机械设计基础复习汇总

《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。

50个机械设计基础知识点1.刚体力学：研究物体在作用力下的平衡和运动。

2.静力学：研究物体在静止状态下的力学性质。

3.动力学：研究物体在运动状态下的力学性质。

4.运动学：研究物体的运动特性，如速度、加速度和位移。

5.力学系统：由若干物体组成，并且相互作用，受到外界力的作用。

6.力的合成：通过矢量相加的方法计算多个力的合力。

7.力的分解：将一个力分解为多个力的合力。

8.平衡：物体受到的合力和合力矩均为零。

9.功：力在物体上产生的位移所做的功。

10.能量：物体的能力做功的量度。

11.弹性力：物体受到变形后，恢复原状的力。

12.摩擦力：物体在运动或静止时受到的阻力。

13.运动学链：由多个刚体连接而成的机构，用来进行运动传递和转换。

14.齿轮传动：利用齿轮的互相啮合实现运动传递和转换。

15.杠杆机构：利用杠杆的原理实现力的放大或缩小的机构。

16.曲柄连杆机构：利用曲柄和连杆的结构实现运动转换。

17.铰链机构：通过铰链连接物体的机构，实现固定、旋转或滑动。

18.滑块机构：由滑块和导轨构成的机构，实现直线运动。

19.传动比：用来衡量运动传递的效率。

20.齿轮比：齿轮传动中两个齿轮的旋转速度比值。

21.离合器：用来连接或分离两个旋转物体的装置。

22.制动器：用来减速、停止或固定运动物体的装置。

23.轴承：用来支撑和减小机械运动中的摩擦力的装置。

24.轴线：用来连接和支撑旋转物体的直线。

25.键连接：通过键连接来实现轴线和轴承的固定。

26.螺纹连接：通过螺纹连接实现两个物体的拧紧或松开。

27.轴承间隙：轴承内外圈之间的间隙，用来调整摩擦力和轴承的转动。

28.轴向力：作用于轴线方向上的力。

29.径向力：作用于轴线垂直方向上的力。

30.弹簧：用来储存和释放能量的装置。

31.拉伸强度：材料抵抗拉伸破坏的能力。

32.压缩强度：材料抵抗压缩破坏的能力。

33.硬度：材料抵抗划伤或穿透的能力。

34.拉伸试验：测试材料的拉伸性能和强度。

机械设计基础》知识点汇总1、具有以下三个特征的实物组合体称为机器。

（1）都是人为的各种实物的组合。

（2）组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。

（3）可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。

2、机构主要用来传递和变换运动。

机器主要用来传递和变换能量。

3、零件是组成机器的最小单元，也是机器的制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。

各种机器经常用到的零件称为通用零件。

特定的机器中用到的零件称为专用零件。

4、构件是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。

若从运动的角度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成的。

根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成：1. 原动部分：机器的动力来源。

2. 工作部分：完成工作任务的部分。

3. 传动部分：把原动机的运动和动力传递给工作机。

4. 控制部分：使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。

5、物体间机械作用的形式是多种多样的，力对物体的效应取决于力的大小、方向和作用点，这三者被称为力的三要素。

公理1 二力平衡公理作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。

对于变形体而言，二力平衡公理只是必要条件，但不是充分条件。

公理2 加减平衡力系公理在已知力系上加上或者减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。

推论1 力的可传性原理作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用效应。

公理 3 力的平行四边形公理作用在刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。

合力的作用点也在该点，合力的大小、方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。

推论2 三力平衡汇交原理：作用在刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线通过汇交点。

公理4 作用与反作用公理两物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿同一条直线，分别作用在这两个物体上。

机械设计基础复习资料一、基础知识0、零件（独立的机械制造单元）组成（无相对运动）构件（一个或多个零件、是刚体；独立的运动单元）组成（动连接）机构（构件组合体）；两构件直接接触的可动连接称为运动副；运动副要素（点、线、面）；平面运动副、空间运动副；转动副、移动副、高副（滚动副）；点接触或线接触的运动副称为高副（两个自由度、一个约束）、面接触的运动副称为低副（一个自由度、两个约束，如转动副和移动副）0.1曲柄存在的必要条件：最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。

连架杆和机架中必有一杆是最短杆。

0.2在四杆机构中，不满足曲柄存在条件的为双摇杆机构，满足后，若以最短杆为机架，则为双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架则为双摇杆机构；若以最短杆的两邻杆之一为机架，则为曲柄摇杆机构0.3 凸轮从动件作等速运动规律时，速度会突变，在速度突变处有刚性冲击，只能适用于低速凸轮机构；从动件作等加等减速运动规律时，有柔性冲击，适用于中、低速凸轮机构；从动件作简谐运动时，在始末位置加速度也会变化，也有柔性冲击，之适用于中速凸轮，只有当从动件做无停程的升降升连续往复运动时，才可以得到连续的加速度曲线（正弦加速度运动规律），无冲击，可适用于高速传动。

0.4凸轮基圆半径和凸轮机构压力角有关，当基圆半径减小时，压力角增大；反之，当基圆半径增大时，压力角减小。

设计时应适当增大基圆半径，以减小压力角，改善凸轮受力情况。

0.5.机械零件良好的结构工艺性表现为便于生产的性能便于装配的性能制造成本低1.按照工作条件，齿轮传动可分为开式传动两种。

1.1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【齿面疲劳点蚀】1.2对于闭式软齿面来说，齿面点蚀，轮齿折断和胶合是主要失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按齿面弯曲疲劳强度进行校核。

1.3闭式齿轮传动中的轴承常用的润滑方式为飞溅润滑1.4. 直齿圆锥齿轮的标准模数规定在_大_端的分度圆上。

机械设计基础期末复习总结机械设计基础期末复习总结第⼀章绪论A.构件是组成机械的基本运动单元，可以由⼀个或多个零件构成的刚性结构B.零件是机械的制造单元C.机械零件的主要失效形式：1)断裂2)过⼤的变形（过⼤的弹性形变）3)表⾯失效4)正常⼯作条件遭破坏⽽引起的失效D.机械零件常⽤材料：1)⾦属材料a)钢b)铸铁c)有⾊合⾦2)⾮⾦属材料a)有机⾼分⼦材料b)⽆机⾮⾦属材料c)复合材料第⼆章平⾯机构分析A.运动副：使构件与构件之间直接接触并能产⽣⼀定相对运动的链接分类：1)低副：⾯接触a)移动副b)转动副2)⾼副：点或线接触、球⾯副、螺旋副B.构件（每个构件⾄少有两个运动副）1)固定件（机架）：在⼀个机构中有且只有⼀个构件为机架2)原动件（主动件/输⼊构件）：运动和动⼒由外界输⼊3)从动件（输出构件）C.平⾯机构的⾃由度1)计算公式：F=3n-2P L-P H2)平⾯机构具有确定运动的条件：①F>0 ②⾃由度等于原动件数*机构的⾃由度即是平⾯机构所具有的独⽴运动的数⽬3)计算平⾯机构⾃由度注意事项：a)复合铰链：两个以上构件在同⼀条轴线上⽤转动副连接*N个构件汇交⽽成的复合链具有（N-1）个转动副b)局部⾃由度：机构中出现的与输出构件运动⽆关的⾃由度*计算时，应除去不计c)虚约束：运动副带⼊的约束对机构⾃由度的影响是重复的，对机构运动不起新的限制作⽤的约束常见虚约束：两个构件之间组成多个导路平⾏的移动副时两个构件之间组成多个轴线重合的转动副时机构中传递运动不起独⽴作⽤的对称部分*计算时，应除去不计第三章平⾯连杆机构A.平⾯连杆机构（平⾯低副机构）：由若⼲个构件以低副连接组成的平⾯结构B.铰链四杆机构：4为机架，1、3为连架杆，2为连杆曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆摇杆：只能绕机架作⼀定⾓度往复摆动基本特性：运动特性、传⼒特性基本类型：1)曲柄摇杆机构：连架杆中，⼀个为曲柄，⼀个为摇杆（通常，曲柄为原动件并作匀速转动时，摇杆作变速往复运动）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（两摇杆长度相等时称为等腰梯形机构）C.铰链四杆机构存在曲柄的条件：1)整转副存在条件a)最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度和b)整转副由最短杆与其邻边组成2)曲柄存在条件（整转副位于机架上才能形成曲柄）a)最短杆邻边为机架时，机架上只有⼀个整转副，故为曲柄摇杆机构b)最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故为双曲柄机构c)最短杆对边为机架时，机架上没有整转副，故为双摇杆机构*若最短杆长度+最长杆长度＞其余两杆长度和，则⽆论去哪个杆为机架都为双摇杆机构D.急回特性P34：曲柄摇杆机构中，曲柄虽作匀速转动，⽽摇杆摆动时空回程的平均速度却⼤于⼯作⾏程的平均速度。

1、机械零件常用材料:普通碳素结构钢（Q屈服强度）优质碳素结构钢（20平均碳的质量分数为万分之20）、合金结构钢（20Mn2锰的平均质量分数约为2%)、铸钢（ZG230—450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450）、铸铁（HT200灰铸铁抗拉强度）2、常用的热处理方法：退火（随炉缓冷）、正火(在空气中冷却）、淬火(在水或油中迅速冷却)、回火（吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度,保温一段时间后在空气中冷却）、调质(淬火+高温回火的过程)、化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗）3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求5、应力的分类：分为静应力和变应力。

最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。

特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形.确定疲劳极限时,应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下,首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中,由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展,最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀.疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。

疲劳点蚀使齿轮。

滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况(多个行星轮）、增强机构的刚度(轴与轴承）、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（λ+ψv）一般螺旋升角不宜大于40°。

《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》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。