精密仪器复习

《机械设计基础》总复习第一章平面机构的运动简图及自由度第二章平面连杆机构第三章弹性元件第四章摩擦轮传动和挠性传动第五章齿轮传动及其系统设计第六章螺旋传动第七章支承第八章轴系第九章导轨第十三章微位移装置和锁紧装置第十四章光学零件固紧第十五章示数装置例题考试题型及考分成绩综合评定Theend第一章重点及难点1、基本概念：零件、构件、运动副、机构2、平面机构自由度的计算虚约束的识别和处理本章重点本章难点组成机构具有确定运动的条件：自由度＝原动件数构件固定构件（机架）原动件（主动件）从动件机构运动简图定义移运动副、构件、常用机构表达方法机构运动简图绘制机构自由度的计算平面机构自由度的计算：W＝3n-2Pl-Ph计算自由度注意事项复合铰链局部自由度：滚子绕其中心的转动虚约束：轨迹相同；移动副平行；转动副轴线重合等低副高副转动副移动副运动副平面机构的运动简图及自由度第一章知识结构图1、铰链四杆机构的基本型式及其演化型式2、基本概念：压力角、传动角、急回特性、极位夹角、行程速比系数，死点3、曲柄存在条件4、四杆机构类型的判断第二章重点及难点本章重点本章难点四杆机构的设计平面四杆机构的基本型式及其演化基本型式曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构演化机构曲柄滑块机构导杆机构摇块机构和定块机构双滑块机构偏心轮机构平面四杆机构的设计作图法：按连杆三个位置设计按行程速度变化系数设计解析法实验法曲柄存在条件Lmin+Lmax≤另两杆长度之和；连架杆或机架为最短杆有曲柄时，存在的不同机构曲柄摇杆机构：取最短杆邻边为机架双曲柄机构：取最短杆为机架双摇杆机构：取最短杆为机架平面四杆机构的主要特征急回特性急回运动行程速度变化系数K＝（1800+θ）/（1800-θ）应用：当θ0时，K1，机构有急回特性压力角和传动角压力角：从动件受力方向和速度方向所夹的锐角传动角：压力角的余角越小，越大，机构的传动性能越好min≤400，出现在曲柄与机架共线两位置之一死点曲柄为从动件时，曲柄处于与连杆共线位置，＝00消除方法：利用飞轮、相同机构错位排列、虚约束。应用：夹紧装置中的放松、飞机起落架平面连杆机构第二章知识结构图第三章重点及难点1、弹性元件的基本特性；2、拉伸弹簧和压缩弹簧的应力计算；3、拉伸弹簧和压缩弹簧的特性线。本章难点螺旋弹簧的设计计算。本章重点第三章知识结构图弹簧功用：控制运动、缓冲吸振、储能、测量力及力矩弹簧按用途按形状片簧平面涡卷簧螺旋弹簧：拉簧、压簧、扭簧测量弹簧力弹簧联接用弹簧弹簧类型弹簧材料：金属、非金属圆柱螺旋压缩弹簧拉伸弹簧的设计弹簧的主要结构压缩弹簧端部形状两端并紧不磨平两端并紧且磨平拉伸弹簧挂钩形状圆环钩型半圆环钩型可转、可调挂钩式强度条件：2max28TFCKd弹簧刚度：4/33288FGdGdFDnCn弹簧稳定性：b与支承关系弹簧结构尺寸：H0、D2、n1、圆柱摩擦轮传动比、挠性带传动比；2、带传动中的主要几何参数。第四章重点及难点弹性滑动及带传动中的作用力。本章难点本章重点第四章知识结构图两种滑动：弹性滑动；打滑组成：主动轮、从动轮和带平带：截面为矩形，内表面为工作面V带：截面为等腰梯形，两侧面为工作面，能产生较大的摩擦力，应用广特殊截面带：多楔带、圆带摩擦型啮合型：同步带分类几何尺寸计算优点：中心距大；缓冲吸振；过载保护；结构简单，价廉。缺点：结构尺寸大；需张紧装置；传动比不精确；带寿命短。特点受力分析正常工作时2F0=F1+F2F=F1-F2/1000PF临界打滑时：12/fFFe带传动组成：主动轮、从动轮特点优点：结构简单；易实现无级变速；过载保护；缺点：两轮必须相互压紧；传动比不精确；传动效率低。tnKFFf工作原理：ntfFF法向力计算：两种滑动：弹性滑动；打滑摩擦轮传动摩擦轮传动和挠性传动第五章重点及难点1、齿廓啮合基本定律2、渐开线齿廓的啮合特性3、直齿圆柱齿轮几何尺寸计算4、分度圆与节圆，压力角与啮合角的区别5、渐开线齿轮正确啮合和连续啮合条件6、轮系传动比计算本章难点1、一对轮齿的啮合过程2、斜齿轮和蜗轮蜗杆几何尺寸计算3、重叠系数及根切原理4、周转轮系传动比的计算本章难点平面齿轮传动直齿圆柱齿轮传动（外啮合、内啮合、齿轮齿条）斜齿圆柱齿轮传动（外啮合、内啮合、齿轮齿条）人字齿轮传动圆锥齿轮传动螺旋齿轮传动蜗杆蜗轮传动齿廓啮合基本定律（定角速比传动条件）：过啮合点公法线与连心线相交一定点C（节点）渐开线的形成：直线在圆上作纯滚动，直线上任一点的轨迹渐开线的性质渐开线齿廓的特点空间齿轮传动渐开线直齿圆柱齿轮传动齿轮各部分名称及几何尺寸计算基本参数：齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数最少齿数：正常齿制标准齿轮最少齿数为17、短齿制最少齿数为14正确啮合条件：模数相等、压力角相等连续传动条件：重叠系数1（标准齿轮均满足，不必验算）啮合传动渐开线齿轮切制原理成形法（盘形铣刀、指状铣刀）常用刀具：齿轮插刀、齿条插刀、齿轮滚刀主要运动：范成运动、切削运动、送进运动、让刀运动范成法切齿方法根切根切现象：齿廓根部的渐开线被切去一部分根切原因：标准齿轮发生根切的原因是齿数太少渐开线齿廓齿轮机构类型斜齿轮的基本参数：齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数、螺旋角几何尺寸：法面参数为标准值，端面参数用于几何尺寸计算正确啮合条件：模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等、方向相反重叠系数：啮合弧与齿距之比中心距：中心距可通过调整螺旋角的大小来改变啮合传动斜齿圆柱齿轮传动蜗杆蜗轮传动基本参数：头数、齿数、模数、蜗杆特性系数、齿形角啮合传动：、、轮齿受力方向21txmmm21tx齿轮传动第五章知识结构图定轴轮系中心轮行星轮系杆组成差动轮系：自由度W＝2行星轮系：自由度：W＝1分类周转轮系轮系的分类轮系的功用定轴轮系：1111mkkknin各从动齿轮齿数的乘积各主动齿轮齿数的乘积周转轮系：HGHGKKHGKiGK至所有从动轮齿数的乘积至所有主动轮齿数的乘积复合轮系原理：分解周转轮系和定轴轮系，然后分别列方程，最后联立求解行星轮：轴线位置不固定↓中心轮：与行星轮直接啮合↓系杆：支撑行星轮周转轮系分解数值计算箭头法首末轮轴线相互平行时，方向为方向判断1m传动比的计算轮系第五章知识结构图（续）第六章重点及难点1、螺旋传动的基本形式2、螺纹类型及基本参数3、影响螺旋传动精度的因素4、消除螺旋传动空回的措施螺旋传动的误差分析本章难点本章重点第六章知识结构图按牙型分：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹按旋向分：左旋螺纹、右旋螺纹按头数分：单头螺纹、双头螺纹、三头螺纹螺纹分类大径、小径、中径头数、螺距、导程升角牙型角、牙型半角螺纹参数螺旋传动的作用：改变运动性质，传递能量或力，调整零件的相互位置。螺旋传动的基本形式螺母固定，螺杆转动并移动螺杆转动，螺母移动螺母转动，螺杆移动螺杆固定，螺母转动并移动差动螺旋传动影响螺旋传动精度的因素螺纹参数误差螺杆轴向窜动误差偏斜误差温度误差空回误差提高螺旋传动精度的方法：螺距误差修正装置、螺杆端面的止推面为钢球按作用分示数螺旋传动传力螺旋传动一般螺旋传动滑动螺旋传动滚动螺旋传动静压螺旋传动按摩擦性质分螺旋传动类型螺旋传动消除螺旋传动空回的措施：轴向调整法、径向调整法、单向接触法1、滑动摩擦支承2、滚动摩擦支承第七章重点及难点滑动摩擦支承中摩擦力矩的计算。本章难点本章重点第七章知识结构图支承类型滑动摩擦支承圆柱形支承：轴颈和轴承结构、摩擦力矩计算圆锥支承顶尖支承：摩擦力矩计算轴尖支承流体摩擦支承填入式滚球支承刀口支承滚动摩擦支承悬簧式十字形片簧式拉丝式和悬丝式弹性支承运动件承导件支承组成支承圆锥轴系和圆柱轴系的基本计算。本章重点1、圆锥轴系的结构与特点2、圆柱轴系的结构与特点本章难点第八章重点及难点第八章知识结构图轴系的回转精度：定心误差与定向误差标准滚动轴系非标准滚动轴系圆锥轴系基本结构特点摩擦力矩计算圆柱轴系基本结构特点发展形式滑动摩擦轴系滚动摩擦轴系滚珠轴承类型、特性及选用标准滚动轴承轴系结构及特点滚动轴承组合设计滚动轴承固定与密封轴系的类型滑动摩擦轴系圆锥轴系圆柱轴系平面轴系流体摩擦轴系滚动摩擦轴系轴系本章重点滑动导轨设计中各参数之间的关系。1、滑动摩擦导轨的结构与特点2、滚动摩擦导轨的结构与特点本章难点第九章重点及难点导轨的基本设计要求滑动摩擦导轨滚动摩擦导轨弹性摩擦导轨流体摩擦导轨按摩擦分力封式导轨自封式导轨按结构与特点分导轨类型滑动摩擦导轨圆柱面导轨：精度高、加工检验方便，间隙不能调整，须防转棱柱面导轨三角形导轨矩形导轨燕尾形导轨组合导轨滑动导轨的间隙调整磨、刮相应的结合面或加垫片嵌镶条滚珠导轨滚柱导轨滚动轴承导轨滚动摩擦导轨导轨第九章知识结构图1、机械式微动装置的结构及工作原理2、锁紧装置的结构及工作原理本章重点1、分度头指示光栅微动装置2、三点自位均匀收缩薄壁套锁紧装置。本章难点第十三章重点及难点第十三章知识结构图锁紧装置径向受力锁紧装置顶紧式夹紧式轴向受力锁紧装置微位移器机械式精密螺旋、螺旋组合式杠杆机构楔块机构、凸轮机构齿轮机构弹性机构压电、电致伸缩式电磁、磁致伸缩式电热伸缩式机电式用调整法保证各光学零件的相对位置精度。本章重点1、圆形光学零件固紧结构设计2、非圆形光学零件固紧结构设计本章难点第十四章重点及难点圆形光学零件固紧滚边固紧压圈固紧弹性零件固紧非圆形光学零件固紧键固紧压板固紧弹簧固紧光学零件固紧第十四章知识结构图示数装置的精读方法与误差。本章重点1、标尺类型、基本参数及其选择2、指针（制标）的设计要求本章难点第十五章重点及难点示数装置的设计要求示数装置的分类机械式光学机械式电子式标尺的基本参数示值下限示值上限示值范围刻度角刻度长度刻度刻度值刻度间隔指针的形状刀刃形矛形杆形示数装置的精度方法粗、精度盘读数法测微螺旋读数法游标读数法示数装置第十五章知识结构图例题【例题1】指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算自由度。1234567899n12LP2HP123HLPPnW例题【解】例题【例题2】试根据所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。【例题3】画出下列各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。例题例题F【解】例题【例题4】已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，采用标准安装。其，，传动比，模数，小齿轮的齿数，试计算：1）两齿轮轮齿的齿顶高、齿根高和顶隙；2）大齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径以及基圆直径；3）两轮的中心距。1*ah25.0*c3immm3201z【解】1）两齿轮轮齿的齿顶高、齿根高和顶隙mmmhhhaaa331*21mmmchhhaff75.3325.1**21mmmccc75.0325.0*21例题2）大齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径以及基圆直径mmzmd180603221221zznni6020312zizmmhddaa186321802222mmhddff5.17275.321802222mmddb14.1699397.018020cos0223）两轮的中心距。mmzzma12060203212121例题例题【例题5】试分析图中蜗杆、蜗轮的转向。【例题6】已知：蜗杆为单头且右旋，转速，转向如图示，其余各轮齿数为：，，，，，试：（1）说明轮系属于何种类型；（2）计算齿轮4的转速；（3）在图中标出齿轮4的转向。例题min/14401rn402z20/2z303z18/3z544z4n【解】例题⑴定轴轮系⑵//3214324114zzzzzznnimin/814323214//rnzzzzzzn⑶4n方向【例题7】在万能刀具磨床工作台横向微动进给装置中，运动经手柄输入，由丝杠传给工作