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機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)公式匯總
機(jī)械設(shè)計基礎(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)計基礎(chǔ)公式匯總，一起來學(xué)習(xí)吧.
零件：獨立的制造單元
構(gòu)件：獨立的運動單元體
機(jī)構(gòu)：用來傳遞運動和力的、有一個構(gòu)件為機(jī)架的、用構(gòu)件間能夠相對運動的連接方式組成的構(gòu)件系統(tǒng)
機(jī)器：是執(zhí)行機(jī)械運動的裝置，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)運動簡圖：用簡單的線條和符號來代表構(gòu)件和運動副，并按一定比例確定各運動副的相對位置，這種表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡單圖形稱為機(jī)構(gòu)運動簡圖
運動副：由兩個構(gòu)件直接接觸而組成的可動的連接
運動副元素：把兩構(gòu)件上能夠參加接觸而構(gòu)成的運動副表面
運動副的自由度和約束數(shù)的關(guān)系f=6-s
運動鏈：構(gòu)件通過運動副的連接而構(gòu)成的可相對運動系統(tǒng)
高副：兩構(gòu)件通過點線接觸而構(gòu)成的運動副
低副：兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運動副
平面運動副的最大約束數(shù)為2，最小約束數(shù)為1；引入一個約束的運動副為高副，引入兩個約束的運動副為平面低副
平面自由度計算公式：F=3n-2PL-PH
機(jī)構(gòu)可動的條件：機(jī)構(gòu)的自由度大于零
機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件：機(jī)構(gòu)的原動件的數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目
虛約束：對機(jī)構(gòu)不起限制作用的約束
局部自由度：與輸出機(jī)構(gòu)運動無關(guān)的自由度
復(fù)合鉸鏈：兩個以上構(gòu)件同時在一處用轉(zhuǎn)動副相連接
速度瞬心：互作平面相對運動的兩構(gòu)件上瞬時速度相等的重合點。若絕對速度為零，則該瞬心稱為絕對瞬心
相對速度瞬心與絕對速度瞬心的相同點：互作平面相對運動的兩構(gòu)件上瞬時相對速度為零的點；不同點：后者絕對速度為零，前者不是
三心定理：三個彼此作平面運動的構(gòu)件的三個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)情況分析是可以運動的，但由于摩擦的存在卻會出現(xiàn)無論如何增大驅(qū)動力也無法使其運動
曲柄：作整周定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件；
連桿：作平面運動的構(gòu)件；
搖桿：作定軸擺動的構(gòu)件；
連架桿：與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；
周轉(zhuǎn)副：能作360?相對回轉(zhuǎn)的運動副
擺轉(zhuǎn)副：只能作有限角度擺動的運動副。
鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：
1.最長桿與最短桿的長度之和應(yīng)≤其他兩桿長度之和，稱為桿長條件。
2.連架桿或機(jī)架之一為最短桿。
當(dāng)滿足桿長條件時，其最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副都是整轉(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)
取最短桿的對邊為機(jī)架
在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中改變搖桿長度為無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)
急回運動：當(dāng)平面連桿機(jī)構(gòu)的原動件（如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄）等從動件（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)在兩個極位時原動件AB所在的兩個位置之間的夾角θ
θ=180°（K-1）/(K+1)
行程速比系數(shù)：用從動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)中有無急回特性取決于極為夾角的大小
θ越大，K就越大急回運動的性質(zhì)也越顯著；θ=0，K=1時，無急回特性
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)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)
壓力角：力F與C點速度v正向之間的夾角（銳角）α
傳動角：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件時，才可能出現(xiàn)死點位置，處于死點位置時，機(jī)構(gòu)的傳動角γ為0
死點位置對傳動雖然不利，但在工程實踐中，有時也可以利用機(jī)構(gòu)的死點位置來完成一些工作要求
剛性沖擊：出現(xiàn)無窮大的加速度和慣性力，因而會使凸輪機(jī)構(gòu)受到極大的沖擊（如從動件為等速運動）
柔性沖擊：加速度突變?yōu)橛邢拗担蚨鸬臎_擊較�。ㄈ鐝膭蛹䴙楹喼C運動）
在凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的幾種基本的從動件運動規(guī)律中等速運動規(guī)律使凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生剛性沖擊，等加速等減速，和余弦加速度運動規(guī)律產(chǎn)生柔性沖擊，正弦加速度運動規(guī)律則沒有沖擊
在凸輪機(jī)構(gòu)的各種常用的推桿運動規(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動
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：從動件運動方向v與力F之間所夾的銳角
偏距e：從動件導(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：從動件被凸輪輪廓推動，以一定運動規(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：推程從動件所走過的距離
回程：從動件在彈簧或重力作用下，以一定運動規(guī)律，由離回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置回到起始位置的過程
運動角：凸輪運動時所轉(zhuǎn)的角度
齒廓嚙合的基本定律：相互嚙合傳動的一對齒輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線O1O2被其嚙合齒廓在接觸點處的公法線所分成的兩線段長成反比
漸開線：當(dāng)直線BK沿一圓周作純滾動時直線上任一一點K的軌跡AK
漸開線的性質(zhì)：
1、發(fā)生線上BK線段長度等于基圓上被滾過的弧長AB
2、漸開線上任一一點的發(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)無漸開線
6、同一基圓上任意弧長對應(yīng)的任意兩條公法線相等
漸開線齒廓的嚙合特點：
1、能保證定傳動比傳動且具有可分性
傳動比不僅與節(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
一對漸開線齒廓嚙合傳動時，他們的接觸點在實際嚙合線上，它的理論嚙合線長度為兩基圓的內(nèi)公切線N1N2
漸開線齒廓上任意一點的壓力角是指該點法線方向與速度方向間的夾角
漸開線齒廓上任意一點的法線與基圓相切
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發(fā)生根切的原因是刀具齒頂線超過嚙合極限點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)齒輪時的位置為基準(zhǔn)，刀具的移動距離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x為正值，稱正變位；刀具趨近輪坯時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系統(tǒng)
定軸輪系：如果在輪系運轉(zhuǎn)時其各個輪齒的軸線相對于機(jī)架的位置都是固定的
周轉(zhuǎn)輪系：如果在連續(xù)運轉(zhuǎn)時，其中至少有一個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)輪系稱為差動輪系
定軸輪系的傳動比等于所有從動輪齒數(shù)的連乘積與所有主動輪齒數(shù)的連乘積的比值
i1m＝(-1)m所有從動輪齒數(shù)的乘積/所有主動輪齒數(shù)的乘積
周轉(zhuǎn)輪系傳動比：
或
中介輪：不影響傳動比的大小而僅起著中間過渡和改變從動輪轉(zhuǎn)向的作用
復(fù)合輪系傳動比的計算：
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.對周轉(zhuǎn)輪系和定軸輪系分別列傳動比計算公式及周轉(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
間歇運動機(jī)構(gòu)：
止回棘爪作用：防止棘輪反轉(zhuǎn)
槽輪機(jī)構(gòu)運動特性系數(shù)：
為了保證槽輪運動，槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)應(yīng)大于等于3
機(jī)械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)：
機(jī)械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)目的：是使機(jī)械的轉(zhuǎn)速在允許范圍內(nèi)波動，而保證正常工作。
調(diào)節(jié)周期性速度波動的常用方法是在機(jī)械中加上一個轉(zhuǎn)動慣量很大的回轉(zhuǎn)件—飛輪。
裝在主軸上飛輪的轉(zhuǎn)動慣量：
機(jī)械運轉(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)械運轉(zhuǎn)速度總是有波動的。
非周期性速度波動的調(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)的措施對慣性力進(jìn)行平衡，從而減小或消除所產(chǎn)生的附加動壓力、減輕振動、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，不會自行轉(zhuǎn)動。
靜平衡條件：回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力的合力等于零。
動平衡：靜止和運動狀態(tài)回轉(zhuǎn)件都平衡。
動平衡條件：回轉(zhuǎn)件上各個質(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)件卻不一定是動平衡的。
對于圓盤形回轉(zhuǎn)件，當(dāng)D/b＞5（或b/D≤0.2）時通常經(jīng)靜平衡試驗校正后，可不必進(jìn)行動平衡。當(dāng)D/b＜5（或b/D≥0.2）時或有特殊要求的回轉(zhuǎn)件，一般都要進(jìn)行動平衡。
D—圓盤直徑 b—圓盤厚度
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