大學(xué)《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)》章節(jié)期末復(fù)習(xí)重點(diǎn)、考點(diǎn)總結(jié)第一章1.機(jī)械的概念機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱：完成做功的各種具體機(jī)器和以傳遞力與運(yùn)動(dòng)的各類機(jī)構(gòu)總稱為機(jī)械。2.機(jī)械設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)1)多解性2)系統(tǒng)性3)創(chuàng)新性4)設(shè)計(jì)與科學(xué)研究3.“機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)”的學(xué)科組成1)功能原理設(shè)計(jì)2)實(shí)用化設(shè)計(jì)3)商品化設(shè)計(jì)4.現(xiàn)代設(shè)計(jì),以功能為核心，構(gòu)思實(shí)現(xiàn)該功能所需的方法和手段,具體方法和手段有：CAD/CAM/CAE技術(shù)，CIMS工程、并行工程、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元方法、可靠性設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、快速響應(yīng)設(shè)計(jì)、反求工程、逆向工程、虛擬設(shè)計(jì)方法等。5.近代“機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)”的核心內(nèi)容1）功能思想的提出2）人機(jī)工程學(xué)科的興起3）工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科的成熟6.機(jī)械設(shè)計(jì)按其創(chuàng)新程度可分為以下三種類型：1)適應(yīng)性設(shè)計(jì)2）變型設(shè)計(jì)3)創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三章1.任何一種機(jī)器的更新?lián)Q代都存在三個(gè)途徑:1）改革工作原理；2）通過(guò)改進(jìn)工藝、結(jié)構(gòu)和材料提高技術(shù)性能；3）加強(qiáng)輔助功能使其更適應(yīng)使用者的心理。2.功能原理設(shè)計(jì)的工作特點(diǎn)1).用一種新的物理效應(yīng)來(lái)代替舊的物理效應(yīng)，使機(jī)器的工作原理發(fā)生根本的變化的設(shè)計(jì)。2).引入某種新技術(shù)(新材料、新工藝、……)，但首先要求設(shè)計(jì)人員有一種新想法(NewIdea)、新構(gòu)思。3).使機(jī)器品質(zhì)發(fā)生質(zhì)的變化。3.功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)和主要工作內(nèi)容1).功能原理設(shè)計(jì)的任務(wù)：針對(duì)某一確定的“功能目標(biāo)”．尋求一些（一種）“物理效應(yīng)”并借助某些“作用原理”來(lái)求得一些實(shí)現(xiàn)該功能目標(biāo)的“解法原理”。例如：為實(shí)現(xiàn)直線移動(dòng)的功能要求，可尋求液壓、電磁或機(jī)構(gòu)等物理效應(yīng)，通過(guò)油缸、直線電機(jī)或剛體傳動(dòng)等作用原理，求得最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械直線移動(dòng)這個(gè)功能目標(biāo)的解法原理。2).功能原理設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容：(1)明確功能目標(biāo)；(2)構(gòu)思能實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)的新的解法原理；(3)改進(jìn)、完善解法。4.根據(jù)系統(tǒng)工程學(xué)用黑箱來(lái)描述功能，請(qǐng)描述采用的哪三種流的轉(zhuǎn)換。任何技術(shù)系統(tǒng)都可以視為3種流的處理系統(tǒng)：能量流:機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能、光能、核能。物料流：氣體、液體或各種形式的固體。信息流：各種測(cè)量值、輸入指令、數(shù)5.功能的分解。6．簡(jiǎn)單動(dòng)作功能的求解思路。簡(jiǎn)單動(dòng)作功能是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的具有特殊幾何形狀的構(gòu)件組成，利用它們形體上的特征，可以實(shí)現(xiàn)互相運(yùn)動(dòng)或鎖合的動(dòng)作。求解思路：幾何形體組合法7.復(fù)雜動(dòng)作功能采用常用基本機(jī)構(gòu)為主。如：齒輪、齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、鉸鏈機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等。求解思路：基本機(jī)構(gòu)組合法。8.關(guān)鍵技術(shù)功能---技術(shù)矛盾法綜合技術(shù)功能---物理效應(yīng)引入法9.完成工藝功能的三個(gè)主要因素：1）工作頭的形狀2）運(yùn)動(dòng)方式3）作用場(chǎng)10.工藝功能的分析方法物—場(chǎng)分析法（S-Field法）第四章1.通過(guò)一系列機(jī)構(gòu)和電氣電子裝置實(shí)現(xiàn)。機(jī)構(gòu)一般能實(shí)現(xiàn)下列動(dòng)作功能：1)．實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換的動(dòng)作功能2)．利用機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測(cè)等動(dòng)作功能3).利用機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)程序控制或手動(dòng)控制的功能2.一切機(jī)器都包含有四個(gè)部分：動(dòng)力源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制部分。3.機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的控制方法有哪兩種1）．集中驅(qū)動(dòng)、分散控制：2）．集中控制、分散驅(qū)動(dòng)4.分析使機(jī)構(gòu)具備有利的傳力條件，推導(dǎo)圖4-10所示剪切機(jī)利用止點(diǎn)位置增力機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理（p65）。第五章1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心即核心技術(shù)(內(nèi)部空間設(shè)計(jì)）是指產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)總功能和主要要求的技術(shù)。對(duì)不同的機(jī)械其核心技術(shù)是不相同的。核心技術(shù)對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)為產(chǎn)品的性能指標(biāo)：a)以能量轉(zhuǎn)換為主的機(jī)械，如動(dòng)力機(jī)械。主要性能指標(biāo)：熱效率；b)輕工機(jī)械，常要完成各種繁雜靈巧的動(dòng)作，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題比較突出。主要性能指標(biāo)：生產(chǎn)率、有節(jié)奏地可靠工作、自動(dòng)化程度高；c)重型機(jī)械，特點(diǎn)是巨型、重載。主要性能指標(biāo)：承載能力、強(qiáng)度和剛度；d)金屬切削機(jī)床，主要性能指標(biāo)：生產(chǎn)率、加工精度和加工范圍；e)以信號(hào)為主的儀器，主要性能指標(biāo)：靈敏度、精度和穩(wěn)定性；f)以材料轉(zhuǎn)換為主的各種離心機(jī)、篩選機(jī)和過(guò)濾器。主要性能指標(biāo)：生產(chǎn)效率和分離出物料的純凈度。2.確定機(jī)器的總體參數(shù)總體參數(shù)是表明機(jī)器技術(shù)性能的主要指標(biāo)，包括機(jī)器性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)兩方面：（1）性能參數(shù)：生產(chǎn)率、功率和重量等；（2）結(jié)構(gòu)參數(shù)：主要結(jié)構(gòu)尺寸，它由整機(jī)外形尺寸、主要部件的外形尺寸及工作機(jī)構(gòu)作業(yè)位置尺寸等組成。3.總體參數(shù)的確定方法1）可采用理論計(jì)算法2）經(jīng)驗(yàn)公式法3）相似類比法4）實(shí)驗(yàn)法4.總體參數(shù)確定思路：1）首先初步確定總體參數(shù)；2）據(jù)此進(jìn)行各部件的技術(shù)設(shè)計(jì)；3）最后準(zhǔn)確計(jì)算出機(jī)器的總體參數(shù)，總體參數(shù)和技術(shù)設(shè)計(jì)一般需交叉反復(fù)進(jìn)行；4）正確處理相互制約的有關(guān)參數(shù)間關(guān)系；5）各參數(shù)間要互相匹配和協(xié)調(diào)，形成一個(gè)優(yōu)化的整體5.合理的總體參數(shù)應(yīng)符合下列條件：1）先進(jìn)性——與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品比較，其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和工作性能優(yōu)先；2）實(shí)用性——滿足實(shí)際使用要求，可靠度高、維修方便、使用壽命長(zhǎng)；3）經(jīng)濟(jì)性——充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率、節(jié)約能源、原材料消耗少，在滿足功能的情況下，體積小、重量輕、價(jià)格便宜。6.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)1）定傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)2）變速機(jī)構(gòu)3）運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4）操縱控制機(jī)構(gòu)7.機(jī)械傳動(dòng)鏈的類型1）外聯(lián)傳動(dòng)鏈：聯(lián)系動(dòng)力源和執(zhí)行件(如機(jī)械主軸或分配軸)的傳動(dòng)鏈、是運(yùn)動(dòng)和外部(動(dòng)力源)的聯(lián)系，稱為外聯(lián)傳動(dòng)鏈。2）內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈：復(fù)合運(yùn)動(dòng)的內(nèi)部聯(lián)系，如分配軸至各執(zhí)行件，稱為內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈。只有復(fù)合運(yùn)動(dòng)才有內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈，無(wú)論是簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)還是復(fù)合運(yùn)動(dòng)．都必須有一條外聯(lián)傳動(dòng)鏈。第六章1.零件的功能1）承受載荷2）傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力3）成型4）其他功能2.零件的相關(guān)3.結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的基本原則1）明確:功能明確、原理明確、工作狀態(tài)明確。2)簡(jiǎn)單3)安全可靠：零件安全、整機(jī)安全、工作安全、環(huán)境安全采用的安全技術(shù)：直接安全技術(shù)、間接安全技術(shù)、提示性安全技術(shù)。4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理1）等強(qiáng)度原理2)變形協(xié)調(diào)原理3)任務(wù)分配原理4）自助原理：自加強(qiáng)、自平衡、自保護(hù)5）穩(wěn)定性原理5.如何在較少材料消耗的前提下獲得較高的強(qiáng)度和剛度.1)合理確定截面形狀2)合理確定軸向尺寸3)合理選擇支承形式4)合理利用材料特性6.改善零件的受力狀況1)載荷分流2）載荷均化3）載荷抵消7．提高零件的接觸強(qiáng)度和接觸剛度1）增大球面支撐的綜合曲率半徑2）增加接觸元素?cái)?shù)量3）用低副代替高副4）通過(guò)預(yù)緊提高接觸剛度8.誤差分類1）原始誤差2）原理誤差3）工作誤差4）回程誤差9.提高精度的設(shè)計(jì)方法1）有利于減少原始誤差的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施2）補(bǔ)償系統(tǒng)誤差3）誤差均化4）利用誤差傳遞規(guī)律5）合理配置精度6）選擇較好的近似機(jī)構(gòu)7）采用有利于施工的結(jié)構(gòu) 8）阿貝原則9）減少回程誤差第七章1.疲勞破壞一般可分為哪三個(gè)階段1）疲勞裂紋萌生2)疲勞裂紋擴(kuò)張3）失穩(wěn)斷裂2.低周疲勞的概念在循環(huán)加載過(guò)程中，當(dāng)應(yīng)力水平很高，應(yīng)力蜂值σmax接近或高于屈服強(qiáng)度而進(jìn)入塑性區(qū)時(shí),每一應(yīng)力循環(huán)有少量塑性變形，呈現(xiàn)σ—ε滯后回線，以至循環(huán)次數(shù)很低時(shí)就產(chǎn)生疲勞破壞。3.低周疲勞的特點(diǎn)1）應(yīng)力水平高。σmax≥σs2）循環(huán)次數(shù)少。N≤1033）應(yīng)變?cè)谄谄茐闹衅鹬饕饔?）斷裂壽命的變化對(duì)循環(huán)應(yīng)力的高低已不敏感。4.摩擦學(xué)研究的內(nèi)容是研究摩擦、磨損和潤(rùn)滑這幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題的綜合學(xué)科．基本內(nèi)容包括：1)摩擦副設(shè)計(jì)2)潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)3)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)4)狀態(tài)補(bǔ)償和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.接觸表面的表面形態(tài)6.減小磨損的主要方法1）潤(rùn)滑是減小摩擦、減小磨損的最有效的方法2)合理選擇摩擦副材料3）進(jìn)行表面處理4）注意控制摩擦副的工作條件7.滑動(dòng)摩擦機(jī)理的機(jī)械---分子理論摩擦過(guò)程既要克服分子相互作用力，又要克服機(jī)械作用的阻力。摩擦力是接觸點(diǎn)上因分子吸引力和機(jī)械作用所產(chǎn)生的切向阻力的總和。認(rèn)為兩種作用均有。8.可靠性與可靠度的定義可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。可靠度：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。9.可靠性的學(xué)科組成1）可靠性數(shù)學(xué)2）可靠性物理3）可靠性工程10.失效率的計(jì)算11.強(qiáng)度理論應(yīng)用12．正態(tài)分布的應(yīng)用12.串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度計(jì)算串聯(lián)可靠度計(jì)算：并聯(lián)可靠度計(jì)算：13.傳熱過(guò)程按其物理本質(zhì)不同通常分為三種基本方式傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射。14.熱膨脹計(jì)算第八章1.產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)三要素1）功能原理設(shè)計(jì)2）實(shí)用化設(shè)計(jì)3）商品化設(shè)計(jì)2.造型設(shè)計(jì)的三項(xiàng)基本原則1)實(shí)用2)經(jīng)濟(jì)3)美觀3.價(jià)值優(yōu)化對(duì)象的選擇方法1)功能系數(shù)分析法這種方法是尋求功能與所占成本份額不相適應(yīng)的零、部件作為重點(diǎn)改進(jìn)對(duì)象。1)功能系數(shù)表征該零件對(duì)產(chǎn)品功能的影響，反映該零件在產(chǎn)品中的重要程度。功能系數(shù)愈大，該零件對(duì)產(chǎn)品功能影響愈大，愈重要。第九章1.設(shè)計(jì)試驗(yàn)的概念，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的不同階段，一般包含幾種方法概念：是指用來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中．其功能原理的可行性、設(shè)計(jì)參量的合理性以及力學(xué)性能的確實(shí)性而采用的一種設(shè)計(jì)方法。1）功能原理設(shè)計(jì)階段的模型試驗(yàn)：驗(yàn)證初步確定的產(chǎn)品功能原理能否實(shí)現(xiàn)，了解各種功能原理有何不足。2）在驗(yàn)證功能原理能實(shí)現(xiàn)的前提下，對(duì)選擇參數(shù)合理性的參數(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)：在計(jì)算分析基礎(chǔ)上進(jìn)行，以保證功能原理的充分可行。3）實(shí)用化設(shè)計(jì)階段的樣機(jī)試驗(yàn)：為了進(jìn)一步改進(jìn)樣機(jī)，使其能批量試制，以便為整機(jī)全面性能測(cè)試做好準(zhǔn)備。2.掌握模型試驗(yàn)中的相似理論并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算第十章1.優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)的基本思想1）是一種面向市場(chǎng)的設(shè)計(jì)2）是一種戰(zhàn)略性的分析、預(yù)測(cè)、判斷和決策3）是一種對(duì)自然法則深刻認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的優(yōu)勢(shì)發(fā)現(xiàn)和發(fā)展戰(zhàn)略4）是一種高層次的設(shè)計(jì)思維2.優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)的物理學(xué)基礎(chǔ)1）用廣義物理效應(yīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)作功能2）用廣義物理效應(yīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械工藝功能3）用廣義物理效應(yīng)解決關(guān)鍵技術(shù)功能4）用廣義物理學(xué)觀點(diǎn)進(jìn)行新機(jī)構(gòu)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的研究綜合復(fù)習(xí)題1.使思維盡量發(fā)散提出創(chuàng)新的構(gòu)思，并用簡(jiǎn)圖來(lái)構(gòu)思。設(shè)計(jì)一臺(tái)點(diǎn)抄機(jī)：1）構(gòu)思將鈔票逐張分離的工作原理。進(jìn)行原理性構(gòu)思時(shí)：1）首先考慮應(yīng)用某種“物理效應(yīng)”(如圖中的摩擦、離心力、氣吹等)；2）然后利用某種“作用原理”(如圖中的摩擦輪、轉(zhuǎn)動(dòng)架、氣嘴等)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)“功能目標(biāo)”的“求解”。功能目標(biāo)：清點(diǎn)、辨?zhèn)巍Ｍǔ＿€具有自動(dòng)開停機(jī)、預(yù)置數(shù)、防雙張、防粘張和防夾心等輔助功能。辨?zhèn)危和ǔＳ袩晒庾R(shí)別、磁性分析、紅外穿透三種方式。結(jié)構(gòu)原理：由捻鈔、出鈔、接鈔、機(jī)架和電子電路等部分組成。2.噴墨打印機(jī)的功能目標(biāo)及采用的物理效應(yīng)和作用原理。功能目標(biāo)：噴墨打印物理效應(yīng)：1）電場(chǎng)控制電子束（效果差）；2）液體受熱汽化（canon和hp）；3）壓電晶體在電場(chǎng)作用時(shí)產(chǎn)生變形（epson）；作用原理：1）電子束掃描屏幕控制噴頭噴出墨水；2）加熱元件使毛細(xì)管口產(chǎn)生氣泡，將墨水滴噴出；3）壓電元件將墨水腔中的墨水從小孔口中擠出。3.功能分解圖及功能結(jié)構(gòu)圖。硬幣計(jì)數(shù)包卷機(jī)：用來(lái)整理、清點(diǎn)、計(jì)數(shù)。最后按50枚一卷將硬幣用紙包卷起來(lái)；也可以在計(jì)數(shù)后裝袋而不包卷。4.執(zhí)行機(jī)構(gòu)概念，分析牛頭刨床為實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)所需的多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。概念：帶動(dòng)工作頭進(jìn)行工作并使之獲得工作力或力矩的機(jī)構(gòu)。作用為實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律、特定運(yùn)動(dòng)軌跡以及實(shí)現(xiàn)某種特殊的信息的傳遞。5.零件相關(guān)性分析。定義：零件之間的確定性的關(guān)系稱之為零件之間的相關(guān)。直接相關(guān)關(guān)系：通過(guò)零件表面直接接觸實(shí)現(xiàn)的相關(guān)關(guān)系。間接相關(guān)關(guān)系：零件之間的關(guān)系需要通過(guò)其他零件之間的一系列的直接相關(guān)關(guān)系的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。滿足運(yùn)動(dòng)相關(guān)條件：一般需要一個(gè)或幾個(gè)位置相關(guān)的中間件來(lái)達(dá)到。位置相關(guān):指兩零件在相互位置上有要求。運(yùn)動(dòng)相關(guān)：指一零件的運(yùn)動(dòng)軌跡與另一零件有關(guān)。6.討論如何在較少材料的消耗的前提下獲得較高的強(qiáng)度剛度。1）通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低應(yīng)力減少變形A．合理確定截面形狀傳動(dòng)軸一般采用圓形截面。小直徑：實(shí)心軸便于制造；大直徑：常做成空心軸。空心軸：Ip、Iz大抗彎、抗扭剛度大圓軸扭轉(zhuǎn)：彎曲應(yīng)力：B．合理確定軸向尺寸C．合理選擇支承形式D．合理利用材料特性2）改善零件的受力狀況：載荷分流、載荷均化和載荷抵消3）預(yù)加載荷7.載荷分流載荷分流就是將一個(gè)較大的或復(fù)合的載荷分流到不同零件或同一零件的不同部位上，從而達(dá)到降低應(yīng)力、減小變形的效果。特別適于強(qiáng)度和剛度較弱的零件。8．可靠性計(jì)算1)失效率例7-12）正態(tài)分布查表計(jì)算3)應(yīng)力和強(qiáng)度例7—34）串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性計(jì)算例：10個(gè)相同元件組成串聯(lián)系統(tǒng)，若要求系統(tǒng)可靠度在0.99以上，問(wèn)每個(gè)元