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（K－1）
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）
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（K−1）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（ψ）相同，但对应的曲柄转角不等（φ1＞φ2）；当曲柄匀速转动时，对应的时间也不等（t1＞t2），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γ（即连杆和从动摇杆之间所夹的
锐角）来判断传力性能，γ称为传动角。
故a越小，γ越大，机构传力性能越好；反之，a越大，γ越小，机构传力越费劲，传动效率越低。
7死点位置：机构的传动角为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。
ω1
ω2=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）/π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π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）πpd（分度圆直径）=z=mz πp顶高系数ha*（正常1.0，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，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=ω1=22pπm2推导必须使nωd2，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ε表示，齿轮连续传动的条
件：
ε=AKEK＞1 （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。
