机械设计实用计算公式大全
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机械全部计算公式机械计算公式是指用于描述机械运动或力学问题的数学公式。
机械计算公式基于牛顿力学和欧拉-拉格朗日原理,涵盖了很多方面的内容,比如运动学、力学、静力学、动力学、振动、刚体力学等。
1.运动学公式:-位移公式:位移(S)等于速度(v)乘以时间(t)。
S=v*t-速度公式:速度(v)等于位移(S)除以时间(t)。
v=S/t-加速度公式:加速度(a)等于速度变化(Δv)除以时间(Δt)。
a=Δv/Δt- 直线运动平均速度公式:平均速度(v_avg)等于总位移(ΔS)除以总时间(Δt)。
v_avg = ΔS / Δt2.力学公式:-牛顿第二定律:力(F)等于物体的质量(m)和加速度(a)的乘积。
F=m*a-动量公式:动量(p)等于物体的质量(m)乘以速度(v)。
p=m*v-动量变化公式:物体动量的变化(Δp)等于施加在物体上的力(F)乘以时间(Δt)。
Δp=F*Δt-能量公式:能量(E)等于物体的质量(m)乘以速度(v)的平方的二分之一E=1/2*m*v^23.静力学公式:-牛顿第一定律:当物体处于平衡状态时,合力(F)等于零。
F=0-牛顿第三定律:作用力(F)和反作用力(-F)大小相等、方向相反。
F=-F- 斜面静力学公式:斜面上的力(F)等于物体的重力(mg)与斜面夹角(θ)的正弦值的乘积。
F = mg * sin(θ)-力矩公式:力矩(T)等于力(F)乘以力臂(r),力臂是力的作用点到转轴的距离。
T=F*r4.动力学公式:-动能公式:动能(K)等于物体的质量(m)乘以速度(v)的平方的二分之一K=1/2*m*v^2-动量定理:物体的动量变化等于作用在物体上的合力的时间积分。
Δp = ∫F dt5.振动公式:- 简谐振动公式:简谐振动的位移(x)等于振幅(A)乘以正弦(sin)函数,角速度(ω)和时间(t)的乘积。
x = A * sin(ωt)6.刚体力学公式:-线速度公式:线速度(v)等于角速度(ω)乘以物体的半径(r)。
运动学篇一、直线运动:基本公式:(距离、速度、加速度和时间之间的关系)1)路程=初速度x时间+加速度x时间^2/22)平均速度=路程/时间;3)末速度-初速度=2x加速度x路程;4)加速度=(末速度-初速度)/时间5)中间时刻速度=(初速度+末速度)/26)力与运动之间的联系:牛顿第二定律:F=ma,[合外力(N)=物体质量(kg)x加速度(m/s^2)] (注:重力加速度g=9.8m/s^2或g=9.8N/kg)二、旋转运动:(旋转运动与直线运动类似,注:弧度是没有单位的)单位对比:圆的弧长计算公式:弧长s=rθ=圆弧的半径x圆弧角度(角位移)周长=C=2πr=πd,即:圆的周长=2x3.14x圆弧的半径=3.14x圆弧的直径旋转运动中角位移、弧度(rad)和公转(r)之间的关系。
1)1r(公转)=2π(弧度)=360°(角位移)2)1rad=360°/(2π)=57.3°3)1°=2π/360°=0.01745rad4)1rad=0.16r5)1°=0.003r6)1r/min=1x2x3.14=6.28rad/min7)1r/min=1x360°=360°/min三、旋转运动与直线运动的联系:1)弧长计算公式(s=rθ):弧长=圆弧的半径x圆心角(圆弧角度或角位移)2)角速度(角速度是角度(角位移)的时间变化率)(ω=θ/t):角速度=圆弧角度/时间注:结合上式可推倒出角速度与圆周速度(即:s/t也称切线速度)之间的关系。
S3)圆周速度=角速度x半径,(即:v=ωr)注:角度度ω的单位一般为rad/s,实际应用中,旋转速度的单位大多表示为r/min (每分钟多少转)。
可通过下式换算:1rad/s=1x60/(2x3.14)r/min例如:电机的转速为100rad/s的速度运行,我们将角速度ω=100rad/s换算成r/min 单位,则为:ω=100rad/s=100x60/(2π)=955r/min4)rad/s和r/min的联系公式:转速n(r/min)= ω(rad/s)x60/(2π),即:转速(r/min)=角速度(rad/s)x60/(2π);5)角速度ω与转速n之间的关系(使用时须注意单位统一):ω=2πn,(即:带单位时为角速度(rad/s)=2x3.14x转速(r/min)/60)6)直线(切线)速度、转速和2πr(圆的周长)之间的关系(使用时需注意单位):圆周速度v=2πrn=(πd)n注:线速度=圆周速度=切线速度四、转矩计算公式:(1)普通转矩:T=Fr即:普通转矩(N*m)=力(N)x半径(m);(2)加速转矩:T=Jα即:加速转矩(N*m)=角加速度α(rad/s^2)x转动惯量J(kg*m^2)单位换算:转动惯量J(kg*cm^2):1kg*cm^2=10^-6kg*m^2;角加速度α(rad/s^2):1r/s^2=1x2xπrad/s^2;单位转换过程推导:(注:kgf*m(千克力*米),1kgf*m=9.8N*m,g=9.8N/kg=9.8m/s^2)假设转动惯量J =10kg*m^2,角加速度α=10rad/s^2,推导出转矩T的单位过程如下:T=J x α=10x(kg*m^2)x10(rad/s^2)=100(kgf*m/s^2)=()()()=100N*m两个简化单位换算公式:(注:单位换算其物理含义也不同,下式仅用于单位换算过程中应用。
机械设计要背的公式知识点机械设计是机械工程学科的重要组成部分,是涉及机械工程设计、制造与应用方面的一门学科。
在进行机械设计时,掌握并熟练运用各种公式是至关重要的。
本文将简要介绍机械设计中需要背诵的一些公式知识点。
一、静力学公式知识点1. 牛顿第二定律F = ma其中,F表示作用在物体上的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
2. 重力公式F = mg其中,F表示物体所受的重力,m表示物体的质量,g表示重力加速度。
3. 应力与应变关系σ = Eε其中,σ表示应力,E表示弹性模量,ε表示应变。
4. 复合材料的应力计算公式σ = Qε其中,σ表示应力,Q表示材料的弹性性能指标,ε表示应变。
5. 轴的刚度计算公式k = (π/64)Gd^4/L其中,k表示刚度,G表示剪切模量,d表示轴的直径,L表示轴的长度。
6. 齿轮传动的传动比计算公式i = (N2/N1) = (ω1/ω2) = (d1/d2)其中,i表示传动比,N表示齿轮的齿数,ω表示齿轮的角速度,d表示齿轮的直径。
二、动力学公式知识点1. 线速度公式v = ωr其中,v表示线速度,ω表示角速度,r表示半径。
2. 动量定理FΔt = Δmv其中,F表示作用在物体上的力,Δt表示作用时间,Δm表示物体的质量变化,v表示物体的速度。
3. 力矩公式M = Fd其中,M表示力矩,F表示作用力,d表示力臂长度。
4. 动能定理ΔE = W其中,ΔE表示动能的变化量,W表示作用在物体上的功。
5. 齿轮传动的转矩计算公式T1/T2 = d1/d2其中,T表示转矩,d表示齿轮的直径。
6. 转动惯量公式I = m*r^2其中,I表示转动惯量,m表示物体的质量,r表示旋转轴到物体质心的距离。
三、流体力学公式知识点1. 压力公式P = F/A其中,P表示压力,F表示作用力,A表示受力面积。
2. 流体的连续性方程A1v1 = A2v2其中,A表示流体通道横截面积,v表示流体的速度。
机械设计计算公式汇总
机械设计是工程设计中的重要组成部分之一,需要掌握一定的设计知识和计算方法。
本文将介绍常见的机械设计计算公式汇总,希望能够为机械设计工作者提供一些参考。
1. 齿轮传动计算公式:
- 齿轮的基本公式:〖(tanα=n₂u₂/n₁u₁)〗^2+1=〖(d₁/d₂)〗^2 - 齿轮轮廓线齿数:Z=(2d₀/∏)tanα
- 齿轮模数: m=d₀/Z
- 齿轮载荷:Ft=2T/d₀,Fr=Ft/tanα
2. 轴承选型计算公式:
- 基本动负荷额定值:P=Fr
- 动荷重系数:f₂=C₂/P
- 等效动荷重:P_1=(X_Fr+Y_Fa)_e
- 等效动荷重系数:f_1=C_1/P_1
3. 机床切削力计算公式:
- 切削力公式:Fc=kC (k为切削力系数,C为切削力矢量和)
- 切削力系数的计算方法:k=αT^b+c
4. 泵的性能计算公式:
- 扬程公式:H=(p_2-p_1)/ρg+H_s
- 流量公式:Q=3600VA/N
- 效率计算公式:η_m=H_p/H_f
以上是机械设计中常见的计算公式,实际设计过程中需要根据具体情况进行合理的使用和调整,以确保设计方案能够达到预期效果。
机械设计常用公式集锦一、直线运动基本公式:(距离、速度、加速度和时间之间的关系)1)路程=初速度x 时间+2)平均速度=路程/时间;3)末速度-初速度=2x 加速度x 路程;4)加速度=(末速度-初速度)/时间5)中间时刻速度=(初速度+末速度)6)力与运动之间的联系:牛顿第二定律:F=ma,[合外力(N)=物体质量(kg)x 加速度()] (注:重力加速度g=9.8或g=9.8N/kg)二、旋转运动单位对比:圆的弧长计算公式:弧长s=rθ=圆弧的半径x 圆弧角度(角位移)周长=C=2πr=πd,即:圆的周长=2x3.14x 圆弧的半径=3.14x 圆弧的直径旋转运动中角位移、弧度(rad)和公转(r)之间的关系。
1)1r(公转)=2π(弧度)=360°(角位移)2)1rad==57.3°3)1°==0.01745rad4)1rad=0.16r5)1°=0.003r6)1r/min=1x2x3.14=6.28rad/min7)1r/min=1x360°=360°/min三、旋转运动与直线运动的联系:1)弧长计算公式(s=rθ):弧长=圆弧的半径x 圆心角(圆弧角度或角位移)2)角速度(角速度是角度(角位移)的时间变化率)(ω=θ/t):角速度=圆弧角度/时间注:结合上式可推倒出角速度与圆周速度(即:s/t 也称切线速度)之间的关系。
3)圆周速度=角速度x 半径,(即:v=ωr)注:角度度ω的单位一般为rad/s,实际应用中,旋转速度的单位大多表示为r/min(每分钟多少转)。
可通过下式换算:1rad/s=1x60/(2x3.14)r/min例如:电机的转速为100rad/s 的速度运行,我们将角速度ω=100rad/s 换算成r/min单位,则为:ω=100rad/s==955r/min4)rad/s 和r/min 的联系公式:转速n(r/min)=,即:转速(r/min)=;5)角速度ω与转速n 之间的关系(使用时须注意单位统一):ω=2πn,(即:带单位时为角速度(rad/s)=2x3.14x 转速(r/min)/60)6)直线(切线)速度、转速和2πr(圆的周长)之间的关系(使用时需注意单位):圆周速度v=2πrn=(πd)n注:线速度=圆周速度=切线速度四、转矩计算公式:(1)普通转矩:T=Fr即:普通转矩(N*m)=力(N)x 半径(m);(2)加速转矩:T=Jα即:加速转矩(N*m)=角加速度α()x 转动惯量J()单位换算:转动惯量J():1=;角加速度α():1=1x2xπ;单位转换过程推导:(注:kgf*m(千克力*米),1kgf*m=9.8N*m,g=9.8N/kg=9.8)假设转动惯量J =10kg*,角加速度α=10rad/,推导出转矩T 的单位过程如下:T=J x α=10x(kg*)x10(rad/)=100(kgf*m/)=100N*m两个简化单位换算公式:(注:单位换算其物理含义也不同,下式仅用于单位换算过程中应用。
机械设计常用公式一、名词定义零件:独立的制造单元构件:独立的运动单元体机构: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、信息机械:机器和机构的总称机构运动简图:用简单的线条和符号来代表构件和运动副,并按一定比例确定各运动副的相对位置,这种表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图运动副:由两个构件直接接触而组成的可动的连接运动副元素:把两构件上能够参加接触而构成的运动副表面运动副的自由度和约束数的关系f=6-s运动链:构件通过运动副的连接而构成的可相对运动系统高副:两构件通过点线接触而构成的运动副低副:两构件通过面接触而构成的运动副平面运动副的最大约束数为2,最小约束数为1;引入一个约束的运动副为高副,引入两个约束的运动副为平面低副平面自由度计算公式:F=3n-2PL-PH机构可动的条件:机构的自由度大于零机构具有确定运动的条件:机构的原动件的数目应等于机构的自由度数目局部自由度:与输出机构运动无关的自由度复合铰链:两个以上构件同时在一处用转动副相连接速度瞬心:互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点。
若绝对速度为零,则该瞬心称为绝对瞬心相对速度瞬心与绝对速度瞬心的相同点:互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点;不同点:后者绝对速度为零,前者不是三心定理:三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上机构的瞬心数:N=K(K-1)/2机械自锁:有些机械中,有些机械按其结构情况分析是可以运动的,但由于摩擦的存在却会出现无论如何增大驱动力也无法使其运动曲柄:作整周定轴回转的构件;连杆:作平面运动的构件;摇杆:作定轴摆动的构件;连架杆:与机架相联的构件;周转副:能作360?相对回转的运动副摆转副:只能作有限角度摆动的运动副。
二、铰链四杆机构有曲柄的条件:1.最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和,称为杆长条件。
机械设计考试重点公式
机械设计考试重点公式包括以下几类:
1.直线运动基本公式:
•路程=初速度×时间
•平均速度=路程/时间
•末速度-初速度=2×加速度×路程
•加速度=(末速度-初速度)/时间
•中间时刻速度=(初速度+末速度)/2
1.牛顿第二定律:F=ma(合外力=物体质量×加速度)
2.电机选型计算通用公式:
•P功率=T转矩×N转速/9550
•T转矩=P功率×9550/N转速
•P功率=F力×V线速度(直线运动)
•P功率=T转矩×ω角速度(圆周运动)
•N转速=V线速度×1000×60/(2πR)(物体速度和滚轮转速的关系)
此外,在齿轮设计中,还有一些重要的公式和概念:
•齿轮的模数公式:D=mz(齿数×模数)
•分度圆和压力角:分度圆是具有标准模数和标准压力角(通常为20°)的圆。
模数越大,分度圆的半径越大,齿轮的尺寸也就越大。
•渐开线齿轮的正确啮合条件:两轮的模数和压力角分别相等。
•标准齿轮:分度圆上齿厚和齿槽宽相等,且齿顶高和齿根高均为标准值的齿轮称为标准齿轮。
以上公式和概念是机械设计考试中需要重点掌握的内容。
请注意,具体的考试要求和重点可能因学校、专业和考试级别而有所不同,建议参考相关教材和考试大纲进行复习。