精密机械设计基础总复习

精密机械设计基础总复习第一页，共37页。平面机构的结构分析1、概念：零件、构件、机构、机器2、运动副及其分类，约束和自由度，运动副约束3、平面机构运动简图4、机构自由度及其计算，计算自由度的注意事项第二页，共37页。1、零件是加工制造的单元，构件是运动的单元；一个构件可以由一个零件组成，也可以由多个零件组成。2、机构是构件通过运动副连接而成的。机构具有确定的运动。3、运动副是两构件直接接触所构成的可动联接。平面机构中，按两构件接触特性，运动副可分为：低副（面接触）和高副（点、线接触）两种。低副引入2个约束；高副引入1约束。4、约束：对独立运动所加的限制。5、当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为2，至少为1。6、约束一个相对转动而保留两个独立移动的运动副是不可能存在的。因为公法线方向的约束是一定存在的。第三页，共37页。8、表明机构各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。9、一个机构包括：机架、原动件和从动件。10、机构自由度：机构中各构件相对于机架的所能有的独立运动的数目称为机构的自由度11、机构确定运动的条件是：F>0，原动件数等于机构的自由度数。12、机构自由度计算时应注意的事项：复合铰链、局部自由度、徐约束第四页，共37页。1、计算图示机构的自由度。并判断该机构是否有（在什么条件下有）确定的运动。ABCFAGHEOMN第五页，共37页。平面连杆机构1、平面四杆机构的分类2、四杆机构曲柄存在的条件，压力角与传动角，死点，行程速度变化系数和急回3、四杆机构的设计第六页，共37页。1、平面连杆机构是由若干刚性构件用低副（转动副、移动副）连接而成的机构；铰链四杆机构中的运动副均为转动副。2、平面四杆机构的类型有：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构3、铰链四杆机构曲柄存在的条件：最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。若以最短杆为机架，构成双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架，构成双摇杆机构；若以最短杆一相邻杆为机架，则构成曲柄摇杆机构4、曲柄摇杆机构中，曲柄一定是最短杆。5、压力角：从动件上受力点所受正压力与该点绝对速度之间所夹的锐角称为压力角；压力角的余角称为传动角。即机构中传动角γ和压力角α之和等于90度。第七页，共37页。6、机构的最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置。

7、死点是机构中传动角等于0的位置。机构以摇杆（或滑块）为原动件时，曲柄与连杆共线时，传动角即为0，此时不论主动力多大，都不能使曲柄转动。8、急回运动特性：从动件来回运动平均速度不等9、行程速度变化系数K：从动件反正行程速度之比；极位夹角θ：曲柄在两极限位置时所夹的锐角。10、为使机构具有急回运动，要求行程速比系数大于1或极位夹角大于0。第八页，共37页。1、图示铰链四杆机构中，已知lAB=55mm，lBC=40mm，lCD=50mm，lAD=25mm。试分析以哪个构件为机架可得到双摇杆机构？双曲柄机构？曲柄摇杆机构？2、图示机构的压力角和传动角，并找出最小传动角的位置第九页，共37页。3、试问图示各机构是否均有急回运动?极位夹角是多少？以构件1为原动件时,是否都有死点?在什么情况下才会有死点?死点位置如何判断？曲柄为原动件时，最小传动角的位置？第十页，共37页。凸轮机构1、凸轮机构的类型2、从动件常用的运动规律及特点和应用场合3、凸轮机构基本尺寸的确定：压力角，基圆，行程4、图解法设计凸轮轮廓曲线第十一页，共37页。1、凸轮机构从动件的运动规律有哪些？在几种基本的从动件运动规律中，哪些运动规律产生刚性冲击，哪些运动规律产生柔性冲击？2、凸轮机构从动件按等加速等减速运动规律运动，是指从动件在推程（或回程中）先按等加速运动再按等减速运动。3、凸轮机构从动件：按等速运动规律运动时，存在刚性冲击；按等加速等减速运动规律和简谐运动规律运动时，推程存在柔性冲击。第十二页，共37页。3、试画出图示凸轮机构中图轮1的理论廓线，并标出凸轮基圆半径rb，图示位置压力角。第十三页，共37页。齿轮传动1、齿廓啮合基本定律2、渐开线齿廓形成、特点、渐开线方程、啮合特点3、渐开线齿轮（直齿，斜齿）各部分名称、符号和几何尺寸（记公式）4、渐开线齿轮正确啮合和连续传动条件（直齿，斜齿），标准中心距5、渐开线齿轮的加工6、齿轮的失效形式7、圆柱齿轮（直齿，斜齿）受力分析（三分力方向）8、齿轮强度计算公式中各符号的名称、含义和影响因素9、轮系及其传动比的计算（定轴轮系、周转轮系、混合轮系）第十四页，共37页。1、渐开线齿廓曲线形状取决于基圆直径的大小。2、渐开线齿轮（直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮）传动正确啮合和连续传动的条件。3、渐开线齿形常用的加工方法有仿形法和展成法两类。4、斜齿圆柱齿轮的重合度大于直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动平稳，承载能力高，可用于高速重载的场合。5、一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的法面模数法面压力角为标准值。6、齿轮传动的失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合。其中齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。7、在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力计算值相等，许用值不相等，计算时将小的许用值代入公式。第十五页，共37页。8、在一对齿轮啮合时，其大小齿轮弯曲应力计算值不相等，许用值不相等，计算时将两轮中YF/【σF】较大者代入公式。9、YF：齿形系数，取决于轮齿的形状，随齿数和变位系数的变化而变化。10、ZE：弹性系数，取决于配对齿轮的材料11、闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是轮齿疲劳折断 12、齿面接触疲劳强度设计准则针对的齿轮失效形式是齿面点蚀。13、汽车、拖拉机、机床的变速箱中应选用哪种齿轮?A直齿圆柱齿轮B斜齿圆柱齿轮C人字齿圆柱齿轮第十六页，共37页。计算题1、已知一对正常齿外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=200mm，齿数Z1=20，Z2=80，齿顶高系数ha*=1，压力角=20°。试求这对齿轮的模数m，传动比i12，节圆直径及啮合角。并用作图法判断该机构是否能连续传动。

2、一对正常齿标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为30和60，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为64mm，求两齿轮的主要几何尺寸m，d1，d2，df1，df2，a。3、已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的中心距a=196mm，传动比i=3.48，小齿轮齿数Z1=25。确定这对齿轮的模数m；大齿轮齿数Z2；分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；齿根圆直径df1、df2。第十七页，共37页。4、两个标准直齿圆柱齿轮，已测得齿数zl＝22、z2＝98，小齿轮齿顶圆直径dal＝240mm，大齿轮全齿高h＝22.5mm，试判断这两个齿轮能否正确啮合传动?5、一对渐开线标准圆柱外啮合斜齿轮传动。已知z1=40、传动比i12=2.5、mn=3mm，β=12050’。在标准安装时，试确定：大齿轮齿数Z2；标准中心距a及中心距圆整为整数时螺旋角的数值；分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；。第十八页，共37页。7、图示的轮系中，各齿轮均为标准齿轮，且其模数均相等，若已知各齿轮的齿数分别为：Z1=20、Z2=48、Z2‘=20、Z3=48。试求传动比i1H或i3H

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第十九页，共37页。8、图示的轮系中，已知齿轮1的转速n1=120r/min，转向如图所示，而且Z1=40，Z2=20，试求：（1）Z3；（2）n3=0时，齿轮2的转速（大小和方向）；（3）n2=0时，齿轮3的转速（大小和方向）；第二十页，共37页。分析题1、如图二级斜齿圆柱齿轮减器中，已知：齿轮1主动，其转向、旋向如图所示1）为使Ⅱ轴所受轴向力最小，齿轮3、4螺旋方向应如何选择？2）在图中标出Ⅱ轴上两轮2、3，所受三分力Fa1、Fr1、Ft1，Fa2、Fr2、Ft2的方向。Z2Z4Z3Z1ⅡⅠⅠⅢ第二十一页，共37页。2、两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮1为左旋，转向n1如图所示，为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa、径向力Fr和圆周力Ft的方向。第二十二页，共37页。带传动1、带传动的类型2、摩擦带传动的力分析、应力分析、弹性滑动和打滑3、同步带传动的计算公式中各符号的名称、含义和影响因素第二十三页，共37页。1、按传动原理带传动分为：摩擦型和啮合型两种。2、带传动所能传递的最大有效圆周力与哪些因素有关？试简要说明。3、带传动工作时，带横截面上的最大应力发生在什么位置？4、在V带传动设计过程中，带速应限制在什么范围？为什么？5、带传动为什么不能实现瞬时传动比准确？6、带传动中，打滑和弹性滑动有何不同？7、同步带传动设计时，带型与哪些因素有关？为什么要限制小带轮齿数？8、带传动中，紧边拉力F1与松边拉力F2之和等于初拉力F0的2倍。第二十四页，共37页。螺旋传动1、滑动螺旋传动的概念和类型2、螺杆与螺母的相对运动关系：

第二十五页，共37页。1、当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹比粗牙螺纹的自锁性能好。

2、螺旋传动中，螺母与螺杆旋向相同。3、就你所知有哪些机构能将主动件的旋转运动变为从动件的往复直线运动（至少写出两种）？4、相同的公称直径的粗牙普通螺纹与细牙普通螺纹相比，哪个自锁性能好？哪个强度高？为什么薄壁零件的联接常采用细牙螺纹？5、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是三角螺纹。第二十六页，共37页。计算题1、螺旋传动中，若螺杆为双线螺纹，螺距为4mm，当螺杆转动两周时，活动螺母移动的距离是多少？2、差动螺旋传动中，若螺杆为单线螺纹，螺距分别为：1右旋，螺距p1=2mm；2左旋，螺距p2=1.5mm。活动螺母移动的距离是5mm时，螺杆转动多少度？第二十七页，共37页。轴1、轴的类型2、轴的结构设计第二十八页，共37页。1、自行车前、后轮轴和大链轮的轴（脚蹬轴，又称中轴）的类型。

2、轴上零件的轴向定位方法.

3、增大轴在截面变化处的过渡圆角半径,可以降低应力集中,提高轴的疲劳强度

第二十九页，共37页。支承1、了解滑动摩擦支承2、滚动轴承的类型、特点和代号3、寿命、额定寿命、额定动载荷概念4、滚动轴承寿命计算（附加轴向力、轴向载荷、当量动载荷）5、润滑和密封6、组合结构设计第三十页，共37页。1、只能承受轴向载荷而不能承受径向载荷的滚动轴承是推力轴承；只能承受径向载荷而不能承受轴向载荷的滚动轴承是圆柱滚子轴承（或滚针轴承）；既能承受较大的轴向载荷又能承受较大的径向载荷的轴承是角接触轴承（角接触球、圆锥滚子轴承）2、请指出代号为32208/P4、N2206、30308、

7208AC

轴承的类型、精度等级和内径尺寸和滚动体形状。3、深沟球轴承,内径100mm,宽度系列O,直径系列2,公差等级为O级,其代号是什么。第三十一页，共37页。计算题1、图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承，轴承布置如图所示，两轴承的径向力为：Fr1＝935N，Fr2＝1910N；FA＝580N，轴承的内部轴向力FS=0．68Fr，求：1）两轴承所受轴向载荷Fa1和Fa2。2）两轴承所当量动载荷P1、P2（哪个轴承更危险？）3）该对轴承的寿命Lh。n=1000r/min4）若上述轴承所受的当量动载荷及转速均增加一倍，则轴承寿命是原来的几倍？注：Fa/Fr>eX=0.41，Y=0.87e=0.68FAFr1Fr2第三十二页，共37页。结构题1、试分析图示轴系结构的错误，并用文字说明错误原因第三十三页，共37页。(1)缺少调整垫片；(2)轮毂键槽结构不对；

(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上；

(4)键槽处没有局