機械設計基礎課程總結

1、機械設計基礎機械設計基礎總結總結機械設計機械設計基本概念基本概念（各章內(nèi)容）（各章內(nèi)容）機械設計機械設計一、內(nèi)容歸類一、內(nèi)容歸類受力分析受力分析（連接、（連接、 傳動、傳動、 軸系）軸系）設計計算設計計算（連接、傳（連接、傳動、軸系、動、軸系、自由度、自由度、輪系）輪系）結構設計結構設計（螺栓、軸系）（螺栓、軸系）課程總結課程總結1）、教學重點）、教學重點結構分析典型機構分析疲勞強度計算螺紋連接齒輪傳動滾動軸承軸二、重點和難點二、重點和難點1、重點內(nèi)容、重點內(nèi)容機械設計機械設計1 1）、自由度計算中的）、自由度計算中的虛約束虛約束；2 2）、周轉輪系）、周轉輪系傳動比計算傳動比計算；3 3）、

2、螺栓聯(lián)接）、螺栓聯(lián)接受力分析受力分析及螺栓聯(lián)接的及螺栓聯(lián)接的 強度計算強度計算；4 4）、軸的）、軸的結構設計結構設計和強度計算；和強度計算；5 5）、滾動軸承的壽命計算和）、滾動軸承的壽命計算和組合設計組合設計。二、重點和難點二、重點和難點2、難點內(nèi)容、難點內(nèi)容機械設計機械設計機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算1、自由度計算；、自由度計算；2、螺栓連接的計算；、螺栓連接的計算；3、齒輪強度分析及比較；、齒輪強度分析及比較；4、滾動軸承壽命計算。、滾動軸承壽命計算。機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算1、自由度計算、自由度計算機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算1、自由度計算、自

3、由度計算機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算2、螺栓連接的計算、螺栓連接的計算機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算3、齒輪強度分析及比較、齒輪強度分析及比較12121HEHKT uZ ZbduH 213121EHdHKTZ Zudu齒面接觸疲勞強度設計式齒面接觸疲勞強度設計式齒面接觸疲勞強度校核式齒面接觸疲勞強度校核式FaFYmbdKT112YYSa F 彎曲強度彎曲強度校核公式校核公式 mFaSa132d1F2zYYKT設計公式設計公式彎曲強度彎曲強度機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算3、齒輪強度分析及比較、齒輪強度分析及比較機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算3、齒輪強度

4、分析及比較、齒輪強度分析及比較例例3 3：一對標準直齒圓柱齒輪傳動，參數(shù)見表，：一對標準直齒圓柱齒輪傳動，參數(shù)見表，試分析哪個齒輪接觸強度高；試分析哪個齒輪接觸強度高； 哪個齒輪彎曲強哪個齒輪彎曲強度高。度高。3904501.732.286045324205001.522.97175031齒數(shù)齒數(shù)Z齒寬齒寬B模數(shù)模數(shù)m齒輪齒輪FaYSaY F H機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算4、滾動軸承、滾動軸承機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算4、滾動軸承、滾動軸承機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算機械設計機械設計三、設計計算三、設計計算四、齒輪

5、及蝸桿傳動受力分析四、齒輪及蝸桿傳動受力分析機械設計機械設計112tTFd圓周力tancostnrFF徑向力tanatFF軸向力平行軸斜齒輪輪齒受力：平行軸斜齒輪輪齒受力：大小：大?。悍较颍悍较颍篎aFa方向用主動輪方向用主動輪“左右手定則判斷左右手定則判斷”。c1d1T1nnFntFrFaF四、齒輪及蝸桿傳動受力分析四、齒輪及蝸桿傳動受力分析機械設計機械設計112tmTFd圓周力tancosrtFF徑向力tansinatFF軸向力圓錐齒輪輪齒受力：圓錐齒輪輪齒受力：大小：大?。悍较颍悍较颍篎rFr、FtFt的方向同直齒輪，的方向同直齒輪，F(xiàn)aFa方向由方向由“小端指向大端小端指向大端”。3

6、3對作用力和反作用力：對作用力和反作用力：徑向力與軸向力徑向力與軸向力一對圓周力一對圓周力 2n1n主動輪1F1nnF1aF1rFF1tF 1tF四、齒輪及蝸桿傳動受力分析四、齒輪及蝸桿傳動受力分析機械設計機械設計11212=taTFFd121=tanrraFFF21222=atTFFd蝸桿傳動受力：蝸桿傳動受力：大?。捍笮。悍较颍悍较颍篎rFr指向輪心，指向輪心，F(xiàn) Ft1t1同斜齒輪同斜齒輪FaFa1 1方向由方向由“左右手定則左右手定則”判斷。判斷。3 3對作用力和反作用力：對作用力和反作用力：圓周力與軸向力圓周力與軸向力一對徑向力一對徑向力 12344rF1aF1tF3tF4aF已知直

7、齒錐齒輪已知直齒錐齒輪斜齒圓柱齒輪傳動，輸出軸斜齒圓柱齒輪傳動，輸出軸轉向如轉向如圖，試分析：圖，試分析：1 1、畫出各齒輪受力方向；、畫出各齒輪受力方向；2 2、為使、為使軸軸向力小，合理確定齒輪軸軸向力小，合理確定齒輪3 3、4 4 的旋向。的旋向。nn n1rF2tF2rF2aF3aF3rF4tF機械設計機械設計四、齒輪及蝸桿傳動受力分析四、齒輪及蝸桿傳動受力分析機械設計機械設計 圖示為蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動的組合。已知輸出軸上錐齒輪Z4的轉向。（1）試確定蝸桿傳動的螺旋線方向和蝸桿的轉向，并使中間軸上的軸向力能抵消一部分。（2）在圖上標出各輪所受分力的方向n4z1z2z3z4輸出軸四、

8、齒輪及蝸桿傳動受力分析四、齒輪及蝸桿傳動受力分析五、結構設計五、結構設計機械設計機械設計五、結構設計五、結構設計機械設計機械設計連桿機構連桿機構：鉸鏈四桿機構基本類型、曲柄存在條件、：鉸鏈四桿機構基本類型、曲柄存在條件、急回運動、壓力角、傳動角急回運動、壓力角、傳動角機械設計機械設計六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構：四角、兩圓、壓力角、位移、從動件：四角、兩圓、壓力角、位移、從動件運動規(guī)律，反轉法圖解設計運動規(guī)律，反轉法圖解設計齒輪機構齒輪機構：漸開線齒輪正確嚙合條件、連續(xù)傳動：漸開線齒輪正確嚙合條件、連續(xù)傳動條件、基本尺寸計算條件、基本尺寸計算輪系輪系：定軸輪系傳動比、周轉輪

9、系傳動比、復合：定軸輪系傳動比、周轉輪系傳動比、復合輪系傳動比輪系傳動比1、鉸鏈四桿機構的基本類型機械設計機械設計連桿機構連桿機構曲柄搖桿機構；雙曲柄機構；雙搖桿機構。2、曲柄存在條件桿長條件；有曲柄條件；封閉多邊形條件；黑板題目。六、典型機構計算六、典型機構計算NEDAOPBC1）畫出理論廓線、基圓和偏距圓；2）畫出推程運動角 0 、遠休止角 S 、回程運動角 0、近休止角 S和推程 h； 3）畫出圖示位置壓力角 , 位移S 對應的凸輪轉角 。圖示凸輪機構, EA, AB 和BCD 分別是圓心在 O, N 和 P點的圓弧。 機械設計機械設計凸輪機構凸輪機構六、典型機構計算六、典型機構計算根據(jù)

10、實際廓線求理論廓線OPNABECAEBCDD凸輪機構凸輪機構六、典型機構計算六、典型機構計算擦掉實際廓線和滾子A C E分別是升程開始處、回程開始處和近休止開始處.ABODCPNEABDEC六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構畫基圓和偏置圓ABODCPNEABDEC六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構畫升程開始處回程開始處和近休止開始處的導桿中心線OPNABECAEDCBD六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構畫全等三角形ABODCPNEABDECM六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構求0ABODCPNEABDEC0M六、典型機構計算六、典型機構計

11、算凸輪機構凸輪機構求hABODCPNEABDEC0hM六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構求0ABODCPNEABDEC00hM六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構求SABODCPNEABDEC00shM六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構求S和ABODCPNEABDECs00shM六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構求ABODCPNEABDECs00shFVM六、典型機構計算六、典型機構計算凸輪機構凸輪機構機械設計機械設計齒輪機構齒輪機構mzd cosmzcosddb 分度圓分度圓基圓基圓分度圓周節(jié)分度圓周節(jié)mp 齒厚齒厚mtgxPJms 22

12、22齒槽寬齒槽寬mtgxPJme 2222齒頂高齒頂高m)xh(xmmhh*a*aa )22(2xhzmhdd*aaa )xchz(mhdd*aff2222 齒頂圓齒頂圓齒根圓齒根圓齒全高齒全高mchhhh*afa)2(* 齒根高齒根高m)xch(xmmcmhh*a*af 標準齒輪尺寸標準齒輪尺寸變位齒輪尺寸變位齒輪尺寸mzd cosmzcosddb mp 2ms 2me mhh*aa )2(2*aaahzmhdd )chz(mhdd*aff222 mchhhh*afa)2(* mchmcmhh*a*af)( 六、典型機構計算六、典型機構計算020當時 ，07.2511/ cos207.716

13、mmm025當時 ，07.2511/cos258mmm8,mm m02 5*2,22aafadm zhdm zhc由，得*1,0 .2 5ahccos2511. 7cos14. 338.3916.62coscos2323wwmwwmpb根據(jù)根據(jù)m的取值特點，得到：的取值特點，得到：機械設計機械設計齒輪機構齒輪機構例題：測得漸開線圓柱齒輪的公法線長度分別為：例題：測得漸開線圓柱齒輪的公法線長度分別為：W3=62.61mmW3=62.61mm，2=39.38mm2=39.38mm，齒頂圓和齒根圓直徑齒頂圓和齒根圓直徑da=208mmda=208mm，df=172mm,z=24df=172mm,z=

14、24。求：。求：模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)六、典型機構計算六、典型機構計算機械設計機械設計定軸輪系定軸輪系周轉輪系周轉輪系定軸輪系定軸輪系周轉輪系周轉輪系234H12234H12六、典型機構計算六、典型機構計算輪系傳動比輪系傳動比傳動比求解思路傳動比求解思路：分解為基本輪系，分別計算傳動分解為基本輪系，分別計算傳動比，然后根據(jù)組合方式聯(lián)立求解。比，然后根據(jù)組合方式聯(lián)立求解。求解要點：求解要點：1.1.分清輪系分清輪系2.2.列出方程列出方程3.3.建立聯(lián)系建立聯(lián)系4.4.聯(lián)立求解聯(lián)立求解首先找出基本周轉輪系，再找定軸輪系首先找出基本周轉輪系，再找定軸輪

15、系分別列出基本周轉輪系、定軸輪系傳分別列出基本周轉輪系、定軸輪系傳動比方程動比方程找出運動相同的聯(lián)系構件，列方程組找出運動相同的聯(lián)系構件，列方程組求解過程不得四舍五入，最終保留兩求解過程不得四舍五入，最終保留兩位小數(shù)位小數(shù)機械設計機械設計六、典型機構計算六、典型機構計算輪系傳動比輪系傳動比定軸輪系定軸輪系周轉輪系周轉輪系例例:設已知各輪齒數(shù)，試求其傳動比設已知各輪齒數(shù)，試求其傳動比i1Hz2=40z1=20z4=80z2 =20H解：解：1）劃分輪系）劃分輪系定軸輪系定軸輪系部分部分 ；周轉輪系周轉輪系部分部分 。2）計算各輪系傳動比）計算各輪系傳動比定軸輪系定軸輪系22040122112 zznni212nn(1)周轉輪系周轉輪系244242 zznnnniHHH機械設計機械設計六、典型機構計算六、典型機構計算輪系傳動比輪系傳動比80,20, 042224 zznnn由由Hnnn10221 1011