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1、中南大学机械设计基础III（课程复习内部讲义）机械设计专业基础课教研中心http:/目 录第一部分 前言3第二部分 专业课程解析42.1机械设计基础专业基础课程综合介绍42.2复习参考书目52.3参考书目知识点分析52.4重点知识点汇总分析（大纲）6第三部分 浙江大学机械专业基础知识点框架梳理及其解析7第一章 绪论7第二章 联接9第三章 机械零件常用材料和机械设计基础知识11第四章 链传动12第五章 齿轮传动13第六章蜗杆机构16第七章 轮系、减速器及机械无级变速传动19第八章 螺旋传动21第九章 连杆机构22第十章 凸轮机构24第十一章 间歇运动机构27第十二章 轴28第十三章 滑动轴承32
2、第十四章 滚动轴承32第十五章 联轴器、离合器和制动器36第十六章 弹簧37第十七章 机械速度波动的调节37第十八章 回转件的平衡37第四部分 结束语（祝福语）39第一部分 前言专业课对于考生的重要性远远大于任何一门公共课，从专业课本身特点考虑，专业课学习起来相比公共课要复杂得多。首先没有明确的学习范围，不容易确定复习的范围和重难点，也就说考生在学习的时候没有明确的学习范围，也不知道老师的命题范围和命题要求是什么，这对专业课学习来说，非常致命。每年很多同学都会遭遇专业课的黑洞效应，公共课只要多学一点，就能考好一点，只是程度不同而已，但专业课却经常会出现学的越多，却考的越差的怪现象。其次专业课的
3、复习资源比公共课的复习资源稀缺，如果让考生自己搜集，不一定能收集齐全，并且还不一定能收集的准确和真实。综上所述，专业课重要性、复杂性及在复习过程中出现的黑洞效应均增加了专业课复习的难度。在该复习讲义中，从第二部分到第三部分，依次深入剖析了机械设计基础专业课对应的专业内部信息、复习资料、必考知识点和现阶段学习内容等，其目的就是帮助考生降低专业课的复习难度。建议考生在使用本讲义时要多动脑，通过对题目的练习、比较、思考，并发现题目设置和解答的规律性，掌握题目对应的知识点和熟悉解题的金钥匙，从而迅速提高基础阶段知识水平和为下一阶段的强化学习做好储备与铺垫。第二部分 专业课程解析2.1机械设计基础专业基
4、础课程综合介绍1专业课程内涵分析机械设计基础按照其主要内容可以划分为两大部分机械原理和机械设计。（1）机械原理主要研究机械的共性功能原理及功能结构的分析与设计。以机构及机械系统的结构学、运动学及动力学设计为主线。其主要内容包括：运动链及机构的结构分析与设计，机构的自由度、约束与结构，型数综合的理论与方法。常用典型机构（平面连杆机构，凸轮机构，轮系）的运动学，动力学分析及运动学尺寸设计的理论与方法。机械系统动力学分析与设计的基本内容（动态静力分析平衡，运动方程的建立与求解及机械的速率波动与调速）及其分析、设计方法。机械系统，主要是执行系统运动方案设计的任务、内容与基本方法（2）机械设计主要研究通
5、用机械零部件的工作原理、特点、选用、常规设计原理与方法和机械设计的一般规律。主要内容包括：零件的失效形式。零件的设计要求和设计方法。静强度计算中三个常用强度理论的概念和计算公式；疲劳曲线及极限应力曲线的来源、意义及用途，能从材料的基本机械性能及零件的几何特性，绘制零件的极限应力简化线图。各类摩擦的机理、物理特性及其影响因素和流体动压润滑的基本原理。带传动，链传动基本工作特点，原理及应用。直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法。蜗杆传动的蜗杆的直径系数及蜗杆传动的传动比；蜗轮齿数的选择；蜗杆传动的受力分析；蜗杆传动的强度计算；蜗杆传动的热平衡计算。滚动轴承，滑动轴承的基本特点和适用场合。联轴器
6、、离合器和制动器的基本概念，主要类型和用途。轴的用途、分类和材料选择、轴的设计步骤。轴的结构设计和轴的强度计算和刚度计算。螺纹联接和螺旋传动，螺纹联接的基本知识，螺纹联接的类型、特性、标准、结构、应用场合及有关的防松方法等；在进行螺纹设计时能够正确地选用它们。2中南大学机械专业的专业结构设置中南大学的机械工程为国家一级重点学科，其机械设计及理论、机械电子工程为国家二级重点学科。设立了车辆工程，微电子制造工程，机械制造及其自动化三个专业。机械制造及其自动化设立了六个专业方向，包括机械电子工程，模具设计与制造，材料成型及控制，机械数字化设计，机械制造工程，机械装备及其智能化等。机械制造及其自动化专
7、业具有博士后流动站，机械电子工程在同类专业中位居全国前列。3中南大学机械专业培养体系中南大学机械专业培养学生具备宽厚的基础知识和扎实的机械工程、电子、计算机、自动化技术及管理知识，知识面宽、适应能力和沟通能力强，在机械工程、自动化及计算机等相关领域和相关交叉领域内，从事科学研究、工程设计、机械制造、运行管理及经营等方面工作的复合型高级工程技术人才。核心课程：理论力学、材料力学、流体力学、工程材料基础、工程制图、机械设计基础、电工电子技术、控制工程基础、机械工程测试技术、机械电子控制、液压传动及控制、测试技术等、计算机辅助设计与制造、微机原理及应用。2.2复习参考书目参考书目名称书目属性（教材、
8、练习册、）出版社作者机械设计基础教材高教出版社杨可桢机械设计基础教材浙江大学出版社陈秀宁2.3参考书目知识点分析综合来说，机械设计基础专业课近几年的题型变化不大，主要包括选择、判断、计算、作图、简答、结构设计等六大部分题型，难度略有增加，侧重于对基础知识点的掌握，并能灵活运用。因此，在复习中，对于了解的知识点应了解该知识点的基本概念、基本理论和基本方法，该知识点可能会出选择、判断题；对于熟悉的知识点，在复习过程中，应注重各知识点之间的连接关系，并明确具体方法的计算及简单方法的应用，这类知识点可能会出计算题、简答题；对于掌握的知识点，在复习过程中应注重知识点的灵活运用，做到举一反三，此类知识点可
9、能会考简答题、分析题、作图题。下面为教材的复习概要：2.4重点知识点汇总分析（大纲）第三部分 中南大学机械设计基础知识点框架梳理及其解析第一章 绪论绪论的主要内容主要包括：（1） 机械的组成；（2） 机械运动简图；（3） 平面机构自由度；（4） 机件的失效及其工作能力准则；（5） 机件的常用材料及选用；结论学习的主要目标： （1） 正确表述机械的基本组成及其三个基本职能部分的作用，了解机械，机构，机器，零件，构件，运动副，常用机构和通用部件的涵义。（2） 了解机械运动简图的意义，了解运动简图中的常用符号，并能绘制复杂程度不高的机械、机构实物的运动简图。（3） 掌握计算平面运动链的自由度，并判别
10、其运动是否确定；对运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束能阐述其涵义，并在计算机构自由度时能加以识别与正确处理。（4） 能简述机件主要损伤及失效形式，能写出机件工作能力准则的涵义及几种主要准则。（5） 了解机械制造中常用材料的特征和应用，能表述机械设计过程中的一般程序。该基础阶段，复习时间是从5月份至8月份，需要掌握的知识点主要是1、机械的基本组成，2、平面机构的运动副及类型，3、平面机构的运动简图，4、平面机构自由度的计算方法，其中重点掌握机构自由度的计算。在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过仔细阅读指定的教材，以教材为纲，最终做到如数家珍，能够在头脑中形成本章节知识点的脉络
11、。熟悉相应知识点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成 相应知识点的掌握过程。【知识点1】构件和零件的定义【例题1】机器中运动的单元体称为（ ）A,构件 B,零件 C,运动副 D,运动链答案A分析：主要是要理解，构件是机器中运动的基本单元；零件是制造的最小单元。【知识点2】机构自由度计算【例题2】计算下图中所示机构的自由度。复合铰链局部自由度分析：在计算自由度的时候，我们要分析机构中是否存在复合铰链，局部自由度和虚约束。在此基础上，从而得到平面机构构件，低副，高副的数目。自由度在依据公式可以得到。解题：见图上所示，分析机构中存在的局部自由度及复合
12、铰链后，机构的构件数为6，低副为8，高副为1。从而机构的自由度为F=3*6-2*8-1=1易错点： 不能准确的分析出机构中存在的局部自由度及复合铰链，从而导致自由度计算的错误。复合铰链【例题3】计算下图中所示机构的自由度。虚约束局部自由度分析：同上。解题：F=3*8-2*11-1=1 易错点：同上。习题：计算下列图中所示机构的自由度。 第二章 联接本章节的主要内容是：（1）螺纹及螺纹联接的基本知识；（2）螺旋副的受力分析、效率及自锁；（3）螺栓联接强度计算及提高联接强度的途径；（4）常用键联接的结构及强度校核；（5）销联接、成形联接、铆接、粘接及过盈联接的基本结构原理；联接的学习主要目标：（1
13、）掌握螺纹的形成、种类、特性、应用及其主要参数等基本知识。（2）掌握螺旋副的受力分析、效率计算及自锁条件。（3）了解螺纹联接的四种基本型式、特点及其应用，常用螺纹紧固件的结构，螺纹联接的预紧、防松原理和方法。（4）掌握螺栓联接强度计算，了解提高螺纹联接强度的途径。（5）了解常用键联接的结构、特点和应用，掌握平键联接的选用和强度校核方法。（6）了解销联接、过盈联接、铆接、焊接、粘接及过盈联接基本结构原理、特点和应用。本章的重点是1、螺纹的主要参数及螺纹联接类型、结构与应用；2、螺旋副的受力分析、效率计算及自锁条件；3、平键联接的选用和强度校核。【例题1】习题：螺纹联接的基本类型有哪些？各适用于什
14、么场合？螺纹联接防松的意义及基本原理是什么？请指出下图中螺纹联接的结构错误。第三章 机械零件常用材料和机械设计基础知识本章节的主要内容是：（1）带传动的基本知识；（2）带传动的受力分析及应力分析；（3）带传动的弹性滑动和打滑；（4）普通V带传动的设计计算。 带传动的学习目标：（1）掌握带传动的组成、工作原理、特点、应用以及常用的张紧方法和装置等基本知识。（2）能正确表述带传动中的初始拉力、紧边拉力、松边拉力、有效圆周力的涵义及其相应之间的关系。（3）能正确表述带传动中三种应力的原因及应力分布图。（4）能正确表述带传动中的弹性滑动现象和打滑现象产生的原因及其对传动的影响。（5）掌握带传动的失效形式、设计准则、普通V带传动的设计计算方法和参数选择的原则。（6）熟悉普通V带与V带轮的结构和标准。本章的重点是1、带传动的工作情况分析（包括受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑）；2、普通V带传动设计计算。【例题1】一单根普通V带传动，能传递的最大功率P=10Kw，主动轮转速，主动轮、从动轮的基准直径分别为，中心距，带与带轮间的当量摩擦系数，试求紧边拉力和松边拉力。 习题：1.带传动是依靠_传递运动和动力的。 A. 带和带轮接触面的正压力 B. 带的紧边拉力 C. 带的初拉力 D. 带和带轮接触面的摩擦力2.设计V带传动时，限制小带轮直径是为了限制_。 A. 小带轮包角
