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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)公式匯總
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)公式大家了解嗎？以下是小編為大家整理好的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)公式匯總，一起來學(xué)習(xí)吧.
零件：獨(dú)立的制造單元
構(gòu)件：獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元體
機(jī)構(gòu)：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)件間能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接方式組成的構(gòu)件系統(tǒng)
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)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱
機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)來代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定比例確定各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，這種表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
運(yùn)動(dòng)副：由兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而組成的可動(dòng)的連接
運(yùn)動(dòng)副元素：把兩構(gòu)件上能夠參加接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副表面
運(yùn)動(dòng)副的自由度和約束數(shù)的關(guān)系f=6-s
運(yùn)動(dòng)鏈：構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副的連接而構(gòu)成的可相對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)
高副：兩構(gòu)件通過點(diǎn)線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副
低副：兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副
平面運(yùn)動(dòng)副的最大約束數(shù)為2，最小約束數(shù)為1；引入一個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副為高副，引入兩個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副為平面低副
平面自由度計(jì)算公式：F=3n-2PL-PH
機(jī)構(gòu)可動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)的自由度大于零
機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目
虛約束：對(duì)機(jī)構(gòu)不起限制作用的約束
局部自由度：與輸出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度
復(fù)合鉸鏈：兩個(gè)以上構(gòu)件同時(shí)在一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接
速度瞬心：互作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上瞬時(shí)速度相等的重合點(diǎn)。若絕對(duì)速度為零，則該瞬心稱為絕對(duì)瞬心
相對(duì)速度瞬心與絕對(duì)速度瞬心的相同點(diǎn)：互作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上瞬時(shí)相對(duì)速度為零的點(diǎn)；不同點(diǎn)：后者絕對(duì)速度為零，前者不是
三心定理：三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的三個(gè)瞬心必位于同一直線上
機(jī)構(gòu)的瞬心數(shù)：N=K(K-1)/2
機(jī)械自鎖：有些機(jī)械中，有些機(jī)械按其結(jié)構(gòu)情況分析是可以運(yùn)動(dòng)的，但由于摩擦的存在卻會(huì)出現(xiàn)無(wú)論如何增大驅(qū)動(dòng)力也無(wú)法使其運(yùn)動(dòng)
曲柄：作整周定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件；
連桿：作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；
搖桿：作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件；
連架桿：與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；
周轉(zhuǎn)副：能作360?相對(duì)回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)副
擺轉(zhuǎn)副：只能作有限角度擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。
鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：
1.最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)≤其他兩桿長(zhǎng)度之和，稱為桿長(zhǎng)條件。
2.連架桿或機(jī)架之一為最短桿。
當(dāng)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，其最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是整轉(zhuǎn)副。
鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本形式：
1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)
取最短桿的鄰邊為機(jī)架
2.雙曲柄機(jī)構(gòu)
取最短桿為機(jī)架
3.雙搖桿機(jī)構(gòu)
取最短桿的對(duì)邊為機(jī)架
在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中改變搖桿長(zhǎng)度為無(wú)窮大而形成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中改變回轉(zhuǎn)副半徑而形成偏心輪機(jī)構(gòu)
急回運(yùn)動(dòng)：當(dāng)平面連桿機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件（如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄）等從動(dòng)件（搖桿）空回行程的平均速度大于其工作行程的平均速度
極位夾角：機(jī)構(gòu)在兩個(gè)極位時(shí)原動(dòng)件AB所在的兩個(gè)位置之間的夾角θ
θ=180°（K-1）/(K+1)
行程速比系數(shù)：用從動(dòng)件空回行程的平均速度V2與工作行程的平均速度V1的比值
K=V2/V1=（180°+θ）/(180°—θ)
平面四桿機(jī)構(gòu)中有無(wú)急回特性取決于極為夾角的大小
θ越大，K就越大急回運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)也越顯著；θ=0，K=1時(shí)，無(wú)急回特性
具有急回特性的四桿機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)
壓力角：力F與C點(diǎn)速度v正向之間的夾角（銳角）α
傳動(dòng)角：與壓力角互余的角（銳角）γ
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中只有取搖桿為主動(dòng)件時(shí)，才可能出現(xiàn)死點(diǎn)位置，處于死點(diǎn)位置時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角γ為0
死點(diǎn)位置對(duì)傳動(dòng)雖然不利，但在工程實(shí)踐中，有時(shí)也可以利用機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置來完成一些工作要求
剛性沖擊：出現(xiàn)無(wú)窮大的加速度和慣性力，因而會(huì)使凸輪機(jī)構(gòu)受到極大的沖擊（如從動(dòng)件為等速運(yùn)動(dòng)）
柔性沖擊：加速度突變?yōu)橛邢拗�，因而引起的沖擊較�。ㄈ鐝膭�(dòng)件為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)）
在凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的幾種基本的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律使凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生剛性沖擊，等加速等減速，和余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律產(chǎn)生柔性沖擊，正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律則沒有沖擊
在凸輪機(jī)構(gòu)的各種常用的推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，等速只宜用于低速的情況；等加速等減速和余弦加速度宜用于中速，正弦加速度可在高速下運(yùn)動(dòng)
凸輪的基圓：以凸輪輪廓的最小向徑r0為半徑所繪的圓稱為基圓
凸輪的基圓半徑是從轉(zhuǎn)動(dòng)中心到凸輪輪廓的最短距離，凸輪的基圓的半徑越小，則凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角越大，而凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸越小
凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角α：從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向v與力F之間所夾的銳角
偏距e：從動(dòng)件導(dǎo)路偏離凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離
偏距圓：以e為半徑，以凸輪回轉(zhuǎn)中心為圓心所繪的圓
推程：從動(dòng)件被凸輪輪廓推動(dòng)，以一定運(yùn)動(dòng)規(guī)律由離回轉(zhuǎn)中心最近位置到達(dá)最遠(yuǎn)位置的過程
升程h：推程從動(dòng)件所走過的距離
回程：從動(dòng)件在彈簧或重力作用下，以一定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由離回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置回到起始位置的過程
運(yùn)動(dòng)角：凸輪運(yùn)動(dòng)時(shí)所轉(zhuǎn)的角度
齒廓嚙合的基本定律：相互嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與其連心線O1O2被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分成的兩線段長(zhǎng)成反比
漸開線：當(dāng)直線BK沿一圓周作純滾動(dòng)時(shí)直線上任一一點(diǎn)K的軌跡AK
漸開線的性質(zhì)：
1、發(fā)生線上BK線段長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧長(zhǎng)AB
2、漸開線上任一一點(diǎn)的發(fā)線恒于其基圓相切
3、漸開線越接近基圓部分的曲率半徑越小，在基圓上其曲率半徑為零
4、漸開線的形狀取決于基圓的大小
5、基圓以內(nèi)無(wú)漸開線
6、同一基圓上任意弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的任意兩條公法線相等
漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)：
1、能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)且具有可分性
傳動(dòng)比不僅與節(jié)圓半徑成反比，也與其基圓半徑成反比，還與分度圓半徑成反比
I12=ω1/ω2=O2P/O1P=rb2/rb1
2、漸開線齒廓之間的正壓力方向不變
漸開線齒輪的基本參數(shù)：模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、（齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)）
模數(shù)：人為規(guī)定：m=p/π只能取某些簡(jiǎn)單值。
分度圓直徑：d=mz， r = mz/2
齒頂高：ha=ha*m
齒根高：hf=(ha*+c*)m
齒頂圓直徑：da=d+2ha=(z+2ha*)m
齒根圓直徑：df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m
基圓直徑：db= dcosα= mzcosα
齒厚和齒槽寬： s=πm/2 e=πm/2
標(biāo)準(zhǔn)中心距：a=r1+ r2=m(z1+z2)/2
一對(duì)漸開線齒輪正確嚙合的條件：兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等
一對(duì)漸開線齒廓嚙合傳動(dòng)時(shí)，他們的接觸點(diǎn)在實(shí)際嚙合線上，它的理論嚙合線長(zhǎng)度為兩基圓的內(nèi)公切線N1N2
漸開線齒廓上任意一點(diǎn)的壓力角是指該點(diǎn)法線方向與速度方向間的夾角
漸開線齒廓上任意一點(diǎn)的法線與基圓相切
切齒方法按其原理可分為：成形法（仿形法）和范成法。
根切：采用范成法切制漸開線齒廓時(shí)發(fā)生根切的原因是刀具齒頂線超過嚙合極限點(diǎn)N1（標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)直齒輪為17、斜齒輪為14）
重合度：B1B2與Pb的比值ε；
齒輪傳動(dòng)的連續(xù)條件：重合度ε大于等于1
變位齒輪：
以切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)的位置為基準(zhǔn)，刀具的移動(dòng)距離xm稱為變位量，x稱為變?yōu)橄禂?shù)，并規(guī)定刀具遠(yuǎn)離輪坯中心時(shí)x為正值，稱正變位；刀具趨近輪坯時(shí)x為負(fù)值，稱負(fù)變位。
變位齒輪的齒距、模數(shù)、壓力角、基圓和分度圓保持不變，但分度線上的齒厚和齒槽寬不在相等
齒厚：s=πm/2+ 2xmtgα
齒槽寬：e=πm/2－2xmtgα
斜齒輪：
一對(duì)斜齒圓柱齒輪正確嚙合的條件：
mn1=mn2，αn1=αn1外嚙合:β1＝-β2
或mt1=mt2，αt1＝αt2外嚙合:β1＝-β2
法面的參數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值，而幾何尺寸計(jì)算是在端面上進(jìn)行的
模數(shù)：mn=mtcosβ
分度圓直徑：d=zmt=z mn/ cosβ
斜齒輪當(dāng)量齒輪定義：與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)募傧氲闹饼X圓柱齒輪稱為斜齒輪當(dāng)量齒輪
當(dāng)量齒數(shù)：Zv=Z/cos3β
輪系：一系列齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)
定軸輪系：如果在輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其各個(gè)輪齒的軸線相對(duì)于機(jī)架的位置都是固定的
周轉(zhuǎn)輪系：如果在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中至少有一個(gè)齒輪軸線的位置并不固定，而是繞著其它齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn)
復(fù)合輪系：定軸輪系+周轉(zhuǎn)輪系
自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系，自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動(dòng)輪系
定軸輪系的傳動(dòng)比等于所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積與所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積的比值
i1m＝(-1)m所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積/所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積
周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比：
或
中介輪：不影響傳動(dòng)比的大小而僅起著中間過渡和改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的作用
復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算：
1.分清輪系：先找軸線位置不固定的齒輪即行星輪，其軸就是行星架，與該齒輪直接嚙合且軸線位置固定的齒輪是中心輪，這就是一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系，把所有周轉(zhuǎn)輪系分出后。剩下的就是定軸輪系
2.對(duì)周轉(zhuǎn)輪系和定軸輪系分別列傳動(dòng)比計(jì)算公式及周轉(zhuǎn)輪系與定軸輪系的聯(lián)系方程式
3.聯(lián)立上述公式求解
間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：
止回棘爪作用：防止棘輪反轉(zhuǎn)
槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)：
為了保證槽輪運(yùn)動(dòng)，槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)應(yīng)大于等于3
機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)：
機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)目的：是使機(jī)械的轉(zhuǎn)速在允許范圍內(nèi)波動(dòng)，而保證正常工作。
調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)的常用方法是在機(jī)械中加上一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大的回轉(zhuǎn)件—飛輪。
裝在主軸上飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)：
由于J≠∞，而Amax和ωm又為有限值，故δ不可能
為“0”，即使安裝飛輪，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度總是有波動(dòng)的。
非周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)，不能依靠飛輪進(jìn)行調(diào)節(jié)，而用調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
回轉(zhuǎn)件的平衡：
平衡的目的：研究慣性力分布及其變化規(guī)律，并采取相應(yīng)的措施對(duì)慣性力進(jìn)行平衡，從而減小或消除所產(chǎn)生的附加動(dòng)壓力、減輕振動(dòng)、改善機(jī)械的工作性能和提高使用壽命。
靜平衡：回轉(zhuǎn)件可在任何位置保持靜止，不會(huì)自行轉(zhuǎn)動(dòng)。
靜平衡條件：回轉(zhuǎn)件上各個(gè)質(zhì)量的離心力的合力等于零。
動(dòng)平衡：靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)回轉(zhuǎn)件都平衡。
動(dòng)平衡條件：回轉(zhuǎn)件上各個(gè)質(zhì)量離心力的合力等于零且離心力所引起的力偶距的合離偶距等于零。
需要指出的是動(dòng)平衡回轉(zhuǎn)件一定也是靜平衡的，但靜平衡的回轉(zhuǎn)件卻不一定是動(dòng)平衡的。
對(duì)于圓盤形回轉(zhuǎn)件，當(dāng)D/b＞5（或b/D≤0.2）時(shí)通常經(jīng)靜平衡試驗(yàn)校正后，可不必進(jìn)行動(dòng)平衡。當(dāng)D/b＜5（或b/D≥0.2）時(shí)或有特殊要求的回轉(zhuǎn)件，一般都要進(jìn)行動(dòng)平衡。
D—圓盤直徑 b—圓盤厚度
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