机械设计基础复习知识点Word格式文档下载.doc
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面接触
a)移动副
b)转动副
2)高副:
点或线接触、球面副、螺旋副
B.构件(每个构件至少有两个运动副)
1)固定件(机架):
在一个机构中有且只有一个构件为机架
2)原动件(主动件/输入构件):
运动和动力由外界输入
3)从动件(输出构件)
C.平面机构的自由度
1)计算公式:
F=3n-2PL-PH
2)平面机构具有确定运动的条件:
①F>
0②自由度等于原动件数*机构的自由度即是平面机构所具有的独立运动的数目
3)计算平面机构自由度注意事项:
a)复合铰链:
两个以上构件在同一条轴线上用转动副连接*N个构件汇交而成的复合链具有(N-1)个转动副
b)局部自由度:
机构中出现的与输出构件运动无关的自由度*计算时,应除去不计
c)虚约束:
运动副带入的约束对机构自由度的影响是重复的,对机构运动不起新的限制作用的约束常见虚约束:
Ø
两个构件之间组成多个导路平行的移动副时
两个构件之间组成多个轴线重合的转动副时
机构中传递运动不起独立作用的对称部分*计算时,应除去不计
第三章平面连杆机构
A.平面连杆机构(平面低副机构):
由若干个构件以低副连接组成的平面结构
B.铰链四杆机构:
4为机架,1、3为连架杆,2为连杆曲柄:
能绕机架作整周转动的连架杆摇杆:
只能绕机架作一定角度往复摆动基本特性:
运动特性、传力特性基本类型:
1)曲柄摇杆机构:
连架杆中,一个为曲柄,一个为摇杆(通常,曲柄为原动件并作匀速转动时,摇杆作变速往复运动)
2)双曲柄机构:
两连架杆均为曲柄
3)双摇杆机构:
两连架杆均为摇杆(两摇杆长度相等时称为等腰梯形机构)
C.铰链四杆机构存在曲柄的条件:
1)整转副存在条件
a)最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度和
b)整转副由最短杆与其邻边组成
2)曲柄存在条件(整转副位于机架上才能形成曲柄)
a)最短杆邻边为机架时,机架上只有一个整转副,故为曲柄摇杆机构
b)最短杆为机架时,机架上有两个整转副,故为双曲柄机构
c)最短杆对边为机架时,机架上没有整转副,故为双摇杆机构
*若最短杆长度+最长杆长度>其余两杆长度和,则无论去哪个杆为机架都为双摇杆机构
D.急回特性P34:
曲柄摇杆机构中,曲柄虽作匀速转动,而摇杆摆动时空回程的平均速度却大于工作行程的平均速度。
用行程速比系数K表示
*若θ=0,K=1,则该机构无急回运动特性
若θ>0,K>1,则该机构具有急回特性,且θ越大,K越大,急回特性越显著
E.压力角:
作用在从动件C点的驱动力F与该点绝对速度VC之间所夹的锐角,可作为判断机构传力性能的标志P35传动角:
压力角的余角*机构运动时,传动角是变化的,必须规定传动角下限,否则,当传动角太小时,传力性能太差,有可能会使机构出现自锁现象
F.死点位置(传动角为零的位置):
在摇杆CD摆到极限位置时,连杆2与曲柄1两次共线,从动件的传动角为0O,即连杆传给曲柄的力通过铰链中心A,不论此力多大,均不能使曲柄转动死点位置现象:
机构的从动件卡死或运动不确定消除死点位置不良影响:
①对从动曲柄施加外力②利用飞轮及构件自身的惯性作用
第四章凸轮机构
A.凸轮机构(高副机构):
由凸轮、从动件和机架组成,包含两个低副,一个高副分类P44:
1)按凸轮的形状分
a)盘形凸轮(凸轮的最基本型式):
绕固定轴转动并且具有变化向径的盘状构件
b)移动凸轮:
盘形凸轮的转轴位于无穷远时,相对机架作直线运动的凸轮
c)圆柱凸轮:
移动凸轮卷成圆柱体型式的凸轮
2)按从动件的型式分
d)尖顶从动件:
从动件与凸轮接触的一端为尖顶
e)滚子从动件:
从动件与凸轮接触的一端为滚子
f)平底从动件:
从动件与凸轮接触的一端为平面
B.从动件的位移线图(B卷内容):
1)推程运动角:
从动件以一定的运动规律由离凸轮回转中心最近的位置A到达最远位置B,凸轮转过的相应角度
2)远休止角:
从动件与以O为圆心的圆弧BC接触,从动件在最远位置停止不动时,凸轮转过的相应角度
3)回程角:
从动件按一定运动规律返回到起始位置,凸轮转过的相应角度
4)近休止角:
从动件与以O为圆心的基圆圆弧DA接触,从动件在最近位置停止不动时,凸轮转过的相应角度
C.从动件常用运动规律
1)等速运动规律:
刚性冲击,运动开始、终止时,速度有突变,加速度无穷大
2)等加速运动规律:
柔性冲击,运动开始、终止时,加速度产生有限数值的突变
3)简谐运动规律:
D.压力角:
在不计摩擦的情况下,凸轮沿法线nn方向给予从动件的作用力F与从动件运动方向(速度方向)所夹的锐角a*压力角a越大,有效分力F1越小,有害分力F2越大,机构效率越低,设计时应使最大压力角不超过许用值*自锁现象:
当a大到一定程度,以致F2引起的摩擦阻力大于有效分力F1时,无论凸轮给予从动轮的作用力多大,从动轮都不能运动的现象(回程时,无自锁问题)
E.基圆半径r0:
r0越小,压力角a越大
F.滚子半径:
为了使凸轮轮廓在任何位置既不出现尖点,也不自交,滚子半径必须小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径
第六章齿轮传动
A.渐开线齿廓的啮合特点
1)渐开线齿廓能实现定比传动
2)中心距(一对相互啮合的齿轮回转中心之间的距离)可分性:
当实际中心距存在误差时,渐开线齿轮的传动比仍保持不变的特性
3)四线(过啮合点的公法线、啮合线、基圆的公切线、正压力作用线)合一
4)啮合角不变:
数值上等于渐开线在节圆上的压力角
B.直齿圆柱齿各部分名称及代号
1)轮齿:
齿轮上每一个用于啮合的凸起部分,在齿轮圆周上均匀分布的轮齿总数称为齿数,用z表示
2)齿顶圆——齿轮齿顶所在的圆。
其直径(或半径)用da(或ra)表示
3)齿根圆——齿轮齿槽底所在的圆。
其直径(或半径)用df(或rf)表示
4)分度圆——用来分度(分齿)的圆,该圆位于齿厚和槽宽相等的地方。
其直径(或半径)用d(或r表示)。
5)齿顶高——齿顶圆与分度圆之间的径向距离,用ha表示
6)齿根高——齿根圆与分度圆之间的径向距离,用hf表示
7)全齿高——齿顶圆与齿根圆之间的径向距离,用h表示。
显然有:
h=ha+hf
8)齿厚——任意直径为dk的圆周上,齿轮两侧齿廓间的弧长,用sk表示。
在分度圆上度量的弧长称为分度圆齿厚,用s表示
9)齿槽宽——任意直径为dk的圆周上,齿槽两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽,用ek表示。
在分度圆上的度量的弧长称为分度圆槽宽,用e表示
10)齿距——任意直径为dk的圆周上,相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿距,用pk表示,pk=sk+ek。
在分度圆上度量的弧长称为分度圆齿距,用p表示,p=s+e。
在基圆上度量的弧长称为基圆齿距,用pb表示,pb=sb+eb
11)法向齿距:
相邻两个轮齿同侧齿廓之间在法线方向上的距离,用pn表示,pn=pb
12)齿宽——齿轮轮齿的宽度(沿齿轮轴线方向度量),用b表示
C.直齿圆柱齿轮的基本参数
1)齿数z:
在齿轮圆周上均匀分布的轮齿总数
2)(分度圆)模数m:
分度圆齿距p与π的比值,单位:
mm分度圆直径d=mz分度圆齿距p=πm
3)压力角α:
渐开线上各点的压力角不等,分度圆上的压力角简称压力角。
国家标准规定,标准压力角α=20ο*分度圆是齿轮中具有标准模数和标准压力角的圆
4)齿顶高系数ha*:
ha=ha*m
5)顶隙系数c*:
hf=(ha*+c*)m正常齿制:
ha*=1c*=0.25短齿制:
ha*=0.8c*=0.3
D.参数选择
1)齿数比u:
u=z2/z1≥1,过大的齿数比会增加传动装置的结构尺寸,并导致两齿轮轮齿的应力循环次数差别太大
2)齿数z:
在满足轮齿弯曲强度的条件下,宜取较多的齿数(相应得减小模数)
3)模数m:
模数m应满足轮齿弯曲强度要求,一般应使mn≥2mm,模数越大,抗弯强度越大
4)齿宽因数ψd:
增大齿宽能缩小齿轮的径向尺寸,但齿宽越大,载荷沿齿宽分布越不均匀
E.渐开线标准直齿齿轮的几何尺寸计算标准齿轮:
m、a、ha*、c*都为标准值,且e=s的齿轮
名称
代号
计算公式
分度圆直径
d
d=mz
齿顶高
ha
齿根高
hf
hf=(ha*+c*)m
齿高
H
h=ha+hf
顶隙
c
c=c*m
齿顶圆直径
da
da=d+2ha
齿根圆直径
df
df=d-2hf
基圆直径
db
db=dcosα
齿距
p
p=mπ
齿厚
s
s=0.5p=0.5mπ
齿槽宽
e
e=0.5p=0.5mπ
标准中心距
a
a=0.5(d1+d2)=0.5(z1+z2)m
基圆齿距
pb
pb=pcosα
分度圆处曲率半径
ρ
ρ=0.5dsinα
F.齿条:
齿轮的齿数无穷大时。
齿廓上各点压力角相等,标准值为20ο
G.渐开线齿轮的啮合
1)渐开线齿轮正确啮合条件: