機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識點(diǎn)小結(jié)

一，鉸鏈四桿結(jié)構(gòu)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(jī)架桿中有一干為最短桿。

二，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)形式的判斷

1，當(dāng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中各桿長度滿足桿長條件時(shí)：a，最短桿的相鄰桿為機(jī)架，則為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)b，最短桿為機(jī)架，則為雙曲柄機(jī)構(gòu)。

c，最短桿的相對桿為機(jī)架，則為雙搖桿機(jī)構(gòu)。

2，不滿足趕場條件時(shí)，則該機(jī)構(gòu)中各相鄰桿之間均不能互作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，故不論以任何桿為機(jī)架，都不存在曲柄，均成雙搖桿機(jī)構(gòu)。

凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

1，優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞�，便可使從�?dòng)件得到所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且機(jī)構(gòu)簡單，緊湊，工作可靠。2，缺點(diǎn)：凸輪與從動(dòng)件之間為點(diǎn)接觸或線接觸，易磨損，所以常用于傳動(dòng)不大的控制機(jī)構(gòu)中。

為何要防松：在沖擊，震動(dòng)或變載荷的作用下，螺紋之間的摩擦力可能瞬時(shí)消失，連接就有可能自松，這將影響極其的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至發(fā)生嚴(yán)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(yīng)力松弛，也可能導(dǎo)致自松。因此，為防止連接松動(dòng)，保證連接安全可靠，設(shè)計(jì)時(shí)必須采取有效的防松。

防松的方法：摩擦防松，機(jī)械防松，破壞螺旋運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)關(guān)系防松。

鍵連接的類型，特點(diǎn)：

1平鍵連接：a優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，對中性較好。b缺點(diǎn)：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(diǎn)：對中性較好，工藝上較方便。b缺點(diǎn)：鍵槽較深，對軸的削弱力較大。3楔鍵連接：a優(yōu)點(diǎn)：能承受單方向的軸向力。b缺點(diǎn)：楔鍵打入時(shí)，迫使軸和輪產(chǎn)生偏心e

打滑：當(dāng)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(shí)，帶就會(huì)沿著帶輪輪面發(fā)生全面滑動(dòng)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速下降甚至為零，使傳動(dòng)失效，這種現(xiàn)象稱為打滑。

彈性滑動(dòng)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(dòng)，造成傳動(dòng)失效，會(huì)使主動(dòng)帶輪急劇發(fā)熱，帶很快磨損，是應(yīng)該避免也是可以避免的。彈性滑動(dòng)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(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)，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(diǎn)蝕，齒面膠合，齒面塑性變形。

斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：a斜齒輪齒面上的接觸線是傾斜的，一對齒輪是逐漸進(jìn)入齒合的，故傳動(dòng)平穩(wěn)。b重合度大，承載能力高，適用于高度重載傳動(dòng)。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(jié)構(gòu)尺寸。d可以通過調(diào)整螺旋角來配湊斜齒輪傳動(dòng)的中心距。

缺點(diǎn)：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(jié)構(gòu)復(fù)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(dòng)的特點(diǎn)：

a傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪音。b傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊。c當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角r小于齒面的當(dāng)量摩擦角

擴(kuò)展閱讀：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識點(diǎn)總結(jié)

緒論：機(jī)械：機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱。機(jī)器：機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用來變換或傳遞能量、物料、信息。機(jī)構(gòu)：是具有確定相對運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的組合。用來傳遞運(yùn)動(dòng)和力的有一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架的用構(gòu)件能夠相對運(yùn)動(dòng)的連接方式組成的構(gòu)件系統(tǒng)統(tǒng)稱為機(jī)構(gòu)。構(gòu)件：機(jī)構(gòu)中的（最�。┻\(yùn)動(dòng)單元一個(gè)或若干個(gè)零件剛性聯(lián)接而成。是運(yùn)動(dòng)的單元，它可以是單一的整體，也可以是由幾個(gè)零件組成的剛性結(jié)構(gòu)。零件：制造的單元。分為：1、通用零件，2、專用零件。

一：自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目動(dòng)的從動(dòng)件搖桿，在前進(jìn)行程運(yùn)行速度較慢，而回程運(yùn)動(dòng)速度要快，機(jī)構(gòu)的這種性質(zhì)就是

推

s22h所謂的機(jī)構(gòu)的“急回運(yùn)動(dòng)”特性。程壓力角：作用于C點(diǎn)的力P與C點(diǎn)絕對速度方向所夾的銳角α。傳動(dòng)Pn角：壓力角的余角γ，死點(diǎn)：C無論我們?nèi)?/p>

2t21v24h12t1a24h12t2等減速段運(yùn)動(dòng)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(dòng)件上施加

速場合）3、簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律:

多大的力都不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，這種位置我們稱為死點(diǎn)γ=0。解決辦法：1)]2t22h1h1cos(1)v2sin(1)a22s2[1cos(h稱為構(gòu)件的自由度。約束：對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)（1）在機(jī)構(gòu)中安裝大質(zhì)量的飛輪，利用其慣所施加的限制稱為約束。運(yùn)動(dòng)副：使兩構(gòu)件性闖過轉(zhuǎn)折點(diǎn)；（2）利用多組機(jī)構(gòu)來消除運(yùn)直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)動(dòng)不確定現(xiàn)象。即連桿BC與搖桿CD所夾銳接。高副：兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)角。

動(dòng)副稱為高副。低副：兩構(gòu)件通過面接觸而三：凸輪:一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。根據(jù)兩構(gòu)件間的相對運(yùn)動(dòng)形從動(dòng)件:被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)架:固式，可分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。F=3n-2PL-PH

定不動(dòng)的構(gòu)件(導(dǎo)路)。凸輪類型：(1)盤形回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件（主動(dòng)件）數(shù)目必須等于機(jī)構(gòu)凸輪(2)移動(dòng)凸輪(3)圓柱回轉(zhuǎn)凸輪從動(dòng)件類的自由度。復(fù)合鉸鏈：三個(gè)或三個(gè)以上個(gè)構(gòu)

型：(1)尖頂從動(dòng)件(2)滾子從動(dòng)件(3)平底從動(dòng)件在同一條軸線上形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副。由m個(gè)構(gòu)件(1)直動(dòng)從動(dòng)件(2)擺動(dòng)從動(dòng)件

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

為（m-1）個(gè)。虛約束：重復(fù)而不起獨(dú)立限制rmin表示。2推程：從動(dòng)件遠(yuǎn)離中心位置的過

作用的約束稱為虛約束。計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，虛約束應(yīng)除去不計(jì)。局部自由度:與輸出件運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)可刪除。

二：連桿機(jī)構(gòu)：由若干構(gòu)件通過低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）聯(lián)接而成的平面機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞、變換和傳送動(dòng)力。優(yōu)點(diǎn)：(1)面接觸低副，壓強(qiáng)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的操縱控制。(4)可利用連桿實(shí)現(xiàn)較程。推程運(yùn)動(dòng)角δt；3遠(yuǎn)休止：從動(dòng)件在遠(yuǎn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡。缺點(diǎn)：(1)低副離中心位置停留不動(dòng)。遠(yuǎn)休止角δs；4回程:從動(dòng)件由遠(yuǎn)離中心位置向中心位置運(yùn)動(dòng)的過中存在間隙，精度低。(2)不容易實(shí)現(xiàn)精確復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：具有轉(zhuǎn)換運(yùn)程�；爻踢\(yùn)動(dòng)角δh；5近休止:從動(dòng)件靠近中動(dòng)功能而構(gòu)件數(shù)目最少的平面連桿機(jī)構(gòu)。整心位置停留不動(dòng)。近休止角δs；6行程:從轉(zhuǎn)副：存在條件：最短桿與最長桿長度之和動(dòng)件在推程或回程中移動(dòng)的距離，用h表小于或等于其余兩桿長度之和。構(gòu)成：整轉(zhuǎn)示。7從動(dòng)件位移線圖：從動(dòng)件位移S2與凸副是由最短桿及其鄰邊構(gòu)成。類型判定：(1）輪轉(zhuǎn)角δ1之間的關(guān)系曲線稱為從動(dòng)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(jī)構(gòu)：以最短桿的相鄰21a20速運(yùn)tt動(dòng)規(guī)

構(gòu)件為機(jī)架。雙曲柄機(jī)構(gòu)：以最短桿為機(jī)架。律:

雙搖桿機(jī)構(gòu)：以最短桿的對邊為機(jī)架。(2)如1、特點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡單、勻速進(jìn)給。始點(diǎn)、末點(diǎn)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(dòng)桿質(zhì)量曲柄存在的條件，則不論選哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，不大，以及要求勻速的情況。都為雙搖桿機(jī)構(gòu)。急回運(yùn)動(dòng)：有不少的平面2、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律:機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)曲柄做等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，做往復(fù)運(yùn)

推程等加速段運(yùn)動(dòng)方程：

22tt柔性沖擊t

t四：根切根念：用范成法加工齒輪時(shí)，有時(shí)會(huì)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(biāo)準(zhǔn)齒輪：刀具的齒頂線超過了極限嚙合點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)齒輪：指m、α、ha*、c*均取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)：加工精度低；加工不連續(xù)，生產(chǎn)率低；加工成本高。優(yōu)點(diǎn)：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(dòng)時(shí)，兩輪的齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工。加工：(a)齒輪插刀:是一個(gè)齒廓為刀刃的外齒輪。(b)齒條插刀（梳齒刀）:是一個(gè)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(yùn)動(dòng)變?yōu)辇X條與齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)。(c)滾刀切齒:原理與用齒條插刀加工基本相同,滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀刃的螺旋運(yùn)動(dòng)代替了齒條插刀的展成運(yùn)動(dòng)和切削運(yùn)動(dòng)。

九：失效：機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作時(shí)，稱為失效。類型：（1）斷裂。在機(jī)械載荷或應(yīng)力作用下(有時(shí)還兼有各種熱、腐蝕等因素作用)，使物體分成幾個(gè)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(yīng)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(diǎn)蝕）。（4）破化正常工作條件而引起的失效。強(qiáng)度：零件的應(yīng)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(shí)際工作中承受的各種附加載荷所引入的系數(shù)。3、計(jì)算載荷：載荷系數(shù)與名義載荷的乘積。4、名義應(yīng)力與計(jì)算應(yīng)力：按照名義載荷用力學(xué)公式求得的應(yīng)力稱為名義應(yīng)力；按照計(jì)算載荷求得的應(yīng)力稱為計(jì)算應(yīng)力。5、強(qiáng)度條件：σ≤[σ]；σ－計(jì)算正應(yīng)力，[σ]好的閉式齒輪傳動(dòng)主要發(fā)生齒面點(diǎn)蝕，齒根彎曲疲勞折斷。特殊情況，如嚴(yán)重的沖擊或有相當(dāng)大的短期過載時(shí)，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(dòng)的主要失效形式是磨粒磨損。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：對于閉式軟齒面齒輪（HBS≤350）：齒輪的失效形式以疲勞點(diǎn)蝕為主。先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，再用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)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(qiáng)度作為設(shè)－零件材料的許用正應(yīng)力：τ≤[τ]；τ－計(jì)算切應(yīng)力，[τ]－零件材料的許用切應(yīng)力

剛度：在載荷作用下，零件產(chǎn)生的彈性變形量，小于或等于機(jī)器工作性能所允許的極限值。設(shè)計(jì)要求：具有預(yù)定功能的要求、具有經(jīng)濟(jì)性要求采用先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法，運(yùn)用先進(jìn)工具。合理選用零件材料、降低材料費(fèi)用。設(shè)計(jì)中，盡量使重量系數(shù)下降。用最少零件組成部件或機(jī)械，盡量采用價(jià)廉的標(biāo)準(zhǔn)件。提高機(jī)器效率，降低能耗。盡量降低包裝、運(yùn)輸費(fèi)用。安裝、拆卸方便。、安全性要求機(jī)器中，必須配備各種防護(hù)裝置和措施，如防護(hù)罩，安全聯(lián)軸器等�？煽啃砸�求可靠度Ｒ。零件可靠度Ｒ的計(jì)算公式。機(jī)器的可靠度。提高機(jī)器可靠度的措施。標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)化就是要通過對零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、設(shè)計(jì)方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化的益處：標(biāo)準(zhǔn)化有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕設(shè)計(jì)工作量，便于零部件的互換和組織專業(yè)化的大生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。與設(shè)計(jì)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn):

國際標(biāo)準(zhǔn)ISO國家標(biāo)準(zhǔn)GB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB地方標(biāo)準(zhǔn)DB企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等QB。國標(biāo)分為：強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)和推薦標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)：代號為GB××××(為標(biāo)準(zhǔn)序號)－××××(為批準(zhǔn)年代)強(qiáng)制性國標(biāo)必須嚴(yán)格遵照執(zhí)行，否則就是違法。推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)：代號為GB／T××××－××××，這類標(biāo)準(zhǔn)占整個(gè)國標(biāo)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(biāo)，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(gè)齒的斷落，是輪齒中最危險(xiǎn)的失效形式。齒面失效：齒面疲勞點(diǎn)蝕和表層剝落齒面磨損、齒面膠合、齒面塑性變形。傳動(dòng)過程中，主要失效形式：通常對潤滑良

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

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