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
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