机械设计基础总复习

1、总复习1 1、机械、机械 机器和机构的总称。2 2、机器的组成、机器的组成从结构上划分机器机器机构构件零件第1章 绪论零件是机械中制造的单元体是机械中制造的单元体 机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料和信息。部件 是机械中装配的单元是机械中装配的单元 构件：机构中独立运动的单元体机构：是用运动副将构件彼此联接起来，有一个构件为机架的、具有确定相对运动的构件系统。从功能上划分机器1. 组成机构的要素：组成机构的要素： 构件和运动副 构件机构中独立运动的单元体 原动件原动件 、从动件、从动件、 机架（固定件）机架（固定件）第2章 平面机构的结构分析运动副两构件直接接触并能产生一定

2、的相对运动的联接平面运动副 移动副转动副低副高副高副车轮与钢轨、车轮与钢轨、 轴颈与轴承、滑块与导路、轴颈与轴承、滑块与导路、一对啮合齿轮、凸轮与从动件一对啮合齿轮、凸轮与从动件2 平面机构的运动简图平面机构的运动简图 是一种用简单的线条和符号来表示的工程图形语言，它表明了机构的种类、构件间传递运动的路线、运动副的种类和数目以及构件的数目。3 平面机构的自由度F=3n 2PL PH复合铰链、局部自由度、虚约束复合铰链、局部自由度、虚约束计算平面机构自由度的注意事项：F=3n （2PL+PH P ） F4 机构具有确定运动的条件 1 1、自由度、自由度F 0F 0 2 2、机构的原动件数目、机构

3、的原动件数目 = F= F 若机构的原动件数目机构的原动件数目 F机构能动，但没机构能动，但没有确定运动有确定运动机构会被破坏机构会被破坏5.平面机构的组成原理和结构分析 基本杆组不能再拆的、自由度为零的构件组。 机构组成原理任何机构都是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的 平面机构的结构分析 II级机构、III级机构依据基本杆组分类II级组、III级组第3章 平面机构的运动分析掌握平面连杆机构的运动分析方法掌握平面连杆机构的运动分析方法一、用速度瞬心法求构件的速度、角速度1. 速度瞬心的定义2. 速度瞬心的数目3. 三心定理二、用矢量方程图解法求构件的速度、加速度三、会用速度、加

4、速度影像原理求构件上任一点的速度、 加速度2) 1(NNK一、构件惯性力的确定二、运动副中摩擦力的确定 移动副、 转动副三、不考虑摩擦时机构的力分析 构件组的静定条件所有的基本杆组都是静定杆组第4章 平面机构力分析第5章 机械的效率和自锁 机械效率的三种表达式 功形式： 功率形式： 力（力矩）形式：drdrNNWW实际驱动力（力矩）理想驱动力（力矩）斜面机构的效率： 滑块沿斜面匀速上升时滑块沿斜面匀速下降时)tan(tantan)tan( 机械的自锁移动副的自锁条件移动副的自锁条件作用于滑块上的驱动力作用在摩擦角之内。作用于滑块上的驱动力作用在摩擦角之内。转动副的自锁条件转动副的自锁条件作用于

5、轴颈上的驱动力作用于轴颈上的驱动力作用在摩擦圆之内。作用在摩擦圆之内。机械的自锁条件机械的自锁条件1.生产阻力G0 2.机械效率0 机械平衡的目的 刚性转子的平衡计算第6章 机械的平衡平面机构的平衡静平衡条件静平衡条件惯性力矢量和为零惯性力矢量和为零动平衡条件动平衡条件惯性力、惯性力偶矩的矢量和为零惯性力、惯性力偶矩的矢量和为零单面平衡单面平衡双面平衡双面平衡作用于机构质心的总惯性力和总惯性力偶矩分别为零作用于机构质心的总惯性力和总惯性力偶矩分别为零一、机械系统的等效动力学模型第7章 机械的运转及其 速度波动的调节二、周期性速度波动的调节三、非周期性速度波动的调节等效质量、等效转动惯量、等效力

6、等效力矩等效质量、等效转动惯量、等效力等效力矩飞轮飞轮调速器调速器计算飞轮的转动惯量时需求最大盈亏功求最大盈亏功求最大盈亏功画能量指示图画能量指示图第8章 平面连杆机构及其设计将若干个作平面运动的构件用低副连将若干个作平面运动的构件用低副连接起来的机构接起来的机构平面连杆机构平面连杆机构1 铰链四杆机构的类型及判别 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构三种基本类型 双曲柄机构双曲柄机构 双摇杆机构双摇杆机构判别A 满足杆长条件满足杆长条件（最短与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和） 机架取在不同的杆上，得到不同的机构得到不同的机构B B 不满足杆长条件不满足杆长条件 不论取哪个杆为机架都是双摇杆机构

7、双摇杆机构ABCD 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 导杆机构导杆机构曲柄摇块曲柄摇块机构机构直动滑杆直动滑杆机构机构机构机构转动导杆机构转动导杆机构摆动导杆机构摆动导杆机构正弦机构正弦机构 双转块机构双转块机构双滑块机构双滑块机构2 铰链四杆机构的演化l3偏心轮机构偏心轮机构变更机架变更机架变更机架变更机架连杆连杆扩大回转副扩大回转副转动导杆机构转动导杆机构曲柄摇块曲柄摇块机构机构直动滑杆直动滑杆机构机构摆动导杆机构摆动导杆机构变更机架曲柄滑块机构曲柄滑块机构解：若是曲柄摇杆机构，需满足曲柄存在条件若杆3为最长杆 l1+l3 l2+l4 l4 l1+l3-l2=200 mm

8、若杆4为最长杆 l1+l4 l2+l3 l4l2+l3-l1=400 mm 200 mml4400 mm例:已知l1=100mm，l2=200mm，l3=300mm，若要得到曲柄摇杆机构，试问l4的范围设设l4=350 mm，当杆，当杆1为原动件时，在图示位置标出为原动件时，在图示位置标出机构的传动角机构的传动角，机构是否存在死点位置？，机构是否存在死点位置？3 平面四杆机构的基本特性1） 运动性能 运动形式的转换 急回运动（曲柄为原动件）曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构 摆动导杆机构摆动导杆机构K 急回运动性质21180180vKv2） 传力性能 死点位置（摇杆或滑

9、块为原动件） 连杆与从动件（曲柄）共线连杆与从动件（曲柄）共线 机构在死点不能运动机构在死点不能运动VCFC死点死点： = 90 =0压力角 传动角=90- 省力省力机构 min所在位置曲柄与机架共线曲柄与机架共线曲柄与滑块导路垂直曲柄与滑块导路垂直=min4 平面四杆机构的设计 例：已知摇杆右极限位置相对机架夹角45，若机架长l4=1000 mm，摇杆长l3=750mm ，K=1.5，试设计此曲柄摇杆机构。 凸轮机构的组成、类型及特点 掌握几种常用的从动件运动规律的特点第9章 凸轮机构及其设计等速运动规律等速运动规律等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律简谐运动规律（余弦加速度）简谐运动规

10、律（余弦加速度）摆线运动规律（正弦加速度）摆线运动规律（正弦加速度）有刚性冲击有柔性冲击有柔性冲击无冲击 熟练掌握反转法绘制凸轮廓线基圆半径r0、推杆的行程h、推程、远休、回程、近休 熟悉凸轮机构压力角的概念，了解压力角与基圆半径的关系 了解滚子从动件凸轮机构的“运动失真”现象一 、各类齿轮传动的特点第10章 齿轮机构及其设计啮合传动啮合传动回转运动回转运动回转回转直线直线平行轴平行轴圆柱齿轮机构圆柱齿轮机构相交轴相交轴圆锥齿轮机构圆锥齿轮机构交错轴交错轴蜗杆机构蜗杆机构齿轮齿条机构齿轮齿条机构二、基本参数的意义直齿轮z、m、 、ha * 、c *斜齿轮 z、mn、n 、han * 、cn *

11、、锥齿轮z、m、 、ha * 、c *、R蜗轮蜗杆z1、z2、m、 、ha * 、c *、q mt、t 、hat * 、ct *标准参数所在平面标准参数所在平面 直齿轮端面 斜齿轮法面 蜗杆轴面 锥齿轮大端背锥上 蜗轮端面 五圆两角单个齿轮齿顶圆、齿根圆齿顶圆、齿根圆 、分度圆、基圆、分度圆、基圆、压力角压力角节圆、节圆、啮合角啮合角标准齿轮 m、 h a * 、 c*皆为标准值，皆为标准值，且在分度圆上且在分度圆上 s = e 的齿轮。的齿轮。 分度圆渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆一对齿轮啮合分度圆分度圆: dmZ齿顶圆齿顶圆: dad2had2ha*m齿根圆齿根圆: dfd2hf

12、d2(ha*+c*)m齿距齿距: p= m基圆基圆: db= d cos基圆齿距基圆齿距: pb= pcos = m /cos 三、几何尺寸计算1212()2marrzz中心距：12()2cosnmzza1212RR 斜齿轮中心距：锥齿轮安装条件122()22ddm qza蜗杆机构中心距cosntmm112221nzinz传动比传动比1 、齿廓啮合基本定律、齿廓啮合基本定律2、渐开线的性质（、渐开线的性质（5条）条）121221O CiO C3、渐开线齿廓的啮合特点、渐开线齿廓的啮合特点 能实现定传动比能实现定传动比四、齿廓曲线 四线合一 渐开线齿轮传动的可分性齿廓啮合点的公法线齿廓啮合点的公

13、法线两基圆的内公切线两基圆的内公切线啮合线啮合线齿廓间压力作用线齿廓间压力作用线 渐开线齿轮传动的可分性传动比 四线合一212211bbddidd1 正确啮合条件正确啮合条件: 模数相等模数相等 m1= m2 = m 压力角相等压力角相等 1 = 2 = 五、标准渐开线齿轮的啮合传动斜齿轮斜齿轮:mn1= mn2 = mnn1 = n2 = n1=2锥齿轮锥齿轮:m1= m2 = m1 = 2 = 蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆:ma1= mt2 = ma1 = t2 = =121bB Bp 3 连续传动条件连续传动条件 的大小表明同时啮合齿数的多寡或多对齿啮合所占时间的多寡， ，传动越平稳，每个齿所受的力越小。因此，它是衡量齿轮机构传动的重要指标。21222111bbddziddz指安装标准齿轮时,使齿轮的分度圆与节圆相重合的中心距)(2212121zzmrrrra 仿形法 范成法万能铣床插齿机滚齿机模数模数m相同的齿轮用一把刀加工相同的齿轮用一把刀加工 在加工时模数在加工时模数m相同的齿轮，根据相同的齿轮，根据齿数选择铣刀的刀号齿数选择铣刀的刀号六、齿轮的加工原理 用范成法范成法加工齿数少的齿