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机械设计基本知识点总结图一、引言在机械设计领域中，掌握和理解基本的知识点是非常重要的。
本文将通过图表的方式对机械设计的基本知识点进行总结和展示，以便读者更好地掌握相关内容。
二、机械设计基本知识点总结图下图为机械设计基本知识点的总结图：[请在这里插入机械设计基本知识点总结图]三、图中知识点解析1. 材料选择机械设计中，合适的材料选择非常重要。
图中列出了常见的机械材料，包括钢、铝合金、铜合金等，每种材料都有其特性和适用场景。
在进行机械设计时，需要根据具体要求选择合适的材料。
2. 轴承和传动轴承和传动是机械设计中的关键元素。
图中列举了常见的轴承类型，如滚动轴承、滑动轴承等，以及传动方式，如齿轮传动、链传动等。
了解各种轴承和传动的特点和适用范围，能够帮助设计师选择合适的轴承和传动方案。
3. 结构设计合理的结构设计是机械设计的核心。
图中呈现了常见的结构设计要点，包括支撑结构、连接方式、刚性要求等。
设计师需要根据机械设备的实际情况，合理选择结构设计方案，并确保结构的稳定性和可靠性。
4. 润滑和密封在机械设计中，润滑和密封是必不可少的考虑因素。
图中展示了常见的润滑方式和密封方式，如润滑剂选择、油封密封等。
了解润滑和密封的原理和方法，能够有效减少机械零部件的磨损和泄漏问题。
5. 加工和制造图中还包含了加工和制造方面的知识点，如常见的加工工艺和制造工艺选择。
机械设计师需要了解各种加工和制造技术，以确保设计的可制造性和加工的高效性。
四、结论机械设计基本知识点总结图提供了一个清晰的视觉展示，帮助读者快速了解和掌握机械设计的基本要点。
通过深入研究和实践，进一步理解这些知识点，并在实际应用中灵活运用，将有助于提高机械设计的质量和效率。
备注：本文所附之图为示意图，仅供参考。
（字数统计：515字）。
机械设计概述机械设计是指在满足特定功能要求的前提下，将机械元件、机械装置以及各种机械系统进行设计的一种技术。
机械设计是工程设计的重要组成部分，是构建出现代工业制造的核心之一。
本文将从机械设计的角度，对机械设计的概述进行深入探讨。
第一节：机械设计的基础知识1. 机械设计的定义机械设计是指在工程领域中，利用理论和方法对机械结构进行构思和设计。
机械设计的过程包括了机械零件的选型、设计、制造以及测试等多个环节。
2. 机械设计的理论基础机械设计的理论基础涵盖了许多学科，其中包括材料力学、机械力学、工程热力学、机电一体化技术、电子技术以及计算机科学等学科。
3. 机械设计的学习方法机械设计的学习方法主要是先深入学习各种基础知识，通过专业化的训练，来提高设计的能力和水平。
同时，需要掌握理论和实践相结合的技能，将理论知识应用在实际设计工作中。
第二节：机械设计的流程机械设计的流程可以分为初步设计、详细设计、制造加工、装配调试、试验验证等多个阶段。
具体内容如下：1. 初步设计初步设计是指在需求分析的基础上，进行初步的设计工作。
在这个阶段，需要进行结构的选型、设计方案的拟定以及进行草图和模型的绘制。
2. 详细设计详细设计阶段是在初步设计基础上的进一步深化，包括了从选型到细节的设计，包括了各种零件的设计、材料的选用、运动参数的确定以及对系统的布局、制造、安装、维护等方面的细化。
3. 制造加工制造加工是指在设计完成后，将设计图转换成物理零件，包括了各种工艺加工，并进行零件的检验，保证零件的质量符合所需的要求。
4. 装配调试装配调试是指将生产的零件组装起来，进行基本功能测试并优化，使机械系统达到理想的工作状态。
5. 试验验证在零件的生产和系统的装配完成后，还需要进行试验验证，以确保整个系统的工作正常，达到所有功能和性能的设计要求。
第三节：机械设计的特点1. 复杂性机械设计通常需要涉及到各种各样的工程领域，如机械力学、材料力学、工程热力学等，其本身也具有很高的复杂性。
机械设计知识点汇总总结一、机械设计基础知识1.1 机械设计概念机械设计是利用机械工程原理和技术来设计和制造机械产品的过程。
机械设计师需要深入了解材料、力学、动力学、液压学、传感器等相关知识，同时需要掌握CAD、CAM等设计工具，以及相关的设计标准和规范。
1.2 机械设计原理机械设计原理包括静力学、动力学、材料力学等内容。
静力学是研究静止或匀速直线运动力学的科学。
动力学是研究物体运动学和受力学的基本理论。
材料力学是材料在外力作用下的应力、应变及其变形特性的研究。
1.3 机械构件设计机械构件设计是以机械装置为研究对象，按照设计任务的要求，通过正确选择材料、形状、尺寸和工艺等方面，对构件的外型、尺寸、材料和工艺进行设计。
1.4 机械设计要求机械设计应满足以下基本要求：功能性、可靠性、安全性、易制造性、经济性、维修性等。
1.5 机械设计流程机械设计的基本流程包括：概念设计、初步设计、细化设计、计算与分析、制造图纸设计、实验验证、改进与优化等。
二、机械设计基础知识2.1 机械零件设计机械零件设计是机械设计的基础，它包括轴、轴承、齿轮、蜗杆、传动轮等零部件的设计。
2.2 机械传动设计传动是机械装置中的重要部分，包括传动链、齿轮传动、带传动、联轴器、减速机等，所以机械传动设计非常重要。
2.3 机械密封设计机械密封是机械装置上非常重要的部分，对于液压系统、润滑系统等都有密封，所以机械密封设计也是机械设计的重要内容。
2.4 机械强度设计在机械设计中强度是一个非常重要的因素，涉及零部件的疲劳强度、许用应力、断裂强度等。
2.5 机械刚度设计在机械设计中，刚度是关键因素，包括零部件的刚度分析、设计刚度等。
2.6 机械动力学设计机械设计中重要的一个方面是动力学设计，包括力、力矩、加速度、速度等动力学分析。
2.7 机械热力学设计在某些机械装置中，还需要做热力学设计，例如热传导、热膨胀、燃烧等。
三、机械制造工艺3.1 机械设计制造工艺机械制造工艺是指设计好的机械零部件如何生产出来的过程，包括车床加工、磨床加工、铣床加工、冲压成型、焊接等。
机械设计基础知识概述(doc 54页)（2）洛氏硬度：用压头压入的压痕深度表示材料的硬度值。
压痕越深表示材料越软，硬度值越低。
两种硬度可以利用特制的表格进行换算。
硬度表示金属材料在局部范围内对塑性变形的抗力，所以硬度与强度间有一定的换算关系。
5、冲击韧性冲击韧性是金属材料抗击冲击负荷的能力。
现在普通采用一次摆锤冲击试验来测定材料的冲击韧性。
实验表明，材料受小能量多次重复冲击的能力，主要取决于材料强度。
强度越高，寿命越长，设计中可不必过分追求高冲击值。
6、疲劳强度实际中许多工件所承受负荷的方向和大小是周期变化的。
这种周期变化的负荷称为交变负荷。
金属工件在交变负荷作用下，经长时间工作而发生断裂的现象称为金属疲劳。
在交变负荷作用下金属工件所受应力大小和断裂前应力交变循环的次数有关。
应力越大，则断裂前能随承受的循环次数越低。
当钢铁材料的循环次数达到107，有色金属的循环次数达到108 时，若试样仍不发生疲劳破坏，其最大应力称为该材料的疲劳极限。
当应力交变循环对称时，疲劳极限用σ-1表示。
生产中多数金属工件是在交变负荷下工作的，疲劳破坏是破裂的主要形式。
因此疲劳强度设计是材料的重要强度计算之一。
另外，改善零件结构形状避免应力集中；降低表面粗糙度；采取表面强化处理等都能有效提高金属工件的抗疲劳能力。
（二）金属材料的其他性能1、金属材料的物理性能包括比重、溶点、导电性、导热性和膨胀性等。
工件用途不同，对金属材料的物理性能要求不一样2、金属材料的化学性能主要指金属材料在定温或高温条件下抵抗活泼介质对其浸蚀的能力。
3、金属材料的工艺性能是金属材料物理和化学性能的综合，是否易于加工成型的能力。
按工艺方法不同，工艺性能主要有铸造性能、锻造性能、焊接性和切削加工性能。
在设计零件及选择加工方法时要考虑材料的工艺性能。
（三）铁碳合金的基本组织及性能普通碳钢和铸铁均属钢碳合金范畴，合金钢和合金铸铁是有意加入合金元素的铁碳合金。
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。
机械设计基础知识概述全机械设计是一种将机械理论和实践应用于机械制造的专业。
它涉及到机械部件的设计、制造和测试等方面，是现代机械行业发展的基础。
机械设计包括许多基础知识，下面我们将对其中的关键知识进行概述。
一、材料力学材料力学是机械设计的基础，它研究的是物体受力下的应力和应变变化规律。
任何机械部件都必须在特定的负载和环境条件下进行设计和制造。
因此，了解材料的物理和力学特性是非常重要的。
材料的强度、韧性、疲劳寿命以及其它性质的测试是材料力学中重要的主题。
二、机械制造工艺机械制造工艺是机械设计中至关重要的一环。
它涉及到零件的成型、加工和装配等各个方面，包括铸造、锻造、注塑、机加工等。
如果选择合适的制造工艺，则可以保证产品具有高的质量和性能，同时减少制造成本。
三、CAD/CAM计算机辅助设计和制造技术(CAD/CAM)也是机械设计的重要组成部分。
CAD/CAM软件可以帮助设计师进行绘图、设计和建模等工作，同时还可以进行自动化加工和控制，提高生产效率和成本效益。
四、机构学与运动学机械设计中机构学和运动学也非常重要。
机构学是机械学科中的分支，它研究的是机械结构的运动学原理、结构功能和工作原理等。
在机器的设计之前，一定要对机件的运动学进行深入了解。
五、机械设计的基本法则机械设计的基本法则是几乎所有机械设计人员都应该深入掌握的知识点。
其内容包括力学、结构原理、材料力学及其它基本理论知识。
机械设计师必须选择最适合机器设计和应用的材料、零件和构件，并合理地设计和配合它们。
以上是机械设计基础知识的概述，机械设计师需要在日常工作中掌握和应用这些知识，才能设计出具有高质量、高可靠性的机器产品。
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。
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 。
负荷超过S点后，形变量随负荷增加而急剧增加，当过B点，形变部位出现缩颈现象，试样已不能抵抗外力作用，在K点发生断裂。
机械设计知识点梳理一、协议关键信息1、机械设计的基本概念和原理机械的定义和分类机械设计的任务和目标机械设计的基本要求和约束条件2、机械零件的设计机械零件的失效形式和设计准则材料的选择和热处理强度计算和刚度计算零件的结构设计和工艺性3、机械传动系统的设计带传动带的类型和特点带传动的工作原理和受力分析带传动的设计计算链传动链的类型和特点链传动的工作原理和运动特性链传动的设计计算齿轮传动齿轮的类型和特点齿轮传动的失效形式和设计准则齿轮的参数计算和几何尺寸计算齿轮的精度和润滑蜗杆传动蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的失效形式和设计准则蜗杆传动的参数计算和几何尺寸计算蜗杆传动的效率和热平衡计算4、轴系部件的设计轴的类型和材料轴的结构设计轴的强度计算和刚度计算滚动轴承的类型和选择滚动轴承的寿命计算和组合设计滑动轴承的类型和特点滑动轴承的设计计算5、连接部件的设计螺纹连接螺纹的类型和特点螺纹连接的类型和预紧螺纹连接的强度计算键连接键的类型和特点键连接的选择和强度计算销连接销的类型和用途销连接的设计计算6、机械系统的总体设计机械系统的组成和功能机械系统的方案设计机械系统的运动学和动力学分析机械系统的精度设计7、现代设计方法在机械设计中的应用优化设计有限元分析可靠性设计绿色设计二、机械设计的基本概念和原理11 机械的定义和分类机械是机器和机构的总称。
机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。
机构是由若干构件通过运动副连接而成的具有确定相对运动的组合体。
机械可分为动力机械、加工机械、运输机械、信息机械等。
111 机械设计的任务和目标机械设计的任务是根据使用要求，对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
其目标是在满足功能要求的前提下，使机械具有良好的性能、可靠性、经济性和安全性。
112 机械设计的基本要求和约束条件基本要求包括功能要求、可靠性要求、经济性要求、安全性要求、环保要求等。
机械设计基础概述机械设计是一门涉及工程学、物理学、材料学和数学等多学科交叉的学科，旨在通过系统地设计和分析机械产品、机械系统和机械结构，以满足特定需求和目标。
本文将对机械设计的基础知识进行概述，介绍其主要内容和设计方法。
一、机械设计的基本原理机械设计的基本原理包括力学基础、工程材料和结构强度分析。
力学基础涉及牛顿力学、静力学和动力学等，用于分析物体的运动和受力情况。
工程材料研究材料的性能和特性，包括强度、刚度、耐磨性等，并选择合适的材料用于设计。
结构强度分析是通过应力和应变的计算和验证，保证设计的机械结构能够满足使用要求。
二、机械设计的基本步骤机械设计的基本步骤包括需求分析、概念设计、详细设计和制造及试验验证。
需求分析是通过与用户沟通和研究市场需求，明确设计的目标和要求。
概念设计阶段是通过草图、模型和计算，生成初步的设计方案。
详细设计阶段考虑设计的可行性和可制造性，并进行更加精细的设计。
最后，制造及试验验证阶段将设计转化为实际的产品，并进行制造和测试来验证设计的可行性和性能。
三、机械设计的常用工具和软件机械设计中常用的工具包括CAD（计算机辅助设计）软件和CAE （计算机辅助工程）软件。
CAD软件用于绘制、建模和分析机械产品和结构，如AutoCAD、SolidWorks等。
CAE软件用于进行工程分析和仿真，如ANSYS、ABAQUS等。
这些工具和软件能够提高设计效率和准确性，提供全面的设计评估和优化选项。
四、机械设计的发展趋势随着科技的进步和工业的发展，机械设计领域也在不断演变和进步。
其中，数字化设计和智能化制造是当前的发展趋势。
数字化设计利用先进的计算机技术和软件，实现设计的数字化、模拟化和虚拟化，使得设计过程更加高效和精确。
智能化制造则借助人工智能、物联网和大数据等技术，实现机械产品的智能化生产和智能化运行。
结论机械设计是一门应用广泛的学科，涉及面广且复杂。
本文对机械设计的基础概述进行了简要介绍，包括基本原理、设计步骤、常用工具和软件以及发展趋势等。
机械设计每章节知识点第一章：机械设计基础知识1.1 机械设计的定义与概念机械设计是指根据使用要求和技术指标，进行各种机械产品及系统的设计的工作。
1.2 机械设计的基本要素机械设计的基本要素包括设计目标、设计条件、设计环境和设计方法。
1.3 机械设计的设计步骤机械设计的设计步骤包括需求分析、设计方案的选择、详细设计、制图和文件编制等。
1.4 机械设计的设计过程机械设计的设计过程包括概念设计、初步设计和详细设计等阶段。
第二章：机械设计基本原理2.1 物体的力学平衡物体的力学平衡是指物体在受力作用下，力的合力和力的力矩均为零的状态。
2.2 材料力学基本原理材料力学基本原理包括弹性力学、塑性力学和疲劳力学等。
2.3 运动学基本原理运动学基本原理包括运动学几何、速度和加速度的计算等。
2.4 动力学基本原理动力学基本原理包括牛顿定律、功和能的计算等。
第三章：机械零部件设计3.1 设计轴、轴承和轴承座设计轴、轴承和轴承座时需要考虑受力、运动性能和装配性能等因素。
3.2 设计齿轮传动设计齿轮传动时需要考虑齿轮的模数、压力角、齿数比和传动比等因素。
3.3 设计联轴器设计联轴器时需要考虑传递功率、防止轴向、径向和角向位移的要求。
3.4 设计链传动设计链传动时需要考虑链条的模数、节距和链板的选择等因素。
第四章：机械传动设计4.1 设计齿轮传动设计齿轮传动时需要确定齿轮的参数、选取合适的齿轮材料和进行齿轮强度校核。
4.2 设计带传动设计带传动时需要确定带传动的传动比、带传动的类型和带传动的长度等参数。
4.3 设计蜗杆传动设计蜗杆传动时需要确定蜗杆的蜗杆材料、蜗杆的模数和传动比等因素。
4.4 设计链传动设计链传动时需要确定链条的参数、选择适当的链条类型和进行链条的强度校核。
第五章：机械零部件制造工艺5.1 切削加工工艺切削加工工艺包括车削、铣削、钻削、镗削和磨削等。
5.2 成形加工工艺成形加工工艺包括冲压、锻造、铸造和压缩等。
机械设计知识概述（doc 10页）第二章机械设计概述机械是人类进行生产和生活的主要体力劳动工具。
随着生产技术的不断发展和人民生活水平的日益提高，机械产品品种和门类日益增多，例如，各种各样的金属切削机床、仪器仪表、工程机械、重型机械、轻工机械、纺织机械、食品包装机械、石油化工机械、产品加工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、发电设备以及办公设备、家用电器、儿童玩具等等。
在现代社会，人们运用各种类型的机械，以改善劳动条件，提高劳动生产率和产品质量。
同时，随着经济的发展，人们也运用越来越多的机械，以提高自身的生活质量。
可以说，国民经济各部门及人类自身生活中使用机械的程度，是整个社会发展水平的重要标志之一。
机械工程是在西方工业革命后形成系统的技术科学，从明代我国逐步引进了此技术，但是至今我们在机械设计方面不属于世界先进行列。
主要问题是：1、缺乏技术价值观念。
2、缺乏大量技术实践。
3、教学与工厂实际脱离，把机械技术变成了读书，缺乏对机械技术的全面实践，培养的人不能动手，不会设计真实东西。
工业设计师应当是通才。
从专业要求看，必须了解机械工艺、材料、成本等方面的内容，理解工程师的思维方式，才能够较顺利设计产品。
此课程主要培养学生在机械技术和设计方面的职业思维方式和行为方式，对机械产品有实际经验，通过拆装实验，讨论，解决实际产品设计，从中了解设计过程。
照传统说法，一切机器都可分为三部分，动力源、传动和执行机构。
一切机器的作用不外两点，一是利用能量来代替微弱的人力、畜力，另一则用机器的运动来代替人手的动作。
虽然两者都是为了减轻劳动，可是它们发展的历史却很不一样。
能源开发是近代的成就，应该说由水车开始，而且从历史眼光看其发展并不能说很快，一般是量变。
用机器运动来代替手工动作则历史长得多，而且进步也比较大。
只要比较一下上古制作陶器的陶车和近代在人的大脑中进行外科手术的机器人便清楚了。
这可能是因为能源开发虽然艰巨，其目标却是单一的。
用机器运动代替人工劳动，目的是多种多样的，随着人类生活的发展而不断变化。
因此形成很多复杂的行业。
到底机器的哪部分是用来产生代替人手的动作呢?事实上这和传统的原则性的说法略有不同。
倘若机器要执行的动作非常简单，则动力源一传动一执行这划分还是对的。
但近代机器常常极其复杂，对它要求的动作也非常精细而且复杂。
这种精细复杂的运动，通常要从传动中获得。
这就使机器的传动部分和执行部分的界限模糊了，同时也使传动成为更复杂的技术。
表面上好像很简单的问题，做起来可能会很困难。
在这里提及一个历史上的例子：当瓦特设计他的蒸汽机时，他需要一个直线运动来带动阀门。
从表面看这是—个很简单的问题，在今天用一个导轨便成了。
但在那时的加工设备和润滑技术，还不能制出导轨，而须用连杆。
但瓦特想不出这样一种连杆，便要求格拉斯哥大学的数学家们帮忙，但数学家们也想不出。
后来事情传开了，竟发现全世界的数学家都解决不了这问题。
瓦特只得用了一个近似的直线机构。
这问题直到瓦特死后几十年，才由一位法国数学家解决了。
这一事实说明了在机器上对传动机构要求之高和问题解决之难。
只要机器还在使用，传动机构也必然要继续发展。
各种各样的机械是国民经济许多部门及其他领域的重要装备。
随着科学技术和工业生产的发展，对机械产品不时提出新要求，除了优质、高效、低能耗、低廉价格之外，突出的课题是性能优越的、适应高精尖发展的机械功能。
一般地说，机械设备均为实现某种工艺动作过程，或者实现生产过程与操作自动化。
在新形势下，必须致力搞好创新设计，不断推出新产品来抢占市场，满足客观需求。
机械的创新设计的着重点是机构设计，也就是机械运动方案设计。
机构系统设计的核心，是选择灵巧的工艺动作过程、满意地达到特定的机械功能要求。
机构系统的开发、设计，机构的选用和它们的巧妙组合，就是为了实现特定的机械功能。
机构系统设计的好坏，直接影响机械产品的性能、效率、成本，因此愈来愈为人们重视。
不言而喻，产品设计是决定产品性能、质量、水平和经济效益的重要环节。
随着市场经济的不断发展，商品竞争必然愈来愈剧烈。
一个产品是否具有市场竞争能力，在很大程度上取决于产品的设计。
产品设计如有闪失，则常常是属于根本性的问题，对产品生产、市场竞争的贻误，可能会造成灾难性后果。
因此，必须高度重视设计，尽心尽力搞好设计。
§2.1 机器、机构与机械的基本概念机械设计的研究对象是机器和机构。
那么什么是“机器”和“机构”呢?机器这个概念，在18世纪工业革命以后，得以逐步充实和完善。
随着科学技术的飞跃发展，特别是70年代末、80年代初兴起的世界范围的新技术革命，对于机器的设计与制造具有深刻和广泛的影响，“机器”的含义相应逐渐在更新与变化。
对于现代机器，由于广泛采用机电一体化，可以把机器定义为：机器是一种具有操纵控制系统的、作机械运动的装置，它用来变换能量、物料和信息，以代替或减轻人的体力劳动和脑力劳动。
在这个定义中，物料是指被加工的对象、被搬运的重物。
根据机器用途的不同，我们又可把机器分为动力机器、加工机器和信息机器。
动力机器是把任何一种能量变换成机械能，或者把机械能变换成其他形式的能量。
例如，内燃机、压气机、涡轮机、电动机、发电机等等都属于动力机器。
加工机器的用途是完成有用的机械功或搬运物品。
例如，金属切削加工机床、轧钢机、织布机、缝纫机、包装机、汽车、机车、飞机、起重机、输送机等等都是。
信息机器是用来获得和变换信息。
如果信息是以数字形式表示的，则该信息机器就称为计数机或计算机。
计数机有计算器、机械式积分仪、记账机等。
打字机、绘图仪等等也是属于信息机器。
对于实现数学运算的电子计算机（指CPU、控制器、运算器和内存等），由于它并没有机械运动的存在，从机构学的观点来看，电子计算机不能算是机器，但计算机整机中的软盘驱动器、硬盘（驱动器）、光盘驱动器、电源风扇、CPU风扇等仍包含有机械运动，需要相应的传动机构去完成各种运动要求。
在这里，必须指出的是机器与其他装置(或设备)的主要不同点：机器一定要作机械运动，并用机械运动来实现能量、物料和信息的变换。
凡是在没有人的直接参与下，能完成能量、物料和信息的整个变换过程的机器，称为自动机。
自动机中的各个机械动作，一般都采用各种各样的机构来完成的。
完成一定工艺过程的自动机群，通过自动运输装置联接起来，可组成自动线。
机器，特别是自动机，在正确使用的情况下，能减轻人的劳动、提高生产率和保证高质量地完成工作过程。
随着各种各样新机构的出现，“机构”的定义也应有所变化。
以前人们认为机构只能由刚体所组成（狭义机构），现在已经把液体和气体都认为直接参与机械运动的变换，同时把在特定条件下的可变形体和挠性体参与机械运动的变换（广义机构）。
因此，机构可以定义为：机构是用作把一个或几个刚体的运动变换成其他刚体所需的运动的机械装置。
如果液体或气体也参与运动的变换，这种机构就相应地称为液动机构或气动机构。
从对各种各样机器的分析可以看出，各个机器的主要组成部分都是各种机构。
一部比较复杂的、完整的机器，可能包含多种类型的机构。
例如，内燃机由曲柄滑块机构、凸轮机构和齿轮机构组成的。
但是，简单的机器，也可能只包含一种机构，例如，手工送料的冲床就是由曲柄滑块机构单一机构构成的。
一部机器，特别是自动机，由于要实现较为复杂的工艺动作过程，往往有较多的各种类型的机构来组成的。
近年来，随着机电一体化的广泛应用，一部机器中的机构数目和复杂程度都有下降的趋势，但是从机器必须实现某一工艺动作过程来看，机构还是大多数机器的最重要部分。
此外，在仪器、设备和日常用具中，也大量用到各种机构；因此，研究机构的结构和设计受到了机械设计人员的重视。
各种类型的机器，尽管它们的用途、结构和性能不相同，但都有如下三个共同的特征：（1）它们都是人为的实物组合；（2）它们各部分之间具有确定的相对运动；（3）在工作时能代替或减轻人类的劳动，或完成有用的机械功，或转换机械能。
作为机构，只具备机器的前两个特征，而不能完成有用的机械功或转换机械能。
为了简化叙述，人们常常用“机械”一词作为“机构”和“机器”的总称。
图0—1所示的内燃机即为常见通用机械之一，它由气缸体(连同机架)、活塞、连杆、曲轴、齿轮、凸轮、进气阀推杆和排气阀推杆等组成。
燃烧的气体膨胀时推动活塞，通过连杆推动曲轴转动。
转动的曲轴通过齿轮带动凸轮轴控制进气与排气，同时输出机械能。
内燃机工作时能将燃气的热能转变为曲轴旋转的机械能，因此，它是一台典型的机器。
能够将其它形式的能量转换为机械能的机器称为原动机，如电动机、内燃机、涡轮机等。
能够利用机械能来完成有用功，或者能将机械能转变为其它形式能量的机器统称为工作机，如金属切削机床、起重机，空气压缩机等。
在图0—1所示的内燃机中，为了将热能转换为机械能，必须依靠各个最基本的组合体的协调动作。
这些最基本的组合体就是机构。
图中凸轮4、进气阀2的推杆与气缸体1组成一凸轮机构；凸轮5、排气阀3的推杆与气缸体1也组成一凸轮机构；活塞11(称为滑块)、连杆10、曲轴8(称为曲柄)与气缸体1组成曲柄滑块机构；齿轮7、6和气缸体1组成齿轮机构。
机构是由各个具有确定相对运动的运动单元所组成的。
这些运动单元称为构件。
构件可以是单一的零件，也可以是几个零件组成的刚性整体。
例如齿轮、轴和键这三个零件可联接成一个构件。
构件和零件的区别是。
构件是运动的单元，而零件是制造的单元。
在各种机械设备中都会用到的零件，称为通用零件，如螺栓、键、轴承、齿轮等。
只是在某些机械设备中用到的零件，称为专用零件，如活塞、曲轴等。
§2.2 机械设计概述一、设计基本概念设计一词的英语为Design，它源于拉丁语Designar，由De（记下）与Signare（符号、记号、图形等）两词组成。
因此，“设计”的最初含义是将符号、记号、图形之类记下来的意思。
随着生产的发展和科学技术的进步，设计的内涵不断向深度和广度发展，设计的含义愈来愈深刻和愈来愈先进。
设计是人类改造自然的基本活动之一，设计是复杂的思维过程，设计过程蕴含着创新和发明的机会。
设计的目的是将预定的目标，经过一系列规划与分析决策，产生一定的信息（文字、数据、图形），形成设计，并通过制造，使设计成为产品，造福人类。
设计过程是指明确设计任务到编制技术文件所进行的整个设计工作的流程。
一般来说，整个设计过程可分为明确设计任务要求、原理方案设计、技术设计、施工设计四个主要阶段。
现代设计是过去设计活动的延伸和发展。
随着设计实践经验的积累，生产和科技的飞速发展，使设计思想、理论、方法和手段得到不断的丰富、充实和发展，促进了传统设计方法的变革，使现代设计方法随之产生。
现代设计方法使机械产品的设计工作发生了质的变化，促进了机械产品的改进、更新、升级、换代速度的加快。
