证机构具有确定运动，机构中各构件相对于机架的独立运动数目。
一个原动件只能提供一个独立运动机构具有确定运动的条件为自由度=原动件的个数平面机构的每个活动构件在未用运动副联接之前，都有三个自由度经运动副相联后，构件自由度会有变化：二、计算平面机构自由度的注意事项1、复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副相联2、局部自由度：与输出件运动无关的自由度出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp3、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第2章平面四杆机构第一节铰链四杆机构的基本型式和特性1）曲柄摇杆机构:两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。
2）双曲柄机构两连架杆均为曲柄。
3）双摇杆机构两连架杆均为摇杆。
急回特性：行程速比系数K = 输出件空回行程的平均速度输出件工作行程的平均速度θ=180°（K-1）/（K+1）机构的死点位置摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有:γ＝0此时机构不能运动，称此位置为：“死点”避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;靠飞轮的惯性第二节铰链四杆机构有整转副的条件平面四杆机构具有整转副可能存在曲柄整转副存在的条件最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和整转副是由最短杆（曲柄）与其邻边组成的2.3 铰链四杆机构的演化通过前面的学习，我们知道在铰链四杆机构中，可根据两连架杆是曲柄还是摇杆，把铰链四杆机构分为三种基本形式——曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，而后两种可视为曲柄摇杆机构取不同构件作为机架的演变。
一、填空1、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。
2、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。
3、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。
平面运动副可分为低副和高副。
4、平面运动副的最大约束数为2 。
5、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于主动件数目。
6、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。
7、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。
8、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。
曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。
9、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置。
10、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为：急回特性。
11、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。
12、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。
13、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。
14、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。
15、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。
16、链传动和带传动都属于挠性件传动。
17、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。
18、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数和压力角分别相等。
19、_齿面磨损__和_因磨损导致的轮齿折断__是开式齿轮传动的主要失效形式。
20、渐开线齿形常用的加工方法有仿形法和范成法两类。
21、在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是σH1= σH2。
22、斜齿圆柱齿轮的重合度大于直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动平稳，承载能力高，可用于高速重载的场合。
交卷时间：2016-02-18 13:48:17一、单选题1.(3分)自行车车轮的前轴属于（）轴。
∙ A. 传动轴∙ B. 转轴∙ C. 固定心轴∙ D. 转动心轴得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案C解析2.(3分)在螺纹连接中最常用的螺纹牙型是（）。
∙ A. 矩形螺纹∙ B. 梯形螺纹∙ C. 三角螺纹∙ D. 锯齿形螺纹得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案C解析3.(3分)铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( )∙ A. 最短杆∙ B. 最短杆的相邻杆∙ C. 最短杆的相对杆∙ D. 任何一杆得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案B解析4.(3分)当齿轮的齿顶圆外径为400mm时，此时应选用（）齿轮。
∙ A. 齿轮轴∙ B. 实心式∙ C. 腹板式∙ D. 轮辐式得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案C解析5.(3分)定轴轮系的总传动比等于各级传动比（）。
∙ A. 之和∙ B. 连乘积∙ C. 之差∙ D. 平方和得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案B解析6.(3分)（）的周转轮系，称为行星轮系。
∙ A. 单自由度∙ B. 无自由度∙ C. 双自由度∙ D. 三自由度得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案D解析7.(3分)组成机器的运动单元体是（）。
∙ A. 机构∙ B. 构件∙ C. 部件∙ D. 零件得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案B解析8.(3分)下列各轴中，（）是转轴。
∙ A. 自行车前轮轴∙ B. 减速器中的齿轮轴∙ C. 汽车的传动轴∙ D. 铁路车辆的轴得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案B解析9.(3分)一般转速的滚动轴承计算准则是( )。
∙ A. 进行静强度计算∙ B. 进行极限转速计算∙ C. 进行疲劳寿命计算∙ D. 进行热平衡计算得分：0知识点：机械设计基础作业题收起解析答案C解析10.(3分)曲柄摇杆机构的压力角是（）。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材机械设计基础作业集题解陈立德、姜小菁主编高等教育出版社前言本“机械设计基础作业集题解”是“机械设计基础作业集”的配套辅助教学资料, 其编写的目的为：对学生而言, 可自我检查学习掌握程度；对教师而言, 在批改时可有一个统一标准, 便于检查。
现必须说明两奌：1. 有些作业题难以迠立标准答案, 故不一定为唯一答案；2. 由于思考与分析题设立的目的为深化教学内容等, 故对一般水平的学生可不按排作业, 故此题目暂不作题解。
参加本作业集题解编写工作的有陈立德、姜小菁、罗卫平、胡云堂、凌秀军、卞咏梅等，金陵科技学院陈立德、姜小菁任主编。
鉴于编著水平有限，书中难免有不妥之处，恳请广大读者批评指正。
编者2012.2目录绪论 (1)分析与思考题 (1)第1章机械设计概述 (1)一．判断与选择题 (1)二．填充题 (1)三．思考与分析题 (1)第2章摩擦、磨损及润滑概述 (2)一、判断与选择题 (2)二、填充题 (2)三、思考与分析题 (2)四、简答题 (2)第3章平面机构的结构分析 (4)一．判断与选择题 (4)二．填充题 (4)三．思考与分析题 (4)四．简答题 (4)五．设计计算与分析题 (5)第4章平面连杆机构 (6)一、判断与选择题 (6)二、填充题 (6)三、思考与分析题 (6)四、简答题 (7)五、设计计算与分析题 (7)第5章凸轮机构 (9)一．判断与选择题 (9)二．填充题 (9)三．思考与分析题 (9)四．简答题 (9)五．设计计算与分析题 (10)第6章间歇运动机构 (11)一、判断与选择题 (11)二、填空题 (11)第7章螺纹连接与螺旋传动 (12)一．判断与选择题 (12)二．填充题 (12)三．思考与分析题 (13)四．简答题 (13)五．设计计算与分析题 (14)六．结构设计与分析题 (16)第8章带传动 (18)一、判断与选择题 (18)二、填空题 (18)三、思考与分析题 (18)四、简答题 (19)五、设计计算与分析题 (21)第9章链传动 (23)一．判断与选择题 (23)二．填充题 (23)三．思考与分析题 (23)四．简答题 (24)五．设计计算与分析题 (24)第10 章齿轮传动 (26)一、判断与选择题 (26)二、填充题 (27)三、思考与分析题 (28)四、简答题 (28)五、设计计算与分析题 (31)六、结构设计与分析题 (33)第11章蜗杆传动 (36)一．判断与选择题 (36)二．填充题 (36)三．思考与分析题 (36)四．简答题 (37)五．设计计算与分析题 (38)第12章齿轮系 (41)一、判断与选择题 (41)二、填充题 (41)三、思考与分析题 (41)四、简答题 (41)五、设计计算与分析题 (42)第13章机械传动设计 (43)分析与思考题 (43)第14章轴和轴毂连接 (44)一、判断与选择题 (44)二、填充题 (44)三、思考与分析题 (44)四、简答题 (44)五、设计计算与分析题 (45)六、结构设计与分析题 (45)第15章轴承 (49)一．判断与选择题 (49)二．填充题 (49)三．思考与分析题 (50)四．简答题 (50)五．设计计算与分析题 (51)六．结构设计与分析题 (53)第16章其他常用零、部件 (55)一、判断与选择题 (55)二、填充题 (55)三、思考与分析题 (55)四、简答题 (55)五、设计计算与分析题 (56)第17章机械的平衡与调速 (57)一．判断与选择题 (57)二．填充题 (57)三．思考与分析题 (57)四．简答题 (57)五．设计计算与分析题 (59)第18章机械设计CAD简介 (59)分析与思考题 (59)机械设计基础自测试题（I） (60)一、填充题（20%，各题占2%） (60)二、计算题（18%） (60)三、问答题(52%) (61)四、结构分析题（10%） (62)机械设计基础自测试题 (II) (64)一、填充题（20%，各题占2%） (64)二、计算题（35%） (64)三、问答题（35%） (65)四、结构分析题（10%） (66)机械设计基础自测试题 (Ⅲ) (67)一、填充题（20%，各题占2%） (67)二、计算题（35%） (67)三、问答题（35%） (68)四、结构分析题（10%） (69)绪论分析与思考题0.1机器的特征有哪三个？0.2机器与机构有何区别？0.3构件与零件有何区别？试各举出三个实例。
机械设计基础习题解答（1-5）第一篇：机械设计基础习题解答(1-5)机械设计基础教材习题参考解答（第一章~第五章）2012.8目录第1章机械设计概论 _______________________________ 2 第2章机械零件尺寸的确定 _________________________ 3 第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4 第4章平面连杆机构_______________________________ 6 第5章凸轮机构__________________________________ 11第1章机械设计概论思考题和练习题1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。
解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等；继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。
变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。
各种工程机械、农田作业机械等。
1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？解：产品的性能、产品的1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。
从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况2)零件的工作条件 3)零件的尺寸及质量 4)经济性1-4解：机械设计的内容和步骤？解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。
机械设计基础课程》习题第 1 章机械设计基础概论1- 1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1- 2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1- 3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1- 4 常见的零件失效形式有哪些？1- 5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1- 6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途： Q275 、 40Mn 、40Cr 、 45 、ZG310 － 570 、 QT600 －3。
第 2 章现代设计方法简介2- 1 简述三维CAD 系统的特点。
2- 2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。
2- 3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。
2- 4 优化设计的一般过程是什么？2- 5 机械设计中常用的优化方法有哪些？2- 6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7 常用的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。
2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。
第 3 章平面机构的组成和运动简图3- 1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。
3- 2 平面机构具有确定运动的条件是什么?3- 3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3- 4 计算自由度时需注意那些事项？3- 5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？3- 6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-9 试判断图a、b、c 所示各构件系统是否为机构。
若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）3-10 计算图 a、b、c、d、e、f 所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。
第一次柞业=〜1、计算鼓材FW題所示机构（见下图）的自由屋，井捲出虚約束和局釦窘曰厘・"2、计算教材P19 /& 1-3（*）®所示机构的自由度，并蜡田蠢约束和局配自由度点见下圏〉卞儿计笄烫村PI9^1-3（d）E3^示礼枸的目由复，弁指匕匪约审和母部目由度江兀下国）*答题:1、此机构运动简图中无复合铰链、1局部自由度、1个虚约束。
此机构中有6个自由杆件，8个低副，1个高副。
自由度F=3n-2PL-Ph=3*6-2*8-仁12、此机构中编号1〜9,活动构件数n=9，滚子与杆3联接有局部自由度，滚子不计入活动构件数，.B、C、D、G、H、I、6个回转副（低副），复合铰链J, 2个回转副（低副），A、K，各有1个回转副+1个移动副，此两处共4个低副，低副总数PL =6+2+4 =12 •两齿轮齿合处E，有1个高副，滚子与凸轮联接处F，有1个高副，高副总数PH =1+1=2.自由度 F =3n -2PL -PH =3*9-2*12-2=13、此机构有6个自由杆件，在C点有1个复合铰链，有1个虚约束、9个低副，没有高副。
自由度F=3n-2PL=3*5-2*7=1第二次作业：*Is对心曲輛滑块机构是否具育急回特性？简述理由。
-2.题2图所示为偏置曲柄滑块机构-O)判断该机构是否具有急回特性，井说明其尿据：(2)若潛決的工作行程方向朝右.试从急回特性叩压力角两个方理2砂3、在题3图所示的钱链四杆机构中.已知如亍30nun・^=35mm*如尸30miiu 试问：(1)若此机构为曲柄摇杆机构，且、AB为融炳，I熔的最大值为多少？若此机构为取曲柄机构.［站的最小值为叢少？□)若此机构为双搖秆机构，加又应为多少？(教材P43 ®2-2)，答题：1、不具有急回特性，其极位夹角为零，即曲柄和连杆重合的两个位置的夹角为02、⑴有急回特性，因为AB可以等速圆周运动，C块做正、反行程的往复运动，且极位夹角不为0°(2)当C块向右运动时，AB杆应做等速顺时针圆周运动，C块加速运动；压力角趋向0°，有效分力处于加大过程，驱动力与曲柄转向相反。
