《机械系统设计》课程总结系统的概念：具有特定功能的，相互间具有有机联系的许多要素构成的整体。

四个特征：整体性；相关性；目的性；环境适应性。

组成框图：边界按机床数量划分：单机床加工系统、多机床加工系统分类按通用化程度分：通用机床加工系统、专用机床加工系统、组合机床加工系统、混合型机床加工系统按自动化程度分：普通机床加工系统、数控机床加工系统、自动生产线系统、柔性生产系统、集成制造系统现代机械的功能要求：运动要求；动力要求；体积和重量要求；可靠性和寿命要求；环保要求；安全性要求；经济性要求；产品造型要求；其它要求机械系统设计的任务：①合理确定系统功能；②提高可靠性；③提高经济性设计过程：计划→外部设计→内部设计→制造和销售。

特点：传统：只注意内部系统的设计，忽略整体质量，不注重市场销售环节。

现代：注重内部设计与外部设计相结合，使设计尽可能周密、合理、少走弯路。

系统分解方法：平面分解、分级分解、组合分解。

系统分析步骤：分析确定系统的目标、要求→制订模型→系统最优化→系统评价。

机械系统方案设计的大体步骤：设计任务抽象化→确定工艺原理→确定技术过程→引进技术系统并确定系统边界→确定功能结构→确定设计方案。

总体布置设计基本要求：①保证工艺过程连续、流畅；②降低质心高度，尽量对称布置；③保证精度、刚度及抗振性等；④充分考虑产品的标准化、规格化、系列化和发展要求；⑤结构紧凑，层次分明；⑥操作、维修、调整方便；⑦外执行系统布置应注意的问题：①减少构件和运动副数目，缩小构件尺寸；②原动件尽量接近执行机构；③考虑与中间联接件的装卡、传递，注意安全。

传动系统布置应注意的问题：①简化传动链；②合理安排传动机构顺序（转变运动形式的机构→低速端；带传动→高速端，吸振；链传动→低速端）；③注意传动系统的润滑和密封。

操纵件布置应注意的问题：①操纵件的运动方向与被驱动件的运动方向一致；②操纵件应尽量布置在操作人员近旁，操作人员处于工序集中，操纵频繁，易出现故障和便于观察的部位；③仪器、仪表应便于操作人员观察和维护。

工作载荷的类型：①按零件发生变形不同：拉（压）载荷、弯曲载荷、扭转载荷。

②按载荷是否随时间变化：静载荷、动载荷（可简化为静载荷的动载荷：周期载荷、冲击载荷、随机载荷）。

工作载荷确定方法：1、类比法：①几何尺寸类比法；②动力类比法。

2、计算法（运用各种力学原理、经验公式或图表等计算确定载荷）。

3、实测法（常用电阻应变式传感器；测量原理：惠斯通电桥εK RR =∆；电阻应变仪分类：静态；静动态；动态；超动态；遥测。

记录和分析仪器：光线振子示波器；函数记录仪；磁带记录仪）。

载荷类型：反映载荷数值随时间变化的特性；工作机械工作制：反映负载持续情况。

电动机按电源不同可分为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧→⎩⎨⎧→励、并励、串励、复励按励磁方式，分为：他直流电动机异步电动机同步电动机是否相同按电机转速与磁场转速交流电动机 三相异步电动机分类：①按转子结构型式：笼型电动机；绕线型电动机 ②按外壳结构形式：开启式；防护式；封闭式；防爆式。

③按安装型式：立式；卧式。

三相异步电动机的机械特性：动力机的输出转矩与转速间的关系。

固有特性（M ¡—n ）：当定子电压和频率均为额定值，定子绕组按规定方式接线，定子和转子电路中不外接电阻或阻抗的机械特性。

内燃机：燃料在气缸内部燃烧，直接将产生的气体所含的热能转换为机械能的机器。

分类：①按燃料种类：柴油机、汽油机、煤气机和氢气机。

②按一个工作循环冲程数：四冲程、二冲程等。

③按点火方式：压燃式、点燃式。

④按冷却方式：水冷式、风冷式。

⑤按进气方式：自然吸气式、增压式。

⑥按气缸数目：单缸、多缸。

⑦按额定转速：高速，中速，低速。

⑧按用途：农用、汽车用、工程用、结构：①机体与曲柄连杆机构；②配气机构与进排气系；③燃料供给系统；④润滑系统；⑤冷却系统；⑥起动装置；⑦点火系统；⑧增压系统；⑨安全保护装置。

每工作循环四个冲程：进气、压缩、燃烧、排气。

主要性能参数：①有效功率9549/)(n M P e e =。

②平均有效压力)/()30(h e e niV P p τ=。

③标定功率eb P 。

④升功率)/(h e L iV P P =。

⑤有效燃油消耗率e f e P m g /)10(3⨯=。

⑥机械效率 m η=有效功率/指示功率。

机械特性: ①负荷特性：转速不变时，性能参数（r e f t g m ,,）随),(e e e M p P 或的变化规律。

②速度特性：转速n 与参数r e f e e t g m M P ,,,,间的关系（n M e -：抛物线，有最高点；n g e -：抛物线，有最低点）。

③万有特性:柴油机各主要参数间的综合特性，以n 为横坐标，e p 为纵坐标，作出的若干条等e e P g ,的曲线组表示。

内燃机的选择:须了解内燃机的运行工况和特性，使其能很好地与被驱动工作机的负载特性相适应。

运行工况：固定式工况、螺旋浆工况及车用工况。

液压马达的种类:⎩⎨⎧><高速小扭矩液压马达高速：达低，低速大扭矩液压马排量大，体积大，转速低速：,500,500rpm n rpm n 主要性能参数: ①转速n 。

②压力p ：单位体积油液所具有的能量。

③体积流量V q ：单位时间内输入液压马达的油液体积；排量q ：无漏失情况下液压马达每一转输入油液体积。

④转矩πη2m pq M =。

⑤总效率V m ηηη=。

⑥功率60ηV pq P =。

气动马达：以压缩空气为动力输出扭矩，驱动执行机构作旋转运动的动力装置。

种类：⎩⎨⎧→→少用透平式常用式容积式：叶片式、活塞按工作原理 动力机的选择：①工作机的负载特性和要求。

②动力机的机械特性。

③进行经济性比较。

④考虑空气污染和噪声污染等。

各动力机的优缺点：①电动机：优：连接简，种类多，控制简单，可远控。

缺：使用受电限制。

②液压马达：优：机械力、转矩大，功率/重量比大，运动件惯性小，快速响应灵敏度高。

缺：需高压油供给系统，液压元件加工、装配要求高，易漏油，影响工作效率和精度。

③气动马达：优：介质易获、无污染。

维护简单，成本低。

缺：稳定性差，噪音大，输出扭矩小。

④内燃机：优：自持能力高，功率范围宽。

缺：噪音大，结构复杂，对零部件的加工精度要求高，不能带负载启动。

传动系统分类：按传动比变化：①固定传动比；②可调传动比。

按驱动形式：①独立驱动；②集中驱动；③联合驱动。

组成：变速装置、起停和换向装置、制动装置、安全保护装置。

变速装置：①变换齿轮变速机构；②滑移齿轮变速机构；③离合器变速机构；④啮合器变速机构起停换向装置：①齿轮—摩擦离合器换向机构；②齿轮换向机构。

⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧水涡流式磁涡流式磁粉式非摩擦式带式、盘式内张蹄式外抱块式摩擦式制动装置 安全保护装置：剪断销结构、钢珠安全离合器、摩擦式安全离合器有级变速传动系统（两轴）：①塔轮；②滑移齿轮（链轮）；③折回机构；④背轮机构；⑤离合器。

多轴设计：遵循基本组在前，扩大组在后的原则。

无级变速传动功用：①转速在工作中连续变化；②探求机械的最佳工作状态；③带负载起动的机械要求在低速下起动；④需协调系统中执行构件间的运转速度。

类型: ①电力无级变速(直流、交流)；②流体无级变速（液力、液压）；③机械无级变速（利用摩擦传动机构）。

操纵系统设计的要求：①轻便省力；②行程适当；③操纵件定位可靠；④反馈准确迅速；⑤具有可调性；⑥方便和舒适；⑦安全可靠。

操纵系统的组成：操纵件、执行件、传动件。

分类：①按操纵力的来源：人力操纵系统、助力操纵系统、液压操纵系统、气压操纵系统。

②按传动方式：机械式、混合式（机械与液压或气压结合）。

③按人体器官：手操作系统、脚操作系统。

操纵系统的安全保护装置：①自锁机构：以预压力把操纵件、执行件或中间的某传动件固定在规定的位置。

②互锁机构：旋转运动间互锁、直线运动间互锁。

操纵环境：操作者进行操作时的工作环境。

操纵环境的不安全因素：机械系统的干扰；自然环境干扰；操作者的不安全因素。

安全保护：①在机械系统中加装保护装置；②提高操作者作业环境的舒适度；③设置指示和警报装置。

机械系统噪声的形成：金属机件间的撞击力；周期性的交变力；不均匀随机力。

分类：①按噪声起源：机械性；流体动力性；电磁性。

②按噪声强度随时间的变化：稳态；非稳态；脉冲。

噪声衡量指标：客观评价量：①声压级；②声功率级0lg 10W W L W = ③声强级0lg 10I I L I =（I —声强；0I —基准声强）。

主观评价量：①响度与响度级；②A 声级：用声级计的A 计权网络的测量示值；③噪声评价数b a L NR p -=。

机械噪声的三种传播途径：直接传播；反射传播；间接传播。

噪音控制的途径：①声源控制；②噪声传播途径控制；③噪声接受点控制。

噪声源控制：降低激振力；提高抗振性。

传播途径控制：消声器；隔声罩；隔声屏。

接收处控制：使用耳塞、护耳套、护耳头盔、隔声等。

吸声材料：能将入射声能吸收掉一部分的材料。

材料对噪声的吸收效果常用吸收因数表示。

吸收因数：被吸收的声功率与入射声功率之比。

隔声材料：具有良好的声反射性能，较差的声吸收性能。

消声器：抗性：扩张型；共振型；声干涉型。

阻性：直管型；片型；蜂窝型；声流型；迷宫型单层隔声罩实际隔声量aV R R αlg 100+=机械噪声测量系统：①声级计。

②声强计。

③传声器：将声信号转换为相应电信号。

噪声测量：①对产品进行检验性测量；②研究性的测量。

方法：A 声级测量；声功率测量。

修正：本底噪声的修正；测试房间特性的修正。

噪声源识别方法：分部开动法；时域分析法；频域分析法；近场声强法；表面振动速度测量法。

地基：机械工作时受机械载荷影响的地层。

基础：机械向地基传递载荷的中间结构体。

基础的结构型式：大块式、墙式、框架式。

基本要求：强度要求；刚度要求；振动要求；经济性要求。

材料：混凝土或钢筋混凝土。

0lg 20p p L p =静力学计算：目的：保证地基有足够的承载能力，防止基础偏沉和保证基础的强度。

中心受压时：天然地基：f Ag m p f to α≤= 桩基：P f Pto f n g m F α≤= 偏心受压时，除满足上式外，还应计算最大静压力及最大静载荷 天然地基：f I Ms A g m p f to α2.1max max ≤+=桩基：P f iP to f s Ms n g m F α2.12max max ≤+=∑ 刚度系数：地基产生单位弹性位移所施加的压强。

刚度：地基产生单位弹性位移（转角）所需施加的力（力矩）。

阻尼比：基组振动系统的阻尼系数与临界阻尼系数之比。

学习心得：机械系统设计这门课程详细而全面的介绍了机械系统的有关知识，由宏观到具体，步步深入。