1、1. 構件：獨立的運動單元 /零件：獨立的制造單元機構：用來傳遞運動和力的、有一個構件為機架的、用構件 間能有確定相對運動的連接方式組成的構件系統 （機構 = 機架（1 個）+原動件（1 個）+從動件（若干） 機器：包含一個或者多個機構的系統 注：從力的角度看機構和機器并無差別， 故將機構和機器統 稱為機械1. 機構運動簡圖的要點：1 ）構件數目與實際數目相同 2）運動 副的種類和數目與實際數目相同 3） 運動副之間的相對位置以 及構件尺寸與實際機構成比例（該項機構示意圖不需要）2. 運動副（兩構件組成運動副） ：1 ）高副（兩構件點或線接觸） 2）低副（兩構件面接觸組成） ，例如轉動副、移動

2、副3. 自 由 度 （ F ） = 原 動 件 數 目 ， 自 由 度 計 算 公 式 ：F 3n （n 為活動構件數目） 2PL（PL為低副數目） PH（ PH為高副數目）求解自由度時需要考慮以下問題： 1 ）復合鉸鏈 2）局部自由 度 3 ）虛約束4. 桿長條件：最短桿+最長桿 w 其它兩桿之和（滿足桿長條件則機構中存在整轉副）I） 滿足桿長條件，若最短桿為機架，則為雙曲柄機構II ） 滿足桿長條件，若最短桿為機架的鄰邊，則為曲柄搖桿機構III ） 滿足桿長條件，若最短桿為機架的對邊，則為雙搖桿機可編輯IV）不滿足桿長條件，則為雙搖桿機構5. 急回特性：搖桿轉過角度均為擺角（搖桿左右極限位

3、置的夾 角）的大小，而曲柄轉過角度不同，例如：牛頭刨床、往復 式輸送機急回特性可用行程速度變化系數（或稱行程速比系數）K 表示Ki/12tii1802/t1t22180“c K 1180 -K 1為極位夾角（連桿與曲柄兩次共線時，兩線之間的夾角）6. 壓力角：作用力 F 方向與作用點絕對速度Vc方向的夾角 a7. 從動件壓力角 a =90。（傳動角尸 0 ）時產生死點，可用飛輪 或者構件本身慣性消除8. 凸輪機構的分類及其特點：I）按凸輪形狀分：盤形、移動、圓柱凸輪（端面）II ）按推桿形狀分：1 ）尖頂一一構造簡單，易磨損，用于儀表機構（只用于受力不大的低速機構）2 ）滾子一一磨損小，應用廣

4、3）平底一一受力好，潤滑好，用于高速轉動，效率高，但是無法進入凹面III）按推桿運動分：直動（對心、偏置）、擺動 IV）按保持接觸方式分：力封閉（重 力、彈簧等）、幾何形狀封閉（凹槽、等寬、等徑、主回凸輪）9. 凸輪機構的壓力角： 從動件運動方向與凸輪給從動件的力的 方向之間所夾的銳角 a （凸輪給從動件的力的方向沿接觸點的 法線方向）可編輯壓力角的大小與凸輪基圓尺寸有關， 基圓半徑越小， 壓力角 a 越大 （當壓力角過大時可以考慮增大基圓的半徑）10.凸輪給從動件的力 F 可以如圖分解為沿從動件的有用分力FF和使從動件壓緊導路的有害分力F （ F =F tan a）11.凸輪機構的自鎖現象：

5、在 a 角增大的同時，F.增大，使導路摩擦力大于有用分力F,系統無法運動，當壓力角超過許r【!】 即發生自鎖，【a】在擺動凸輪機構中建議 35 -45 【a】在直動 凸輪機構中建議 30 ,a】在回程凸輪機構中建議 70 -80 12.凸輪機構的運動規律與沖擊的關系：I）多項式運動規律：1）等速運動（一次多項式）運動規律一一剛性沖擊2）等加等減速（二次多項式）運動規律柔性沖擊3）五次多項式運動規律一一無沖擊（適用于高速凸輪機構）II ）三角函數運動規律：1）余弦加速度（簡諧）運動規律一一柔性沖擊 2） 正弦加速度（擺線）運動規律一一無沖擊III ）改進型運動規律：將集中運動規律組合，以改善運動

6、特性13.凸輪滾子機構半徑的確定：a為工作輪廓的曲率半徑、為理論輪廓的曲率半徑、rT為滾子半徑I）輪廓內凹時：arTII ）輪廓外凸時：arT（當rT0時，輪廓變尖，出現失真現象，所以要使機構正可編輯常工作，對于外凸輪廓要使minrT）注：平底推桿凸輪機構也會出現失真現象，可以增大凸輪的基圓半徑來解決問題14.齒輪嚙合基本定律：設 P 為兩嚙合齒輪的相對瞬心（嚙合齒輪公法線與齒輪連心線O1O2交點），il2 J（傳動比2OiP rbi需要恒定，即需要為常數）OiP15.齒輪漸開線（口訣）：弧長等于發生線，基圓切線是法線，曲線形狀隨基圓，基圓內無漸開線嚙合線：兩嚙合齒輪基圓的內公切線嚙合角：節圓

7、公切線與嚙合線之間的夾角 a（即節圓的壓力角）16.齒輪的基本參數：齒頂圓 ra、da齒根圓-rf、df齒厚 sk（弧長）齒槽寬 e（弧長）齒距（周節）：pkskek法向齒距（周節）Pnpb（基圓上的弧長）齒頂高（分度圓到齒頂高度）ha齒根高（分度圓到齒根高度）hf分度圓：人為規定（標準齒輪中分度圓與節圓重合），分度圓參數用 r、d、e、s、p=e+s 表示（無下標）全齒高 h hahf齒寬（輪齒軸向的厚度）B輪齒的齒數為 Z模數 m：分度圓的周長d zp d zp/，人為規定 p/只能取某些簡單的值,1故定義 m p/ ,有 d m 乙 r -mz2齒輪各項參數的計算公式：d mz可編輯ha

8、ham（齒頂高系數 ha正常齒 ha1,短齒制 ha0.8）hf（h；c*）m（頂隙系數c*正常齒c*0.25短齒制c*0.3）h hahf（2hac ）mdad 2ha（z 2h：）m dfd 2hf（z 2h；2c*）m17.分度圓壓力角 a =arcos （ m/r）（厲為基圓半徑，r 為分度圓半 徑）所以dbd cos mz cos所以PnPbmzcosmcos pcoszz18.齒輪重合度：表示同時參加嚙合的輪齒的對數，用（1才能連續傳動）表示，越大，輪齒平均受力越小，傳動越平穩19.理論上齒側間隙為 0 即 si e20,頂隙 c 為標準值即 c c m標準安裝時的中心距a ra1

9、c r2fr1r220.漸開線齒輪的加工方法：1 ）成形法（用漸開線齒形的成形刀 具直接切出齒形，例如盤銑刀和指狀銑刀），成形法的優點： 方法簡單，不需要專用機床；缺點：生產效率低，精度差，僅適用于單件生產及精度要求不高的齒輪加工2）范成法（利用一對齒輪（或者齒輪與齒條）互相嚙合時，其共軛齒闊互 為包絡線的原理來切齒的），常見的刀具例如齒輪插刀（刀具 頂部比正常齒高出c*m， 以便切出頂隙部分， 刀具模擬嚙合旋 轉并軸向運動，缺點：只能間斷地切削、生產效率低）、齒條可編輯插刀（頂部比傳動用的齒條高出c*m，刀具進行軸向運動，切 出的齒輪分度圓齒厚和分度圓齒槽寬相等， 缺點： 只能間斷 地切削、

10、 生產效率低） 、齒輪滾刀（其在工作面上的投影為一 齒條，能夠進行連續切削）21.最少齒數和根切（根切會削弱齒輪的抗彎強度、 使重合度 下 降）：對于 a =20 和；=1 的正常齒制標準漸開線齒輪， 當用齒 條加工時，其最小齒數為 17 （若允許略有根切，正常齒標準 齒輪的實際最小齒數可取 14 ）如何解決根切？變位齒輪可以制成齒數少于最少齒數而無根切的齒輪， 可以實現非標準中心距的無側隙傳動， 可以使大 小齒輪的抗彎能力比較接近，還可以增大齒厚，提高輪齒的 抗彎強度（以切削標準齒輪時的位置為基準，刀具移動的距離xm 稱為變位量，x 稱為變為系數，并規定遠離輪坯中心時 x為正值，稱為正變位，

11、反之為負值，稱為負變位）齒輪系中齒輪轉向判斷（用箭頭表示）：兩齒輪外嚙合時，箭頭方向相反，同時指向或者背離嚙合點，即頭頭相對或者尾可編輯尾相對；兩齒輪內嚙合時，箭頭方向相同22.輪系的分類：定軸輪系（軸線固定）、周轉輪系（軸有公轉）一對定軸齒輪的傳動比公式：anazblabbnbza1，輸出軸的角速度為m,hm所有從動輪齒數的乘積所有主動輪齒數的乘積復合輪系（兩者混合）對于（定軸）齒輪系，設輸入軸的角速度為蝸輪蝸桿判斷渦輪的轉動方向：判斷蝸桿的螺紋是左旋還是右旋，左旋用左手，右旋用右手，用手順著蝸桿的旋轉方向把握蝸桿，拇指指向即為渦輪的旋轉方向周轉輪系（包括只需要一個原動件的行星輪系和需要兩個

12、原動件的差動輪系）的傳動比：.HnGHnGHnH（）轉化輪系從G至K所有從動輪齒數的乘積iGK nKnH（）轉化輪系從G至K所有主動輪齒數的乘積注：不能忘記減去行星架的轉速，此外，判斷G 與 K 兩輪的轉向是否相同，如果轉向相同，則最后的結果符號取“+ ”，如果轉向相反，則結果的符號取“-”復合輪系的傳動比計算，關鍵在于找出周轉輪系，剩下的均為定軸輪系，計算時要先名明確傳遞的路線是從哪一個輪傳向下一個輪23. （周期性）速度波動：當外力作用（周期性）變化時，機械主軸的角速度也作（周期性的）變化，機械的這種（有規律的、周期性的）速度變化稱為（周期性）速度波動（在一個整周期中，驅動力所做的輸入功和

13、阻力所作的輸出功是相等的，這是周期性速度波動的重要特征）24.調節周期性速度波動的常用方法是在機械中加上一個轉動慣量很大的回轉件一一飛輪（選擇飛輪的優勢在于不僅可以避免機械運轉速度發生過大的波動，而且可以選擇功率較小的可編輯原動機）對于非周期性的速度波動，我們可以采用調速器進行調節 （機械式離心調速器，結構簡單，成本低廉，但是它的體積龐大，靈敏度低，近代機器多采用電子調速裝置）2 ）m J（m為主軸轉動角速度的算數平均值）3）亠一匝（為不均勻系數）m27.（剛性）回轉件的平衡：目的是使回轉件工作時離心力達到平衡，以消除附加動壓力，盡可能減輕有害的機械振動。（平面）平衡的方法：安裝平衡質量，使得

14、配重對軸的離心 力（或質徑積）的矢量和與要平衡的重量的離心力（或質徑 積）矢量和為0注：對于一些軸向尺寸較小的回轉件，如葉輪，飛輪，砂輪 等，可近似地認為其質量分布在同一平面內，但是對于一些 軸向尺寸較大的回轉件，如多缸發動機曲柄，電動機轉子， 汽輪機轉子和機床主軸等，其質量分布于多個平面內，不可 以看作在同一平面內進行質量平衡的計算28 .螺紋的用途：1）鏈接 2）傳動26 .飛輪轉動慣量的選擇:max2注: 1)AmaxEmaxEmin1j(22max；in） Jm（Amax為最大功虧，即飛輪的動能極限差值，Amax的確定方法可以參照書本 99 頁）螺紋參數：S=nP（S 為導程，P 為螺

15、距，n 為螺旋線數，注:可編輯P 為相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離，S 為同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應兩點的軸向距離）關于螺紋升角：tan-nP,d2為中徑d2螺紋的類型：1）矩形螺紋（牙側角 B =0 ）2）非矩形螺紋（牙 側角 ）三角形螺紋（牙型角 a =60 為國家標準普通螺 紋，牙型角 a=55。為管螺紋）、梯形螺紋（牙型角 a =75。，牙 側角（3 = 15 ）鋸齒形螺紋（牙型角 a =33 ,牙側角護 3 ） 螺紋的效率（有效功與輸入功的比）：螺旋副的效率僅與螺紋 升角 有關，鋸齒形螺紋的牙側角比梯形螺紋的牙側角小， 所以鋸齒形螺紋的效率比梯形螺紋的效率高，但是

16、只適用于 承受單方向的軸向載荷自鎖條件：1）矩形螺紋當斜面傾角小于摩擦角時，發生自鎖 2）非矩形螺紋，當螺紋升角小于等于當量摩擦角時發生自鎖 注：用于連接的緊固螺紋必須滿足自鎖條件，當量摩擦角arctan,（f 為摩擦系數， 為牙側角）cos29.螺紋鏈接的基本類型：1 ）螺栓連接（螺栓和螺母配合）普通螺栓連接：螺栓與孔之間有間隙，孔中不切制螺紋，加工簡便， 成本低，應用最廣鉸制孔用螺栓 連接：其螺桿外徑與螺栓孔的內徑 具有同一基本尺寸，螺栓與孔之見可編輯沒有空隙，并常采用過渡配合，它 適用于承受垂直螺栓軸線的橫向載荷2）螺釘連接（螺釘直接旋入螺紋孔， 省去螺母）：結構簡單，但是不能經 常拆裝

17、，經常拆裝會使連接件的螺 紋被磨損而失效3 ）雙頭螺柱連接：連接較厚的被連接 件，或者為了結構緊湊而采用盲孔 的連接，該連接允許多次拆裝而不 損壞被連接件4 ） 緊定螺釘連接： 固定兩零件的相對 位置，并可傳遞不大的力或者轉矩 常見的螺紋緊固件： 螺栓（有多種頭部形狀） 、雙頭螺柱 （有 座端和螺母端兩個端） 、（緊 固）螺釘（末端有平端、 錐端、圓尖端）、 螺母、墊圈（增大被連接 件的支承面積以減小接觸的擠壓應力）30 預緊：對于不承受軸向工作載荷的螺紋， 軸向的力即為預緊 力螺紋連接的擰緊力矩 T 等于克服螺紋副相對轉動的阻力矩T1 和螺母支承面上的摩擦阻可編輯力矩 T2 之和為了充分發揮

18、螺栓的工作能力和保證預緊可靠， 螺栓的預緊 應力一般可達材料屈服極限的 50%70% ，小直徑的螺栓裝配時應施加小的擰緊力矩，否則容易將螺栓桿拉斷，力矩的大小通常由經驗判斷， 但是為了保證質量可以選擇測力 矩扳手或者定力矩扳手31 防松：連接用的三角形螺紋具有自鎖性， 一般情況下不會發 生脫落，但是在沖擊、振動、 變載的作用下， 預緊力可能在某一瞬間消失，另外高溫螺紋 連接有可能導致變形脫落， 所以要進行防松常用的防松措施： 彈簧墊片： 反彈力使螺紋間保持壓緊力 和摩擦力對頂螺母： 兩個 螺母的對頂作用， 使得螺栓始終受到附加 的拉力和附加的摩擦力，結構簡單，適用于低速重載的場合尼龍圈鎖緊螺母

19、：螺母中嵌有尼龍 圈，擰上后尼龍圈內孔被脹大，箍緊螺栓槽型螺母開口銷圓螺母用帶翅墊片止動墊片：墊片折邊以固定螺母和被連接件的相對位置可編輯其它方法：用沖頭沖 2-3 點防松、粘合劑涂于螺紋旋合后粘合劑固化粘合達到防松效果32 齒輪失效形式： 1）輪齒折斷 2 ）齒面點蝕 3 ）齒面膠合 4）齒面磨損 5）齒面塑性變形1輪齒折斷： 一般發生在齒根處， 因為齒根處受到的彎曲應力最大，淬火鋼或鑄鐵制成的齒輪（閉式硬齒面齒輪）容易發生這種現象2齒面點蝕： 最先出現在齒面節線處， 細小裂紋擴展后顆粒剝落造成，通常發生在閉式軟齒面齒輪上3齒面膠合：發生在齒頂、齒根等相對速度較大處，高速重載運動中，摩擦產生

20、高溫引潤滑油失效， 齒面金屬粘連， 相對運動時較軟的齒面沿滑動方向被撕下形成溝紋（解決方法： 1）提高齒面硬度 2）減小齒面粗糙度 3）增加潤滑劑的粘度（低速） 4 ）加抗膠合劑）4齒面磨損： 1）磨粒磨損： 顆粒進入齒面間引起磨粒磨損，開式傳動中難以避免，齒闊變形，導致噪聲和振動，最終傳動失效 2）跑合磨損：新制造的齒輪表面不光潔，剛可編輯開始運轉時會有磨損， 使得表面變光潔， 跑合結束后應該清 洗并更換潤滑油齒面塑性變形： 重載導致齒面局部塑性變形， 使齒闊失去 正確的齒形，在過載嚴重和 啟動頻繁的傳動中常見33 齒輪的接觸強度由齒輪的模數和齒數乘積mz 決定， mz 越大，接觸強度越大

21、齒輪的彎曲強度由齒輪的模數 m 決定34 齒輪徑向力判斷：所有齒輪的徑向力都指向齒輪的軸心 齒輪圓周力向力判斷： 圓周力都沿齒輪旋轉地切線方向， 主 動輪的圓周力與轉動方向相 反， 從動輪圓周力與轉動方向相同 齒輪軸向力判斷 （斜齒輪有，直齒輪沒有） ：對于圓錐齒輪， 軸向力從小端指向大端，判斷一般斜齒輪主動輪的軸向力可用左右 手法則，左旋用左手，右旋用右手，用對應 的手四指沿主動輪的轉向把握齒輪，拇指方 向即為軸向力的方向，從動輪的軸向力方向 與主動輪軸向力方向即可注：一對齒輪中，一齒輪的軸向力與另一齒輪的徑向力是反 作用里，也就是說等大（Fr表示徑向力/Fa表示軸向力/Ft表示圓周力）可編輯35 .軸：軸的作用是支撐旋轉的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等軸的分類： 1 ） 按承受的載荷分： 轉軸： 傳遞扭矩又承受 彎矩 （減速器轉軸）只傳遞扭矩（卡車底部的 傳動軸）只承受彎矩 2）按軸的形狀分：直 軸曲軸（汽車發動機軸）撓性鋼絲軸不 要求軸的設計：1）為了便于安裝，軸一般設計成從軸端逐漸向 中間增大的階梯狀，裝零件的軸端應該有倒角，需要磨削的軸端有砂輪越程槽，車螺紋的軸端應 該有退刀槽 2）零件在軸向上的定位由軸肩或者 套筒確定 3）零件在軸向上的固定由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈（軸端上的零件多使用軸端擋圈 固定）來