机械设计方案书之读书笔记.docx
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机械设计方案书之读书笔记
本科毕业设计（论文）
读书报告（读书笔记）
学院：
机械与控制工程学院
课题名称：
手推清扫车设计
专业（方向）：
机械装备设计与制造
班级：
机械09-2班
学生：
指导教师：
日期：
2013年4月25日
读书笔记一：
《机械原理》
主编：
李杞仪，赵韩.机械原理——武汉理工大学出版社
本课程主要研究各种机械的一般共性问题，即研究机构的组成原理、机构运动学及机器动力学等；研究各种机器中常用机构的运动及动力性能分析与设计方法和机械传动系统方案设计的问题。
本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。
它在培养高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。
第一章绪论
主要知识点：
机械原理研究的对象和内容；学习机械原理课程的目的和方法；机械原理学科发展概貌。
基本要求：
对课程的性质、主要内容等方面有个初步的了解，为以下学习打好基础。
第二章机构的结构分析
主要知识点：
机构结构分析的内容及目的；机构的组成、机构运动简图及机构具有确定运动的条件；平面机构与空间机构的自由度计算及应注意的事项；平面机构的组成原理、结构分类及结构分析；虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计。
基本要求：
明确机构组成的概念；能绘制常用机构的机构运动简图和计算平面机构的自由度，了解空间机构的自由度计算和平面机构的组成原理。
第三章平面机构的运动分析
主要知识点：
机构运动分析的任务、目的和方法；用速度瞬心法作机构的速度分析；用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析；用解读法（复数法或矩阵法）作机构的运动分析。
基本要求：
用图解法和解读法对Ⅱ级机构进行运动分析，特别是能运用计算机进行机构的运动分析。
第四章平面机构的力分析
主要知识点：
作用在机械上的力；构件惯性力的确定（质量代换法）；运动副中摩擦的概念、摩擦力的计算和总反力方向的确定；考虑摩擦时机构的受力分析。
基本要求：
了解作用在机械中的力的分类，掌握运动副中摩擦力的计算方法和总反力方向的确定。
第五章机械的效率和自锁
主要知识点：
机械的效率和自锁的概念；机械与机组的机械效率计算；机械自锁条件的确定。
基本要求：
明确机械效率和自锁的概念，能确定机构的瞬时机械效率和机构的自锁条件。
第六章机械的平衡
主要知识点：
机械平衡的目的；刚性转子的静平衡计算和动平衡计算；刚性转子的静平衡和动平衡实验；转子的许用不平衡量概念；平面四杆机构平衡的基本概念。
基本要求：
明确机械平衡的目的，掌握刚性转子的静平衡和动平衡的条件、平衡原理和任务和作用；对机械原理学科的发展趋势有所了解。
第七章机械的运转及其速度波动的调节
主要知识点：
机械运转过程的三个阶段；机械上的驱动力与工作阻力的特性；机械系统的等效动力学模型；机械运动方程式的建立和求解；机械周期性速度波动产生的条件、程度描述及其调节方法；机械非周期性速度波动及其调节原理。
基本要求：
掌握建立单自由度机械系统的等效动力学模型及运动方程式的方法，会求解力为函数时的运动方程式；了解飞轮的调速原理和特点，掌握飞轮转动惯量的简易计算方法；了解非周期性速度波动调节的基本概念。
第八章平面连杆机构及其设计
主要知识点：
连杆机构及其传动特点；平面四杆机构的基本型式及其演化和应用；平面四杆机构有曲柄条件、急回运动、传动角及死点、连杆曲线和运动连续性等；连杆机构设计的基本问题；用图解法设计四杆机构的方法；用解读法设计四杆机构的方法；用实验法设计四杆机构的方法。
基本要求：
了解平面四杆机构的基本型式及其演化，对曲柄存在条件、急回运动（极位和极位夹角）和行程速比系数、压力角、传动角、死点及运动连续性，有明确的概念，掌握四杆机构的设计方法。
第九章凸轮机构及其设计
主要知识点：
凸轮机构的应用、分类和特点；推杆运动规律的名词术语、常用运动规律及选择的原则；用图解法和解读法设计凸轮的轮廓曲线；凸轮机构的受力分析、压力角的概念及意义；凸轮基圆半径、滚子半径和平底长度等基本尺寸的确定。
基本要求：
了解凸轮机构的类型和应用，对推杆的运动规律，凸轮机构的压力角及自锁有明确的概念，能确定盘形凸轮机构的基本尺寸；掌握盘形凸轮廓线的设计方法。
第一十章齿轮系及其设计
主要知识点：
齿轮系的分类及功用；定轴轮系、周转轮系和复合轮系的传动比计算；行星轮系的效率和行星轮系选型即各轮齿数的确定。
基本要求：
了解齿轮机构的类型和应用；掌握齿廓啮合基本定律，深入了解渐开线直齿圆柱轮传动的啮合特性；掌握标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算方法；了解渐开线齿轮的展成原理和根切、最少齿数、变位、变位齿轮传动等概念；了解平行轴斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点，掌握标准斜齿轮传动几何尺寸的计算方法；了解标准直齿轮圆锥齿轮的传动特点及几何尺寸的计算方法；对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。
读书笔记二：
《画法几何及机械制图》
主编：
朱冬梅，胥北澜——高等教育出版社
《画法几何及机械制图（第5版）》共15章，主要内容有：
制图的基本知识，点、直线和平面的投影，直线与平面、平面与平面的位置关系，曲线与曲面的投影，立体及平面与立体表面的交线，组合体，机件的常用表达方法，轴测图，螺纹和齿轮等的规定画法，零件图和装配图，旋转法和立体表面的展开，计算机图形学和图形应用软件等。
为适应当前机械设计的需要，《画法几何及机械制图（第5版）》以三维创新构形设计为中心，把三维构形设计及计算机绘图等新内容融入本课程。
重点介绍了基于参数化特征的造型软件AutodeskInventor和国内外广泛使用的AutoCAD绘图软件。
第一章制图的基本知识和基本技能
掌握：
国家标准《机械制图》的基本规定，几何作图。
了解：
制图的基本技能，徒手画图的一般方法。
第二章点、直线和平面的投影
掌握：
点、直线、平面的投影特点及作图方法。
了解：
直线的迹点和作图方法。
第三章几何元素间的相对关系
掌握：
几何元素间的平行、相交、垂直问题。
了解：
平面上的最大斜度线的投影特性。
第四章投影变换
掌握：
换面法及其运用。
了解：
旋转法及其运用。
第五章基本体的投影
掌握：
平面立体、曲面立体的投影及表面取点。
了解：
轴线倾斜的曲面体画法。
第六章平面及直线与立体相交
掌握：
平面与平面立体、平面与曲面立体相交的作图方法。
了解：
直线与立体相交的作图方法。
第七章立体与立体相交
掌握：
两回转体表面相交，多形体表面相交和不完整形体表面相交。
了解：
平面体与回转体的表面相交。
第八章组合体
掌握：
组合体的组成分析及画法，组合体的看图方法。
了解：
组合体的构型设计。
第九章轴测图
掌握：
正等轴测图、斜二等轴测图的画法。
了解：
正轴测投影的特性。
第十章表示机件的图样画法
掌握：
机件的各种表达方法：
视图、剖视、剖面、简化画法与规定画法。
了解：
第三角投影法。
第十一章尺寸标注基础
掌握：
尺寸标注的基本规定，组合体尺寸标注。
了解：
圆弧连接图形尺寸标注及分析。
第十二章零件图
掌握：
零件图的视图选择，零件图技术要求的注写。
了解：
常见零件的工艺结构。
第十三章标准件与常用件
掌握：
螺纹及螺纹紧固件的画法，键联接画法，齿轮的规定画法。
了解：
弹簧、滚动轴承的画法。
第十四章装配图
掌握：
装配图的表达方法及视图选择；装配图的尺寸标注；零件编号及明细表；中等复杂程度的装配图的绘制和阅读；由装配图拆画零件图的基本方法。
了解：
装配工艺结构。
第十五章计算机绘图基础
掌握：
AutoCAD基本绘图命令和基本编辑命令。
了解：
零件图的绘制。
读书笔记三：
《材料力学》
主编：
刘鸿文——高等教育出版社
《材料力学》的特点是，坚持基本性，着重应用性，增强适应性，突出重点，力求系统，既便于教师取舍内容、组织课堂教案，也便于学生自学。
第一章绪论
主要的知识点如下：
1、材料力学研究的问题是构件的强度、刚度和稳定性。
2、构成构件的材料是可变形固体。
3、对材料所作的基本假设是：
均匀性假设，连续性假设及各向同性假设。
4、材料力学研究的构件主要是杆件。
5、内力是指在外力作用下，物体内部各部分之间的相互作用；显示和确定内力的基本方法是截面法；应力是单位面积上的内力。
6、对于构件任一点的变形，只有线变形和角变形两种基本变形。
7、杆件的几种基本变形形式是：
拉伸（或压缩），剪切，扭转以及弯曲。
第二章拉伸、压缩
主要的知识点如下：
1、本章主要介绍轴向拉伸和压缩时的重要概念：
内力、应力、变形和应变、变形能等。
轴向拉伸和压缩的应力、变形和应变的基本公式是：
正应力公式
胡克定律
胡克定律是揭示在比例极限内应力和应变的关系，它是材料力学最基本的定律之一。
材料的力学性能的研究是解决强度和刚度问题的一个重要方面。
对于材料力学性能的研究一般是通过实验方法，其中拉伸实验是最主要、最基本的一种实验。
低碳钢的拉伸实验是一个典型的实验。
它可得到如下实验资料和性能指标：
拉伸全过程的曲线和试件破坏断口；
-材料的强度指标；
-材料的塑性指标。
其中
-材料抵抗弹性变形能力的指标；某些合金材料的
-名义屈服极限等测定有专门拉伸实验。
2、工程中一般把材料分为塑性材料和脆性材料。
塑性材料的强度特征是屈服极限
和强度极限
（或
），而脆性材料只有一个强度指标，强度极限
。
3、强度计算是材料力学研究的重要问题。
轴向拉伸和压缩时，构件的强度条件是
它是进行强度校核、选定截面尺寸和确定许可载荷的依据。
第三章扭转
1.通过对受扭薄壁圆筒的分析引入：
（1）纯剪切单元体和剪应力及剪应力互等定理；
（2）剪应变和剪切胡克定律它们是研究圆轴扭转时应力和变形的理论基础，也是材料力学中重要的基本
概念和基本规律。
2.对非圆截面杆的扭转应掌握以下要点：
（1）翘曲现象；
（2）自由扭转与约束扭转的基本特点；
（3）矩形截面杆扭转剪应力的分布特点。
第四章弯曲内力
1.梁在横向载荷作用下，横截面上的内力有剪力和弯矩，分别用Q和M表示。
求剪力和弯矩的基本方法是截面法，即用一假想的截面将梁截为二段，考虑其中任一段的平衡。
作用该段梁上的力既有外力也有内力（Q、M），利用平衡条件即可求得截面上的剪力和弯矩。
2.画剪力、弯矩图的方法可以分为二种：
根据剪力、弯矩方程作图和利用q、Q、M间的微分关系作图。
无论用哪种方法，其作图步骤可以分为四步。
（1）求支座反力；
（2）分段列方程或分段利用微分关系确定曲线形状；
（3）求控制截面内力，绘Q、M图。
（4）确定
和
。
3.均布载荷不连续处，集中力（包括支座反力）和集中力偶作用处为分段处。
通常每段的两个端截面即为控制截面。
当内力图为曲线时，内力取得极值的截面亦为控制截面。
第五章弯曲应力
1.受弯构件横截面上有两种内力--弯矩和剪力。
弯矩M在横截面上产生正应力
；剪力
在横截面上产生剪应力
。
关系、物理关系和静力平衡关系。
弯矩产生的正应力是影响强度和刚度的主要因素，故对弯曲正应力进行了较严格的推导。
剪力产生的剪应力对梁的强度和刚度的影响是次要因素，故对剪应力公式没作严格推导，先假定了剪应力的分布规律，然后用平衡关系直接求出剪应力的计算公式。
3.梁进行强度计算时，主要是满足正应力的强度条件
某些特殊情况下，还要校核是否满足剪应力的强度条件
4.根据强度条件表达式，提高构件弯曲强度的主要措施是：
减小最大弯矩；提高抗弯截面系数和材料性能。
5.弯曲中心是薄壁截面梁横弯时，横截面上剪应力的合力作用点。
因此横弯作用的薄壁截面梁，发生平面弯曲的充要条件是：
横向载荷过弯曲中心和平行于形心。
2.已知横截面上的内力，求横截面上的应力属于静不定问题，必须利用变形
读书笔记四：
《简明机械设计零件手册》
机械设计手册是从事机械设计制造工作不可缺少的工具书，它实用性高，采用新的国家标准，便于读者查阅。
第一章常用的数据
主要介绍了常用的计量单位、计量单位换算及常用数据（材料弹性模量、泊松比、密度、熔点、导热率等）
第二章机械结构设计标准和规范
具体介绍了标准尺寸、棱体的角度和斜度、圆锥的锥度与锥角系列、中心孔等查阅表格
第三章机械制图
介绍了图纸的幅面和格式、图样比例、标题栏和明细栏以及图线的选用等。
图样画法采用投影法、图样的简化表示法（机械制图的视图、剖视图和断面图等画法）。
尺寸标注及常用的零件表示法。
第四章极限与配合、形状与位置公差和表面结构，
这章是我做毕设的主要参考章目，主要介绍了公差、偏差和配合的基础，以及基孔制、基轴制的选择依据和参考表格等和《互换性与技术测量》上的雷同。
读书笔记五：
《简明机械加工工艺手册》
1.机械加工工艺过程
利用机械加工方法，按预定要求直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为产品或半成品的过程，机械加工工艺过程组成的基本单元是工序。
每一工序还包含工位、工步、装夹和进给等内容。
工序：
一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为一个工序。
划分工序的主要依据是工作地点（包括设备）是否改变和工作是否连续。
装夹：
将工件在机床上或家具中定位、夹紧的过程。
工位：
一次装夹工件以后，工件与夹具（或设备的可动不分）相对刀具（或设备的固定部分）所占据的每一个位置称为工位。
采用工位加工可以减少装夹次和减少辅助时间。
工步：
在加工面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那部分工艺过程称为一个工步。
2.工艺规程
规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。
所以，工艺规程是工艺文件中的一部分，主要包括：
（1）工艺过程卡是一种以工序为单位简要说明产品或零件、部件的加工（或装配）过程的一种工艺文件。
（2）工艺卡片是按产品或零部件的某一工艺阶段编制的一种工艺文件。
（3）工序卡片是工艺规程的一种形式。
它是按零件加工的每一道工序编制的一种工艺文件。
它的内容包括：
每一工序的详细操作、操作方法和要求等。
它适用于大量生产的全部零件和成批生产的重要零件。
在单件小批生产中，一些特别重要的工序也需要编制工序卡片。
工艺规程编制的步骤：
1）分析研究产品的零件图和装配图
2）选择毛坯
3）选择定位基准
4）拟定工艺路线
5）确定加工余量、工序尺寸及公差
6）选择各工序的加工设备、刀具、夹具、量具及其辅助工具
7）确定切削余量
8）计算工时定额
9）填写工艺文件
一、工艺分析
1、工艺审核
制定工艺规程时，必须对零件的结构形状，尺寸和技术要求进行仔细审查，分析图纸规定的技术要求是否合理，能否在现有设备、技术条件下实现加工，并达到规定技术质量要求；零件的结构是否便于加工、便于装配和便于提高劳动生产率。
在不影响零件原则设计性能和作用的前提下，可以在征得设计人员同意或经过一定的实验及批准手续之后，可以对零件的结构和技术要求作部分修改，以改善加工的工艺性。
2.确定生产类型
三.毛坯的选择
1.选择毛坯的原则
1）毛坯的制造方法应与材料的制造工艺性相适应
2）毛坯的制造方法应与生产类型相适应
3）根据零件的形状和尺寸大小确定毛坯
4）根据工厂现有的生产毛坯的条件考虑
2.毛坯的种类
机械加工中常用的毛坯种类有以下几种：
（1）铸件适用于要求形状复杂的零件毛坯。
（2）锻件适用于要求强度高，形状比较简单的零件。
（3）型材热轧型材用于一般零件的毛坯。
冷拉型材尺寸较小、精度较高，使用于制造小型零件及自动机床上加工。
（4）焊接件适用于要求缩短生产周期，单件和小批量生产的大件。
焊接件必须经时效处理后方可加工。
（5）冷冲压件适用于板料零件，多用于大批量生产的中小零件。
（6）其他如工程塑料和粉末冶金材料
3.毛坯的绘制
四.基准的选择
基准是用来确定工件上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面、基准可分为：
设计基准设计图样上所采用的基准
工艺基准工艺过程中采用的基准，又分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准
定位基准加工中用作定位的基准，分为定位粗基准和定位精基。
，
工序基准在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。
测量基准测量时所采用的基准。
装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准
五、拟定工艺路线
六、加工余量的确定
七、工序尺寸和公差的确定
八、切削用量的确定
九、机床和工艺装配的确定
读书笔记六：
《Pro/E三维机械设计》
主编：
田绪东，管殿柱.Pro/E三维机械设计——机械工业出版社
本课程主要讲述Pro/E软件应用于概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟仿真、输出工程图、生成数控加工程序等许多领域。
主要掌握以下几个模块：
1、草绘模块：
包括草绘基础，草绘截面，创建约束，标注尺寸等
2、拉伸和旋转模块：
包括拉伸特征，旋转特征，编辑特征以及对生成文件的相应操作
3、基准特征模块：
包括基准特征的显示，基准面，基准轴，基准点，基准曲线等
4、点放型特征模块：
包括孔特征，筋特征，拔模特征，圆角特征，倒角特征。
5、工程图模块：
熟悉工程图基础及工程图的转换
读书笔记七：
《机械设计课程设计》
主编：
杨光席伟光李波陈晓岑—高等教育出版社
第一章：
1-2.机械设计的一般步骤：
1.设计准备
2.机械主题机构方案设计
3.机械运动分析
4.传动装置的总体设计和传动件等的设计
5.装配草图的设计与绘制
6.完成装配工作图
7.绘制零件工作图
8.编写设计计算说明书
9.设计答辩
1-3.机械设计课程设计中应注意的一些问题
1.独立思考，继承创新
2.强调实用性，经济性
3.采用“三边”设计方法
4.使用标准和规范
5.及时检查和整理计算结果
读书笔记八：
《机械设计》
主编：
濮良贵，纪名刚.机械设计——高等教育出版社
本课程主要研究机械零件的强度，摩擦、磨损及润滑等概述
第十五章轴
主要知识点：
1、轴的用途和分类：
轴是组成机器的主要零件之一。
一切作回转运动的传动零件（如齿轮、涡轮等），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。
因此轴的主要功用是支承回转零件及传动运动和动力。
按照承受的载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。
工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。
这类轴在各种机器中最为常见。
只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。
心轴又分为转动心轴和固定心轴两种。
只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴称为传动轴。
轴还可以按照轴线形状的不同，分为曲轴和直轴两大类。
2、轴设计的主要内容：
轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。
轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理的确定轴的结构形式和尺寸。
轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。
因此，轴的结构设计是轴设计中的重要内容。
轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动性等方面的计算。
多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。
这时只需对轴进行强度计算，以防止断裂及塑性变形。
而对刚度要求高的轴（如车床主轴）和受力大的细长轴，还应进行刚度计算，以防止工作的时产生过大的弹性变形。
对高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。
3、轴的材料：
轴的主要材料是碳钢和合金钢。
钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的直接用圆钢。
由于碳钢比合金钢廉价，对应力集中的铭感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常用的是45钢。
合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。
因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。
各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面处理（喷丸，滚压等），对提高轴的坑疲劳强度都有着显著的效果。
4、提高轴的强度的常用措施：
（1）合理布置轴上零件以减小轴的载荷
（2）该进轴上零件的结构以减小轴的载荷（3）改进轴的结构以减小应力集中的影响（4）改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度
读书笔记九：
《机械零件的设计》
机械零件设计的一般步骤：
（1）根据零件的使用要求，选择零件的类型和结构
（2）根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷
（3）根据零件的类型、结构和所受载荷，分析零件可能的失效形式，从而确定零件的设计准则
（4）根据零件的工作条件及对零件的特殊要求（例如高温或在腐蚀性介质中工作），选择适当的材料
（5）根据设计准则进行有关的计算，确定出零件的基本尺寸
（6）根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计
（7）细节设计完成后，必要时进行详细的校核计算，以判定结构的合理性。
（8）画出零件的工作图，并写出计算说明书
读书笔记十：
《机械工程材料》
作 者：
沈莲等编著
出版社：
高级教育出版社
本书重点讲授零（构）件和器件在不同服役条件下的失效方式及其对性能的要求，以及机械设计者和制造者必须具备的材料知识和有关的基本理论，介绍各类工程材料的成分、组织结构与冷、热加工（或合成）工艺及性能特点和应用范围，并以实例说明如何根据零（构）件或器件的不同服役条件和性能要求进行合理选材。
全书共分13章，包括机械零件（或器件）的失效分析、碳钢、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属及其合金、高分子材料、陶瓷材料、复合材料、功能材料、材料改性新技术、零件的选材及工艺路线、工程材料在典型机械和生物医学上的应用。
为帮助学生思考、复习、巩固所学知识，各章后均附有复习题。
本书引用国家最新标准，并力求做到加强基础、突出重点、注重应用和适应面广。
本书主要供机械设计制造及其自动化、能源与动力工程、核工程与核技术、材料成形及控制工程、工程装备与控制工程、建筑环境与设备工程、化工机械、飞行器制造工程、高分子材料与工程、工程力学、理论与应用力学、口腔医学、管理工程等各类专业大学本科学生使用。
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