機械設計基礎知識點小結

一，鉸鏈四桿結構中曲柄存在的條件

1，最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿的長度之和。2連架桿和機架桿中有一干為最短桿。

二，鉸鏈四桿機構形式的判斷

1，當鉸鏈四桿機構中各桿長度滿足桿長條件時：a，最短桿的相鄰桿為機架，則為曲柄搖桿機構b，最短桿為機架，則為雙曲柄機構。

c，最短桿的相對桿為機架，則為雙搖桿機構。

2，不滿足趕場條件時，則該機構中各相鄰桿之間均不能互作整周轉動，故不論以任何桿為機架，都不存在曲柄，均成雙搖桿機構。

凸輪機構的特點

1，優(yōu)點：只需設計適當?shù)耐馆嗇喞�，便可使從動件得到所需的運動規(guī)律，并且機構簡單，緊湊，工作可靠。2，缺點：凸輪與從動件之間為點接觸或線接觸，易磨損，所以常用于傳動不大的控制機構中。

為何要防松：在沖擊，震動或變載荷的作用下，螺紋之間的摩擦力可能瞬時消失，連接就有可能自松，這將影響極其的正常運轉，甚至發(fā)生嚴重事故。在高溫或溫度變化較大的情況下，由于螺紋連接件與被連接件的材料發(fā)生蠕變和應力松弛，也可能導致自松。因此，為防止連接松動，保證連接安全可靠，設計時必須采取有效的防松。

防松的方法：摩擦防松，機械防松，破壞螺旋運動副運動關系防松。

鍵連接的類型，特點：

1平鍵連接：a優(yōu)點：結構簡單，裝拆方便，對中性較好。b缺點：不能承受軸向力，對軸上零件不能起到軸向固定作用。

2半圓鍵連接：a優(yōu)點：對中性較好，工藝上較方便。b缺點：鍵槽較深，對軸的削弱力較大。3楔鍵連接：a優(yōu)點：能承受單方向的軸向力。b缺點：楔鍵打入時，迫使軸和輪產生偏心e

打滑：當帶所需傳遞的有效拉力超過帶與帶輪接觸面間摩擦力總和的最大值時，帶就會沿著帶輪輪面發(fā)生全面滑動，從動輪轉速下降甚至為零，使傳動失效，這種現(xiàn)象稱為打滑。

彈性滑動與打滑的區(qū)別：打滑指由于過載引起的帶在帶輪上的全面滑動，造成傳動失效，會使主動帶輪急劇發(fā)熱，帶很快磨損，是應該避免也是可以避免的。彈性滑動是由于帶的彈性和帶兩邊的拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就會發(fā)生彈性滑動，是可以避免的。

齒輪加工方法：成形法，范成法

輪齒的失效形式：輪齒折斷，齒面磨損，齒面點蝕，齒面膠合，齒面塑性變形。

斜齒輪傳動的優(yōu)缺點

優(yōu)點：a斜齒輪齒面上的接觸線是傾斜的，一對齒輪是逐漸進入齒合的，故傳動平穩(wěn)。b重合度大，承載能力高，適用于高度重載傳動。c斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)比值齒輪少，有利于減少結構尺寸。d可以通過調整螺旋角來配湊斜齒輪傳動的中心距。

缺點：受軸向力，而且軸向力隨螺旋角增大而增大，從而使軸兩端支承結構復雜化。

一對錐齒輪的正確齒合條件為：兩錐齒輪的大端模數(shù)和大端壓力角必須分別相等。

蝸桿傳動的特點：

a傳動平穩(wěn)，無噪音。b傳動比大，結構緊湊。c當蝸桿導程角r小于齒面的當量摩擦角

擴展閱讀：機械設計基礎知識點總結

緒論：機械：機器與機構的總稱。機器：機器是執(zhí)行機械運動的裝置，用來變換或傳遞能量、物料、信息。機構：是具有確定相對運動的構件的組合。用來傳遞運動和力的有一個構件為機架的用構件能夠相對運動的連接方式組成的構件系統(tǒng)統(tǒng)稱為機構。構件：機構中的（最小）運動單元一個或若干個零件剛性聯(lián)接而成。是運動的單元，它可以是單一的整體，也可以是由幾個零件組成的剛性結構。零件：制造的單元。分為：1、通用零件，2、專用零件。

一：自由度：構件所具有的獨立運動的數(shù)目動的從動件搖桿，在前進行程運行速度較慢，而回程運動速度要快，機構的這種性質就是

推

s22h所謂的機構的“急回運動”特性。程壓力角：作用于C點的力P與C點絕對速度方向所夾的銳角α。傳動Pn角：壓力角的余角γ，死點：C無論我們柔

2t21v24h12t1a24h12t2等減速段運動方程：

Ps2hv2發(fā)生

BPt4h1224h1()t1a22tt22t2h(t1)性沖擊:加速度

AD在原

有限值的突變（適用于中

動件上施加

速場合）3、簡諧運動規(guī)律:

多大的力都不能使機構運動，這種位置我們稱為死點γ=0。解決辦法：1)]2t22h1h1cos(1)v2sin(1)a22s2[1cos(h稱為構件的自由度。約束：對構件獨立運動（1）在機構中安裝大質量的飛輪，利用其慣所施加的限制稱為約束。運動副：使兩構件性闖過轉折點；（2）利用多組機構來消除運直接接觸并能產生一定相對運動的可動聯(lián)動不確定現(xiàn)象。即連桿BC與搖桿CD所夾銳接。高副：兩構件通過點或線接觸組成的運角。

動副稱為高副。低副：兩構件通過面接觸而三：凸輪:一個具有曲線輪廓或凹槽的構件。構成的運動副。根據(jù)兩構件間的相對運動形從動件:被凸輪直接推動的構件。機架:固式，可分為轉動副和移動副。F=3n-2PL-PH

定不動的構件(導路)。凸輪類型：(1)盤形回轉機構的原動件（主動件）數(shù)目必須等于機構凸輪(2)移動凸輪(3)圓柱回轉凸輪從動件類的自由度。復合鉸鏈：三個或三個以上個構

型：(1)尖頂從動件(2)滾子從動件(3)平底從動件在同一條軸線上形成的轉動副。由m個構件(1)直動從動件(2)擺動從動件

件組成的復合鉸鏈包含的轉動副數(shù)目應1基圓：以凸輪最小向徑為半徑作的圓，用

為（m-1）個。虛約束：重復而不起獨立限制rmin表示。2推程：從動件遠離中心位置的過

作用的約束稱為虛約束。計算機構的自由度時，虛約束應除去不計。局部自由度:與輸出件運動無關的自由度，計算機構自由度時可刪除。

二：連桿機構：由若干構件通過低副（轉動副和移動副）聯(lián)接而成的平面機構，用以實現(xiàn)運動的傳遞、變換和傳送動力。優(yōu)點：(1)面接觸低副，壓強小，便于潤滑，磨損輕，壽命長，傳力大。(2)低副易于加工，可獲得較高精度，成本低。(3)桿可較長，可用作實現(xiàn)遠距離的操縱控制。(4)可利用連桿實現(xiàn)較程。推程運動角δt；3遠休止：從動件在遠復雜的運動規(guī)律和運動軌跡。缺點：(1)低副離中心位置停留不動。遠休止角δs；4回程:從動件由遠離中心位置向中心位置運動的過中存在間隙，精度低。(2)不容易實現(xiàn)精確復雜的運動規(guī)律。鉸鏈四桿機構：具有轉換運程�；爻踢\動角δh；5近休止:從動件靠近中動功能而構件數(shù)目最少的平面連桿機構。整心位置停留不動。近休止角δs；6行程:從轉副：存在條件：最短桿與最長桿長度之和動件在推程或回程中移動的距離，用h表小于或等于其余兩桿長度之和。構成：整轉示。7從動件位移線圖：從動件位移S2與凸副是由最短桿及其鄰邊構成。類型判定：(1）輪轉角δ1之間的關系曲線稱為從動件位移

如果：lmin+lmax≤其它兩桿長度之和，曲柄線圖。1.等

sh2h1v為最短桿；曲柄搖桿機構：以最短桿的相鄰21a20速運tt動規(guī)

構件為機架。雙曲柄機構：以最短桿為機架。律:

雙搖桿機構：以最短桿的對邊為機架。(2)如1、特點：設計簡單、勻速進給。始點、末點果：lmin+lmax＞其它兩桿長度之和；不滿足有剛性沖擊。適于低速、輕載、從動桿質量曲柄存在的條件，則不論選哪個構件為機架，不大，以及要求勻速的情況。都為雙搖桿機構。急回運動：有不少的平面2、等加速等減速運動規(guī)律:機構，當主動曲柄做等速轉動時，做往復運

推程等加速段運動方程：

22tt柔性沖擊t

t四：根切根念：用范成法加工齒輪時，有時會發(fā)現(xiàn)刀具的頂部切入了輪齒的根部，而把齒根切去了一部分，破壞了漸開線齒廓，如圖這種現(xiàn)象稱為根切。

根切形成的原因：標準齒輪：刀具的齒頂線超過了極限嚙合點N。

不根切的條件可以表示為：PB1PN1h*ammzsinsin2不根切的最少齒數(shù)為：

z2h*amin

sin2標準齒輪：指m、α、ha*、c*均取標準值，具有標準的齒頂高和齒根高，且分度圓齒厚s等于齒槽寬e的齒輪。

成型法：加工原理：成形法是用漸開線齒形的成形銑刀直接切出齒形。加工：(a)盤形銑刀加工齒輪。(b)指狀銑刀加工齒輪。缺點：加工精度低；加工不連續(xù)，生產率低；加工成本高。優(yōu)點：可以用普通銑床加工。范成法：加工原理：根據(jù)共軛曲線原理，利

用一對齒輪互相嚙合傳動時，兩輪的齒廓互為包絡線的原理來加工。加工：(a)齒輪插刀:是一個齒廓為刀刃的外齒輪。(b)齒條插刀（梳齒刀）:是一個齒廓為刀刃的齒條。原理與用齒輪插刀加工相同，僅是范成運動變?yōu)辇X條與齒輪的嚙合運動。(c)滾刀切齒:原理與用齒條插刀加工基本相同,滾刀轉動時，刀刃的螺旋運動代替了齒條插刀的展成運動和切削運動。

九：失效：機械零件由于某種原因不能正常工作時，稱為失效。類型：（1）斷裂。在機械載荷或應力作用下(有時還兼有各種熱、腐蝕等因素作用)，使物體分成幾個部分的現(xiàn)象，通常定義為固體完全斷裂，簡稱斷裂。靜力拉斷、疲勞斷裂。（2）變形。由于作用零件上的應力超過了材料的屈服極限，使零件本身發(fā)生的變形。彈性變形、塑性變形（3）零件的表面破壞。腐蝕、磨損、接觸疲勞（點蝕）。（4）破化正常工作條件而引起的失效。強度：零件的應力不超過允許的限度1、名義載荷：在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷。2、載荷系數(shù)K：綜合考慮零件在實際工作中承受的各種附加載荷所引入的系數(shù)。3、計算載荷：載荷系數(shù)與名義載荷的乘積。4、名義應力與計算應力：按照名義載荷用力學公式求得的應力稱為名義應力；按照計算載荷求得的應力稱為計算應力。5、強度條件：σ≤[σ]；σ－計算正應力，[σ]好的閉式齒輪傳動主要發(fā)生齒面點蝕，齒根彎曲疲勞折斷。特殊情況，如嚴重的沖擊或有相當大的短期過載時，須注意輪齒發(fā)生過載折斷和齒面塑性變形的可能性。高速重載而潤滑條件受限制情況下，齒面膠合又可能成為主要失效原因。開式齒輪傳動的主要失效形式是磨粒磨損。設計準則：對于閉式軟齒面齒輪（HBS≤350）：齒輪的失效形式以疲勞點蝕為主。先按齒面接觸疲勞強度公式進行計算，再用齒根彎曲疲勞強度公式進行校核。2對于閉式硬齒面齒輪：齒輪的失效形式為輪齒折斷；先按齒根彎曲疲勞強度作為設－零件材料的許用正應力：τ≤[τ]；τ－計算切應力，[τ]－零件材料的許用切應力

剛度：在載荷作用下，零件產生的彈性變形量，小于或等于機器工作性能所允許的極限值。設計要求：具有預定功能的要求、具有經濟性要求采用先進設計理論和方法，運用先進工具。合理選用零件材料、降低材料費用。設計中，盡量使重量系數(shù)下降。用最少零件組成部件或機械，盡量采用價廉的標準件。提高機器效率，降低能耗。盡量降低包裝、運輸費用。安裝、拆卸方便。、安全性要求機器中，必須配備各種防護裝置和措施，如防護罩，安全聯(lián)軸器等�？煽啃砸�求可靠度Ｒ。零件可靠度Ｒ的計算公式。機器的可靠度。提高機器可靠度的措施。標準：標準化就是要通過對零件的尺寸、結構要素、材料性能、設計方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標準。標準化的益處：標準化有利于保證產品質量，減輕設計工作量，便于零部件的互換和組織專業(yè)化的大生產，以降低生產成本。與設計有關的標準:

國際標準ISO國家標準GB行業(yè)標準JB地方標準DB企業(yè)標準等QB。國標分為：強制標準和推薦標準。強制性國家標準：代號為GB××××(為標準序號)－××××(為批準年代)強制性國標必須嚴格遵照執(zhí)行，否則就是違法。推薦性國家標準：代號為GB／T××××－××××，這類標準占整個國標中的絕大多數(shù)。如無特殊理由和特殊需要，必須遵守這些國標，以期取得事半功倍的效果。

十一：失效形式：輪齒折斷：一般發(fā)生在輪齒根部，指齒的大部分或整個齒的斷落，是輪齒中最危險的失效形式。齒面失效：齒面疲勞點蝕和表層剝落齒面磨損、齒面膠合、齒面塑性變形。傳動過程中，主要失效形式：通常對潤滑良

計公式，再用齒面接觸疲勞強度進行校核。3開式齒輪傳動：齒輪的失效形式主要是齒面磨損；采用彎曲疲勞強度進行設計，并適當加大齒厚（加大模數(shù)）以延長其使用壽命。開式齒輪不進行齒面接觸疲勞強度計算。

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