机械基础复习提纲

机械根底复习提纲第一章总论一、名词解释1．机构、机器、机械、构件、零件的含义。2．运动副的含义、分类、判别。3．平面机构自由度的含义、计算公式。4．如果机构自由度F>原动件数，将会怎样？如果机构自由度F<原动件数，将会怎样？如果机构自由度F=0，将会怎样？平面机构自由度计算，注意复合铰链、局部自由度和虚约束等情况，不要误判、遗漏杆件及高副等。例如右图所示机构、习题1-7e所示机构。第三章常用机构§3-1平面连杆机构铰链四杆机构及其应用曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构平面四杆机构的的演化曲柄滑块机构导杆机构——分转动导杆、摆动导杆摇块机构定块机构平面四杆机构的的演化平面四杆机构的主要特性1.曲柄存在的条件：〔1〕在曲柄摇杆机构中，曲柄最短；〔2〕最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和。根据这一条件及取不同构件作为机架时，可以得到不同的铰链四杆机构。〔1〕最短杆与最长杆之和大于于或等于其余两杆之和，不存在曲柄，为摇杆机构。〔2〕最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和，存在三种情况：①以最短杆的邻杆为机架，那么为曲柄摇杆机构，曲柄为最短杆；②以最短杆为机架，那么为双曲柄机构；③以最短杆的对边杆为机架，那么为双摇杆机构。2．急会特性和行程速度变化系数1〕急回特性——从动件的回程平均速度大于工作行程平均速度，以缩短非生产时间，提高生产效率。2〕行程速度变化系数——从动件回程平均速度与工作行程平均速度之比。用K表示：3.压力角与传动角压力角α——作用在从动件C点上力F与该点绝对速度之间的夹角。传动角γ——γ=90º-α。4．死点在曲柄摇杆机构中，假设摇杆为主动件，曲柄为从动件，当摇杆处在两个极限位置时，连杆线与曲柄线重合，连杆推动曲柄的力通过曲柄转动中心，无法形成力矩，不能推动曲柄旋转。§3-2凸轮机构凸轮机构——将原动件的连续转动或移动，转化为从动件的任意预定运动规律的连续或间歇的往复移动、摆动或复杂平面运动。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三大根本构件所组成的一种高副机构，在自动化机械和半自动化机械中得到广泛应用。凸轮的形状是由从动件的运动规律所决定。§3-2间歇运动机构间歇运动机构——将主动件的连续转动变为从动件的间歇运动，分棘轮机构和槽轮机构。槽轮机构的应用举例——电影放映机中的抓片机构。第五章工程材料§5-1金属材料的力学性能1.强度与塑性1〕强度——金属材料抵抗永久变形和断裂的能力，主要包括抗拉、抗压、抗剪、抗弯强度等。2〕塑性——金属材料在负载作用下，在断裂前产生塑性变形的能力。2．硬度测量硬度的方法：布氏硬度〔HBW〕、洛氏硬度〔HRC〕和维氏硬度(HV)。§5-2金属材料1.碳素钢1〕碳素结构钢用其屈服强度表示其牌号，如Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。2〕优质碳素结构钢用万分之几的含碳量数表示牌号。低碳钢：05、08、10、15、20、25，含碳量≤0.25%。中碳钢：30、35、40、45、50、55，0.25%<含碳量<0.6%。高碳钢：60、65、70、80、85,含碳量≥0.6%3〕碳素工具钢含碳量较高，0.65%<C<1.35%。用“T+千分之几含碳量”表示，如：T7、T8、T9、T10、T12、T13或T7A、T8A、T9A、T10A、T12A、T13A。2．合金钢1〕低合金高强度钢——09MnV、16Mn、15MnV、14MnTiRE合金结构钢2〕合金渗碳钢——20Cr、20CrMnV、18CrNi4WA合金结构钢3〕合金调质钢——40Cr、40Mn2、40CrMn4〕合金弹簧钢——60Mn、60SiMn5〕滚动轴承钢——GCr15、GCr15SiMn低合金刃具钢——9SiCr，低速切削刀具用钢合金工具钢高速钢——W18Cr4V，高速切削复杂刀具用钢合金工具钢冷作模具钢——小型模具：T10A、9SiCr、CrWMn、9Mn2V；大型模具：Gr12热作模具钢——中碳合金钢：5CrMnMo、5CrNiMo合金量具钢——T10A、T12A，9SiCr、CrWMn、Gr153．铸铁铸铁具有良好的铸造性、切削性、减震性和减磨性，价格低廉。1〕灰铸铁碳以片状石墨存在，断口呈暗灰色。抗拉强度低，塑性、韧性差。用“HT+数字”表示，例如：HT2002〕球墨铸铁碳以球状石墨存在，割裂作用小，强度高，接近钢。牌号如：QT450—103〕可锻铸铁碳以团絮状石墨存在，性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，是由白口铁在固态下经过高温石墨化退火获得的。4〕蠕墨铸铁碳以蠕虫状石墨存在，力学性能高于灰铸铁、低于球墨铸铁，但导热性、抗热疲劳性和铸造性能都高于球墨铸铁。§5-3钢的热处理退火1．热处理的种类：退火正火普通热处理热处理正火普通热处理热处理外表热处理淬火回火化学热处理外表淬火火焰加热感应加热渗碳渗氮碳氮共渗1〕退火随炉温缓慢冷却，分完全退火、球化退火和去应力退火。完全退火适用于亚共析钢，球化退火适用于共析钢或亚共析钢。例碳素工具钢或合金工具钢应球化退火以降低以降低硬度，改善切削性能。2〕正火空冷3〕淬火快速冷却以获得马氏体组织，目的是获得高的硬度和耐磨性或使钢件在回火处理后获得特殊性能，如高的弹性或综合力学性能。4〕回火淬火以后进行的一种热处理。淬火与回火一般连在一起。回火的种类：低温回火——降低脆性、消除或减小内应力。中温回火——获得高的弹性和屈服强度。高温回火，即调质——获得综合力学性能§5-4复习题1.在常用碳素钢中为以下工件选择适宜的材料并确定相应的热处理方法：普通螺钉、弹簧垫圈、扳手、钳工锤、手用锯条。答：普通螺钉用Q235、Q215等碳素钢，不进行热处理；弹簧垫圈用65Mn等优质碳素结构钢，要经淬火+中温回火；扳手用35或45优质碳素结构钢，一般进行发黑处理；钳工锤一般用T7或T7A等到碳素工具钢，一般进行淬火+低温回火；手用锯条一般用T10或T10A等碳素工具钢，一般进行淬火+低温回火。2.说明以下合金钢的类别、主要化学成分、热处理特点及大致用途：16Mn、Cr12MoV、60Si2Mn、3Cr2W8V、20CrMnTi、GCr15、Wl8Cr4V、40Cr、CrWMn、1Cr18Ni9。答：16Mn是低合金结构钢，常用于桥梁、船舶、车辆、压力容器和建筑结构等，一般不进行热处理；Cr12MoV是高碳高铬工具钢，常用于制造落料模、弯曲模等到冷作模具，热处理为球化退火、淬火+低温回火；60Si2Mn属合金弹簧钢，用于作减震板簧、螺旋弹簧等，热处理为淬火+中温回火，还要进行喷丸处理；3Cr2W8V属合金模具钢，用于热挤模和压铸模等，锻后退火、淬火+高温或中温回火。20CrMnTi属合金渗碳钢，主要用于加工尺寸较大的变速齿轮等高强度渗碳工件，热处理方式为渗碳后淬火+低温回火；GCr15属滚动轴承钢，用于制造滚动轴承，热处理为球化退火、淬火+低温回火；Wl8Cr4V属合金刃具钢，制造钻头、铣刀等，热处理为锻后退火、淬火+回火；40Cr属合金调质钢，制造较为重要的轴、齿轮、蜗杆等，热处理为淬火+高温回火；CrWMn属低合金工具钢，做拉刀、长铰刀和长丝锥等低速刀具，热处理为为球化退火、淬火+低温回火；1Cr18Ni9属铬镍不锈钢，做要求良好耐蚀性的各种结构工件、容器、管道等。3.说明以下工件或工具应选用什么材料比拟适宜，并确定相应的最终热处理方法：沙发弹簧、汽车板弹簧、普通车床主轴、汽车变速箱齿轮、圆板牙、重载冲孔板、铝合金压铸模、低精度塞规、高精度量规、手术刀。答：沙发弹簧用普通弹簧钢丝，在200～250°C的油槽中进行回火；汽车板弹簧用60Si2Mn钢，淬火+中温回火后进行喷丸处理；车床主轴40Cr或40MnVB等合金调质钢，淬火+低温回火；汽车变速箱齿轮用20CrMnTi，渗碳后淬火+低温回火；圆板牙用9CrSi低合金工具钢，锻后球化退火，淬火+低温回火；重载冲孔板用Cr12或Cr12MoV，球化退火，淬火+低温回火；铝合金压铸模用3Cr2W8V，锻后退火，淬火+高温或中温回火；低精度塞规用GCr15或9CrSi，淬火+低温回火；高精度量规用GCr15或9CrSi，淬火+低温回火，进行稳定化处理，在150°C左右进行长时间保温；手术刀用7Cr17，淬火+低温或中温回火。第六章联接一、螺纹的类型1．联接螺纹：普通螺纹，种类代号：M，分粗牙和细牙。2．传动螺纹：梯形螺纹，种类代号：Tr。二、螺纹的要素1．大径d〔D〕2．小径d1〔D1〕3．中径d2〔D2〕4．螺距P5．导程Ph6．线数〔头数〕n三、螺纹标记【例6.1】M40——表示公称直径为40毫米的粗牙普通螺纹。【例6.2】M40×1.5——表示公称直径为40毫米，螺距为1.5mm的细牙普通螺纹。四、螺纹连接的类型螺栓连接——两连接件厚度不大，可两边安装，广泛应用。双头螺柱连接——两连接件之一较厚、材料较软且经常拆卸，连接紧固或紧密要求较高的场合。螺钉连接——被连接件之一较厚，受力不大，且不经常拆卸的场合。紧定螺钉连接——主要起定位作用，可以传递不大的力或力矩。五、螺纹连接的防松1．摩擦防松2．机械防松第七章机械传动§7-1概述机械的组成动力局部执行局部传动局部操纵控制局部§7-2带传动带传动的受力分析1．初始拉力2．紧边拉力3．松边拉力4．有效力〔带传动所传递的圆周力〕带传动运动分析弹性滑移打滑带传动的实效形式带的打滑带的疲劳破坏四、带传动的特点1．传动平稳，宜放在传动链的高速级。2．适用两轴中心距较大的场合。3．防过载；4．不能保证准确传动比；5．体积较大；6．带的寿命较短；7．传递效率较低。§7-3链传动一、链传动的特点1．与带传动相比2．与齿轮传动相比二、链传动的运动特性链传动的多边形效应，瞬时链速和瞬时传动比都是变化的，带来冲击、振动和噪音。三、链传动的承载能力链传动的承载能力取决于链节距。节距越大平稳性越差，故在满足承载能力的条件下，尽量选用小节距单排链传动，对高速重载的链传动应选用小节距多排链。§7-4齿轮传动一、齿轮传动的特点能保持瞬时传动比不变，传递载荷大。渐开线的性质齿轮模数的概念模数m是决定轮齿大小的重要参数。模数越大，齿距p=πm越大，齿厚越厚，强度越高，承载能力越强。一对相互啮合的齿轮必须是模数相等和压力角相等。对于斜齿轮还应螺旋角大小相等，方向相反。四、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式见表7-2五、齿轮的实效形式轮齿折断齿面点蚀齿面磨损齿面胶合齿面塑性变形六、斜齿轮1．斜齿轮传动的特点传动平稳，冲击和噪音小，承载能力高，适用于高速、重载，但有轴向力。2．斜齿轮传动的条件模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等方向相反。第八章轮系一、轮系的分类1．定轴轮系2．周转轮系，又分：行星轮系和差动轮系。二、定轴轮系传动比计算1．平面定轴轮系的计算2．空间定轴轮系的计算三、周转轮系传动比计算须将周转轮系转化为假想的定轴轮系，即转化轮系。计算公式：混合轮系的传动比计算混合轮系——既有定轴轮系又有周转轮系。计算方法：分别计算，再根据同轴转速相同联系起来。轮系的功用实现相距较远两轴的传动实现分路传动实现变速、变向传动获得较大的传动比实现运动的合成和分解第九章轴系§9-1轴轴的功用轴的类型心轴转轴传动轴三、轴的材料及热处理调质钢——45、40Cr等，调质处理。四、轴的计算1．轴的最小直径估算——根据扭矩估算轴的最小直径。2．轴的强度校核——轴的结构设计完成后需弯扭组合校核。§9-2轴承轴承的功用与分类1．支撑回转零件。2．分滑动轴承和滚动轴承二、滚动轴承1．滚动轴承的类型及特性，接触角的概念2．滚动轴承代号的含义及识别§9-2联轴器和离合器1．联轴器和离合器的功用，共同点、不同点2．联轴器的分类及特性，补偿两轴制造及安装误差的原理第十章机械加工根底§10-1毛坯的制造方法一、铸造1．铸造的实质——液态成形2.铸造的特点——适合铸造复杂形状等二、锻压加工1．锻造适合力学性能要求高的零件的毛坯制造，分自由锻和模锻。2．冲压利用模具使板料别离或变形的加工方法。三、焊接1．焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。2．焊接过程的实质是利用加热或加压力等手段，借助于金属原子的结合与扩散作用，使别离的金属材