华中科技大学机械设计基础讲义剖析

格式：ppt
大小：6.56 MB
文档页数：90

下载文档原格式

华中科技大学-机械设计基础-讲义课件

学习不同的机械传动类型，如齿轮传动、皮带传动和链传动等。
传动比
了解传动比的计算和选择，以实现所需的输出转速和扭矩。
传动效率
掌握传动效率的影响因素，优化传动系统的性能。
齿轮传动的设计原理
齿轮类型
学习直齿轮、斜齿轮和渐开线齿轮等不同类型的齿轮。
齿轮设计
了解齿轮的设计原理和参数计算，确保传动的平稳和可靠。
华中科技大学-机械设计基础-PPT讲义课件
机械设计基础课程概述
本课程旨在介绍机械设计的基本概念、流程和方法，以及一些常见的设计原理和实例分析。通过本课程的学习，您将掌握机械设计的核心知识和技能。
机械设计流程
1
需求分析
了解客户需求和要求，进行产品规划和功能分析。
2
概念设计
根据需求分析，进行创意设计和初步选型。
了解不同材料的特性和应用范围，做出合理的材料选择。
机械零件的加工工艺与加工方法
1
加工工艺
Hale Waihona Puke 学习常见的机械加工工艺，如车削、铣削和钻削等。
2
加工方法
掌握不同材料的加工方法，如金属加工、塑料加工和复合材料加工等。
3
加工精度
了解加工精度的要求和控制方法，确保零件的尺寸和质量。
机械传动基本概念
传动类型
3
详细设计
进行详细的零部件设计，确定参数和标准。
机械制图基础
平面投影
了解正射投影、轴测投影和截面投影等基本制图方法。
尺寸标注
学习如何正确标注尺寸和公差，确保设计准确性。
图样折叠
掌握图样的折叠方法，能够进行零件展开图绘制。
零部件图、装配图、爆炸图的概念与制作

华中科技大学机械设计基础篇课件

第一章概论－机械零件的强度
循环特征： r
min max
——表示应力变化的情况
对称循环 — r = -1；脉动循环 — r = 0；
非对称循环 — r≠ 0 且 | r | ≠ 1; 静应力 — r = +1
用σr 表示循环特征为 r 的变应力。如 σ-1、σ0 等
平均应力： m
max
min
强度问题
刚度问题耐磨性问题稳定性问题
机械设计
第一章概论－一般问题
零件的工作能力 —
不失效条件下零件的安全工作限度
这个限度通常是以零件承受载荷的大小来表示，
所以又常称为“承载能力”
吊钩最大起重量——50 kN 工作能力或承载能力——50 kN
50 kN
机械设计
第一章概论－一般问题
二、承载能力判定条件（设计准则）
机械设计
其他通用零件
联轴器
第一章概论
弹簧
机架
机械设计
专用零件
第一章概论
活塞
曲轴
同一零件可能发生各种不同形式的失效
nF
轴可能出现的失效形式：断裂塑性变形过大弹性变形共振
强度条件：工作应力≤许用应力 σ≤ [σ] 或 τ≤ [τ]
刚度条件：实际变形量≤许用变形量 y ≤[y]、 θ ≤[θ] 、φ ≤ [φ]
稳定性条件：工作转速 n ≤许用转速 [n]
机械设计
三、机械零件的设计步骤
机械设计
第一章概论－内容、性质及要求
四、学习方法
1、掌握零件设计时的共性
工作原理、结构、
受力分析、
类型、应用场合
失效形式
设计准则、设计计算

华中科技大学机械设计基础PPT课件

华中科技大学机械学院杨家军
灵巧机械手航天飞机
华中科技大学机械学院杨家军
课程的性质与任务
是一门介绍常用机构和通用机械零件的基本知识和基本设计方法的技术基础课。
华中科技大学机械学院杨家军
教学内容
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
2、研究四种基本机构的特性和设计方法。
3、讨论机械零部件的设计方法，如零部件的工作能力、参数设计、结构设计、加工工艺等。
工作载荷名义载荷计算载荷
——实际工作条件下的载荷 ——根据原动机功率求得的载荷
——对名义载荷进行修正得到的近似值
计算载荷
？
= K × 名义载荷
载荷系数
2、应力的分类
静应力变应力
——不随时间改变或变化缓慢 ——随时间作周期性或非周期性变化
变应力
稳定变应力——周期性循环变应力非稳定变应力——非周期性循环变应力
作用原理、构思总体原理解及布局造型等等, 都是最具创造性的工作因此也是决定新产品开发成败与否的最关键阶段。设计进程本身是一个不断反馈循环的过程, 设计者在每一步都可能获得新的信息, 从而反馈到前面的步骤。因此, 一个出色的设计者往往要经历多次反复才能真正达到其最优效果。
华中科技大学机械学院杨家军
华中科技大学机械学院杨家军
0．1．2 设计的原则
华中科技大学机械学院杨家军
“不以规矩、不成方圆”
华中科技大学机械学院杨家军
1、创新原则
创新概念创新就是通过引入新概念、
新思想、新方法、新技术等．或对已有产品的革新来创造具有相当社会价值的事物或形式。
华中科技大学机械学院杨家军
【案例分析】
洗

【华中科技大学806机械设计基础】强化课程—机械原理

答案: 1、偏心轮是由扩大转动副的结果来实现的。 2、当极位夹角为零时，系数即为1； 3、例如在双曲柄机构中，两个曲柄的长度便不一样，因此曲柄不一定是最短的。 4、解：在e=0的时间为常数。 5、e=0时，传动角为常数，e>0 时，传动角为变数偏心距为0时传力效果较好；机构有急回特性，没有死点
1.3 强化课程功能概述
2
第二，对考生在强化阶段专业课的复习提供了指导意见，
结合公共课的复习状态，从专业课的学习内容到学习进程
首先对目标院校及目标专业的初试科目进行深度解析，梳理出有效复习与考核范围。
管理，都提出了合理的学习规划方案。
第三，通过初试科目各章
3
节知识点深度剖析、重难
点总结和典型题练习，梳
【重难点6】斜齿轮的相关尺寸的计算
【重难点7】锥齿轮的相关概念【重难点8】变位齿轮相关计算
3.5.3 齿轮机构设计典型题库
作业：
某传动装置采用一对标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数z1 = 20，
z2 = 54，m = 4mm，加工时误将箱体孔距镗大为a' ＝
150mm，齿轮尚末加工。当采用斜齿圆柱齿轮进行补救时，求出其螺旋角β。
在试卷结构设计上，为了拉开区分度，试卷结构会按照学科专业特点，设计多种题型、一定比例的题量和不同层级的难度。对考生来说，需要明确知道该科目考试的题型种类、题量比例、各题型做题时间分配比例。此外，更为重要的，从学科知识点上来说，考生更需要掌握学科知识的基本点、重点、难点、高频考点，以及实际解决问题的综合能力。
答案：将齿轮改为斜齿轮，使中心距等于：
a m(z1 z2 ) / (2 cos ) 4 (20 54) / (2 cos ) 150

华中科技大学《机械设计基础》常考内容总结zy

机械设计基础总结
第一章平面机构的自由度和速度分析
零件 ——独立
1.1 构件 ——独立的运动单元的制造单元
运动副——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——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——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：
2.1 何谓平面连杆机构？它有何特点？能够实现哪些运动转换？平面连杆机构是有若干构件用低副（转动副、移动副）连接组成的平面机构，又称平面低副机构。 ①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。 ②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。 ③连杆曲线丰富。可满足不同要求。
1
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——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——至少含有一个空间运动副的机构 3）按运动副元素分有：高副（）——点、线接触，应力高；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＜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

华中科技大学_机械设计基础_PPT讲义7

Ft =2T1/d1
弯曲强度条件： 2 KT1 Y Y F Fa Sa FP bm d 1
引入齿宽系数 ψ d = b/d1，并代入 d1 = mz1，则：
F
设计式：
2 KT1 3 2 YFaYSa FP m z1 d
m3 2 KT1 YFaYSa 2 z1 d FP mm
齿数 z1的选取
中心距 a、传动比 i 一定时(d不变）：原则：在保证齿根弯曲强度的前提下，选 YFaYSa ↓ →ζF ↓ 取尽可能多的齿数。 z1 ↑ ζF ↑ m ↓ →ζF ↑ 闭式传动：z1 =20~40 εα ↑ → 平稳开式传动：z1 =17~20 z1 ↑ m ↓ → h ↓ →切削量少
SFmin — 弯曲强度最小安全系数一般取 SFmin =1.3~1.5，重要传动SFmin =1.6~3.0
注意：
● 双侧受载时,ζF为对称循环,应将ζFlim减小30%
● 开式齿轮传动，考虑磨损，应将ζFlim减小20%
● 三种硬度单位之比较：
HV(维氏) ≈ HBS(布氏)；HRC(洛氏)×10 ≈ HBS
n1
Fr1
n1
二、齿面接触疲劳强度计算斜齿轮的强度相当于当量直齿圆柱齿轮：模数 = 斜齿轮法面模数 mn 压力角 = 斜齿轮法面压力角αn 当量直齿圆柱齿轮的强度
齿数 = 当量齿数 zv = z/cos3β
分度圆直径 dv = d/cos2β 法向力 = 斜齿轮的法向力 Fn
把斜齿圆柱齿轮的强度计算问题转化成直齿圆柱齿轮的强度计算问题
§7-1 齿轮传动失效形式和设计准则
一、失效形式 1、轮齿折断 ★ 疲劳折断 ★ 过载折断全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮

华中科技大学_机械设计基础_PPT讲义11

● 额定寿命
一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中90％的轴承不发生疲劳点蚀前所经历的总转数或总工作小时数。
用 L 表示。按额定寿命选用轴承，可靠性为90％。
完好
10％
注意：额定寿命随运转条件而变化。
90％
比如：外载增大，额定寿命降低。
因此，额定寿命并不能直接反映轴承的承载能力。
● 基本额定动载荷
3、磨损、胶合、保持架断裂等使用维护不当而引起的，属于非正常失效。
三、设计准则
一般转速的轴承 — 进行寿命计算，防止点蚀破坏
转速极低或仅作缓慢摆动的轴承 — 按静强度计算，防止塑性变形
§11-4 滚动轴承的寿命计算
一、基本概念
● 轴承寿命
轴承中任一元件出现疲劳点蚀前所经历的总转数
或总工作小时数。
用轴用1数 —字承调字母，心或或分字球数别母轴字用表承示表C、内示1径A0；C尺如和寸：B表接示由（宽触轴2度内角位承系部数为的列字结1宽：5）构0代度0、组0的号系2成列5不。0和和同直4。0径直0的系径角列系代列接号：触球
又0/P级35674如— — — —、，：圆推深角/共P锥沟接力轴56滚球触球、个承子轴球轴/级的P轴承轴承6别公x承承、，差2/1110P依等527~65次级和00由分/P0高别。级为0123— — — 、到2窄正宽4级—低常；；、特级；宽4，级d；000/132其、5 代5级号、分13026————x别级特中特轻为、轻；轻；：；；6级/P2和、
而右轴承被放松，故： A2 S2 即： A1 S2 FA （压紧端）
A2 S2 （放松端）
② 轴承反装时：
2 1
S′
S1
FA
S2

机械设计基础(第五版)讲义03[30P][870KB]

lOC = e
lCP = ds/d φ - e
S0= r2min - e2
ω
lCP = (S+S0 ) tan α
ds/d φ - e tanα = S + r2min - e2 rmin ↑ → α↓
D rmin α O e C
n
ds/d φ
若发现设计结果α〉[α]，可增大 rmin
3-3 凸轮机构的压力角
摩擦轮 4 4
皮带轮皮带轮
录音机卷带机构
3-1 凸轮机构的应用和类型
2
3
1 送料机构
3-1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构组成：凸轮、从动件、机架。凸轮机构的优点:
只需设计适当的凸轮轮廓
结构简单、紧凑，设计方便
凸轮机构的缺点:
高副机构，易磨损
3-1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构的分类
按照凸轮的形状：
盘形凸轮
圆柱凸轮移动凸轮
按照从动件的型式：
尖顶从动件平底从动件滚子从动件
3-2 从动件的常用运动规律
一、凸轮机构设计的基本任务
1) 2) 3) 4) 根据工作要求选定凸轮机构的形式；从动件运动规律； s 合理确定结构尺寸； h 设计轮廓曲线。
B’ A
02
二、基本概念与名称
• 基圆 • 升程 • 远休止角 • 推程运动角 • 近休止角 • 回程运动角
s vdt C0 C1t
v C1 dv a 0 dt
刚性冲击：
由于加速度发生无穷大突度而引起的冲击称为刚性冲击。
3-2 从动件的常用运动规律
2. 简谐运动
h s 1 cos 2 h v sin 2

【华中科技大学806机械设计基础(机械原理篇)】强化课程—讲义

华中科技大学806机械设计基础（强化课程内部讲义）——————————————————————————————————————————————————————————目录第一部分序言 (1)第二部分初试各章节深度解析 (5)第一本书《机械原理》 (5)第一章机械的组成 (6)1.1本章知识点串讲 (6)1.2本章重难点总结 (7)1.3本章典型题库 (8)第二章平面机构具有确定运动的条件 (8)2.1本章知识点串讲 (8)2.2本章重难点总结 (8)2.3本章典型题库 (9)第三章平面连杆机构及其设计 (10)3.1本章知识点串讲 (11)3.2本章重难点总结 (11)3.3本章典型题库 (12)第四章凸轮机构及其设计 (13)4.1本章知识点串讲 (14)4.2本章重难点总结 (14)4.3本章典型题库 (17)第五章齿轮机构及其设计 (19)5.1本章知识点串讲 (17)5.2本章重难点总结 (23)5.3本章典型题库 (25)第六章齿轮系及其设计 (26)6.1本章知识点串讲 (26)6.2本章重难点总结 (26)6.3本章典型题库 (29)第七章其他常用机构 (30)7.1本章知识点串讲 (30)7.2本章重难点总结 (30)7.3本章典型题库 (31)第八章机构系统的动力学仿真 (31)8.1本章知识点串讲 (31)8.2本章重难点总结 (33)8.3本章典型题库 (35)——————————————————————————————————————————————————————————第一部分序言为了更好的发挥本强化课程讲义和配套的强化课程对专业课复习的指导作用，提高考研同学专业课的复习效率，请认真阅读以下三点说明：一、非统考专业课命题的总体特征统考专业课有教育部统一颁发的《考试大纲》，但非统考专业课教育部没有制定相应科目的考试大纲，是不是说非统考专业课的命题就没有可参考的官方权威依据了呢？不是，根据《教育部关于招收攻读硕士学位研究生统一入学考试初试自命题工作的指导意见（试行）》，该《指导意见》中对非统考专业课命题工作做了非常细致的要求，是我们解析非统考专业课命题原则的政策依据。

华中科技大学-机械设计基础-PPT讲义10

TF
弯曲应力σb －对称循环变应力；扭剪应力τT －循环特征依据实际状况而定。
计算方法：
● 按扭转强度计算；
● 按弯扭合成轴强的度抗计扭算； ● 平安系数法剖计面算系。数
一般的轴
一、按扭转强度计算
扭剪应力:
T
T WT
9.5d 51 3/1 6 0P6/n9.5 0.2 5d13n6 0PT
T
WT
T
d3 /1
6
T 0.2d 3
T 2W
由于b 与的循环特征可能不同，需引进校正系数α将折合成对称循环变应力。
则强度条件为：
e
M2 (T)2
W
Me 0.1d3
1b
Me M2(T)2 — 当量弯矩
对称循环变应力下的许
校正系数α的取值：
用应力
● 对于不变的转矩： [1]b[1]b0.3
●况频不繁明启：动、振动或状[1]b[0]b 0.6
● 常常双向运转：
[1]b[1]b 1
设计式：
d 3 M e
0.1 1 b
mm
三、轴设计步骤和方法
1、依据功率 P 和转速 n ，用扭转强度公式初算受扭段的最小直径dmin 。
2、依据初算轴径，进行轴的结构设计。 N
3、按弯扭合成强度校核轴的危急截面。
圆螺母
证固定牢靠，
应使：与轮毂相配
用于轴上两零件距离较远时，或轴端。的轴段长度比轮毂
需切制螺纹，减弱了轴的强度。宽度短2～3 mm，
弹性挡圈
即：l＝B - (2~3)
需切环槽，减弱了轴的强度。承受不大的轴向力。
轴端挡圈
用于固定轴端零件，能承受较大的轴向力。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第六章其他常用机构华中科技大学机械设计基础讲义剖析
7.1 间歇运动机构
特点华中科技大学机械设计基础讲义剖析
将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。几种常见的间歇运动机构槽轮机构(Geneva drive) 棘轮机构(Ratchet mechanism) 不完全齿轮机构(Intermittent gearing) 凸轮式间歇运动机构(Cam-type index mechanism)
3）对于K=1的单销外槽轮机构，<0.5。若要求>0.5，应增加圆销数K。
4）槽轮必须有停歇时间，所以<1。拨盘的圆销数K与槽轮槽数z的关系应为
K 2z z2
z4 ， K 1~3 z6 时K ， 1~2
槽轮机构应用举例
蜂窝煤成型机模盘转位机构
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
槽轮机构应用举例
内啮合摩擦式棘轮机构
滚子内啮合摩擦式棘轮机构
Externally meshed silent
Internally meshed roller
ratchet mechanism 华中科技大学机械设计s基il础en讲t义r剖a析tchet mechanism
棘轮机构应用举例
牛头刨床工作台进给机构华中科技大学机械设计基础讲义剖析
不等臂长多销槽轮机构
Nonequivalent arm and multiple-pin Geneva dr华i中ve科技大学机械设计基础讲义剖析
偏置外槽轮机构
偏置内槽轮机构
Offset external Geneva dr华iv中e科技大学机O械ff设s计et基i础n讲te义r剖n析al Geneva drive
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
若还要求拨盘转一周过程中槽轮K次运动时间也互不相等时，则还应使各圆销中心的回转半径也互不相等。
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
一、槽轮机构的结构及工作原理
定位盘拨盘
工作原理：拨盘的连
续运动转换为槽轮的
单向间歇运动。 1 华中科技大学机械设计基础讲义剖析 O1
t2 2011 K(z2)
t1 2K 1
2z
z为槽数，K为均布的圆销数
2
设计槽轮时应注意的事项
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
t2 K(z2)
t1
2z
t2 K(z2)
t1
2z
1）运动系数应大于零，故槽轮的槽数z应大于或等于3；
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
2）运动系数将随z的增加而增加；
棘条机构 Ratchet rack mechanism
钩头双动式棘轮机构 Hooked double function
ratchet mechanism
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
直推双动式棘轮机构 Straight double function
ratchet mechanism
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
3. 棘轮机构的类型轮齿式棘轮(Tooth ratchet)机构摩擦式棘轮(Friction ratchet) 机构
外啮合轮齿式棘轮机构
内啮合轮齿式棘轮机构
Externally meshed tooth
Internally meshed tooth
ratchet mechanism 华中科技大学机械设计基础r讲a义tc剖h析et mechanism
六角车床刀架转位机构
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
刀架转位机构
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
二、棘轮机构 1. 棘轮机构的组成及工作特点
棘轮机构的组成及工作特点
2. 棘轮机构的应用华中科技大学机械设计基础讲义剖析
在工程中广泛应用于转位分度(Indexing)、进给(Feed)、单向离合器(One-way clutch) 、超越离合器(Overrun clutch) 、制动器 (Brake)等。
锁止弧张角
定位弧槽轮
O2
2
槽轮每转动一次和停歇一次构成一个运动循环。
槽轮机华中科技大学机械设计基础讲义剖析
运动系数在一个运动循环中，
O1
槽轮的运动时间在一个间歇周期中所占的比例。
2 01
2 02
O2
t2 t1
2
1
O1
2 01
2 02
O2
201202 O1G O2G 华中科技大学2 机械0 设计 1 基础讲义2 剖析 0 2 (2 z )
外槽轮机构 External Geneva drive
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
内槽轮机构 Internal Geneva drive
槽条机构 Geneva rack mechanism
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
球面槽轮机构
Spherical Geneva drive
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
可变向棘轮机构 Changeable direction ratchet 华中科技大学机械设计基础讲义剖析mechanism
可变向棘轮机构
Changeable direction ratchet
mechanism
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
外啮合摩擦式棘轮机构 Externally meshed silent 华中科技大学机械设计基础讲r义a剖tc析het mechanism
曲线槽外槽轮机构 Curved groove external
Geneva drive
华中科技大学机械设计曲基础线讲义槽剖内析槽轮机构 Curved groove internal Geneva drive
多销的槽轮机构
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
当要求拨盘转一周的时间内，槽轮K次停歇的时间不相等，则可将圆销不均匀地分布在主动拨盘等径的圆周上。
棘轮机构应用举例
华中科技大学机械设计基础讲义剖起析重止动器
制动机构
在卷扬机中通华中过科技大棘学机械轮设计机基础讲构义剖析实现制动功能，防止链条断裂时卷筒逆转。
槽轮机构
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
一、槽轮机构 1. 槽轮机构的组成及工作特点
槽轮机构的组成及工作特点
华中科技大学机械设计基础讲义剖析
2. 槽轮机构的应用一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中，例如电影放映机的送片机构，长图记录仪的打印机构等。 3. 槽轮机构的类型外槽轮机构内槽轮机构槽条机构球面槽轮机构等