《机械设计基础A》知识要点

1,机械设计基础复习,机电工程学院,杨恩霞,Tel-mail:yangenxiai,2,机械设计基础考试题型,客观题分析简答题计算题,第一章平面机构的自由度,重点运动副和构件的概念、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。,二、运动副,两个构件直接接触且具有确定相对运动的联接。,运动副的分类,低副高副,转动副,移动副,一、构件：最小的运动单元,零件：最小的加工单元,机构,由基本概念看机器的组成,零件,构件,机器,运动链,三、平面机构自由度的计算公式,F3n2PLPH,注意事项,复合铰链,1）,局部自由度,2）,虚约束,3）,E,有一处为虚约束,机构具有确定运动的条件：,自由度大于零（F0）且原动件数=自由度数,第二章平面连杆机构,重点平面四杆机构的基本类型平面四杆机构的基本知识,一、平面四杆机构的主要类型,1、铰链四杆机构,3、导杆机构,2、曲柄滑块机构,第三章平面连杆机构及其设计,二、铰链四杆机构的类型,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,第三章平面连杆机构及其设计,三、平面四杆机构的工作特性,1、平面四杆机构有曲柄的条件,推论1：当Lmin+LmaxL(其余两杆长度之和)时最短杆的邻边是机架曲柄摇杆机构最短杆是机架双曲柄机构最短杆的对边是机架双摇杆机构推论2：当Lmin+LmaxL(其余两杆长度之和)时双摇杆机构,曲柄存在的条件：(1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和(2)以最短杆或其相邻杆为机架,第三章平面连杆机构及其设计,二、急回运动和行程速度变化系数,极位夹角：,从动件在两个极限位置时,曲柄在对应位置所夹的锐角。,行程速度变化系数K,第三章平面连杆机构及其设计,压力角:,从动件所受力的方向与该力作用点速度方向所夹的锐角.(不考虑各杆质量和摩擦),传动角:,压力角的余角.,(连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角),三、压力角和传动角,g,第三章平面连杆机构及其设计,四、死点位置,死点位置：从动件的传动角等于零时机构所处的位置（连杆与转动从动件共线的位置）,滑块为主动件,有死点存在,第三章平面连杆机构及其设计,s,4.在图示速度1）从动件的行2）画出该曲柄,解：（1）a+b=840c+d=900,所以有曲柄，曲柄即为AB。,（2）可以，以最短杆AB为机架获得双曲柄机构。,以最短杆AB的对边CD杆为机架获得双摇杆机构。,盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计凸轮基圆半径与压力角的关系等,重点,第三章凸轮机构及其设计,r0,一.基本概念,1.基圆r0以凸轮轮廓曲线上最小向径为半径所作的圆,2.行程h从动件运动的最大位移h,3.推程，推程角,5.回程，回程角,4.远休止，远休止角S,7.从动杆位移S从基圆至从动件尖点的距离,6.近休止，近休止角s,8.偏心距e、偏距圆,第四章凸轮机构及其设计,二用反转法设计凸轮廓线,三.压力角与作用力的关系,四.基圆半径和压力角的关系,从动件偏置方向的确定,第四章凸轮机构及其设计,解：,a,j,s,第四章齿轮机构,重点渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算,齿顶高ha,齿根高hf,齿全高h,直线类,尺寸计算,一、齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸,弧类,正确啮合条件,m1=m2=m；1=2=20,连续传动条件,无侧隙啮合条件,齿轮传动参数,节圆、啮合线、啮合角、中心距、顶隙、侧隙,二、渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动,三、齿轮的根切，变位齿轮，几个特殊齿轮。,第五章轮系,周转轮系传动比计算中的符号问题；复合轮系中基本轮系的划分。,本章难点,1.平面轮系,m外啮合齿轮对数,2.空间轮系,在图上画箭头表示首、末两轮的转向关系,奇数取“”,偶数取“”,一定轴轮系传动比的计算,转化轮系传动比计算通式：,二、利用转化轮系传动比求周转轮系传动比,行星轮系：,A活动齿轮,B固定中心轮,求解要点：,1.分清轮系2.列出方程3.建立联系4.联立求解,首先找出其中的基本周转轮系,分别列出基本周转轮系、定轴轮系的传动比方程,找出运动相同的联系构件,轮系分解的关键是：将周转轮系分离出来。,求解思路：将复合轮系分解为基本轮系，分别计算传动比，然后根据组合方式联立求解。,三、复合轮系的传动比,找基本周转轮系的一般方法,先找行星轮：几何轴线绕另一个齿轮的几何轴线转动的齿轮再找行星架支持行星轮的构件找中心轮几何轴线与行星架的回转轴线重合直接与行星轮相啮合的齿轮一个基本周转轮系行星轮、行星架、中心轮剩余的是定轴轮系,第六章其他常用机构,了解棘轮机构、槽轮机构的工作原理及特点,第七章机械运转速度波动的调节,本章重点机械运动产生速度波动的原因及其调节方法。,1.周期性的速度波动,加上转动惯量很大的回转件飞轮,调节方法:,一、稳定运转阶段的速度波动,周期性、非周期性,调速器主要调节驱动力例：离心式调速器,方法:,2.非周期速度波动,飞轮的简易设计方法,最大盈亏功WmaxEmax和Emin的位置之间所有外力作功的代数和,第八章机械的平衡,重点静、动平衡的原理和方法,1.静平衡,在转子上增加或除去一部分质量，使其质心与回转轴线重合，从而使转子的惯性力得以平衡。,力学条件：,（1）静平衡的条件,（2）对于静不平衡的转子，不论它有多少个不平衡质量，都只需在同一平衡面内增加或除去一个平衡质量就可以获得平衡单面平衡,（1）静平衡的条件分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零或质径积的向量和为零。,2.动平衡,使转子各偏心质量引起的惯性力和惯性力偶都均为零,动平衡与静平衡之间的关系?,静平衡的转子不一定是动平衡的动平衡的转子一定是静平衡的,力学条件为：,（2）动不平衡的转子，不论有多少个偏心质量，分布在多少个回转平面内，都只需要在两个选定的平衡面内分别增加或除去一个平衡质量，即可完全平衡。双面平衡,（1）动平衡的条件转子分布在不同平面内的各个偏心质量所产生的空间离心惯性力系的合力、合力矩均为零。,第十章联接,螺纹联接的强度计算,螺纹联接的类型强度计算,本章重点,本章难点,按螺纹的牙型,螺纹的分类,按螺纹的旋向,按螺旋线的根数,按回转体的内外表面,按螺旋的作用,按母体形状,矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,单线螺纹多线螺纹,外螺纹内螺纹,联接螺纹传动螺纹,圆柱螺纹圆锥螺纹,螺纹的主要参数,螺旋副的受力分析、效率和自锁,螺纹升角：螺旋副效率：自锁条件：,螺纹联接主要类型,螺纹联接的预紧和防松,螺纹联接的强度计算：,紧螺栓联接的强度计算,1.受横向载荷的紧螺栓联接,设计式：,强度校核式：,2.受轴向载荷FE的紧螺栓联接,被联接件所受的压力：残余预紧力FR=F0Fc,螺栓的总拉力：Fa=F0+Fb=FE+FR,静强度公式（Fa,T1)：FE不变,设计式为：,提高螺栓联接强度的措施,螺旋传动的类型、特点与应用,键联接的类型、特点与应用,花键联接特点与应用,销联接的类型、特点与应用,F0=2037N,第十一章齿轮传动,本章重点,本章难点,齿轮传动的失效形式齿轮传动的强度计算,齿轮传动的强度计算,第十一章齿轮传动,一、轮齿的失效形式及计算准则,二、齿轮传动作用力分析及计算载荷,三、直齿圆柱齿轮传动强度计算,四、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析,五、齿轮的构造、润滑和效率,第十二章蜗杆传动,圆柱蜗杆传动承载能力计算,受力分析，参数和强度计算特点,本章重点,本章难点,本章内容：蜗杆传动的类型，基本参数和几何尺寸，失效形式，受力分析，强度计算本章重点：受力分析，基本参数和强度计算特点,复习方法:与齿轮传动比较，抓住不同点传动的特点参数尺寸特点材料和结构特点受力特点强度计算特点,第十三章带传动和链传动,带传动的受力情况、运动分析V带传动的设计方法,本章重点,一、带传动的类型和应用,五、带传动的张紧装置,二、带传动的受力分析、应力分析,三、弹性滑动与打滑,四、带传动主要参数的选择,六、链传动的特点、类型及应用,第十四章轴,轴的结构设计,轴的结构设计和强度计算,本章重点,本章难点,本章主要内容,1、轴的功用和类型2、轴的结构设计零件的定位及固定方法（设计轴时考虑的因素？）3、轴的强度计算确定轴径（为保证轴具有一定的承载能力）,第十五章滑动轴承,本章重点,本章难点,滑动轴承的润滑机理,滑动轴承的设计计算,一、滑动轴承的特点、类型,二、滑动轴承的设计内容,轴承的型式和结构选择；轴瓦的结构和材料选择。,第十六章滚动轴承,向心推力轴承的受力分析,选择滚动轴承的类型滚动轴承的寿命计算,本章重点,本章难点,概述,本章主要内容：滚动轴承的类型和代号滚动轴承的选用（包括类型选择、尺寸选择、承载能力验算）滚动轴承的装置设计(安