机械设计基础知识点总结汇总

--.z..z.1.构件：独立的运动单元/零件：独立的制造单元机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件〔1≥1机器：包含一个或者多个机构的系统称为机械机构运动简图的要点：1〕构件数目与实际数目一样2〕运动3及构件尺寸与实际机构成比例〔该项机构示意图不需要〕1〕高副〔两构件点或线接触〕2自由度〔F〕=原动件数目，自由度计算公式：F3n〔n为活动构件数目〕2P〔P为低副数目〕P〔P

为高副数目〕L L H H求解自由度时需要考虑以下问题：1〕复合铰链2〕局部自由3〕虚约束么机构中存在整转副〕I〕 件，假设最短杆为机架，那么为双曲柄机构II〕 件，假设最短杆为机架的邻边，那么为曲柄摇杆机构满足杆长条件，假设最短杆为机架的对边，那么为双摇杆机构不满足杆长条件，那么为双摇杆机构式输送机K表示为极位夹角〔连杆与曲柄两次共线时，两线之间的夹角〕压力角：作用力F方向与作用点确定速度vc方向的夹角α或者构件本身惯性消退凸轮机构的分类及其特点：I)按凸轮外形分：盘形、移动、圆柱凸轮〔端面〕 II〕按推杆外形分：1〕尖顶——构造简洁，易磨损，用于仪表机构〔只用于受力不大的低速机构〕2〕滚子——磨损小，应用广3〕平底——受力好，润滑好，用于高速转动，效率高，但是无法进入凹面 III〕按推杆运动分：直〔对心偏置摇摆 IV)按保持接触方式分力封〔重簧等、几何外形封闭〔凹槽、等宽、等径、主回凸轮〕凸轮机构的压力角：从动件运动方向与凸轮给从动件的力的α〔凸轮给从动件的力的方向沿接触点的法线方向〕压力角的大小与凸轮基圆尺寸有关，基圆半径越小，压力角α越大〔当压力角过大时可以考虑增大基圆的半径〕凸轮给从动件的力 F可以如图分解为沿从动件的有用F力F ’FFF’’〔F’’=F’tanα〕F’’凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F’’增大，使导路摩擦力F’，系统无法运动，当压力角超过许用值【α】即发α】在摇摆凸轮机构中建议35°-45α凸轮30α70°-8°轮机构的运动规律与冲击的关系：I〕多项式运动规律：1〕等速运动〔一次多项式〕运动规律——刚性冲击2〕等加等减速〔二次多项式〕运动规律——柔性冲击3〕五次多项式运动规律——无冲击〔适用于高速凸轮机构〕 II〕三角函数运动规律：1〕余弦加速度〔简谐〕运动规律——柔性冲击2〕正弦加速度〔摆线〕运动规律——无冲击 III〕改进型运动规律：将集中运动规律组合，以改善运动特性凸轮滚子机构半径确实定：I〕轮廓凹时：a

rT

II〕轮廓外凸时：a

r 〔当T ra

0时，轮廓变尖，消灭失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使

min

r〕T圆半径来解决问题齿轮啮合根本定律：设P为两啮合齿轮的相对瞬心〔啮合齿轮公法线与齿轮连心线

OP

〔传动比OO i 1 2 b21 2 12 2

OP r1 b12需要恒定，即需要OP为常数〕2OP1线外形随基圆，基圆无渐开线啮合线：两啮合齿轮基圆的公切线α’〔即节圆的压力角〕齿轮的根本参数：参数用r、d、e、s、p=e+s全齿高hha

h齿宽〔轮齿轴向的厚度〕B 轮齿的齿数为zf模数mdzpdzp/，人为规定p/只能取某些简洁的值，故定义mp/有dmzr1mz2dmzb

/rrb

为基圆半径，r为分度圆半径〕所以db

dcosmzcos所以p pn b

dbz

mzcosz

pcos齿轮重合度：表示同时参与啮合的轮齿的对数，用 〔≥1续传动〕表示，越大，轮齿平均受力越小，传动越平稳标准安装时的中心距ara1

cr2f

rr1 2渐开线齿轮的加工方法：1〕成形法〔用渐开线齿形的成形刀方法简洁，不需要专用机床；缺点：生产效率低，精度差，仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工2一对齿轮〔或者齿轮与齿条〕相互啮合时，其共轭齿阔互为部比正常齿高出c*m，以便切出顶隙局部，刀具模拟啮合旋转刀〔顶部比传动用的齿条高出c*m，刀具进展轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能连续地条，能够进展连续切削〕最少齿数和根切〔根切会减弱齿轮的抗弯强度、使重合度下α=20°和h*=1a条加工时，其最小齿数为17〔假设允许略有根切，正常齿标14〕如何解决根切？变位齿轮可以制成齿数少于最少齿数而无根切的齿轮，可以实现非标准中心距的无侧隙传动，可以使大小齿轮的抗弯力量比较接近，还可以增大齿厚，提高轮齿的抗弯强度(以切削标准齿轮时的位置为基准，刀具移动的距离xm称为变位量，x称为变为系数，并规定远离轮坯中心时x为正值，称为正变位，反之为负值，称为负变位)复合轮系〔两者混合〕iab

ab

nazbn zb a

，输出轴的角速1度为

，im

1m

全部从动轮齿数的乘积全部主动轮齿数的乘积头方向相反，同时指向或者背离啮合点，即头头相对或者尾尾相对；两齿轮啮合时，箭头方向一样把握蜗杆，拇指指向即为涡轮的旋转方向动件的差动轮系〕的传动比：注：不能遗忘减去行星架的转速，此外，推断GK两轮的假设转向相反，那么结果的符号取“-〞向下一个轮〔周期性〕速度波动：当外力作用〔周期性〕变化时，机械主轴的角速度也作〔周期性的〕变化，机械的这种〔有规律的、周期性的〕速度变化称为〔周期性〕速度波动〔在一个整周期中，驱动力所做的输入功和阻力所作的输出功是相等的，这是周期性速度波动的重要特征〕调整周期性速度波动的常用方法是在机械中加上一个转动惯量很大的回转件——飞轮〔选择飞轮的优势在于不仅可以防止机械运转速度发生过大的波动，而且可以选择功率较小的原动机〕灵敏度低，近代机器多承受电子调速装置〕J

A2m注：1〕 A E

E 1J(2

2

)J2〔A

为最大功亏，max

max

min 2

max

min m

max即飞轮的动能极限差值，Amax

确实定方法可以参照书本99页〕2〕m

max 2

〔 为主轴转动角速度的算数平均值〕m3〕maxmin〔为不均匀系数〕m平衡，以消退附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。质径积〕的矢量和与要平衡的重量的离心力〔或质径积〕矢0注：对于一些轴向尺寸较小的回转件，如叶轮，飞轮，砂轮作在同一平面进展质量平衡的计算1〕2〕传动螺纹参数：S=nP(S为导程，P为螺距，n为螺旋线数，注：P为S为同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点的轴向距离)tannPd为中径d 22β=02侧角β≠0α=60°为国家标准一般螺α=55α=75°，牙侧角β=15α=33°，牙侧角β=3°〕升角有关，锯齿形螺纹的牙侧角比梯形螺纹的牙侧角小，所以锯齿形螺纹的效率比梯形螺纹的效率高，但是只适用于承受单方向的轴向载荷12〕注：用于连接的紧固螺纹必需满足自锁条件，螺纹的根本类型：1〕螺栓连接〔螺栓和螺母协作〕①一般螺栓连接：螺栓与孔之间有间隙，孔中不切制螺纹，加工简便，本钱其螺杆外径与螺栓孔的径具有同一并常承受过渡协作，它适用于承受垂直螺栓轴线的横向载荷2〕螺钉连接〔螺钉直接旋入螺纹孔，拆装，常常拆装会使连接件的螺纹被磨损而失效3〕双头螺柱连接：连接较厚的被连接损坏被连接件4〕紧定螺钉连接：固定两零件的相对螺母、垫圈〔增大被连接件的支承面积以减小接触的挤压应力〕力螺纹连接的拧紧力矩T等于抑制螺纹副相对转动的阻力矩T1和螺母支承面上的摩擦阻力矩T2之和一般可达材料屈服极限的50%~70%，小直径的螺栓装配时应施加小的拧紧力矩，否那么简洁将螺栓杆拉断，力矩扳手或者定力矩扳手生脱落，但是在冲击、振动、连接有可能导致变形脱落，所以要进展防松和摩擦力②对顶螺母：两个的拉力和附加的摩擦力，结构简洁，适用于低速重载的场合③尼龙圈锁紧螺母：螺母中嵌有尼龙槽型螺母开口销⑤圆螺母螺母和被连接件的相对位置2-3点防松、粘合剂涂于螺纹旋合后粘合剂固化粘合到达防松效果32．齿轮失效形式：1〕轮齿折断2〕齿面点蚀3〕齿面胶合4〕齿面磨损5〕齿面塑性变形的齿轮〔闭式硬齿面齿轮〕简洁发生这种现象造成，通常发生在闭式软齿面齿轮上③齿面胶合：发生在齿顶、齿根等相对速度较大处，高速重载运动中，摩擦产生高温引方向被撕下形成沟纹〔解决3〕增加润滑剂的粘度〔低速〕4〕加抗胶合剂〕④齿面磨损：1〕磨粒磨损：颗粒进入齿面间引起磨粒磨损，开式传动中难以防止，齿2〕跑合磨损：制造的齿轮外表不光滑，刚洗并更换润滑油的齿形，在过载严峻和启动频繁的传动中常见mzmz齿轮的弯曲强度由齿轮的模数m齿轮径向力推断：全部齿轮的径向力都指向齿轮的轴心动轮的圆周力与转动方向相反，从动轮圆周力与转动方向一样轴向力从小端指向大端，推断一般斜齿轮主动轮的轴向力可用左右手法那么，左旋用方向即可作用里，也就是说等大〔F表示径向力/F表示轴向力/F表示圆周力〕r a t、凸轮等轴的分类：1〕按承受的载荷分：①转轴：传递扭矩又承受弯矩〔减速器转轴〕②只传递扭矩〔卡车底部的传动轴〕③只承受弯矩2〕按轴的外形分：①直轴②曲轴〔汽车发动机轴〕③挠性钢丝轴②③不要求轴的设计：1〕为了便于安装，轴一般设计成从轴端渐渐向中间增大的阶梯状，装零件的轴端应当有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺纹的轴端应当有退刀槽2〕零件在轴向上的定位由轴肩或者3〕零件在轴向上的固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈〔轴端上的零件多使用轴端挡圈固定〕来实现〔假设套筒过长或者无法使用套筒4〕周向固定大多承受键、花键或过盈协作等连接形式来实现一键槽截面②轴承上不能开键槽③轮毂上的键槽要开通④轴肩不能够过高的宽度⑦上述轴的设计中的一些其它要点I〕依据承受载荷的方向〔或接触角〕分：1〕向心轴承〔主要用于承受径向受径向载荷〕②角接触轴承