文档介绍:该【《机械设计基础》课总复习,老师划的范围 】是由【DATA洞察】上传分享,文档一共【7】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【《机械设计基础》课总复习,老师划的范围 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。绪论零件是制造的单元,构件是运动的单元,一部机器可包含一个或若干个机构,同一个机构可以组成不同的机器。;。两构件通过面接触组成的运动副称为低副,平面机构中的低副有移动副和转动副。两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副;;=3n-2P-P,原动件数小于机构自由度,机构不具有确定的相对运动;原动lh件数大于机构自由度,机构中最弱的构件必将损坏;机构自由度等于零的构件组合,它的各构件之间不可能产生相对运动;:(1)复合铰链(图1-13)(2)局部自由度:凸轮小滚子焊为一体(3)虚约束(4)两个构件构成多个平面高副,各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副,各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副,而不是虚约束;:1)指出复合铰链、虚约束和局部自由度2)指出活动构件、低副、高副3)计算自由度4)指出构件有没有确定的运动。(转动副、移动副)连接组成的平面机构,又称平面低副机构;铰链四杆机构:机构的固定构件称为机架;与机架用转动副相连接的构件称为连架杆;不与机架直接相连的构件称为连杆;铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。:曲柄滑块机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、定块机构、摇块机构,及其相互之间的倒置。;整转副是最短边及其邻边组成的;铰链四杆机构是否存在曲柄依据:1)取最短杆为机架时,机架上有两个整转副,故得双曲柄机构;2)取最短杆的邻边为机架时,机架上只有一个整转副,故得曲柄摇杆机构;3)取最短杆的对边为机架时,机架上没有整转副,故得双摇杆机构。如果铰链四杆机构中的最短边和最长边长度之和大于其余两杆长度之和,则该机构中不存在整转副,无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。,机构的急回特性越明显。急回运动特性可用行程速比系数K来表示:K=w/w=Ψ/t/Ψ/t=t/t=Ψ/Ψ=(180°+θ)/(180-θ);作用在从动件上的驱动力与21211212该力作用点绝对速度之间所夹的锐角叫做压力角,压力角是作为判断机构传力性能的重要标志;压力角的余角叫做传动角,压力角越小,传动角越大,机构传力性能越好;压力角越大,传动角越小,机构的传力性能越差,传动效率越低。:极位角和最小传动角的位置。。(转动副或移动副)连接成,而且各构件在一个平面或相互平行的平面内运动的机构。按所含移动副数目的不同,可分为:全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。:由于低副机构中两构件之间为面接触,因此,接触面上的压强小,便于润滑,磨损较轻,可以承受较大的载荷;构件间的接触表面是圆柱面或平面,形状简单,加工方便,工作可靠;能实现多种运动规律和运动轨迹,在主动件等速连续运动的条件下,当各构件的相对长度不同时,从动间实现多种运动形式,满足多种运动规律的要求。:一般只能近似实现给定的运动要求,不易实现精确的复杂运动规律;机构中做平面运动和往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡,高速运转时会产生较大的振动和动载荷,因此,不适用于高速的场合。,简称平面四杆机构。,简称铰链四杆机构,它是平面连杆机构的基本形式。,称为曲柄;若仅能在某一角度内摆动,则称为摇杆。:曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。,若两连杆中一杆为曲柄,一杆为摇杆,另则此机构称为曲柄摇杆机构。,摇杆往复摆动的平均速度是不一样的,这种特性称为急回特性。为了表示急回特性的急回程度,可用行程速比系数K表示,,Θ越大,K值越大,急回程度越显著,但机构运动的平稳性也越差。因此在设计时,应根据其工作要求,恰当地选择K值,一般在机械中1<K<2。,。一般设计机构是都必须注意控制最大压力角,使之不超过许用值。,用γ表示,即γ=90°—α。显然γ值越大机构的传力性能越好,理想情况是γ=90°;反之,传力性能越差。。,此时机构压力角α=90°。若不计各杆质量,这时连杆加给曲柄的力将通过曲柄的回转中心A,即使曲柄转动的有效力矩为0,因此不能使曲柄转动。机构的这种位置称为死点位置。四杆机构中是否存在死点位置,取决于从动件是否与连杆共线。,若两连杆架均为曲柄,则该机构称为双曲柄机构。,若两连杆架均为摇杆,则该机构称为双摇杆机构。,若两摇杆长度相等,则称为等腰梯形机构。:曲柄摇杆机构、双曲柄摇杆机构和双摇杆机构,它们的区别就是有没有曲柄,有几个曲柄。机构是否存在曲柄,肯定取决于各杆的相对长度和机架的选择。:(1)曲柄是最短杆(2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和(杆长条件):(1)取最短杆相邻的构件为机架时,得双曲柄机构。(2)取最短杆为机架,得双曲柄机构。(3)取最短杆的对边构件为机架,得双摇杆机构。如果铰链四杆机构不满足杆长条件,无论那个构件作为机架,都只能得到双摇杆机构。杆长条件是铰链四连杆机构存在曲柄的必要条件。,:只需设计适当的齿轮轮廓,便可使从动件得到所需的运动规律,并且结构简单、紧凑,设计方便。缺点是:凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触,易磨损,所以通常用于传力不大的控制机构。,造成强烈刚性冲击;做简谐运动时造成柔性冲击;做正弦加速度运动时没有冲击。,压力角越大,传动角越小,有害分力越大,传动效率越低,当压力角达到一定的程度,有用分力连摩擦力也克服不了。。。凸轮通常做等速转动,也有作往复摆动或往复直线移动的。被凸轮直接推动的构件称为从动件。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个主要构件所组成的高副机构。:盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮按从动件的形状分类:,凸轮机构又可分为力封闭的凸轮机构和几何形状封闭的凸轮机构。.8设计任务中的个过程几推程(升程、推程运动角)→远休止角→回程→近休止角为了减小推程压力角,应将从动件导路向推程相对速度瞬心的同向偏置。注意:同侧偏置可使推程压力角减小,而使回程压力角增大。,工作不正常凸轮轮廓在任何位置既不变尖,也不自交。:涡轮蜗杆机构。:把先缠在圆上,展开,线端的轨迹极为渐开线;渐开线上任意一点的法线均与基圆相切;渐开线齿廓上某点的法线,与齿廓上该点速度方向线之间的夹角为压力角。,等于两轮角速度之比,等于两轮基圆半径的反比,等于两轮节圆半径的反比。:一对渐开线齿轮制成之后,其基圆半径是不能改变的,即使两轮的中心距稍有改变,其角速度比仍保持原值不变。:齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆、齿厚、齿槽宽、齿距、齿宽、齿顶高、齿根高、全齿高。,所以齿数相同的齿轮,模数越大,齿轮的尺寸越大,其承载能力也就越高。D=mz;p=mPai;分度圆是具有标准模数和标准压力角(20°)的圆。模数越大,p越大,齿轮越大,齿轮抗弯能力越强,所以,模数是齿轮抗弯能力的重要标志。H=ha+hf;ha=mha*;hf=(ha*+c*)m;ha*=;c*=;da=d+2ha;df=d-2hf;db=d*cos20°;标准齿轮:分度圆上齿厚和齿槽宽相等,且齿顶高和齿根高均为标准值的齿轮称为标准齿轮。。,而节圆和啮合角是两个齿轮相互啮合时才出现的。标准齿轮传动只有在分度圆和节圆重合时,压力角和啮合角才相等,否则,啮合角大于压力角。,因此,,重合度越大,轮齿平均受力越小,传动越平稳。。:模数相等,压力角相等,螺旋角大小相等方向相反(外啮合)。:m=m*cosβ;国际规定,斜齿轮的法向参数nt取为标注值,而端面参数为非标准值。:1)齿廓接触线是斜线,一对齿是逐渐进入啮合和逐渐脱离啮合的,故运转平稳,噪声小。2)重合度大,并随齿宽和螺旋角的增大而增大,故承载能力高,运转平稳,适于高速传动。3)斜齿轮不根切最少齿数小于直齿轮。,:工作可靠性高,寿命较长,传动比恒定,传动效率高,可实现任意两轴之间的传动,适用的功率和速度范围广。缺点:加工和安装精度要求高,制造成本也较高,不适宜两轴之间远距离传动。,齿轮机构可分为平面齿轮机构和空间齿轮机构。,否还可以分为圆形齿轮和非圆形齿轮。:一对能实现预定传动比规律的啮合齿轮。。:两齿廓在任何位置啮合,过啮合点所做的两齿廓公法线nn将连心线O1CO2C,传动比与这两线段成反比。:于是齿轮保持定角速比,不论齿廓在任何位置啮合,过啮合点所做的两齿廓公法线都必须与两轮的连心线交于一定点C(C为节点)。两齿轮传动比等于两节圆半径之反比。,称为共轭齿轮。:(1)、由于发生线在基圆上作纯滚动,因此发生线沿积基圆滚动过的长度BK等于基圆上被滚过的一段弧长弧AB。(2)、渐开线上任意一点的法线必于基圆相切。(3)、发生线BK与基圆的切点B即为渐开线上K点的曲率中心,而线段BK为渐开线上K点的曲率半径。(4)、渐开线的形状取决于基圆的大小。(5)、渐开线各处压力角不等,越靠近基圆,压力角越小,基圆上压力角为0。(6)、基圆以内无渐开线。11、渐开线齿廓的啮合特点:1、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律2、渐开线齿廓啮合线为一直线,齿廓间正压力方向不变3、运动可分性12、齿轮的基本参数:(1)、齿数z齿轮整个圆周上的齿轮总数称齿数(2)、模数m分度圆的齿距p对π的壁纸成为模数,即m=p/π(3)、齿轮分度圆直径d=zp/π=mz分度圆齿距p=πm(4)、分度圆压力角α。通常所说的压力角是指分度圆上的压力角α(20°)(5)、吃定高系数ha*齿轮的齿顶高ha用齿顶高系数ha*和模数m的乘积表示(6)、顶隙系数C*齿轮的顶隙c用顶隙系数c*和模数m的乘积表示13、内齿轮:(1)、内齿轮的齿顶圆小于分度圆,齿根圆大于分度圆(2)、内齿轮的齿廓是内凹的,其齿厚和齿槽宽分别对应外齿轮的齿槽宽和齿厚(3)、为了使内齿轮的齿顶齿廓全部为渐开线,其齿顶圆必须大于基圆14、齿条的特点:(1)、因为齿条齿廓是斜直线,所以,齿廓各点的法线方向是彼此平行的;又因为齿条在传动式是移动的,所以,其上各点速度的大小,方向相同。齿条齿廓上各点的压力都相等,且等于齿廓的齿形角,标准值为20°。(2)、由于齿条上各齿同侧的齿廓是平行的,所以齿廓个点的齿距都是相同的,模数为同一标准值,齿厚和齿槽宽相等处且与齿顶线平行的直线称为齿条的中线,它是齿条其他尺寸的基准线。15、一对渐开线直齿轮正确啮合的条件:两齿轮分度圆上的模数和压力角必须分别相等。I=w1/w2=z2/z1=d2/d1Pb1=pb2:一对渐开线齿轮正确啮合的条件当Pn1>Pn2前一对齿轮在脱离啮合时,后一对齿轮还尚未进行啮合,传动就会中断;当Pn1<Pn2两齿轮的轮齿就会卡住而无法转动。16、一对啮合齿轮,在确定安装中心距时应该满足以下两个条件:1、两齿轮的齿侧间距为零2、两齿轮的齿顶间隙为标准值第九章失效:机械零件由于某种原因在规定的使用条件下和使用期间内,丧失了正常的工作能力;主要失效方式:整体断裂;塑性变形;表面损伤;弹性变形过量;功能失效;整体断裂:有静强度断裂和额疲劳断裂工作能力指在一定的运动,载荷和环境下,在预定的使用期限内,不发生失效的安全工作的限度,承受载荷的工作能力称为承载能力;衡量零件工作能力的指标称为工作能力准则;它是抵抗零件失效,在确定基本尺寸依据,故也称为设计准则;机械零件的设计准则:强度准则:抵抗发生断裂或超过允许限度残余变形的能力。在静应力情况下,脆性材料常取材料的强度极限为极限应力,塑性材料常取材料的屈服极限应力;在变应力情况下,可取材料疲劳极限为极限应力;刚度准则:指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力,是控制零件的弹性变形小于或等于允许值;耐磨性准则:运动副摩擦表面的物质不断损失的现象叫表面损伤。主要有磨粒,磨损,胶合磨损,点蚀磨损;振动稳定性准则:自振频率fp,激振频率f;-----------可靠性原则一般来说,冷却速度越快,钢材变得越硬越脆,内部由于急剧冷却熬成的内应力越大。机械零件的工艺性及标准性:工艺性是以最低的成本和最少的劳动量制造零件,并易于装配维修和更换;工艺性应注意以下方面:毛坯种类的选择;零件结构尽可能简化,合理;良好的生产加工工艺性;最大限度的方便装拆,调配,维修;三化:标准化,通用化,系列化;标准化:将产品的形式,尺寸,参数,性能等统一规定为数量有限的种类。通用化:尽量使功能相同的零部件在同类或不同类产品中通用系列化是对产品的规格参数按一定规律组成系列以减少产品规格数目。第十章常用连接方式:动连接;静连接,包括可拆和不可拆连接。螺纹的类型:三角形,梯形,锯齿形,矩形。螺纹的主要参数:大径d,螺纹的最大直径,螺纹的公称直径;小径d;外螺纹危险泡面的直径,又称计算直径;;螺距P:相邻两对应点之间的轴向距离;导程s:任一点沿螺纹线转一周所移动的轴向距离;若螺纹的头数为n,则s=np牙型角x:螺纹轴向剖面两侧边的距离;升角:三角形螺纹的牙型角大,所以当摩擦系数大,自锁性能好且牙根后,强度高,但效率低,所以用于连接;普通螺纹60度;管螺纹55度;梯形螺纹:牙型角30度,比矩形螺纹转动效率略低,但其工艺性好,能双向传动;锯齿形螺纹:其工作面牙型半角为3度,非工作面牙型半角为30度;适用于单向传动;若将螺纹副沿中径圆柱面展成平面,则螺母与螺杆之间力的作用就是和滑块与斜面之间力的作用相同;展开成的斜面倾角等于螺纹的升角;后轴向载荷,螺杆上承受的外力加轴向载荷和其螺杆自重总和。F水平推力;Fn法向反力;fFn摩擦力;摩擦角它是法向反力和全反力FR间所夹的锐角;tanp=f自锁条件:----------时,说明滑块在重力作用下有加速下滑的趋势;起阻力的作用以保持滑块等速下滑;当时,就意味着滑块是不会发生自行下滑的,即滑块处于自锁的全安状态。非矩形螺纹自锁的条件:---------连接用的自锁条件:在材料和摩擦都相通的条件下,三角形螺纹当摩擦系数fv大于矩形螺纹的摩擦系数f,当摩擦角--也一定大于矩形螺纹的摩擦角--,所以三角形螺纹更容易保证自锁条件。螺旋副的效率:自锁螺纹的效率恒小雨50;绝大数螺纹连接在装配时必须拧紧,以增加连接刚度,紧密性和提高防松能力;单个螺栓连接的失效形式,包括松脱失效,被连接件失效;螺栓失效;单个螺栓连接的强度计算:普通螺栓连接:在工前作无需大力矩拧紧,只需将螺母旋入螺杆即可承受拉力;典型是起重装置上的滑轮架;紧螺栓连接:工作前需施加力矩拧紧;拧螺母时,危险截面上对应该力矩产生扭剪应力;螺栓拧紧时,内部产生轴向预紧力;因此螺杆危险截面处在正应力和扭剪应力共同作用。键连接和花键连接主要用轴和周岁回转零件之间的圆周方向固定以传递转矩;普通键可制成圆头,方头,单圆头;半园键连接:具有定心较好的优点;半园键能在轴槽中摆动以适应--槽底面,装配方便;缺点:键槽比较深,对轴的削弱比较大,只适用轻载连接;,齿轮传动可分为闭式传动和开式传动。:齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。在一般闭式齿轮传动中,齿轮的主要是小型是齿面解除疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断。齿根部分靠近节线处最易发生点蚀,故常取节点处的接触应力为计算依据。一般仅有一对齿啮合,即荷载由一对齿承担。对于开式齿轮,主要的失效形式有:齿面点蚀和齿轮的弯曲疲劳强度破坏。:钢在固体状态下被加热到一定温度,保温,不同的冷却方法,改变钢的组织结构,得到所需性能。退火:放在空气中缓慢降温。正火:空气中对流冷却。淬火:放在水中或油中冷却。:圆周力及其方向,径向力及其方向。。两轮的接触应力是作用力和反作用力,大小相等方向相反,但两轮的许用应力不同,因为两轮的材料和热处理方式不同,计算中取两轮中较小者。:1)对闭式软齿面齿轮传动,主要失效形式为齿面点蚀,按齿面接触强度进行设计,按齿根的弯曲强度进行校核;2)对闭式硬齿面齿轮传动,主要失效形式为轮齿弯曲疲劳强度破坏,按齿根的弯曲强度进行设计,按齿面的接触强度进行校核;3)对开式齿轮传动,主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳强度破坏,按轮齿的弯曲疲劳强度进行设计,将计算的模数适当修正。,各分力的方向如下:圆周力的方向在主动轮上与运动方向相反,在从动轮上与运动方向相同;径向力的方向对两轮都是指向各自的轴心;轴向力的方向可由齿轮的工作面受压来决定。,重合度增大,使传动平稳。第十三章带传动1,带转动的类型:一类是摩擦带传动,平带,V带,圆形带,锲带的截面形状。咬合型带传动。:1)适用于中心距较大的传动;2)带具有很好的挠性,可缓和冲击,吸收振动;3)过载时,带与带轮间出现打滑,打滑虽使运动失效,但可防止损坏其它零件;4)结构简单,成本低廉。带传动的缺点是:1)传动的外廓尺寸较大;2)需要张紧装置;3)由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比;4)带的寿命较短;5)传动效率较低。,带与带轮将发生显著的相对滑动,这种现象称为打滑。由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由过载引起的全面滑动,应当避免。弹性滑动是由紧、松边拉力差引起的,只要传递圆周力,出现紧边和松边,就一定会发生弹性滑动,所以弹性滑动是不可避免的。,紧边拉力和松边拉力之间的关系。,带经受变应力,最大应力发生在紧边与小轮的接触处。最大应力=紧边与松边拉力产生的拉应力+离心力产生的拉应力+弯曲应力。。带传动的设计准则是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。:中心距过小,带变短,带上应力变化次数增多,疲劳破坏加强。V带两侧面的夹角小于40度,原因:V带在带轮上弯曲时,由于界面变形使其家教变小。小轮直径不能过小的原因:只经过小,则带的弯曲应力变大,而导致带的寿命减短。:链板的疲劳破坏,铰链的磨损,链条的销轴和套筒的胶合,滚子套筒的冲击疲劳损坏,链条的过载拉断。:对不变的转矩,;当转矩脉动变化时,;对于频繁正反转的轴,。1改进轴或轮的结构以减小应力集中,2改善轴的表面质量以提高轴的疲劳程度3改进轴上零件的结构以减轻轴上载荷4合理布置轴上零件以减少轴上载荷。。:1)3:圆锥滚子轴承能同时承受较大的径向荷载和轴向荷载,一般成对使用。2)5:推力球轴承,只承受轴向荷载。3)6:深沟球轴承4)7:角接触球轴承。:类型代号+宽度系列代号(可省略)+直径系类代号+内径尺寸系列代号+内部结构代号+公差等级代号,其中,内径尺寸系列代号乘以5得到内径尺寸。:一组同一型号的轴承在同一条件下运转,其可靠度为90﹪时,能达到或超过的寿命为基本额定寿命。。