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机械原理考点.doc

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机械原理考点.doc

第一章绪论机构是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。(如带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构等)。机器是指一种执行机械运动装置,可用来变换和传递能量、物料和信息。零件构件机构机器机械是机构和机器的总称。第二章机构的结构分析1概念从运动角度来看,任何机器(或机构)都是由许多独立运动单元体组合而成的,这些独立运动单元体称为构件。从制造角度来看,任何机器(或机构)都是由许多独立制造单元体组合而成,这些独立制造单元体称为零件。构件可以是一个零件;也可以是由一个以上的零件刚性的连接在一起。运动副是两构件直接接触,又能产生一定的相对运动的联接。低副面接触、转动副、移动副。高副点,线接触、凸轮副、齿轮副。运动副元素是两构件上能够参与接触而构成运动副的表面。2)自由度平面3个自由度空间6个自由度平面低副转动副、移动副自由度为1,虚约束为2平面高副凸轮副,齿轮副自由度为2,虚约束为13)机构运动简图和机构示意图的定义与区别。机构运动简图根据机构的运动尺寸,按一定的比例尺定出各运动副的位置,采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法,将机构运动传递情况表示出来的简化图形。机构示意图不严格按比例绘出的,只表示机械结构状况的简图。4)机构具有确定运动的条件是机构原动件数目应等于机构的自由度的数目F。如果原动件数F,则机构的运动将不确定;如果原动件数F,则会导致机构最薄弱环节的损坏。5)计算公式F=3N-2PL+PHN为机构的活动构件数目;PL为机构的低副数目;1复合铰链由M个构件组成的复合铰链,共有M1个转动副。2局部自由度是指机构中某些构件所产生的不影响其他构件运动的局部运动的自由度。3虚约束是指机构中某些运动副带入的对机构运动起重复约束作用的约束,以P′表示。第三章平面机构的速度分析(1)速度瞬心及其确定绝对瞬心VP=0两构件上的瞬时等速重合点(即同速点)用PIJ表示。相对瞬心VP≠0每两个构件就有一个瞬心,N个构件瞬心总数目K=NN-1/2N构件数(2)瞬心位置的确定A以转动副相联,瞬心在其中心处;B以移动副相联,瞬心在垂直于其导路的无穷远处;C以纯滚动高副相联,瞬心就在其接触点处;D以滚动兼滑动的高副相联,瞬心就在过其接触点处两高副元素的公法线上。ABCD2)借助三心定理确定彼此作平面运动的三个构件的三个瞬心必位于同一直线上。第六章机械的平衡1机械平衡的目的机械在运转时,构件所生产的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力。机械平衡的目的就是设法将构件的不平衡惯性力加以平衡,以消除或减少惯性力的不良影响。1)刚性转子的平衡刚性转子的平衡是按理论力学中的力学平衡理论进行的。N06~075NC1静平衡只要求其惯性力平衡;动平衡同时要求其惯性力和惯性力偶矩的平衡。2)刚性转子的静、动平衡计算(书P7979页)第八章平面连杆机构及其设计1)平面四杆机构的基本类型是铰链四杆机构。A曲柄摇杆机构当最短杆为连架杆时。B双摇杆机构当最短杆为机架时。(等腰梯形机构)、C双曲柄机构最短杆的相对杆为机架时(最短杆为连杆)(平行四边形机构、逆平行四边形机构)2)平面四杆机构的演化类型(1)改变构件的形状及运动尺滑块(2)改变运动副的尺寸偏心轮(3)选用不同的构件为机架机构的倒置(4)运动副元素的逆换摆动摇杆机构3)名词解释连杆不与机架直接相连的中间构件。连架杆杆与机架相连称为连架杆。曲柄在连架杆中能作整周回转者称为曲柄。摇杆只能在一定范围内摆动者称为摇杆。周转副能作整周转动的运动副。摆转副不能作整周转动的构件。4)周转副的条件最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和;(杆长条件)组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。结论最短杆上的两个转动副为周转副。5)铰链四杆机构有曲柄的条件各杆长度应满足杆长条件;最短杆为连架杆或机架。结论如果最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和,当最短杆为连架杆时,则机构为曲柄摇杆机构;当最短杆为机架时,则机构为双曲柄机构;当最短杆的相对杆为机架时,机构为双摇杆机构。如果各杆长度不满足杆长条件,则机构无周转副,此时不论以何杆为机架,机构均为双摇杆机构。6)1急回运动和行程速比系数当主动件曲柄等速转动时,从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度,摇杆的这种运动特性称为急回运动。在曲柄摇杆机构中摆Θ,摇杆两极限位置之间的夹角极位夹角Θ摇杆两极限位置时,曲柄所夹的锐角。2行程速比系数K结论当机构存在极位夹角Θ时,机构便具有急回运动特性;且Θ角越大,K值越大,机构的急回性质也越显著。对心曲柄滑块机构因Θ0,K1,故机构无急回运动。偏置曲柄滑块机构,曲柄摇杆机构,摆动导杆机构,因Θ≠0,K1,故机构有急回运动。7压力角Α和传动角R,互为余角。Γ=90-Α≤90,R越大,传动性能越好。为了保证机构传力性能良好,应使ΓMIN≥40~50最小传动角的确定对于曲柄摇杆机构,ΓMIN出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。8)死点对于曲柄摇杆机构,以摇杆CD为主动件,则当连杆与从动件曲柄共线时,机构的传动角Γ=0,这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心,出现了不能使构件AB转动的“顶死”现象,机构的这种位置称为“死点”。对于曲柄摇杆机构,以摇杆为主动件,当连杆与从动件曲柄共线时,机构的传动角Γ=0,则机构处于死点位置。曲柄滑块机构,以滑块为主动件,当连杆与从动件曲柄共线,则机构处于死点位置。克服死点的办法利用安装飞轮加大惯性的方法,借惯性作用使机构闯过死点。采用将两组以上的同样机构组合使用,且使各组机构的死点位置相互错开排列的方法。第九章凸轮机构及其设计1)特点适当地设计出凸轮的轮廓曲线,可实现各种运动规律,结构简单、紧凑,但易磨损,传力不大。2)凸轮机构的分类A盘形凸轮凸轮呈向径变化的盘形B移动凸轮凸轮呈板型,直线移动C圆柱凸轮凸轮轮廓做在圆柱体上(或端面上),空间凸轮机构3)推杆常用的运动规律等速运动规律在始末两瞬时,有刚性冲击(速度有突变)使用于低速。SHΔ/Δ0等加速等减速运动规律在始中末三瞬时有柔性冲击(加速度有突变)适用于中速。推杆等加速推程段S2HΔ2/Δ02推杆等减速推程段SH-2HΔ0-Δ2/Δ02余弦加速度运动规律(简谐运动规律)在始末两瞬时有柔性冲击,适用于中速。推程时S=H1-COSΠΔ/Δ0/2正弦加速度运动规律(摆线运动规律)既无刚性冲击,又无柔性冲击。适用于高速。推程时S=HΔ/Δ0-SIN2ΠΔ/Δ0/2Π在凸轮机构中,为了避免冲击,推杆不宜采用加速度有突变的运动规律。4)对于滚子推杆的盘形凸轮廓线的设计,只要先将其滚子中心点视为尖顶推杆的尖顶。理论轮廓线基圆半径从动件的运动规律实际轮廓线具有相同的理论轮廓线,滚子半径不同从动件运动规律相同,但是实际轮廓线是不同。5)1凸轮机构的压力角(越小越好)凸轮机构的压力角是指在不计摩擦的情况下,凸轮对推杆作用力的方向线与推杆上力作用点的速度方向之间所夹的锐角,它是影响凸轮机构受力情况的一个重要参数。常以Α表示。2凸轮机构中的作用力与压力角的关系Α愈大,有害分力F愈大;若Α大至一定值,有害分力所引起的摩擦阻力将大于有效分力,这时无论凸轮给推杆的作用力有多大,都不能推动推杆运动,这种现象称为机构的自锁现象。因此,为使机构具有良好的传力性能,并避免机构出现自锁,则压力角越小越好。3凸轮机构的压力角与基圆半径的关系TANΑ=DS/DΔ-E/(R02-E21/2+S加大基圆半径R0,可减小压力角Α,从而改善机构的传力特性,但机构的尺寸会增大。4滚子推杆滚子半径的选择若Ρ=RR时,则ΡA=0,即工作廓线出现变尖现象。若ΡRR时,则ΡA0,即工作廓线出现交叉,推杆运动规律出现失真现象。

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