《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)提綱.doc

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第0章 緒論1機(jī)械：機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱。2機(jī)器：根據(jù)某種使用要求而設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)，是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動的裝置，用來變換或者傳遞能量、物料、信息。3機(jī)器的特征：（1）是人為的實(shí)物組合；（2）各部分形成運(yùn)動單元，各單元間具有確定的相對運(yùn)動；（3）能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換或完成有用的機(jī)械功4機(jī)構(gòu)：用來傳遞運(yùn)動和力的、有一個構(gòu)件為機(jī)架的、用構(gòu)件間能夠相對運(yùn)動的連接方式組成的構(gòu)件系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)的特征：機(jī)器特征中的（1）（2）5構(gòu)件：機(jī)械中的運(yùn)動單元。6零件：是機(jī)械中制造的單元。7零件可分為兩類：（1）通用零件；（2）專用零件第1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析1運(yùn)動副：兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的連接。低副：兩構(gòu)件通過面接觸組成的運(yùn)動副。轉(zhuǎn)動副和移動副高副：兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動副。2 運(yùn)動簡圖不要求畫。但要會看，因?yàn)橐獣?jì)算自由度滴哦。3 平面機(jī)構(gòu)自由度：F=3n-2PL-PH (n活動構(gòu)件數(shù)；PL低副數(shù)；PH高副數(shù))原動件數(shù)自由度數(shù)F：機(jī)構(gòu)中最弱的構(gòu)件必將損壞。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是：F0且F等于原動件數(shù)。4計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng):1) 復(fù)合鉸鏈：兩個以上構(gòu)件同時(shí)在一處用轉(zhuǎn)動副相連接。2) 局部自由度：機(jī)構(gòu)中常出現(xiàn)一種與輸出構(gòu)件運(yùn)功無關(guān)的自由度。（注意：滾子轉(zhuǎn)動）3) 虛約束：在運(yùn)動副引入的約束中，有些約束對機(jī)構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的，對機(jī)構(gòu)運(yùn)動不起任何限制作用。a兩個構(gòu)件之間組成多個導(dǎo)路平行的移動副時(shí)，只有一個移動副起作用；b兩個構(gòu)件之間組成過個軸線重合的轉(zhuǎn)動副時(shí)，只有一個轉(zhuǎn)動副起作用；c機(jī)構(gòu)中傳遞運(yùn)動不起獨(dú)立運(yùn)動作用的對稱部分。(虛約束對運(yùn)動雖不起作用，但是可以增加構(gòu)件的剛性或構(gòu)件受力均衡)P14.例1-7.4) 瞬心：是兩剛體上絕對速度相同的重合點(diǎn)（簡稱同速點(diǎn)）要會找圖里的瞬心，不要求求瞬心位置的速度N=K(K-1)/2 N瞬心的個數(shù)；K機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的個數(shù)（包括機(jī)架）根據(jù)P15瞬心位置的判斷方法，自己要學(xué)會判斷并找出三心定理：作相對平面運(yùn)動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，這三個瞬心位于同一直線上。P16的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、齒輪或擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)和制動從動件凸輪機(jī)構(gòu)上找瞬心。第一章習(xí)題：作業(yè)：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 老師復(fù)習(xí)強(qiáng)調(diào)1-6；1-7；1-8；1-13；1-14；1-16第2章 平面連桿機(jī)構(gòu)1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：全部用轉(zhuǎn)動副相連的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。曲柄：繞中心點(diǎn)360轉(zhuǎn)動； 搖桿：繞中心點(diǎn)作滑塊的往復(fù)運(yùn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：是改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件演化而來的。改曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的曲柄為固定構(gòu)件。曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)P25圖2-10、圖2-11(1)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件是最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；（2）整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其鄰邊組成的。機(jī)構(gòu)的判斷：（1）取最短桿為機(jī)架時(shí)，機(jī)架上有兩個整轉(zhuǎn)副雙曲柄機(jī)構(gòu)（2）取最短桿的鄰邊為機(jī)架時(shí)，機(jī)架上最有一個整轉(zhuǎn)副曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（3）取最短桿的對邊為機(jī)架時(shí)，機(jī)架上沒有整轉(zhuǎn)副雙搖桿機(jī)構(gòu)注：如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的最短桿與最長干之和大于其余兩桿長度之和，則改機(jī)構(gòu)中不存在整轉(zhuǎn)副，無論取哪個構(gòu)件作為機(jī)架都只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。3、急回特性：與設(shè)計(jì)機(jī)械有關(guān)。P30行程變化系數(shù)K和極位夾角（越大，K越大，急回特性越顯著）4壓力角和傳動角壓力角：不考慮摩擦?xí)r，機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件上作用的力F與該力作用點(diǎn)的絕對速度方向所夾的銳角。傳動角：壓力角的余角。=90，所以越小，越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。對于一般機(jī)構(gòu)，通常取傳動角最小值為40。5.死點(diǎn)位置=0，=90死點(diǎn)位置會使機(jī)構(gòu)的從動件卡死或者運(yùn)動不確定現(xiàn)象。對曲柄搖桿和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)而言：如果以曲柄為原動件是不可能出現(xiàn)死點(diǎn)位置的。只有以搖桿或者滑塊為原動件時(shí)才會出現(xiàn)死點(diǎn)位置。P32圖2-26 ；P24圖2-76.平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：1）按照給定的行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2）按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。（要會布置過的作業(yè)）習(xí)題：2-1；2-3；2-5；2-7；2-10第3章 凸輪機(jī)構(gòu)1凸輪：既有曲線輪廓或凹槽的機(jī)構(gòu)。命名：盤形凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪；尖頂從動件(點(diǎn)接觸，易磨損，承載能力低，用于輕載低速)、滾子從動件（線接觸，滾動摩擦，耐磨損，可承受較大載荷，用于中速）、平底從動件（接觸面間易形成油膜，利于潤滑，少利好，常用于高速）。2.基圓：以凸輪輪廓的最小向徑為半徑所繪的圓。3.從動件常用的運(yùn)動規(guī)律：等速運(yùn)動：在起始點(diǎn)和終止點(diǎn)存在剛性沖擊，適用于低速輕載場合。簡諧運(yùn)動：在運(yùn)動的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置存在有限值突變，這種有限沖擊稱為柔性沖擊，只宜用在中、低速凸輪機(jī)構(gòu)中。正弦加速度：這個運(yùn)動規(guī)律既無速度突變，也沒有加速度突變，沒有任何的沖擊，適用于中高速凸輪。4壓力角與作用力關(guān)系：凸輪給予從動件的力F是沿法線方向的，從動件運(yùn)動方向與力F之間的銳角為壓力角。力F可分解為沿從動件運(yùn)動方向的有用分力F和使從動件緊壓導(dǎo)路的有害分力F，且F=Ftan自鎖現(xiàn)象：當(dāng)凸輪壓力角增大到一定程度，以至F在導(dǎo)路中所引起的摩擦阻力大于有用分力F時(shí)，無論凸輪加給從動件的作用力多大，從動件都不能運(yùn)動的現(xiàn)象。5壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸關(guān)系利用P45 圖3-7學(xué)會分析壓力角、傳動角、基圓半徑r0、偏距e、從動件位移s、凸輪轉(zhuǎn)角6.圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓：理解P46-49的圖3-8、圖3-9、圖3-11和圖3-13的作圖方法。一等分；二反轉(zhuǎn)；截位移；再連線對于滾子制動從動件盤形凸輪消除運(yùn)動失真的方法：減小滾子半徑、加大基圓半徑。理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑min滾子半徑 rT 。當(dāng)min=rT時(shí)，在凸輪的實(shí)際輪廓上產(chǎn)生尖點(diǎn)，這種尖點(diǎn)易磨損，磨損后會改變原定的運(yùn)動規(guī)律。min1=1.35表示傳動過程中有時(shí)1對齒輪接觸，有時(shí)2對齒輪接觸，其中2對齒輪接觸的時(shí)間占35%。 越大，齒輪平均受力愈小，傳動愈平穩(wěn)。5齒輪加工：成形法：指狀銑刀、盤形銑刀。（效率最低）范成法：齒輪插刀、齒條插刀、齒輪滾刀（效率最高，最好） 同一刀具可以加工模數(shù)和壓力角相同，齒數(shù)不同的齒輪6根切：將根部已加工出的漸開線切去實(shí)際嚙合線(AE)超過理論嚙合線(N1N2)不根切的最少齒數(shù)Zmin=2ha*/sin2 當(dāng)ha*=1, =20 Zmin=17避免根切的方法：1）增加被加工齒輪的基圓半徑（增加齒數(shù)）；2）使刀具遠(yuǎn)離輪坯中心。變位齒輪：改變刀具相對位置的方法切制的齒輪。以切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪是的位置為基準(zhǔn)，刀具的移動距離為xm，x成為變?yōu)橄禂?shù)刀具遠(yuǎn)離輪坯x為正值，正變位； 刀具趨近中心時(shí)x為負(fù)值，負(fù)變位。刀具變位后，總有一條分度線與齒輪的分度圓相切并保持純滾動。因齒條刀具上任一條分度線的齒矩p、模數(shù)m、刀具角相等。所以變位前后，其齒矩、模數(shù)、壓力角均為不變量，由d=mz和db=dcos可知，變位齒輪的分度圓和基圓也保持不變。齒厚s和齒槽寬e會發(fā)生改變。7斜齒輪正確嚙合條件： mn1=mn2 ； n1=n2 ; 1=2或1= 2 ；是基圓柱上的螺旋角；端面模數(shù)mt ; 法面模數(shù)mn ；mn=mtcos ； pn=ptcosP68頁表4-4 公式記憶8重合度：=t+FH/Pt=t+btan/Pt9斜齒輪優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)：1）齒廓接觸線是斜線，一對齒是逐漸進(jìn)入嚙合和脫離嚙合的，故傳動平穩(wěn)，噪聲?。?）重合度大，并隨齒寬和螺旋角大的增大而增大，故承載能力高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，適用于高速；3）斜齒輪不根切的最少齒數(shù)小于直齒輪。缺：斜齒輪的主要缺點(diǎn)是斜齒齒面受法向力F時(shí)會產(chǎn)生軸向分力Fa，需要安裝推理軸承，從而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。10錐齒輪的正確嚙合條件：兩輪大端模數(shù)必須相等，壓力角必須相等，兩輪的外錐矩必須相等。P70頁得表4-5中i=z2/z1=tan2,單級k從動輪齒數(shù)積/1-k主動輪的齒數(shù)積) 前面的符號通過畫圖判斷惰輪既是主動輪又作從動輪其齒數(shù)對傳動比無影響：改變傳動方向，不改變大小周轉(zhuǎn)輪系的傳動比：iGKH=GH/KH=(GH)/(KH)=GK從動輪齒數(shù)積/GK主動輪齒數(shù)積。定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)合復(fù)合輪系習(xí)題：5-2；5-3；5-5；5-9；5-10；5-14；5-15；5-16第8章 回轉(zhuǎn)件的平衡1. 靜平衡條件：F=0 ；me=mbrb+miri =0用圖解法求解：先計(jì)算mr，取比例尺，畫閉合回路動平衡條件：回轉(zhuǎn)件上的各個質(zhì)量的離心力的向量和等于零，而且離心力所引起的力偶矩的向量和也等于零。F=0 ; mr=0用作圖法求解質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面和不在同一回轉(zhuǎn)面的情況。習(xí)題：8-4 ；8-5；第9章 機(jī)械零件設(shè)計(jì)概念1.失效：機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作時(shí)。零件的失效可能由于：斷裂或塑性變形；工作表面的過度磨損或損傷；發(fā)生強(qiáng)烈振動；連續(xù)松弛；摩擦傳動的打滑等。2疲勞曲線：表示應(yīng)力與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N之間的關(guān)系曲線。影響疲勞的因素：1）應(yīng)力集中的影響；2）絕對尺寸的影響；3）表面狀態(tài)的影響3許用應(yīng)力：p115第10章 連接1.d大徑(用于公稱直徑) ；d1小徑（用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的危險(xiǎn)直徑）；d2中經(jīng)（計(jì)算效用時(shí)用）；p螺矩 ；s導(dǎo)程 ；螺紋升角 ；牙型角 ; n螺旋線數(shù) ；牙側(cè)角d2=(d+d1)/2 ; tan=nP/d2 ； =/2；2、非矩形螺紋的自鎖條件為：=3、三角形螺紋自鎖性最好，效率最低 ； 矩形螺紋自鎖性最差，效率最高 ； 梯形螺紋應(yīng)用最廣泛 ；鋸齒形螺紋只是用與單向傳動4、螺栓連接：（1）普通螺栓的螺栓與孔之間有間隙，加工簡便，成本低，應(yīng)用最廣；（2）鉸制孔螺栓連接，螺栓與孔之間沒有間隙，是用與承受垂直與螺栓線的橫向載荷。螺釘連接：結(jié)構(gòu)上比較簡單，但是不宜經(jīng)常拆裝，以免被連接件的螺紋被磨損而使連接失效。雙頭螺柱連接：多用于較厚的被連接件或?yàn)榱私Y(jié)構(gòu)緊湊而采用盲孔的連接，允許多次裝拆而不損壞被連接零件。緊定螺釘連接：常用來固定量零件的相對位置，不可經(jīng)常裝拆。5.螺紋防松的根本問題在于防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。摩擦防松（彈簧墊圈、對頂螺母、尼龍圈鎖緊螺母）；機(jī)械防松；永久防松；6、松螺栓連接 =Fa/(d12/4)= 校核公式緊螺栓連接 1.3Fa/(d12/4)CF (z螺栓數(shù)； m接觸面數(shù) ；f摩擦系數(shù) ；F0=Fa預(yù)緊力 ；C可靠性系數(shù) ；F外力)（1） 當(dāng)f=0.15,C=1.