机械设计 计算公式
机械设计转动惯量计算公式
1. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量)82MD J =对于钢材：341032-⨯⨯=gLrD J π)(1078.0264s cm kgf L D ⋅⋅⨯-M-圆柱体质量(kg)； D-圆柱体直径(cm)； L-圆柱体长度或厚度(cm)； r-材料比重(gf /cm 3)。
2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量：2i Js J =(kgf·c m·s 2)J s (kgf·c m·s 2)； i-降速比，12z z i =3. 工作台折算到丝杠上的转动惯量gw22⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=n v J π g w 2s 2⎪⎭⎫ ⎝⎛=π (kgf·c m·s 2) v -工作台移动速度(cm/min)； n-丝杠转速(r/min)； w-工作台重量(kgf)；g-重力加速度，g = 980cm/s 2； s-丝杠螺距(cm)2. 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量：())s cm (kgf 2g w 122221⋅⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=πs J J iJ J S tJ 1-齿轮z 1及其轴的转动惯量； J 2-齿轮z 2的转动惯量(kgf ·cm ·s 2)；J s -丝杠转动惯量(kgf ·cm ·s 2)； s-丝杠螺距，(cm)； w-工件及工作台重量(kfg).5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量2gw R J =(kgf ·c m·s 2)R-齿轮分度圆半径(cm); w-工件及工作台重量(kgf)6. 齿轮齿条传动时传动系统折算到马达轴上的总转动惯量⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=2221g w 1R J i J J tJ 1，J 2-分别为Ⅰ轴，Ⅱ轴上齿轮的转动惯量(kgf ·c m·s 2)；R-齿轮z 分度圆半径(cm)； w-工件及工作台重量(kgf)。
机械设计计算公式
机械设计计算公式机械设计是指利用机械原理和机械工程学知识设计制造各种机械装置、机械零部件以及机械系统，以满足工程技术要求和使用要求的工程领域。
在机械设计中，经典的计算公式是非常重要的工具，用于解决各种设计问题和计算设计参数。
本文将介绍几个经典的机械设计计算公式，并给出详细的说明。
1.扭矩和功率计算公式扭矩和功率是机械运动过程中常用的两个参数，它们之间存在一定的关系。
对于旋转运动的机械系统，扭矩和功率的计算公式如下：扭矩T=P/(ω×n)功率P=T×ω×n其中，T表示扭矩，P表示功率，ω表示角速度，n表示转速。
根据这两个公式，我们可以根据已知条件计算扭矩和功率，或者通过已知扭矩和功率计算转速和角速度。
2.强度和刚度计算公式在机械设计中，强度和刚度是两个重要的设计参数。
强度是指机械零部件在工作过程中能够承受的最大应力，而刚度是指机械零部件在受力情况下的变形程度。
对于常见的机械零部件，强度和刚度的计算公式如下：强度S=F/A刚度K=F/Δl其中，S表示强度，F表示受力，A表示受力面积，K表示刚度，Δl 表示变形量。
根据这两个公式，我们可以根据已知条件计算出零件的强度和刚度，以确保零件在工作过程中的可靠性和稳定性。
3.速度和加速度计算公式在机械运动的设计中，速度和加速度是两个重要的参数，它们与机械系统的动态性能密切相关。
对于直线运动的机械系统，速度和加速度的计算公式如下：速度v=s/t加速度a=(v-u)/t其中，v表示速度，s表示位移，t表示时间，u表示初速度。
根据这两个公式，我们可以根据已知条件计算出机械系统的速度和加速度，从而优化机械系统的动态性能。
总结起来，机械设计中经典的计算公式涵盖了扭矩和功率、强度和刚度、速度和加速度等多个方面。
这些计算公式为机械工程师提供了有效的工具和方法，用于解决各种设计问题和计算设计参数，在机械设计过程中起到了重要的作用。
机械设计课程设计公式
选择A型带 符合 由表8-8圆整==》 0.0000
小带轮基准直径d1= 112.0000
mm
大带轮d2= 误差小、符合
280.0000
mm
选带基准直径Ld= 656.0000
1940.0000 mm
mm
Kα = KL=
0.9600 1.0200
1040.0000 1040.0000
MPa MPa
总传动比
外伸轴径 38.0000
外伸轴长度 80.0000
中心高 132.0000
8.7921 2.5000
输入功率kw 5.0548 4.8051 4.5677 4.4316
轴1 轴2 轴3 轴4
T1= T2= T3= T4=
输入转矩N.m 125.7118 404.0118 998.7575 968.9984
<1040
满足条件
ε α v Yε Yβ σ F1 σ F2
1.7143 0.6875 0.6933 215.7084 202.6809
Mpa Mpa
0.9200 0.9500 0.9500 0.9600
1345536000.0000 318396624.4473 397993430.4000 122431279.6009
374.5714 386.7857 386.7857 390.8571
低速级 试算分度圆直径d1t= 34.8946 圆周速度 V= 0.2075
mm m/s
齿宽 b= 模数 mt= 齿高 h= 齿宽齿高比b/h= 纵向重合度 ε β = 取8级精度 Ka= Kv= Kfβ = KHα =Kfα = KHβ = 载荷系数KH=
B1=50 B2=55
机械设计基础公式汇总
机械设计基础公式汇总机械设计基础公式大家了解吗？以下是XX为大家整理好的机械设计基础公式汇总，一起来学习吧.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虚约束：对机构不起限制作用的约束局部自由度：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。
机械设计常用计算公式 集(一)
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。
机械设计基础公式汇总
机械设计基础公式汇总机械设计基础公式大家了解吗？以下是XX为大家整理好的机械设计基础公式汇总，一起来学习吧.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虚约束：对机构不起限制作用的约束局部自由度：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。
机械设计计算公式汇总
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。
非标机械设计中常用计算公式
非标机械设计中常用计算公式一、单位最基本的知识点，就不用多讲了。
米制单位:3 个基本单位 : 国际单位制 (SI)•质量 : m 单位 : 千克 (kg)•长度 : l 单位 : 米 (m)•时间 : t 单位 : 秒 (s)运动学线加速度和角加速度功率英制单位有时候一些机器和零件在工作中会遇到英制单位，需要对英制单位有一定的了解，并进行简单的换算。
质量,重量,力 :单位 : 磅 (lb) [盎司 (oz) : 1 lb= 16 oz ]长度 :单位 : 英寸 (in) [1英尺 (ft) =12 英寸 - 1 码 (yd) = 3英尺]时间 :单位 : 秒 (s)线速度 :单位 : 英寸每秒 (in/s)线加速度 :单位 :英寸每平方秒 (in/s2)力矩:单位 : 英寸磅 (in.lb)惯量 :单位 : 英寸磅平方秒 (in.lb.s2)等效的米制和英制单位（换算）重量 :1 pound (lb) = 453,59237 g = 0, kg = 4,44822 N长度 :1 inch (in) = 2,54 cm = 0,0254 m力矩 :1 inch pound (in.lb) = 0,1130234 Nm惯量 :1 inch pound second square (in.lb.s2) = 0,112961 kg.m2重力加速度 :g = 386 in/s2 = 32,12 ft/s2 = 9,81 m/s2二、机械公式运动无外乎两种：直线和角度运动直线运动 :角度运动 :动能：三、一些惯量的计算密度：单位 : 千克每立方米 (Kg/m3) 磅每立方英尺 (lb/in3)某个体积承载的重量取决于构成的材料.根据形状做体积计算：长方体时：实心圆柱体：空心圆柱体：力臂和质量：常用的转动惯量计算公式表：。
机械设计基础公式汇总
机械设计基础公式汇总机械设计基础公式大家了解吗？以下是XX为大家整理好的机械设计基础公式汇总，一起来学习吧.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虚约束：对机构不起限制作用的约束局部自由度：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。
机械设计常用计算公式集
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+21*2加速度时间 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=12（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（2/m s ）] （注：重力加速度 g=9.82/m s 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=r θ=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=3602π=57.3° 3）1°=2360π=0.01745rad 4）1rad=0.16r 5）1°=0.003r6）1r/min=1x2x3.14=6.28rad/min 7) 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=r θ）：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=100*602π=955r/min 4）rad/s 和 r/min 的联系公式： 转速 n(r/min)=*2/60rad s ω（）π，即：转速（r/min ）=/*602rad s π角速度（）；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=J α即：加速转矩（N*m ）=角加速度α（2rad s）x 转动惯量 J （2*kg m ） 单位换算：转动惯量 J （2*kg cm ）:12*kg cm =610 2*kg m ； 角加速度α（2rad s ）：12rad s =1x2x π2rads； 单位转换过程推导：（注：kgf*m （千克力*米），1kgf*m=9.8N*m ， g=9.8N/kg=9.82/m s ）假设转动惯量 J =10kg*2m ，角加速度α=10rad/2s ，推导出转矩 T 的单位过程如下： T=J x α=10x （kg*2m ）x10（rad/2s ） =100（kgf*m/2s ）=222100(*/)*9.8(/)9.8(/)kg m s N kg m s=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。
机械设计常用计算公式 集(一)
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。
机械设计基础公式
1.平面机构的自由度（公式：Fn=3n -2Pl -Ph ）2.瞬心（简答）三心定理（公式：N=2)1(-k k K 为构件个数） 3.铰链四杆机构的曲柄存在条件：平面连杆机构（公式：L min +L max ≤L x +L y ）①双曲柄 ：最短杆为机架② 曲柄摇杆：最短杆对边为机架4.铰链四杆机构的基本形成和特征 ③双摇杆：杆最短杆为机架对边④L min +L max ＞ L x +L y 为双摇杆5. 平面四杆机构的演化：双摇杆，曲柄摇杆，双曲柄摇杆，曲柄滑块。
6. 铰链四杆机构的设计：作图题，（公式θ=180°11+-k k ）。
7. 死点位置：摇杆为主动件，曲柄和连杆共线时出现死点位置。
①盘形，移动，圆柱②尖顶，滚子，平顶8.凸轮机构的应用和类 ③直动，摆动④对心（e=0），偏置9.图解法设计凸轮轮廓：先画轮廓线，偏置圆（从动件导路切线），基圆（圆心到轮廓线最近点为R ）利用反转法作偏置圆的切线即速度方向，（起始位置导路在哪边，切线也在哪边）圆心与偏置圆切点的连线即力的方向压力角α：从动件力的方向与速度方向的夹角即为压力角α。
①传动比i 恒定不变②直齿圆柱齿轮10.齿轮机构的特点和类型 ③斜齿圆柱齿轮④直齿圆锥齿轮11. 齿轮啮合基本定律：i=n 1/n 2=w 1/w 212. 渐开线齿廓：i=n1/n2=w1/w2=d2‘/d1’=db2/db113. 渐开线标准齿廓的基本尺寸：d=mz中心距：a=221d d +=2)(1z z m +基圆d b =dcos α（α=20°）V=ωr齿距P=齿厚S+曹宽E 齿高h=齿根高h a +齿顶高h f①m n1=m n2=m n14.齿轮正确啮合条件 ②αn1=αn2=αn③β1= -β2①定轴轮系（每个齿轮上的轴线都固定）14. 轮系的类型 ②周转轮系（有一个齿轮上的轴线不固定）③混合轮系（两种都有）15. 轮系计算公式:定轴轮系: i 1k = K 1N N =主动轮连乘积从动轮连乘积±周转轮系:h k h h k n n n n i --=11=主动轮连乘积从动轮连乘积 （注：方向需要判定）16. 回转件平衡的目的：整回转件的质量分布，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。
机械设计转动惯量计算公式
1. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量)82MD J =对于钢材：341032-⨯⨯=gLrD J π)(1078.0264s cm kgf L D ⋅⋅⨯- M-圆柱体质量(kg)； D-圆柱体直径(cm)； L-圆柱体长度或厚度(cm)； r-材料比重(gf /cm 3)。
2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量：2i Js J =(kgf·c m·s 2) J s –丝杠转动惯量(kgf·c m·s 2)； i-降速比，12z z i =3. 工作台折算到丝杠上的转动惯量gw22⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=n v J π g w2s 2⎪⎭⎫ ⎝⎛=π (kgf·c m·s 2)v -工作台移动速度(cm/min)；n-丝杠转速(r/min)； w-工作台重量(kgf)；g-重力加速度，g = 980cm/s 2； s-丝杠螺距(cm)2. 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量：())s cm (kgf 2g w 122221⋅⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=πs J J iJ J S tJ 1-齿轮z 1及其轴的转动惯量； J 2-齿轮z 2的转动惯量(kgf ·cm ·s 2)； J s -丝杠转动惯量(kgf ·cm ·s 2)； s-丝杠螺距，(cm)； w-工件及工作台重量(kfg).5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量2gw R J(kgf ·c m·s 2)R-齿轮分度圆半径(cm);w-工件及工作台重量(kgf)6. 齿轮齿条传动时传动系统折算到马达轴上的总转动惯量⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=2221g w 1R J i J J tJ 1，J 2-分别为Ⅰ轴，Ⅱ轴上齿轮的转动惯量(kgf ·c m·s 2)；R-齿轮z 分度圆半径(cm)；w-工件及工作台重量(kgf)。
《机械设计》公式
αt 端面压力角 mn 用来合标准的，指导加工的 mt 用来计算尺寸的 mt=mn/cosβ
d1=mt∙Z1=mn∙Z1/cosβ
d2=mt∙Z2=mn∙Z2/cosβ
可以通过改变 β 来改变中心距
备注
为了使轴向力不太大， β=8°~20° αn=20°法向压力角
.
.
直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值的。
在强度计算式，则以齿宽中点处的当量齿轮作为计算的依据。
标准锥齿轮
符号 参数名称
公式
ｕ 齿数比
R
锥距（最大处）
备注
d1 分度圆直径
d2 分度圆直径
dm1 平均分度圆直径
b=B
dm2 平均分度圆直径
ΦR 锥齿轮传动的齿宽系数
rv
当量齿轮分度圆半径
dv 当量齿轮分度圆直径
dm 上的那
个圆
mm 当量直齿圆柱齿轮的模数 锥齿轮平均分度圆上轮齿的模数 平均模数
ψ=Δ/d=δ/r χ=e/δ
hmin=δ−e=δ(1−χ)=rψ(1−χ)
h=δ(1+χcosφ)=rψ(1+χcosφ)
h0=δ(1+χcosφ0) h0 在 hmin 前 注意符号
轴承工作能力
.
滚动轴承 三锥五推七接触
符号 参数名称
公式
L10 基本额定寿命
.
备注 L10 的 单 位是： r
C
小的代入计算
K 载荷系数 [ ]许用弯曲应力
弯曲应力
T1 小齿轮传递的转矩 N∙mm
YFa 齿形系数，当 Z 或 Zv↑YFa↓，由于斜齿轮
轮的 YFa 较小。 YSa 应力校正系数，当 Z 或 Zv↑YSa↑ 由于 YFa 与 YSa 的关系，两个相啮合的齿轮，弯曲应力不同 ∅d=b/d1 齿宽系数，b 用大齿轮的 b，小齿轮的比 b 大一点 d1 分度圆直径
机械设计经典计算公式(Excel版有公式计算功能)
一
1T
2D
3d
4L
二
4
σp
定义 圆柱销（平面）
已知 横向力 销的直径 销的数量 计算 剪切力
许用剪切力
结论 Τ＜Τp
圆柱销（圆周） 已知 转矩
轴的直径 销的直径 销的长度
计算 挤压力
公式/出处 机械Ⅱ表5-3-2（第一
种）
结果
5000 5 5
单位
N mm 个
τ=4F/πd2Z 根据销的材料查表对于销
公式/出处
手册Ⅱ5-1-53 手册Ⅱ5-1-54 手册Ⅱ5-1-55
P=m*9.8G+F PΣ=(ko+kc)P
Aa=πd2/4 σt=1.3PΣ/Aa
σtp=σs/n σt＜σtp
结果
单位
240
mm
1.2
4
0.2
930
Mpa
3500000
N
0
Kg
0.15
3500000 14700000
45216 422.6380042
有效圆周力
Ft=1000P/v
396850.3937
N
序号 代号
一
1
z
2
d1
3
p
4 pt
二
5
d
6 da
7 df
8 ha
9 h2
10 dg
11 K
12 dk
13 h
14 l
15 dh
16
17 b1
18 bf
19 MR 20 bR
定义 已知 链轮齿数 滚子外径 链条节距 链条排距 计算 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 分度圆弦齿高 内链板高度 齿侧凸缘直径
机械设计跨度计算公式
机械设计跨度计算公式
机械设计中，跨度是指两个支撑点之间的距离。
在设计机器或设备时，需要确定跨度以确定杆件尺寸和材料，以确保机器或设备的稳定性和安全性。
以下是机械设计跨度计算公式。
1. 悬臂梁跨度计算公式
悬臂梁指只有一个支撑点的梁。
其跨度计算公式为：
L = (W × L^3) / (3 × E × I)
其中，L为梁的跨度，W为悬挂在梁上的负载，E为材料的弹性
模量，I为梁的截面惯性矩。
2. 简支梁跨度计算公式
简支梁指有两个支撑点的梁。
其跨度计算公式为：
L = (W × L^4) / (8 × E × I)
其中，L为梁的跨度，W为悬挂在梁上的负载，E为材料的弹性
模量，I为梁的截面惯性矩。
3. 梁的自由端挠度计算公式
梁的自由端挠度是指梁的一端受力后的弯曲程度。
其计算公式为：δ = (F × L^3) / (3 × E × I)
其中，δ为梁的自由端挠度，F为受力，L为梁的长度，E为材
料的弹性模量，I为梁的截面惯性矩。
以上是机械设计跨度计算公式。
在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的公式和参数，以确保机器或设备的安全性和稳定性。
- 1 -。
(完整版)机械设计经典计算公式
的常用材料可取 Τ
p=80MPa
MPa MPa
满足要 满求足要
求
焊缝及键连接受力计算比较 参考书目:机械手册Ⅰ、机械手册Ⅱ
序号 一 1 2 3 4
1
代号
M R k a
τ τp
定义 焊缝计算(已知条件)
扭矩 轴径 焊缝高度
计算受力 剪切力(双面焊缝)
二
键计算(已知条件)
1
T
扭矩
2
D
轴径
3
b
键宽
4
L
键长
254
mm
有张紧装置，a0max ＞80p
2032
mm
19 选a0 20 a0p 21 k 22 Lp 23
以节距计的初定中心距 链条节数
a0p=a0/p 机械Ⅲ表13-2-7
Lp=（z1+z2） /2+2a0p+k/a0p
1100
mm
43.30708661 mm
0
111.6141732
节
110
24 L 25 ka 26 ac 27 △a 28 a
序号 代号
一
1T
2L
3b
4
l
5D
6h
7k
8
Ppp
9 τp
二
10 P
11 τ
三
12
13
定义 已知 转矩 键的长度 键的宽度 键的工作长度 轴的直径 键的高度 键与轮毂的接触高度 键连接的许用挤压压强 键连接的许用剪切应力 计算 工作面的挤压 键的剪切应力 结论 P＜Ppp τ＜τp
公式/出处
l=L-b
dh=dk+2h
189.5
常用机械设计公式及应用实例
常用机械设计公式及应用实例
常用机械设计公式及应用实例有：
1. 扭矩公式：T = F * r，应用于计算扭矩传递和转矩台计算。
2. 力的平衡公式：ΣF = 0，应用于平衡力的分析，例如平衡杆、平衡机构等设计。
3. 力的传递公式：F1 = F2 * (r2 / r1)，应用于齿轮传动、皮带
传动等设计。
4. 力矩公式：M = F * d，应用于杠杆、滑轮等设计，例如计
算需要的杠杆长度。
5. 加速度公式：a = (v2 - v1) / t，应用于动力装置的加速度计算，例如机械传动系统中的加速段计算。
6. 线速度公式：v = ω * r，应用于旋转装置的线速度计算，例
如风力发电机的叶片线速度计算。
7. 压力公式：P = F / A，应用于液压传动系统的压力计算，例
如液压缸的压力计算。
8. 流量公式：Q = A * v，应用于流体传动系统的流量计算，
例如水泵的流量计算。
9. 速度比公式：v2 / v1 = n2 / n1，应用于齿轮传动、带传动等
设计，例如计算两个齿轮的速度比。
10. 能量公式：E = m * g * h，应用于重力能、动能、势能等的计算，例如电梯的重力能计算。
以上是常用的机械设计公式及应用实例，根据具体的设计需求，还可以继续深化公式和应用领域。
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的常用材料可取 Τ
p=80MPa
MPa MPa
满足要 满求足要
求
焊缝及键连接受力计算比较 参考书目:机械手册Ⅰ、机械手册Ⅱ
序号 一 1 2 3 4
1
代号
M R k a
τ τp
定义 焊缝计算(已知条件)
扭矩 轴径 焊缝高度
计算受力 剪切力(双面焊缝)
二
键计算(已知条件)
1
T
扭矩
2
D
轴径
3
b
键宽
4
L
键长
满足要求
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
代号 一 T Pw n Kw K Kt Kz
Tn 二 Tc 三
定义 已知 理论转矩 驱动功率 工作转速 动力机系数 工况系数 温度系数 启动系数 参考外方图纸选取 公称转矩 计算 联轴器计算转矩 结论(验算)
公式/出处
机械Ⅱ6-54页 机械Ⅱ6-54页表6-2-2
4803.076923 mm
9.88448911
10 12
92
mm
130.4615385 mm
130
mm
11.8
mm
6.694561369
°
1316.178447 mm
b=HO/D 两端固定 b＜5.3
τmax=8KDPn/ πd3 静载荷，80钢 S=τp / τmax
S＞Sp,强度满足要求
4.0625 满足要求
254
mm
有张紧装置，a0max ＞80p
2032
mm
19 选a0 20 a0p 21 k 22 Lp 23
以节距计的初定中心距 链条节数
a0p=a0/p 机械Ⅲ表13-2-7
Lp=（z1+z2） /2+2a0p+k/a0p
1100
mm
43.30708661 mm
0
111.6141732
节
110
24 L 25 ka 26 ac 27 △a 28 a
697.4977318 930
1.333337669 1.3～1.7 满足要求
MPa MPa
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13
代号 一 d na ko kc σs F G m 二 P PΣ Aa σt σtp 三
定义 已知 螺栓直径 安全系数 预紧系数 相对刚度系数 材料的屈服极限 止推力 锁紧装置重量 摩擦系数 计算 最大轴向载荷 总拉力 危险截面面积 最大轴向载荷 许用拉应力 结论(验算)
序号 代号
一
1T
2L
3b
4
l
5D
6h
7k
8
Ppp
9 τp
二
10 P
11 τ
三
12
13
定义 已知 转矩 键的长度 键的宽度 键的工作长度 轴的直径 键的高度 键与轮毂的接触高度 键连接的许用挤压压强 键连接的许用剪切应力 计算 工作面的挤压 键的剪切应力 结论 P＜Ppp τ＜τp
公式/出处
l=L-b
压并载荷 有效圈数
总圈数 压并高度 自由高度
节距 螺旋角 展开长度 结论(验算) 稳定性 高径比
强度 最大切应力 屈服极限 疲劳安全系数
Pb=Pn / 0.65 n=Gd4Fn / 8PnD3
选取 查表11-2-14 n1=n+2
Hb=(n+1.5)d
Ho=Hb+Fb 选取
t=(Ho-1.5d) / n α=arc(t / π*D) L= π*Dn1/COSα
目录
1 键的强度计算 2 销的强度计算 3 焊缝及键连接受力计算比较 4 链条计算 5 链轮计算 6 弹簧计算 7 螺纹计算 8 万向联轴器计算 9 齿式联轴器计算 10 减速机公称功率 11 过盈计算 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
公式/出处
手册Ⅱ5-1-53 手册Ⅱ5-1-54 手册Ⅱ5-1-55
P=m*9.8G+F PΣ=(ko+kc)P
Aa=πd2/4 σt=1.3PΣ/Aa
σtp=σs/n σt＜σtp
结果
单位
240
mm
1.2
4
0.2
930
Mpa
3500000
N
0
Kg
0.15
3500000 14700000
45216 422.6380042
的常用材料可取 Τ
p=80MPa
50.92958179
机械Ⅱ表5-3-2（第二 种）
MPa
满足要 求
5000 100
5 50
N·mm mm mm mm
σp=4T/DdL
0.8
MPa
5
σpp
4τ
5
Τp
三
许用挤压力
剪切力
许用剪切力
结论 σp＜σpp Τ＜Τp
机械Ⅱ表5-3-17
τ=2T/DdL
0.4
根据销的材料查表对于销
219.0462911 mm
ha=0.27p
6.858
mm
机械Ⅲ表13-2-1
21.08
mm
dg≤pcot180°/z-1.04h2- 210.8659432
mm
0.76
机械Ⅲ表13-2-15
9.5
90
h=K+dk/6+0.01d
26.84926291 mm
lmin=2.6h
69.80808357 mm
775
mm2 Mpa Mpa
满足要求
序号
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
代号 一 P n T K 二 Tc β1 β2
tanβ β
Tn Tf 三
定义 已知 传动功率 转速 理论转矩 工况系数 计算 计算转矩
公式/出处
T=9550*P/n 机械手册Ⅱ6-89页表6-2-22
Tc=TK
tanβ=（tan2β1＋tan2β2）1/2
轮毂厚度 轮毂长度 轮毂直径
内节内宽 齿宽
量柱测量距 量柱直径
公式/出处
结果
单位
机械Ⅲ表13-2-1 机械Ⅲ表13-2-1
29
15.88
25.4
mm
31.88
mm
d=p/sin（180°/z）
234.9262911 mm
da=p（0.54+cot180/z） 247.2651432 mm
df=d-d1
一
1T
2D
3d
4L
二
4
σp
定义 圆柱销（平面）
已知 横向力 销的直径 销的数量 计算 剪切力
许用剪切力
结论 Τ＜Τp
圆柱销（圆周） 已知 转矩
轴的直径 销的直径 销的长度
计算 挤压力
公式/出处 机械Ⅱ表5-3-2（第一
种）
结果
5000 5 5
单位
N mm 个
τ=4F/πd2Z 根据销的材料查表对于销
17 C
18 K
19 P' 20 F1 21 Fn 22 Fb
定义
已知 最小工作载荷 最大工作载荷
工作行程 弹簧中径 弹簧类别（寿命） 弹簧结构 弹簧材料 切变模量 弹性模量
计算 抗拉极限强度
许用应力 初选旋绕比 初选曲度系数
旋绕比 曲度系数 钢丝直径
实际旋绕比
实际曲度系数
初算弹簧刚度 最小载荷下变形量 最大载荷下变形量
选用SWC 180 BH1 1420
公称转矩
疲劳转矩
结论(验算)
Tn≥Tc Tf≥Tc
结果
单位
5.5 Kw 73 r/min 0.719520548 kN·m
5
3.59760274 kN·m 7.88 ° 12 °
0.253646267 14.23270071 °
12.5 kN·m 6.3 kN·m
机械Ⅱ6-54页 机械Ⅱ6-56页表6-2-3
制动盘直径 WGP7
Tc=TKwKKzKt Tc＜Tn
结果
2387.5 300 1200 1 2 1 1 710
14000
852000
满足要求
单位 N·m Kw r/min
mm N·m N·m
序号
1 2 3 5 6
4 7 8
9
代号 一 KA KS P N n 二 P2m i P1 三
备注
结果 单位
a=0.7k
1650 N·m
100 mm
15
mm
10.5 mm
τ=2*M*(R+a)/2π((R+a)4-R4)) 1.1822 Mpa
167 Mpa τ＜τp,强度满足要求
1650 N·m
100 mm
28
mm
70
mm
计算受力
1
τ
剪切力
τ=2*T/DbL
16.837 Mpa
τp
60
Mpa
因不满足结构需要，增大节距 和齿数，p=25.4，Z1=z2=29， dkmax=120mm
14 z1 15 z2 16 p
链轮1齿数 链轮2齿数 链条节距
公式/出处
i=n1/n2 z2=i*z1 机械Ⅲ表13-2-3 Pd=KA*P 机械Ⅲ表13-2-4 机械Ⅲ表13-2-5 Po=Pd/（Kz*Kp） 机械Ⅲ图13-2-2 机械Ⅲ表13-2-6
dh=dk+2h
189.5
mm
dhmax〈dg 机械Ⅲ表13-2-1