机械设计基础知识点总结

1、方向所夹的锐角a。 传动pn角：压力角的余角Y，死点：- P.D动件上施加3、简谐运动规律：S2动，这种位置我们称为死点Y=0。解决办法:hS21 v 2速运t律：h 2h(h 2 ( tt4 h 1t4h 12 tt 1）性冲击：加速度有限值的突变（适用于中1)2a2V21COS( 1)22h2 t12 cosj 1)2 tt绪论：机械：机器与机构的总称。 机器：机 器是执行机械运动的装置，用来变换或传递 能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有 一个构件为机架的用构件能够相对运动的连 接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若

2、干个零 件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是 单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚 性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用 零件，2、专用零件。一：自由度：构件所具有的独立运动的数目 称为构件的自由度。约束：对构件独立运动 所施加的限制称为约束。运动副：使两构件 直接接触并能产生一定相对运动的可动联 接。高副：两构件通过点或线接触组成的运 动副称为高副。 低副：两构件通过面接触而 构成的运动副。根据两构件间的相对运动形 式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构 的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m

3、个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制 作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度 时，虚约束应除去不计。局部自由度：与输岀件运动无关的自由度，计算机构自由度时 可删除。二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动 副和移动副）联接而成的平面机构，用以实 现运动的传递、变换和传送动力。优点：（1）面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻， 寿命长，传力大。（2）低副易于加工，可获得 较高精度，成本低。（3）杆可较长，可用作实 现远距离的操纵控制。（4）可利用连杆实现较 复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：（1）低副中存在间隙，精度低。（2）不容易实现精确复 杂的运动规

4、律。 铰链四杆机构： 具有转换运 动功能而构件数目最少的平面连杆机构。 整 转副：存在条件： 最短杆与最长杆长度之和 小于或等于其余两杆长度之和。 构成：整转 副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：（1 ） 如果：Imin+lmax w其它两杆长度之和，曲柄 为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻 构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。 双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。（2）如 果：Imin+lmax 其它两杆长度之和； 不满足 曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架， 都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢， 而回

5、程运动速度要快，机构的这种性质就是 所谓的机构的“急回运动”特性。压力角：作用于C点的力P与C点绝对速度无论我们一"多大的力都不能使机构运（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2 ）利用多组机构来消除运 动不确定现象。即连杆BC与摇杆CD所夹锐 角。三：凸轮：一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件：被凸轮直接推动的构件。 机架：固 定不动的构件（导路）。凸轮类型：（1）盘形回转 凸轮移动凸轮（3）圆柱回转凸轮从动件类 型：（1）尖顶从动件（2）滚子从动件（3）平底从动 件（1）直动从动件（2）摆动从动件1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用 rmin表示。2推程：从动

6、件远离中心位置的过程。推程运动角S t; 3远休止：从动件在远 离中心位置停留不动。 远休止角S s； 4回程： 从动件由远离中心位置向中心位置运动的过 程。回程运动角S h; 5近休止：从动件靠近中 心位置停留不动。近休止角S s' 6行程：从 动件在推程或回程中移动的距离，用h表示。7从动件位移线图： 从动件位移S2与凸 轮转角S 1之间的关系曲线称为从动件位移,线图。1.等h1 a 20t动规1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点 有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量 不大，以及要求匀速的情况。2、22 h 2 4h 1 a 4h 1S2 2 1 V22 1 a22等加速等减

7、速运动规律： 推程等加速段运动方程： 推程等减速段运动方程： 柔S2速场合）h 1 .,v2sin（2 tt柔性冲击四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时 会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把 齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如 图这种现象称为根切。根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线 超过了极限啮合点 Nha m .mz sin.sin22h；不根切的最少齿数为:zmin2sin不根切的条件可以表示为:PB1 PN1标准齿轮：指m a、ha*、c*均取标准值， 具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e的齿轮。成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铳刀直接切出齿形。

8、加工：（a）盘形铣刀加工齿轮。（b）指状铣刀加工齿轮。缺点: 加工精度低；加工不连续，生产率低；加工 成本高。优点：可以用普通铣床加工。范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互 为包络线的原理来加工。加工：（a）齿轮插刀： 是一个齿廓为刀刃的外齿轮。（b）齿条插刀（梳齿刀）：是一个齿廓为刀刃的齿条。原理 与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为 齿条与齿轮的啮合运动。（c）滚刀切齿：原理与用齿条插刀加工基本相同，滚刀转动时，刀 刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和 切削运动。九：失效：机械零件由于某种原因不能正常 工作时，称为失效。 类型：（1）断裂。在机

9、 械载荷或应力作用下（有时还兼有各种热、腐 蚀等因素作用），使物体分成几个部分的现 象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用 零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 件本身发生的变形。弹性变形、塑性变形（3）零件的表面破坏。腐蚀、磨损、接触疲劳（点 蚀）。（4）破化正常工作条件而引起的失效。 强度：零件的应力不超过允许的限度1、名义载荷：在理想的平稳工作条件下作用在零 件上的载荷。2、载荷系数K:综合考虑零件 在实际工作中承受的各种附加载荷所引入的 系数。3、计算载荷：载荷系数与名义载荷的 乘积。4、名义应力与计算应力：按照名义载 荷用力学公式求得的应力称

10、为名义应力；按 照计算载荷求得的应力称为计算应力。5、强度条件： b ; b计算正应力，b 零件材料的许用正应力：tW t ; t 计算切应力，t零件材料的许用切应 力 刚度：在载荷作用下，零件产生的弹性变形 量，小于或等于机器工作性能所允许的极限 值。设计要求：具有预定功能的要求、具有 经济性要求采用先进设计理论和方法，运用 先进工具。合理选用零件材料、降低材料费 用。设计中，尽量使重量系数下降。用最少 零件组成部件或机械，尽量采用价廉的标准 件。提高机器效率，降低能耗。尽量降低包 装、运输费用。安装、拆卸方便。、安全性要求机器中，必须配备各种防护装 置和措施，如防护罩，安全联轴器等。可靠性

11、要求可靠度R。零件可靠度R的计算公式。 机器的可靠度。提高机器可靠度的措施。标准：标准化就是要通过对零件的尺寸、结 构要素、材料性能、设计方法、制图要求等， 制定出大家共同遵守的标准。标准化的益处： 标准化有利于保证产品质量，减轻设计工作 量，便于零部件的互换和组织专业化的大生 产，以降低生产成本。与设计有关的标准：国际标准 ISO国家标准 GB行业标准 JB 地方标准DB企业标准等QB国标分为：强制 标准和推荐标准。强制性国家标准：代号为 GB xxxx （为标准序号）xxxx （为 批准年代）强制性国标必须严格遵照执行，否 则就是违法。推荐性国家标准：代号为GB7T xxxx xxxx，这

12、类标准占整个国标 中的绝大多数。如无特殊理由和特殊需要， 必须遵守这些国标，以期取得事半功倍的效 果。十 :失效形式： 轮齿折断：一般发生在轮 齿根部，指齿的大部分或整个齿的断落，是 轮齿中最危险的失效形式。齿面失效：齿面疲劳点蚀和表层剥落 齿面磨损、齿面胶合、齿面塑性变形。 传动过程中，主要失效形式：通常对润滑良好的闭式齿轮传动主要发生齿面点蚀，齿根弯曲疲劳折断。特殊情况，如严重的冲击或 有相当大的短期过载时，须注意轮齿发生过 载折断和齿面塑性变形的可能性。高速重载 而润滑条件受限制情况下，齿面胶合又可能 成为主要失效原因。开式齿轮传动的主要失 效形式是磨粒磨损。设计准则：对于闭式软 齿面齿

13、轮（HBSC 350）:齿轮的失效形式以疲 劳点蚀为主。先按齿面接触疲劳强度公式进 行计算，再用齿根弯曲疲劳强度公式进行校 核。2对于闭式硬齿面齿轮： 齿轮的失效形式 为轮齿折断；先按齿根弯曲疲劳强度作为设 计公式，再用齿面接触疲劳强度进行校核。3开式齿轮传动：齿轮的失效形式主要是齿面 磨损；采用弯曲疲劳强度进行设计，并适当 加大齿厚（加大模数）以延长其使用寿命。 开式齿轮不进行齿面接触疲劳强度计算。名称符号公戎模数7H根据齿轮轮齿的强度计真后取标准值确定压力角aa = 20。分度圆吏径ddi mzy; d2基圆直径血di = d i cosa ;= JzOOSa齿顶高feehA h； m齿根高ht= ( h * + c ' ) m全齿高hh = (2h；十 c"加顶隙cr = c * m齿顶圆直径di = " + 2町=+ 2人：)= dzrn(z2 ±2h：)齿根圆宜径£dfi = d 2h$ = m(zj _ 2k： 2c *、do = d2鼻2h尸刑(比2干2方:+2c * )齿距Pp - 7TW齿厚s1 s = u m垢槽宽e1e n w基圆齿踪PbPh = H77iCOSa标准中心距aa =寺(必-d2-rnx2± zi)農123标 mm1L25 J.522 $34568 10