機械設(shè)計基礎(chǔ)期末復(fù)習(xí)題綱

1、0緒論0.1 機械的特征（1）人為實物的組合（2）各部分之間形成各個運動單元，且各單元之間具有確定的相對運動（3）在生產(chǎn)過程中能完成有用的機械功或轉(zhuǎn)換機械能0.2 機構(gòu)、機器、零件、構(gòu)件習(xí)題冊P11平面機構(gòu)及其自由度1.1 機構(gòu)具有確定運動的條件習(xí)題冊P21.2 虛約束P91.3 平面機構(gòu)的自由度及其計算F=3n-2PL-PH （1-1）1.4 速度瞬心多邊形法（P12）2平面連桿機構(gòu)2.1 曲柄的存在條件（1）在曲柄搖桿機構(gòu)，曲柄是最短桿（2）最短桿與最長桿之和小于或等于其余兩桿之和2.2 壓力角、傳動角1.壓力角：作用在從動件的驅(qū)動力F與該力作用點絕對速度C之間所夾的銳角2.傳動角：壓力角

2、的余角，連桿和從動搖桿之間所夾的銳角=90°- ，3.越小，傳力性能越好2.3 死點位置及其應(yīng)用習(xí)題冊P52.3 急回特性行程速比系數(shù) K=180°+180°-極位夾角=180°K-1K+12.4常用機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)：最短桿相鄰的構(gòu)件為機架雙曲柄機構(gòu)：最短桿為機架雙搖桿機構(gòu)：最短桿的對邊為機架2.5 最長桿要小于其余各桿之和3凸輪機構(gòu)3.1 剛性、柔性沖擊，剛性與柔性沖擊的應(yīng)用場合剛性：由于慣性力無窮大突變引起的沖擊，用于低速場合柔性：慣性力有限值突變，用于中低速場合3.2 圖解法4齒輪機構(gòu)4.1 節(jié)點、截圓的概念節(jié)點：過齒廓接觸點的公法線與連心線的交點

3、截圓：過節(jié)點所做的兩個相切的圓4.2 齒輪嚙合基本定律一對傳動齒輪的瞬時角速度與其連心線O1O2被節(jié)點所分割的兩線段長度成反比12=O2CO1C4.3 漸開線性質(zhì)及漸開線齒廓當(dāng)一直線在一圓周上做純滾動時，該直線上任一點的軌跡成為該圓的漸開線(1)NK=NA(2)NK是漸開線上K點的法線，且線段NK為其曲率半徑(3)漸開線齒廓上某點的法線（KN），與齒廓上該點速度方向線所夾的銳角k稱為該點的壓力角cosak=ONOK=rbrkrb為基圓半徑(4)漸開線在K點的曲率半徑最大(4)漸開線齒輪的傳動比in等于兩輪基圓半徑的反比in=n1n2=12=rb2rb14.4 漸開線直齒圓柱齒輪各部分的名稱和尺

4、寸計算（公式部分）基本參數(shù):齒數(shù)z，模數(shù)m，壓力角,齒頂高系數(shù)ha*,徑向間隙系數(shù)c*齒根圓：由齒槽底部所確定的圓齒厚： 輪齒兩側(cè)齒廓之間的弧長齒距pK：相鄰的兩齒同側(cè)齒廓之間的弧長分度圓： 齒輪上該圓的pK/的比值和該圓上的壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值，直徑為d,齒距為p分度圓的壓力角簡稱壓力角m=p d=mz 齒頂高h(yuǎn)a:介于齒頂圓和分度圓之間的高度齒根高h(yuǎn)f:介于齒根圓和分度圓之間的高度全齒高：h=ha+hf基圓直徑： 若將齒頂高和齒根高分別用m表示 正常齒制ha*=1，c*=0.25，斷齒制為 ha*=0.8，c*=0.3齒頂圓直徑：齒根圓直徑： 曲率半徑： 4.5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合傳動1.正

5、確嚙合的條件：兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等2.標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=r1+r2=m2(z1+z2)4.6 漸開線齒廓的加工原理（分類）成形法、范成法（齒輪插刀、齒條插刀、齒輪滾刀）根切現(xiàn)象：用范成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點超過被切齒輪的極限點，則刀具的齒頂將切去齒輪齒根漸開線齒廓的一部分z2ha*sin2a4.7 平行軸漸開線斜齒輪正確嚙合的條件兩輪齒的模數(shù)和壓力角分別相等，兩輪螺旋角大小相等，方向相反4.8 平行斜齒齒輪機構(gòu)習(xí)題冊P11當(dāng)量齒數(shù)：分度圓直徑 斜齒輪的優(yōu)點：（1）傳動平穩(wěn)，噪聲?。?）重合度較大（3）最小齒數(shù)小于直齒輪zmin5輪系5.1 定軸輪系及其傳動比（與

6、蝸輪蝸桿一起考察）1.嚙合處箭頭對箭頭，箭尾對箭尾2.眼從軸線望，哪邊高就是哪邊旋3.哪邊旋用哪只手，四手指指向運動方向，大拇指的方向為輸入力，輸出力與其方向相反4.一對齒輪轉(zhuǎn)動的傳動比分析 外嚙合取“-”，內(nèi)嚙合取”+”5.2 周轉(zhuǎn)輪系設(shè)nG和nK為周轉(zhuǎn)輪系中任意兩個齒輪G和K的轉(zhuǎn)速，它們與轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速nH之間的關(guān)系為 從齒輪G至K間所有從動輪齒數(shù)的乘積從齒輪G至K間所有主動輪齒數(shù)的乘積6其他常用機構(gòu)6.1 能夠?qū)崿F(xiàn)間歇運動的機構(gòu)棘輪機構(gòu)：當(dāng)從動件連續(xù)地往復(fù)擺動時，棘輪只作單向的間歇運動槽輪機構(gòu)：當(dāng)撥盤做勻速轉(zhuǎn)動時，驅(qū)使槽輪做間歇運動7機械的動力性能7.1 回轉(zhuǎn)件的平衡（靜平衡與動平衡）1.

7、回轉(zhuǎn)件（轉(zhuǎn)子）平衡的目的調(diào)整回轉(zhuǎn)件的質(zhì)量分布，使回轉(zhuǎn)件工作時離心力系達(dá)到平衡，以消除附加動壓力，盡可能減輕由離心力而產(chǎn)生的機械振動。2. 靜平衡：（質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)）定義：回轉(zhuǎn)件可以在任意位置保持靜止，而不會自行轉(zhuǎn)動條件：分布于該回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力的向量和等于0，即回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心和回轉(zhuǎn)軸線重合3. 動平衡：（質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)）定義：質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)的回轉(zhuǎn)件，只要分別在任選的兩個回轉(zhuǎn)面內(nèi)各加上適當(dāng)?shù)钠胶赓|(zhì)量，就能達(dá)到完全平衡條件：回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力的向量和等于0，且離心力所產(chǎn)生的偶極矩的向量和也等于07.2 機械速度波動與調(diào)節(jié)（不同的調(diào)節(jié)方式）對于周期性速度波動，

8、調(diào)節(jié)的主要方法是在機械中加入一個轉(zhuǎn)動慣量很大的回轉(zhuǎn)件飛輪，以增加系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量來減小速度變化的幅度對于非周期性速度波動，采用調(diào)整器使驅(qū)動力所做的功隨阻力做功的變化而變化，并使兩者趨于平衡，以使機械平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。8聯(lián)接8.1螺紋的參數(shù)1.規(guī)定將螺紋直立時螺旋線向右上升為右旋螺紋，向左上升為左旋螺紋2.大徑d：與外螺紋牙頂（或內(nèi)螺紋牙底）相重合的假想圓柱體的直徑 小徑d1： 牙底 牙頂 中徑d2：螺紋軸向剖面內(nèi)，牙厚等于牙間寬處的假想圓柱體的直徑3.螺距P：相鄰兩牙在中徑上對應(yīng)兩點間的軸向距離4.升角：螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角5.螺紋副的自鎖螺紋自鎖性是指在靜載荷和工作溫度變化不大時

9、,螺紋連接不會自動松脫.自鎖條件:螺紋升角小于螺旋副的當(dāng)量摩擦角.6.聯(lián)接用螺紋選擇較大牙型斜角的螺紋，傳動用小牙型8.2機械設(shè)備常用螺紋1.三角形螺紋：牙型角大，自鎖性能好，摩擦大，齒根厚、強度高，多用于聯(lián)接2.鋸齒形螺紋：兼有矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強度高的優(yōu)點，但只能承受單向載荷8.3 螺紋是怎樣形成的8.4 螺紋聯(lián)接的基本類型（方式與區(qū)別，常用部位）1.螺栓聯(lián)接：裝拆方便，應(yīng)用最廣，螺栓桿與孔之間一般采用過渡配合；主要用于需要螺栓承受橫向載荷或需靠螺桿精確固定被聯(lián)接件相對位置的場合2.螺釘聯(lián)接：直接旋入螺紋孔中，不適用于經(jīng)常拆裝的場合3.雙頭螺柱聯(lián)接：一端旋入螺紋孔，另一端穿過被連

10、接件的通孔，適用于被連接件較厚、結(jié)構(gòu)緊湊和經(jīng)常拆裝的場所4.緊定螺釘聯(lián)接：一端旋入螺紋孔，另一端頂住另一零件的表面或凹坑，適用于固定兩個零件的相對位置、傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩8.5 防松的原因，方法及原理、分類1.原因：在沖擊、震動、變載荷及溫度變化較大的情況下，聯(lián)接有可能松脫，造成聯(lián)接失效2.摩擦防松：使螺紋副保持較大的放松組力矩，簡單方便，多用于沖擊、震動較弱的場合方法：彈簧墊圈、對頂螺母3.機械防松：利用各種止動零件阻止擰緊的螺紋零件相對轉(zhuǎn)動，應(yīng)用廣泛方法：止動墊片、槽形螺母和開口銷4.破壞螺紋副防松：僅適用于很少拆開的聯(lián)接方法：沖點法、粘接法8.6 粗牙螺紋、細(xì)牙螺紋粗牙螺紋強度高，互換性

11、好；細(xì)牙螺紋占空間尺寸小，自鎖性好，大多用于受力不大，可以精確調(diào)整的地方8.7 螺栓聯(lián)接的強度計算（9-13 9-15）1.普通螺栓聯(lián)接的主要失效形式：螺栓桿拉斷、螺紋壓潰和剪斷、螺紋因經(jīng)常裝拆而磨損，發(fā)生滑扣現(xiàn)象2.承受橫向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接 （d1：小徑，mm，：螺栓的許用拉應(yīng)力，MPa）3.單個螺栓所需的預(yù)緊力F的計算： （C：可靠性系數(shù) FR：外載荷 z:聯(lián)接螺栓的數(shù)目 m:結(jié)合面數(shù)目 f：接合面間摩擦系數(shù)）9齒輪傳動9.1 齒輪傳動的特點，設(shè)計準(zhǔn)則特點: 傳動比準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長。閉式硬齒面:保證齒根彎曲疲勞強度閉式軟齒面:保證齒面接觸疲勞強度開式齒輪:保證齒

12、根彎曲疲勞強度9.2 齒輪傳動的失效形式輪齒折斷、齒面損傷（齒面點蝕、磨損、膠合、塑性變形）9.3 為什么軟齒面中，小齒輪齒面硬度要相高大齒輪3050HBs防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導(dǎo)致嚙合齒寬減小，而增大輪齒的工作載荷9.4 提高齒輪接觸疲勞強度的方式1、增加齒輪的直徑或中心距2、適當(dāng)增加齒寬3、采用正角度變位齒輪傳動4、提高齒輪精度等級9.5 斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析及強度計算1.受力分析（1）法向力Fn沿嚙合線方向垂直于齒面（2）在分度圓上，F(xiàn)n分解為且與分度圓的圓周力Ft和半徑方向的徑向力Fr（3）圓周力對主動輪為阻力，對從動輪為驅(qū)動力2.強度計算（1）主動輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （

13、2）載荷系數(shù)K KA：使用系數(shù)Kv：動載系數(shù) K：齒間載荷分配系數(shù) K：齒間載荷分布系數(shù)（3）齒輪傳動的接觸疲勞強度條件式 （4）齒寬系數(shù) 10蝸桿傳動10.1 蝸桿傳動的特點1.傳動比大2.工作平穩(wěn)噪聲低、沖擊載荷小3.蝸桿傳動具有自鎖性4.蝸桿傳動的摩擦損失大，效率低4.蝸輪齒圈需用比較貴的青銅制造10.2 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)（中間平面、直徑系數(shù)等）1.中間平面：通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面（在中間平面內(nèi)圓柱蝸桿傳動就相當(dāng)于齒條和齒輪的嚙合傳動，在設(shè)計蝸桿傳動時，均取中間平面上的參數(shù)）2.蝸桿傳動的嚙合條件蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)ma1=mt2=m蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪

14、的端面壓力角a1=t2=蝸桿中圓柱上螺旋線的導(dǎo)程角等于蝸輪分度圓上的螺旋角=3.蝸桿導(dǎo)程角：蝸桿分度圓柱面上的導(dǎo)程角4.蝸桿的直徑系數(shù)q： 5.蝸桿傳動的標(biāo)準(zhǔn)中心距 10.3 蝸桿傳動的受力分析(左右手法則只適用于主動輪)用右手代表右旋蝸桿（左手左旋），四指代表蝸桿旋轉(zhuǎn)方向，則拇指所指的方向為蝸桿所受軸向力的方向，蝸輪的轉(zhuǎn)向與拇指所指的方向相反。蝸桿軸向力等于蝸輪圓周力，蝸桿圓周力等于蝸輪軸向力P175 11-211帶傳動11.1 帶傳動的特點1.適用于中心距較大的傳動2.帶具有良好的彈性，可緩和沖擊、吸收振動，并且運行平穩(wěn)無噪音3.過載時帶與帶輪間會出現(xiàn)打滑，可防止損壞其他零件4.結(jié)構(gòu)簡單、

15、成本低11.2 帶傳動的工作情況分析（應(yīng)力分析）1.張緊力F0 F1為緊邊拉力，F(xiàn)2為松邊拉力2.帶傳動的有效拉力（圓周力）F 3.傳遞功率P=Fv10004.緊邊與松邊的拉力比F1F2=efa (a為帶輪的包角)11.3 提高帶傳動傳遞的圓周力的方法增大張緊力、包角和摩擦系數(shù)11.4彈性滑動與打滑的區(qū)別打滑：帶所傳遞的圓周力超過帶與輪面間的極限摩擦力總和時，帶與帶輪發(fā)生的滑動彈性滑動：因帶的兩邊拉力不等而使帶彈性變形量不等，引起帶與帶輪之間局部微小的相對滑動11.5平帶、V帶的優(yōu)劣平帶傳動距離長；V帶傳動功率大、張緊力小11.6 帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則1.失效形式：帶在帶輪上的打滑或在變

16、應(yīng)力作用下的疲勞損壞2.設(shè)計準(zhǔn)則：保證帶傳動在工作時不打滑，同時具有足夠的疲勞強度和壽命12 鏈傳動12.1 鏈傳動的特點1.優(yōu)點：（1）沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比（2）需要的張緊力小，作用在軸的壓力?。?）傳動尺寸緊湊（4）能在惡劣環(huán)境條件下工作（5）效率高2.缺點：（1）只能用于平行軸間的傳動（2）傳動平穩(wěn)性差，有噪音（3）不宜在載荷變化大和急促反向的傳動中應(yīng)用（4）磨損后易發(fā)生跳齒（5）制造費用高12.2 對滾子鏈的標(biāo)記方法鏈號-排數(shù)-鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)號08A 1 80 ：A系列、單排、鏈長為80節(jié)的滾子鏈12.3 多邊形效應(yīng)（鏈傳動的固有特征）鏈傳動運動中，由于鏈條圍繞在鏈輪

17、上形成多邊形，引起鏈傳動的運動不均勻的效應(yīng)12.4 附加動載荷的影響因素1.鏈速和從動輪角速度周期性變化2.鏈在垂直方向分速度周期性變化3.鏈節(jié)進(jìn)入鏈輪瞬間對鏈和輪齒的沖擊4.鏈張緊不好鏈傳動的附加動載荷使鏈傳動產(chǎn)生振動和噪聲，加速磨損，降低效率13軸13.1 軸的分類、材料1.分類：（1）心軸：只承受彎矩（2）轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩，又傳遞轉(zhuǎn)矩（3）傳動軸：只傳遞轉(zhuǎn)矩2.材料要求：軸的主要失效形式是疲勞失效，所以軸材料要有一定的疲勞強度、對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時要考慮工藝性和經(jīng)濟性13.2 當(dāng)軸的剛度不足時，是否用合金銅更換碳銅不可以，提高軸的剛度，只能是增大軸的截面尺寸或改變軸的截面形狀13

18、.3 一張圖（習(xí)題冊P36）14滑動軸承14.1 滑動軸承的應(yīng)用場合、常用材料1.應(yīng)用場合（1）工作轉(zhuǎn)速特高的軸承（2）對軸的支承位置要求特別精確（3）特重型的軸承（4）承受巨大的沖擊和振動載荷的軸承2.對軸承材料性能的要求（1）良好的減摩性、耐磨性、抗膠合性（2）良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性（3）足夠的強度和抗腐蝕能力（4）良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟性3.常用軸承材料：金屬材料（軸承合金、銅合金、鑄鐵）、多孔質(zhì)金屬材料、非金屬材料（工程塑料、橡膠、石墨）14.2非液體潤滑滑動軸承可靠的工作條件軸頸和軸瓦間邊界膜不因工作壓力過大、油溫過高而造成破裂14.3 非液體潤滑滑動軸承限制p、pV的原因限制p：保證潤滑油不知被過大的壓力擠出，間接保證軸瓦不致過度磨損限制pv：限制軸承的溫升，防止吸附在金屬表面的油膜破裂14.4 液體動壓潤滑形成的必要條件1.兩工作表面必須有楔形間隙2.兩工作表面必須充滿有粘性的液體3.兩工作表面必須有相對運動，運動方向保證液體從大口流進(jìn)，從小口流出15滾動軸承15.1 滾動軸承的類型、示意圖、代號及含義15.2 滾動軸承的受力（16-4 16-5）1.壽命指數(shù)：球軸承=3，滾子軸承=