西北工业大学机械设计基础复习纲要教材

第1次课复习内容1 绪论目的：激发学习《机械设计》趣兴①机械、机器、机构、构件和零件五个概念的区别目的：学习的对象是零件设计，通用零件设计(带、齿轮、轴等) ②疲劳破坏的概念目的：为后续内容做铺垫③希腊字母读音的查取目的：学习查资料第2次课复习内容2 机械设计总论①机械的组成目的：进一步理解机械设计的学习对象3 机械零件的强度②σ-N曲线目的：进一步理解疲劳破坏的概念第3次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①螺纹类型(按牙型分)目的：普通螺纹为什么用于连接②螺纹连接的类型(螺栓连接的分类)目的：普通螺栓与铰制孔用螺栓的区别③螺纹连接连接预紧的目的和防松的实质④防松的方法第4次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①单个螺栓的强度计算目的：a.松螺栓、紧螺栓的区别b.紧螺栓中又受横向和轴向载荷的区别②紧螺栓承受轴向载荷后的受力变形图③螺纹连接件的材料及许用应力第5次课复习内容5 螺纹连接和螺旋传动①螺栓组连接的结构设计②螺栓组连接的受力分析③提高螺纹连接强度的措施6 键、花键、无键连接和销连接④键连接目的：各种键的应用场合8 带传动①V带型号②带的受力分析(F0，F1，F 2联系)③打滑的概念④带工作时的应力分析⑤弹性滑动的概念、与打滑的区别第8-9次课复习内容8 带传动①V带的设计过程第10次课复习内容9 链传动①链传动的特点②链传动的多边形效应第11-12次课复习内容10 齿轮传动①《机械原理》中与齿轮相关内容②齿轮失效形式第13次课复习内容10 齿轮传动①K A、Kυ、Kα、Kβ名称即含义第14次课复习内容10 齿轮传动①强度计算方法第15次课复习内容10 齿轮传动①齿轮参数选择②斜齿轮及锥齿轮受力分析第16次课复习内容10 齿轮传动①斜齿轮及锥齿轮强度计算②齿轮结构设计第17次课复习内容11 蜗杆传动①蜗杆传动特点及选材②蜗杆传动受力分析及运动分析11 蜗杆传动①蜗杆传动中的热平衡计算及散热措施第19-20次课复习内容4 摩擦、磨损及润滑概述①摩擦的定义及分类、磨损的概念及磨损过程12 滑动轴承①形成流体动力润滑的条件第21次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的类型代号②基本额定寿命、基本额定动载荷和轴承寿命计算公式第22次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的轴向力计算第23次课复习内容13 滚动轴承①滚动轴承的寿命计算第24次课复习内容15 轴①轴的分类及轴上零件装配过程第25次课复习内容15 轴①轴的轴向定位方法第26次课复习内容15 轴①轴的结构设计第27次课复习内容14 联轴器和离合器①联轴器和离合器的区别②联轴器的选择。

《机械设计基础》课程教学大纲一、课程与任课教师基本信息课程名称：机械设计基础课程类别：必修课√选修课□其中理论学时/实验（实训、讨论等）学时：总学时/学分：64/458/6授课时间：一（1，2）、三（1，2）/1-16周授课地点：7B414任课教师姓名：田君职称：副教授课程所属院（系）：机械工程学院联系电话：Email答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式；2.每次发放作业时，采用集中讲解方式。

二、课程简介《机械设计基础》机械设计基础是一门培养学生具有一般机械设计基本知识的技术基础课。

本课程主要介绍一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，同时扼要介绍与本课程有关的国家标准和规范。

在教学过程中综合运用先修课程中有关的知识与技能，结合各实践环节进行工程技术人员所需的基本训练，为学生日后的工作打下良好的基础。

三、课程目标本课程教学的总体目标是：通过本课程的学习，使学生能认识机械、了解机械；掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，学会常用机构的分析和综合方法，并具有进行机械系统运动方案（创新）设计的初步能力；获得机械产品设计与制造技术的基础知识；使学生达到运用所学知识去解决现代机械工程中的实际问题的能力。

结合专业培养目标，提出本课程要达到的目标。

这些目标包括：1．知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生掌握一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，具有使用和维护机械设备的能力；熟悉与本课程有关的国家标准和规范，并结合课程设计实践，使学生具有运用标准和规范、设计手册以及查阅有关资料进行设计简单机械传动装置的能力。

2．过程与方法目标：在学习常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法等内容的过程中，使学生的思维和分析方法得到一定的训练，培养学生综合分析和处理问题的能力。

机械设计基础第三章（西北工业大学）第三章机械零件的强度3-1 材料的疲劳特性§3-2 机械零件的疲劳强度计算§3-3 机械零件的抗断裂强度§3-4 机械零件的接触强度疲劳曲线机械零件的疲劳大多发生在s －N 曲线的CD 段，可用下式描述：)(D C m rN N N N C N ≤≤= s )D r rN N N >=∞（s s D 点以后的疲劳曲线呈一水平线，代表着无限寿命区其方程为：由于N D 很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个循环次数N 0(称为循环基数)，用N 0及其相对应的疲劳极限σr 来近似代表N D 和σr∞，于是有：CN N ==0m rm rN s s 有限寿命区间内循环次数N 与疲劳极限s rN 的关系为：式中，s 、N 及m 的值由材料试验确定。

二、s －N 疲劳曲线m0r rN N N s s =0mrN r N N=s s s －N 疲劳曲线详细说明极限应力线图三、等寿命疲劳曲线（极限应力线图）机械零件材料的疲劳特性除用s －N 曲线表示外，还可用等寿命曲线来描述。

该曲线表达了不同应力比时疲劳极限的特性。

在工程应用中，常将等寿命曲线用直线来近似替代。

用A 'Ｇ'C 折线表示零件材料的极限应力线图是其中一种近似方法。

A 'Ｇ'直线的方程为：m a1s ψs s s '+'=-s m as s s ='+'C Ｇ'直线的方程为：12s s s ψs -=-ψσ为试件受循环弯曲应力时的材料常数，其值由试验及下式决定：详细介绍对于碳钢，ψ≈0.1~0.2，对于合金钢，ψ≈0.2~0.3。

机械零件的疲劳强度计算1一、零件的极限应力线图由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。

以弯曲疲劳极限的综合影响系数Ｋσ表示材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1与零件对称循环弯曲疲劳极限σ-1e 的比值，即e11--=s s s K 在不对称循环时，Ｋσ是试件与零件极限应力幅的比值。

《机械设计基础》课程考试大纲大连工业大学机械设计基础考试大纲第一章绪论了解：机械设计的一般步骤，掌握有关的基本概念，了解零件的常用材料。

第二章平面机构的自由度第一节运动副及其分类掌握：运动副概念及其分类第二节平面机构运动简图掌握：平面机构运动简图的绘制第三节平面机构的自由度及其具有确定运动的条件重点掌握：平面机构的自由度的计算；机构具有确定运动的条件第三章平面连杆机构第一节铰链四杆机构的应用了解：铰链四杆机构的应用第二节铰链四杆机构的基本型式和特征掌握：铰链四杆机构的基本型式和特征第三节铰链四杆机构的演化掌握：铰链四杆机构的演化第四节铰链四杆机构的运动设计重点掌握：按给定的从动件行程速比系数K图解法设计平面四杆机构的方法第四章凸轮机构第一节凸轮机构的分类和应用了解：凸轮机构的分类和应用第二节从动件的常用运动规律掌握：从动件的常用运动规律第三节凸轮轮廓的设计掌握：盘形凸轮轮廓曲线的绘制第四节设计凸轮机构应注意的问题掌握：设计凸轮机构应注意的问题第五节间歇运动机构和组合机构重点掌握：槽轮机构的运动特性第五章齿轮机构第一节齿轮传动的特点和分类了解：齿轮传动的特点和分类第二节齿廓啮合基本定律和齿廓曲线掌握：齿廓啮合基本定律的内容和共轭齿廓曲线第三节渐开线齿廓掌握：渐开线齿廓的形成、渐开线的性质第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸重点掌握：渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数名称和尺寸计算第五节渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动重点掌握：渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件第六节渐开线齿轮的切削原理了解：渐开线齿轮的切削原理第七节根切、最少齿数和变位齿轮重点掌握：齿轮根切原因、不发生根切的最少齿数了解：变位齿轮的概念第八节斜齿圆柱齿轮机构重点掌握：斜齿圆柱齿轮机构正确啮合条件、法面参数、端面参数概念和计算第九节圆锥齿轮机构了解：圆锥齿轮机构工作特点及基本参数第十节蜗杆蜗轮机构了解：蜗杆蜗轮机构工作特点及基本参数第六章轮系第一节轮系的类型掌握：轮系的概念和类型第二节定轴轮系及其传动比重点掌握：定轴轮系及其传动比的计算、方向的判断第三节周转轮系及其传动比重点掌握：周转轮系及其传动比的计算、方向的判断第四节混合轮系及其传动比重点掌握：混合轮系及其传动比的计算、方向的判断第五节轮系的应用了解：轮系的应用情况第七章齿轮传动第一节齿轮的失效形式及设计准则掌握：齿轮的失效形式及设计准则第二节齿轮材料和许用应力了解：齿轮材料和许用应力的计算第三节齿轮传动的精度了解：齿轮传动的精度等级第四节直齿圆柱齿轮的强度计算掌握：直齿圆柱齿轮的强度计算第五节直齿圆柱齿轮传动的设计计算掌握：直齿圆柱齿轮传动的设计计算过程第六节斜齿圆柱齿轮传动的强度计算掌握：斜齿圆柱齿轮传动的强度计算方法及其设计计算第七节直齿圆锥齿轮传动的强度计算了解：直齿圆锥齿轮传动的强度计算第八节蜗杆传动的强度计算了解：蜗杆传动的强度计算第九节齿轮的结构与润滑掌握：齿轮的结构形式第八章带传动第一节带传动的类型和特点了解：带传动的类型和特点第二节V带和V带轮了解：V带和V带轮的类型、结构第三节带传动的工作情况分析重点掌握：带传动的工作情况分析，包括带传动中各力、应力的关系，带的弹性滑动和打滑现象第四节V带传动的设计计算重点掌握：带传动的失效形式及设计准则掌握：带传动的主要参数选择并了解设计步骤第九章链传动第一节链传动的类型和特点了解：链传动的类型和特点第二节链传动和链轮了解：链传动类型、特点及链轮的结构第三节链传动的运动特性和参数选择重点掌握：链传动的运动特性、影响链传动工作平稳性的因素及参数选择第四节链传动的设计计算掌握：链传动的设计计算步骤第五节链传动的布置及润滑了解：链传动的布置及润滑第十章联接第一节螺纹的主要参数及类型了解：螺纹的主要参数及类型第二节螺旋副的受力分析、效率和自锁重点掌握：螺旋副的受力分析、效率和自锁的概念第三节螺纹联接的基本类型和联接件掌握：螺纹联接的基本类型和联接件第四节螺纹联接的强度计算重点掌握：螺纹联接的强度计算方法，包括横向、轴向载荷的紧螺栓联接的强度计算第五节螺纹联接的预紧和防松重点掌握：螺纹联接的预紧和防松的方法、措施第六节螺旋传动了解：螺旋传动第十一章轴第一节轴的类型和材料了解：轴的类型和材料第二节轴的结构设计重点掌握：轴的结构合理设计、轴上零件的安装、定位第三节轴的强度计算掌握：轴的强度计算方法第四节轴毂联接掌握：键的类型、选择、轴毂联接的方法第十二章轴承第一节轴承的分类了解：轴承的分类第二节滑动轴承的典型结构了解：滑动轴承的典型结构第三节非液体摩擦滑动轴承的计算重点掌握：非液体摩擦滑动轴承的计算第四节润滑剂和润滑装置了解：润滑剂和润滑装置第五节滚动轴承的结构、类型、代号和应用重点掌握：滚动轴承的结构、类型、代号和应用第六节滚动轴承的失效形式及选择重点掌握：滚动轴承的失效形式、滚动轴承的寿命计算第七节滚动轴承的组合设计掌握：滚动轴承的组合设计第八节滚动轴承的润滑和密封了解：滚动轴承的润滑和密封第十三章联轴器和离合器第一节联轴器了解：刚性联轴器和弹性联轴器的主要类型及特点第二节离合器了解：常见离合器的类型及特点第三节联轴器和离合器的选用了解：联轴器和离合器的选用试题的组成说明本门课程为初试考试课，试题为满分150分。

机械设计基础复习纲要 （1）必备的基础知识(1) 机械零件的常用材料1）钢是一种含碳量低于2％的铁碳合金。

2）铸铁含碳量高于2％的铁碳合金为铸铁。

3）有色金属有色金属 ，是相对于黑色金属而言 4）非金属钢的分类1）结构钢2）工具钢3）特殊钢结构钢碳素钢普通碳素结构钢(如：Q235) 优质碳素结构钢(如：45钢)合金钢铸铁 铸铁其性脆，不适于锻压和焊接，但其熔点较低，流动性好，可以铸造形状复杂的大小铸件。

常用的铸铁有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和合金铸铁等。

灰铁应用最多，其牌号由“灰铁”二字汉语拼音字首和材料的抗拉强度的平均值。

如： HT200有色金属 铜合金有一定的强度和硬度，导电性、导热性、减摩耐磨性和耐蚀性良好，是制造电工器件和耐磨蚀零件的重要材料。

铝及铝合金是应用最广的轻金属，纯铝有良好的塑性、耐蚀性、导电性、导热性和焊接性，但强度、硬度较低。

在铝中加人合金元素硅、铜、镁、锰、锌等，可以获得质量轻、强度高的零件。

工程塑料 工程塑料是在工程中用来作结构或传动件材料的塑料，它有较高的强度，质量轻，具有绝缘性、减摩耐磨性、耐蚀性、耐热性等。

（2）机械零件的基本变形及应力拉压A F =σ 剪切A F=τ扭转T T W T =τ弯曲W M =σ(3)常用机构的特点及应用 首先应明确机构的用途：运动形式的转换1、旋转运动 → 直线运动曲柄滑块机构 凸轮机构 齿轮齿条机构螺旋机构2、直线运动 → 旋转运动齿条-齿轮机构 螺旋机构 曲柄滑块机构3、旋转运动 → 旋转运动 速度的变换 减速传动 增速传动 变速传动 间歇传动(4) 通用机械零件的特点及应用联接件 : 螺纹联接 轴毂联接 铆、焊、胶 传动件 : 齿轮传动 带传动 链传动轴系部件 : 轴 滚动与滑动轴承 联轴器、离合器 其它 : 弹簧(2)必要的基本理论（1）机构的组成及机构具有确定运动的条件机构的自由度F=原动件的数目（2）螺旋副的摩擦、效率和自锁条件H L 23P P n F --=1111283=-⨯-⨯=F ()v W d T ϕλ+=tan 22驱动力矩　()v ϕλλη+=tan tan 上行程　λϕληtan )tan(v -=下行程　βθcos sin ff f v ==v v f arctan =ϕv ϕλ≤（3）铰链四杆的特性及其演化铰链四杆机构中有曲柄的条件：1)最短杆长度十最长杆长度<其他两杆长度之和(杆长条件)。

《机械设计基础》教学大纲适用专业：非机类学时：56学时鸡西大学安全系采矿教研室2011年月8月《机械设计基础》教学大纲适用专业：非机类学时：56学时大纲说明%1.课程的性质和任务《机械设计基础》是一门技术基础课，是机电专业及近机专业的必修课。

通过本门课程的学习，使学生掌握常用机构的结构特点、运动特性，初步具有分析和设计常用机构的能力。

初步掌握机械动力学的一些基本知识。

了解通用零件的工作原理、结构特点、设计计算和维护等，初步具有设计机械传动装置的能力及运用国家标准、规范、手册、图册及查阅有关技术资料的能力。

获得实验技能的初步训练的能力。

二、课程的基本要求及重点.难点基本要求：（一）分析和设计能力方面1、对一般机械中的平面机构能绘出其运动简图并判断其运动确定性。

2、具有对一般平面机械进行运动分析和简单的力分析。

3、具有关于一般机械的机械效率的某些基本知识。

4、使学生了解通用零件所需的基本知识，包括：零件的类型、特点和应用，材料选择原则及各种零件的常用材料。

5、使学生对零件的工作情况分析、失效形式分析、工作能力准则及计算公式有初步的了解。

（二）基本技能计算方面1、具有与本课程有关的解题运算，作图和简单使用技术资料等方面的基本技能。

2、了解一些最简单的机械实验方法。

3、使学生对简单的零件设计中的参数确定和设计步骤及计算技能有初步训练。

重点:1、平面机构运动简图的绘制及自由度的计算。

2、钱链四杆机构基本类型及演化形式。

3、图解法设计凸轮轮廓。

4、渐开线齿轮的基本参数。

5、定轴轮系、周转轮系的传动比计算。

6、普通V带和链传动的应用。

7、轴的结构设计及轴承的寿命计算（了解）。

难点：1、自由度计算及虚约束的确定。

2、钱链四杆机构及凸轮机构图解法的设计。

3、斜齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆的计算及受力分析。

4、复杂轮系、复合轮系的传动比计算。

5、轴的校核、设计及轴承的校核与选择。

6、联轴器和离合器工作原理。

三、本课程与其它课程的关系《工程制图》、《工程力学》、《金属工艺学》、《金工实习》、、《公差与配合》等课程是本门课的前期基础课，尤其要掌握这些课程的基础知识。