机械设计的基础知识点详解

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1、实用标准机械设计基础知识点详解绪论1、机器的特征：（1）它是人为的实物组合；（2）各实物间具有确定的相对运动；（3）能代替或减轻人类的劳动去完成有效的机械功或转换机械能。第一章平面机构的自由度和速度分析要求：握机构的自由度计算公式，理解的基础上掌握机构确定性运动的条件，熟练掌握机构速度瞬心数的求法。1、基本概念运动副：凡两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联构成的回转副。局部自由度：机构中常出现的一种与

2、输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度。虚约束：对机构运动不起限制作用的重复约束称为虚约束或称消极约束。瞬心：任一刚体相对另一刚体作平面运动时，其相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心，简称瞬心。如果两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对速度瞬心；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速度瞬心。2、平面机构自由度计算作平面运动的自由构件具有三个自由度，每个低副引入两个约束，即使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。计算平面机构自由度的公式：F=3n-2PL-PH机构要具有确定的运动，

3、则机构自由度数必须与机构的原动件数目相等。即，机构具有确定运动的条件是F>0,且F等于原动件个数。3、复合铰链、局部自由度和虚约束(a)K个构件汇交而成的复合铰链应具有(K-1)个回转副。(b)局部自由度虽然不影响整个机构的运动，但滚子可使高副接触处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损，所以实际机械中常有局部自由度出现。(c)虚约束对机构运动虽不起作用，但是可以增加构件的刚性和使构件受力均衡，所以实际机械中虚约束随处可见。4、速度瞬心如果一个机构由K个构件组成，则瞬心数目为N=K(K-1)/2文档实用标准瞬心位置的确定：(a)已知两重合点相对速度方向，则该两相

4、对速度向量垂线的交点便是两构件的瞬心。(b)两构件组成回转副时，回转副的中心便是它们的瞬心。(c)两构件组成移动副时，由于所有重合点的相对速度方向都平行于移动方向，所以其瞬心位于导路垂线的无穷远处。(d)两构件组成纯滚动高副时，接触点相对速度为零，所以接触点就是其瞬心。(e)两构件组成滑动兼滚动的高副时，由于接触点的相对速度沿切线方向，因此其瞬心应位于接触点的公法线上，其具体位置还要根据其他条件才能确定。三心定理；作平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。第二章平面连杆机构要求：重点掌握曲柄存在的条件、急回特性、压力角、传动角和死点；熟悉

5、平面连杆机构的特点和应用（优缺点和用途）；掌握四杆机构的结构特点，基本形式演化方法以及曲柄滑块机构；掌握平面四杆机构的设计的图解法（近几年没考）。1、概念：极位夹角和摆角：摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄两位置之间所夹的锐角θ称为极位夹角。摇杆在两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角，用Ψ表示。压力角：从动摇杆上一点受力方向与该力作用点的绝对速度vc方向之间所夹的锐角α称为压力角。传动角：在实际应用中，为了度量方便，通常以压力角的余角γ来判断连杆机构的伟力性能，γ称为传动角。死点位置：当原动件对从动件的作用点不产生力矩，因此不能使之转动时，机构的这个位置称为死点

6、位置。2、铰链四杆机构存在一个曲柄的必要条件：1）曲柄为最短杆。2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。推论：1）如果最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无论取哪个杆为机架，均无曲柄存在，该铰链四杆机构为双摇杆机构。2）如果最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，根据相对运动原理，取不同杆为机架时，便会得到不同类型的铰链四杆机构，即：(a)如果以最短丁的任一相邻杆为机架，存在一个曲柄，该机构为曲柄摇杆机构。(b)如果以最短杆为机架，存在两个曲柄，该机构为双曲柄机构。(c)如果以最短杆的对面杆为机架，无曲柄存在，该机构为双摇

7、杆机构。3、急回特性文档实用标准为缩短非生产时间，提高生产率，常取平均速度校高的为空回行程，平均速度较低的为生产行程。机构的急回特性可用行程速比系数K表示，即K=（180°+θ）/(180°-θ)上式表明：机构的急回特性取决于极位夹角θ。θ角愈大，K值也愈大，机构的急回运动性质愈显著。对曲柄滑块机构，只有偏置曲柄滑块机构，因极位夹角θ≠0，才有急回特性。导杆机构也具有急回特性。4、死点位置死点位置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不良影响，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，使机构顺利通过死点位置。曲柄滑块机构

8、和导杆机械，当分别以滑块或导杆为原动件时，也存在死点位置。死点位置