精密机械设计上复习大纲要点

精密机械设计（上）复习提纲

第三章零件的几何精度

要点：

1、零件的尺寸精度由其公差决定，IT(公差值)越小精度越高，IT值由基本尺寸与精度等级决定必须符合标准（NO3-1）;

2、零件的配合性质由偏差（基本偏差）决定，基本偏差可能是下偏差，也可能是上偏差，基本偏差由基本尺寸与配合符号决定，与精度等级无关，应符合标准（NO3-2,NO3-3）;

3、无论是孔（包容面）还是轴（被包容面），公差与偏差均有如下关系：

Th=ES?EI

Ts=es?ei

Tf=Th+Ts

备注：公差永远是算术值，即T>0，偏差是代数值，可能<0 或≥0

4、公差带图是表示零件尺寸精度与配合性质的图示方式，基本偏差决定了公差带的位置，公差值决定了公差带的大小；任何一个公差带图包括0线、方向、公称尺寸、上下偏差值与配合符合等要素，上偏差（ES,es）是位于下偏差（EI,ei）的上方；

5、配合零件的配合性质与零件偏差有如下的关系

Xmax=ES?ei>0，

Xmin=EI?es≥0，

Ymax=EI?es<0，

Ymin=ES?ei≤0，

间隙配合（Xmin≥0）：Tf=Th+Ts=Xmax?Xmin

过盈配合（Ymin≤0）：Tf=Th+Ts=Ymin?Ymax

过渡配合（Xmax>0，Ymin<0）：Tf=Th+Ts=Xmax?Ymax

in

i

6、拟定零件配合时优先选用基孔制，当按配合要求（X,Y）无法找到完全对应的标准配合时，可采用最接近的标准配合；

7、零件的形状位置公差规定了零件要素的变动范围，用形位公差框表示，均应指向被测要素，若为中心要素，应与尺寸线对齐；

8、形状公差包括公差符号、公差带形状符号与公差值，对公差带形状为圆和圆柱加注φ公差符号，除此以外公差带符号见（NO3-12）,形状公差均不涉及基准；

9、位置公差包括公差符号、公差带形状符号、公差值与基准符号，公差带形状符号

φ的标注规定与形状公差标注相同，基准符号可能是单一基准，多基准或复合基准；

10、基准符号标注应指向基准要素，若以中心要素为基准要素则基准符号应与尺寸线对齐，不同基准的符号不应用相同字母标注；

11处理尺寸公差与形位公差的方法即为公差原则，常用公差原则有：独立原则：标注特点为尺寸公差与形位公差不加注任何其他的符号；

E；包容：在尺寸公差之后加注○

M，可能在公差数值之后，也可能在基准符号之最大实体：在形位公差框中加注○

后，或二者均有。最大实体原则仅用于中心要素。

要求：

1、能根据配合符号确定应标注尺寸的偏差；

2、能根据配合要求（Xmax，Xmin，Ymax，Ymin）拟定配合制与配合符号；

3、正确绘制公差带图

4、能按形位公差要求标注形位公差或对所标注的形位公差做出正确的解释；

5、会用简单标注法标注表面粗糙度。典型例题：3-4，3-5，3-7，3-8

第四章平面机构的结构分析

要求：1、任何机构均可用符号表示为机构简图，绘制机构简图的要领是：

a、搞清机构组成与工作原理；

b、分清机架与活动件；

c、研究活动件的运动性质，已确定运动副的性质（回转或移动，高副或低副）与数量;

d、从原动件开始向输出件逐步分析；

e、机构简图件号及运动副编号与原图一致，以便核查；

2、平面机构自由度计算公式

> 1，原动件数=F，运动确定 = 1，运动确定

F=3n?2PL?PH = 0，静定机构

< 0，超静定机构

计算要点：a、局部自由度应去除；

b、作用相同（约束同一活动件，运动形式相同，运动轨迹相同）的虚

约束应去除；

c、复合铰链应重复计算运动副数PL=m?1，特点是回转轴线重合；

3、机构组成 2 3 Ⅱ级杆组：F=3n?2PL=0 机构=机架+原动件+基本杆组 4 6 Ⅲ级杆组：F=3n?2PL=0 机构分解要点：

a、先做高副低代，去除局部自由度与虚约束等；

b、从远离原动件开始试分解，以Ⅱ级基本杆组试分解；

c、每个基本杆组必有F=0,每个运动副只能属于一个基本杆组；

d、每拆解一个基本杆组，剩余部分的自由度=原机构自由度；

e、机构的级别决定于基本杆组的最高级别。

要求：

1、会绘制简单机构的机构原理图；

2、会计算机构自由度（包括高副低代，局部自由度与虚约束去除）；

3、正确分解机构。

典型练习 4-6 ，4-8， 4-9

第五章平面连杆机构

要点：

1、铰链四杆机构是平面连杆机构的基本形式=机架（不动）+连杆（平动）

+连架杆（转动或摆动），各杆之间用回转副连接；

2、铰链四杆机构存在曲柄必须满足：

Lmin+Lmax≤ 其余两杆之和，以不同杆为机架，可组成不同的机构：①以Lmin 为机架，为双曲柄机构；

②以Lmin的相对杆为机架，为双摇杆机构；

③以Lmin的相邻杆为机架，为曲柄摇杆机构；

当Lmin+Lmax>其余两杆之和时，四杆机构只可能为双摇杆机构。

3、曲柄摇杆机构通过改变运动副可以演化为：

（1）曲柄滑块机构；

（2）导杆机构；

（3）曲柄滑块机构又可演化为正弦机构与正切机构。

构

4、多平面连杆机构均存在行程速度不等与死点

（1）行程速度不等，用行程速比变化系数K表示（K≥1），K↑?速度变化↑，K 的大小取决于机构的极位角θ，

180 θK= 180 θ

故θ↑? K↑，当θ=0，K=1。θ为主动件在从动件位于两极限位置时所夹锐角。（2）死点：

机构传动效率可用压力角α表示，α↓?驱动力Ft = Fcosα↑?机构效率↑；α为从动件上的作用力F与作用点处线速度之间所夹锐角，与传动角γ（连杆与从动件轴线夹角）互余。

死点出现在α=90处，即γ=0处，此时从动件与连杆共线。

同一机构，结构参数不同，原动件不同时，其急回特性与死点状态不同。 4 θ=0以曲柄为主动件时无死点，以滑块为主动件时 B'，B'' 处为死点；

θ≠0，曲柄驱动无死点，滑块驱动有死点。

5、求解机构尺寸的基本依据是杆长关系，多利用主动件与连杆共线或从动件与连杆共线时所形成的三角形求解。

典型练习： 5-9

第六章凸轮机构

要点：

1、凸轮的轮廓与从动件运动规律（位移曲线与位移方程）一一对应，从动件运动规律不同，其运动方程不同，适用范围不同；

2、决定凸轮机构传动效率的机构参数仍是压力角α，α的定义与平面连杆机构相同，即从动件所受之力F与从动件在该点的线速度间所夹锐角，不同类型的凸轮机构压力角表现形式不同，影响压力角的因素不同，最大压力角产生的位置不同；

3、确定凸轮轮廓的基本方法为作图法与解析法，解析法确定凸轮轮廓的基本任务是确定轮廓点坐标。

要求：1、能根据给定的运动规律与基本参数（φ，φs，k,φ,φs）确定从运动件运动曲线；

2、能正确确定αmax发生的条件（位置），减少α的方法；

3、能用作图法确定凸轮轮廓；

4、能计算轮廓点坐标，基圆半径，压力角等。

典型练习：6-8

''6

第七章．摩擦轮传动与带传动

要点：

1、摩擦轮与摩擦带传动的本质都是依赖摩擦力传递运动与动力；传动条件均为Ff≥Ft；

2、弹性滑动与打滑具有本质区别:

(1)、弹性滑动是传动件表面在摩擦力作用下发生切向变形引起速度损失，使 v从

在正常传动过程中始终存在，因此在用传动轮直径确定传动比时，必须考虑ε的影响，影响ε大小的主要因素是材料的E,G性能。

(2)、打滑是传动失效的异常现象，发生条件是Ff

（ω=0）与轮的大小无关，带传动打滑发生在小轮上（带与轮产生相对滑动）与主动或从动无关。

3、摩擦带传动的理论基础是欧拉公式：单根带紧边拉力F1与松边拉力F2间的关系： F1=F2e

αf α：带轮包角（rad）

'ff ：带与带轮间的摩擦系数 f=fv=，?sinf：材料组合的摩擦系数；

为使用方便，欧拉公式可有不同形式‘

efvα

F1=Ftfvα e?1

F2=Ft1efvα?1

efvα?1Ft=2F0fvα e+1

Ft'=1000P v

Ft：作用在传动轮上的负载圆周力

F0：传动带的初始拉力（张紧力）

P：传递的功率（kw）

v：带（轮）的线速度（m/s）

4、传动带上的作用应力为

σc：离心拉应力，沿带长均匀分布

σ1：紧边拉应力，沿紧边均匀分布σ1=?σ2为渐变σ2：松边拉应力，沿松边均匀分布（沿弯曲部分渐变）σb1：小带轮弯曲应力，在弯曲（弧线部分）均匀分布σb2：大带轮弯曲应力，在弯曲（弧线部分）均匀分布σmax=σ1+σc+σb1≤[σ] [σ]：带的许用应力

限制σc：限制带速v≤[vmax]

限制σb1：限制带轮直径D1（小带轮）≥ [Dmin]

5、影响带传动的因素与提高传动能力的措施：

1、带必须预紧F0>0,F0↑?Ft↑

2、增大包角α，α↑?Ft↑

3、增大f?槽面摩擦

4、增大D，D↑?P0↑（Ft一定时，D↑?v↑?P0↑）要求：

1、正确选择设计依据；

2、能用欧拉公式分析带传动的能力，计算F1,F2，判断传动可能性；

3、正确判断传动带的紧边和松边；

4、能进行带的设计和验算；

典型练习 7-6，7-7

第九章、螺旋传动

A. 螺旋传动的基本型式

B. 判断差动螺旋输出（合成）位移的要点

a、右旋用右手，左旋用左手；

b、左、右手关系均指转动与移动由一个构件（杆或母）完成时位移方向之间的关系；

c、两构件的位移（运动）为相对运动；

d、组成差动螺旋的两组各自独立分析，然后按相对运动关系进行合成；

e、无论差动螺旋的组成如何（a＋b或a＋c）其输出位移为两级螺旋的旋向相同：

=p1?p2φ 2π

两级螺旋的旋向相反： p1+p2φ 2π

具体位移方向需要按给定条件判断

C、螺旋转动的主要误差及提高转动精度清除空回的措施：

1、主要传动误差：

a.螺纹本身螺距累积误差Δl1：Δl1=Δp∑?

b.螺纹中径圆柱度误差产生的运动误差Δl2：Δl2=d2tgα 2

c.螺杆轴向窜动Δmax引起的Δl3：Δl3=Δmax=Dtgαmin

d.导轨与螺杆轴线间偏斜误差ψ产生的运动误差Δl4：Δl4=1liψ2 2

e.温度变化Δt引起的温度误差Δl5：Δl5=L??α′?Δt，式中a′为螺杆材料线胀系数

总传动误差Δl∑=

2、螺杆传动的空回误差Δl′，Δl′=p?Δ?′ 2π

由径向间隙Δr和轴向间隙Δα引起，且Δa=Δrtg

3、提高传动精度与消除空回的措施：α2

Δ1、Δ2：合理的制造精度

Δ4：合理的制造安装精度亦可软件修正、补偿，

Δ5：适当的使用环境条件是对系统要进行标定

Δ3，Δ'：合理的结构

本章要求：

A、能正确分析螺旋传动机构，特别是差动螺旋机构输出位移的大小与方向：

B、能看懂差动螺旋的结构图，能将结构图抽象为机构原理图，分析机构组成，运动输入与运动输出的零件，判断最终输出零件的运动方向及大小；

C、能分析螺旋传动机构中为提高运动精度或消除空回所采用的结构措施

典型题目：练习9－8、图9-2、9-3，P375图15-2