机械设计基础知识要点.docx

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机械设计基础知识要点

机械设计基础复习知识要点

编辑：

蒋宏斌

第一章绪论

机械：

 一切具有确定的运动系统的机器和机构的总称。

机器：

（1）它们都是人为的实物组合体；

（2）各实物体间具有确定的相对运动；

（3）能实现能量转换或完成有用的机械功。

机构：

两个或两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的构件组合。

构件：

组成机械的各个相对运动的实物组合体，它是运动的单元。

零件：

机械中不可扯的制造单元体。

第二章平面机构运动简图及自由度

1.运动副：

两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接。

运动副低副：

通过面接触组成的运动副。

运动副【组成运动副的两构件只能沿某一直线相对移动的运动副。

】

转动副或铰链【组成运动副的两构件只能绕同一轴线相对转动的运动副，】

平面高副：

通过点或线接触组合的运动副。

凸轮副

齿轮副

球面副

螺旋副

2.自由度和约束

自由度：

构件所具有的独立运动参数的个数。

约束：

两个构件通过运动副连接后，它们之间的某些独立运动将受到限制。

一个平面运动的自由构件有3个自由度，

一个空间运动的自由构件有6个自由度。

3.自由度计算

F=3n-2PL-PH

注，复合铰链：

两个以上的构件在同一处以转动副相连接。

例题：

（1）

（1）解：

在该机构中，n=5，PL=7，PH=0，其自由度为

F=3n-2PL-PH=3x5-2x7-0=1

（2）

（2）解：

在该机构中，n=7，PL=9，PH=1，

F=3n-2PL-PH=3x7-2x9-1=2

第三章平面连杆机构

1.平面机构：

由若干构件用平面低副（转动副和移动副）连接。

2.铰链四杆机构可分为3中基本类型：

曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

3.四杆机构类型判断：

（1）当最短杆与最长杆长度和小于或等于其余两杆长度之和时：

若取最短杆为机架时，得到双曲柄机构。

若取最短杆的邻边为机架时，得到曲柄摇杆机构。

若取最短杆的对边为机架时，得到双摇杆机构。

（2）当最短杆与最长杆之和大于其他两杆长度之和，只能为双摇杆机构。

4.急回运动

为了表示机构急回作用的效果，常用行程速比系数K来表示。

一个机构的行程速比系数取决于它的极位夹角。

若某个机构的极位夹角为0°，则它的行程速比系数为1，即没有急回运动的特性。

通常根据工作要求预先选定行程速比系数K。

第四章凸轮机构及其设计

1.从动件运动规律由凸轮的轮廓曲线决定的。

【凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规律。

】

2．压力角与传力性能

压力角：

如果不考虑摩擦，凸轮作用于从动件的力F沿接触点的公法线方向，它与从动件在B点的速度方向间所夹的锐角a。

显然a越小，有效分力F1越大，有害分力F2越小，传力性能越好；反之，传力性能越差。

第五章其他常用机构

棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构。

第七章带传动

1.V带传动是依靠摩擦力传动传递。

2.V带通常分为：

普通V带和窄带【同种型号节宽相同】

3.带传动有拉力：

Fe=Ff=F=F1-F2

带传动的有效拉力F与总摩擦力相等。

4.小带轮包角a1≥120°。

5．带的应力分析：

带在紧边绕入小带轮处的应力为最大。

amax=a拉+a离心+a弯曲≤【a】

6.区别带传动打滑与弹性滑动。

打滑是由过载而引起的全面滑动，打滑是可以避免的。

弹性滑动是由拉力差而引起的，只要传圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的。

7.带传动的主要失效形式：

带在小带轮上打滑和带的疲劳破坏。

8.选择V带型号：

根据计算功率Pc和小带轮转速你n1.

9.V带一般应使带速V在5～25m/s范围内。

10.V带的基本长度和带轮的基本直径。

中性层长度与中性层直径

第九章齿轮传动

1.渐开线：

当直线nn在半径为rb的圆的圆周上做纯滚动时，直线上任意一点KD的轨迹AK.

2渐开线的弯曲程度取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为一条垂直于NK的直线。

3.模数m=p/∏

4.齿轮正确啮合条件

（1）直齿圆柱齿轮:

m=m1=m2

a=a1=a2

（2）斜齿圆柱齿轮：

m=m1=m2

a=a1=a2

B1=-B2

（3）直齿圆锥齿轮：

m=m1=m2

a=a1=a2

两轴交角∑=90°

5．连续传动条件§＞1.同时参加啮合的轮齿对数越多，承载能力越大，传动越平稳。

一般§=1.1～1.4。

6．标准齿轮概念：

m＞1mm，ha*=1，c*=0.25；当m、a、ha*与c*均为标准值，且s

=e的齿轮。

渐开线齿轮的几何尺寸由模数m、齿数z、压力角a、齿顶高系数ha*、顶隙系数c*决定。

7.根切现象及最少齿数

不根切的最少齿数：

当a=20°时，正常齿制ha*=1，zmin=17。

根切与齿轮齿数有关。

8.齿轮常用材料及精度等级

对于软齿面（≤350HBS）由于主要失效形式是齿面点蚀，按齿面接触疲劳强度计算。

对于硬齿面（＞350HBS）由于主要失效形式是齿轮折断，按齿根弯曲疲劳强度计算。

*应使小齿轮齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高25～50HBS。

原因：

标准齿轮传动，小齿轮齿根薄、弯曲强度低且啮合次数多、易损坏，大齿轮齿数多、齿根较厚、不利于实现等寿命传动。

软齿面齿轮：

常用优质中碳钢，并经调质或正火处理。

硬齿面齿轮：

常用优质中碳钢或中碳合金钢，并经表面淬火处理。

9.齿轮的常见失效形式：

轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面的塑性变形。

10.齿轮传动精度的选择：

6～9级。

11.齿轮几何计算

a=m（z1+z2）/2m=m1=m2d1=m1z1d2=m2z2

齿根高hf=1.25m齿顶高ha=m全齿高h=2.25m

第十章齿轮系

定齿轮系传动比计算

第十一章轴

1.按承受载荷性质分：

转轴、传动轴和心轴。

2.最小轴径的估算：

3.结构改错题：

[解] 画出的正确结构图如图。

①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。

②轴承盖与轴之间应有间隙。

③轴承内环和套简装不上，也拆不下来。

④轴承安装方向不对。

⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。

⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。

⑦轴承内圈拆

不下来。

解：

1.无垫片；2无间隙、无密封3键太长4无定位轴肩5无轴肩

6套筒高于内圈高度7轴和轮毂一样长，起不到定位作用；

8无定位；9无垫片10采用反装。

[解] 画出的正确结构图如图。

①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；

②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；

③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；

④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；

⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移1～2mm；

⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm，轴颈右端面缩进去；

⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右；

⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。

⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。

第十二章轴承

1.轴承的类型：

滚动摩擦轴承和滑动摩擦轴承。

2.滚动轴承的基本额定寿命可靠度为90%。

3.滚动轴承的基本额定动载荷C

第十三章其他常用零部件

联轴器：

用联轴器连接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把他们分离。

离合器：

离合器连接的两根轴在机器运转过程中可以随时进行分离或结合。

祝同学们们顺利通过考试！

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2013年6月21日星期五完