机械设计基础重点总结修订稿

《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2. 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）3. 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4. 自由度（F ）=原动件数目，自由度计算公式：为高副数（为低副数目）（为活动构件数目）（H H L L P P P P n n F --=23 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5. 杆长条件：最短杆+最长杆≤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 III ） 满足杆长条件，若最短杆为机架的对边，则为双摇杆机构 IV ） 不满足杆长条件，则为双摇杆机构6. 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11180180180//21211221+-︒=⇒-︒+︒=====K K t t t t K θθθϕϕψψωω θ为极位夹角（连杆与曲柄两次共线时，两线之间的夹角）7. 压力角：作用力F 方向与作用点绝对速度c v 方向的夹角α8. 从动件压力角α=90°（传动角γ=0°）时产生死点，可用飞轮或者构件本身惯性消除9. 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——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——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）10. 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）11. 凸轮给从动件的力F 可以如图分解为沿从动件的有用分力F ’分力F ’’（F ’’=F ’tan α） 12. 凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F ’’大于有用分力F ’，系统无法运动，当压力角超过许用值【α生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°-45°，【α机构中建议30°，【α】在回程凸轮机构中建议70°-80°13. 凸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 14. 凸轮滚子机构半径的确定：为滚子半径、为理论轮廓的曲率半径、为工作轮廓的曲率半径T a r ρρI ）轮廓内凹时：T a r +=ρρ II ）轮廓外凸时：T a r -=ρρ（当0=-=T a r ρρ时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使T r >m in ρ） 注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题 15. 齿轮啮合基本定律：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21O O 交点），12122112b b r r P O P O i ===ωω（传动比需要恒定，即需要PO PO 12为常数） 16. 齿轮渐开线（口诀）：弧长等于发生线，基圆切线是法线，曲线形状随基圆，基圆内无渐开线啮合线：两啮合齿轮基圆的内公切线啮合角：节圆公切线与啮合线之间的夹角α’（即节圆的压力角） 17. 齿轮的基本参数：（弧长）弧长）齿槽宽齿厚、——齿根圆、——齿顶圆kk f f a a e s d r d r ( 基圆上的弧长）法向齿距（周节）齿距（周节）：(b n k k k p p e s p =+= f a h h 高度）齿根高（分度圆到齿根高度）齿顶高（分度圆到齿顶分度圆：人为规定（标准齿轮中分度圆与节圆重合），分度圆参数用r 、d 、e 、s 、p=e+s 表示（无下标）B h h h f a ）齿宽（轮齿轴向的厚度全齿高+= 轮齿的齿数为zmz r mz d p m p zp d zp d m 21,,///====⇒==有故定义只能取某些简单的值，，人为规定：分度圆的周长模数ππππ齿轮各项参数的计算公式：mz d =）短齿制正常齿齿顶高系数.80,1(****===a a a a a h h h m h h).3025.0()(*****==+=c c c m c h h a f 短齿制正常齿顶隙系数 m c h h h h a f a )2(**+=+=m h z h d d a a a )2(2*+=+= m c h z h d d af f )22(2**--=-= 18. 分度圆压力角α=arcos （b r /r ）（b r 为基圆半径，r 为分度圆半径） 所以ααcos cos mz d d b == 所以ααπαππcos cos cos p m zmz zd p p bb n =====19. 齿轮重合度：表示同时参加啮合的轮齿的对数，用ε（ε≥1才能连续传动）表示，ε越大，轮齿平均受力越小，传动越平稳 20. m c c c e s *21,00==-为标准值即顶隙即理论上齿侧间隙为标准安装时的中心距2121r r r c r a f a +⇒=++=21. 渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀），成形法的优点：方法简单，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）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出m c *，以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出m c *，刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削） 22. 最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度ε下降）：对于α=20°和*a h =1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17（若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近，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) 23. 轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合）一对定轴齿轮的传动比公式：abb a b a ab z z n n i ===ωω 对于（定轴）齿轮系，设输入轴的角速度为1ω，输出轴的角速度为m ω，所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积==m m i ωω11 齿轮系中齿轮转向判断（用箭头表示）：两齿轮外啮合时，箭头方向相反，同时指向或者背离啮合点，即头头相对或者尾尾相对；两齿轮内啮合时，箭头方向相同蜗轮蜗杆判断涡轮的转动方向：判断蜗杆的螺纹是左旋还是右旋，左旋用左手，右旋用右手，用手顺着蜗杆的旋转方向把握蜗杆，拇指指向即为涡轮的旋转方向 周转轮系（包括只需要一个原动件的行星轮系和需要两个原动件的差动轮系）的传动比：所有主动轮齿数的乘积至转化轮系从所有从动轮齿数的乘积至转化轮系从）（K G K G n n n n n n iH H K H H G H K H G H GK±=--== 注：不能忘记减去行星架的转速，此外，判断G 与K 两轮的转向是否相同，如果转向相同，则最后的结果符号取“+”，如果转向相反，则结果的符号取“-”复合轮系的传动比计算，关键在于找出周转轮系，剩下的均为定轴轮系，计算时要先名明确传递的路线是从哪一个轮传向下一个轮24. （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）25. 调节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避免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）对于非周期性的速度波动，我们可以采用调速器进行调节（机械式离心调速器，结构简单，成本低廉，但是它的体积庞大，灵敏度低，近代机器多采用电子调速装置） 26．飞轮转动惯量的选择：δω2maxmA J =注：1） δωωω22m in 2m ax m in m ax m ax )(21m J J E E A =-=-=（max A 为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，max A 的确定方法可以参照书本99页） 2）2m inm ax ωωω+=m （m ω为主轴转动角速度的算数平均值）3）mωωωδminmax -=（δ为不均匀系数）27.（刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

《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。

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。

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=13. 2.1 计算平面机构自由度的注意事项}应用式(1-1)计算平面机构自由度时，还必须注意以下一些特殊情况。

1. 复合铰链2. 局部自由度3. 虚约束<例3-2 试计算图3-9所示大筛机构的自由度。

解机构中的滚子有一个局部自由度。

顶杆与机架在E和E′组成两个导路平行的移动副，其中之一为虚约束。

《机械设计基础》重点总结机械设计基础是一门研究机械中常用机构和通用零部件工作原理、结构特点、设计方法以及机械传动系统设计的学科。

它是机械工程类专业的重要基础课程，对于我们理解和掌握机械系统的设计与应用具有重要意义。

下面我将为大家总结这门课程的重点内容。

一、平面机构的结构分析1、运动副及其分类运动副是指两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接。

根据接触形式的不同，运动副分为低副和高副。

低副包括转动副和移动副，高副则包括齿轮副、凸轮副等。

2、平面机构的运动简图用简单的线条和符号来表示机构的组成和运动情况的图形称为机构运动简图。

绘制机构运动简图时，要准确表示出各构件之间的相对运动关系和运动副的类型。

3、平面机构的自由度计算自由度是指机构具有独立运动的数目。

平面机构的自由度计算公式为：F ＝ 3n 2PL PH，其中 n 为活动构件的数目，PL 为低副的数目，PH 为高副的数目。

机构具有确定运动的条件是自由度等于原动件的数目。

二、平面连杆机构1、铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

其类型取决于各杆的长度关系和机架的选择。

2、铰链四杆机构的演化形式通过改变构件的形状、相对长度以及运动副的尺寸等，可以将铰链四杆机构演化成曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构和定块机构等。

3、平面连杆机构的运动特性包括急回特性、压力角和传动角等。

急回特性可以提高工作效率，压力角越小、传动角越大，机构的传动性能越好。

三、凸轮机构1、凸轮机构的类型按凸轮的形状可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮；按从动件的端部形状可分为尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件。

2、凸轮机构的运动规律常用的运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律和正弦加速度运动规律等。

不同的运动规律适用于不同的工作场合。

3、凸轮机构的设计设计凸轮机构时，需要根据工作要求确定凸轮的基圆半径、滚子半径、从动件的行程和运动规律等参数。

机械设计基础总结（五篇范文）第一篇：机械设计基础总结平面机构的自由度F=3n-2PL-PH 机构具有确定运动的条件（原动件数>F，机构破坏）平面四杆机构在此机构中，AD固定不动，称为机架；AB、CD两构件与机架组成转动副，称为连架杆；BC称为连杆。

在连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，而只能在一定角度范围内摆动的构件称为摇杆。

四杆机构存在曲柄的条件1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。

（称为杆长条件）急回特性和行程速比系数当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为急回特性极位夹角θ:曲柄整周运动时，连杆的两个极限位置的夹角当机构存在极位夹角θ 时，机构便具有急回运动特性。

且θ角越大，K值越大，机构的急回性质也越显著压力角与传动角连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角γ 称为四杆机构在此位置的传动角。

显然γ越大，有效分力Pt越大，Pn越小，对机构的传动就越有利。

所以，在连杆机构中也常用传动角的大小及变化情况来描述机构传动性能的优劣。

为了保证机构传力性能良好，应使γmin≥40 ～50°最小传动角的确定：对于曲柄摇杆机构，γmin出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。

死点（传动角为0）当以摇杆CD为主动件，则当连杆与从动件曲柄共线时，机构的传动角γ＝0°，这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件AB转动的“顶死”现象，机构的这种位置称为“死点”凸轮轮廓曲线设计反转法．对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构（1）选取适当的比例尺，取为半径作圆；（2）先作相应于推程的一段凸轮廓线。

为此，根据反转法原理，将凸轮机构按进行反转此时凸轮静止不动，而推杆绕凸轮顺时针转动。

按顺时针方向先量出推程运动角，再按一定的分度值（凸轮精度要求高时，分度值取小些，反之可以取小些）将此运动角分成若干等份，并依据推杆的运动规律算出各分点时推杆的位移值S。

《機械設計基礎》課程重點總結緒論機器是執行機械運動的裝置，用來變換或傳遞能量、物料、資訊。

原動機：將其他形式能量轉換為機械能的機器。

工作機：利用機械能去變換或傳遞能量、物料、資訊的機器。

機器主要由動力部分、傳動部分、執行部分、控制部分四個基本部分組成，它的主體部分是由機構組成。

機構：用來傳遞運動和力的、有一個構件為機架的、用構件間能夠相對運動的連接方式組成的構件系統。

機構與機器的區別：機構只是一個構件系統，而機器除構件系統外，還含電器、液壓等其他裝置；機構只用於傳遞運動和力，而機器除傳遞運動和力之外，還具有變換或傳遞能量、物料、資訊的功能。

零件是製造的單元，構件是運動的單元，一部機器可包含一個或若干個機構，同一個機構可以組成不同的機器。

機械零件可以分為通用零件和專用零件。

機械設計基礎主要研究機械中的常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法。

第一章平面機構的自由度和速度分析1.平面機構：所有構件都在相互平行的平面內運動的機構；構件相對參考系的獨立運動稱為自由度；所以一個作平面運動的自由機構具有三個自由度。

2.運動副：兩構件直接接觸並能產生一定相對運動的連接。

兩構件通過面接觸組成的運動副稱為低副；平面機構中的低副有移動副和轉動副；兩構件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副；3.繪製平面機構運動簡圖；P84.機構自由度計算公式：F=3n-2P l-P H 機構的自由度也是機構相對機架具有的獨立運動的數目。

原動件數小於機構自由度，機構不具有確定的相對運動；原動件數大於機構自由度，機構中最弱的構件必將損壞；機構自由度等於零的構件組合，它的各構件之間不可能產生相對運動；機構具有確定的運動的條件是：機構自由度F > 0,且F等於原動件數5.計算平面機構自由度的注意事項：（1）複合鉸鏈：兩個以上構件同時在一處用轉動副相連接（圖1-13）（2）局部自由度：一種與輸出構件運動無關的的自由度，如凸輪滾子（3）虛約束：重複而對機構不起限制作用的約束P13（4）兩個構件構成多個平面高副，各接觸點的公共法線彼此重合時只算一個高副，各接觸點的公共法線彼此不重合時相當於兩個高副或一個低副，而不是虛約束。

欢迎共阅《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2. 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）3. 4. F =35. I ） II ） III ） IV ）6. θ7. 8. 9. 1III ）10. 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）11. 凸轮给从动件的力FF ’’（F ’’=F ’tan α） 12. 凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F ’’大于有用分力F ’生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°-45°，【α机构中建议30°，【α】在回程凸轮机构中建议70°-8013. 凸轮机构的运动规律与冲击的关系：I 律——刚性冲击2）等加等减速（二次多项式）——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 14. 凸轮滚子机构半径的确定：I ）轮廓内凹时：T a r +=ρρII ）轮廓外凸时：T a r -=ρρ（当0=-=T a r ρρ时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使T r >min ρ）注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题15. 齿轮啮合基本定律：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21O O 交点），12i =16. 17. 表示18. 19. 标准安装时的中心距2121r r r c r a f a +⇒=++=20. 渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀），成形法的优点：方法简单，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）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出m c *，以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出m c *，刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削）21. 最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度ε下降）：对于α=20°和*a h =1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17（若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近，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)22. 轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合）=m i 1 23.24. 26．飞轮转动惯量的选择：δω2maxm A J =注：1）δωωω22min 2max min max max )(21m J J E E A =-=-=（m ax A 为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，m ax A 的确定方法可以参照书本99页）2）2minmax ωωω+=m （m ω为主轴转动角速度的算数平均值）3）mωωωδminmax -=（δ为不均匀系数）27.（刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

《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2. 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） 3. 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4. 自由度（F)=原动件数目,自由度计算公式：为高副数目）（为低副数目）（为活动构件数目）（H H L L P P P P n n F --=23 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5. 杆长条件：最短杆+最长杆≤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 III ） 满足杆长条件，若最短杆为机架的对边,则为双摇杆机构 IV ） 不满足杆长条件，则为双摇杆机构6. 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11180180180//21211221+-︒=⇒-︒+︒=====K K t t t t K θθθϕϕψψωω 为极位夹角(连杆与曲柄两次共线时，两线之间的夹角）7. 压力角：作用力F 方向与作用点绝对速度方向的夹角α8. 从动件压力角α=90°（传动角γ=0°）时产生死点，可用飞轮或者构件本身惯性消除 9. 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—-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--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）10. 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）11. 凸轮给从动件的力F 可以如图分解为沿从动件的有用分力F ’分力F''（F''=F ’tan α） 12. 凸轮机构的自锁现象:在α角增大的同时,F ’’增大，使导路摩擦力大于有用分力F'，系统无法运动,当压力角超过许用值【α】即发生自锁,【α】在摆动凸轮机构中建议35°—45°，机构中建议30°,【α】在回程凸轮机构中建议70°—80°13. 凸轮机构的运动规律与冲击的关系：I ）多项式运动规律：1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 14. 凸轮滚子机构半径的确定：为滚子半径、为理论轮廓的曲率半径、为工作轮廓的曲率半径T a r ρρI ）轮廓内凹时:T a r +=ρρ II ）轮廓外凸时：T a r -=ρρ（当0=-=T a r ρρ时,轮廓变尖,出现失真现象,所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使T r >min ρ) 注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题 15. 齿轮啮合基本定律: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21O O 交点），12122112b b r r P O P O i ===ωω（传动比需要恒定,即需要PO PO 12为常数） 16. 齿轮渐开线(口诀）:弧长等于发生线，基圆切线是法线,曲线形状随基圆，基圆内无渐开线啮合线：两啮合齿轮基圆的内公切线啮合角:节圆公切线与啮合线之间的夹角α'(即节圆的压力角） 17. 齿轮的基本参数：（弧长）弧长）齿槽宽齿厚、——齿根圆、——齿顶圆kk f f a a e s d r d r ( 基圆上的弧长）法向齿距（周节）齿距（周节）：(b n k k k p p e s p =+= f a h h 高度）齿根高（分度圆到齿根高度）齿顶高（分度圆到齿顶分度圆：人为规定（标准齿轮中分度圆与节圆重合），分度圆参数用r 、d 、e 、s 、p=e+s 表示（无下标）B h h h f a ）齿宽（轮齿轴向的厚度全齿高+= 轮齿的齿数为zmzr mz d p m p zp d zp d m 21,,///====⇒==有故定义只能取某些简单的值，，人为规定：分度圆的周长模数ππππ齿轮各项参数的计算公式：mz d =）短齿制正常齿齿顶高系数.80,1(****===a a a a a h h h m h h).3025.0()(*****==+=c c c m c h h a f 短齿制正常齿顶隙系数 m c h h h h a f a )2(**+=+=m h z h d d a a a )2(2*+=+=m c h z h d d a f f )22(2**--=-=18. 分度圆压力角α=arcos （/r)（为基圆半径,r 为分度圆半径) 所以ααcos cos mz d d b == 所以ααπαππcos cos cos p m zmz zd p p bb n =====19. 齿轮重合度:表示同时参加啮合的轮齿的对数，用（≥1才能连续传动）表示，越大,轮齿平均受力越小，传动越平稳 20. m c c c e s *21,00==-为标准值即顶隙即理论上齿侧间隙为标准安装时的中心距2121r r r c r a f a +⇒=++=21. 渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀),成形法的优点：方法简单，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）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的)，常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出m c *,以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀(顶部比传动用的齿条高出m c *，刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等,缺点:只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条,能够进行连续切削）22. 最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度下降）:对于α=20°和=1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17（若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近，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） 23. 轮系的分类:定轴轮系(轴线固定）、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合)一对定轴齿轮的传动比公式:abb a b a ab z z n n i ===ωω 对于（定轴)齿轮系，设输入轴的角速度为，输出轴的角速度为,所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积==m m i ωω11 齿轮系中齿轮转向判断（用箭头表示)：两齿轮外啮合时，箭头方向相反，同时指向或者背离啮合点，即头头相对或者尾尾相对；两齿轮内啮合时，箭头方向相同 蜗轮蜗杆判断涡轮的转动方向：判断蜗杆的螺纹是左旋还是右旋，左旋用左手,右旋用右手，用手顺着蜗杆的旋转方向把握蜗杆，拇指指向即为涡轮的旋转方向周转轮系(包括只需要一个原动件的行星轮系和需要两个原动件的差动轮系）的传动比:所有主动轮齿数的乘积至转化轮系从所有从动轮齿数的乘积至转化轮系从）（K G K G n n n n n n iH H K H H G H K H G H GK±=--==注：不能忘记减去行星架的转速,此外,判断G 与K 两轮的转向是否相同，如果转向相同,则最后的结果符号取“+”,如果转向相反，则结果的符号取“—"复合轮系的传动比计算，关键在于找出周转轮系，剩下的均为定轴轮系，计算时要先名明确传递的路线是从哪一个轮传向下一个轮24. （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）25. 调节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避免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)对于非周期性的速度波动，我们可以采用调速器进行调节(机械式离心调速器，结构简单,成本低廉,但是它的体积庞大，灵敏度低,近代机器多采用电子调速装置) 26．飞轮转动惯量的选择:δω2m axmA J =注：1） δωωω22min 2max min max max )(21m J J E E A =-=-=（m ax A 为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，m ax A 的确定方法可以参照书本99页） 2)2minmax ωωω+=m （为主轴转动角速度的算数平均值）3)mωωωδminmax -=（为不均匀系数)27.(刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

欢迎共阅《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2. 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）3. 4. F =35. I ） II ） III ） IV ）6. θ7. 8. 9. 1III ）10. 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）11. 凸轮给从动件的力FF ’’（F ’’=F ’tan α） 12. 凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F ’’大于有用分力F ’生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°-45°，【α机构中建议30°，【α】在回程凸轮机构中建议70°-8013. 凸轮机构的运动规律与冲击的关系：I 律——刚性冲击2）等加等减速（二次多项式）——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 14. 凸轮滚子机构半径的确定：I ）轮廓内凹时：T a r +=ρρII ）轮廓外凸时：T a r -=ρρ（当0=-=T a r ρρ时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使T r >min ρ）注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题15. 齿轮啮合基本定律：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21O O 交点），12i =16. 17. 表示18. 19. 标准安装时的中心距2121r r r c r a f a +⇒=++=20. 渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀），成形法的优点：方法简单，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）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出m c *，以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出m c *，刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削）21. 最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度ε下降）：对于α=20°和*a h =1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17（若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近，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)22. 轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合）=m i 1 23.24. 26．飞轮转动惯量的选择：δω2maxm A J =注：1）δωωω22min 2max min max max )(21m J J E E A =-=-=（m ax A 为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，m ax A 的确定方法可以参照书本99页）2）2minmax ωωω+=m （m ω为主轴转动角速度的算数平均值）3）mωωωδminmax -=（δ为不均匀系数）27.（刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

关于机械设计基础知识总结（精选3篇）关于机械设计基础知识总结篇1连接1. 螺纹的主要几何参数：大径(公称直径)、小径、中径、螺距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角。

2. 牙侧角越大，自锁性越好，效率越低。

3. 把牙型角等于60度的三角形米制螺纹称为普通螺纹，以大径为公称直径。

同一公称直径可以有多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹。

公称直径相同时，细牙螺纹的自锁性能好，但不耐磨、易滑扣。

4. M24:粗牙普通螺纹，公称直径24，螺距3;M24×1.5:细牙普通螺纹，公称直径24，螺距1.5。

5. 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。

对顶螺母属于摩擦放松。

6. 螺栓的主要失效形式：1)螺栓杆拉断;2)螺纹的压溃和剪断;3)经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象。

7. 螺栓螺纹部分的强度条件。

螺栓的总拉伸荷载为：工作荷载和残余预紧力。

8. 计算压油缸上的螺栓连接和螺栓的分布圆直径。

齿轮传动1. 按照工作条件，齿轮传动可分为闭式传动和开式传动。

2. 轮齿的失效形式主要有：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。

在一般闭式齿轮传动中，齿轮的主要是小型齿面解除疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断。

齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，故常取节点处的接触应力为计算依据。

一般仅有一对齿啮合，即荷载由一对齿承担。

对于开式齿轮，主要的失效形式有：齿面点蚀和齿轮的弯曲疲劳强度破坏。

3. 热处理：钢在固体状态下被加热到一定温度，保温，不同的冷却方法，改变钢的组织结构，得到所需性能。

退火：放在空气中缓慢降温。

正火：空气中对流冷却。

淬火:放在水中或油中冷却。

4. 直齿圆柱齿轮传动的作用力及其各力的方向：圆周力及其方向，径向力及其方向。

5. 齿面接触应力的验算公式。

两轮的接触应力是作用力和反作用力，大小相等方向相反，但两轮的许用应力不同，因为两轮的材料和热处理方式不同，计算中取两轮中较小者。

《机械设计基础》重点总结一、机械设计基础概述机械设计基础是机械工程专业的一门重要课程，它涵盖了机械设计的基本概念、原理和方法。

本课程的主要目标是培养学生具备机械系统设计、分析和优化的能力，为后续的机械设计课程和实际工程设计打下坚实的基础。

二、机械设计基础重点内容1、机械设计基础知识：包括机械零件的分类、材料选择、制造工艺、性能要求等方面的知识。

2、常用机构和零部件：如齿轮机构、链传动、带传动、蜗轮蜗杆传动、滚动轴承、轴系零部件等。

这些机构和零部件的结构特点、工作原理、性能参数以及选型、设计和计算方法等是学习的重点。

3、机械传动系统设计：学生需要掌握机械传动系统的基本组成、类型和设计方法，包括齿轮传动系统设计、带传动系统设计、链传动系统设计等。

4、机械强度分析：学生需要了解机械零件的强度计算方法，包括弯曲强度、剪切强度、挤压强度、接触强度等。

同时，还需要掌握疲劳强度计算和校核的方法。

5、机械动力学分析：学生需要了解机械系统的动力学特性，包括惯性力、动载荷、振动等，掌握动力学分析和计算的方法。

6、机械系统的可靠性设计：学生需要了解可靠性设计的基本概念和方法，掌握可靠性分析和计算的技巧。

7、机械系统的维护与保养：学生需要了解机械系统的维护和保养知识，包括润滑、清洁、检查等日常保养和定期保养的方法。

三、学习方法建议1、掌握基本概念：对于机械设计基础这门课程，掌握基本概念是至关重要的。

学生需要在学习过程中对每个概念进行深入理解，并能够熟练运用。

2、理论实际：学习机械设计基础不能仅仅停留在理论层面，还需要结合实际工程问题进行学习和实践。

学生可以通过参加课程设计、实验等方式将理论知识应用到实践中去。

3、培养分析和解决问题的能力：在学习过程中，学生需要培养分析和解决问题的能力。

对于遇到的问题，学生应该学会从多个角度进行分析，并能够提出有效的解决方案。

4、注重归纳总结：机械设计基础知识点繁多，学生需要经常进行归纳总结，找出知识点之间的和规律，形成自己的知识体系。

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：为高副数目）（为低副数目）（为活动构件数目）（H H L L P P P P n n F --=23 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≤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，则为曲柄摇杆机构满足杆长条件，若最短杆为机架的对边，则为双摇杆机构III ） 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 11180180180//21211221+-︒=⇒-︒+︒=====K K t t t t K θθθϕϕψψωω θ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c v 方向的夹角α7. 从动件压力角α=90°（传动角γ=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——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——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）10. 凸轮给从动件的力FF ’和使从动件压紧导路的有害分力F ’’（F 11. 凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F 路摩擦力大于有用分力F ’，系统无法运动，即发生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°-45°，【α】在直动凸轮机构中建议30°，【α】在回程凸轮机构中建议70°-80°12. 凸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13. 凸轮滚子机构半径的确定：为滚子半径、为理论轮廓的曲率半径、为工作轮廓的曲率半径T a r ρρI ）轮廓内凹时：T a r +=ρρ II ）轮廓外凸时：T a r -=ρρ（当0=-=T a r ρρ时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使T r >min ρ）注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题14. 齿轮啮合基本定律：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21O O 交点），12122112b b r r P O P O i ===ωω（传动比需要恒定，即需要P O PO 12为常数）15. 齿轮渐开线（口诀）：弧长等于发生线，基圆切线是法线，曲线形状随基圆，基圆内无渐开线啮合线：两啮合齿轮基圆的内公切线啮合角：节圆公切线与啮合线之间的夹角α’（即节圆的压力角）16. 齿轮的基本参数：（弧长）弧长）齿槽宽齿厚、——齿根圆、——齿顶圆kk f f a a e s d r d r ( 基圆上的弧长）法向齿距（周节）齿距（周节）：(b n k k k p p e s p =+=f a h h 高度）齿根高（分度圆到齿根高度）齿顶高（分度圆到齿顶分度圆：人为规定（标准齿轮中分度圆与节圆重合），分度圆参数用r 、d 、e 、s 、p=e+s 表示（无下标）B h h h f a ）齿宽（轮齿轴向的厚度全齿高+= 轮齿的齿数为zmz r mz d p m p zp d zp d m 21,,///====⇒==有故定义只能取某些简单的值，，人为规定：分度圆的周长模数ππππ齿轮各项参数的计算公式：mz d =）短齿制正常齿齿顶高系数.80,1(****===a a a a a h h h m h h).3025.0()(*****==+=c c c m c h h a f 短齿制正常齿顶隙系数m c h h h h a f a )2(**+=+=m h z h d d a a a )2(2*+=+= m c h z h d d a f f )22(2**--=-=17. 分度圆压力角α=arcos （b r /r ）（b r 为基圆半径，r 为分度圆半径）所以ααcos cos mz d d b== 所以ααπαππcos cos cos p m zmz z d p p bb n ===== 18. 齿轮重合度：表示同时参加啮合的轮齿的对数，用ε（ε≥1才能连续传动）表示，ε越大，轮齿平均受力越小，传动越平稳19. m c c c e s *21,00==-为标准值即顶隙即理论上齿侧间隙为标准安装时的中心距2121r r r c r a fa +⇒=++= 20. 渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀），成形法的优点：方法简单，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）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出m c *，以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出m c *，刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削）21. 最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度ε下降）：对于α=20°和*a h =1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17（若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近，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)22. 轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合） 一对定轴齿轮的传动比公式：ab b a b a ab z z n n i ===ωω 对于（定轴）齿轮系，设输入轴的角速度为1ω，输出轴的角速度为m ω，所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积==m m i ωω11齿轮系中齿轮转向判断（用箭头表示）：两齿轮外啮合时，箭头方向相反，同时指向或者背离啮合点，即头头相对或者尾尾相对；两齿轮内啮合时，箭头方向相同蜗轮蜗杆判断涡轮的转动方向：判断蜗杆的螺纹是左旋还是右旋，左旋用左手，右旋用右手，用手顺着蜗杆的旋转方向把握蜗杆，拇指指向即为涡轮的旋转方向周转轮系（包括只需要一个原动件的行星轮系和需要两个原动件的差动轮系）的传动比：所有主动轮齿数的乘积至转化轮系从所有从动轮齿数的乘积至转化轮系从）（K G K G n n n n n n i H H K H H G H K H G HGK ±=--== 注：不能忘记减去行星架的转速，此外，判断G 与K 两轮的转向是否相同，如果转向相同，则最后的结果符号取“+”，如果转向相反，则结果的符号取“-”复合轮系的传动比计算，关键在于找出周转轮系，剩下的均为定轴轮系，计算时要先名明确传递的路线是从哪一个轮传向下一个轮23. （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）24. 调节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避免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）对于非周期性的速度波动，我们可以采用调速器进行调节（机械式离心调速器，结构简单，成本低廉，但是它的体积庞大，灵敏度低，近代机器多采用电子调速装置）26．飞轮转动惯量的选择：δω2m ax m A J =注：1） δωωω22min 2max min max max )(21m J J E E A =-=-=（m ax A 为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，m ax A 的确定方法可以参照书本99页）2）2min max ωωω+=m （m ω为主轴转动角速度的算数平均值） 3）mωωωδmin max -=（δ为不均匀系数） 27.（刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

机械设计基础知识点总结机械设计是指根据物体的用途和需求，利用力学、材料学等相关知识，设计出能够满足要求的机械产品或设备。

下面将从机械设计的基本原理、机械零件的设计、机械动力传动等方面进行总结。

1.机械设计基本原理（1）静力学基本原理：包括平衡状态、力的作用点、力的合成与分解、力的分布等。

（2）运动学基本原理：包括平面运动与空间运动、速度与加速度、几何运动与连续运动等。

（3）动力学基本原理：包括质点的运动方程、惯性力、作用力与反作用力、能量守恒定律、动量守恒定律等。

2.机械零件的设计（1）轴的设计：根据承载工况、传动功率和转速等要求确定轴的材料、直径和长度等。

（2）联接件的设计：包括轴承、齿轮、键、销、螺纹等。

设计时要考虑力的传递效果、零件的寿命和可维修性等。

（3）阀门的设计：根据流体的特性和工作条件，选择适当的阀门类型和材料，以确保流体的控制效果。

（4）弹簧的设计：根据所受载荷、工作环境和弹簧材料等因素，确定弹簧的直径、圈数、螺距和螺纹等参数。

（5）联轴器的设计：根据传动功率、转速和工作环境等要求，选择适当的联轴器类型和材料，以确保传动效果和可靠性。

3.机械动力传动（1）带传动：包括平带传动、V带传动、齿轮带传动等。

设计时要考虑传动效率、速比、中心距等因素。

（2）齿轮传动：根据传动功率、转速比和工作环境等要求，选择适当的齿轮类型和材料，以确保传动效果和可靠性。

常见的齿轮有直齿轮、斜齿轮、蜗杆等。

（3）链传动：包括链条传动、滚子链传动等。

设计时要考虑链条选择、链轮选择和传动效果等因素。

（4）轴承：包括滚动轴承和滑动轴承。

设计时要考虑承载能力、摩擦和磨损等因素。

4.机械工程材料（1）常用金属材料：如钢、铝、铜等。

要根据机械设计的要求，选择合适的材料进行设计。

（2）非金属材料：如塑料、橡胶、陶瓷等。

要根据工作条件和使用要求选择合适的材料。

（3）复合材料：是由两个或多个不同材料按一定比例组合而成。

设计时要考虑材料的强度、重量和成本等因素。

- L - H 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 （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≤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III ） 满足杆长条件，若最短杆为机架的对边，则为双摇杆t ϕ ϕ 2机构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K = ω1 ω2 = ψ / t 2 ψ / t 1 = 1 = 1 = t 2 180︒+ θ 180︒ - θ⇒ θ = 180︒ K - 1K + 1θ 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 α7. 从动件压力角 α=90°（传动角 γ=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——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——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 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）10. 凸轮给从动件的力 F和使从动件压紧导路的有害分力 F’’（F’’=F’tan 11. 凸轮机构的自锁现象：在 α 角增大的同时，路摩擦力大于有用分力 F’【α】即发生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议 35°-45°，【α】在直动凸轮机构中建议 30°，【α】在回程凸轮机构中建议 70°-80°12. 凸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13. 凸轮滚子机构半径的确定：ρ a 为工作轮廓的曲率半径、ρ为理论轮廓的曲率半径、r T 为滚子半径I ）轮廓内凹时： ρ a = ρ + r TII ）轮廓外凸时： ρa = ρ - r T （当= b 2 （传动比 kρa = ρ - r T = 0 时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使 ρ min > r T ）注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题14. 齿轮啮合基本定律：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 O 1O 2 交点）， i 12= ω1 ω2=O 2 P O 1P rr b 1需要恒定，即需要 O 2P O 1P为常数）15. 齿轮渐开线（口诀）：弧长等于发生线，基圆切线是法线，曲线形状随基圆，基圆内无渐开线啮合线：两啮合齿轮基圆的内公切线啮合角：节圆公切线与啮合线之间的夹角 α’（即节圆的压力角）16. 齿轮的基本参数：齿顶圆 — —r a 、d a 齿根圆 — —r f 、d f 齿厚s k (弧长）齿槽宽e （弧长） 齿距（周节）：p k = s k + e k 法向齿距（周节）p n = p b (基圆上的弧长）齿顶高（分度圆到齿顶高度）h a 齿根高（分度圆到齿根高度）h f分度圆：人为规定（标准齿轮中分度圆与节圆重合），分度圆参数用 r 、d 、e 、s 、p=e+s 表示（无下标）全齿高h = h a + h f 齿宽（轮齿轴向的厚度）B轮齿的齿数为 z模数m ：分度圆的周长 = πd = zp ⇒ d = zp / π，人为规定p / π只能取某些简单的值，故定义m = p / π , 有d = mz , r = 1 2mz* * * * * * * *齿轮各项参数的计算公式： d = mzh a = h a m (齿顶高系数h a 正常齿h a = 1, 短齿制h a = 0.8）h f = (h a + c * )m (顶隙系数c *正常齿c * = 0.25短齿制c * = 0.3) h = h a + h f = (2h a + c *)md a = d + 2h a = (z + 2h a )m d f = d - 2h f = (z - 2h a - 2c *)m17. 分度圆压力角 α=arcos （ r b /r ）（ r b 为基圆半径，r 为分度圆半径）所以 d b = d cos α = mz cos α所以 p n= p b = πd b z= πmz cos α z= πm cos α = p cos α18. 齿轮重合度：表示同时参加啮合的轮齿的对数，用 ε （ ε ≥1才能连续传动）表示， ε 越大，轮齿平均受力越小，传动越平稳19. 理论上齿侧间隙为0即s 1 - e 2 = 0, 顶隙c 为标准值即c = c *m标准安装时的中心距 a = r a 1 + c + r 2 f ⇒= r 1 + r 220. 渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀），成形法的优点：方法简单，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）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出 c *m ，以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率*=a=b速度为ωm ，i1m=ω1低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出c*m，刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削）21.最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度ε下降）：对于α=20°和h a=1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17（若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近，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)22.轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合）一对定轴齿轮的传动比公式：iab =ωaωbn zn b z a对于（定轴）齿轮系，设输入轴的角速度为ω1，输出轴的角ωm =所有从动轮齿数的乘积所有主动轮齿数的乘积齿轮系中齿轮转向判断（用箭头表示）：两齿轮外啮合时，箭头方向相反，同时指向或者背离啮合点，即头头相对或者i GK= n K = G H =（±）H尾尾相对；两齿轮内啮合时，箭头方向相同蜗轮蜗杆判断涡轮的转动方向：判断蜗杆的螺纹是左旋还是右旋，左旋用左手，右旋用右手，用手顺着蜗杆的旋转方向把握蜗杆，拇指指向即为涡轮的旋转方向周转轮系（包括只需要一个原动件的行星轮系和需要两个原动件的差动轮系）的传动比：H n G H n H- n H n K - n H 转化轮系从G 至K 所有从动轮齿数的乘积转化轮系从G 至K 所有主动轮齿数的乘积注：不能忘记减去行星架的转速，此外，判断 G 与 K 两轮的转向是否相同，如果转向相同，则最后的结果符号取“+”，如果转向相反，则结果的符号取“-”复合轮系的传动比计算，关键在于找出周转轮系，剩下的均为定轴轮系，计算时要先名明确传递的路线是从哪一个轮传向下一个轮23. （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）24. 调节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避免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）2 J (ω max-ωmin) = J ωm2δ （ A max 为最大功对于非周期性的速度波动，我们可以采用调速器进行调节（机械式离心调速器，结构简单，成本低廉，但是它的体积庞大，灵敏度低，近代机器多采用电子调速装置）26．飞轮转动惯量的选择： J = A max ωm δ注：1）A max = E max - E min = 1 2 2 2亏，即飞轮的动能极限差值， A max 的确定方法可以参照书本 99 页）2） ωm = ωmax + ωmin 2（ ωm 为主轴转动角速度的算数平均值）3） δ = ωmax - ωmin ωm（ δ 为不均匀系数）27.（刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

《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2.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）3.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4.自由度（F）=原动件数目,自由度计算公式：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5.杆长条件：最短杆+最长杆≤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III）满足杆长条件，若最短杆为机架的对边，则为双摇杆机构IV）不满足杆长条件，则为双摇杆机构6.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表示为极位夹角（连杆与曲柄两次共线时，两线之间的夹角）7.压力角:作用力F方向与作用点绝对速度方向的夹角α8.从动件压力角α=90°(传动角γ=0°)时产生死点，可用飞轮或者构件本身惯性消除9.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--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-—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）10.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）11.凸轮给从动件的力F可以如图分解为沿从动件的有用分力F’分力F’'(F’’=F’tanα）12.凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F’’大于有用分力F’生自锁,【α】在摆动凸轮机构中建议35°-45°，机构中建议30°,【α】在回程凸轮机构中建议70°—80°13.凸轮机构的运动规律与冲击的关系：I）多项式运动规律：1)动规律—-刚性冲击2）等加等减速（二次多项式）运动规律——无冲击（适用于高速凸轮机构）II）谐）运动规律——柔性冲击2）正弦加速度（摆线）运动规律-动规律:将集中运动规律组合,以改善运动特性14.凸轮滚子机构半径的确定：I）轮廓内凹时：II）轮廓外凸时：（当时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使）注:平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题15.齿轮啮合基本定律：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交点），（传动比需要恒定，即需要为常数)16.齿轮渐开线(口诀）：弧长等于发生线，基圆切线是法线，曲线形状随基圆，基圆内无渐开线啮合线:两啮合齿轮基圆的内公切线啮合角：节圆公切线与啮合线之间的夹角α’(即节圆的压力角）17.齿轮的基本参数：分度圆：人为规定（标准齿轮中分度圆与节圆重合),分度圆参数用r、d、e、s、p=e+s表示（无下标）轮齿的齿数为z齿轮各项参数的计算公式：18.分度圆压力角α=arcos（/r）（为基圆半径，r为分度圆半径）所以所以19.齿轮重合度:表示同时参加啮合的轮齿的对数，用(≥1才能连续传动）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20.渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形,例如盘铣刀和指状铣刀)，成形法的优点:方法简单，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）范成法(利用一对齿轮（或者齿轮与齿条)互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的),常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出，以便切出顶隙部分,刀具模拟啮合旋转并轴向运动,缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出,刀具进行轴向运动,切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等,缺点：只能间断地切削、生产效率低)、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削）21.最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度下降):对于α=20°和=1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17(若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近，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）22.轮系的分类：定轴轮系（轴线固定)、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合）一对定轴齿轮的传动比公式：对于（定轴）齿轮系，设输入轴的角速度为，输出轴的角速度为，齿轮系中齿轮转向判断（用箭头表示）：两齿轮外啮合时，箭头方向相反，同时指向或者背离啮合点，即头头相对或者尾尾相对；两齿轮内啮合时,箭头方向相同蜗轮蜗杆判断涡轮的转动方向:判断蜗杆的螺纹是左旋还是右旋，左旋用左手，右旋用右手，用手顺着蜗杆的旋转方向把握蜗杆,拇指指向即为涡轮的旋转方向周转轮系（包括只需要一个原动件的行星轮系和需要两个原动件的差动轮系）的传动比：注：不能忘记减去行星架的转速，此外，判断G与K两轮的转向是否相同，如果转向相同,则最后的结果符号取“+"，如果转向相反，则结果的符号取“—"复合轮系的传动比计算,关键在于找出周转轮系,剩下的均为定轴轮系，计算时要先名明确传递的路线是从哪一个轮传向下一个轮23.（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)24.调节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避免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）对于非周期性的速度波动，我们可以采用调速器进行调节（机械式离心调速器，结构简单，成本低廉，但是它的体积庞大,灵敏度低,近代机器多采用电子调速装置）26．飞轮转动惯量的选择：注：1) (为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，的确定方法可以参照书本99页）2)（为主轴转动角速度的算数平均值)3）（为不均匀系数）27.（刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡,以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

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：为高副数目）（为低副数目）（为活动构件数目）（H H L L P P P P n n F --=23 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≤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III ） 满足杆长条件，若最短杆为机架的对边，则为双摇杆机构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 11180180180//21211221+-︒=⇒-︒+︒=====K K t t t t K θθθϕϕψψωω θ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c v 方向的夹角α7. 从动件压力角α=90°（传动角γ=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——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——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）10. 凸轮给从动件的力FF ’和使从动件压紧导路的有害分力F ’’（F 11. 凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F 路摩擦力大于有用分力F ’，系统无法运动，即发生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°-45°，【α】在直动凸轮机构中建议30°，【α】在回程凸轮机构中建议70°-80°12. 凸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13. 凸轮滚子机构半径的确定：为滚子半径、为理论轮廓的曲率半径、为工作轮廓的曲率半径T a r ρρI ）轮廓内凹时：T a r +=ρρ II ）轮廓外凸时：T a r -=ρρ（当0=-=T a r ρρ时，轮廓变尖，出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使T r >min ρ）注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题14. 齿轮啮合基本定律：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21O O 交点），12122112b b r r P O P O i ===ωω（传动比需要恒定，即需要P O PO 12为常数）15. 齿轮渐开线（口诀）：弧长等于发生线，基圆切线是法线，曲线形状随基圆，基圆内无渐开线啮合线：两啮合齿轮基圆的内公切线啮合角：节圆公切线与啮合线之间的夹角α’（即节圆的压力角）16. 齿轮的基本参数：（弧长）弧长）齿槽宽齿厚、——齿根圆、——齿顶圆kk f f a a e s d r d r ( 基圆上的弧长）法向齿距（周节）齿距（周节）：(b n k k k p p e s p =+=f a h h 高度）齿根高（分度圆到齿根高度）齿顶高（分度圆到齿顶分度圆：人为规定（标准齿轮中分度圆与节圆重合），分度圆参数用r 、d 、e 、s 、p=e+s 表示（无下标）B h h h f a ）齿宽（轮齿轴向的厚度全齿高+= 轮齿的齿数为zmz r mz d p m p zp d zp d m 21,,///====⇒==有故定义只能取某些简单的值，，人为规定：分度圆的周长模数ππππ齿轮各项参数的计算公式：mz d =）短齿制正常齿齿顶高系数.80,1(****===a a a a a h h h m h h).3025.0()(*****==+=c c c m c h h a f 短齿制正常齿顶隙系数m c h h h h a f a )2(**+=+=m h z h d d a a a )2(2*+=+= m c h z h d d a f f )22(2**--=-=17. 分度圆压力角α=arcos （b r /r ）（b r 为基圆半径，r 为分度圆半径）所以ααcos cos mz d d b== 所以ααπαππcos cos cos p m zmz z d p p bb n ===== 18. 齿轮重合度：表示同时参加啮合的轮齿的对数，用ε（ε≥1才能连续传动）表示，ε越大，轮齿平均受力越小，传动越平稳19. m c c c e s *21,00==-为标准值即顶隙即理论上齿侧间隙为标准安装时的中心距2121r r r c r a fa +⇒=++= 20. 渐开线齿轮的加工方法：1）成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀），成形法的优点：方法简单，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）范成法（利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出m c *，以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿条插刀（顶部比传动用的齿条高出m c *，刀具进行轴向运动，切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削）21. 最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度ε下降）：对于α=20°和*a h =1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17（若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近，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)22. 轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公转）、复合轮系（两者混合） 一对定轴齿轮的传动比公式：ab b a b a ab z z n n i ===ωω 对于（定轴）齿轮系，设输入轴的角速度为1ω，输出轴的角速度为m ω，所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积==m m i ωω11 齿轮系中齿轮转向判断（用箭头表示）：两齿轮外啮合时，箭头方向相反，同时指向或者背离啮合点，即头头相对或者尾尾相对；两齿轮内啮合时，箭头方向相同蜗轮蜗杆判断涡轮的转动方向：判断蜗杆的螺纹是左旋还是右旋，左旋用左手，右旋用右手，用手顺着蜗杆的旋转方向把握蜗杆，拇指指向即为涡轮的旋转方向周转轮系（包括只需要一个原动件的行星轮系和需要两个原动件的差动轮系）的传动比：所有主动轮齿数的乘积至转化轮系从所有从动轮齿数的乘积至转化轮系从）（K G K G n n n n n n i H H K H H G H K H G HGK ±=--== 注：不能忘记减去行星架的转速，此外，判断G 与K 两轮的转向是否相同，如果转向相同，则最后的结果符号取“+”，如果转向相反，则结果的符号取“-”复合轮系的传动比计算，关键在于找出周转轮系，剩下的均为定轴轮系，计算时要先名明确传递的路线是从哪一个轮传向下一个轮23. （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）24. 调节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避免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）对于非周期性的速度波动，我们可以采用调速器进行调节（机械式离心调速器，结构简单，成本低廉，但是它的体积庞大，灵敏度低，近代机器多采用电子调速装置）26．飞轮转动惯量的选择：δω2m ax m A J =注：1） δωωω22min 2max min max max )(21m J J E E A =-=-=（m ax A 为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，m ax A 的确定方法可以参照书本99页）2）2min max ωωω+=m （m ω为主轴转动角速度的算数平均值） 3）mωωωδmin max -=（δ为不均匀系数） 27.（刚性）回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

《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2.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) 3.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4.自由度(F)=原动件数目，自由度计算公式：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5.杆长条件：最短杆+最长杆≤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III）满足杆长条件，若最短杆为机架的对边，则为双摇杆机构IV）不满足杆长条件,则为双摇杆机构6.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表示为极位夹角（连杆与曲柄两次共线时,两线之间的夹角）7.压力角：作用力F方向与作用点绝对速度方向的夹角α8.从动件压力角α=90°（传动角γ=0°)时产生死点,可用飞轮或者构件本身惯性消除9.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——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——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）10.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）11.凸轮给从动件的力F可以如图分解为沿从动件的有用分力F’分力F'’(F’’=F'tanα）12.凸轮机构的自锁现象：在α角增大的同时，F’’大于有用分力F'生自锁，【α】在摆动凸轮机构中建议35°—45°，机构中建议30°，【α】在回程凸轮机构中建议70°—80°13.凸轮机构的运动规律与冲击的关系：I）多项式运动规律：1)动规律——刚性冲击2）等加等减速（二次多项式)运动规律--无冲击（适用于高速凸轮机构）II谐）运动规律——柔性冲击2动规律：将集中运动规律组合，以改善运动特性14.凸轮滚子机构半径的确定：I)轮廓内凹时: II）轮廓外凸时：（当时，轮廓变尖,出现失真现象，所以要使机构正常工作，对于外凸轮廓要使）注：平底推杆凸轮机构也会出现失真现象，可以增大凸轮的基圆半径来解决问题15.齿轮啮合基本定律: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交点），（传动比需要恒定，即需要为常数）16.齿轮渐开线(口诀）:弧长等于发生线，基圆切线是法线，曲线形状随基圆,基圆内无渐开线啮合线:两啮合齿轮基圆的内公切线啮合角：节圆公切线与啮合线之间的夹角α’（即节圆的压力角）17.齿轮的基本参数：分度圆：人为规定（标准齿轮中分度圆与节圆重合），分度圆参数用r、d、e、s、p=e+s 表示(无下标）轮齿的齿数为z齿轮各项参数的计算公式:18.分度圆压力角α=arcos（/r）(为基圆半径，r为分度圆半径）所以所以19.齿轮重合度：表示同时参加啮合的轮齿的对数，用（≥1才能连续传动）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20.渐开线齿轮的加工方法：1)成形法（用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形，例如盘铣刀和指状铣刀）,成形法的优点：方法简单，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)范成法(利用一对齿轮（或者齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿阔互为包络线的原理来切齿的），常见的刀具例如齿轮插刀（刀具顶部比正常齿高出，以便切出顶隙部分，刀具模拟啮合旋转并轴向运动，缺点:只能间断地切削、生产效率低)、齿条插刀(顶部比传动用的齿条高出,刀具进行轴向运动,切出的齿轮分度圆齿厚和分度圆齿槽宽相等，缺点：只能间断地切削、生产效率低）、齿轮滚刀（其在工作面上的投影为一齿条，能够进行连续切削）21.最少齿数和根切（根切会削弱齿轮的抗弯强度、使重合度下降）:对于α=20°和=1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条加工时，其最小齿数为17(若允许略有根切,正常齿标准齿轮的实际最小齿数可取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能力比较接近,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) 22.轮系的分类：定轴轮系（轴线固定）、周转轮系（轴有公转)、复合轮系（两者混合）一对定轴齿轮的传动比公式：对于（定轴）齿轮系，设输入轴的角速度为，输出轴的角速度为，齿轮系中齿轮转向判断(用箭头表示）：两齿轮外啮合时，箭头方向相反，同时指向或者背离啮合点，即头头相对或者尾尾相对;两齿轮内啮合时,箭头方向相同蜗轮蜗杆判断涡轮的转动方向:判断蜗杆的螺纹是左旋还是右旋，左旋用左手，右旋用右手，用手顺着蜗杆的旋转方向把握蜗杆,拇指指向即为涡轮的旋转方向周转轮系（包括只需要一个原动件的行星轮系和需要两个原动件的差动轮系）的传动比：注：不能忘记减去行星架的转速，此外,判断G与K两轮的转向是否相同，如果转向相同，则最后的结果符号取“+”,如果转向相反，则结果的符号取“—”复合轮系的传动比计算,关键在于找出周转轮系,剩下的均为定轴轮系，计算时要先名明确传递的路线是从哪一个轮传向下一个轮23.（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)24.调节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避免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）对于非周期性的速度波动，我们可以采用调速器进行调节（机械式离心调速器，结构简单，成本低廉，但是它的体积庞大，灵敏度低，近代机器多采用电子调速装置）26．飞轮转动惯量的选择：注：1）(为最大功亏，即飞轮的动能极限差值，的确定方法可以参照书本99页）2）（为主轴转动角速度的算数平均值）3)（为不均匀系数）27.(刚性)回转件的平衡：目的是使回转件工作时离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。