机械设计基础复习整理.doc

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1、机械设计基础复习绪论：构件、零件的概念第1章：机构的组成；平面运动副的分类；机构具有确定运动的条件； 平面机构的自由度计算：F=3n-(2pL+pH)、复合铰链、局部自由度、虚约束。机构：是用来传递运动和力的，有一个构件为机架，用运动副联接起来的构件系统。运动副的分类：按接触情况分低副和高副。两构件通过面接触组成的运动副称为低副，一个平面低副引入2个约束，两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副一个高副引入3个约束，齿轮副属于高副。机构自由度：机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目，用F表示。机构具有确定运动的条件：机构自由度F大于零，且等于原动件个数。复合铰链：由三个或更多个构件在

2、同一处构成的多个转动副称为复合铰链。若复合铰链由m个构件组成，则其转动副的数目为(m-1 )个，引入2（m-1）个 约束。局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。局部自由度可改善构件工作状况。虚约束：机构中某些运动副带入的对机构运动起重复约束作用的约束。虚约束对机构运动不产生约束作用，但会导致机构自由度的计算结果与其实际自由度不相符，计算机构自由度时应去掉虚约束。第2章：铰链四杆机构曲柄存在条件；铰链四杆机构的基本型式的转换；曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构的急回特性、极位、摆角、极位夹角q、行程速比系数K、传动角g、压力角a、死点位置；按行程速比系数对四杆机构进行图解法设计。铰链四杆机构曲柄存在条

3、件:1. 周转副的条件1）（杆长条件） 2）组成该副两杆中必有一最短杆 2. 四杆机构有曲柄的条件1）（杆长条件）2) 连架杆或机架为最短杆铰链四杆机构类型判断：1. 若机构不满足杆长条件则只能成为双摇杆机构2. 若机构满足杆长条件，则(1) 以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构(2) 以最短杆为机架时为双曲柄机构(3) 以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构的急回特性：缩短非生产时间，提高生产效率；曲柄滑块机构：对心曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构。当曲柄作等速转动时，偏置曲柄滑块机构可以实现急回运动。P47极位、极位夹角q：摇杆处于两个极限位置时曲柄所夹的锐角，称为极位

4、夹角。机构0，存在急回运动，极位夹角越大，曲柄摇杆机构的急回运动特性越大，。P43摆角：摇杆在相隔极限位置之间的夹角，称为摇杆的摆角。行程速比系数K:压力角a：作用在从动件上的驱动力K 与该力作用点绝对速度之间的锐角称为压力角；力F有效分力，压力角越小，有效分力就越大，压力角可以作为判断机构传动性能好坏的标志。P44传动角g：压力角的余角（称为传动角），判断机构的传动性能，故当越小即越大时，机构的传力性能越好，传动效率越高。死点位置：机构的传动角=0的位置。克服方法：1）同机构错位排列 2）借惯性冲过死点按行程速比系数对四杆机构进行图解法设计P50，PPT-CH02-15第3章：凸轮机构从动件

5、常用运动规律及其形成的冲击；压力角与许用压力角的关系，滚子半径与外凸轮廓最小曲率半径的关系。 CH03第6章：v带传动的工作原理；带传动的受力分析（若干公式）；最大应力发生处；带传动的运动分析（若干公式）；弹性滑动与打滑的概念及其区别；带传动的主要失效形式（打滑、带疲劳破坏）和设计准则； CH06-7、8、45、46带受变应力作用，会产生疲劳破坏。因带两边拉力不等、带的弹性变形量变化所导致的带与轮之间的相对运动称为弹性滑动。弹性滑动只发生在接触弧的局部。打滑是一种失效形式，可以避免。弹性滑动是带传动的正常现象，只能设法减小不可避免。带传动的主要失效形式和设计准则1. 主要失效形式：打滑、带的疲

6、劳破坏。2. 带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。第7章：标准直齿圆柱齿轮的基本参数、几何尺寸计算；渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件；分度圆与节圆的概念及其区别；齿轮传动的主要失效形式及其失效场合，齿轮传动的设计准则；斜齿圆柱齿轮的基本参数(法向、端面)与几何尺寸计算；斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件；斜齿圆柱齿轮的当量齿数；斜齿圆柱齿轮传动的主要优缺点(与直齿轮传动比较)；直齿圆锥齿轮的当量齿数；传动比计算及转向确定；齿顶高系数ha*、顶隙系数: c*、压力角正常齿： ha*=1 、c*=0.25短齿制： ha* = 0.8 、c*=0.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几

7、何尺寸计算:分度圆直径：齿顶高：齿根高：齿全高：齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径： 标准中心距：一对渐开线齿轮的正确啮合条件：模数和压力角分别相等，m1=m2 =m，a1=a2=200传动比：。分度圆和压力角是单个齿轮就有的；而节圆和啮合角是两个齿轮啮合后才出现的。所以对单个齿轮无节圆和啮合角。圆周力Ft：对主动轮，圆周力为阻力，方向与齿轮转向相反；对从动轮，圆周力为驱动力，方向与齿轮转向相同。径向力Fr：对外啮合，方向沿半径指向各自轮心；对内啮合，小轮指向轮心，大轮背离轮心。齿轮传动的失效主要是指轮齿的失效：轮齿的折断、齿面的损坏。1. 轮齿折断：疲劳折断、过载折断2. 齿面点蚀为表面疲劳破

8、坏 3. 齿面胶合重载下润滑、散热不良。 4. 齿面磨损：磨合磨损、磨粒磨损5. 齿面塑性变形 齿轮传动的设计准则1. 闭式传动：主要失效形式为齿面点蚀和齿根疲劳折断2. 开式传动：主要失效形式为齿面磨损和磨损后折断标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数为，斜齿轮的基本参数和几何尺寸计算:斜齿轮的齿形分为端面齿形和法向齿形。端面：垂直于齿轮轴线的截面，t-t：mt、at、h*at、ct*法向：垂直于轮齿的方向，n-n：mn、an、 h*nt、cn*用滚刀或铣刀切齿时，法向参数为标准值。分度圆柱上的螺旋角为斜齿轮的螺旋角 ,表示轮齿的倾斜程度。越大，啮合性能好，传动平稳，但轴向分力越大，应适中，一

9、般取 =820CH07-58/79-83斜齿轮不发生根切的最少齿数轮齿的受力分析：标准斜齿圆柱齿轮作用在齿宽中点的法向力可以分解为三个相互垂直的圆周力、径向力和轴向力。圆周力Ft：主动轮与其转向相反；从动轮与转向相同。径向力Fr：对外啮合，分别指向各自的转动中心；对内啮合，小齿轮指向轮心，大齿轮背离轮心。轴向力Fa：用“主动轮左、右手法则”来判断，即：主动轮为右旋，则用右手；主动轮为左旋，则用左手，四指顺着主动轮转动方向握拳，则大拇指伸直的方向即为主动轮所受轴向力的方向。直齿轮啮合特点：沿整个齿宽同时进入或退出啮合，受力为突然加载或卸载，运动平稳性差，冲击、振动和噪声大。斜齿轮啮合特点：从一点

10、开始接触，并从一点脱离接触，接触线长度由短变长，再由长变短，故大。因而加载、卸载过程是逐渐进行的，受力过程比较平缓。传动特点： (与直齿轮比较)优点：1）啮合性能好，传动平稳，冲击、振动、噪声较小； 2）重合度大，承载能力大； 3）不根切的最少齿数小，结构紧凑。缺点：工作中会产生轴向力，且愈大，轴向力愈大。 第8章：普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸；蜗杆的标准直径；蜗杆蜗轮正确啮合条件；蜗杆传动的蜗轮转向判断、传动比计算； 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸：1）、模数和压力角；2）、蜗杆导程角l13）、蜗杆分度圆直径d1、蜗杆直径系数q4)、蜗杆头数 z1、蜗轮齿数 z2蜗杆蜗轮机构的

11、正确啮合条件：ma1= mt2= m、aa1= at2 = 20第9章：定轴轮系的传动比计算：大小、转向CH09-6、15第10章：常用螺纹的类型及其使用场合；螺纹联接的基本类型及应用场合；螺纹联接的预紧和防松类型；螺栓联接的失效形式和设计准则；螺栓联接的强度计算(受轴向载荷的螺栓联接；受横向载荷的普通螺栓联接)螺栓联接的失效形式：普通螺栓连接工作时，螺栓主要受轴向拉力，故称受拉螺栓联接。在静载荷作用下，螺栓的主要失效形式为螺纹部分的塑性变形或断裂；在变载作用下，螺栓的主要失效形式为疲劳断裂。铰制孔用螺栓连接工作时，螺栓只受横向载荷，故称受剪螺栓联接，其主要失效形式为螺栓剪断、螺栓杆或孔壁表面

12、压溃。设计准则：对于受拉螺栓联接，保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度；对于受剪螺栓联接，保证螺栓的剪切强度或联接挤压强度。P208第11章：轴按受载的分类；轴的类型的判断；轴的最常用材料。键的工作面；普通平键的尺寸选择；平键联接的失效形式；按照承受载荷的不同，轴可分为： 心轴只承受弯矩的轴传动轴只承受扭矩的轴转轴同时承受弯矩和扭矩的轴轴的材料主要是碳钢和合金钢，钢轴的毛坯多数用圆钢或锻件，各种热处理和表面强化处理可以显著提高轴的抗疲劳强度。1、 平键连接：平键的两侧面是工作面；CH11-272、 半圆键连接：键呈半圆形，其侧面为工作面3、 楔键连接：上、下表面为工作面4、 切向键：由两个斜度为1:1

13、00的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120130角的两个键。平键的尺寸主要是键的截面尺寸bh及键长L。平键连接的失效和强度校核：对于普通平键连接（静连接），其主要失效形式是工作面的压溃，有时也会出现键的剪断，但一般只作连接的挤压强度校核。对于导向平键连接和滑键连接，其主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。第12章：滚动轴承的代号；滚动轴承的类型选择；滚动轴承的主要失效形式（疲劳点蚀(滚动轴承寿命计算的依据)、磨损、塑性变形）和设计准则；基本额定寿命、基本额定动载荷、寿命计算公式、寿命指数e（对球轴承：e=3，对滚子轴承：e=10/3）、滚动轴承的寿命计算：轴承当量动载荷P的计算：P = fP(XFr+YFa )； 第13章：联轴器：用于将两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有在机器停车时才可将两轴分离；离合器：在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离。