机械工程基础（工程制图）

东南大学范思冲主编，机械基础第4版，机械工业出版社，非机械类专业笔记整理。主要内容有：第一篇:制图基础；第二篇:机械图；第四篇:常用机构；第五篇:机械传动。

机械工程基础

• 第一篇：制图基础
  • 第一章：制图的基本知识
    • 第一节：国家标准的基本要求
      • 一、图幅、比例、字体
        • 图纸幅面：A0,A1,A2,A3,A4，L=√2B
        • 标题栏：制图、校核、审核
        • 比例：图距/实距（标注的是实际尺寸）
      • 二、图线
        • 线形
          • 实线
            • 粗实线
              • 可见轮廓线
            • 细实线
              • 剖面线、尺寸线
          • 细虚线
            • 不可见轮廓线
          • 点画线
            • 细点画线
              • 轴线、对称中心线
            • 粗点画线
              • 限定范围表示线
            • 细双点画线
              • 可动零件极限位置的轮廓线、轨迹线
          • 波浪线
            • 断裂处的边界线
          • 双折线
      • 三、尺寸标注
        • 圆直径φ
        • 圆弧半径R
        • 球面Sφ，SR
        • 板状类零件厚度t
    • 第二节：绘图工具及其使用
      • 尺寸分析
        • 定形尺寸
        • 定位尺寸
        • 尺寸基准
    • 第三节：几何作图
  • 第二章：制图原理
    • 第一节：投影原理
      • 正投影基本特性
        • 平行性
        • 从属性
        • 定比性
        • 实形性
        • 积聚性
        • 类似性
      • 直线的投影特性
        • 平行于一个投影面 （一倾斜两平行）
          • 水平线
          • 正平线
          • 侧平线
        • 垂直于一个投影面 （一点两线）
          • 铅垂线
          • 正垂线
          • 侧垂线
    • 第二节：三视图的形成
      • 三面投影体系
        • xoz：正立投影面，V面
        • xoy：水平投影面，H面
        • yoz：侧立投影面，W面
    • 第三节：点、线、面的投影
      • 点线面
      • 基本体
      • 组合体
  • 第三章：机件常用的表达方法
    • 第一节：视图
      • 基本视图
      • 向视图
        • 上方标注“A”,"B"
      • 斜视图
      • 局部视图
        • 断裂边界用波浪线
    • 第二节：剖视图
      • 分类
        • 单一剖
          • 全剖视图
          • 半剖视图
            • 对称，分界线用细点画线
          • 局部剖视图
            • 分界线用波浪线
        • 阶梯剖
          • 几个平行的剖切平面
        • 旋转剖
          • 几个相交的剖切平面
          • 斜臂按照没有旋转时的实际位置的真实投影画出
        • 复合剖
    • 第三节：断面图
      • 移出断面
        • 移出视图的断面，标注箭头
        • 放大：4:1
        • 上方标注“A-A"，"B-B"
      • 重合断面
        • 画在视图之内的断面
    • 第四节：图样的简化画法
      • 1. 直接标注直径半径等尺寸，避免不必要的视图和剖视图
      • 2. 避免使用虚线
      • 3. 减少相同结构要素的重复绘制（标注x个）
      • 4. 局部放大时，可简化原视图被放大的部分
      • 5. 简化相贯线：圆弧代替/直线代替/模糊画法
      • 6. 两条相交的细实线表示平面
      • 7. 多个均匀孔用点表示中心位置，EQS:均匀分布
      • 8. 对称符号
      • 9. 折断后缩短绘制，标注实际长度尺寸
    • 第五节：局部放大图
    • 第六节：机件表达方法小结和综合应用
• 第二篇：机械图
  • 第四章：标准件和常用件
    • 第一节：螺纹
      • 一、螺纹概念
        • 沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起
      • 二、螺纹的五个基本要素
        • 牙型
        • 直径
          • 大/小径、顶/底径、中径、公称直径
        • 线数n
        • 螺距P与导程Ph
          • Ph=nP
        • 旋向
          • 右旋螺纹（顺时针旋入）
          • 左旋螺纹（逆时针旋入）
      • 三、螺纹的分类
        • 联接螺纹
          • 普通螺纹M
            • 粗牙普通螺纹
            • 细牙普通螺纹
          • 管螺纹
            • 55°非密封管螺纹
              • 圆柱内螺纹与圆柱外螺纹旋合
            • 55°密封管螺纹
              • 圆锥内螺纹与圆锥外螺纹旋合
              • 圆柱内螺纹与圆锥外螺纹旋合
        • 传动螺纹
          • 梯形螺纹
          • 锯齿形螺纹
          • 矩形螺纹
      • 四、螺纹的画法
        • 外螺纹
          • 顶径用粗实线
          • 底径用细实线，画出倒角或倒圆，端视图小径圆仅画3/4，倒角投影圆省略
          • 螺纹终止线用粗实线，剖视图中仅画出一小段
          • 剖面线画到粗实线处
          • 螺尾30°细实线
        • 内螺纹
          • 与上同
          • 盲螺孔：钻孔深度、螺纹部分深度分别画出
          • 按不剖画出：都用虚线
        • 内外螺纹联接
          • 联接部分用外螺纹的画法
          • 左视图：内螺纹近则用内螺纹画法
      • 五、螺纹的标记
        • 普通螺纹标记
          • M16×Ph3P1.5-5g 6g-S-LH
          • 中径5g顶径6g
          • 中/顶径公差带：小写外螺纹，大写内螺纹
          • S短旋合长度，L长旋合，N中等旋合
          • 单线不注PhP、公差带相等注一个、6g6H不注，N不注、RH不注
          • 粗牙不标注螺距
        • 55°非密封管螺纹
          • G2/G2A-LH
          • 内/外
          • 2：尺寸代号，由大径引出的指引线上
          • A/B：公差带代号，内螺纹仅一种，不注
        • 梯形螺纹
      • 六、螺纹的加工方法、工艺结构
        • 倒角
        • 螺尾
        • 退刀槽
    • 第二节：螺纹紧固件
      • 画法
        • 查表画法：完全按照表上实际尺寸
        • 比例画法：根据公称直径按比例计算
      • 种类
        • d=M12
          • 六角头螺栓
          • 双头螺柱
        • d=M5
          • 开槽盘头螺钉
          • 开槽沉头螺钉
          • 开槽锥端紧定螺钉
        • D=M8
          • 1型六角螺母
        • 8mm
          • 垫圈
        • 16mm
          • 弹簧垫圈
    • 第三节：螺纹紧固件的联接形式及其画法
      • 规定
        • 接触画一条线，不接触两条
        • 相互邻接的两零件剖面线，不同方向或不同间隔
        • 剖切平面通过螺纹紧固件的轴线时，按不剖绘制
      • 一、螺栓联接
        • 螺栓公称长度≥两被联接件厚度+垫圈厚度+螺母厚度+a
        • a：螺栓头部超出螺母的长度，a=(0.2~0.3)d
      • 二、螺柱联接
        • 简化画法：省略倒角等
      • 三、螺钉联接
        • 联接螺钉
          • 公称长度≥带通孔零件的厚度+螺钉的旋入深度
          • 螺纹终止线一定在接触面上方
          • 一字槽
            • 剖视图上按垂直于投影面的位置
            • 端视图上按倾斜45°
        • 紧定螺钉
          • 多用于轮子与轴之间的固定
    • 第四节：键联接
      • 普通平键
        • 圆头
        • 平头
        • 单圆头
      • 轴和键均按不剖绘制，为了表示键在轴上的装配情况，轴采用局部剖视
      • 标记：GB/T 1096 键B16×10×100（宽、高、长）
      • 公称尺寸：键宽b×键高h
    • 第五节：销联接
      • 分类
        • 圆柱销
        • 圆锥销
      • 用途
        • 联接销（轻载）
        • 定位销（成对使用，对角处增加定位正确性）
        • 安全销（过载剪断元件）
  • 第五章：零件图
    • 第一节：零件图的作用和内容
      • 内容
        • 1. 一组视图
        • 2. 尺寸
        • 3. 技术要求
          • 尺寸公差
          • 几何公差
          • 表面粗糙度
          • 等
        • 4. 标题栏
          • 名称
          • 数量
          • 材料
          • 等
    • 第二节：零件上的工艺结构
      • 一、铸造工艺结构
        • 1. 铸造圆角
          • 防止损坏型腔、型砂
          • 相交两表面其一需要加工时，画成尖角
        • 2. 起模斜度
          • 沿铸件内、外壁的起模方向
          • 因较小，故可不画，斜度尺寸不标
        • 3. 铸件壁厚
          • 尽量均匀一致
          • 过渡缓慢，避免缩孔
          • 不小于最小壁厚
        • 4. 过渡线
          • 细实线画出交线
          • 交点不画出，留空隙
          • 等径相贯时，端部有空隙
      • 二、机械加工工艺结构
        • 1. 减少加工面的工艺结构
          • 平面结构
          • 凸台和凹坑结构
            • 凹坑（沉孔）
            • 凹坑（锪平）
        • 2. 退刀槽和砂轮越程槽
          • 槽宽×槽深
        • 3. 孔加工工艺结构
          • 防止单边切削和单边受力导致钻头轴线偏斜
          • 孔的端面为平面且垂直于孔的轴线
        • 4. 零件上的工艺孔结构
          • 便于加工螺孔
    • 第三节：零件图的视图表达方案
      • 一、零件分析
        • 分析主要形体、次要形体
          • 功能分析
          • 结构形状分析
          • 工艺结构分析
          • 加工方法分析
      • 二、主视图的选择
        • 主视图的投射方向
          • 表达主要形体的形状特征
        • 确定零件的安放位置
          • 加工位置原则，便于加工和测量（轴、盘类）
          • 工作位置原则，便于分析作用（支架，壳体类）
      • 三、选择其他视图
    • 第四节：零件图的尺寸标注
      • 正确完整清晰
      • 合理
        • 设计要求，保证质量和使用性能
        • 工艺要求，便于加工测量装配
      • 一、尺寸基准
        • 设计基准，如零件图
          • 一般用零件的对称平面、安装底面、重要端面、内外回转表面的轴线等作为尺寸基准
        • 工艺基准，如定位基准、测量基准、装配基准等
          • 轴套两侧为工艺基准，因为要从两侧分别加工
      • 二、尺寸链
      • 三、零件图的尺寸标注
        • 正确选择尺寸基准
        • 标注尺寸
    • 第五节：零件图的技术要求
      • 一、极限与配合
        • 偏差和公差
          • 极限偏差
            • 上极限偏差：上极限尺寸-实际尺寸，孔ES，轴es
            • 下极限偏差：孔EI，轴ei
          • 公差
            • 上极限尺寸-下极限尺寸，或上极限偏差-下极限偏差，一定为正
        • 公差带图解
        • 标准公差与基本偏差
          • 标准公差（区间）：IT01,IT0,IT1~IT18，精度依次降低，公差依次增大
          • 基本偏差（下/上极限偏差，定值）：靠近零线的偏差，孔A~ZC，轴a~zc
        • 配合
          • 配合的种类
            • 间隙配合：孔>轴
            • 过盈配合：孔<轴
            • 过渡配合：可能具有间隙或过盈
          • 极限制与配合制
            • 基孔制配合
              • 基本偏差一定的孔公差带，下极限偏差为0，上极限偏差为正
            • 基轴制配合
              • 基本偏差一定的轴公差带，上极限偏差为0，下极限偏差为负
        • 配合代号
          • • 大部分情况为基孔制
            • 如何看配合：小写a~h为间隙配合，小写j~n为过渡配合；p~zc为过盈配合
      • 二、几何公差
        • 1. 形状公差
        • 2. 方向公差
        • 3. 位置公差
        • 4. 形状、方向、位置公差
        • 5. 跳动公差
      • 三、表面结构表示法
        • 表面粗糙度的符号
          • 未指定
          • 去除材料
          • 不去除材料
          • 全周图形
        • 表面粗糙度代号
          • 默认16%规则：Ra3.2
          • 最大值规则：Ramax3.2
        • 表面粗糙度的标注
          • 其余的面加括号
    • 第六节：画零件图、读零件图
  • 第六章：装配图 （至少一个大题）
    • 第一节：装配图的作用和内容
      • 作用
        • 设计、制造、使用、维修以及技术交流的重要文件
      • 内容
        • 一组视图
        • 尺寸
          • 仅有必要的尺寸
        • 技术要求
        • 标题栏、零件序号、明细栏
    • 第二节：装配图的表达方法
      • 1.接触面、配合面、非配合面画法
        • 一条轮廓线：相邻两零件的接触表面/公称尺寸相同的配合表面
        • 两条轮廓线：公称尺寸不同的非配合面
      • 2.剖面线画法
      • 3.不剖处理画法
      • 4.拆卸画法
      • 5.假想画法
      • 6.夸大画法
      • 7.单个零件画法
      • 8.其他简化画法
    • 第三节：装配图的视图选择
    • 第四节：装配图的尺寸和技术要求
      • 1. 规格尺寸
        • 用以表明机器或部件的性能或规格的尺寸
      • 2. 外形尺寸（总体尺寸/轮廓尺寸）
        • 总长
        • 总宽
        • 总高
      • 3. 装配尺寸
        • 1. 配合尺寸，如φ28H8/k7
        • 2. 连接尺寸（紧固件），如螺钉M6×18
      • 4. 安装尺寸
        • 安装到其他部件或基座上的相关尺寸（对外关联）
      • 5. 其他重要尺寸
        • 如装配时必须保证的的相关零件间的距离、间隙等
    • 第五节：装配图的零（部）件序号和明细栏
    • 第六节：画装配图
    • 第七节：读装配图
• 第四篇：常用机构
  • 第十章：连杆机构
    • 第一节：平面四杆机构的基本形式及其应用
      • 运动副：两个构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接
        • 低副：以面接触（连杆与活塞）
        • 高副：以点/线接触（齿轮）
      • 一、铰链四杆机构
        • 组成
          • 机架
          • 连杆
          • 连架杆
            • 摇杆
            • 曲柄
        • 分类
          • 1.曲柄摇杆机构
          • 2.双曲柄机构
          • 3.双摇杆机构
      • 二、曲柄滑块机构
        • 偏置式
        • 对心式
    • 第二节：平面四杆机构的基本性质
      • 一、曲柄存在的条件
        • 条件
          • 1.杆长之和条件：Lmax+Lmin≤L1+L2
          • 2.最短杆条件：连架杆与机架中必有一杆为最短
        • 分类
          • 1.曲柄摇杆机构：与最短杆相邻的杆为机架
          • 2.双曲柄机构：最短杆为机架
          • 3.双摇杆机构：最短杆对面的杆为机架
      • 二、曲柄连杆机构的急回特性、行程速度变化系数
        • 摇杆的摆角ψ
        • 极位夹角θ
        • 行程速度变化系数K
          • θ越大，K越大，急回特性越显著
      • 三、压力角、传动角
        • 压力角α越小，有效分力越大，传力性能越好
        • 传动角γ为α的余角，为连杆和连架杆的夹角，度量方便
        • 要求最大压力角≤50°
        • 曲柄摇杆机构中，曲柄与机架共线时必有一个为最小传动角
      • 四、死点位置
        • α=90°，γ=0°
        • 克服死点
          • 增大从动件的质量，利用惯性度过死点
          • 在动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性
          • 采用相同的机构错位排列
        • 利用死点：飞机起落架
    • 第三节：连杆机构的运动设计
      • 一、按给定连杆的三/两个位置设计（给定B1C1,B2C2)
        • 作中垂线得点A、D
      • 二、按给定的K设计（给定CD长度，ψ，K）
        • 1.由K求θ
        • 2.作摇杆极限位置C1D、C2D
        • 3.作直角C1C2P，以θ为圆周角作圆
        • 4.圆上任取一点A，由AC1、AC2得AB、BC
  • 第十一章：凸轮机构
    • 第一节：凸轮机构的分类、特点和应用
      • 一、按凸轮形状
        • 盘形凸轮
        • 移动凸轮
        • 圆柱凸轮
      • 二、按从动件的结构形式
        • 尖顶从动件：任意运动规律；尖顶易磨损
          • 低速、轻载
        • 滚子从动件：磨损小，承载能力大；运动规律有一定限制
          • 不适于高速
        • 平底从动件：结构紧凑，润滑性能和动力性能好，效率高；运动规律受到较大限制
          • 高速
        • 曲面从动件：介于滚子、平底之间
      • 三、按从动件的运动形式
        • 移动从动件
        • 摆动从动件
      • 四、按移动从动件的导路与凸轮转轴的相对位置
        • 对心式凸轮机构
        • 偏置式凸轮机构
      • 五、按保持接触方法
        • 力封闭：重力、弹簧力
        • 几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回
    • 第二节：从动件的常用运动规律
      • 一、等速运动规律
        • 刚性冲击
      • 二、等加/减速运动规律（抛物线）
        • 柔性冲击
      • 三、简谐运动规律（余弦加速度）
        • 柔性冲击（停转升、升转停）、无冲击（连续升降）
      • 四、摆线运动规律（正弦加速度）
        • 无冲击
    • 第三节：盘形凸轮轮廓曲线的设计
      • 一、对心尖顶直动从动件
      • 二、对心滚子直动从动件
      • 三、偏置尖顶直动从动件
• 第五篇：机械传动
  • 第十二章：带传动
    • 第一节：带传动的分类、特点和应用
      • 一、带传动的分类
        • 工作原理
          • 摩擦带传动
          • 啮合带传动
            • 如：同步带传动
        • 横截面形状
          • 平带传动
          • V带传动
          • 圆带传动
      • 二、摩擦带传动的特点及应用
        • 特点（优点）
          • 1. 传动平稳，噪声小
          • 2. 传动过载时能自动打滑
          • 3. 结构简单
          • 4. 可用于中心距较大的传动（远距离传动）
        • V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力（约为平带传动3倍）
    • 第二节：V带传动的几何参数和几何关系
      • 1. V带的节宽bp、高度h、相对高度和楔角α
        • 相对高度=h/bp
        • 普通V带h/bp≈0.7，α=40°
      • 2. V带轮的基准宽度bd和基准直径dd
        • 小带轮dd1，大带轮dd2
      • 3. V带的基准长度Ld
        • 规定的张紧力下，位于测量带轮基准直径上的周线长度
      • 4. 中心距a
      • 5. 包角α
        • 小带轮α1，大带轮α2
    • 第三节：V带和V带轮的结构、尺寸和标记
      • 一、V带的结构、尺寸和标记
        • （一）V带的结构
          • 包边V带
          • 切边V带
        • （二）V带的尺寸
          • 截面尺寸
            • 截面积、承载能力小到大：YZABCDE
          • 基准长度
        • （三）V带的规定标记
          • 截型+基准长度+标准号
          • A1430 GB/T1171-2006
      • 二、V带轮的结构和尺寸
        • V带轮的技术要求
          • 1. 材料及质量
            • 一般要求：铸铁HT150,HT200
            • 较高要求：钢或合适的合金
          • 2. 表面粗糙度
          • 3. V带轮轮槽的棱边应倒角或倒圆
          • 4. V带轮的几何公差
            • 圆跳动
          • 5. 带轮轴孔直径d公差带为H7或H8，轮毂长度L的公差带为H14
          • 6. 带轮的平衡要求
            • 目的：减少旋转时因不平衡力引起的离心惯性力
            • 方式
              • 实际转速≤极限转速，只需静平衡
              • 实际转速≥极限转速，同时动平衡
  • 第十三章：齿轮传动 （设计计算大题）
    • 第一节：齿轮传动的特点和分类
      • 一、齿轮传动的特点
        • 1. 空间任意两轴间传递
        • 2. 传动准确，保证恒定的瞬时传动比
        • 3. 圆周速度、功率的范围广（300m/s,1×105kW）
        • 4. 传动效率高
        • 5. 寿命长
        • 6. 结构紧凑，适合近距离传动
        • 7. 缺点：制造和安装精度要求高，成本高
      • 二、齿轮传动的分类
        • 圆柱齿轮（两轴线平行）
          • 外啮合
            • 直齿
            • 斜齿
            • 人字齿
          • 内啮合
          • 齿轮与齿条啮合
        • 锥齿轮（两轴线相交）
        • 螺杆蜗轮及螺旋齿轮（两轴线交叉）
    • 第二节：渐开线的形成及其性质
      • 渐开线，基圆，发生线
      • 性质
        • 发生线与基圆的切点N是渐开线在点K的曲率中心
        • 线段NK为曲率半径
        • 基圆趋于无穷大时，渐开线成为一条斜直线
        • 点K离基圆越远，向径rk越大，压力角αk也越大
    • 第三节：渐开线齿廓啮合的几个重要性质
      • 传动比i与基圆半径/节圆半径成反比
      • 四线合一
        • 两基圆的内公切线
        • 啮合线（啮合点K的轨迹线）
        • 两轮齿廓啮合点K的公法线
        • 力的作用线
      • 渐开线齿轮的优点
        • 一对齿轮的传动相当于两节圆（柱）相切做纯滚动
        • 法向压力的大小和方向始终保持不变
        • 中心距可分性：实际中心距有变动时，其传动比仍将保持不变
    • 第四节：渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸
      • 一、各部分名称及代号
        • 1. 齿顶圆da
          • da=(z+2ha*)m
        • 2. 齿根圆df
        • 3. 分度圆d
          • 具有标准模数和压力角
          • 标准齿：齿厚s=槽宽e
        • 4. 基圆db
        • 5. 齿顶高ha
        • 6. 齿根高hf
        • 7. 全齿高h
        • 8. 齿距p=s+e
        • 9. 齿宽b
      • 二、直齿圆柱齿轮的基本参数
        • 1. 齿数z
          • 转速n为齿数的反比
        • 2. 模数m=p/π=d/z
        • 3. 压力角α
          • 标准压力角为20°
          • db=dcosα
        • 4. 齿顶高系数ha*
          • ha=ha*m
          • 正常齿1，短齿0.8
        • 5. 顶隙系数c*
          • hf=(ha*+c*)m
          • 顶隙c=c*m
          • 正常齿0.25，短齿0.3
        • 6. 中心距a=m*(z1+z2)/2
    • 第五节：渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
      • 正确啮合条件：模数压力角相等
      • 连续传动条件：重合度=从动/主动，≥1时连续传动
    • 第七节：斜齿圆柱齿轮转动
    • 第八节：圆柱齿轮的规定画法
    • 第九节：圆柱齿轮的结构设计