机械设计基础复习

《机械设计基础》复习第1、2章机械设计概述、摩擦、磨损及润滑1、机器是由机构组合而成的，机构的组合一定就是机器。（错）2、构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元是零件。机器：同时具备这三个特征的称为机器1）是一种由零件人为装配组合而成的实物体。2）各构件之间具有确定的相对运动。3）能完成有用的机械功或转换机械能。构件：机械中最小的运动单元零件：机械中最小的制造单元答：在低速、重载、高温和间隙大的情况下，应选用粘度较大的润滑油；高速、轻载、低温和间隙小的情况下应选用粘度较小的润滑油；润滑脂主要用于速度低、载荷大，不需经常加油、使用要求不高或灰尘较多的场合；气体、固体润滑剂主要用于高温、高压、防止污染等一般润滑剂不能适用的场合。3、如何选择适当的润滑剂？机构的组成要素构件运动副原动件从动件机架平面高副平面低副齿轮副移动副凸轮副转动副第3章平面机构的结构分析4、两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。3、一个高副可约束构件的一个自由度。1、机构具有确定运动的条件是：原动件数等于机构的自由度数。2、机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为自由度。5、两个构件之间以线或点接触形成的运动副，称为高副。知识点机构自由度的计算2.平面机构具有确定运动的条件：F=3n-2Pl-Ph

1.机构自由度：机构原动件个数应等于机构的自由度数目:即W=F=3n-2PL-Ph

(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）“平行”、“重合”、“距离不变”等1、计算下列机构的自由度。并判定其是否具有确定的运动。2、计算图a、图b所示机构的自由度（如有复合铰链、虚约束、局部自由度，请注意说明。解：小题a：其中C出有一个复合铰链，E处有一个局部自由度，G、H处有虚约束记作一个移动副，M、N处有虚约束记作一个移动副，所以该机构自由度为：小题b：其中A处有一个局部自由度，D、E处有虚约束记作一个移动副，所以该机构自由度为：第4章平面连杆机构曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。平面四杆机构的基本形式：铰链四杆机构。分为三种基本形式：铰链四杆机构存在曲柄的条件：1.最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和；两连架杆都是曲柄（整周转）主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转两连架杆一个是曲柄；一个是摇杆。两连架杆均为摇杆（摆动）2.连架杆和机架中必有一个是最短杆。面接触低副，压强小、便于润滑、磨损轻，传递动力大结构简单易于加工，工作可靠，成本低。杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹优点缺点低副中存在间隙，精度低不容易实现精确复杂的运动规律不适用于高速场合简答：简述连杆机构的传动特点与缺点？判别铰链四杆机构基本类型的方法：(1)当最长杆与最短杆的长度之和大于其余两杆长度之和时,只能得到双摇杆机构;(2)当最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和时：①最短杆为机架时得到双曲柄机构；②最短杆的相邻杆为机架时得到曲柄摇杆机构；③最短杆的对面杆为机架时得到双摇杆机构。曲柄摇杆双曲柄曲柄摇杆双摇杆双摇杆例：判断机构的类型简答2、在某铰链四杆机构中，已知两连架杆的长度＝80mm，＝120mm，连杆＝150mm。试讨论：当机架的长度答：1）以BC杆为最长杆，110≤AD＜150时为曲柄摇杆机构；2）当AD为最长杆，且150＜AD≤190时为曲柄摇杆机构；3）AD为最短杆，即AD≤50时为双曲柄机构；4）当AD为最短杆且AD满足50＜AD＜80时有双摇杆机构；5）当AD为最长杆且满足AD＞190～350时为双摇杆机构。在什么范围时，可以获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构或双摇杆机构?知识点2、一铰链四杆机构，两连架杆长度分别为30mm，40mm；连杆长度为80mm，机架长度为100mm，则该机构为双摇杆机构。1、铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取最短杆为机架，将得到双曲柄机构。3、在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就有曲柄。（错）4、在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。5、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。6、铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。压力角和传动角1、压力角：从动件受力方向与受力点线速度方向之间所夹的锐角。2、传动角:压力角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角。急回特性急回特性机构工作件返回行程速度大于工作行程的特性。工作行程时：V1=C1C2/t1

返回行程时：V2=C1C2/t2ABCDB2C2B1C1AD180º180ºV1<V2曲柄滑块机构的极位夹角摆动导杆机构的极位夹角180º180º慢行程快行程180º180º摆动导杆机构

慢行程快行程思考对心式曲柄滑块机构的极位夹角例：机构的极位夹角死点

连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心，不能推动曲柄转动。死点位置:机构传动角（即）的位置机构处于死点位置，从动件会出现卡死（机构自锁）或运动方向不确定的现象。

摇杆为主动件时，从动曲柄与连杆共线时，5、在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。（错）3、在曲柄滑块机构中，当取滑块为原动件时，有两个死点位置。4、曲柄摇杆机构的死点发生在从动杆与连杆共线位置。死点的利弊利：工程上利用死点进行工作。

弊：从动件将出现卡死或运动方向不确定现象知识点1、摆动导杆机构有急回特性。2、当曲柄的极位夹角为θ﹥0时，曲柄摇杆机构才有急回运动。1、凸轮机构中，凸轮最大压力角出现于凸轮轮廓坡度较陡的地方。2、凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到实际轮廓线上的最小半径。3、基圆半径是影响凸轮机构结构尺寸大小的主要参数。4、对于转速较高的凸轮机构，为减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用正弦加速度运动规律。知识点第5章凸轮机构

按牙型，螺纹可分为三角形螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹主要用于联接主要用于传动牙型牙型:在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状三角形梯形锯齿形第7章螺纹连接5、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为拉断。3、螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。2、采用螺纹联接时，若被联接件厚度较大，且材料较软，在需要经常拆卸的情况下，采用双头螺栓联接。1、不能用于传动的螺纹为三角形螺纹。4、螺纹连接防松，按其防松原理可分为：摩擦防松、机械防松和永久防松。知识点螺纹联接的基本类型:螺栓联接双头螺柱联接螺钉联接

图示单个普通螺栓联接，该联接承受横向载荷FΣ=5000N，可靠性系数Kf=1.2，接合面间的摩擦系数f=0.12，试求：螺栓所需的最小预紧力F0。解：图示普通螺栓承受的是横向外载荷，因此螺栓所需的最小预紧力为：第8章带传动带传动时，皮带中存在着三种应力由紧边和松边产生的拉应力由离心力产生的应力作用于带的全长带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力3、在带传动中(减速传动)，带的应力最大值发生在带进入小带轮处。2、带工作时截面上产生的应力有：拉应力、离心应力和弯曲应力。1、带传动是依靠带和两轮接触面之间的摩擦力来传递与动和动力的。5、带在工作时产生弹性滑动，是由于带的紧边与松边拉力不等产生的（拉力差引起的）。带传动中弹性滑动现象是不可避免的。7、国标规定，三角带有YZABCDE七种类型，代号‘B2240’表示：B型基准长度2240mm。4、v带横截面为等腰梯形，夹角为40度，在设计三角带轮时，轮槽夹角一般确定为小于40度。8、带轮结构采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于带轮的直径。6、选取V带型号，主要取决于带传递的功率和小带轮转速。知识点答：弹性滑动是由于带具有弹性且紧边与松边存在拉力差而产生的，是不可避免的现象；而打滑是由过载引起的，不过载就不会打滑，打滑将使传动失效，打滑是可以避免的。带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的?是否可以避免?在设计带传动时，为什么要限制带的速度vmin和vmax以及带轮的最小基准直径。答：（1）带速太高会使离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动中容易打滑，并且单位时间内带绕过带轮的次数增多，降低传动带的工作寿命；（2）若带速太低，则当传递功率一定时，使传递的圆周力增大，带的根数增多，因此要限制带的速度vmin和vmax；（3）带轮直径小虽然可以使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大，将使带的寿命降低，因此设计时要限制带轮的最小基准直径1、链传动设计时，链条节数应选数偶数，链轮齿数应选奇数；速度较高时，链节距应选小些。2、大链轮的齿数不能取得过多的原因是齿数越多，链条磨损后，越容易发生“脱链现象”。第9章链传动知识点第10章齿轮传动1、渐开线的形状取决于基圆直径。2、齿轮传动的重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿对数越多，齿轮传动也越平稳。4、齿轮传动的标准安装：是分度圆与节圆重合。5、用齿条型刀具范成加工渐开线直齿圆柱齿轮，当Z<17时，将发生根切现象。6、一个齿轮的模数变化后，齿形系数也将发生变化。（错）3、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件：两齿轮的模数和压力角分别相等。知识点8、渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。（错）7、对于齿面硬度HB≤350的软齿面闭式齿轮传动，设计时一般先按齿面接触疲劳强度条件计算。按弯曲强度校核。9、国家标准规定，标准渐开线齿轮的分度圆压力角α=20°。11、对齿面硬度HB≤350的闭式钢齿轮传动，主要的失效形式是齿面点蚀。12、对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般只需按弯曲强度计算。10、轮齿的弯曲强度，当齿数不变，增大模数时，则齿根弯曲强度增大。答：齿轮常见的失效形式分为两类：轮齿的整体失效和齿面失效。具体失效形式：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿面塑性变形。简答：轮齿常见的失效形式分为哪两大类？简述轮齿具体失效形式。

已知一对渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，其参数为：齿数z1=18，z2=54，分度圆压力角α=20°，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数C*=0.25，小齿轮1的齿顶圆直径da1=100mm，求模数m，标准中心距a，大、小齿轮的分度圆直径d1,d2,分度圆齿厚S，齿根圆直径df1、df2。解：因为所以，得mm3、在普通圆柱蜗杆传动中，若其他条件不变而增加蜗杆头数，将使传动效率提高。2、传动比大而且准确的传动是蜗杆传动。1、速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。（错）第11章

蜗杆传动标准蜗杆分度圆直径d1。知识点1、齿轮系运动时，各轮轴线位置固定不动的称为定轴轮系2、定轴轮系的总传动比等于各级传动比连乘积。3、差动轮系的主要结构特点，是有2个自由度。第12章齿轮系知识点答：惰轮在齿轮系中同时与两个齿轮啮合，既是主动轮，又是从动轮。不影响齿轮系传动比的大小，只起到改变转向的作用。4、什么是惰轮？简述惰轮在齿轮系中的作用。

图示轮系中蜗杆1为双头左旋蜗杆Z1=2，转向如图所示。