機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)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(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿的長(zhǎng)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(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)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(duì)桿為機(jī)架，則為雙搖桿機(jī)構(gòu)。

2，不滿足趕場(chǎng)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(jiǎn)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(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性較好。b缺點(diǎn)：不能承受軸向力，對(duì)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(duì)中性較好，工藝上較方便。b缺點(diǎn)：鍵槽較深，對(duì)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(guò)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(guò)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(duì)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(guò)調(diào)整螺旋角來(lái)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(duì)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(wú)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(shí)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(lái)變換或傳遞能量、物料、信息。機(jī)構(gòu)：是具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的組合。用來(lái)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(duì)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（最小）運(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(duì)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(wú)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(chǎng)合）3、簡(jiǎn)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(duì)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(guò)轉(zhuǎn)折點(diǎn)；（2）利用多組機(jī)構(gòu)來(lái)消除運(yùn)直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)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(guò)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(guò)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(duì)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(pán)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(guò)

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(wú)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(guò)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(rùn)滑，磨損輕，壽命長(zhǎng)，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(zhǎng)，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(guò)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(zhǎng)桿長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)邊為機(jī)架。(2)如1、特點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、勻速進(jìn)給。始點(diǎn)、末點(diǎn)果：lmin+lmax＞其它兩桿長(zhǎng)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(kāi)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(guò)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(kāi)線齒形的成形銑刀直接切出齒形。加工：(a)盤(pán)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(duì)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(lái)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(jiǎn)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(guò)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(guò)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(guò)載時(shí)，須注意輪齒發(fā)生過(guò)載折斷和齒面塑性變形的可能性。高速重載而潤(rùn)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(kāi)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(duì)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(duì)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(guò)對(duì)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO國(guó)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(guó)標(biāo)分為：強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)和推薦標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)為GB××××(為標(biāo)準(zhǔn)序號(hào))－××××(為批準(zhǔn)年代)強(qiáng)制性國(guó)標(biāo)必須嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行，否則就是違法。推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：代號(hào)為GB／T××××－××××，這類標(biāo)準(zhǔn)占整個(gè)國(guó)標(biāo)中的絕大多數(shù)。如無(wú)特殊理由和特殊需要，必須遵守這些國(guó)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(guò)程中，主要失效形式：通常對(duì)潤(rùn)滑良

計(jì)公式，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。3開(kāi)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(zhǎng)其使用壽命。開(kāi)式齒輪不進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。

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