第一篇：四川大學機械設計基礎復習要點

機械設計復習材料

1、p1-3上打點名詞的定義

2、什么叫三化?

3、p5上打點名詞的定義。概念類

4、機械零件由于某些原因不能正常工作時稱為失效。

5、用于聯接的螺紋牙形為三角形，這是因為其螺紋強度高、自鎖性能好。

6、圓柱齒輪傳動，當齒輪直徑不變，而減小模數時，不能提高齒面的接觸強度。

7、p12-138、非液體摩擦滑動軸承的主要失效形式是軸瓦工作面磨損及膠合破壞。

9、發現某45鋼軸的剛度不足時，能否采取改用40Cr合金鋼的措施來提高其剛度？

10、零件的截面形狀一定，當截面尺寸增大時，其疲勞極限值將隨之降低。

11、當其他條件完全相同時，鋼制零件的表面愈粗糙，其疲勞強度愈低。

12、向心滑動軸承是不能承受軸向力的。

13、45號鋼的疲勞極限??1?280N/mm2，若疲勞曲線指數m=13，應力循環基數N0?4?106

次，當實際的應力循環次數N?104次時，則有限壽命疲勞極限為 N/mm2。

14、鏈傳動和帶傳動相比，鏈傳動有準確的平均傳動比，傳動功率大，作用在軸

和軸承上的力也小。

15、影響機械零件疲勞強度的主要因素是應力集中、尺寸大小、表面狀態。

16、對受軸向變載荷的螺栓聯接，為提高螺栓的疲勞強度，可采取減小螺栓剛度，增大被聯接件剛度，增大預緊力等措施。

17、承受扭矩的軸叫傳動軸，同時承受彎矩和扭矩的軸叫轉軸。

18、為提高齒輪傳動的抗點蝕能力，可考慮采用提高齒面硬度的方法。

19、平鍵聯接中，鍵的尺寸b?h的標準值應按 軸徑 來選定，強度校核按擠壓 應

力進行計算，而鍵的長度L應按 轂孔寬度尺寸來確定。20、21、鏈傳動中脫鏈是因為鏈節磨損，鏈節沿鏈輪齒外移的結果。

22、普通螺栓聯接受橫向工作載荷時，主要靠摩擦力來承擔橫向載荷。

23、為了保證滾動軸承內圈與軸肩（r）端面良好接觸，軸承內圈的圓角半徑R 應有R>r24、在普通蝸桿傳動中，在中間平面內的參數是標準值，其嚙合狀況相當于直齒

條與漸開線齒輪的嚙合。

25、計算滑動軸承的最小油膜厚度hmin，其目的是驗算軸承是否獲得液體摩擦。

26、齒輪傳動中，輪齒的主要失效形式有：輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠合、齒面磨粒磨損、齒面塑性流動。

27、螺紋聯接若具有自鎖性就是不可拆聯接，否則為可拆聯接的說法是錯誤的。

28、圓柱蝸桿傳動中，阿基米德蝸桿在螺旋線的軸截面上具有直線齒廓。

29、標準V帶型號的選定，取決于傳遞的功率和小帶輪轉速。

30、普通V帶有Y、Z、A、B、C、D、E七種型號，其標準長度指的是節線 長度。

31、在正常安裝和使用條件下，大多數滾動軸承的失效形式是內外圈與滾動體工

作表面發生疲勞點蝕。

32、一個單列向心短圓柱滾子軸承，在數值等于其基本額定動載荷的徑向力作用

下工作，在運轉106轉時，它的破壞概率為 10%。

33、受軸向載荷的緊螺栓聯接中，螺栓危險剖面上受有切應力和拉應力，在計算

螺栓直徑時，按拉應力進行計算，用載荷的1.3來考慮切應力的影響。

34、圓柱蝸桿傳動中，阿基米德蝸桿在螺旋線的軸截面上具有直線齒 廓。

35、螺紋聯接的主要類型有：螺栓聯接、螺釘聯接、雙頭螺柱聯接和緊定螺釘 聯接四種。36、37、鏈傳動中，一般鏈節數Lp應選為偶數，而鏈輪齒數Z最好選為質 數。?H38、平鍵的工作表面是兩側面。

39、兩個等長平行圓柱體金屬零件相互壓緊，已知兩圓柱體的半徑為R1=2R2，兩圓柱體材料的彈性模量E1=2E2，比較兩者的接觸應力有?H1=?H2。

40、V帶傳動中，帶內彎曲應力最大的一段是繞過小帶輪的圓弧部分。

41、作用在零件上的載荷不變時，零件只承受靜應力的說法是錯誤的。

42、。

43、常見的工作應力增長規律有哪些？

44．轉軸工作時主要承受扭矩和彎矩。

45、當滾動軸承主要承受徑向載荷，軸向載荷較小，而轉速較高時，應優先考慮

選單列向心球軸承。

46、帶傳動工作時，帶受的應力有：拉應力、離心應力、和彎曲應力，其最大的應力?max??1??b1。

47、在機械零件的強度條件式中，常用到的“計算載荷”比“名義載荷”大而接近于實際載

荷。

48、V帶傳動中，帶內彎曲應力最大的一段是繞過小帶輪的圓弧部分。

49．對于聯接用螺紋，主要要求聯接可靠，自鎖性能好，故常選用升角小，單線三

角形螺紋。

50、平鍵聯接中，鍵的工作表面是鍵的兩側面。斜鍵聯接中，鍵的工作表面是鍵的上、下兩

表面。

51、標注螺紋時右旋螺紋不必注明，但.左旋螺紋必須注明。

52、一個單列向心短圓柱滾子軸承，在數值等于其基本額定動載荷的徑向力作用下工作，在運轉10轉時，它的破壞概率為10％。653、一對相互嚙合的齒輪傳動，小齒輪材料為40Cr，大齒輪材料為45號鋼，嚙合處的接觸應力?H1??H2。

54、計算滑動軸承的最小油膜厚度其目的是驗算軸承是否獲得液體摩擦。

55、斜齒圓柱齒輪傳動，齒輪的螺旋角?取得越大，則傳動的平穩性越高。

54、帶傳動中，彈性滑動是不可避免的。

55、為提高齒輪傳動的抗點蝕能力，可考慮采用提高齒面硬度的方法。

56、在正常安裝和使用條件下，大多數滾動軸承的失效形式是內外圈與滾動體工作表面發生疲勞點蝕。

58、直齒圓柱齒輪作接觸強度計算時，取節點處的接觸應力為計算依據，其載荷 由一對輪齒承擔。

59、鏈傳動和帶傳動相比，鏈傳動有準確的平均速比，傳動功率大，作用在軸和軸承上的力小。

60、承受扭矩的軸叫傳動軸，同時承受彎矩和扭矩的軸叫轉軸。

61、若軸承的代號為“6309”，則其為深溝球軸承，其精度為零級，內徑為45毫米。62、花鍵聯接用于聯接齒輪和軸時，可以是靜聯接，也可以是動聯接。63、帶傳動的工作原理是什么?

64、變應力可由變載荷產生，也可由靜載荷產生。

65、為了使V帶的工作側面能與V帶輪輪槽的工作側面緊緊貼合，V帶的剖面楔角為40o，而V帶輪輪槽角小于40o。

66、輪齒彎曲強度計算中的齒形系數YFa與模數m無關。

68、直齒圓錐齒輪的強度計算中，通常近似地以齒寬中點分度圓處的當量圓柱齒輪來代替圓錐齒輪進行強度計算。

69、采用螺紋聯接時，若被聯接件之一厚度較大，且材料較軟，強度較低，需要經常裝拆，則一般宜采用雙頭螺柱聯接。

70、非液體摩擦滑動軸承的主要失效形式是軸瓦工作面磨損及膠合破壞。

71、受軸向載荷的緊螺栓聯接中，螺栓危險剖面上受拉應力和切應力，在計算螺栓直徑時，按拉應力進行計算，用載荷的1.3倍來考慮切應力的影響。

72、在速比一定的條件下，過小的中心距，對帶傳動會造成帶的壽命縮短、包角過小；對鏈傳動會造成鏈的加速磨損。

73、變位蝸桿傳動中，蝸桿的尺寸不變，只有蝸輪的尺寸有變化。

74、對閉式蝸桿傳動進行熱平衡計算，其主要目的是為了防止溫升過高而導致潤滑條件惡化。

75、滾動軸承的四個基本組成部分是內圈、外圈、滾動體和保持架。

第二篇：機械設計基礎復習要點

機械設計基礎復習要點（第一部分）

第1章 緒論

第2章 機械設計概述

掌握：機器的特征：人為的實體組合、各實體間具有確定的相對運動、實現機械能與其他形式能之間的轉換或作機械功

了解：機器、機構、機械、常用機構、通用零件、專用零件和部件的概念

機械設計的基本要求和程序

第3章 機構運動設計與分析基礎知識

3．1 掌握：機構的組成要素：構件與運動副

3．2 掌握：構件的定義、構件與零件的區別

平面運動副的定義、分類（轉動副、移動副、平面滾滑副），各運動副的運動特征、幾何特征、表示符號及位置

3．3 掌握：機構運動簡圖的畫法

了解：機動示意圖

3．4 掌握：平面機構自由度的計算公式、應用公式時的注意事項、機構具有確定運動的條件

3．5 掌握： 速度瞬心定義：絕對瞬心、相對瞬心速度瞬心求法：數目、觀察法、三心定理

第6章平面連桿機構

6．1 掌握：平面連桿機構的組成6．2 掌握：鉸鏈四桿機構的分類，鉸鏈四桿機構的變異方法

6．3 掌握：鉸鏈四桿機構的特性：曲柄存在條件、曲柄搖桿機構的極限位置、曲柄搖桿機構的極位夾角、曲柄搖桿機構的急回特性及行程速比系數；壓力角、傳動角、許用傳動角；曲柄搖桿機構最小傳動角位置；死點位置；死點位置的應用和渡過

6．4 掌握：平面連桿機構的運動設計：實現給定連桿二個或三個位置的設計；實現給定行程速比系數的四桿機構設計

第7章 凸輪機構

7．1 掌握：凸輪機構的組成7．2 掌握：凸輪機構的類型（凸輪、從動件、鎖合裝置）

7．3 掌握：基圓（理論廓線上最小向徑所作的圓）、理論廓線、實際廓線、行程、推程、回程、遠休止、近休止、剛性沖擊、柔性沖擊；三種運動規律（等速、等加速等減速、余弦加速度）特點和位移曲線的畫法

7．4 掌握：反轉法繪制凸輪廓線的方法（對心或偏置尖端移動從動件、對心或偏置滾子移動從動件）

7．5 掌握：滾子半徑的選擇、運動失真的解決方法；壓力角、許用壓力角；基圓半徑的確定

第8章 齒輪傳動

8．2 掌握：齒廓嚙合基本定律；定傳動比條件、節點、節圓、共軛齒廓

8．3 掌握：漸開線的形成、特點及方程；一對漸開線齒廓嚙合特性：

定傳動比、可分性、一對漸開線齒廓嚙合時嚙合角、嚙合線保持不變

8．4 掌握：漸開線齒輪各部分名稱：基本參數：齒數、模數、壓力角、齒頂高系數、頂隙系數；漸開線標準圓柱直齒輪尺寸計算公式；標準中心距

一對漸開線齒輪嚙合條件：正確嚙合條件、連續傳動條件；重合度的定義及幾何含義、一對漸開線齒輪嚙合過程：起始嚙合點、終止嚙合點、實際嚙合線、理論嚙合線

8．5 了解：范成法加工齒輪的特點、根切現象及產生的原因、不根切的最少齒數；變位齒輪的概念

8．6 掌握：齒輪傳動的失效形式及防止失效的措施；齒輪傳動的設計準則；齒輪材料的選擇原則；

8．7 掌握：齒輪傳動的計算載荷中四個系數的含義及其主要影響因素、改善措施：

8．8 直齒圓柱齒輪的強度計算：受力分析（圓周力、徑向力）；強度計算力學模型（彎曲：懸臂梁；接觸：赫茲）；強度計算的主要系數的意義及影響因素（強度計算公式不需要記，考試時若需要會給出）；直齒圓柱齒輪的設計計算路線（軟齒面、硬齒面）；設計參數（齒數、齒寬系數、齒數比等）的選擇

第10章 輪系

掌握： 輪系的定義及分類；定軸輪系傳動比計算，包括轉向判定：

周轉輪系傳動比計算；混合輪系傳動比計算

第三篇：機械設計基礎課程標準要點

1課程定位機械設計基礎課程標準

本課程是機械機械類專業的一門專業基礎課。

通過本課程的學習，使學生掌握基本的工程計算與簡單機械零部件的設計，并初步具有分析、解決實際工程問題的能力，為后續專業課的學習打下了良好的基礎，使學生具有機械設計的初步能力和為專業學習起到承前啟后的作用。通過本課程各知識模塊的學習和能力項目的訓練，使學生在課程單項實驗實訓基礎上對學生進行綜合性、系統性的強化學習和訓練，特別強調專業基礎理論和技能的學習，既提高了學生的機械設計和創新能力，又培養學生工作適應能力、團隊協作精神；培養良好的工程技術人員職業道德、實事求是的科學態度。本課程是在學生學完《機械制圖》、《工程力學》、《工程材料》等課程和完成認識實習、課程單項實訓后開設的一門基礎課程。學生在學習本課程前，須掌握機械制圖和機械CAD的基礎知識，了解金屬材料特性及熱處理常識。具有機械制圖和工程圖紙識別的基本能力；該課程將為后續專業課程的學習打下良好的專業技術基礎。《機械設計基礎》課程通過設計工作整體過程的崗位綜合訓練，將學生按課程順序和教學環節進度分散掌握的知識、能力、素質貫穿起來，并將職業能力和崗位技能有機聯系，讓學生到企業頂崗實習之前就有一個對真實機械設計工作環境的全面了解和對技能的綜合訓練。通過這一綜合實訓，讓學生對前期學習成果進行一次綜合、總結和提升，為進入企業頂崗實習和零距離上崗奠定基礎。2工作任務和課程目標

2.1工作任務及職業能力

工作任務與職業能力分析表工作領 域工作任務職業能力學習項目 能對不太復雜的機械設備進行改 機械設

計機械設計機械裝置

開發造和設計；能根據產品功能及性能要求正確設計和選用傳動系統與聯接控制部件并對其試制與安裝過程進行技 術指導

機械設備 設備維

護維修、產品售后服務具有機械的故障分析和排除能常用機構設計聯接件設計傳動件設計軸系零部件設計常用機構設計力；具有機械產品及主要部件的安裝、聯接件設計調試、運行管理與維護能力傳動件設計 軸系零部件設計 2.2課程目標

學生通過本課程的學習，能夠達到如下具體目標：（1）知識目標

基于工作崗位的能力要求，根據我校的辦學定位和高職學生“理論教學以應用理論為主、突出操作能力和職業素養培養”的實際，本課程知識目標應使學生明確機械設計基礎在機械專業職業能力培養中的地位和作用，加深知識的理解和綜合運用。

1)了解本課程的應用領域；

2)掌握常用機構的工作原理、特性及應用，掌握通用機械零部件設計 創新基礎知識；

3)掌握常用聯接機構的工作特性，掌握機械安裝、維護工藝技術規程； 4)掌握各種傳動的工作原理和機構工作特點； 5)了解現代創新理念和設計創新思想；（2）技能目標

1)具有在設計過程中，運用所學理論知識分析解決機械工程力學與材 料力學相關問題的能力；

2)具有機械傳動系統的機構分析、設計創新和排除故障能力； 3)具有生產機械的安裝、調試、運行管理與維護能力； 4)能對常用機構、通用部件進行改進和優化設計；

5)能根據礦山工程實際，正確設計、選用和拆裝常用礦山機械及其零 部件，并能夠對其進行改進和優化設計；

6)具有一定的工裝與工藝設計、工程應用的能力； 7)初步具有機械產品的設計開發與應用創新的能力。8)具有自主學習能力和自我發展能力；

9)具有一定的質疑能力，信息收集和處理能力，分析、解決問題能力 和交流、合作能力；

10)能自覺評價學習效果，找到適合自己的學習方法和策略； 11)具有開拓創新的思維能力。（3）態度目標

通過工程案例分析、項目驅動教學、現場體驗等實踐教學培養學生 1)遵守有關法律、法規、國家標準及有關規定； 2)愛崗敬業，具有高度的責任心；

3)嚴格執行工作程序、工作規范、工藝文件和安全操作規程； 4)工作認真負責，培養團結協作和環境適應能力； 5)培養應變能力和創新能力；

6)著裝整潔，符合規定，保持工作環境清潔有序，文明生產；

7)關心國內外科技發展現狀與趨勢，有振興中華的使命感與責任感，有將技術服務于人類的意識。3教學組織

根據工作任務與職業能力分析，為使學生會干機械裝置的設計工作，本課程設計了四個學習項目，在項目的教學實施中，進一步分解成十一個學習型工作任務。教學組織表學習項 目編號

1常用機構設計1.常用機器和機構功能認 識

2.自由度與19學習項目名稱學習型工作任務學時 機構運動簡圖 3.連桿機構設計 4.凸輪機構設計 5.其它常用機構 3聯接件設計傳動件設計1.螺紋連接1.帶傳動與鏈傳動的設計 2.齒輪傳動設計

4軸系零部件設計1.軸承選擇及軸承組合設 計

2.軸的設計及軸轂連接 3.聯軸器、離合器選擇 考核

合計27017626 4教學內容與能力要求 常用機構設計4.1項目一

（1）項目概述：常用機構設計、19學時，分為5個學習型工作任務：常用機器和機構功能認識；自由度計算與機構運動簡圖繪制；連桿機構設計；凸輪機構設計；其它常用機構。（2）項目的任務

1）常用機器和機構功能認識 2）自由度與機構運動簡圖 3）連桿機構設計 4）凸輪機構設計 5）其它常用機構（3）教學目標

1）知識目標

了解本課程學習對象、內容，增強感性認識；機械零件的常用材料與結構工藝性。

理解機械零件的失效形式及設計計算準則。掌握機器的組成及特征。

理解平面機構、運動副、自由度等基本概念。

掌握機構運動簡圖繪制的基本方法和自由度的計算。掌握機構具有確定運動的條件

了解四桿機構的類型、演化及變換，理解曲柄存在的條件。

理解四桿機構的極位夾角、行程速比系數、傳動角、壓力角、及死點的概念。掌握圖解法設計四桿機構。

了解凸輪機構的組成、類型及應用。

理解從動件常用運動規律，掌握位移曲線的繪制。掌握圖解法設計凸輪輪廓曲線的方法。理解基圓半徑、滾子半徑確定的基本原則。了解其它常用機構 2）技能目標

具有判別機械類型的能力。

具有閱讀、繪制一般機構運動簡圖的能力

能正確判斷四桿機構的類型；能用作圖法按給定的運動規律設計四桿機構。能夠用反轉法設計盤形凸輪輪廓 3）態度目標

遵守有關法律、法規、國家標準及有關規定； 愛崗敬業，具有高度的責任心；

嚴格執行工作程序、工作規范、工藝文件和安全操作規程； 工作認真負責，培養團結協作和環境適應能力； 培養應變能力和創新能力；

著裝整潔，符合規定，保持工作環境清潔有序，文明生產；

（4）項目的教學實施

以內燃機為對象引入教學內容（5）項目教學內容

通過參觀和多媒體課件展示，進行機械類別特征學習，運動簡圖繪制，設計內燃機的凸輪機構，曲柄滑塊機構。（6）工作方法

參觀，講授，討論，動手設計。

（7）工作成果 設計計算文件（8）考核評價

對設計成果進行評價并計入項目成績 4.2項目二聯接件設計（1）項目概述

聯接件設計、6學時，分為1個學習型工作任務：螺紋及螺紋聯結知識，聯結結構、強度計算。（2）項目的任務 螺紋連接設計

（3）教學目標： 1）知識目標

了解螺紋的主要參數，螺紋的預緊、防松。理解螺紋聯接的主要類型及應用。掌握螺紋聯接強度計算方法。2）技能目標

能進行螺紋連接的結構設計和強度計算 3）態度目標

遵守有關法律、法規、國家標準及有關規定；

愛崗敬業，具有高度的責任心；

嚴格執行工作程序、工作規范、工藝文件和安全操作規程； 工作認真負責，培養團結協作和環境適應能力； 培養應變能力和創新能力；

著裝整潔，符合規定，保持工作環境清潔有序，文明生產；（4）項目的教學實施：

以減速器引入螺紋連接結構設計和強度計算（5）項目教學內容

螺紋連接的基本知識和設計（6）工作方法

課件演示減速器，引入螺紋連接。（7）工作成果 設計連接結構

（8）考核評價

對設計成果進行評價并計入項目成績 4.3項目三傳動件設計

（1）項目概述：傳動件設計、學時26，分為2個學習型工作任務：帶傳動與鏈傳動設計；直齒輪、斜齒輪、圓錐齒輪、蝸桿蝸輪機構設計。（2）項目的任務

1）帶傳動與鏈傳動的設計 2）齒輪傳動設計（3）教學目標： 1）知識目標

了解v帶標準規格，鏈傳動的類型、特點、滾子鏈的主要參數。理解v帶傳動工作原理及類型。

掌握v帶傳動設計方法。

了解齒輪傳動的特點和類型，理解齒廓嚙合基本定律，漸開線及其性質。了解齒輪的加工方法和根切現象。

了解齒輪的失效形式和齒輪常用材料及計算準則。

了解斜齒圓柱的嚙合特點及強度計算。理解斜齒圓柱齒輪的受力分析。了解直齒圓錐齒輪傳動的幾何尺寸、受力分析和強度計算。

理解齒輪正確嚙合條件、標準安裝、標準中心距和連續傳動條件。掌握漸開線直齒、斜齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算。

掌握直齒圓柱齒輪的受力分析、齒根彎曲強度計算、齒面接觸強度計算、齒輪參數選擇和設計方法。

了解蝸桿傳動特點、類型，動強度計算及熱平衡計算的基本原理和方法。理解其主要參數和幾何尺寸計算，理解蝸桿傳的受力分析 2）技能目標

具有設計標準直齒圓柱齒輪的能力 3）態度目標

遵守有關法律、法規、國家標準及有關規定； 愛崗敬業，具有高度的責任心；

嚴格執行工作程序、工作規范、工藝文件和安全操作規程； 工作認真負責，培養團結協作和環境適應能力；

培養應變能力和創新能力；

著裝整潔，符合規定，保持工作環境清潔有序，文明生產；（4）項目的教學實施：

以減速器設計引入帶傳動和鏈傳動設計、齒輪傳動設計（5）項目教學內容

帶傳動、齒輪傳動的知識和設計方法（6）工作方法

以減速器設計引入帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動的知識和設計方法（7）工作成果

設計出帶傳動、齒輪傳動（8）考核評價

對設計成果進行評價并計入項目成績 4.4項目四軸系零部件設計（1）項目概述

軸系零部件設計、學時17，分為3個學習型工作任務：軸承選擇及軸承組合設計；軸的設計及軸轂連接；聯軸器、離合器選擇。（2）項目的任務

1）軸承選擇及軸承組合設計 2）軸的設計及軸轂連接 3）聯軸器、離合器選擇（3）教學目標： 1）知識目標

了解軸的功用及分類、軸的材料。理解軸的結構設計。掌握軸的強度計算方法。了解滑動軸承的結構、材料及分類。

理解滾動軸承的組成、主要類型、代號及類型選擇。了解解向心滑動軸承的設計計算。

理解滾動軸承的組合設計。掌握滾動軸承的壽命計算

了解用聯軸器與離合器的工作原理、類型及選用。掌握平鍵聯接的設計方法。2）技能目標

能設計軸及軸系組合 3）態度目標

遵守有關法律、法規、國家標準及有關規定； 愛崗敬業，具有高度的責任心；

嚴格執行工作程序、工作規范、工藝文件和安全操作規程；工作認真負責，培養團結協作和環境適應能力；培養應變能力和創新能力； 著裝整潔，符合規定，保持工作環境清潔有序，文明生產；（4）項目的教學實施：

以減速器設計引入軸及軸系組合設計（5）項目教學內容

軸、軸承、平鍵選擇和軸及軸系組合設計（6）工作方法

課件演示減速器獲取信息，講授基本知識，設計方法。（7）工作成果 設計軸系。（8）考核評價

對設計成果進行評價并計入項目成績 5教學方法與手段

在項目一中安排一次參觀進行現場教學，以后進行多媒體教學、分組討論教學。6考核與評價考核類型 課程考核期末考試 實驗成績

作業成績100100100權重0.70.10.2課程整體成績100 7說明與建議

7.1課程的設計思路

（1）以專業教學計劃培養目標為依據，以崗位任務為基本出發點，以學生發展為本位，設計課程內容。

（2）讓學生在了解常用機構及零部件的基本知識及設計方法和設計理論的基礎上，能進行簡單機械及傳動裝置的設計，培養學生初步解決工程實際問題的能力。

（3）在課程實施過程中，充分利用課程特征，加大學生工程體驗和情感體驗的教學設計，激發學生的主體意識和學習興趣。7.2重點、難點

項目教學重點、難點

重點：機器、機構、構件和零件等概念 機構運動簡圖繪制 圖解法設計四桿機構 1常用機構設計

圖解法設計盤形凸輪輪廓。難點：對虛約束的識別與處理平面四桿機構的基本特性 重點：螺紋連接的基本知識； 螺紋連接的預緊與防松； 2聯結

單個螺栓連接的強度計算； 難點：螺栓組連接的結構設計 重點：V帶傳動的設計。

漸開線直齒幾何尺寸的計算。直齒圓柱齒輪的受力分析、3傳動件設計齒根彎曲強度計算、齒面接觸強度計算、齒輪參數選擇和設計方法。

難點：漸開線及其性質。齒輪傳動的受力分析。輪系傳動比計算

重點：軸的結構設計，軸的強度計算。軸系零部件設計

4滾動軸承的組合設計。

難點：軸的強度計算，軸承的設計計算。

7.3建議教材

《機械設計基礎》

《機械設計基礎》王少巖主編陳立德主編大連理工大學出版社高等教育出版社 大連理工大學出版社

高等教育出版社《機械設計基礎課程設計指導書》王少巖主編《機械設計基礎課程設計指導書》陳立德主編 《機械設計基礎》

《機械設計基礎》朱敬超主編邵芳主編武漢理工大學出版社吉林大學出版社

第四篇：《機械設計基礎》答案要點

《機械設計基礎》作業答案

第一章平面機構的自由度和速度分析

1－1

1－2

1－3

1－4

1－5

自由度為：

或：

1－6

自由度為

或：

1－10

自由度為：

或：

1－11

1－13：求出題1-13圖導桿機構的全部瞬心和構件1、3的角速度比。

1－14：求出題1-14圖正切機構的全部瞬心。設，求構件3的速度。

1－15：題1-15圖所示為摩擦行星傳動機構，設行星輪2與構件1、4保持純滾動接

。觸，試用瞬心法求輪1與輪2的角速度比

構件1、2的瞬心為P12

P24、P14分別為構件2與構件1相對于機架的絕對瞬心

1－16：題1-16圖所示曲柄滑塊機構，已知：，求機構全部瞬心、滑塊速度，和連桿角速度

。，在三角形ABC中，，，1－17：題1-17圖所示平底擺動從動件凸輪1為半徑，求的數值和方向。的圓盤，圓盤中心C與凸輪和

時，從動件回轉中心的距離，角速度

時

方向如圖中所示 當時

方向如圖中所示

第二章平面連桿機構

2-1 試根據題2-1圖所注明的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機構是曲柄搖桿機構、雙曲柄機構還是雙搖桿機構。

（1）雙曲柄機構

（2）曲柄搖桿機構

（3）雙搖桿機構

（4）雙搖桿機構

2-3 畫出題2-3圖所示各機構的傳動角和壓力角。圖中標注箭頭的構件為原動件。

2-4 已知某曲柄搖桿機構的曲柄勻速轉動，極位夾角θ為300，搖桿工作行程需時7s。試問：（1）搖桿空回程需時幾秒？（2）曲柄每分鐘轉數是多少？ 解：（1）根據題已知條件可得：

工作行程曲柄的轉角

則空回程曲柄的轉角

搖桿工作行程用時7s，則可得到空回程需時：

（2）由前計算可知，曲柄每轉一周需時12s，則曲柄每分鐘的轉數為

2-5 設計一腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構，如題2-5圖所示，要求踏板CD在水平位置上0下各擺10，且。（1）試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇計算此機構的最小傳動角。解：

以踏板為主動件，所以最小傳動角為0度。

2-6 設計一曲柄搖桿機構。已知搖桿長度，擺角，搖桿的行程速比變化系數。（1）用圖解法確定其余三桿的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇確定機構最小傳動角計）。

解：由K=1.2可得極位夾角

（若，則應另選鉸鏈A的位置，重新設

2-7 設計一曲柄滑塊機構，如題2-7圖所示。已知滑塊的行程，行程速度變化系數，求曲柄和連桿的長度。，偏距解：由K=1.2可得極位夾角

2-8 設計一擺動導桿機構。已知機架長度求曲柄長度。

解：由K=1.4可得極位夾角，行程速度變化系數，2-10 設計一鉸鏈四桿機構作為加熱爐爐門的起閉機構。已知爐門上兩活動鉸鏈的中心距為50mm，爐門打開后成水平位置時，要求爐門溫度較低的一面朝上（如虛線所示），設固定鉸鏈安裝在yy軸線上，其相關尺寸如題圖2-10圖所示，求此鉸鏈四桿機構其余三桿的長度。

2-12

已知某操縱裝置采用鉸鏈四桿機構。要求兩連架桿的對應位置如題2-12圖所示，；，；，；機架長度，試用解析法求其余三桿長度。

解：由書35頁圖2-31可建立如下方程組：

消去δ，并整理可得：

令：

（1）

（2）

（3）

于是可得到

分別把兩連架桿的三個對應轉角帶入上式，可得到關于P1、P2、P3由三個方程組成的方程組。可解得：，再由（1）、（2）、（3），可解得：

第三章 凸輪機構

3-1 題3-1圖所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構，已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標注推程運動角Φ。

3-2題3-2圖所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構，已知凸輪是一個以C點為圓心的圓盤，試求輪廓上D點與尖頂接觸是的壓力角，并作圖表示。

3-4 設計題3-4圖所示偏置從動件盤形凸輪。已知凸輪以等角速度順時針方向回轉，偏距，凸輪基圓半徑，滾子半徑，從動件的升程，，，從動件在升程和回程均作簡諧運動，試用圖解法繪制出凸輪的輪廓并校核推程壓力角。解：（1）推程： 推程角：

從動件的位移方程：

從動件的行程：

00 0

500 2.01

1000 27.99

1500 30（mm）

（2）回程： 回程角：

從動件的位移方程：00

400

800

1200（mm）30

27.99

2.01

0

于是可以作出如下的凸輪的理論輪廓曲線，再作一系列的滾子，繪制內包絡線，就得到凸輪的實際輪廓曲線（略）

注：題3-

6、3-7依次按上述步驟進行作圖即可，不同的是：3-6為一擺動從動件盤形凸輪機構，3-7為一平底直動從動件盤形凸輪機構。

第四章 齒輪機構

4-1 已知一對外嚙合正常齒制標準直齒圓柱齒輪，，試計算這對齒輪的分度圓直徑、齒頂高、齒跟高、頂隙、中心距、齒頂圓直徑、齒跟圓直徑、基圓直徑、齒距、齒厚和齒槽寬。解：

項目及計算公式

齒輪1

齒輪2

分度圓直徑

齒頂高

（）3

齒跟高

（）3.75

3.75 頂隙

（）

0.75 0.75 中心距

齒頂圓直徑

齒跟圓直徑

49.5 115.5 基圓直徑

（）53.5625

9.42 4.71 4.71，齒數

115.5822 齒距，齒厚

齒槽寬

4-2 已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪的標準中心距，求模數和分度圓直徑。

解：由

可得

則其分度圓直徑分別為

4-3已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪的齒數該輪的模數。解：

正常齒制標準直齒圓柱齒輪：則有，齒頂圓直徑，求

4-4 已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪,圓、齒頂圓上漸開線的曲率半徑和壓力角。，試分別求出分度圓、基解：

齒頂圓壓力角：

基圓壓力角：

分度圓上齒廓曲率半徑：

齒頂圓上齒廓曲率半徑：

基圓上齒廓曲率半徑：

4-6 已知一對內嚙合正常齒制標準直齒圓柱齒輪，，試參照圖4-1b計算該對齒輪的中心距和內齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒跟圓直徑。

解：該對齒輪為內嚙合，所以有 中心距齒輪2為內齒輪，所以有

4-10 試與標準齒輪相比較，說明正變位直齒圓柱齒輪的下列參數：、解： 不變的參數、、、、、、、、，哪些不變？哪些起了變化？變大還是變小？、、、變化 增大、、、、減小，，試計4-11 已知一對正常齒漸開線標準斜齒圓柱齒輪算其螺旋角、端面模數、分度圓直徑和齒跟圓直徑。

解：對外嚙合的斜齒輪中心距為

代入已知參數可得

所以

端面模數

分度圓直徑分別為

mm

mm

mm 齒頂圓直徑分別為

mm mm 齒跟圓直徑分別為

mm mm

第五章 輪系

5-1 在題5-1圖所示雙級蝸輪傳動中，已知右旋蝸桿1的轉向如圖所示，試判斷蝸輪2和蝸輪3的轉向，用箭頭表示。

5-2 在題5-2圖所示輪系中，已知，（右旋），線速度的大小和方向。，，若，，求齒條6

解：

方向為水平向右。

5-3 在題5-3圖所示鐘表傳動示意圖中，E為擒縱輪，N為發條盤，S、M、H分別為秒針、分針、時針。設，時針的傳動比。，，，，，求秒針與分針的傳動比和分針與

解：為定軸輪系

注意各輪轉速之間的關系：

得到則有

5-6 在題5-6圖所示液壓回轉臺的傳動機構中，已知，液壓馬達M的轉速，回轉臺H的轉速，求齒輪1的齒數（提示：）。

解：

5-9 在題5-9圖所示差動輪系中，已知各輪的齒數，，齒輪1的轉速為

（箭頭向上），齒輪3的轉速為頭向下），求行星架轉速的大小和方向。

（箭

解：在轉化輪系中，各輪的轉向如圖中虛線箭頭所示，則有

在圖中，從給定的條件可知，輪1和輪3的絕對轉向相反，已的值為正，的值為負，代入上式中，則有

即

于是解得

其值為正，說明H的轉向與輪1的轉向相同。5-10 在題5-10圖所示機構中，已知，，，求：

（1）當、時，（2）當時，（3）當、時，，解：該輪系為一復合（混合）輪系（1）有1、2、3構成定軸輪系，則有

即

（2）由3（H）、4、5、6、7構成周轉輪系 易知

即

聯立定軸輪系

則

即

①當②當③當，時，時，時，第七章 機械運轉速度波動的調節

7-2 在電動機驅動的剪床中，已知作用在剪床主軸上的阻力矩的變化規律如題7-2圖所示。設驅動力矩等于常數，剪床主軸轉速為，機械運轉速度不均勻系數。求：（1）驅動力矩的數值；（2）安裝在主軸上的飛輪轉動慣量。

解：（1）按一個周期中（一運動循環）阻力矩和驅動力矩做功相等，有

（2）分三個區間 第一區間盈功：

第二區間虧功：

第三區間盈功：

畫出能量指示圖：

則最大盈虧功為：

則飛輪的轉動慣量為

7-3 為什么本章介紹的飛輪設計方法稱為近似方法？試說明哪些因素影響飛輪設計的精確性。

解：因在本章所討論的飛輪設計中，用的是算術平均值代替的實際平均值，對速度不均勻系數的選擇也只是在它的容許范圍內選擇，還有，在計算時忽略了其他構件的轉動慣量，也忽略了其他構件的動能影響。所以是近似計算。

7-5 設某機組發動機供給的驅動力矩（即驅動力矩與瞬時角速度成反比），阻力矩在變化如題7-5圖所示，，若忽略其他構件的轉動慣量，求

狀態下飛輪的轉動慣量。

解：用平均角速度處理

兩時間段的轉角

： ：

則在0～0.1s之間

則在0.1～0.9s之間

則最大盈虧功為

由

可得

第8章 回轉件的平衡

8-1 某汽輪機轉子質量為1t，由于材質不均勻及葉片安裝誤差致使質心偏離回轉軸線0.5mm，當該轉子以5000r/min的轉速轉動時，其離心力有多大？離心力是它本身重力的幾倍？ 解：離心力為：

離心力與重力之比為：

8-4 如圖所示盤形回轉件，經靜平衡試驗得知，其不平衡質徑積方向沿和。由于結構限制，不允許在與方向各加一個質徑積來進行平衡。求

和的數值。

等于，相反方向上加平衡質量，只允許在解：依題意可得：

于是可解得：

8-5 如圖所示盤形回轉件上有4個偏置質量，已知，，，，設所有不平衡質量分布在同一回轉面內，問應在什么方位、加多大的平衡質徑積才能達到平衡？

解：各偏心質量產生的質徑積分別為：

于是不平衡質徑積的向量和為：

即應在圖示反方向的方位加上質徑積，回轉件才能達到平衡。

第10章 連接 10-4 解：設螺旋副的升角為，當量摩擦角為，當量摩擦系數用

表示

則 已知，則，（1）工作臺上升的效率為

（2）穩定上升時加于螺桿上的力矩為

（3）螺桿的導程為

則可得螺桿的轉速為：

螺桿所需的功率為：

（4）工作臺在制動裝置。作用下等速下降，因，該螺旋副不具有自鎖性，所以需要加于螺桿上的制動力矩為：

10-7 解：查表10-1，M20螺栓的小徑為

由題意知，因F作用而在軸上產生的摩擦力矩應與W作用而在軸上產生的力矩平衡，即有

則

則每個螺栓所受的軸向力為

螺栓的力學性能等級為4.8級，查表10-5，查表10-7，則

代入試（10-12）有

則 10-10 解：（參考）

暫取螺柱個數為12，性能等級為5.8級（已知）查表10-5 查表10-7

取殘余預緊力

則

取M16的螺柱（其）

螺柱的分布圓直徑為

～取

則螺柱間距為：

所以，選擇正確。10-14 解：選擇平鍵連接，由圖中所示軸孔直徑可知，與之相裝配的軸徑也為結合輪轂長度尺寸84，可由表10-9查得需要選擇的鍵為：

鍵16×80 GB/T 1096-2003 同時可查得鍵的厚度尺寸，然后根據題10-8中傳遞的轉矩，利用公式（10-26）及表10-10進行驗算強度即可

第11章 齒輪傳動 11-1

解：利用題中給定的條件可推導出：

11-4

解：本題為設計計算題，按照例題的步驟進行計算即可。11-6

解：（1）；（2）；（3）；（4）

11-7 解：

11-9 解：

要使中間軸上兩軸向力相互抵消，則應有：

且知輪2和輪3所傳遞的轉矩相等，設都為T，則

即

第五篇：《機械設計基礎》實驗教學大綱要點

《機械設計基礎》實驗教學大綱

一、課程簡介

課程名稱(中英文 :機械設計基礎 Foundation of Mechine Design 課程編碼: 101002 學分和總學時: 5.5,100 實驗(上機學時: 課上 10學時,課外 10學時 開課單位: 機電工程學院

選課對象: 機械類、近機械類、非機械類

二、課程內容與實驗目的: 《機械設計基礎》是我國高等工科院校機械類、近機械類和非機械類各專業的一門 主干技術基礎課,它起到由基礎理論課向專業課過渡的承上啟下的作用。機械設計基礎 實驗是機械設計基礎課程的重要實踐環節,其教學目標是使學生開始認知機械設備與機 械,加深對基本理論的理解和驗證,培養分析問題和解決問題的能力,獲得實際設計的基 本工程訓練能力。

進入二十一世紀培養高水平綜合型人才是高等教育的重要使命, 《機械設計基礎》 課程還擔負著培養學生具有綜合設計能力和創新設計能力的任務。在實踐中培養綜合設 計能力和創新設計能力尤為重要,開設具有創造性的實驗對培養學生創新意識和創新素 質有很大幫助,在培養學生的全局教育中起著重要作用。

三、實驗教材與實驗考核

實驗教材:《機械設計基礎實驗指導書》及配套光盤

實驗考核的方法:學生成績從實驗報告和實驗過程中的表現兩個方面綜合評定。實驗報 告的審核根據實驗要求加以評定,主要看是否能提出問題、分析問題、解決問題及對實 驗相關知識、技術的的學習和掌握;實驗表現主要看學生對實驗的態度,紀律遵守情況 等。

評分標準:實驗報告占實驗總成績的 70%,實驗過程中的表現占實驗總成績的 30%。實驗各項目在實驗總成績的比例根據學時分配;實驗成績占課程總考核分數的 20%。

四、實驗項目內容 實驗項目明細表 項目 序號 實驗項目名稱 實驗 屬性 實驗內容 實驗 學時 是否 必選

實驗所需主要儀器設 備名稱 1 機構認知實驗 普 通

實 驗

初步了解《機械原理》 課程所研究的各種常 用機構的結構、類型、特點及應用實例。1√ 機構陳列柜 2 機構運動簡圖測繪 實驗 普 通 實 驗

初步掌握根據實際機 器或機構模型繪制機 構運動簡圖的技能。驗證和鞏固機構自由 度的計算方法。通過實驗機構的比較，鞏固對機構結構分析 的了解。1√ 機構模型 機構運動分析實驗 普 通 實 驗

利用計算機對平面機 構動態參數進行采集、處理, 作出實測的動態 參數曲線。

利用計算機對平面機 構結構參數進行優化, 仿真和測試分析。1 機構運動分析儀 4 齒輪范成原理實驗 普 通

實 驗

掌握用范成法加工漸 開線齒輪的基本原理, 觀察漸開線齒輪齒廓 曲線的形成過程。了解漸開線齒輪齒廓 的根切現象和用徑向 變位避免根切的方法。分析比較標準齒輪與 變位齒輪齒形的異同。齒輪范成儀 5 齒輪參數測量實驗 普 通 實 驗

掌握應用普通游標卡 尺和公法線千分尺測

1√

定漸開線直齒圓柱齒 輪基本參數的方法。進一步鞏固并熟悉齒 輪各部分名稱、尺寸與 基本參數之間的關系 及漸開線的性質。1 齒輪實物 6 普 通 實 驗

工作原理。

掌握用動平衡機進行 剛性轉子動平衡的原 理與方法。1 轉子動平衡儀 7 機械零件認知實驗 普 通

實 驗

初步了解《機械設計》 課程所研究的各種常 用零件的結構、類型、特點及應用。了解各種標準零件的 結構形式及相關的國 家標準。

了解各種傳動的特點 及應用。

增強對各種零部的結 構及機器的感性認識。機械零件陳列柜 8 螺紋連接拉伸實驗 普 通 實 驗

1√

了解螺栓聯接在擰緊 過程中各部分的受力 情況。

計算螺栓相對剛度, 并 繪制螺栓聯接的受力 變形圖。

驗證受軸向工作載荷 時, 預緊螺栓聯接的變 形規律, 及對螺栓總拉 力的影響。

通過螺栓的動載實驗, 改變螺栓聯接的相對 剛度, 觀察螺栓動應力 幅值的變化, 以驗證提 高螺栓聯接強度的各 項措施。1 螺紋拉伸儀 9 帶傳動實驗 普

通 實 驗

觀察帶傳動中主動輪 和從動輪上的彈性滑 動和打滑現象。了解預緊力及從動輪 負載的改變對帶傳動 的影響, 測繪出彈性滑 動曲線和效率曲線。了解試驗機的工作原 理與測試方法。1√ 帶傳動實驗臺 10 普 通 實 驗

裂現象、分析影響滑動 軸承油膜承載能力的

主要因素;測量軸承周向及軸向 的油膜壓力、繪制其油 膜壓力分布曲線;測定軸承的摩擦力、繪 制軸承特性曲線;掌握滑動軸承試驗機 的工作原理及其參數 測試方法。1 滑動軸承實驗臺 11 減速器結構分析及 拆裝實驗 普 通 實 驗

了解減速器的整體結 構及工作要求。了解減速器的箱體零

件、軸、齒輪等主要零 件的結構及加工工藝。了解減速器主要部件 及整機的裝配工藝。了解齒輪、軸承的潤 滑、冷卻及密封。通過自己動手拆裝, 了 解軸承及軸上零件的 調整、固定方法,及消 除和防止零件間發生 干涉的方法。了解拆裝工具與減速 器結構設計間的關系, 為課程設計做好前期 準備。1√ 減速器模型 軸系結構測繪實驗 普 通

實 驗

減速器結構分析及拆 裝實驗基礎上, 在測量 一種軸系的各部結構 尺寸, 并繪出軸系結構 裝配圖。1 減速器模型 機構運動學和動力 學仿真實驗 綜 合 性

運用 MATLAB 語言對平面機構的運動分析 和綜合進行數值求解。并 對 設 計 結 果 用 MATLAB 進行可視化 輸出, 以提高對機構的

分析和綜合的理性認 識.1個 教學 學 時, 另有 5個 課外 分散 學時 √

Matlab 軟件 機械傳動效率分析 實驗 綜 合 性

通過實驗, 使學生們能

了解封閉功率流式試 驗臺的基本原理, 機械 傳動效率及承載能力 的測試方法。1個 教學 學 時, 另有 5個 課外 分散 學時 √

機械傳動效率實驗 臺 合計 20 注:本課程實驗總計 20 學時,其中課上 10 學時,課外 10 學時;安排 10 次實驗,基礎實 驗 1至 12必須選足 8個(8學時 ,綜合 性 實驗 2個。其中普通實驗(按學時計算占 40 %,綜合 性實驗占 60 %。