机械设计基础知识点总结

1、构件：独立得运动单元/零件：独立得制造单元

机构：用来传递运动与力得、有一个构件为机架得、用构件间能有确定相对运动得连接方式组成得构件系统(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得系统

注：从力得角度瞧机构与机器并无差别,故将机构与机器统称为机械

1. 机构运动简图得要点:1)构件数目与实际数目相同2)运动副得种类与数目与实际数目相同3)运动副之间得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≤其它两杆之与（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，若最短杆为机架得邻边,则为曲柄摇杆机

构

III ） 满足杆长条件，若最短杆为机架得对边，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(摇杆左右极限位置得夹角）

得大小，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，两线之间得夹角)

6.压力角:作用力F方向与作用点绝对速度方向得夹角α

7.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.凸轮机构得分类及其特点：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（只用于受力不大得低速机构）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，但就是无法进入凹面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.凸轮机构得压力角：从动件运动方向与凸轮给从动件得力得

方向之间所夹得锐角α(凸轮给从动件得力得方向沿接触点得法线方向)

压力角得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得半径)

10.

Ｆ’与使从动件压紧导路得有害分力Ｆ’'(F''=F ’11. 凸轮机构得自锁现象:在α角增大得同时,F ’'力

大于有用分力F',系统无法运动,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. 凸轮机构得运动规律与冲击得关系: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. 凸轮滚子机构半径得确定：

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 ρρ

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，可以增大凸轮得基圆半径来解决问题

14. 齿轮啮合基本定律：设P 为两啮合齿轮得相对瞬心(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）

15. 齿轮渐开线（口诀）：弧长等于发生线,基圆切线就是法线,曲线形状随基圆，基圆内无渐开线

啮合线:两啮合齿轮基圆得内公切线

啮合角：节圆公切线与啮合线之间得夹角α’（即节圆得压力角）

16. 齿轮得基本参数：

（弧长）弧长）齿槽宽齿厚、——齿根圆、——齿顶圆k

k 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）

轮齿得齿数为ｚ

mz r mz d p m p zp d zp d m 2

1,,///====⇒==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齿轮各项参数得计算公式：

).3025.0()(*****==+=c c c m c h h a f 短齿制正常齿顶隙系数

17. 分度圆压力角α=ar ｃos （/ｒ)（为基圆半径，ｒ为分度圆半径）

所以

所以

18. 齿轮重合度：表示同时参加啮合得轮齿得对数,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

19. m c c c e s *2

1,00==-为标准值即顶隙即理论上齿侧间隙为

标准安装时得中心距

20. 渐开线齿轮得加工方法：1)成形法（用渐开线齿形得成形刀具直接切出齿形,例如盘铣刀与指状铣刀），成形法得优点：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得齿轮加工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得原理来切齿得),常见得刀具例如齿轮插刀(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（顶部比传动用得齿条高出，刀具进行轴向运动，切出得齿轮分度圆齿厚与分度圆齿槽宽相等，缺点:只能间断地切削、生产效率低)、齿轮滚刀(其在工作面上得投影为一齿条,能够进行连续切削)

21. 最少齿数与根切(根切会削弱齿轮得抗弯强度、使重合度下降)：对于α=20°与=1得正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿