一、提高强度和刚度的结构设计
1、避免受力点与支持点距离太远
2、避免悬臂结构或减小悬臂长度
3、勿忽略工作载荷可以产生的有利作用
4、受振动载荷的零件避免用摩擦传力
5、避免机构中的不平衡力
6、避免只考虑单一的传力途径
7、不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响
8、避免铸铁件受大的拉伸应力
9、避免细杆受弯曲应力
10、受冲击载荷零件避免刚度过大
11、受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕
12、受变应力零件表面应避免有残余拉应力
13、受变载荷零件应避免或减小应力集中
14、避免影响强度的局部结构相距太近
15、避免预变形与工作负载产生的变形方向相同
16、钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小
17、避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲
18、起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量
19、可以不传力的中间零件应尽量避免受力
20、尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力
21、尽量减小作用在地基上的力
二、提高耐磨性的结构设计
1、避免相同材料配成滑动摩擦副
2、避免白合金耐磨层厚度太大
3、避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求
4、避免大零件局部磨损而导致整个零件报废
5、用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计
6、润滑剂供应充分，布满工作面
7、润滑油箱不能太小
8、勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂
9、滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理
10、滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多
11、对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量
12、注意零件磨损后的调整
13、同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小
14、采用防尘装置防止磨粒磨损
15、避免形成阶梯磨损
16、滑动轴承不能用接触式油封
17、对易磨损部分应予以保护
18、对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构
三、提高精度的结构设计
1.尽量不采用不符合阿贝原则的结构方案
2.避免磨损量产生误差的互相叠加
3.避免加工误差与磨损量互相叠加
4.导轨的驱动力作用点，应作用在两导轨摩擦力的压力中心上，使两条导轨摩擦力产生的力矩互相平衡。
5.对于要求精度较高的导轨，不宜用少量滚珠支持
6.要求运动精度的减速传动链中，最后一级传动比应该取最大值
7.测量用螺旋的螺母扣数不宜太少- q
8.必须严格限制螺旋轴承的轴向窜动
9.避免轴承精度的不合理搭配
10.避免轴承径向振摆的不合理配置
11.避免紧定螺钉影响滚动导轨的精度
12.当推杆与导路之间间隙太大时，宜采用正弦机构，不宜采用正切机构
13.正弦机构精度比正切机构高
四、考虑人机学的结构设计问题
1.合理选定操作姿势
2.设备的工作台高度与人体尺寸比例应采用合理数值
3.合理安置调整环节以加强设备的适用性
4.机械的操纵、控制与显示装置应安排在操作者面前最合理的位置
5.显示装置采用合理的形式
6.仪表盘上的刻字应清楚易读
7.旋钮大小、形状要合理
8.按键应便于操作
9.操作手柄所需的力和手的活动范围不宜过大
10.手柄形状便于操作与发力
11.合理设计坐椅的尺寸和形状
12.合理设计坐椅的材料和弹性
13.不得在工作环境有过大的噪声
14.操作场地光照度不得太低
五、发热、腐蚀、噪声等问题的结构设计
1.避免采用低效率的机械结构
2.润滑油箱尺寸应足够大
3.分流系统的返回流体要经过冷却
4.避免高压容器、管道等在烈日下曝晒
5.零件暴露在高温下的部分忌用橡胶，聚乙烯塑料等制造
6.精密机械的箱体零件内部不宜安排油箱，以免产生热变形
7.对较长的机械零部件，要考虑因温度变化产生尺寸变化时，能自由变形
8.淬硬材料工作温度不能过高
9.避免高压阀放气导致的湿气凝结
10.热膨胀大的箱体可以在中心支持
11.用螺栓联接的凸缘作为管道的联接，当一面受日光照射时由于两面温度及伸长不同，产生弯曲
12.与腐蚀性介质接触的结构应避免有狭缝
13.容器内的液体应能排除干净
14.注意避免轴与轮毂的接触面产生机械化学磨损（微动磨损）
15.避免易腐蚀的螺钉结构
16.钢管与铜管联接时，易产生电化学腐蚀，可安排一段管定期更换
17.避免采用易被腐蚀的结构
18.注意避免热交换器管道的冲击微动磨损
19.减少或避免运动部件的冲击和碰撞，以减小噪声
20.高速转子必须进行平衡
21.受冲击零件质量不应太小
22.为吸收振动，零件应该有较强的阻尼性
六、铸造结构设计
1.分型面力求简单
2.铸件表面避免内凹
3.表面凸台尽量集中
4.大型铸件外表面不应有小的凸出部分
5.改进妨碍起模的结构
6.避免较大又较薄的水平面
7.避免采用产生较大内应力的形状
8.防止合型偏差对外观造成不利影响
9.采用易于脱芯的结构
10.分型面要尽量少
11.铸件壁厚力求均匀
12.用加强肋使壁厚均匀
13.考虑凝固顺序设计铸件壁厚
14.内壁厚应小于外壁厚
15.铸件壁厚应逐渐过渡
16.两壁相交时夹角不宜太小
17.铸件内腔应使造芯方便
18.不用或少用型芯撑
19.尽量不用型芯
20.铸件的孔边应有凸台
21.铸件结构应有利于清除芯砂
22.型芯设计应有助于提高铸件质量
23.铸件的孔尽可能穿通
24.合理布置加强肋
25.保证铸件自由收缩，避免产生缺陷
26.注意肋的受力)
27.肋的设置要考虑结构稳定性
28.去掉不必要的圆角
29.化大为小，化繁为简
30.注意铸件合理传力和支持
七、锻造和冲压件结构设计
1.自由锻零件应避免锥形和楔形
2.相贯形体力求简化
3.避免用肋板
4.自由锻件不应设计复杂的凸台
5.自由锻造的叉形零件内部不应有凸台
6.模锻件的分模面尺寸应当是零件的最大尺寸，且分模面应为平面
7.模锻件形状应对称
8.模锻件应有适当的圆角半径
9.模锻件应适于脱模
10.模锻件形状应尽量简单
11.冲压件的外形应尽可能对称
12.零件的局部宽度不宜太窄
13.凸台和孔的深度和形状应有一定要求
14.冲压件设计应考虑节料
15.冲压件外形应避免大的平面
16.弯曲件在弯曲处要避免起皱
17.注意设计斜度
18.防止孔变形
19.简化展开图
20.注意支撑不应太薄
21.薄板弯曲件在弯曲处要有切口
22.压肋能提高刚度但有方向性
23.拉延件外形力求简单
24.拉延件的凸边应均匀
25.利用切口工艺可以简化结构
26.冲压件标注尺寸应考虑冲模磨损
27.标注冲压件尺寸要考虑冲压过程
八、焊接零件毛坯的结构
1.合理设计外形
2.减少边角料
3.采用套料剪裁
4.断面转折处不应布置焊缝
5.焊件不能不顾自己特点，简单模仿铸件
6.截面形状应有利于减少变形和应力集中
7.正确选择焊缝位置
8.不要让焊接影响区相距太近
9.注意焊缝受力
10.焊缝的加强肋布置要合理
11.减小焊缝的受力
12.减小热变形
13.合理利用型材，简化焊接工艺
14.焊缝应避开加工表面
15.考虑气体扩散
16.可以用冲压件代替加工件
17.采用板料弯曲件以减少焊缝
九、机械加工件结构设计
1.注意减小毛坯尺寸
2.加工面与不加工面不应平齐
3.减小加工面的长度
4.不同加工精度表面要分开
5.将形状复杂的零件改为组合件以便于加工
6.避免不必要的精度要求
7.刀具容易进入或退出加工面
8.避免加工封闭式空间
9.避免刀具不能接近工件
10.不能采用与刀具形状不适合的零件结构形状
11.要考虑到铸造误差的影响
12.避免多个零件组合加工
13.复杂加工表面要设计在外表面而不要设计在内表面上
14.避免复杂形状零件倒角
15.必须避免非圆形零件的止口配合
16.避免不必要的补充加工
17.避免无法夹持的零件结构
18.避免无测量基面的零件结构
19.避免加工中的冲击和振动)
20.避免在斜面上钻孔
21.通孔的底部不要产生局部未钻通
22.减少加工同一零件所用刀具数
23.避免加工中的多次固定
24.注意使零件有一次加工多个零件的可能性
十、热处理和表面处理件结构设计
1.避免零件各部分壁厚悬殊
2.要求高硬度的零件（整体淬火处理）尺寸不能太大
3.应避免尖角和突然的尺寸改变
4.避免采用不对称的结构
5.避免开口形零件淬火
6.避免淬火零件结构太复杂
7.避免零件刚度过低，产生淬火变形
8.采用局部淬火以减少变形
9.避免孔距零件边缘太近
10.高频淬火齿轮块两齿轮间应有一定距离
11.电镀钢零件表面不可太粗糙
12.电镀的相互配合零件在机械加工时应考虑镀层厚度
13.注意电镀零件反光不适于某些工作条件
十一、考虑装配和维修的机械结构设计
1.拆卸一个零件时避免必须拆下其他零件
2.避免同时装入两个配合面
3.要为拆装零件留有必要的操作空间
4.避免因错误安装而不能正常工作
5.采用特殊结构避免错误安装
6.采用对称结构简化装配工艺
7.柔性套安装时要有引导部分
8.难以看到的相配零件，要有引导部分
9.为了便于用机械手安装，采用卡扣或内部锁定结构
10.紧固件头部应具有平滑直边，以便拾取
11.零件安装部位应该有必要的倒角
12.自动上料机构供料的零件，应避免缠绕搭接
13.简化装配运动方式
14.对一个机械应合理划分部件
15.尽量减少现场装配工作量
16.尽量采用标准件
17.零件在损坏后应易于拆下回收材料
十二、螺纹联接结构设计
1.对顶螺母高度不同时，不要装反
2.防松的方法要确实可靠
3.受弯矩的螺杆结构，应尽量减小螺纹受力
4.避免螺杆受弯曲应力
5.用螺纹件定位
6.螺钉应布置在被联接件刚度最大的部位
7.避免在拧紧螺母（或螺钉）时，被联接件产生过大的变形
8.法兰螺栓不要布置在正下面
9.侧盖的螺栓间距，应考虑密封性能
10.不要使螺孔穿通，以防止泄漏
11.螺纹孔不应穿通两个焊接件
12.对深的螺孔，应在零件上设计相应的凸台
13.高速旋转体的紧固螺栓的头部不要伸出
14.螺孔要避免相交
15.避免螺栓穿过有温差变化的腔室
16.靠近基础混凝土端部不宜布置地脚螺栓
17.受剪螺栓钉杆应有较大的接触长度
18.考虑螺母拧紧时有足够的扳手空间
19.法兰结构的螺栓直径、间距及联接处厚度要选择适当
20.要保证螺栓的安装与拆卸的空间
21.紧定螺钉只能加在不承受载荷的方向上
22.铝制垫片不宜在电器设备中使用
23.表面有镀层的螺钉，镀前加工尺寸应留镀层裕量
24.螺孔的孔边要倒角
25.螺杆顶端螺纹有碰伤的危险时，应有圆柱端以保护螺纹
26.用多个沉头螺钉固定时，各埋头不可能都贴紧
十三、定位销、联接销结构设计
1.两定位销之间距离应尽可能远
2.对称结构的零件，定位销不宜布置在对称的位置
3.两个定位销不宜布置在两个零件上
4.相配零件的销钉孔要同时加工
5.淬火零件的销钉孔也应配作
6.定位销要垂直于接合面
7.必须保证销钉容易拔出
8.在过盈配合面上不宜装定位销
9.对不易观察的销钉装配要采用适当措施)
10.安装定位销不应使零件拆卸困难
11.用销钉传力时要避免产生不平衡力
十四、粘接件结构设计
1.两圆柱对接时应加套管或内部加附加连接柱
2.改进粘接接头结构，减少粘接面受力
3.对剥离力较大部分采用增强措施
4.粘接结构与铸、焊件有不同特点
5.粘接用于修复时不能简单地粘合，要加大粘接面积
6.修复重型零件除粘接外，应加波形键
7.修复产生裂纹的零件除胶粘外，还应采取其他措施
十五、键与花键结构设计
1.底部圆角半径应该够大
2.平键两侧应该有较紧密的配合
3.当一个轴上零件用两个平键时，要求较高的加工精度
4.采用两个斜键时要相距90度～120度)
5.用两个半圆键时，应在轴向同一母线上
6.轴上用平键分别固定两个零件时，键槽应在同一母线上
7.键槽不要开在零件的薄弱部位
8.键槽长度不宜开到轴的阶梯部位
9.钩头斜键不宜用于高速
10.一面开键槽的长轴容易弯曲
11.平键加紧定螺钉引起轴上零件偏心
12.锥形轴用平键尽可能平行于轴线
13.有几个零件串在轴上时，不宜分别用键联接
14.花键轴端部强度应予以特别注意)
15.注意轮毅的刚度分布，不要使扭矩只由部分花键传递十六、过盈配合结构设计
1.相配零件必须容易装入
2.过盈配合件应该有明确的定位结构
3.避免同时压入两个配合面
4.对过盈配合件应考虑拆卸方便
5.避免同一配合尺寸装入多个过盈配合件
6.注意工作温度对过盈配合的影响
7.注意离心力对过盈配合的影响
8.要考虑两零件用过盈配合装配后，其他尺寸的变化
9.锥面配合不能用轴肩定位
10.锥面配合的锥度不宜过小
11.在铸铁件中嵌装的小轴容易松动
12.不锈钢套因温度影响会使过盈配合松脱
13.过盈配合的轴与轮毂，配合面要有一定长度
14.过盈配合与键综合运用时，应先装键入槽
15.不要令二个同一直径的孔作过盈配合
16.避免过盈配合的套上有不对称的切口
十七、挠性传动结构设计
1.带传动应注意加大小轮包角
2.两轴处于上下位置的带轮应使带的垂度利于加大包角
3.小带轮直径不宜过小
4.带传动速度不宜太低或太高
5.带轮中心距不能太小
6.带传动中心距要可以调整
7.带要容易更换
8.带过宽时带轮不宜悬臂安装
9.靠自重张紧的带传动，当自重不够时要加辅助装置
10.注意两轴平行度和带轮中心位置
11.平带传动小带轮应作成微凸
12.带轮工作表面应光洁
13.半交叉平带传动不能反转
14.高速带轮表面应开槽
15.同步带传动的安装要求比普通平带高
16.同步带轮应该考虑安装挡圈
17.增大带齿顶部和轮齿顶部的圆角半径
18.同步带外径宜采用正偏差
19.链传动应紧边在上
20.两链轮上下布置时，小链轮应在上面
21.不能用一个链条带动一条水平线上多个链轮)
22.注意挠性传动拉力变动对轴承负荷的影响
23.链条用少量的油润滑为好
24.链传动的中心距应该能调整
25.链条卡簧的方向要与链条运行方向适应
26.带与链传动应加罩
27.绳轮直径不得任意减小
28.应避免钢绳反复弯曲
29.设计者必须严格规定钢绳的报废标准
30.钢绳必须定期润滑
31.卷筒表面应该有绳槽
十八、齿轮传动结构设计
1.齿轮布置应考虑有利于轴和轴承受力
2.人字齿轮的两方向齿结合点（A）应先进入啮合
3.齿轮直径较小时应作成齿轮轴
4.齿轮根圆直径可以小于轴直径
5.小齿轮宽度要大于大齿轮宽度
6.齿轮块要考虑加工齿轮时刀具切出的距离
7.齿轮与轴的联接要减少装配时的加工
8.注意保证沿齿宽齿轮刚度一致
9.利用齿轮的不均匀变形补偿轴的变形
10.剖分式大齿轮应在无轮辐处分开
11.轮齿表面硬化层不应间断
12.锥齿轮轴必须双向固定
13.大小锥齿轮轴都应能作轴向调整
14.组合锥齿轮结构中螺栓要不受拉力)
十九、蜗杆传动结构设计
1.蜗杆自锁不可靠
2.冷却用风扇宜装在蜗杆上
3.蜗杆减速器外面散热片的方向与冷却方法有关
4.蜗杆受发热影响比蜗轮严重
5.蜗杆位置与转速有关
6.蜗杆刚度不仅决定于工作时受力
7.蜗杆传动受力复杂影响精密机械精度
8.蜗杆传动的作用力影响转动灵活性
二十、减速器和变速器结构设计
1.传动装置应力求组成一个组件
2.一级传动的传动比不可太大或太小
3.传递大功率宜采用分流传动
4.尽量避免采用立式减速器
5.注意减速箱内外压力平衡
6.箱面不宜用垫片
7.立式箱体应防止剖分面漏油
8.箱中应有足够的油并及时更换
9.行星齿轮减速箱应有均载装置
10.变速箱移动齿轮要有空档位置
11.变速箱齿轮要圆齿
12.摩擦轮和摩擦无级变速器应避免几何滑动
13.主动摩擦轮用软材料
14.圆锥摩擦轮传动，压紧弹簧应装在小圆锥摩擦轮上
15.设计应设法增加传力途径，并把压紧力化作内力
16.无级变速器的机械特性应与工作机和原动机相匹配
17.带无级变速器的带轮工作锥面的母线不是直线
二十一、传动系统结构设计
1.避免铰链四杆机构的运动不确定现象
2.注意机构的死点)
3.避免导轨受侧推力
4.限位开关应设置在连杆机构中行程较大的构件上
5.注意传动角不得过小
6.摆动从动件圆柱凸轮的摆杆不宜太短
7.正确安排偏置从动件盘形凸轮移动从动件的导轨位置
8.平面连杆机构的平衡
9.设计间歇运动机构应考虑运动系数
10.利用瞬停节分析锁紧装置的可靠性
11.选择齿轮传动类型，首先考虑用圆柱齿轮
12.机械要求反转时，一般可考虑电动机反转
13.必须考虑原动机的起动性能
14.起重机的起重机构中不得采用摩擦传动
15.对于要求慢速移动的机构，螺旋优于齿条
16.采用大传动比的标准减速箱代替散装的传动装置
17.用减速电动机代替原动机和传动装置
18.采用轴装式减速器
二十二、联轴器离合器结构设计
1.合理选择联轴器类型
2.联轴器的平衡
3.有滑动摩擦的联轴器要注意保持良好的润滑条件
4.高速旋转的联轴器不能有突出在外的突起物
5.使用有凸肩和凹槽对中的联轴器，要考虑轴的拆装
6.轴的两端传动件要求同步转动时，不宜使用有弹性元件的挠性联轴
7.中间轴无轴承支承时，两端不要采用十字滑块联轴器
8.单万向联轴器不能实现两轴间的同步转动
9.不要利用齿轮联轴器的外套做制动轮
10.注意齿轮联轴器的润滑
11.关于尼龙绳联轴器的注意事项
12.关于剪切销式安全离合器的注意事项
13.分离迅速的场合不要采用油润滑的摩擦盘式离合器
14.在高温工作的情况下不宜采用多盘式摩擦离合器
15.离合器操纵环应安装在与从动轴相联的半离合器
你把丝杆传动，齿轮齿条传动，转盘，皮带线，滚筒线等传动方式的电机选型弄明白了，收获也是很大的。把气动元件选型看看，轴承应用手册看一下，各种传感器了解一下，这些全会，也是不太容易的。
机械设计基础总结 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.1构件 ---- 独立的运动单元零件 ----- 独立的制造单元 运动副一一两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的连接。 机构——由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。 机器一一由零件组成的执行机械运动的装置。 机器和机构统称为机械。构件是由一个或多个零件组成的。 机构与机器的区别： 机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外还包含电气，液压等其他装置；机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量，物料，信息的功能。 1.2运动副一一接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。 运动副元素——直接接触的部分（点、线、面） 运动副的分类： 1）按引入的约束数分有： I 级副（F=5）、II 级副（F=4）、III 级副（F=3）、IV 级副（F=2）、V 级副 （F=1）。 2）按相对运动范围分有：平面运动副——平面运动空间运动副一一空间运动 平面机构——全部由平面运动副组成的机构。 空间机构一一至少含有一个空间运动副的机构 3）按运动副元素分有： 咼副（；禺）点、线接触，应力咼；低副（）面接触，应力低 1.3机构：具有确定运动的运动链称为机构 机构的组成：机构=机架+原动件+从动件 保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。 24y 原动件v自由度数目：不具有确定的相对运动。原动件〉自由度数目：机构中最弱的构件将损坏。 1.5局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。 复合铰链——两个以上的构件在同一处以转动副相联。m个构件，有m—1转动副虚约束对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 出现场合：1两构件联接前后，联接点的轨迹重合，2?两构件构成多个移动副，且导路平行。3.两构件构成多个转动副，且同轴。4 运动时，两构件上的两点距离始终不变。5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。
第一部分； 1.1机械：机器和机构的总称。 1.2.机器：有若干个构件组成的具有确定的运动的人为组合体，可用来变换或传递能量，代替人完成有用的机械功。 1.3.机构：有若干哥构件组成的具有确定相对运动的认定为组合体，再机器中起着改变运动速度，运动方向和运动形式的作用。 1.4.构件：机器中的运动单元体。 1.5.零件：机器中的制造单元体。 1.6.失效：机械零件由于某种原因丧失了工作能力。常见的失效形式有断裂，变形。磨损。打滑，过热，强烈振动。 1.7.工作能力：零件所能安全工作的限度。 1.8.计算准则：针对各种不同的失效形式而确定的判定条件，主要有强度计算准则，刚度计算准则，耐磨计算准则和振动稳定性计算准则。 1.9.机械设计师应满足那些基本要求？a.根据使用报告要求，选择零件的构建类型，b.根据工作要求，对零件进行受力分析 c.根据受力情况对零件进行应力分析 d.根据工作条件及特殊要求选择材料 e.根据零件所受荷载，进行失效形式分析。 f.根据计算准则和设计方法选用计算公式。 g.根据数据确定零件的组要尺寸h.绘制零件工作图 2.1运动副：机构是由许多构件组合而成的，使两构件直接接触而又能产生一定的相对运动的联接称为运动服。运动副分类：高副和低副（转动副，移动副） 2.2机构运动简图：用简单的线条和符号代表构件的运动副，并按比例各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。这样绘制出的简图就称为运动简图。 2.3机构运动简图绘制步骤：a.分析构件和运动情况 b.确定构件数目，运动副类型和数目 c.测量运动尺寸 d.选择视图平面 e.绘制机构运动简图2.4 绘制和使用机构运动简图应注意哪些：a.熟识常用的运动副的符号和表示 b.再机构运动简图中，应标出各运动副的位置机与运动有关的尺寸 c.正确地选择和使用比例尺 2.5自由度：机构的的自由度是机构所具有的独立运动的数目。 2.6约束：作平面运动的自由构件有3个自由度。当它与另一构件组成运动副后，构件间的直接接触使某些独立运动受到限制，自由度减少。这种 对独立运动所加的限制称为约束。 2.7 复合铰链：定义--两个以上的机构在同一处以 转动副相连接的运动副称为复合铰链。处理方法 —由k哥构件汇成的复合铰链应包含k-1个转动 副。 2.8局部自由度：定义--若机构中某些构件所具有 的自由度仅与其自身的局部运动有关，并不影响 其他构件的运动，则称这种自由度为局部自由 度。场合—再减小高副摩擦而将滑动摩擦变成滚 动摩擦所增加的滚子数。处理方法—可将滚子 与安装滚子的构件视为一体进行计算。或在计算 公式中减去局部自由度即可。 2.9虚约束：定义—不产生实际约束效果的重复约 束。场合—a.两构件组成多个移动副且导路相 互平行 b.两构件构成多个转动副且其轴线相互 重合 c. 轨迹重合 d.构件中对运动不起作用的 对称部分。 2.10 机构具有确定运动的条件：a.机构自有度大 于0 b.原动机数=构件自由度数 3.1平面四杆机构：平面连杆机构是由若干个构件 用低副连接，且构件在相互平行的平面内运动的 机构，又称平面低副机构。 3.2铰链四杆机构的基本类型：a.曲柄摇杆机构b. 双曲柄机构c.双摇杆机构 3.3曲柄存在的条件：a.最短杆为连架杆或机架b. 最短杆与最长杆之和小于或等于其他两杆长度 之和。 3.3铰链四杆机构3种基本形形式的判别依据： （1）当铰链四杆机构满足杆才长条件时：最短 杆为连架杆—曲柄摇杆机构。最短杆为机架时 —双曲柄机构。最短杆为连杆—双摇杆机构 （2）当铰链四杆机构不满足杆长条件—双摇杆 机构。 3.4急回特性：当原动件作匀速定轴转动，从动件 相对机架作往复运动时，从动件正反两个行程的 平均速度不相等的现象。K=180+@/180-@ 3.5压力角：不计摩擦力，惯性力和重力时。通过 连杆作用于从动件上的力与力作用点绝对速度 间所夹的锐角。 3.6最小传动位置：当以曲柄为原动件时。机构的 最小传动角出现在曲柄与机架两次共线的位置 之一处。 3.7:死点：机构在运动过程中，当从动件传动角 为0.驱动力与从动件受力点的运动方向垂直。其 有效分力等于0，这时机构不能运动，陈此位置 为死点位置。 4.1凸轮机构组成：凸轮：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。 4.2.凸轮机构的特点：a.可使从动件实现任意给定 的运动规律 b.结构简单，紧凑工作可靠 c. 高 副接触容易磨损 d. 加工复杂e从动件行程不 宜过大，否则是凸轮变的笨重。 4.3基圆半径：以凸轮轴心为圆心，以其轮廓最小 向径为半斤的圆称为机缘。偏心距：凸轮回转中 心与从动件导路间的偏置距离。行程h：在推程 或回程中从动件的最大位移。推程运动角：与 从动件推程相对应的凸轮转角。远修止角：与 从动件远休程相对应的凸轮转角。回程运动角： 与从动件回程相对应的凸轮转角。近休止角：与 动件近休程相对应的凸轮转角。 4.4 从动件的运动规律；从动件子啊推程或回程 时，其位移s,速度v和加速度a随时间t的变换 规律。 4.5反转法：将凸轮机构绕凸轮轴线按-w 的方向 转过原来突轮所转的@脚，则相当于凸轮静止不 动，而导路和从动件以其绕凸轮反方向转了@ 角，而从动件按已选定的运动规律相对于导路移 动。这样从动件尖端的运动轨迹就是凸轮的轮廓 曲线。 5.1棘轮机构的组成，分类，场合：组成—棘轮， 棘爪，机架。分类—齿式棘轮和摩擦式棘轮。 场合—适用于转速不高，转角不大及小功率场 合。 5.2棘轮机构的工作原理，实用场合：棘轮机构用 于将原动件往复摆动转换为棘轮的单向间歇转 动，其结构简单，制作方便，运动可靠，且棘轮 的转角可以根据要求进行调整。它可以实现间歇 送进，制动，传位，分度和超离合器等工作要求， 但是机构传力小，工作有冲击和噪声。 5.3.槽轮机构运动特点，实用场合：槽轮机构用于 将运动件销轮的连续转动转化为槽轮的单向间歇 运动，其结构简单，能准确控制转角，机械效率 高。为避免槽轮再运动开始和终止时产生刚性冲 击，应注意掌握原动机上的圆销能顺利而平稳的 进入和脱离槽轮的径向槽的几何条件。锁止弧的 配合关系，转角不能调节。 5.4槽轮机构的组成，分类，场合：组成—径向槽 的槽轮，带有圆销的拨盘和机架。分类—外齿合 槽轮机构，内齿合槽轮机构。场合—中速。 第二部分： 绪论 1.机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统称为机构。2.一般机器包含四个基本组成部分：动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。 3.机构与机器的区别在于：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统以外，还包含电气、液压等其他装置，机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。但是，在研究构件的运动和受力情况，机器与机构并无差别。所以，习惯上用“机械”一词作为机器和机构的总称。4.机械设计是指规划和设计实现预期功能的新机械或改进原有的机械的性能。 5.设计机械应满足的基本要求是：安全、可靠耐用、经济、符合环保条件。 6.机械设计包刮以下主要内容：确定机械的工作原理，选择适宜的机构；拟定方案；进行运动分析和动力分析，计算作用在各构件上的载荷；进行零部件工作能力计算、总体设计和结构设计。 第一章1.1.平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构，否则称为空间机构1.2.自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 1.3.两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。 1.4低副（面接触）：两构件通过面接触组成的运动副称为 低副。平面机构中的低副有转动副和移动副。 1.5转动副：若组成运动副的两构件只能在平面内 相对转动，这种运动副称为转动副，或称为铰链。 1.6移动副：若组成运动副的两个构件只能沿某一 轴线相对移动，这种运动副称为移动副。 1.7. 高副（线点接触）：两构件通过点或线接触组成的 运动副称为高副。 1.8这种表明机构间相对运动 关系的简化图形称为机构运动简图。 1.9机 构中的构件可分为三类：固定构件（机架）、原动 件（主动件）、从动件。1.10固定构件：用来支撑 活动构件（运动构件）的构件。1.11.原动件：运 动规律已知的活动构件。它的运动时由外界输入 的，故称为输入构件。活塞就是原动件。 1.12 从动件：机构中随原动件运动而运动的其余活动 构件。 1.13自由度计算公式：F=3n（可移动 构件）—2PL（L为下标）（低副）—PH（H为下 标）（高副） 1.14复合铰链：两个以上构件同时 在一处用转动副相连接就构成复合铰链。 1.15. 局部自由度：机构中常出现一种与输出构件运动 无关的自由度，称为局部自由度（或称为多余自 由度），在计算机机构自由度时应予排除。1.16 . 虚约束：这种重复而对机构不起限制作用的约束 称为虚约束或消极约束。 1.17.平面机构中的虚 约束常出现在下列场合：两构件之间组成多个导 路平行的移动副时，只有一个移动副起作用，其 余都是虚约束、两个构件之间组成多个轴线重和 的转动副时，只有一个转动副起作用，其余都是 虚约束、机构中传递运动不起独立作用的对称部 分。1.18.瞬心：在任一瞬时，其相对运动可看作 是绕某一重合点的转动，该重和点称为速度瞬心 或瞬时回转中心，简称瞬心。瞬心是该两个刚体 上绝对速度相同的重和点（简称同速点） 1.19. 如果这两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对 瞬心；如果两刚体之一是静止的，则瞬心称为绝 对瞬心。 1.20瞬心数N=k（k-1）/2. 第二章 2.1.平面连杆机构：由若干构件用 低副（转动副、移动副）连接组成平面机构，又 称平面低副机构。 2.2.连杆机构的缺点是：不 易精确实现复杂的运动规律，且设计较为复杂； 当构件和运动副数多时，效率较低。 2.3.铰链 四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构称 为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。 2.4. 铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、 双曲柄机构和双摇杆机构。 2.5.铰链四杆机构 有整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于 或等于其余两杆之和 2.6.整转副是由最短杆与 其邻边组成的。 2.7.取最短杆为机架时，机架 上有两个整转副，故得双曲柄机构。 2.8.取最 短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副， 故得曲柄摇杆机架。 2.9.取最短杆的对边为机 架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。这 种具有整转副而没有曲柄的铰链四杆机构常用作 电风扇的摇头机构。 2.10.K（急回运动特性）
《机械设计基础》知识要点 绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械 第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算 第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。 了解：常用材料的牌号和名称。 第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。 滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。
机械设计基础知识点总结 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、用构件间能有确定相对运动的连接方式组成的构件系统（机构=机架 （1个）+原动件（》1个）+从动件（若干）） 机器：包含一个或者多个机构的系统 注：从力的角度看机构和机器并无差别，故将机构和机器统 称为机械 1.机构运动简图的要点：1）构件数目与实际数目相同2）运动 副的种类和数目与实际数目相同3）运动副之间的相对位置以 及构件尺寸与实际机构成比例（该项机构示意图不需要） 2.运动副（两构件组成运动副）：1）高副（两构件点或线接触） 2）低副（两构件面接触组成），例如转动副、移动副 3.自由度（F ）=原动件数目，自由度计算公式： F =3n （n为活动构件数目）-2P（P L为低副数目）-P H（ P H为高副数目） 求解自由度时需要考虑以下问题：1）复合铰链2）局部自由
度3）虚约束 4.杆长条件：最短杆+最长杆w其它两杆之和（满足杆长条件则机构中存在整 转副） I）满足杆长条件，若最短杆为机架，则为双曲柄机构 II ）满足杆长条件，若最短杆为机架的邻边，则为曲柄摇杆机构 川）满足杆长条件，若最短杆为机架的对边，则为双摇杆机
IV ）不满足杆长条件，则为双摇杆机构 5. 急回特性：摇杆转过角度均为摆角（摇杆左右极限位置的夹 角）的大小，而曲柄转过角度不同，例如：牛头刨床、往复 式输送机 急回特性可用行程速度变化系数（或称行程速比系数） K 表 示 二为极位夹角（连杆与曲柄两次共线时，两线之间的夹角） 6. 压力角：作用力F 方向与作用点绝对速度V c 方向的夹角a 7. 从动件压力角a =90°（传动角丫 =0° ）时产生死点，可用飞 轮或者构件 本身惯性消除 8. 凸轮机构的分类及其特点：I ）按凸轮形状分：盘形、移动、圆 柱凸轮（端面） II ）按推杆形状分：1）尖顶一一构造简单， 易磨损，用于仪表机构（只用于受力不大的低速机构） 2）滚 子一一磨损小，应用广 3）平底一一受力好，润滑好，用于高 速转动，效率高，但是无法进入凹面 川）按推杆运动分： 直动（对心、偏置）、摆动IV ）按保持接触方式分：力封闭 （重力、弹簧等）、几何形状封闭（凹槽、等宽、等径、主回 凸轮） 9. 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 方向之间所夹的 锐角a （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 t l t 2 180 180 - — K -1 -…180 -一' '■ /t2 ■^Ttl
机械设计基础实验体会与收获 机械设计基础实验体会与收获 广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称： 指导教师：班级：姓名：学号：成绩评定：指导教师签字： 年月日 实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的： 1、根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2、学会分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法； 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具； 1、缝纫机头； 2．学生自带三角板、铅笔、橡皮； 三、实验原理： 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略符号（见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特
征。 四、实验步骤及方法： l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，从原动件开始，仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目；2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质，确定各个运动副的种类； 3、选定投影面，即多数构件运动的平面，在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图。用数字1、2、 3、……。分别标注各构件，用英文字母A、B、C、，……分别标注各运动副； 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副导路的方向等，选定原动件的位置，并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求： l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a．压布、b走针、c．摆梭、d．送布，只绘出机构示意图即可，所谓机构运动示意图是指只凭目测，使图与实物成比例，不按比例尺绘制的简图； 2、计算每个机构的机构自由度，并将结果与实际机构的自由度相对照，观察计 算结果与实际是否相符；
机械设计知识点总结（一） 1．螺纹联接的防松的原因和措施是什么? 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。 3．轮齿的失效形式 答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合，（4）齿面磨损，（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V<＝12时多采用油池润滑，当V>12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。
机械设计课程设计小结 课程设计实习小结 “机械制造技术基础课程设计实习小结 这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。 十几天的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化. 在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势…..其实在生活中这样的事情也是
很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题. 在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解…..也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为毕竟我们的出发点都是很好的. 课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,比如我组的纪超同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步.
第二章平面机构的结构分析 §2.1 基本概念 构件：运动单元体 零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。 ?构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。机器或机构中最小的运动单元。 ?零件：机器或机构中最小的制造单元。 ?例如：曲轴——单一零件。 ?连杆——多个零件的刚性组合体。 ?注意：构件与零件联系与区别？ 一、机构的组成 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。→输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。→输出构件 在任何一个机构中，只能有一个构件作为机架。在活动构件中至少有一个构件为原动件，其余的活动构件都是从动件。 二、自由度、约束 自由度：构件具有独立运动参数的数目（相对于参考系） 在平面内作自由运动的构件具有3个自由度；在三维空间作自由运动的构件具有6个自由度。约束：运动副对构件间相对运动的限制作用 ?对构件施加的约束个数等于其自由度减少的个数。 三、运动副 使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接成为运动副。运动副的作用是约束构件的自由度。 四、运动副类型及其代表符号 1. 低副——两构件以面接触而形成的运动副。 A.转动副：两构件只能在一个平面内作相对转动，又称作铰链。 自由度数1，只能转动； 约束数2，失去了沿X、Y方向的移动。 B.移动副：两构件只能沿某一轴线作相对移动。 自由度数1，只能X方向移动； 约束数2，失去Y方向移动和转动。
2. 高副—— 两构件以点或线接触而构成的运动副。 自由度数 2， 保持切线方向的移动和转动 约束数 1， 失去法线方向的移动。 五、运动链 运动链:若干个构件通过运动副联接而成的相互间可作相对运动的系统。 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统 §2.2 机构运动简图 定义：用运动副代表符号和简单线条来反映机构中各构件之间运动关系的简图。 构件均用形象、简洁的直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。 §2.3 平面机构的自由度计算 机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关） 一、机构自由度计算公式 H L 23P P n F --= 式中，n 为活动构件个数; L P 为低副个数；H P 为高副个数。 (a)双曲线画规机构 F=3n- 2PL-PH=3×5-2×7-0=1 (b) 牛头刨床机构 F=3n- 2PL-PH=3×6-2×8-1=1 二、机构具有确定运动的条件 机构要能运动，它的自由度必须大于零。 F ≤0，构件间无相对运动，不成为机构。
《机械设计基础》 第1章机械设计概论 复习重点 1. 机械零件常见的失效形式 2. 机械设计中，主要的设计准则 习题 1-1 机械零件常见的失效形式有哪些？ 1-2 在机械设计中，主要的设计准则有哪些？ 1-3 在机械设计中，选用材料的依据是什么？ 第2章润滑与密封概述 复习重点 1. 摩擦的四种状态 2. 常用润滑剂的性能 习题 2-1 摩擦可分哪几类？各有何特点？ 2-2 润滑剂的作用是什麽？常用润滑剂有几类？ 第3章平面机构的结构分析 复习重点 1、机构及运动副的概念 2、自由度计算 平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。 3.1 运动副及其分类 运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动） 按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。 3.2 平面机构自由度的计算 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为 F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。 例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。 解由其机构运动简图不难看出，该 机构有3个活动构件，n=3；包含4个转 动副，P L=4；没有高副，P H=0。因此， 由式(1-1)得该机构自由度为 F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1
n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=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 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: 与输出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：lmin+lmax ≤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： lmin+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 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（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(2)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：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；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δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；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δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 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、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 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N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、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铣刀直接切出齿形。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 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =
第6章齿轮机构 1.基本概念:节点,啮合定律 2.渐开线特性:基圆,发生线,压力角,展角 3.基本参数:模数,压力角,齿数,当量齿数,齿顶高系数,顶隙系数 4.传动类型:直齿、斜齿圆柱齿轮,圆锥齿轮,蜗轮蜗杆 5.啮合与连续传动条件:重合度 6.齿轮加工:仿形法,范成法,根切,最少齿数 【思考题】 6-1 什么就是齿廓啮合的基本定律？渐开线的性质有哪些？ 6-2 齿轮正确啮合的条件就是什么？ 6-3 重合度的基本概念就是什么？ 6-4 常见的渐开线齿廓的切齿方法有两种？其特点就是什么？ 6-5 什么就是最少齿数？有何对策？ 6-6 变位齿轮的基本概念就是什么？ 6-7 什么就是斜齿轮的当量齿数？如何计算？ 6-8 什么就是圆锥齿轮的背锥？当量齿数如何计算？ A级能力训练题 1.渐开线齿廓之所以能够保持一定的传动比传动,其传动比不仅与半径成反 比,也与其半径成反比,还与半径成反比。 2.一对共轭齿廓,在公法线上的相对速度等于,而相对速度应在。 3.一对渐开线标准直齿轮非正确安装时,节圆与分度圆大小,分度圆的 大小取决于,而节圆的大小取决于。 4.渐开线上任一点的法线与其圆,渐开线各点的曲率半径就是 的。 5.渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性就是指________不受中心距变化的影响。 (1)传动比 (3)啮合角 (4)节圆半径 6.标准的渐开线直齿圆柱齿轮的齿根圆______大于基圆。 (1)一定 (2)不一定 (3)一定不 7.渐开线上某点的压力角就是指该点所受正压力的方向与该点______方向线之间的锐角。 (1)绝对速度 (2)相对速度 (3)滑动速度 (4)牵连速度 8.标准渐开线外齿轮的齿数增加,则齿顶圆压力角αa将______。 (1)不变 (2)增大 (3)减小 (4)增大或减小 9.一对相啮合传动的渐开线齿轮,其压力角为______,啮合角为______。 (1)基圆上的 (2)节圆上的 (3)分度圆上的 (4)齿顶圆上的
机械结构设计基础知识 1前言 1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 2机械结构件的结构要素和设计方法 2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零件的间接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图1。 2.3结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题 机械设计中可以选择的材料众多，不同的材料具有不同的性质，不同的材料对应不同的加工工艺，结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料，又要根据材料的种类确定适当的加工工艺，并根据加工工艺的要求确定适当的结构，只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
1螺纹联接的防松的原因和措施是什么 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。3．轮齿的失效形式答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合（4）齿面磨损（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V＜＝12时多采用油池润滑，当V＞12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 《 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。6．带传动的有缺点。 答，优点——1）适用于中心距较大的传动，2）带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，3）过载时带与带轮间产生打滑，可防止损坏其他零件，4）结构简单，成本低廉。缺点——1）传动的外廓尺寸较大，2）需要张紧装置，3）由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比，4）带的寿命短，5）传动效率较低。 8 与带传动和齿轮传动相比，链传动的优缺点 答：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可减小轴承的摩擦损失，结构紧凑，能在温度较高，有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。9．轴的作用，转轴，传动轴以及心轴的区别。 答：轴是用来支持旋转的机械零件。转轴既传动转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴则只承受弯矩而部传动转矩。 < 10．轴的结构设计主要要求。 答：1），轴应便于加工，轴上零件要易于装拆。2），轴和轴上零件要有准确的加工位置，3）各零件要牢固而可靠的相对固定，4）改善受力状况，减小应力集中。11．形成动压油膜的必要条件。 答：1）两工作面间必须有楔形形间隙，2）两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体，3）两工作面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油从大截面流进，小截面流出，此外，对于一定的载荷，必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。 13．变应力下，零件疲劳断裂具有的特征。 答：1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至屈服极限低，2）不管脆性材料或塑像材料，疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，3）疲劳断裂是损伤的积累。 14．机械磨损的主要类型——磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损。 … 15．垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。16．滚动螺旋的优缺点。 答：优点——1）磨损很小，还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度，因此其传动精度很高，2）不具有自锁性，可以变直线运动为旋转运动。缺点——1）结构复杂，制造困难，2）有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。 18 齿轮传动的功率损耗包括——啮合中的摩擦损耗，搅动润滑油的油阻损耗，轴承中的摩擦损耗。 20．轴瓦材料的性能——1）摩擦系数小，2）导热性好，热膨胀系数小，3）耐磨，耐蚀，抗胶合能力强，4）要有足够的机械强度和可塑性。 21提高螺纹连接强度的措施a降低影响螺栓疲劳强度的应力幅b改善螺纹牙上载荷分布不均的现象c减小应力集中的影响d采用合理的制造工艺方法 22提高轴的强度的常用措施 / a合理布置轴上零件以减小轴的载荷b改进轴上零件的结构以减小轴的载荷c改进轴的结构已减小轴的载荷d改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度