机械设计基础知识点总结

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50个机械设计基础知识点

50个机械设计基础知识点

50个机械设计基础知识点1.刚体力学:研究物体在作用力下的平衡和运动。

2.静力学:研究物体在静止状态下的力学性质。

3.动力学:研究物体在运动状态下的力学性质。

4.运动学:研究物体的运动特性,如速度、加速度和位移。

5.力学系统:由若干物体组成,并且相互作用,受到外界力的作用。

6.力的合成:通过矢量相加的方法计算多个力的合力。

7.力的分解:将一个力分解为多个力的合力。

8.平衡:物体受到的合力和合力矩均为零。

9.功:力在物体上产生的位移所做的功。

10.能量:物体的能力做功的量度。

11.弹性力:物体受到变形后,恢复原状的力。

12.摩擦力:物体在运动或静止时受到的阻力。

13.运动学链:由多个刚体连接而成的机构,用来进行运动传递和转换。

14.齿轮传动:利用齿轮的互相啮合实现运动传递和转换。

15.杠杆机构:利用杠杆的原理实现力的放大或缩小的机构。

16.曲柄连杆机构:利用曲柄和连杆的结构实现运动转换。

17.铰链机构:通过铰链连接物体的机构,实现固定、旋转或滑动。

18.滑块机构:由滑块和导轨构成的机构,实现直线运动。

19.传动比:用来衡量运动传递的效率。

20.齿轮比:齿轮传动中两个齿轮的旋转速度比值。

21.离合器:用来连接或分离两个旋转物体的装置。

22.制动器:用来减速、停止或固定运动物体的装置。

23.轴承:用来支撑和减小机械运动中的摩擦力的装置。

24.轴线:用来连接和支撑旋转物体的直线。

25.键连接:通过键连接来实现轴线和轴承的固定。

26.螺纹连接:通过螺纹连接实现两个物体的拧紧或松开。

27.轴承间隙:轴承内外圈之间的间隙,用来调整摩擦力和轴承的转动。

28.轴向力:作用于轴线方向上的力。

29.径向力:作用于轴线垂直方向上的力。

30.弹簧:用来储存和释放能量的装置。

31.拉伸强度:材料抵抗拉伸破坏的能力。

32.压缩强度:材料抵抗压缩破坏的能力。

33.硬度:材料抵抗划伤或穿透的能力。

34.拉伸试验:测试材料的拉伸性能和强度。

机械设计基础知识点整理

机械设计基础知识点整理

1、机械零件常用材料:普通碳素结构钢(Q屈服强度)优质碳素结构钢(20平均碳的质量分数为万分之20)、合金结构钢(20Mn2锰的平均质量分数约为2%)、铸钢(ZG230-450屈服点不小于230,抗拉强度不小于450)、铸铁(HT200灰铸铁抗拉强度)2、常用的热处理方法:退火(随炉缓冷)、正火(在空气中冷却)、淬火(在水或油中迅速冷却)、回火(吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度,保温一段时间后在空气中冷却)、调质(淬火+高温回火的过程)、化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗)3、机械零件的结构工艺性:便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式:因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连接松动;容器、管道等的泄露;运动精度达不到设计要求5、应力的分类:分为静应力和变应力。

最基本的变应力为稳定循环变应力,稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点:变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。

特点:在某类变应力多次作用后突然断裂;断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限;即使是塑性材料,断裂时也无明显的塑性变形。

确定疲劳极限时,应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点:零件在接触应力的反复作用下,首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹,然后再滚动接触过程中,由于润滑油被基金裂纹内而造成高压,使裂纹扩展,最后使表层金属呈小片状剥落下来,在零件表面形成一个个小坑,即疲劳点蚀。

疲劳点蚀危害:减小了接触面积,损坏了零件的光滑表面,使其承载能力降低,并引起振动和噪声。

疲劳点蚀使齿轮。

滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因:为了改善构件的受力情况(多个行星轮)、增强机构的刚度(轴与轴承)、保证机械运转性能9、$10、11、螺纹的种类:普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹12、自锁条件:λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角13、螺旋机构传动与连接:普通螺纹由于牙斜角β大,自锁性好,故常用于连接;矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小,传动效率高,故常用于传动14、螺旋副的效率:η=有效功/输入功=tanλ/tan(λ+ψv)一般螺旋升角不宜大于40°。

(完整word版)《机械设计基础》知识点汇总.

(完整word版)《机械设计基础》知识点汇总.

机械设计基础》知识点汇总1、具有以下三个特征的实物组合体称为机器。

(1)都是人为的各种实物的组合。

(2)组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。

(3)可代替或减轻人的劳动,完成有用的机械功或转换机械能。

2、机构主要用来传递和变换运动。

机器主要用来传递和变换能量。

3、零件是组成机器的最小单元,也是机器的制造单元,机器是由若干个不同的零件组装而成的。

各种机器经常用到的零件称为通用零件。

特定的机器中用到的零件称为专用零件。

4、构件是机器的运动单元,一般由若干个零件刚性联接而成,也可以是单一的零件。

若从运动的角度来讲,可以认为机器是由若干个构件组装而成的。

根据功能的不同,一部完整的机器由以下四部分组成:1. 原动部分:机器的动力来源。

2. 工作部分:完成工作任务的部分。

3. 传动部分:把原动机的运动和动力传递给工作机。

4. 控制部分:使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动,完成给定的工作循环。

5、物体间机械作用的形式是多种多样的,力对物体的效应取决于力的大小、方向和作用点,这三者被称为力的三要素。

公理1 二力平衡公理作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。

对于变形体而言,二力平衡公理只是必要条件,但不是充分条件。

公理2 加减平衡力系公理在已知力系上加上或者减去任意平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。

推论1 力的可传性原理作用在刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用效应。

公理 3 力的平行四边形公理作用在刚体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。

合力的作用点也在该点,合力的大小、方向,由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。

推论2 三力平衡汇交原理:作用在刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则第三个力的作用线通过汇交点。

公理4 作用与反作用公理两物体间的作用力与反作用力总是同时存在,且大小相等、方向相反、沿同一条直线,分别作用在这两个物体上。

机械设计基础知识点总结

机械设计基础知识点总结

绪论:机械:机器与机构的总称。

机器:机器是执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料、信息。

机构:是具有确定相对运动的构件的组合。

用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。

构件:机构中的(最小)运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。

是运动的单元,它可以是单一的整体,也可以是由几个零件组成的刚性结构。

零件:制造的单元。

分为:1、通用零件,2、专用零件。

一:自由度:构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。

运动副:使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。

高副:两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。

低副:两构件通过面接触而构成的运动副。

根据两构件间的相对运动形式,可分为转动副和移动副。

F = 3n- 2PL-PH机构的原动件(主动件)数目必须等于机构的自由度。

复合铰链:虚约束:重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。

计算机构的自由度时,虚约束应除去不计。

局部自由度:与输出件运动无关的自由度,计算机构自由度时可删除。

二:连杆机构:由若干构件通过低副(转动副和移动副)联接而成的平面机构,用以实现运动的传递、变换和传送动力。

铰链四杆机构:具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。

整转副:存在条件:最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。

构成:整转副是由最短杆及其邻边构成。

类型判定:(1)如果:lmin+lmax≤其它两杆长度之和,曲柄为最短杆;曲柄摇杆机构:以最短杆的相邻构件为机架。

双曲柄机构:以最短杆为机架。

双摇杆机构:以最短杆的对边为机架。

(2)如果:lmin+lmax>其它两杆长度之和;不满足曲柄存在的条件,则不论选哪个构件为机架,都为双摇杆机构。

急回运动:有不少的平面机构,当主动曲柄做等速转动时,做往复运动的从动件摇杆,在前进行程运行速度较慢,而回程运动速度要快,机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。

压力角:作用于C点的力P与C点绝对速度方向所夹的锐角α。

《机械设计基础》知识点汇总.

《机械设计基础》知识点汇总.

《机械设计基础》知识点汇总1、具有以下三个特征的实物组合体称为机器。

(1)都是人为的各种实物的组合。

(2)组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。

(3)可代替或减轻人的劳动,完成有用的机械功或转换机械能。

2、机构主要用来传递和变换运动。

机器主要用来传递和变换能量。

3、零件是组成机器的最小单元,也是机器的制造单元,机器是由若干个不同的零件组装而成的。

各种机器经常用到的零件称为通用零件。

特定的机器中用到的零件称为专用零件。

4、构件是机器的运动单元,一般由若干个零件刚性联接而成,也可以是单一的零件。

若从运动的角度来讲,可以认为机器是由若干个构件组装而成的。

根据功能的不同,一部完整的机器由以下四部分组成:1.原动部分:机器的动力来源。

2.工作部分:完成工作任务的部分。

3.传动部分:把原动机的运动和动力传递给工作机。

4.控制部分:使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动,完成给定的工作循环。

5、物体间机械作用的形式是多种多样的,力对物体的效应取决于力的大小、方向和作用点,这三者被称为力的三要素。

公理1 二力平衡公理作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。

对于变形体而言,二力平衡公理只是必要条件,但不是充分条件。

公理2 加减平衡力系公理在已知力系上加上或者减去任意平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。

推论1 力的可传性原理作用在刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用效应。

公理3 力的平行四边形公理作用在刚体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。

合力的作用点也在该点,合力的大小、方向,由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。

推论 2 三力平衡汇交原理:作用在刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则第三个力的作用线通过汇交点。

公理4 作用与反作用公理两物体间的作用力与反作用力总是同时存在,且大小相等、方向相反、沿同一条直线,分别作用在这两个物体上。

《机械设计基础》复习重点、要点总结

《机械设计基础》复习重点、要点总结

《机械设计基础》复习重点、要点总结《机械设计基础》第1章机械设计概论复习重点1. 机械零件常见的失效形式2. 机械设计中,主要的设计准则习题1-1 机械零件常见的失效形式有哪些?1-2 在机械设计中,主要的设计准则有哪些?1-3 在机械设计中,选⽤材料的依据是什么?第2章润滑与密封概述复习重点1. 摩擦的四种状态2. 常⽤润滑剂的性能习题2-1 摩擦可分哪⼏类?各有何特点?2-2 润滑剂的作⽤是什麽?常⽤润滑剂有⼏类?第3章平⾯机构的结构分析复习重点1、机构及运动副的概念2、⾃由度计算平⾯机构:各运动构件均在同⼀平⾯内或相互平⾏平⾯内运动的机构,称为平⾯机构。

3.1 运动副及其分类运动副:构件间的可动联接。

(既保持直接接触,⼜能产⽣⼀定的相对运动)按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同,通常把平⾯运动副分为低副和⾼副两类。

3.2 平⾯机构⾃由度的计算⼀个作平⾯运动的⾃由构件具有三个⾃由度,若机构中有n个活动构件(即不包括机架),在未通过运动副连接前共有3n个⾃由度。

当⽤P L个低副和P H个⾼副连接组成机构后,每个低副引⼊两个约束,每个⾼副引⼊⼀个约束,共引⼊2P L+P H个约束,因此整个机构相对机架的⾃由度数,即机构的⾃由度为F=3n-2P L-P H (1-1)下⾯举例说明此式的应⽤。

例1-1 试计算下图所⽰颚式破碎机机构的⾃由度。

解由其机构运动简图不难看出,该机构有3个活动构件,n=3;包含4个转动副,P L=4;没有⾼副,P H=0。

因此,由式(1-1)得该机构⾃由度为F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=13. 2.1 计算平⾯机构⾃由度的注意事项应⽤式(1-1)计算平⾯机构⾃由度时,还必须注意以下⼀些特殊情况。

1. 复合铰链2. 局部⾃由度3. 虚约束例3-2 试计算图3-9所⽰⼤筛机构的⾃由度。

解机构中的滚⼦有⼀个局部⾃由度。

顶杆与机架在E和E′组成两个导路平⾏的移动副,其中之⼀为虚约束。

机械设计基础知识点整理

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第0章绪论一、本课程研究的对象和内容1、研究的对象:机械的组成原理、机械运动学和动力学以及机械零件设计理论和计算方法机械:机器和机构的总称(1)机器:是根据某种使用要求而设计的一种人为实物组合的执行机械运动的装置,它可以用来变换或传递能量、物料、信息,以代替或减轻人类的劳动。

三个特征:①人为的实物组合(不是天然形成的);②各实物单元具有确定的相对运动;③能完成有用的机械功或转换机械能,可用来代替或减轻人类的劳动;一般机器包含四个组成部分:动力部分、传动部分、控制部分和执行部分。

(2)机构:能实现预期机械运动的各构件(包括机架)的基本组合体称为机构。

是一个具有相对机械运动的构件系统,用来传递与变换运动和力的可动装置。

它是机器的重要组成部分,具有机器的前两个特征。

分类:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构。

机构只是一个构件系统,而机器除构件系统外,还包含电气、液压等其它系统。

构件:是运动的单元。

可以是单一的整体,也可以是由几个零件组成的刚性结构。

零件:是制造的单元。

2、研究内容:是研究机械的组成原理、运动学和动力学以及组成机械的零件(通用零件)设计等一般方法的学科。

第一章平面机构及其自由度一、运动副及其分类1、运动副:两个构件直接接触形成的一种可动联接。

(1)高副:点、线接触,应力高。

一个约束、相对自由度等于2。

(2)低副:面接触,应力低。

两个约束,一个自由度。

低副有转动副和移动副。

二、平面机构运动简图1、机构运动简图:用简单线条和规定的符号来表示构件和运动副,并按比例表示各运动副的相对位置。

用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。

机构示意图:仅以构件和运动副的符号表示机构而不按精确比例绘制的简图。

2、构件的分类:固定件、原动件、从动件3、绘制机构运动简图(1)应满足条件:①构件数目与实际相同;②运动副的性质、数目与实际相符;③运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例(2)步骤:①分析清楚所要绘制机械的结构和动作原理;②从原动件开始,按照运动传递的顺序,仔细分析各构件相对运动的性质,确定运动副的类型和数目;③合理选择视图平面,通常选择与大多数构件的运动平面相平行的平面为视图平面;④选取适当的长度比例尺,按一定的顺序进行绘图,并将比例尺标注图上。

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基础常识1、常用的热处理方法:退火(随炉缓冷)、正火(在空气中冷却)、淬火(在水或油中迅速冷却)、回火(吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度,保温一段时间后在空气中冷却)、调质(淬火+高温回火的过程)、化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗)2、机械零件常见的失效形式:因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连接松动;容器、管道等的泄露;运动精度达不到设计要求3、疲劳破坏及其特点:变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。

特点:在某类变应力多次作用后突然断裂;断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限;即使是塑性材料,断裂时也无明显的塑性变形。

确定疲劳极限时,应考虑应力的大小、循环次数和循环特征.4、螺纹的种类:普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹5、自锁条件:λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角6、螺旋机构传动与连接:普通螺纹由于牙斜角β大,自锁性好,故常用于连接;矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小,传动效率高,故常用于传动7、螺旋机构的类型及应用:①变回转运动为直线运动,传力螺旋(千斤顶、压力机、台虎钳)、传导螺旋(车窗进给螺旋机构)、调整螺旋(测微计、分度机构、调整机构、道具进给量的微调机构)②变直线运动为回转运动8、螺旋机构的特点:具有大的减速比;具有大的里的增益;反行程可以自锁;传动平稳,噪声小,工作可靠;各种不同螺旋机构的机械效率差别很大(具有自锁能力的的螺旋副效率低于50%)9、连杆机构广泛应用的原因:能实现多种运动形式的转换;连杆机构中各运动副均为低副,压强小、磨损轻、便于润滑、寿命长;其接触表面是圆柱面或平面,制造比较简易,易于获得较高的制造精度10、曲柄存在条件:①最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆之和②最短杆为连架杆或机架。

11、凸轮运动规律及冲击特性:①等速:刚性冲击、低速轻载②等加速等减速:柔性冲击、中速轻载③余弦加速度:柔性冲击、中速中载④正弦加速度:无冲击、高速轻载12、齿轮传动的优缺点:①优点:适用的圆周速度和功率范围广;传动比精确;机械效率高;工作可靠;寿命长;可实现平行轴、相交轴交错轴之间的传动;结构紧凑;②缺点:要求有较高的制造和安装精度,成本较高;不适宜于远距离的两轴之间的传动13、渐开线的特性:①发生线在基圆上滚过的一段长度等于基圆上被滚过的弧长;②渐开线上任一点的法线必与基圆相切,且N点位渐开线在K点的曲率中心,线段NK为其曲率半径;③cosαk=ON/OK=rb/rk 渐开线上各点的压力角不等,向径rk越大,其压力角越大,基圆上压力角为零;④渐开线的形状取决于基圆大小,随着基圆半径增大,渐开线上对应点的曲率半径也增大,当基圆无限大时,渐开线成为直线,故渐开线齿条的齿廓为直线;⑤基圆以内无渐开线14、齿轮啮合条件:必须保证处于啮合线上的各对齿轮都能正确的进入啮合状态, m1=m2=m;α1=α2=α即模数和压力角都相等;斜齿轮还要求两轮螺旋角必须大小相等,旋向相反;锥齿轮还要求两轮的锥距相等;涡轮蜗杆要求蜗杆的导程角与涡轮的螺旋角大小相等,旋向相同15、正变位齿轮优点:可以加工出齿数小于Zmin而不发生根切的齿轮,使齿轮传动结构尺寸减小;选择适当变位量来满足实际中心距得的要求;提高小齿轮的抗弯能力,从而提高一对齿轮传动的总体强度16、直齿轮传动平稳性差,冲击和噪声大;斜齿轮传动平稳,冲击和噪声小,适合于高速传动17、轮系的功用:获得大的传动比(减速器);实现变速、变向传动(汽车变速箱);实现运动的合成与分解(差速器、汽车后桥);实现结构紧凑的大功率传动(发动机主减速器、行星减速器)18、弹性滑动与打滑:打滑:由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动,可以避免;弹性滑动:由于带的弹性变形而引起的带在带轮上的滑动,不可避免19、螺纹连接的基本类型:螺栓连接(普通螺栓连接、铰制孔用螺栓连接)、双头螺柱连接、螺钉连接、紧螺钉连接20、螺纹连接的防松:摩擦防松(弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母)、机械防松(开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝)、永久防松(冲点法、端焊法、黏结法)21、提高螺栓连接强度的方法:避免产生附加弯曲应力;减少应力集中22、键连接类型:平键连接(侧面)、半圆键连接(侧面)、楔键连接(上下面)、花键连接(侧面)23、平键的剖面尺寸确定:键的截面尺寸b×h(键宽×键高)以及键长L24、联轴器与离合器区别:连这都是用来连接两轴(或轴与轴上的回转零件),使它们一起旋转并传递扭矩的器件,用联轴器连接的两根轴,只有在停止运转后用拆卸的方法才能将他们分离;离合器则可在工作过程中根据工作需要不必停转随时将两轴接合或分离25、联轴器分类:刚性联轴器(无补偿能力)和挠性联轴器(有补偿能力)26、轴承摩擦状态:干摩擦状态、边界摩擦状态、液体摩擦状态、混合摩擦状态;边界和混合摩擦统称为非液体摩擦27、轴的分类:心轴(转动心轴、固定心轴;只承受弯矩不承受扭矩)、转轴(即承受弯矩又承受扭矩)、传动轴(主要承受扭矩,不承受或承受很小弯矩)28、轴的计算注意:①轴上有键槽时,放大轴径:一个键槽3°--5°;两个键槽7°--10°②式中弯曲应力为对称循环变应力,当扭转切应力为静应力时,取α=0.3;当扭转切应力为脉动循环变应力时,取α=0.6;若扭转切应力为对称循环变应力时,取α=1(α为折合系数)29、轴结构设计一般原则:轴的受力合理,有利于满足轴的强度条件;轴和轴上的零件要可靠的固定在准确的工作位置上;轴应便于加工;轴上的零件要便于拆装和调整;尽量减少应力集中等30、滚动轴承类型选择影响因素:转速高低、受轴向力还是径向力、载荷大小、安装尺寸的要求等。

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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

失效:由于某些原因机械零件不能在预定的条件下和规定的期限内正常工作Chapter 3 机械运动设计与分析基础机构组成要素:构件,运动副(转动副,移动副,平面滚滑副)运动链:构件通过运动副连接而成的系统机构:运动链+机架+主动件比例尺=实际长度/图示长度m/mm或mm/mm平面机构的自由度:F=3n-2P5-P4 n:自由度不为0的运动构件个数复合铰链:K-1局部自由度虚约束:轨迹重合两构件在两处以上位置接触或配合机构中对传递运动不起独立作用的对称部分速度瞬心:两个互做平面平行运动的缸体上绝对速度相等的瞬时重合点三心定理法:互做平面平行运动的三个构件共有三个瞬心,这三个瞬心必位于同一直线上构件是机构中的(运动)单元体,零件是机器中的(制造)单元体Chapter 6 平面连杆机构平面连杆机构:由若干个刚性构件通过低副连接而成,且各构件均在相互平行的平面内运动的机构优点:更够实现多种运动形式的转换,也可以实现各种预定的运动规律和代数曲线轨迹,易满足生产工艺中各种动作要求,由于是低副机构,构件间接触面上的比压小,易润滑,磨损轻,机构中运动副的元素形状简单,制造方便缺点:只能近似的实现给定的运动要求,且设计方法比较复杂。

机构中做平面复杂运动和往复运动的构件产生的惯性力难以平衡,高速时会引起较大的振动和动载荷,常用于速度较低的场合铰链四杆机构具有曲柄的条件:1.最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和2.连架杆和机架中必有一个是最短杆若满足1:取最短杆相邻杆为机架——曲柄摇杆机构取最短杆为机架——双曲柄机构取与最短杆相对的杆为机架——双摇杆机构若不满足1:只能有双摇杆机构极位夹角θ行程速比系数KK越大,急回特征越明显压力角α:从动件受力点的力方向与受力点速度方向之间所夹的锐角压力角越小,机构的传力效果越好传动角γ:压力角的余角以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构,其最小传动角必在曲柄转至与机架共线位置时出现死点位置:传动角γ为0 (从动件会卡死,自锁或正反转运动不确定)措施:1.利用惯性2.互相辅助3.外加力平面连杆机构的运动设计1.给定连杆位置:中垂线法2.机构急回特性基本构件:凸轮,从动件,机架优点:结构简单,紧凑,运动可靠,只要恰当的设计凸轮轮廓曲线,可使从动件实现各种预期的运动规律缺点:凸轮与从动件之间为点或线接触,接触应力大,易于磨损,故多用于传力不大的场合从动件:尖端从动件,滚子从动件,平底从动件,曲面从动件锁合装置:1.力锁合 2.形锁合(锁合:保持从动件与凸轮之间接触的方式)理论廓线:尖端点/滚子中心/平底上一点在凸轮平面上描出的轨迹实际廓线:与从动件工作面直接接触的凸轮轮廓基圆:以凸轮轴心为圆心,理论廓线的最小向径为半径所做的圆。

r b行程:从动件的最大位移推程(升程):从动件远离凸轮轴心的行程回程:从动件移近凸轮轴心的行程远休止:从动件在距凸轮轴心最远处停留不动的位置。

Φs远休止角近休止:从动件在距凸轮轴心最近处停留不动的位置。

Φs’凸轮机构设计的基本尺寸:基圆半径r b,滚子半径r k,平底尺寸,偏距e,摆动从动件的摆杆长度l,中心距、loc理论廓线的最小曲率半径=实际廓线的最小曲率半径+滚子半径为避免运动失真,需实际廓线曲率半径>0 (即理论廓线的最小曲率半径大于滚子半径)若由于条件限定的滚子尺寸过小,将使接触应力过大,可加大基圆半径重新设计。

基圆半径越小,压力角越大保证压力角小于临界压力角情况下,可将基圆半径取小些,以满足对机构结构紧凑的要求在结构空间允许条件下,可适当将基圆半径取大些,以利于改善机构的传力性能,减轻磨损和减小凸轮轮廓线的制造误差特点:可传递任意空间任意两轴间的运动和动力,适用的功率和圆周速度范围广,传动比准确,传动效率高,一对加工及润滑良好的圆柱齿轮传动,效率可达99%,这对长期运转的大功率传动尤为重要,工作可靠,寿命长传动比i12:两轮传动比等于连心线O1O2被齿廓啮合点的公法线所分两段长度的反比。

(齿廓啮合基本定律)能满足齿廓啮合基本定律而互相啮合的一对齿廓称为共轭齿廓节点:连心线与过接触点所做两齿廓公法线的交点P节圆:以O1P,O2P为半径的两个圆(单个齿轮没有节圆)渐开线:当一直线L(渐开线的发生线)沿一圆周(渐开线的基圆r b)做纯滚动时,直线L上任一点K的轨迹性质:1.发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的圆弧长度2.渐开线上任一点的法线必与基圆相切3.发生线与基圆的切点N为渐开线上K点的曲率中心,KN为渐开线上K点的曲率半径4.展角相同情况下,基圆半径越小,其渐开线的曲率半径也越小,即渐开线越弯曲5.基圆以内无渐开线渐开线方程渐开线齿廓啮合特性1.渐开线齿廓能保证瞬时传动比恒定2.啮合线与啮合角在啮合过程中保持不变3.渐开线齿轮的可分性(中心距拉开,节圆变大,但传动比不变)确定齿轮尺寸的5个基本参数:齿数z,模数m,压力角α,齿顶高系数,顶隙系数渐开线齿轮的正确啮合条件:两齿轮的模数和压力角必须分别相等连续传动条件:重合度≥1标准中心距a标准齿轮不发生根切的条件齿轮传动的失效形式:1.轮齿折断2.齿面点蚀:开式齿轮传动齿面磨损较快,很少发现点蚀。

3.齿面胶合:经常发生在高速,高载的齿轮传动中4.齿面磨损:避免方法可采用闭式5.齿面塑性流动在设计一对圆柱齿轮传动时,通常取小齿轮的齿宽大于大齿轮的宽度。

目的是:保证接触线长度及节约材料闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式:齿面点蚀Chapter 9 蜗杆传动蜗杆传动:蜗杆,蜗轮特点:传动比大而结构尺寸紧凑,运转平稳,噪声小,不需要其他辅助机构即能获得传动反行程自锁,传动效率低,制造成本高。

通常作为减速装置,用于传递中,小功率。

蜗杆传动的正确啮合条件蜗杆的轴向齿距导程蜗杆直径系数蜗杆传动的自锁条件:蜗杆导程角γ小于当量摩擦角失效形式:蜗轮轮齿首先失效(齿面胶合,磨损和点蚀等)蜗轮蜗杆配对材料应该一软一硬,钢制蜗杆与青铜蜗轮选择蜗杆蜗轮材料时,首先要求强度好,其次才是减摩性和摩擦相容性功用:1.较远距离的传动2.较大的传动比3.变速和换向传动4.运动分解与合成5.实现分路传动6.运动轨迹的应用平带传动:结构简单,制造容易,传动效率较高,带的使用寿命较长,适用于中心距较大的远距离传动。

可用于交叉及半交叉传动V带横截面为梯形,其两侧面为工作面,在相同张紧状态下,与平带传动相比,V带传动能产生较大的摩擦力,因而其工作能力高。

V带传动结构紧凑,多用于较小中心距和较大传动比的场合。

但V带磨损较快,价格较贵且传动效率较低。

多楔带传动兼有平带和V带传动的优点,适用于要求结构紧凑,传动功率较大的场合圆带传动结构最简单,但传动能力低,多用于小功率传动。

可用于交叉及半交叉传动当量摩擦系数带传动的主要几何参数:中心距a,基准长度,基准直径小带轮包角特点:1.带是挠性件,具有弹性,能缓和冲击,吸收振动,因而工作平稳,噪声小2.传动过载时,带相对小带轮打滑,因而可保护其他零件免受损坏,但是不能用于安全性要求高的传动(如起重机械)中。

3.摩擦带传动靠摩擦力传递动力,所以传动效率低。

(平带0.95,V带0.92)4.带传动结构简单,对制造,安装要求不高,工作时不需要润滑,因而成本较低,但带的寿命较短,一般只能使用数千小时,且不宜用于高温,易燃场合5.与齿轮传动相比,带传动适应于中心距较大的场合,但尺寸不紧凑,且轴上压力大6.带传动工作时存在弹性滑动,不能保证准确的传动比最大应力发生在带的紧边与小带轮刚接触时的接触点,其值为带传动的主要失效形式:带在带轮上打滑,带过早的发生疲劳损坏(脱层,撕裂,断裂),带工作面过度磨损Chapter 12 其他传动类型简介将主动件的连续运动转变为从动件的间歇运动:棘轮机构,槽轮机构,不完全齿轮机构棘轮机构(棘爪,棘轮,止回爪,机架)齿式棘轮机构外啮合,内啮合单向棘轮机构,可换向棘轮机构特点:结构简单,制造方便,工作可靠。

棘轮每次转过的角度大小可在较大的范围内调节。

缺点:工作过程中在棘轮开始和终止转动时会产生刚性冲击,当棘爪在棘轮齿面上滑过时,还会产生噪声,棘爪和棘轮齿容易磨损,棘轮每次转过的角度只能以相邻两齿所夹的圆心角为单位调整。

棘爪自动啮紧条件摩擦式棘轮机构(摇杆,棘爪,从动轮)优点:工作较为平稳,无噪声,从动轮每次转过的角度可无级调整缺点:从动轮转角精度差常用在低速轻载或对运动精度要求不严格的场合槽轮机构(拨盘,槽轮)将拨盘的连续回转运动转换为槽轮的间歇回转运动结构简单,工作可靠,机械效率高,工作较为平稳,但在工作中仍存在着柔性冲击,会产生较大的动载荷,且槽轮槽数越少,动载荷越大,故常用于速度不太高的场合。

多用于不要求经常调整转角的场合,且每次转过的角度较大。

运动系数k不完全齿轮机构结构简单,制造容易。

主动轮转一周,从动轮停歇的次数和每次停歇的时间,以及从动轮每次转动所转过的转角等,允许选择的范围比棘轮机构和槽轮机构大,因而设计灵活。

但是,不完全齿轮机构在工作过程中,从动轮在开始转动和终止转动的瞬时,角速度有突变,会产生刚性冲击,故一般只适用于低速,轻载的工作条件下。

Chapter 14 机械系统动力学力的机械特性:力与运动参数(位置,速度等)之间的变化关系作用在机械上的外力:驱动力,工作阻力机械运动的三个阶段:启动阶段稳定运动阶段停车阶段等效动力学模型:作用于等效构件上的等效力,等效力矩产生的瞬时功率等于作用在原机械系统上的所有外力,外力矩产生的同一瞬时的功率之和。

等效构件的等效质量具有的动能等于原机械系统的总动能动能形式的机械运动方程式机械系统在稳定运动阶段中,由于其驱动力矩和阻力矩并不时时相等,而其转动惯量又不能岁力矩作相应的变化,致使该阶段机械系统在运转过程中出现速度波动。

调节周期性速度波动——安装飞轮(将减少原动机的功率,但系统的启动和制动时间延长了)实际平均角速度算术平均角速度机械运转的不均匀系数转子的静平衡:转子的动平衡:Chapter 15 螺纹连接普通螺纹:当量摩擦角大,自锁性好,强度高,广泛用于螺纹连接管螺纹:内外螺纹旋合后无径向间隙,以保证连接的紧密性。

适用于高温,高压或密封性要求高的管路系统。

矩形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹:自锁性差,传动效率高,广泛用于螺纹传动中大径小径中径螺距线数导程螺纹升角牙型角旋向螺栓连接:连接件不很厚,并能从被连接件两边进行装配的场合。

螺钉连接:连接件之一很厚及受力不大,且不经常装拆的场合双头螺柱连接:连接件之一较厚,或有气密性要求不允许有通孔,且需经常拆卸的场合紧定螺钉连接螺纹连接的防松摩擦防松:弹簧垫圈,双螺母机械元件防松:开口销与六角开槽螺母圆螺母用止动垫圈止动垫圈串联钢丝螺栓主要失效形式:螺栓杆和螺纹部分的塑性变形或断裂。

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