《机械设计基础》第六版重点、复习资料解析.docx
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1、机械设计根底学问要点绪论;根本概念:机构,机器,构件,零件,机械第 1 章:1运动副的概念及分类2) 机构自由度的概念3) 机构具有确定运动的条件4) 机构自由度的计算第 2 章:1铰链四杆机构三种根本形式及推断方法。2四杆机构极限位置的作图方法3把握了解:极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。4按给定行程速比系数设计四杆机构。第 3 章:1凸轮机构的根本系数。2) 等速运动的位移,速度,加速度公式及线图。3) 凸轮机构的压力角概念及作图。第 4 章:1齿轮的分类按齿向、按轴线位置。2渐开线的性质。3根本概念:节点、节圆、模数、压力角、分度圆,根切、最少齿数、节圆和分度圆的区
2、分。4直齿轮、斜齿轮根本尺寸的计算;直齿轮齿廓各点压力角的计算;m = p / 的推导过程。5直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第 5 章:1根本概念:中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。2) 定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。第 9 章:1把握:失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲乏极限。了解:常用材料的牌号和名称。第 10 章: 1螺纹参数 d、d 、d 、P、S、 、 、 及相互关系。122) 把握:螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、一般螺纹、细牙螺纹。3) 螺纹联接的强度计算。
3、第 11 章: 1根本概念:轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。2直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。3直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力大小和方向计算及受力分析。第 12 章: 1蜗杆传动根本参数:m、m、 、 、q、P 、d 、d 、V 及蜗杆传动的正确啮合条件。a1t2a12S2蜗杆传动受力分析。第 13 章: 1把握:带传动的类型、传动原理及带传动根本参数:d 、d 、L 、a、F 、F 、F12d1212012) 带传动的受力分析及应力分析:F 、F、F 、及影响因素。3) 弹性滑动与打滑的区分。4) 了解:带传动的设计计算。第 14 章: 1轴的分类按载荷性质分。1
4、2012、 Cb2把握轴的强度计算:按扭转强度计算,按弯扭合成强度计算。第 15 章: 1摩擦的三种状态:干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。第 16 章: 1常用滚动轴承的型号。2向心角接触轴承的内部轴向力计算,总轴向力的计算。滚动轴担当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。第 17 章: 1联轴器与离合器的区分第一章平面机构的自由度和速度分析1、自由度:构件相对于参考系的独立运动称为自由度。2、运动副:两构件直接接触并能产生确定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后,其运动受到约束, 自由度削减。3、运动副按接触性质分:低副和高副。低副:两构件通过面接触组成的运动副称为低副。转动副:组成运动副的
5、两构件只能在平面内相对转动,这种运动副称为转动副,或称铰链。移动副:组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动,这种运动副称为移动副。高副:两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。4、机构中构件的分类:固定构件机架用来支承活动构件运动构件的构件。原动件主动件运动规律的活动构件。从动件 机构中随原动件运动而运动的其余活动构件。5、平面自由度计算公式 F = 3n - 2P- PLH6、机构具有确定运动的条件机构自由度F 0,且F 等于原动件数7、自由度计算留意事项复合铰链两个以上构件同时在一处用转动副相连接。K 个构件汇交而成的复合铰链具有K-1个转动副。局部自由度与输出构件运动无关的自由度。虚
6、约束重复而对机构不起限制作用的约束。8、速度瞬心两刚体上确定速度一样的重合点瞬心数 N = K (K - 1)29、三心定理作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心,这三个瞬心位于同始终线上。作业:1-5,6,7,8,9,10,11,12其次章平面连杆机构1、定义:平面连杆机构是由假设干构件用低副转动副、移动副连接组成的平面机构。2、铰链四杆机构全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构。机构的固定构件称为机架;与机架用转动副相连接的构件称为连架杆;不与机架直接连接的构件称为连杆;与机架组成整转副的连架杆称为曲柄;与机架组成摇摆副的连架杆称为摇杆铰链四杆机构的三种根本型式:曲柄摇杆机构;双
7、曲柄机构;双摇杆机构3、铰链四杆机构有整转副的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 整转副是由最短杆与其邻边组成的选择哪一个杆为机架推断是否存在曲柄:取最短杆为机架时,机架上由两个整转副,故得双曲柄机构;取最短杆的邻边为机架时,机架上只有一个整转副,故得曲柄摇杆机构;取最短杆的对边为机架时,机架上没有整转副故得双摇杆机构4、* 急回特性行程速度变化系数K、极位夹角q ,q 越大,K 越大,急回运动的性质也越显著。* q = 180 K - 1K + 15、压力角与传动角作用在从动件上的驱动力F 与该力作用点确定速度vc 动角。之间所夹的锐角a 称为压力角;压力角a 的余角g 称
8、为传压力角a 越小,传动角g 越大,有效分力就越大,机构传力性能越好。传动角gmin的下限: gmin40。用来衡量机构的传力性能。6、死点位置:机构的传动角为零的位置称为死点位置。7、依据给定的行程速度变化系数设计四杆机构曲柄摇杆机构:条件:摇杆长度l 、摆角y 和行程速度变化系数K3设计步骤 图 2-27 P33由给定的行程速度变化系数K,求出极位夹角q任选固定铰链中心D 的位置,由摇杆长度l3和摆角y ,作出摇杆两个极限位置C1D 和C D2连接C 和C12,并作C1M 垂直于C C12作C C12N =90-q , C2N与C1M 相交于P 点, C PC= q12作 PC C12的外
9、接圆,在此圆周弧C C12和弧 EF 除外上任取一点 A 作为曲柄的固定铰链中心。连 AC1和 AC2,因同以圆弧的圆周角相等,故C AC12= C PC= q12因极限位置处曲柄与连杆共线,故AC = l12- l , AC = l122+ l ,从而得到曲柄长度l11= AC2- AC1/2,连杆长度l2= AC2+ AC1/2。由图得AD= l4作业:2-1,3,6,7,10第三章凸轮机构1、凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个根本构件组成。2、凸轮分类按外形:盘形凸轮;移动凸轮;圆柱凸轮按从动件的型式:尖顶从动件;滚子从动件;平底从动件3、* 从动件运动规律图 3-5推程:当凸轮以w
10、等角速顺时针方向回转f 时,从动件尖顶被凸轮轮廓推动,以确定运动规律由离回转中心最近位置A 到达最远位置B ” ,这个过程称为推程。推程运动角:与推程对应的凸轮转角f远休止角:当凸轮连续回转f 时,以 O 点为中心的圆弧BC 与尖顶相作用,从动件在最远位置停留不动,f 称ss为远休止角。回程:凸轮连续回转f 时,从动件在弹簧力或重力作用下,以确定运动规律回到起始位置,这个过程称为回程,f 称为回程运动角。近休止角:凸轮连续回转f” 时,以 O 点为中心的圆弧DA 与尖顶相作用,从动件在最近位置停留不动,f” 称ss为近休止角。4、刚性冲击:从动件推程作等速运动,运动开头和终止时,速度和加速度产
11、生巨大突变,由此产生的巨大惯性 力导致的猛烈冲击称为刚性冲击。柔性冲击:简谐运动在运动开头和终止时,加速度的变化量和产生的冲击都是有限的,这种有限冲击称为柔 性冲击。5、等速运动:位移图为斜直线,速度线图为水平直线,因从动件速度突变,适合强大冲击力,刚性冲击,不 宜单独使用。简谐运动:点在圆周上运动时,它在这个圆的直径上的投影所构成的运动称为简谐运动。在高速运动时会产 生危害,适用于中低速凸轮。正弦加速度:其位移为摇摆在轴线上的投影,加工精度较高。6、压力角:接触轮廓法线与从动件速度方向所夹的锐角d压力角计算公式:tana =s +e djs +r 2 - e20基圆半径r0减小会引起压力角增
12、大。e 为从动件导路偏离凸轮回转中心的距离,称为偏距。7、图解法设计凸轮轮廓作业:3-1,2,4第四章齿轮机构0、齿轮的分类1、齿轮机构主要优点:使用的圆周速度和功率范围广;效率较高;传动比稳定;寿命长;工作牢靠性高;可实 现平行轴、任意角相交轴和任意角穿插轴之间的传动。缺点:要求较高的制造和安装精度,本钱较高;不适宜于远距离两轴之间的传动。2、齿廓实现定角速比传动的条件齿轮传动的根本要求:瞬时角速度之比必需保持不变欲使两齿轮保持定角速度比,不管齿廓在任何位置接触,过接触点所作的齿廓公线都必需与连心线交于确定 点。1wO Cw23、渐开线的特性=2O C1当始终线在一圆周上作纯滚动时,此直线上
13、任意一点的轨迹称为该圆的渐开线,这个圆称为渐开线的基圆, 该直线称为发生线。* 弧长等于发生线;基圆切线是法线;曲线外形随基圆;基圆内无渐开线nwr ”r4、渐开线齿廓满足定角速比要求i = 1n2= w12=2 = b 2r ”r1b15、齿轮各局部名称及渐开线标准齿轮的根本尺寸齿槽宽e;齿厚s;齿距p;齿宽b;齿顶高ha;齿跟高hf;模数m;压力角a ;顶隙c常用公式:p = s + e = p m ; d = pp= mz ; h = h+ h; dafa= d + 2h ; daf= d - 2h;fh= h*m ; haaf= (h*a+ c* )m分度圆上 s = e =p = p
14、 m ; 基圆直径: d22b= d cosa6、正确啮合条件 m= m12= m ; a = a12= a ;渐开线齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角必需分别相等。7、一对标准齿轮分度圆相切时的中心距称为标准中心距,以a 表示m即: a = r ”1+ r ”2= r + r=12(z+ z212)顶隙c c = c*m = h- hfa8、重合度e齿轮连续传动的条件: e =AE =实际齿合线段 1EK齿合点间距e 值愈大,齿轮平均受力愈小,传动愈平稳。9、切齿方法成形法:成形法是用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形。范成法:范成法是利用一对齿轮相互齿合时,其共轭齿廓互为包络线的原理切齿
15、的。假设把其中一个齿轮或齿条做成刀具,就可以切出与它共轭的渐开线齿廓。10、根切定义:假设刀具齿顶线超过齿合线的极限点N1,则由基圆之内无渐开线的性质可知,超过N1的刀刃不仅不能范成渐开线齿廓,而且会将根部已加工出的渐开线切去一局部,这种现象称为根切。根切使齿根消弱,严峻时还会减小重合度,应当避开。11、标准齿轮最少齿数 zmin 1712、变位齿轮优缺点:可承受 z1 zmin的小齿轮,仍不根切,使构造更紧凑;改善小齿轮的磨损状况;相对提高承载力气,使大小齿轮强度趋于接近。没有互换性,必需成对使用,e 略有减小。13、斜齿轮根本尺寸的计算。14、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。作业:4-1,
16、2,4,5第五章轮系1、轮系的定义一系列齿轮相互啮合组成的传动系统统称为轮系。2、轮系的分类(1) 定轴轮系。轮系中各个齿轮的回转轴线的位置是固定的。(2) 周转轮系。轮系中至少有一个齿轮的回转轴线的位置是不固定的,围着其它构件旋转。周转轮系中的主要构件有:(a) 行星轮。在周转轮系中,轴线位置变动的齿轮,即既作自传又作公转的齿轮,称为行星轮;(b) 行星架。支撑行星架既作自传又作公转的构件。又称为转臂。(c) 中心轮。轴线位置固定的齿轮称为中心轮或太阳轮。 其中,行星架与中心轮的几何轴线必需重合。依据轮系的自由度可将周转轮系分为:差动轮系,机构自由度为2;行星轮系,机构自由度为 1 。3、定
17、轴轮系的传动比计算(1) 定轴轮系方向推断当首末两轮的轴线相平行时,两轮转向的异同可用传动比的正负表示。两轮转向一样时,传动比为“+”;两轮转向相反时,传动比为“-”。假设首末轮转向不同,则只能计算传动比的大小,首末两轮的转向用箭头表示。画箭头时有以下原则:a外啮合齿轮:两箭头相对或相背。b内啮合齿轮,两箭头同向。(c) 圆锥齿轮:两箭头同时指向节点或同时背离节点。(d) 蜗杆传动:左手或右手定则右旋蜗杆左手握,左旋蜗杆右手握,四指w1(e) 同轴齿轮:两箭头同向。(2) 、传动比蜗杆,拇指w2蜗轮。对于全部齿轮轴线都平行的定轴轮系,也可以依据轮系中外啮合齿轮的对数 m来确定传动比为“+” 或
18、为“-”。n轮1至轮K间全部从动轮齿数的乘积z z z .zi= 1= (-1)m=-1m 234K1KnK轮1至轮K间全部主动轮齿数的乘积z z1 2”z.z3”(k -1)”4、周转轮系传动比的计算周转轮系传动比的计算根本原则是给整个机构加上“- n”,将其转化为定轴轮系,依据定轴轮系传动比H的计算方法计算。n Hi H= Gn- n= GH= (+)z( K -G)z( K -G+1).zK(转化轮系从G至K全部从动轮齿数的乘积GKn H Kn- nKHzzG(G+1).z( K -1)(转化轮系从G至K全部主动轮齿数的乘积注:起始主动轮 G 和最末从动轮 K 转向一样时,i 为正,相反
19、时为负。转化轮系中G 和 K 的转向,用画箭头的方法判定。5、复合轮系传动比的计算分解复合轮系的关键在于正确找出各个根本的周转轮系。找周转轮系的一般步骤如下:(1) 找行星轮,即找轴线位置不确定的齿轮。(2) 确定行星架,即支撑行星轮运转的构件。(3) 找中心轮,即直接与行星轮相啮合的定轴轮系。将周转轮系分出来后,剩下的就是定轴轮系了。重点内容:定轴轮系/周转轮系/简洁的复合轮系的传动比的计算包括传动比的数值计算及轮子的转向。作业:5-2,4,8,9,10第九章机械零件设计概论1、机械设计应满足的要求满足预期功能性能好 效率高 本钱低操作便利 修理简洁 造型美观在预定使用期限内安全牢靠2、失效
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- 机械设计基础 机械设计 基础 第六 重点 复习资料 解析
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