2021年《机械设计基础》课程重点总结——第五版、杨可桢、高等教育出版社_2

《机械设计基础》课程重点总结——第五版、杨可桢、高等教育出版社《机械设计基础》课程重点总结绪论零件是制造的单元，构件是运动的单元，一部机器可包含一个或若干个机构，同一个机构可以组成不同的机器。

第一章平面机构的自由度和速度分析所以构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构；两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。

两构件通过面接触组成的运动副称为低副，平面机构中的低副有移动副和转动副。

两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副；绘制平面机构运动简图；机构自由度F=3n-2Pl-Ph,原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；计算平面机构自由度的注意事项（1）复合铰链（图1-13）（2）局部自由度凸轮小滚子焊为一体（3）虚约束（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束；自由度的计算步骤要全1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度2）指出活动构件、低副、高副3）计算自由度4）指出构件有没有确定的运动。

第二章平面连杆机构平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面低副机构；按所含移动副数目的不同，可分为全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。

铰链四杆机构机构的固定构件称为机架；与机架用转动副相连接的构件称为连架杆；不与机架直接相连的构件称为连杆；铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

含一个移动副的四杆机构曲柄滑块机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、定块机构、摇块机构，及其相互之间的倒置。

铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆和最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和；整转副是最短边及其邻边组成的；铰链四杆机构是否存在曲柄依据1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构；2）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构；3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。

如果铰链四杆机构中的最短边和最长边长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。

极位角越大，机构的急回特性越明显。

急回运动特性可用行程速比系数K来表示K=w2/w1=Ψ/t2/Ψ/t1=t1/t2=Ψ1/Ψ2=(180°+θ)/(180-θ)；作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角叫做压力角，压力角是作为判断机构传力性能的重要标志；压力角的余角叫做传动角，压力角越小，传动角越大，机构传力性能越好；压力角越大，传动角越小，机构的传力性能越差，传动效率越低。

作图题极位角和最小传动角的位置。

机构中的这种传动角为零的位置称为死点位置。

第三章凸轮机构凸轮机构的优点是只需设计适当的齿轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑，设计方便。

缺点是凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易磨损，所以通常用于传力不大的控制机构。

凸轮机构的从动件做等速运动时，造成强烈刚性冲击；做简谐运动时造成柔性冲击；做正弦加速度运动时没有冲击。

基圆半径越小，压力角越大，传动角越小，有害分力越大，传动效率越低，当压力角达到一定的程度，有用分力连摩擦力也克服不了。

平底从动件凸轮压力角为定值。

第四章齿轮机构两轴交错的齿轮机构涡轮蜗杆机构。

渐开线把先缠在圆上，展开，线端的轨迹极为渐开线；渐开线上任意一点的法线均与基圆相切；渐开线齿廓上某点的法线，与齿廓上该点速度方向线之间的夹角为压力角。

一对齿轮的传动比等于两轮的转动速度之比，等于两轮角速度之比，等于两轮基圆半径的反比，等于两轮节圆半径的反比。

渐开线齿轮传动的可分性一对渐开线齿轮制成之后，其基圆半径是不能改变的，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变。

齿轮各部分名称齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆、齿厚、齿槽宽、齿距、齿宽、齿顶高、齿根高、全齿高。

齿轮所有的几何尺寸都用模数的倍数来表示，所以齿数相同的齿轮，模数越大，齿轮的尺寸越大，其承载能力也就越高。

D=mz;p=mPai;分度圆是具有标准模数和标准压力角（20°）的圆。

模数越大，p越大，齿轮越大，齿轮抗弯能力越强，所以，模数是齿轮抗弯能力的重要标志。

H=ha+hf;ha=mha*;hf=(ha*+c*)m;ha*=0;c*=0.25;da=d+2ha;df=d-2hf;db=d*cos20°；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。

渐开线齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角分别相等。

分度圆和压力角是单个齿轮所具有的，而节圆和啮合角是两个齿轮相互啮合时才出现的。

标准齿轮传动只有在分度圆和节圆重合时，压力角和啮合角才相等，否则，啮合角大于压力角。

实际啮合线段与两啮合点间距离之比称为重合度，因此，齿轮连续传动的条件是重合度大于等于重合度表示同时参加啮合的齿的对数，重合度越大，轮齿平均受力越小，传动越平稳。

斜齿轮左旋右旋判断方法。

10.一对斜齿轮正确啮合条件模数相等，压力角相等，螺旋角大小相等方向相反（外啮合）。

1斜齿轮的法向模数和端面模数之间的关系mn=mt*cosβ;国际规定，斜齿轮的法向参数取为标注值，而端面参数为非标准值。

1斜齿轮的优点1）齿廓接触线是斜线，一对齿是逐渐进入啮合和逐渐脱离啮合的，故运转平稳，噪声小。

2）重合度大，并随齿宽和螺旋角的增大而增大，故承载能力高，运转平稳，适于高速传动。

3）斜齿轮不根切最少齿数小于直齿轮。

第五章轮系轮系可以分为定轴轮系和周转轮系。

转动时每个齿轮的几何轴线都是固定的，这种轮系称为定轴轮系。

至少有一个轮系的几何轴线绕另一个轮系的几何轴线转动的轮系，称为周转轮系。

涡轮蜗杆的左右手定则左旋用左手，右旋用右手，四指弯曲的方向是蜗杆的旋转方向，拇指的反向是涡轮的转动方向。

定轴轮系传动比的数值等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比。

一个周转轮系包括一个系杆，系杆上的行星轮，和行星轮直接接触的所有太阳轮。

周转轮系及其传动比的计算。

复合轮系及其传动比。

第六章间歇运动结构止回棘爪，防止棘轮向相反方向运动。

槽轮机构的运动特性系数。

扩展阅读《机械设计基础》课程重点总结第五版、杨可桢、高等教育出版社[1]《机械设计基础》课程重点总结绪论零件是制造的单元，构件是运动的单元，一部机器可包含一个或若干个机构，同一个机构可以组成不同的机器。

第一章平面机构的自由度和速度分析所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构；两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。

两构件通过面接触组成的运动副称为低副，平面机构中的低副有移动副和转动副。

两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副；绘制平面机构运动简图；机构自由度F=3n-2Pl-Ph,原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；计算平面机构自由度的注意事项（1）复合铰链（图1-13）（2）局部自由度凸轮小滚子焊为一体（3）虚约束自由度的计算步骤要全1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度2）指出活动构件、低副、高副3）计算自由度4）指出构件有没有确定的运动。

第二章平面连杆机构平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面低副机构。

铰链四杆机构机构的固定构件称为机架；与机架用转动副相连接的构件称为连架杆；不与机架直接相连的构件称为连杆；铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

含一个移动副的四杆机构曲柄滑块机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、定块机构、摇块机构。

铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆和最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和；整转副是最短边及其邻边组成的；铰链四杆机构是否存在曲柄依据1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构；2）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构；3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。

如果铰链四杆机构中的最短边和最长边长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。

极位角越大，机构的急回特性越明显。

急回运动特性可用行程速比系数K来表示K=w2/w1=Ψ/t2/Ψ/t1=t1/t2=Ψ1/Ψ2=(180°+θ)/(180-θ)；作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角叫做压力角，压力角是作为判断机构传力性能的重要标志；压力角的余角叫做传动角，压力角越小，传动角越大，机构传力性能越好；压力角越大，传动角越小，机构的传力性能越差，传动效率越低。

作图题极位角和最小传动角的位置。

机构中传动角为零的位置称为死点位置。

第三章凸轮机构凸轮机构的优点是只需设计适当的齿轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑，设计方便。

缺点是凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易磨损，所以通常用于传力不大的控制机构。

凸轮机构的从动件做等速运动时，造成强烈刚性冲击；做简谐运动时造成柔性冲击；做正弦加速度运动时没有冲击。

基圆半径越小，压力角越大，传动角越小，有害分力越大，传动效率越低，当压力角达到一定的程度，有用分力连摩擦力也克服不了，此为自锁。

平底从动件凸轮压力角为零。

第四章齿轮机构两轴交错的齿轮机构蜗轮蜗杆机构。

渐开线把线缠在圆上，展开，线端的轨迹即为渐开线；渐开线上任意一点的法线均与基圆相切；渐开线齿廓上某点的法线，与齿廓上该点速度方向线之间的夹角为压力角。

一对齿轮的传动比等于两轮的转动速度之比，等于两轮角速度之比，等于两轮基圆半径的反比，等于两轮节圆半径的反比。

渐开线齿轮传动的可分性一对渐开线齿轮制成之后，其基圆半径是不能改变的，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变。

齿轮各部分名称齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆、齿厚、齿槽宽、齿距、齿宽、齿顶高、齿根高、全齿高。

齿轮所有的几何尺寸都用模数的倍数来表示，所以齿数相同的齿轮，模数越大，齿轮的尺寸越大，其承载能力也就越高。

D=mz;p=mPai;分度圆是具有标准模数和标准压力角（20°）的圆。

模数越大，p越大，齿轮越大，齿轮抗弯能力越强，所以，模数是齿轮抗弯能力的重要标志。

H=ha+hf;ha=mha*;hf=(ha*+c*)m;ha*=0;c*=0.25;da=d+2ha;df=d-2hf;db=d*cos20°；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。