《机械设计基础》复习重点、要点总结

机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]1《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PL个低副和PH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2PL+PH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-2PL-PH(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，PL=4；没有高副，PH=0。因此，由式(1-1)得该机构自由度为F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]23.2.1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。C处是复合铰链，3个构件组成两转动副。今将滚子与顶杆焊成一体，去掉移动副E′，如图1-9b所示。该机构有7个活动构件，n=7，PL=9(7个转动副和2个移动副)，PH=1，由式(1-1)得F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2此机构的自由度等于2。3.3机构具有确定运动的条件机构的自由度也即是平面机构具有独立运动的个数。机构要运动，其自由度F必大于零。机构中每个原动件具有一个独立运动，因此，机构自由度必定与原动件的数目相等。习题机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]33-1一个在平面内自由运动的构件有多少个自由度？3-2运动副所产生的约束数与自由度有何关系？3-3机构具有确定运动的条件是什么？3-4计算图3-14所示机构的自由度，指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。第4章平面连杆机构复习重点1.四杆机构的基本类型及其演化；2.平面四杆机构的基本特性平面连杆机构是由若干构件用低副（转动副和移动副）联接而成，所以又称为低副机构。习题一.正误判断(正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”.)1)处于死点位置的机构是不可能运动的。（×）2)曲柄摇杆机构中，当摇杆为从动件时，机构才有死点位置出现。（√）3）曲柄摇杆机构中死点位置可能出现在曲柄与连杆共线的位置上。（√）二.选择填空1.铰链四杆机构中的运动副是（C）。A）高副B）移动副C）转动副D）点接触的具有一定相对运动的联接2.铰链四杆机构ABCD中，已知AB＝50、BC＝115、CD＝120、DA＝30，若该机构属于双曲柄机构，则机架是（A）。A）AB杆B）BC杆C）CD杆D）DA杆第5章凸轮机构复习重点1、常用运动规律的特点，刚性冲击，柔性冲击，S-δ曲线绘制2、凸轮轮廓设计原理—反转法，自锁、压力角与基圆半径的概念习题机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]45-1某直动对心从动件盘状凸轮沿顺时针方向转动时，从动件以等速上升，其行程h=30mm，回程等速返回处；从动件各运动阶段凸轮的转角为：δ1=120º，δ2=60º，δ3=120º，δ4=60º。试绘制从动件的位移线图。第6章间歇运动机构复习重点了解四种常用间歇机构的工作原理及应用习题6-1什么叫间歇运动机构?常用的间歇运动机构有哪几种？第7章螺纹连接复习重点1.螺纹的基本知识2.螺纹连接习题7-1常用的螺纹牙型有几种？说明各自的特点和应用场合。7-2螺纹的公称直径指哪一直径？螺栓强度计算使用哪一直径？螺纹几何尺寸计算使用哪一直径？7-3螺纹联接为什么要预紧？常用控制预紧力的方法有哪些？7-4螺纹联接为什么要防松？防松的根本问题是什么？按照防松原理，举例说明如何实现防松。7-5满足何种条件时，螺旋传动具有自锁特性？第8章轴毂联接轮毂联接是实现轴和轴上零件之间的周向定位，主要方式有：键联接、花键联接和过盈配合。复习重点1.键连接习题8-1在一直径为80mm的轴上，安装齿轮，轴与轮毂材料均为45钢，轮毂宽度为120mm，有轻微冲击。试选择键的尺寸，并计算传递的最大转矩。第9章带传动和链传动复习重点1.带传动的组成、工作原理、传动特点2.链传动的组成、工作原理、传动特点9.1带传动的结构特点：1、组成：主动轮、从动轮、传动带2、分类：㈠按工作原理分：摩擦型、啮合型带传动㈡按带的截面形状分：a.平型带传动——最简单，适合于中心距a较大的情况b.V带传动——三角带c.多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合d.同步带传动——啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。㈢按带的传动形式分：开口传动：两轮转向相同机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]5交叉传动：两轮转向相反半交叉传动：用于交错轴二、工作原理、工作特点、应用1、工作原理：靠摩擦和靠啮合两种2、工作特点：适宜布置在高速级优点：可远距离传动、缓冲吸振、过载保护、结构简单、维护方便缺点：传动比不准确、传动效率低、带的寿命短、压轴力大η带=0.92～0.95、η链=0.95～0.97、η齿轮=0.97～0.993、应用：功率（P≤100KW）、带速（V=5～25m/s）、传动比（i≤7）三、受力分析工作前:两边初拉力Fo=Fo工作时:两边拉力变化：①紧力Fo→F1；②松边Fo→F2F1—Fo=Fo—F2F1—F2=摩擦力总和Ff=有效圆周力Fe所以:紧边拉力：F1=Fo+Fe/2松边拉力：F2=Fo—Fe/2另外：带受到的弯曲拉力：σb1和σb2离心拉力：Fc=qv2（应力σc）带传动的应力分布图：如下机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]6带的弹性滑动和打滑㈠弹性滑动：带与轮缘之间会发生不显著的相对滑动称为---。滑动的结果：V1＞V＞V2㈡打滑：当带传动的有效圆周力超过了带的极限摩擦力时，带和带轮之间发生显著的相对滑动，称为---。㈢弹性滑动和打滑的区别：⑴弹性滑动是不显著的相对滑动，只发生在部分包角范围内；而打滑是显著的相对滑动，发生在全部包角范围内。⑵弹性滑动是带工作时的固有特性，是不可避免的；而打滑是带过载时的一种失效形式，是可以避免的。四、失效形式:1、带的疲劳破坏2、打滑习题9-1带传动中的弹性滑动与打滑有何区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？9-2在V带传动设计时，为什么要限制带的根数？9-3带传动的主要失效形式是什么？9-4带传动工作中，带上所受应力有哪几种？如何分布？最大应力在何处？第10章链传动复习重点1.链传动的组成、工作原理、传动特点链传动的组成、工作原理、传动特点1、组成：主动链轮、从动链轮、传动链2、工作原理：靠啮合。（滚子链：靠链节和链轮轮齿的啮合。齿形链：靠链齿和轮齿的啮合）3、传动特点：㈠优点：（和带比）⑴无弹性滑动、打滑现象、i平均=常数⑵压轴力小⑶可在恶劣环境（如高温、油污、潮湿）中工作⑷传动效率比带高（和齿轮比）易安装、远距离传动轻便。㈡缺点：⑴i瞬时≠常数⑵传动时有振动、冲击、噪声⑶只能用于两平行轴之间的传动⑷传动急速反转时性能较差。4.传动链结构特点：按链条的结构不同分：⑴套筒滚子链：（简称滚子链）⑵齿型链⑴滚子链：）①结构：由外链板、内链板、套筒、滚子、销轴五部分组成。各部分关系：销轴与套筒、套筒与滚子为间隙配合。销轴与外链板、套筒与内链板为过盈配合。另外：内、外链板之间留有一定间隙，以便润滑油渗入到铰链的摩擦面间。内、外链板均制成“∞”型。（从减轻重量和等强度两方面考虑）链的排数：一般不超过4排。连结数通常取偶数(∵接头方便,无过渡链节)②链条的参数与标记：参数已标准化，分A、B系列。表11-1给出了A系列的一些参数。主要参数为：节距P（相邻销轴之间的中心距）③标记如：滚子链20A--2×60GB/T/243-1997机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]7表示：A系列、节距P=20×25.4/16=31.75mm、双排、60节的滚子链。⑵齿形链：（无声链）是由一组齿形链板由铰链联接而成。按铰链的形式不同又分圆销式、轴瓦式、滚柱式等）5、受力分析：㈠静止时：通过控制松边垂度而使链条保持一定的张紧力（即：悬垂拉力F3）如图F3=kfqga（kf---垂度系数，当垂度f=0.02a时，kf---垂度系数可查表11-3、q---每米长链的质量、g--重力加速度、a--中心距）㈡工作时:与带相似，也分松紧边，但注意，松边在下，紧边在上。（与带传动正好相反）松边拉力=F3+F2（F2---离心拉力F2=qv2；F3---张紧力或悬垂拉力）紧边拉力=F3+F2+F1（F1---有效工作拉力，F1=1000P/VKW）注意与带的区别：⑴初拉力F3没有再变大或变小，∵链板之间可以相对转动，∴不像带有伸长收缩的明显改变。⑵没有弯曲应力σb∵链包在链轮上，链板可以自由转动，∴不受弯曲应力。由链条的受力分析可知：链条受交变应力的作用，且受附加的动载荷作用，∴链条会发生疲劳破坏。习题10-1影响链传动速度不均匀性的主要因素是什么？10-2链传动为何要适当张紧？常用的张紧方法有哪些？10-3链传动与带传动的张紧目的有何区别？第11章齿轮机构复习重点1、齿轮机构的类型2、渐开线齿廓的啮合特性3、标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算4.齿轮传动的失效形式5.齿轮传动中的受力分析（齿轮的转向及轮齿旋向分析）11.1齿轮机构的类型齿轮机构的类型很多，按两齿轮轴线间的相互位置、齿向和啮合情况不同，齿轮机构可分为以下几种基本类型，如表11-1所示。表11-1齿轮机构的类型机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]811.2渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓啮合传动具有如下几个特性：(1)能够保证定传动比传动(2)中心距变动不影响传动比(3)齿廓上压力方向不变11.3标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算11.3.1齿轮各部分名称和符号11.3.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数图11-3不同模数齿轮的齿形1.齿数z在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为该齿轮的齿数，符号为z。2.模数m齿轮分度圆的直径d、齿距p与齿数z的关系有：πd=pz或，为了便于设计、制造、检验和安装，令m称为齿轮的模数，其单位为mm。于是得到分度圆直径d=mz模数反映了齿轮的轮齿及各部分尺寸的大小。当齿数不变时，模数越大，其齿距、齿厚、齿齿轮机构平行轴传动外啮合齿轮(两轮转向相反)直齿圆柱齿轮(图4-1a)斜齿圆柱齿轮(图4-1d)人字斜齿圆柱齿轮(图4-1e)内啮合圆柱齿轮(图4-1b)(两轮转向相同)齿轮与齿条啮合机构(图4-1c)。相交轴传动直齿圆锥齿轮(图4-1f)曲齿圆锥齿轮(图4-1g)交错轴传动交错轴斜齿轮(图4-1h)蜗轮蜗杆传动(图4-1i)机械设计基础复习知识点图书馆301自习室[e-mail]9高和分度圆直径都相应增大。图11-3给出了不