《机械设计基础》复习提纲.doc

机械设计基础第0章 绪论1机械：机器与机构的总称。2机器：根据某种使用要求而设计的机械系统，是执行机械运动的装置，用来变换或者传递能量、物料、信息。3机器的特征：（1）是人为的实物组合；（2）各部分形成运动单元，各单元间具有确定的相对运动；（3）能实现能量的转换或完成有用的机械功4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。机构的特征：机器特征中的（1）（2）5构件：机械中的运动单元。6零件：是机械中制造的单元。7零件可分为两类：（1）通用零件；（2）专用零件第1章 平面机构的自由度和速度分析1运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。低副：两构件通过面接触组成的运动副。转动副和移动副高副：两构件通过点或线接触组成的运动副。2 运动简图不要求画。但要会看，因为要会计算自由度滴哦。3 平面机构自由度：F=3n-2PL-PH (n活动构件数；PL低副数；PH高副数)原动件数自由度数F：机构中最弱的构件必将损坏。机构具有确定运动的条件是：F0且F等于原动件数。4计算平面机构自由度的注意事项:1) 复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动副相连接。2) 局部自由度：机构中常出现一种与输出构件运功无关的自由度。（注意：滚子转动）3) 虚约束：在运动副引入的约束中，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。a两个构件之间组成多个导路平行的移动副时，只有一个移动副起作用；b两个构件之间组成过个轴线重合的转动副时，只有一个转动副起作用；c机构中传递运动不起独立运动作用的对称部分。(虚约束对运动虽不起作用，但是可以增加构件的刚性或构件受力均衡)P14.例1-7.4) 瞬心：是两刚体上绝对速度相同的重合点（简称同速点）要会找图里的瞬心，不要求求瞬心位置的速度N=K(K-1)/2 N瞬心的个数；K机构中构件的个数（包括机架）根据P15瞬心位置的判断方法，自己要学会判断并找出三心定理：作相对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。P16的铰链四杆机构、齿轮或摆动从动件凸轮机构和制动从动件凸轮机构上找瞬心。第一章习题：作业：1-1；1-2；1-4；1-5；1-8；1-9；1-10；1-11；1-12；1-13；1-14；1-15；1-16 老师复习强调1-6；1-7；1-8；1-13；1-14；1-16第2章 平面连杆机构1铰链四杆机构：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。曲柄：绕中心点360转动； 摇杆：绕中心点作滑块的往复运动导杆机构：是改变曲柄滑块机构中的固定构件演化而来的。改曲柄滑块机构中的曲柄为固定构件。曲柄转动导杆机构、曲柄摆动导杆机构P25图2-10、图2-11(1)铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）整转副是由最短杆与其邻边组成的。机构的判断：（1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副双曲柄机构（2）取最短杆的邻边为机架时，机架上最有一个整转副曲柄摇杆机构（3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副双摇杆机构注：如果铰链四杆机构中的最短杆与最长干之和大于其余两杆长度之和，则改机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。3、急回特性：与设计机械有关。P30行程变化系数K和极位夹角（越大，K越大，急回特性越显著）4压力角和传动角压力角：不考虑摩擦时，机构的输出构件上作用的力F与该力作用点的绝对速度方向所夹的锐角。传动角：压力角的余角。=90，所以越小，越大，机构传力性能越好。对于一般机构，通常取传动角最小值为40。5.死点位置=0，=90死点位置会使机构的从动件卡死或者运动不确定现象。对曲柄摇杆和曲柄滑块机构而言：如果以曲柄为原动件是不可能出现死点位置的。只有以摇杆或者滑块为原动件时才会出现死点位置。P32图2-26 ；P24图2-76.平面四杆机构的设计：1）按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构：曲柄摇杆机构，摆动导杆机构2）按给定连杆位置设计四杆机构。（要会布置过的作业）习题：2-1；2-3；2-5；2-7；2-10第3章 凸轮机构1凸轮：既有曲线轮廓或凹槽的机构。命名：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮；尖顶从动件(点接触，易磨损，承载能力低，用于轻载低速)、滚子从动件（线接触，滚动摩擦，耐磨损，可承受较大载荷，用于中速）、平底从动件（接触面间易形成油膜，利于润滑，少利好，常用于高速）。2.基圆：以凸轮轮廓的最小向径为半径所绘的圆。3.从动件常用的运动规律：等速运动：在起始点和终止点存在刚性冲击，适用于低速轻载场合。简谐运动：在运动的起点和终点位置存在有限值突变，这种有限冲击称为柔性冲击，只宜用在中、低速凸轮机构中。正弦加速度：这个运动规律既无速度突变，也没有加速度突变，没有任何的冲击，适用于中高速凸轮。4压力角与作用力关系：凸轮给予从动件的力F是沿法线方向的，从动件运动方向与力F之间的锐角为压力角。力F可分解为沿从动件运动方向的有用分力F和使从动件紧压导路的有害分力F，且F=Ftan自锁现象：当凸轮压力角增大到一定程度，以至F在导路中所引起的摩擦阻力大于有用分力F时，无论凸轮加给从动件的作用力多大，从动件都不能运动的现象。5压力角与凸轮机构的尺寸关系利用P45 图3-7学会分析压力角、传动角、基圆半径r0、偏距e、从动件位移s、凸轮转角6.图解法设计凸轮轮廓：理解P46-49的图3-8、图3-9、图3-11和图3-13的作图方法。一等分；二反转；截位移；再连线对于滚子制动从动件盘形凸轮消除运动失真的方法：减小滚子半径、加大基圆半径。理论轮廓外凸部分的最小曲率半径min滚子半径 rT 。当min=rT时，在凸轮的实际轮廓上产生尖点，这种尖点易磨损，磨损后会改变原定的运动规律。min1=1.35表示传动过程中有时1对齿轮接触，有时2对齿轮接触，其中2对齿轮接触的时间占35%。 越大，齿轮平均受力愈小，传动愈平稳。5齿轮加工：成形法：指状铣刀、盘形铣刀。（效率最低）范成法：齿轮插刀、齿条插刀、齿轮滚刀（效率最高，最好） 同一刀具可以加工模数和压力角相同，齿数不同的齿轮6根切：将根部已加工出的渐开线切去实际啮合线(AE)超过理论啮合线(N1N2)不根切的最少齿数Zmin=2ha*/sin2 当ha*=1, =20 Zmin=17避免根切的方法：1）增加被加工齿轮的基圆半径（增加齿数）；2）使刀具远离轮坯中心。变位齿轮：改变刀具相对位置的方法切制的齿轮。以切削标准齿轮是的位置为基准，刀具的移动距离为xm，x成为变为系数刀具远离轮坯x为正值，正变位； 刀具趋近中心时x为负值，负变位。刀具变位后，总有一条分度线与齿轮的分度圆相切并保持纯滚动。因齿条刀具上任一条分度线的齿矩p、模数m、刀具角相等。所以变位前后，其齿矩、模数、压力角均为不变量，由d=mz和db=dcos可知，变位齿轮的分度圆和基圆也保持不变。齿厚s和齿槽宽e会发生改变。7斜齿轮正确啮合条件： mn1=mn2 ； n1=n2 ; 1=2或1= 2 ；是基圆柱上的螺旋角；端面模数mt ; 法面模数mn ；mn=mtcos ； pn=ptcosP68页表4-4 公式记忆8重合度：=t+FH/Pt=t+btan/Pt9斜齿轮优缺点：优：1）齿廓接触线是斜线，一对齿是逐渐进入啮合和脱离啮合的，故传动平稳，噪声小；2）重合度大，并随齿宽和螺旋角大的增大而增大，故承载能力高，运转平稳，适用于高速；3）斜齿轮不根切的最少齿数小于直齿轮。缺：斜齿轮的主要缺点是斜齿齿面受法向力F时会产生轴向分力Fa，需要安装推理轴承，从而使结构复杂化。10锥齿轮的正确啮合条件：两轮大端模数必须相等，压力角必须相等，两轮的外锥矩必须相等。P70页得表4-5中i=z2/z1=tan2,单级k从动轮齿数积/1-k主动轮的齿数积) 前面的符号通过画图判断惰轮既是主动轮又作从动轮其齿数对传动比无影响：改变传动方向，不改变大小周转轮系的传动比：iGKH=GH/KH=(GH)/(KH)=GK从动轮齿数积/GK主动轮齿数积。定轴轮系与周转轮系的结合复合轮系习题：5-2；5-3；5-5；5-9；5-10；5-14；5-15；5-16第8章 回转件的平衡1. 静平衡条件：F=0 ；me=mbrb+miri =0用图解法求解：先计算mr，取比例尺，画闭合回路动平衡条件：回转件上的各个质量的离心力的向量和等于零，而且离心力所引起的力偶矩的向量和也等于零。F=0 ; mr=0用作图法求解质量分布在同一回转面和不在同一回转面的情况。习题：8-4 ；8-5；第9章 机械零件设计概念1.失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时。零件的失效可能由于：断裂或塑性变形；工作表面的过度磨损或损伤；发生强烈振动；连续松弛；摩擦传动的打滑等。2疲劳曲线：表示应力与应力循环次数N之间的关系曲线。影响疲劳的因素：1）应力集中的影响；2）绝对尺寸的影响；3）表面状态的影响3许用应力：p115第10章 连接1.d大径(用于公称直径) ；d1小径（用于强度计算时的危险直径）；d2中经（计算效用时用）；p螺矩 ；s导程 ；螺纹升角 ；牙型角 ; n螺旋线数 ；牙侧角d2=(d+d1)/2 ; tan=nP/d2 ； =/2；2、非矩形螺纹的自锁条件为：=3、三角形螺纹自锁性最好，效率最低 ； 矩形螺纹自锁性最差，效率最高 ； 梯形螺纹应用最广泛 ；锯齿形螺纹只是用与单向传动4、螺栓连接：（1）普通螺栓的螺栓与孔之间有间隙，加工简便，成本低，应用最广；（2）铰制孔螺栓连接，螺栓与孔之间没有间隙，是用与承受垂直与螺栓线的横向载荷。螺钉连接：结构上比较简单，但是不宜经常拆装，以免被连接件的螺纹被磨损而使连接失效。双头螺柱连接：多用于较厚的被连接件或为了结构紧凑而采用盲孔的连接，允许多次装拆而不损坏被连接零件。紧定螺钉连接：常用来固定量零件的相对位置，不可经常装拆。5.螺纹防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。摩擦防松（弹簧垫圈、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母）；机械防松；永久防松；6、松螺栓连接 =Fa/(d12/4)= 校核公式紧螺栓连接 1.3Fa/(d12/4)CF (z螺栓数； m接触面数 ；f摩擦系数 ；F0=Fa预紧力 ；C可靠性系数 ；F外力)（1） 当f=0.15,C=1.