机械设计基础期末考试复习知识点.ppt

机械设计基础复习复习要领：       按章不按节，复习要有系统性、综合性、前后呼应，用好每章结尾部分的结构图重点掌握”——最重要的内容“掌握”——重要的内容“了解”——次重要内容    第一章 绪论掌握：1）机器的特征 都是人为的实物的组合；各种部分间具有确定的相对运都是人为的实物的组合；各种部分间具有确定的相对运 动；可做有用功，完成能量、物料、信息的变换或传递动；可做有用功，完成能量、物料、信息的变换或传递           2）构件（运动单元体（运动单元体 ））与零件（制造单元体）（制造单元体）的区别           3）机构的组成           4）机器与机构的区别了解：机械是各类机器和机构的总称是各类机器和机构的总称、机器是执行机械运动的装置，用是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息来变换或传递能量、物料与信息、机构、运动副的概念，机器的组成 第二章 机械设计基础知识掌握：1）失效概念、零件的主要失效形式（断裂失效、（断裂失效、 变形失效、表面损伤失效变形失效、表面损伤失效 ））           2）应力循环特性、疲劳极限等基本概念           3）零件设计准则（强度准则、刚度准则、耐磨性准则、（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）振动稳定性准则、耐热性准则、可靠性准则）           4）零件材料（种类、选材原则（种类、选材原则 ））及热处理（作用、方式（作用、方式 ））了解：机械设计基本要求、一般设计程序、零件工作能力、结构工艺性及标准化等基础知识。

 第三章 平面机构基础知识重点掌握：平面机构自由度的计算（自由度计算公式、（自由度计算公式、 机构确定运动的条件、应用自由度公式的注意事项：机构确定运动的条件、应用自由度公式的注意事项：复合铰链、复合铰链、 局部自由度、虚约束局部自由度、虚约束 ））；掌握：1）平面运动副概念、分类（高副：平面滚滑副，低副：（高副：平面滚滑副，低副： 转动副、移动副）转动副、移动副）运动特征、几何特征及符号；           2）构件分类及符号表达；           3）机构运动简图的画法（绘图步骤，注意标出：比例尺、（绘图步骤，注意标出：比例尺、 机架、主动件，阿拉伯数字表示构件、大写字母表示运动副）机架、主动件，阿拉伯数字表示构件、大写字母表示运动副）           4）速度瞬心概念（绝对瞬心、相对瞬心（绝对瞬心、相对瞬心 ））及其求法               （观察法、三心定理（观察法、三心定理 ））；了解：速度瞬心应用。

 概念：概念：•运动副运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接•低副低副：两构件通过面接触组成的运动副，平面机构中的低副有：两构件通过面接触组成的运动副，平面机构中的低副有移动副和转动副移动副和转动副•高副：高副：两构件通过点或线接触组成的运动副两构件通过点或线接触组成的运动副•自由度：自由度：保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数•复合铰链：复合铰链：两个以上个构件在同一条轴线上形成两个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副由的转动副由K个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为（（K-1））个•局部自由度：局部自由度：在机构中，某些构件具有不影响其它构件运动的在机构中，某些构件具有不影响其它构件运动的自由度在计算机构的自由度时，应该自由度在计算机构的自由度时，应该除掉除掉 •虚约束：虚约束：重复而不起独立限制作用的约束计算机构的自由度重复而不起独立限制作用的约束计算机构的自由度时，时，虚约束应除去虚约束应除去不计自由度的计算步骤要全：自由度的计算步骤要全：1）指出复合铰链、虚约束）指出复合铰链、虚约束和局部自由度和局部自由度2）指出活动构件、低副、高副）指出活动构件、低副、高副3）列出公式计算）列出公式计算自由度自由度第四章 平面连杆机构重点掌握：铰链四杆机构三种基本类型的判断条件                 （（ ①① 当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时：当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时：                                    A) 最短杆相邻的杆为机架，即得到最短杆相邻的杆为机架，即得到曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构；； B) 最短杆为机架，即得到最短杆为机架，即得到双曲柄机构双曲柄机构；； C) 最短杆相对的杆为机架，即得到最短杆相对的杆为机架，即得到 双摇杆机构双摇杆机构。

②② 当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时， 无论哪杆为机架，均为无论哪杆为机架，均为 双摇杆机构双摇杆机构掌握：1）四杆机构的基本类型（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆）（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆） 2）曲柄存在的条件（（ ①① 最短杆与最长杆长度之和小于或等于最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；其余两杆长度之和； ②② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆连架杆与机架中必有一杆为最短杆 ）） 3）急回运动行程速比系数、压力角、传动角、                  死点等基本概念；           4）图解法设计简单平面四杆机构（连杆给定位置，给（连杆给定位置，给定行程速比系数定行程速比系数K））了解：平面连杆机构的特点；平面四杆机构的演化形式；平面四杆机构其他设计方法 •平面连杆机构：平面连杆机构：由若干构件通过低副联接而成的平面机构。

由若干构件通过低副联接而成的平面机构•铰链四杆机构定义：铰链四杆机构定义：由由四根构件四根构件组成的构件间联接都是组成的构件间联接都是转动副转动副的的平面四杆机构平面四杆机构 机构的固定构件称为机架；与机架用转动副相连接的构件称为连机构的固定构件称为机架；与机架用转动副相连接的构件称为连架杆；不与机架直接相连的构件称为连杆；铰链四杆机构分为曲架杆；不与机架直接相连的构件称为连杆；铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 平面四杆机构的极位：平面四杆机构的极位：在曲柄摇杆机构、摆动导杆机构和曲柄滑在曲柄摇杆机构、摆动导杆机构和曲柄滑块机构中，当曲柄为原动件时，从动件作往复摆动或往复移动，块机构中，当曲柄为原动件时，从动件作往复摆动或往复移动，存在两个曲柄和连杆处在一条直线上的位置，这时摇杆摆动的极存在两个曲柄和连杆处在一条直线上的位置，这时摇杆摆动的极限位置•极位夹角：极位夹角：当从动件摇杆处于两极限位置时，对应的原动件在两当从动件摇杆处于两极限位置时，对应的原动件在两位置之间所夹的锐角位置之间所夹的锐角•急回特性：急回特性：当曲柄作匀速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不一当曲柄作匀速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不一样的特性。

样的特性 急回运动特性可用行程速比系数急回运动特性可用行程速比系数K来表示：来表示：K=(180°+θ)/(180-θ)  压力角：压力角：作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角夹的锐角 传动角传动角：压力角的余角压力角的余角 死点位置死点位置：机构中的传动角为零的位置机构中的传动角为零的位置 第五章 凸轮机构掌握：1）凸轮机构名词术语（基圆、理论轮廓、实际轮廓、升程、（基圆、理论轮廓、实际轮廓、升程、回程、远休止、近休止、行程回程、远休止、近休止、行程……）） 2）从动件常用运动规律及特性（（ 等速运动规律、等加等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律，刚性冲击、柔性冲击）速等减速运动规律、简谐运动规律，刚性冲击、柔性冲击） 3）反转原理、图解设计凸轮轮廓曲线（（ 直动从动直动从动件盘形凸轮轮廓曲线设计件盘形凸轮轮廓曲线设计 ））了解：凸轮机构的组成、分类和应用情况；凸轮基本尺寸的确定（（ 压力角、许用压力角、基圆半径的确定、滚子半径的选择、运压力角、许用压力角、基圆半径的确定、滚子半径的选择、运动失真的解决办法动失真的解决办法 ）） 。

 第六章 齿轮传动重点掌握：1）渐开线齿轮各部分名称、基本参数(齿数、齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）和几何尺寸计算(分度圆、基圆、分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高、齿距齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高、齿距/周节、齿厚、齿槽宽；外啮合标周节、齿厚、齿槽宽；外啮合标准中心距）准中心距）                  2）直齿圆柱齿轮传动的设计计算(受力分析、强受力分析、强度计算力学模型度计算力学模型[接触：赫兹公式，弯曲：悬臂梁接触：赫兹公式，弯曲：悬臂梁] 、强度计算的主要系数、强度计算的主要系数YFa、、ZH等等的意义及影响因素）等等的意义及影响因素）掌握：1）齿廓啮合基本定律、渐开线齿廓的性质（渐开（渐开线形成、线形成、 6条性质、渐开线方程）条性质、渐开线方程） 、啮合特性（（ 四线合一、啮合线的直线性、四线合一、啮合线的直线性、中心距可分性）中心距可分性） 2）渐开线齿轮啮合传动（（ 正确啮合条件、啮合过程、连续正确啮合条件、啮合过程、连续传动条件、重合度、标准安装）传动条件、重合度、标准安装） 3）齿轮范成原理加工方法           4）齿轮传动的失效形式（（ 5种）种）和设计准则           5）斜/锥齿轮传动特点、啮合条件及受力分析            6）蜗杆传动传动特点、啮合条件及受力分析 了解：1）齿轮传动的分类及应用情况           2）根切现象 3）变位齿轮、最小齿数等概念           4）齿轮的材料及选择原则           5）斜齿圆柱齿轮齿廓的形成、基本参数计算           6）圆锥齿轮传动、蜗杆传动的参数计算•齿轮正确啮合的条件齿轮正确啮合的条件：：两轮的模数和压力角应分别相等两轮的模数和压力角应分别相等。

•连续传动的条件连续传动的条件： B1B2≥pb (齿轮的法向齿距齿轮的法向齿距) )•标准安装条件标准安装条件：标准安装时的中心距称为标准中心距标准安装时的中心距称为标准中心距 a = m (z1+z2 ) / 2•根切现象：根切现象：当用展成当用展成 法加工标准直齿轮时，如果被切齿轮的加工齿数过少，法加工标准直齿轮时，如果被切齿轮的加工齿数过少，就会将齿轮根部的齿廓切去部分就会将齿轮根部的齿廓切去部分对标准齿轮用展成法加工，不产生根切对标准齿轮用展成法加工，不产生根切现象的条件为，最少要加工现象的条件为，最少要加工17个以上的齿数个以上的齿数•轮齿的失效形式主要有轮齿的失效形式主要有：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形面塑性变形 •设计圆柱齿轮时设计准则设计圆柱齿轮时设计准则：：1）对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为）对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为齿面点蚀，按齿面接触强度进行设计，按齿根的弯曲强度进行校核；齿面点蚀，按齿面接触强度进行设计，按齿根的弯曲强度进行校核；2））对闭式硬齿面齿轮传动，主要失效形式为轮齿弯曲疲劳强度破坏，按齿根对闭式硬齿面齿轮传动，主要失效形式为轮齿弯曲疲劳强度破坏，按齿根的弯曲强度进行设计，按齿面的接触强度进行校核；的弯曲强度进行设计，按齿面的接触强度进行校核；3）对开式齿轮传动，）对开式齿轮传动，主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳强度破坏，按轮齿的弯曲疲劳强主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳强度破坏，按轮齿的弯曲疲劳强度进行设计，将计算的模数适当修正。

度进行设计，将计算的模数适当修正 第七章 轮系掌握：1）定轴轮系传动比的计算           2）周转轮系传动比的计算 （（ 公式和转向判断）公式和转向判断） 了解：1）轮系的类型           2）复合轮系的传动比计算           3）轮系的功用       •轮系可以分为轮系可以分为定轴轮系定轴轮系和和周转轮系周转轮系转动时每个齿轮的几何转动时每个齿轮的几何轴线都是固定轴线都是固定的，这种轮系称为定轴轮系至少有一个轮系的，这种轮系称为定轴轮系至少有一个轮系的几何的几何轴线绕另一个轮系的几何轴线转动轴线绕另一个轮系的几何轴线转动的轮系，称为周转的轮系，称为周转轮系•定轴轮系传动比的数值定轴轮系传动比的数值：等于各对啮合齿轮中所有：等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿从动轮齿数的乘积数的乘积与所有与所有主动轮齿数乘积主动轮齿数乘积之比之比•传动比方向的判定：传动比方向的判定：用画箭头的方法（涡轮蜗杆的左右手定用画箭头的方法（涡轮蜗杆的左右手定则则——左旋用左手，右旋用右手，四指弯曲的方向是蜗杆的左旋用左手，右旋用右手，四指弯曲的方向是蜗杆的旋转方向，拇指的反向是涡轮的转动方向）。

旋转方向，拇指的反向是涡轮的转动方向）•惰轮：惰轮：只改变从动轮回转方向，不改变传动比大小只改变从动轮回转方向，不改变传动比大小•周转轮系包括：一个系杆，系杆上的行星轮，和行星轮直接周转轮系包括：一个系杆，系杆上的行星轮，和行星轮直接接触的所有太阳轮接触的所有太阳轮第八章 简隙运动机构了解：棘轮机构组成、工作原理、类型（齿式、摩擦式）（齿式、摩擦式）、运动特性（有噪音有磨损、运动准确性差、自动啮紧条件）（有噪音有磨损、运动准确性差、自动啮紧条件）槽轮机构组成、类型（外槽轮、内槽轮）（外槽轮、内槽轮）、定位装置（锁止弧）、（锁止弧）、运动特性（连续转动转换为单向转动）（连续转动转换为单向转动）  第九章 带传动与链传动重点掌握：摩擦型带传动的受力分析（（ 力平衡关系、临界打滑力平衡关系、临界打滑时的力关系）时的力关系）和应力分析（（ 类型、最大应力）类型、最大应力）                 掌握：1）普通V带传动参数、尺寸（中心距、传动比、带轮直径、（中心距、传动比、带轮直径、带速）带速） 2）弹性滑动和打滑的概念 3）普通V带传动设计计算（失效形式和设计准则）（失效形式和设计准则）了解：带传动的类型、结构、张紧和应用情况；带轮结构。

 l摩擦型传动带工作原理摩擦型传动带工作原理：通过带轮与传动带之间的相互摩擦通过带轮与传动带之间的相互摩擦传递运动和动力传递运动和动力l打滑：打滑：当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动l 弹性滑动：弹性滑动：由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动 弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念打滑是指由过载引弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念打滑是指由过载引起的全面滑动，应当避免弹性滑动是由紧、松边拉力差引起的全面滑动，应当避免弹性滑动是由紧、松边拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的性滑动，所以弹性滑动是不可避免的l   失失效效形形式式：：带带传传动动工工作作时时的的主主要要失失效效形形式式是是打打滑滑和和传传动动带带的疲劳破坏的疲劳破坏 l 带带传传动动的的设设计计准准则则是是：： 在在保保证证带带传传动动不不打打滑滑的的条条件件下下，， 使使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。

传动带具有一定的疲劳强度和寿命 l 带带张张紧紧的的方方式式：：用用调调整整中中心心距距方方式式来来张张紧紧和和张张紧紧轮轮方方式式方方式张紧 第十一章 连接重点掌握：螺栓连接的强度计算（（ 松螺栓连接强度计算、临界打松螺栓连接强度计算、临界打滑时的力关系）滑时的力关系）掌握：1）螺纹的牙型和基本参数 2）螺纹连接的类型 3）螺栓组设计原则           4）键连接的类型及平键的选择了解：机械连接的常见类型；自锁概念、螺纹紧固件、螺纹联接的预紧与防松；花键连接、销连接 Ø键连接类型：键连接类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接Ø螺纹的主要几何参数：螺纹的主要几何参数：大径（公称直径）、小径、中径、螺大径（公称直径）、小径、中径、螺距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角Ø预紧的目的预紧的目的是防止工作时联接出现缝隙和滑移，保证联接的是防止工作时联接出现缝隙和滑移，保证联接的紧密性和可靠性紧密性和可靠性Ø螺纹连接的防松：螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。

对摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松对顶螺母属于摩擦放松顶螺母属于摩擦放松Ø螺栓的主要失效形式：螺栓的主要失效形式：1）螺栓杆拉断；）螺栓杆拉断；2）螺纹的压溃和剪）螺纹的压溃和剪断；断；3）经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象 第十二章 滚动轴承重点掌握：滚动轴承尺寸选择（（ 基本额定寿命、当量动载荷的计算、基本额定寿命、当量动载荷的计算、角接触轴承轴向载荷的计算）角接触轴承轴向载荷的计算） 掌握：1）滚动轴承的主要类型及其代号 2）滚动轴承的类型选择原则 3）基本额定寿命和基本额定动载荷等概念           4）滚动轴承的组合设计第十四章 轴重点掌握：轴的结构设计（（ 轴上零件轴向固定、轴上零件周向固定等）轴上零件轴向固定、轴上零件周向固定等） 掌握：轴的加工和装配工艺性了解：轴的功用和类型 第十五章 连轴器 离合器 制动器掌握：联轴器种类和特性了解：离合器的种类和特性、联轴器的选择  机构具有急回特性的条件：A、原动件做等速整周运动；B、从动件做往复运动；C、极位夹角θ＞0度•在图示铰链四杆机构中，已知lBC=50cm,lCD=35cm,lAD=30cm,AD为机架。

试问：（1） 若此机构为曲摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；•（2） 若此机构为双曲柄机构,求lAB最大值 •作出下列机构图示位置压力角第七章       轮系机械设计教学课件基本概念：定轴轮系；周转轮系；混合轮系；惰轮；中心轮；行星轮；行星架；传动比基本技能：定轴轮系的传动比计算；周转轮系的传动比的计算；混合轮系的传动比的计算第八章       连接机械设计教学课件基本概念：螺纹的主要类型、特点及应用；螺纹的主要参数；预紧及目的、防松原理及方法；键连接的类型及应用基本技能：平键的设计Ø键连接类型：键连接类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接Ø螺纹的主要几何参数：螺纹的主要几何参数：大径（公称直径）、小径、中径、螺大径（公称直径）、小径、中径、螺距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角Ø预紧的目的预紧的目的是防止工作时联接出现缝隙和滑移，保证联接的是防止工作时联接出现缝隙和滑移，保证联接的紧密性和可靠性紧密性和可靠性Ø螺纹连接的防松：螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松对摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。

对顶螺母属于摩擦放松顶螺母属于摩擦放松Ø螺栓的主要失效形式：螺栓的主要失效形式：1）螺栓杆拉断；）螺栓杆拉断；2）螺纹的压溃和剪）螺纹的压溃和剪断；断；3）经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象 •按旋向不同，螺纹的分类：按旋向不同，螺纹的分类：•螺纹的牙型及用途：螺纹的牙型及用途： •设计键联接的几项内容是：设计键联接的几项内容是：A：按轮毂宽度选择键长，：按轮毂宽度选择键长，B：按要求选择键的类型，：按要求选择键的类型，C：按轴的直径选择键的：按轴的直径选择键的剖面尺寸，剖面尺寸，D：对联接进行必要的强度校核在具体：对联接进行必要的强度校核在具体设计时，一般顺序是设计时，一般顺序是_____________________ •螺纹副中一个零件相对于另一个转过一转时，则它们螺纹副中一个零件相对于另一个转过一转时，则它们沿轴线方向相对移动的距离是：沿轴线方向相对移动的距离是： •当键联接的强度不够时，可以适当地增加当键联接的强度不够时，可以适当地增加 以以提高联接强度提高联接强度 •螺纹的危险截面应在螺纹的危险截面应在 上。

上 •弹簧垫圈和对顶螺母都属于什么防松形式？弹簧垫圈和对顶螺母都属于什么防松形式？•螺栓的公称直径指的是：螺栓的公称直径指的是：•键联接的主要用途是：键联接的主要用途是：B、主要失效形式:键、轴和轮毂中强度较弱的工作工作表面被压溃表面被压溃（对静联接）或工作面过量磨损工作面过量磨损（对动联接） 因此，一般只需校核挤压强度挤压强度（对静联接）或压强压强（对动联接）设载荷沿键长均匀分布，则静联接的挤压强度条件为： 动联接的压强条件为 ：T第九章       轴机械设计教学课件基本概念：轴的功用及分类；轴上零件轴向和周向固定；轴的加工和装配工艺性基本技能：轴的结构设计；轴的强度校核•根据扭转强度所估算出直径为轴端处什么直径？•轴上安装零件有确定的位置，所以要对轴上的零件进行什么方向上的定位•轴上零件的周向定位方法：•根据轴的承载性质不同，轴可分为：•减速器中的输入、输出轴是什么类型轴？•轴的结构设计应从哪几个方面考虑？ 第十章       轴承机械设计教学课件基本概念：滚动轴承的组成；滚动轴承的代号；滚动轴承的组合设计基本技能：滚动轴承的寿命计算。