机械原理与机械设计复习资料.doc

绪论一、机器和机构机器和机构的区别：从功能上讲，机器能完成有用的机械功或完成能量形式的转换，机构不能。二、构件和零件构件：组成机械的各个相对运动的实物称为构件，构件是机械中运动的单元体。零件：机械中的制造单元体。第一章 平面机构的自由度11 平面机构的组成一、 构件的自由度 构件的自由度是构件可能出现的独立运动。二、约束与运动副这种使两构件直接接触并能产生一运动的联接，称为运动副。根据组成运动副两构件之间的接触特性，运动副可分为低副和高副。三、运动副及其分类1.低副两构件以面接触的运动副称为低副。根据它们之间的相对运动是转动还是移动，运动副又可分为转动副和移动副。平面机构中的低副引入两个约束，仅保留一个自由度。2. 高副两构件以点或线接触的运动副成为高副。平面机构中的高副引入一个约束，保留了两个自由度。12 平面机构的自由度一、自由度公式 若机构的自由度，以F表示，F3n2PLPH二、计算平面机构的自由度应注意的事项1复合铰链 由K个构件在一起组成复合绞链，实际上存在K-1个转动副2局部自由度3虚约束三、构件系统具有确定的条件构件系统成为机构的充分必要条件为：构件系统的自由度必须大于零，且原动件的数目必须等于自由度数。第二章 平面连杆机构21 铰链四杆机构的基本型式铰链四杆机构共有三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。22 平面四杆机构的基本特性一、铰链四杆机构存在曲柄条件（1） 满足最短杆最长杆其余两杆长度之和（2） 连架杆和机架必有一杆为最短杆（3） 若满足杆长条件，则以最短杆为机架，为双曲柄机构；以最短杆的邻边为机架，为曲柄摇杆机构，以最短杆的对边为机架，为双摇杆机构。二、急回特性从动件反回程速度比进程速度快。这个性质称为机构的急回特性。三、压力角和传动角压力角：作用在从动件上的驱动力P与该力作用点绝对速度c之间所夹的锐角称为压力角。传动角：习惯用压力角的余角来判断传力性能，称为传动角。既：四、死点位置在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件、曲柄为从动件时，当连杆BC与曲柄AB处于共线位置时，连杆与曲柄之间的传动角 0，压力角=90，这时无论连杆给从动件曲柄的力多么大曲柄不动，机构所处的这种位置称为死点位置。第三章 凸 轮 机 构31 凸轮机构的分类按凸轮的形状分类（1）盘形凸轮 （2）移动凸轮 （3）圆柱凸轮 按从动件形状分类（1）尖顶从动件（2）滚子从动件 （3）平底从动件32 常用的从动件运动规律凸轮轮廓曲线决定了从动杆的运动规律。一、从动件作等速运动规律 产生刚性冲击二、从动件作简谐（余弦加速度）运动规律 产生柔性冲击第四章 轮 系这种由一系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统即齿轮系。41 齿轮系的分类齿轮系可以分为两种基本类型：定轴轮系和周转轮系。一、定轴齿轮系 在传动时所有齿轮的回转轴线固定不变齿轮系，称为定轴轮系。二、周转轮系若有一个或一个以上的齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个轴线转动的轮系称为周转轮系。根据自由度的不同。可分为两类：（1） 自由度为2 的称差动轮系。（2） 自由度为1 的称行星轮系。42 定轴轮系传动比的计算第五章 间歇运动机构能实现间歇运动的机构称为间歇运动机构。间歇运动机构很多，棘轮机构和槽轮机构,不完全齿轮机构和恰当设计的连杆机构都可实现间歇运动。第六章 螺纹联接和螺纹传动61 螺纹联接的基本类型一、螺纹联接的基本类型1螺栓联接 2双头螺柱联接3螺钉联接4紧定螺钉联接二、普通螺纹的牙型角为60度。62 提高螺栓联接强度的措施一、提高螺栓的疲劳强度二、改善螺纹牙间的载荷分布三、减轻应力集中四、采用合理的制造工艺第七章 齿轮传动71 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数一、直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要尺寸1.齿数Z，齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数。2、齿顶圆 齿顶所确定的圆称为齿顶圆，其直径用da表示；3、齿根圆 由齿槽底部所确定的圆称为齿根圆，其直径用df表示。4、分度圆、压力角和模数 分度圆：将齿轮上某一圆周上的比值和该圆上的压力角均设定为标准值，这个圆就称为分度圆，以d 表示。压力角：分度圆上的压力角简称为压力角，以表示。我国规定齿轮标准压力角为20度。模数：分度圆上的p/比值称为模数，以m表示，即：m p/。模数是齿轮几何计算的基础。72 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合的（必要）条件为： 模数和压力角分别相等即：m1 = m2 = m 1 = 2 = 73 渐开线齿轮的加工方法及根切现象一、轮轮齿的加工方法1 . 仿形法 2. 范成法二、渐开线齿廓的根切现象与最少齿数用展成法加工齿轮时，有时会出现刀具的顶部切入齿根，将齿根部分渐开线齿廓切去的现象称之为根切。标准齿轮要避免根切就必须使。74 齿轮传动常见的失效形式（1）轮齿折断轮齿折断一般发生在齿根部位。造成折断的原因有二种：一是因多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断；另一是因短时过载或冲击载荷而造成的过载折断。两种折断均发生在轮齿受拉应力的一侧。 （2）齿面点蚀（3）齿面磨损（4）齿面胶合（5）齿面塑性变形第八章 蜗杆传动蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件，通常交错角为90。81 蜗杆传动的类型按蜗杆形式：圆柱蜗杆（常用） 环面蜗杆 锥蜗杆（较少）普通圆柱蜗杆（在车床上用直线刀刀刃车削而得到）1. 阿基米德蜗杆（ZA）最常用2. 渐开线蜗杆（ZI）82 蜗杆传动的正确啮合条件第九章 带传动91 带传动的类型带传动根据横截面形状不同可分为平带传动、V带传动、多楔带、圆形带等 目前在一般传动机械中，应用最广的是V带传动。传动时，V带只和轮槽的两个侧面相接触，即以两个侧面为工作面，根据槽面摩擦原理，在同样的张紧力下，V带传动较平带传动能产生更大摩擦力，这是V带传动最主要的优点，此外，V带传动传动较大，结构更紧凑。92 带传动的打滑和应力分析一、带传动的打滑打滑 在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，应避免打滑。二、带传动的应力分析带传动工作时，带上应力有以下三种：1、拉应力 2、离心应力3、弯曲应力 4、带传动工作时，设小带轮主动，则带内拉应力的最大值应发生在带进入小带轮处，即最大应力： 93 传动带的弹性滑动和传动比带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的，打滑的结果是使传动失效。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。弹性滑动的影响，使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1，其圆周速度的相对降低程度可用滑差率来表示。94带传动的张紧带的张紧方法有：1.调整中心距2安装张紧轮法第十章 轴101 轴的分类按轴受的载荷和功用可分为：1.心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴，。2.传动轴：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴,主要用于传递转矩。3.转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件又传递转矩。102 轴上零件的准确定位和可靠固定轴上零件有轴向定位和周向定位两种 一轴向定位的固定1轴肩或轴环 2套筒和圆螺母 3弹性挡圈和紧定螺钉 4轴端挡圈圆锥面二、周向定位和固定轴上零件的周向固定是为了防止零件与轴发生相对转动。常用的固定方式有：（1）键联接 （2）过盈配合联接 （3）圆锥销联接 (4)成型联接103 轴的设计步骤：设计轴的一般步骤为：一、选择轴的材料 根据轴的工作要求，加工工艺性、经济性，选择合适的材料和热处理工艺。二、初步确定轴的直径 按扭转强度计算公式，计算出轴的最小部分的直径。三、轴的结构设计 四、轴的强度设计104 键联接一、键联接的类型1. 平键联接制造容易、装拆方便、定心良好，用于传动精度要求较高的场合。根据用途可将其分为如下三种:普通平键联接 键的尺寸是长L、宽b和高h。端部形状有圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种，C型键用于轴端。A、C型键的轴上键槽用立铣刀加工，对轴应力集中较大。B型键的轴上键槽用盘铣刀加工，轴上应力集中较小。导向平键联接滑键联接2. 半圆键联接3. 楔键联接二、平键联接的选择与强度校核1.尺寸选择根据键联接的工作要求和使用特点，选择平键的类型按照轴的公称直径d，从国家标准中选择平键的尺寸bh。根据轮毂长度选择键长L:键的长度应略小于轮毂的长度。键长L应符合标准长度系列。2.强度计算第十一章 轴 承轴承支承轴及轴上零件，保证轴的旋转精度。根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。111 滚动轴承的构造一、滚动轴承的构造滚动轴承一般由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成。内圈装在轴径上，与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内，一般不转动。内外圈上设置有滚道，当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上，减少滚动体之间的碰撞和磨损。二、滚动轴承的类型及特点1. 按所能承受载荷的方向分为： （1） 向心轴承 （2） 推力轴承 2、按滚动体及其他分球轴承和滚子轴承；调心轴承和非调心轴承；单列轴承和双列轴承112 滚动轴承的代号滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号组成。