2023年机械设计总结.docx

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1、2023年机械设计总结 机械设计基础总结 绪论： 1构件：组成机械的各运动单元体。它可以是单一的整体，也可以是由几个零件 组成的刚性结构。 2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。其一般包括四个基本组成部分:动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。 特征：（1）很多构件人为的组合体。 （2）各构件之间有确定的相对运动。 （3 3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称为机构 特征：（1）（2）皆同机器相同。 4机构与机器的区别在于：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统外，还包括电气、液压等其他装置；机构只用于传递运动

2、和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。 第一章，平面机构的自由度和速度分析。 1构件相对于参考系的独立运动称为自由度。（一个平面运动的自由构件具有三个自由度，空间机构六个） 2两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。 3（提供两个约束，保留一个自由度）。其分类： （1） 转动副：组成运动副的两构件只能在平面内相对转动。 （2） 移动副：组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动。 4度）。 5仅用简单线条和相关符号，将机构各构件之间的运动关系清楚的表达出来的图形，称为机构运动简图。 机构中的构件可分为三类： （1） 固定构件：用来支承活动构件（运动构

3、件）的构件。 （2） 原动件（主动件）：运动规律已知的活动构件。 （3） 从动件：机构中随原动件运动而运动的其余活动构件。 6计算构件的自由度： （低副）P（高副） 注意情况： （1） 复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动副相连接。其具有（K1） 个转动副,K构件数。 （2） 局部自由度：与输出构件运动无关的自由度，在计算自由度时予以排 除。 （3） 虚约束：在运动副引入得约束中，有些约束对机构自由度的影响是重 复的，对机构运动不起任何限制作用，应除去不计。 7瞬心是两刚体上绝对速度相同的重合点。 特点：（1）相对速度为零（V相对=0） （2）绝对速度相等（V绝=0绝对瞬心，V绝0相对瞬心）

4、 分类：相对瞬心：两个刚体都是运动的。 绝对瞬心：两刚体之一是静止的。因静止构件的绝对速度等于零，所以绝对瞬心是运动刚体上瞬时绝对速度等于零的点。 8瞬心数的计算： N=K（K1）2（K构件数） 9瞬心位置的确定： （1） 两构件直接接触： 转动副在转动中心，移动副在垂直导路的无穷远处。 高副：纯滚动在接触点处，滚动兼滑动在接触点的公法线上。具体位 置还要根据其他条件才能确定。 （2） 两构件不直接接触： 三心定理：两个构件的瞬心在其余两个构件瞬心的连线上。 第二章，平面连杆机构 1平面连杆机构是由若干构件用低副连接而成的平面机构，又称平面低副机构。 其特点: （1）全用低副连接。 （2）运动

5、尺寸大，运动误差大。 （3）惯性力不易平衡。 2摇杆：能整周转动。 曲柄：不能整周转动。 3 全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构： 其分类:（1）曲柄摇杆机构 （2）双曲柄机构 （3）双摇杆机构 铰链四杆机构有整转副的条件： （1） 最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆之和。 （2） 整转副是由最短杆与其邻边组成的。 是否存在曲柄（满足以上条件后）： （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，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。 4含一

6、个移动副的四杆机构：曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构和定块机构。 5急回特性:虽然摇杆来回摆动的摆角（）相同，但对应的曲柄转角不等（12）；当曲柄匀速转动时，对应的时间也不等（t1t2），从而反映了摇杆往复摆动的快慢不同。 6压力角和传动角： （1） 作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度vc之间所夹的锐角a 称为压力角。压力角越小，有效分力就越大。其可作为判断机构传动性能的标志。 （2） 为度量方便，习惯用压力角a的余角（即连杆和从动摇杆之间所夹的 锐角）来判断传力性能，称为传动角。 故a越小，越大，机构传力性能越好；反之，a越大，越小，机构传力越费劲，传动效率越低。 7死点位置：机构

7、的传动角为0的位置称为死点位置，其会使机构的从动件出现卡死或运动不确定现象。为了消除死点位置的影响，可以对从动曲柄施加外力，或利用飞轮及构件自身的惯性作用，使机构通过死点位置。 第三章， 凸轮机构 1其结构简单，原动件的简单运动可使从动件实现各种复杂运动。 2分类及特点（P41） 3运动规律（P42） 第四章 齿轮机构 1齿轮的优点：（1）使用的圆周速度和功率范围广。 （2）效率较高。（3）传动比稳定。 （4）寿命长。（5）工作可靠性高。 （6）可实现平行轴，任意角相交轴和任意角交错轴之间的传 动。 缺点：（1）要求较高的制造和安装精度。 （2）不适宜于远距离两轴之间的传动。 2齿廓实现定角速

8、比传动的条件（啮合的定传动比条件）： 欲使两齿轮瞬时角速比恒定不变，必须使C点为连心线上的固定点，或者说，欲 使齿轮保持定角速比，不论齿廓在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线都必须与连心线交于一定点。 一对传动齿轮的连心线O1O2被齿廓接触点公法线分割为两段，该两线段长度与两 轮瞬时角速度成反比。 1 2=O2CO1C 3渐开线的形成与特性： 当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任意一点的轨迹称为该圆的渐开线，这个圆称为渐开线的基圆，该直线为发生线。 渐开线满足定角速比要求，即无论两齿廓在何处接触，过接触点所作齿廓公法线均通过连心线上同一点C。 渐开线的特性：（图P55） （1）发生线从

9、位置1到位置2做纯滚动，物相对滑动，故两点位置等 于弧长，BK=AB （2）渐开线上任意一点的法线必与基圆相切。 （3）渐开线齿廓上各点压力角（法线即压力方向线与速度方向线所夹的锐角）不等，向径越大（即K点离轮心越远），其压力角越大。 （4）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大，它的渐开线在K点的曲率 半径越大，渐开线愈趋平直。 （5）基圆之内物渐开线。 。（6）K点的曲率半径PK=BK （7）同一基圆同侧的两条渐开线间的法线距离相等。 （8）同一基圆相反两条渐开线的公法线处处相等。 4齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸： （1）一点，两角，三圆： 节点：过接触点（啮合点）作两齿廓的公

10、法线与连心线的交点。压力角：分度圆受力方向与速度方向夹角。 啮合角：啮合线与两节圆公切线的所夹的锐角 节圆：过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。 基圆：当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任意一点的轨 迹称为该圆的渐开线，这个圆称为渐开线的基圆。 分度圆：把齿轮圆周上的比值PK（齿距）/规定为标准值，并使 该圆上的压力角也为标准值（20），这个圆为分度圆。 （2）标准参数:： 模数m：分度圆上的齿距p对的比值称为模数，m越大，p越大，轮齿也 越大，轮齿抗弯能力也越强，所以期又是轮齿抗弯能力的重要标志。 m=p=s（齿厚）+e（齿槽宽）pd（分度圆直径）=z=mz p顶高系数ha*（正常1.0

11、，短齿0.8） 顶隙系数c*（正常0.25，短齿0.3） （3）其他参数： 介于齿顶圆和分度圆之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，用ha表 示，介于齿根圆和分度圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，用hf表示。 全齿高h=ha + hfha = ha*mhf= (ha* + c*)mc（顶隙）= c*m 齿顶圆直径da =d+2 ha齿根圆直径df =d - 2 hf 分度圆上齿厚与齿槽宽相等，且齿顶高和齿根高均为标准值的齿轮称为标准齿轮对于标准齿轮s=e=2= 基圆直径db=dcosa 5渐开线标准齿轮的啮合： K1K1，=K2K2，m1cosa1=m2cosa2m1=m2=m，

12、a1=a2=a渐开线齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角必须相等。 一对齿轮的传动比可表示为： I=n1=1=22pm2推导必须使nd2，d1=db2=d2=z2 （图P56 P59） ，b111ddz 标准中心距：a=r1，+r2,=r1+r2=m2（z1+z2） 因两分度圆相切：c（顶隙）= hf ha 标准齿轮传动只有在分度圆和节圆重合时，压力角与啮合角才相等。 实际啮合线段与两啮合点间距离之比称为重合度，用表示，齿轮连续传动的条 件： =AKEK1 （图P60） 6渐开线齿轮的切齿原理： 切齿方法按其原理可分为成形法和范成法。 成形法是用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形。 机械设计总结 机械设计总结 机械设计总结 机械设计 机械设计 机械设计 机械设计 机械设计基础 总结 机械设计基础总结 机械设计实习总结