《机械设计基础复习.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础复习.ppt（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、复习考试题型1、填空2、问答题3、计算题第第1 1章章 绪论绪论1）都是许多人为实体的组合2）各实体间具有确定的相对运 动；3）在工作时能转换机械能如内燃机，发电机等）、或作有效的机械功（如颚式破碎机，起重机）构件机构机器机器零件、构件、机构、机器、机械机械：机器与机构的统称构件与零件的区别：1）构件是运动的单元2）零件是制造的单元机械零件工作能力计算的理论基机械零件工作能力计算的理论基础础强度准则强度准则应力种类极限应力lim静应力 脆性材料强度极限s塑性材料屈服极限B变应力疲劳极限1变应力的循环特性变应力的循环特性非对称循环非对称循环 rr 0 0 且且|r r|1 1 静应力静应力r=r
2、=+1+1对称循环对称循环 r r 1 1脉动循环脉动循环r r 0 0第第4章章:平面机构的自由度和速度分析平面机构的自由度和速度分析一.基本概念 1.自由度：机构具有独立运动的数目。构具有独立运动的数目。2.运动副：机构中两构件直接接触的可动联接。机构中两构件直接接触的可动联接。3.瞬心：两构件作相对运动时，两构件作相对运动时，其其相对速度相对速度为为零零时的重合点时的重合点称为速度瞬心。称为速度瞬心。二.基本内容 1.绘制机构运动简图 2.机构具有确定运动的条件自由度F0原动件的数目机构的自由度 3.自由度计算：F=3n-2PL-PH 4.计算自由度应注意事项：复合铰链，局部自由度，虚约
3、束存在于转动副处存在于转动副处正确处理方法：复合铰链处有正确处理方法：复合铰链处有N个构件则个构件则有有(N-1)个转动副个转动副 复合铰链复合铰链局部自由度局部自由度常发生在为减小高副磨损而将滑动摩擦常发生在为减小高副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦所增加的滚子处。变成滚动摩擦所增加的滚子处。正确处理方法：计算自由度时将局部自正确处理方法：计算自由度时将局部自由度减去。由度减去。虚约束虚约束存在于特定的几何条件或结构条件下。存在于特定的几何条件或结构条件下。正确处理方法：将引起虚约束的构件和正确处理方法：将引起虚约束的构件和运动副除去不计。运动副除去不计。（1）复合铰链复合铰链N(N1)个以上的
4、构件同时在一处以铰链相联接转动副数N-1N=3PL=2（2）局部自由度与输出构件运动无关的自由度21ACB4321ACB3（3）虚约束重复而对机构的实际运动不起限制的约束。4F5ABCDEF123ADBCE123ADBCE5.瞬心的求法（1）机构的瞬心数目）机构的瞬心数目 有有N个构件的机构，其个构件的机构，其瞬心总数瞬心总数为为（2）瞬心位置的确定）瞬心位置的确定1.根据瞬心的定义根据瞬心的定义2.两构件直接用运动副联接两构件直接用运动副联接 AB12A12（P12）P128nnM12tt12p12MP123 3、两构件间没有用运动副直接联接，则可用、两构件间没有用运动副直接联接，则可用三心
5、定理来确定三心定理来确定 。三心定理三心定理:作平面运动的作平面运动的3个构个构件共有件共有3个瞬心，这个瞬心，这3个瞬心个瞬心必在一条直线上必在一条直线上。ABCD1234P13P23P34P14P12P24 2第第5章章 平面连杆机构平面连杆机构一、铰链四杆机构的类型1.曲柄摇杆机构2.双曲柄3.双摇杆二、铰链四杆机构有整转副的条件最短杆与最长杆长度之和最短杆与最长杆长度之和 其余两杆长其余两杆长度之和度之和整转副是由最短杆与其邻边组成的三、铰链四杆机构的特性1、急回特性和行程速比系数极位夹角极位夹角：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄位置线当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄位置线所夹的锐
6、角。所夹的锐角。行程速比系数k:2、压力角与传动角、压力角与传动角:压力角：压力角：在不计摩擦力、惯性力的条件下，机构中驱使在不计摩擦力、惯性力的条件下，机构中驱使输出件输出件运动的运动的力的方向线力的方向线与与输出件输出件上上受力点的速度方向受力点的速度方向线线所夹的锐角。所夹的锐角。传动角：传动角：压力角的余角。压力角的余角。3、死点死点:从动件的从动件的传动角为零传动角为零g g=0=0,机构顶死机构顶死四、铰链四杆机构的演化1、曲柄滑块机构2、导杆机构/摇块机构和定块机构3、双滑块机构4、偏心轮机构5、四杆机构的组合机构演化方法：机构演化方法：转动副转化成移动副转动副转化成移动副、变杆
7、长、变杆长、换机架、扩大回转副等。换机架、扩大回转副等。五、平面四杆机构的设计(作图法)按照给定的行程速比系数按照给定的行程速比系数第第6 6章章 凸轮机构凸轮机构1.凸轮机构的应用凸轮机构的应用2.凸轮机构的分类凸轮机构的分类3.从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律等速运动等速运动等加速等减速运动等加速等减速运动余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律正弦加速度运动正弦加速度运动4.凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计设计方法所依据的基本原设计方法所依据的基本原 理理反转法反转法设计方法：图解法设计方法：图解法5.凸轮机构基本尺寸：凸轮机构基本尺寸：基圆半径基圆半径rmin、滚子半径、滚子半
8、径rT、压力角、压力角基圆rmin 越小 结构紧凑 压力角 效率原则 保证max ，缩小基圆尺寸外凸凸轮廓线外凸凸轮廓线运动失真原因：运动失真原因：minrT避免方法：避免方法：(1)减小滚子半径减小滚子半径rT；(2)增大基圆半径增大基圆半径rmin来加大理论轮廓曲线的来加大理论轮廓曲线的 min第第9章章 齿轮机构齿轮机构1.1.齿轮机构的类型齿轮机构的类型两轴平行（平面齿轮）圆柱齿轮直齿斜齿外啮合内啮合齿轮齿条啮合人字齿空间齿轮两轴相交（圆锥齿轮）直齿曲齿两轴交错交错轴斜齿轮蜗轮蜗杆2、齿轮机构传动的特点齿轮机构传动的特点缺点：缺点：制造和安装精度制造和安装精度要求较高；要求较高；不适宜
9、用于两轴间不适宜用于两轴间 距离较大的传动距离较大的传动。工作可靠性高；工作可靠性高；优点：优点：传动比稳定传动比稳定；传动效率高；传动效率高；适用的圆周速度和功适用的圆周速度和功 率范围广；率范围广；使用寿命长使用寿命长。可实现平行轴、任可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交意角相交轴和任意角交错轴之间的传动错轴之间的传动。3、齿廓实现定角速比传动的条件要使两齿轮的瞬时传动比为一常数，则不论两齿廓在任何要使两齿轮的瞬时传动比为一常数，则不论两齿廓在任何位置接触，过接触点所作的两齿廓公法线都必须与连心线位置接触，过接触点所作的两齿廓公法线都必须与连心线交于一定点交于一定点p p，这就是平面齿廓啮
10、合基本定律。，这就是平面齿廓啮合基本定律。4、渐开线的性质(1)(1)BK=AB）(2)(2)渐开线上任意一点的法线必切于基圆，与基圆的切点渐开线上任意一点的法线必切于基圆，与基圆的切点B B为渐开为渐开线在线在K K点的点的曲率中心曲率中心，而线段，而线段BK是渐开线在点是渐开线在点K K处的处的曲率半径曲率半径。（3 3）渐开线齿廓各点具有不同的压力角，）渐开线齿廓各点具有不同的压力角，点离基圆中心点离基圆中心 愈远，压力角愈大。愈远，压力角愈大。(4)(4)渐开线的形状决于基圆半径，半径越大，渐开线越平展（综渐开线的形状决于基圆半径，半径越大，渐开线越平展（综合曲率半径越大）合曲率半径越
11、大）(5)(5)基圆内无渐开线。基圆内无渐开线。5、渐开线齿廓满足定角速比要求（会证明）6 6、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算分度圆直径分度圆直径d:齿顶高齿顶高ha：齿根高齿根高hf：齿全高齿全高h：齿顶圆直径齿顶圆直径da:齿根圆直径齿根圆直径df:基圆直径基圆直径db:齿距齿距p：齿厚齿厚s与齿间与齿间e:基圆齿距基圆齿距pb：标准齿轮参数标准齿轮参数:Ohhfharrarb齿间齿间(齿槽齿槽)齿齿zrfsieiespBpb7、渐开线标准齿轮的啮合一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：
12、两轮的模数相等，两轮的压力角相等。两轮的模数相等，两轮的压力角相等。无侧隙啮合传动条件：无侧隙啮合传动条件：一齿轮轮齿的节圆齿厚必须等于另一齿轮节圆齿槽宽。一齿轮轮齿的节圆齿厚必须等于另一齿轮节圆齿槽宽。为了保证连续传动：8、渐开线齿轮的切齿原理1 仿形法用与齿轮齿槽形状相同的指状铣刀或盘状铣刀在铣床上进行加工。2 范成法利用轮齿的啮合原理来切削轮齿齿廓的a）用齿轮插刀加工齿轮 b）用齿条插刀加工齿轮 c）用齿轮滚刀加工齿轮9 9、根切、最少齿数及变位齿轮、根切、最少齿数及变位齿轮根切产生原因：根切产生原因：刀具顶线超过啮合极限点刀具顶线超过啮合极限点N1避免根切的措施避免根切的措施加大齿轮半
13、径，其它参数同刀具且标准加大齿轮半径，其它参数同刀具且标准,只能只能增加齿数增加齿数z z，z zminmin=17=17。变位变位:加大刀具与齿轮中心距离，使刀具齿顶加大刀具与齿轮中心距离，使刀具齿顶线低于线低于N N1 19、齿轮的设计准则基本准则：齿轮传动设计时，应首先根据主要的失效形式进行强度计算，确定主要尺寸，然后对其它失效形式进行必要的校核。类型主要失效形式设计方法软、闭齿面点蚀先按齿面接触强度设计公式确定主要尺寸；再验算轮齿弯曲强度。硬、闭轮齿折断先按轮齿弯曲强度设计公式确定主要尺寸；再验算齿面接触强度。开齿面磨损弯曲强度计算1010、平行轴斜齿轮机构、平行轴斜齿轮机构当量齿轮当
14、量齿轮 ：与斜齿轮法面齿形相当的虚拟与斜齿轮法面齿形相当的虚拟的直齿圆柱齿轮的直齿圆柱齿轮当量齿数当量齿数 zv：当量齿轮的齿数当量齿轮的齿数斜齿圆柱齿轮主要啮合特点逐渐啮合，重合度大传动平稳，承载能力大适用高速、大功率场合斜齿圆柱齿轮的受力分析斜齿圆柱齿轮的受力分析总作用力总作用力Fn圆周力圆周力Ft径向力径向力Fr轴向力轴向力Fa n方向在主动轮与运动方向相反方向指向轴心用右（左）手 判 定轴向力方向判断：主动轮为右旋，用右手，若为左旋，用左手；（从动轮为左旋，用右手，若为左旋，用左手）拇指表示轴向力方向；其余四指表示齿轮的转动方向。1212、直齿锥齿轮传动、直齿锥齿轮传动锥齿轮传动特点圆
15、周力：方向在主动轮与运动方向相反径向力：方向指向轴心轴向力：指向轮齿大端。一一 静平衡结论静平衡结论产生静不平衡的原因是合惯性力不为零产生静不平衡的原因是合惯性力不为零 静平衡的条件：静平衡的条件：分布于转子上的各个偏分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零，或质心质量的离心惯性力的合力为零，或质径积的向量和为零径积的向量和为零 对于静不平衡的刚性转子，无论它有多对于静不平衡的刚性转子，无论它有多少个偏心质量，只要适当增加（或减小）少个偏心质量，只要适当增加（或减小）一个平衡质量，就能使其获得平衡。即一个平衡质量，就能使其获得平衡。即对静不平衡的转子，需加平衡质量的最对静不平衡的转子，
16、需加平衡质量的最少数目为少数目为1F2F3F1F FF4m1r1m2r2m3r3m4r4mbrbFb W1WbW4W3abW2第第8章章 平衡与调速平衡与调速二二 动平衡结论动平衡结论产生动不平衡的原因是合惯性力、合惯性力偶矩均不为零产生动不平衡的原因是合惯性力、合惯性力偶矩均不为零（特殊情况下，合惯性力为零，而合惯性力偶矩不为零）（特殊情况下，合惯性力为零，而合惯性力偶矩不为零）动平衡的条件：动平衡的条件：转子上各个质量所产生的空间惯性力系的转子上各个质量所产生的空间惯性力系的合力及合力偶均为零合力及合力偶均为零对于动不平衡的刚性转子，只要分别在选定的两个平面内对于动不平衡的刚性转子，只要分
17、别在选定的两个平面内各加适当的平衡质量，就能达到完全平衡。即要使转子达各加适当的平衡质量，就能达到完全平衡。即要使转子达到动平衡，所需加的平衡质量的最少数量为到动平衡，所需加的平衡质量的最少数量为2。故动平衡又。故动平衡又称双面平衡。称双面平衡。由于动平衡同时满足静平衡的条件，故经过动平衡的转子由于动平衡同时满足静平衡的条件，故经过动平衡的转子一定静平衡；反之，经过静平衡的转子不一定是动平衡的一定静平衡；反之，经过静平衡的转子不一定是动平衡的三、速度波动三、速度波动稳定运转阶段的速度变化：稳定运转阶段的速度变化：匀速的、周期性波动、非周期性波动匀速的、周期性波动、非周期性波动影响：影响：速度波动速度波动动压力动压力振动，噪音振动，噪音,工作质量降低工作质量降低分类：分类：1 周期性速度波动及其调节周期性速度波动及其调节2 非周期性速度波动及其调节非周期性速度波动及其调节