机械设计基础1

机械设计基础复习第一章：1.机构具有确定运动的条件；2.自由度的计算：h l P P n F --=23，其中n 为活动构件数（注：要弄懂书本上复合铰链、局部自由度和虚约束的情况，这个一般是计算题，相对简单，做题时先把公式列出来）第二章：1.曲柄存在的条件；2.曲柄摇杆机构重要特性（急回特性、传动角、死点）；3.双曲柄机构（有急回，无死点）；4.双摇杆机构（有死点，无急回特性）；5.四连杆机构作图（可能大题）注：此章可看PPT ，掌握判断机构存在的条件。

第三章：1.凸轮机构各运动规律（1.等速运动规律：刚性冲击，适合低速轻载和从动件质量较小的机构；2.等加速等减速运动规律：柔性冲击，适合于中、低速、轻载场合；3.余弦加速度运动规律：柔性冲击，适合于中速场合；4.正弦加速运动：适合高速轻载。

）；2.凸轮机构作图（对心和偏心轮机构，可看那个辅导书上面，此题难度不是很大，一般是特殊凸轮（圆））；3.凸轮机构的压力角和自锁（基圆半径越大，压力角越小；滚子半径小于理论轮廓曲线的最小曲率半径）。

第五章（重点）：1.前面三节主要是理论知识，看看，能理解最好；2.基圆半径确定，其瞬时传动比仍保持原值不变；3.基圆是个假想圆；4.模数m 是轮齿抗弯曲能力的重要标志；5.具有标准模数、标准压力角的圆称为分度圆；6.掌握直齿轮计算公式；7.直齿轮正确啮合条件；8.重合度1≥αε（计算公式可以记记）；9.避免根切17min =Z ；10.齿轮失效形式及计算准则（记住）P81；11.直齿轮受力分析（一般不会考计算，力的方向判断：圆周力主反从同；径向力分别指向各自的轮心）；12.复合齿形系数FS Y 决定于齿数、变位系数，与模数无关；13.齿宽系数1/d b d =ψ，b 取大齿轮（这个我有点不确定，你可以看看那个辅导书后面，那上面有）；14.齿轮精度等级（12个精度等级，1级最高，12级最低）；15.斜齿轮法面参数为标准值；16.掌握斜齿轮计算公式；17.当量齿数β3cos /z z v =；18.斜齿轮受力分析（圆周力：主反从同；径向力：指向各自的轮心；轴向力：主动轮左右手定则； 其他计算公式没有要求掌握，考的可能性很小）；19.齿轮传动的润滑（润滑的原因、润滑方式）。

机械设计基础1复习要点（机械原理部分）第1章 绪论掌握：机器的特征：人为的实物组合、各实物间具有确定的相对运动、有机械能参与或作机械功了解：机器、机构、机械、常用机构、通用零件、专用零件和部件的概念第2章 机构组成和机构分析基础知识2.1 掌握：构件的定义（运动单元体）、构件与零件（加工、制造单元体）的区别平面运动副的定义、分类（低副：转动副、移动副；高副：平面滚滑副）各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置2.2 掌握：机构运动简图的画法（注意标出比例尺、主动件、机架和必要的尺寸）2.3 掌握平面机构自由度计算：自由度计算公式：H L P P n F --=23；在应用计算公式时的注意事项（复合铰链、局部自由度、虚约束）；机构具有确定运动的条件（机构主动件数等于机构的自由度）；2.4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 ：掌握：速度瞬心定义；绝对瞬心、相对瞬心；瞬心的数目；速度瞬心的求法：观察法： 三心定理法：用速度瞬心求解构件的速度；第4章 平面连杆机构4.1 掌握：铰链四杆机构的分类：铰链四杆机构的变异方法：改变构件长度、改变机架（倒置）4.2 掌握：铰链四杆机构的运动特性：曲柄存在条件：曲柄摇杆机构的极限位置：曲柄摇杆机构的极位夹角θ：曲柄摇杆机构的急回特性及行程速比系数 K ；铰链四杆机构的传力特性：压力角α：传动角γ：许用传动角[γ]；曲柄摇杆机构最小传动角位置：死点（止点）位置：死点（止点）位置的应用和渡过4.3 掌握：平面连杆机构的运动设计：实现给定连杆二个或三个位置的设计；实现给定行程速比系数的四杆机构设计：曲柄摇杆、曲柄滑块第5章 凸轮机构5.1 掌握：凸轮机构的分类5.2 掌握：基圆（理论廓线上最小向径所作的圆）、理论廓线、实际廓线、行程；从动件运动规律（升程、回程、远休止、近休止）刚性冲击（硬冲）、柔性冲击（软冲）；三种运动规律特点和等速、等加速等减速、余弦加速度位移曲线的画法；5.3 掌握：反转法绘制凸轮廓线的方法、对心或偏置尖端移动从动件、对心或偏置滚子移动从动件；5.4 掌握：滚子半径的选择、运动失真的解决方法，压力角α、许用压力角、基圆半径的确定；第6章 齿轮传动6.2 掌握齿廓啮合基本定律 定传动比条件、节点、节圆、共轭齿廓6.3 掌握：渐开线的形成、特点及方程；一对渐开线齿廓啮合特性：定传动比特性、可分性；一对渐开线齿廓啮合时啮合角、啮合线保持不变；6.4 掌握：渐开线齿轮个部分名称：基本参数：齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数；计算分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高，齿距（周节）、齿厚、齿槽宽；外啮合标准中心距；标准安装：分度圆与节圆重合（d d ='、αα='）； 一对渐开线齿轮啮合条件：正确啮合条件、连续传动条件、重合度的几何含义；一对渐开线齿轮啮合过程：起始啮合点（入啮点）、终止啮合点（脱啮点）；实际啮合线、理论啮合线、极限啮合点；6.5 了解：范成法加工齿轮的特点、根切现象及产生的原因、不根切的最少齿数第8章 轮系和减速器8.1 掌握：定轴轮系、周转轮系、混合轮系概念8.2 掌握：定轴轮系传动比计算，包括转向判定；周转轮系传动比计算；混合轮系传动比计算：第11章 其他传动机构11.1 掌握：棘轮机构的组成、工作原理、类型（齿式、摩擦式）运动特性：有噪音有磨损、运动准确性差、自动啮紧条件；11.2 掌握：槽轮机构组成、类型（外槽轮机构、内槽轮机构）、定位装置（锁止弧）、运动特性：连续转动转换为单向间歇转动了解：最少槽数、运动特性系数、主动拨销进出槽轮的瞬时其速度应与槽的中心线重合且有软冲、动力特性概念：第20章 机械系统动力学设计20.1 掌握：作用在机械上的力：驱动力、工作阻力等效构件、等效力矩、等效转动惯量、等效力、等效质量、等效动力学模型等效原则：等效力矩e M 、等效力e F ：功或功率相等等效转动惯量e J 、等效质量e m ：动能相等 等效方程：∑=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛±+⎪⎭⎫ ⎝⎛=n i i i i i i e M v F M 1cos ωωωα∑=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=n i i si si i e J v m J 122ωωω ∑=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛±+⎪⎭⎫ ⎝⎛=n i i i i i i e v M v v F F 1cos ωα∑=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=ni i si si i e v J v v m m 122ω20.2 掌握：机器运动的三个阶段、周期性速度波动的原因、调节周期性速度波动的目的（限制速度波动幅值）和方法（转动惯量）平均角速度、不均匀系数；掌握等效力矩为位置函数时，飞轮转动惯量计算：[][]J n W J W J m F -∆=-∆≥δπδω22max 2max900 掌握：能量指示图、最大盈亏功、最大速度位置、最小速度位置20.3 掌握：静平衡的力学条件：0=∑i F ；动平衡的力学条件：0=∑i F 、0=∑i M 与平衡方法。

《机械设计基础1》期末复习填空题1.机械是机器和机构的统称。

2.从制造的角度看，机器是由若干个零件装配而成；从运动的角度看，机器是由若干个运动的单元所组成，这种运动单元称为构件。

3.平面任意力系向一点简化可得到一个与简化中心无关的力偶和一个与简化中心有关的力。

4.在平面力系中各力的作用线全部汇交于一点，那么称此力系为平面汇交力系。

5.在平面力系中各力的作用线既不汇交于一点，相互间也不全部平行，那么称此力系为空间力系。

6.零件产生剪切变形时，一般都伴随着挤压变形，即联接件的接触面发生压陷现象。

7.梁的三种基本形式为简支梁、外伸梁、悬臂梁。

8.利用材料的强度条件，可以解决三大类工程实际问题：校核强度、求最小截面尺寸（截面尺寸设计）、确定许用载荷。

9.平面高副是两构件以点或线接触构成的运动副，它给构件的相对运动引入一个约束条件；平面低副是两构件以面接触构成的运动副，它给构件的相对运动引入两个约束条件。

10.若平面四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构，根据其两两连架杆运动形式的不同有三种基本形式，分别是曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

11.轴向拉伸和压缩时，内力垂直于横截面并通过其形心，所以内力称为轴力。

12. 单位长度上的绝对变形称之为 相对变形或线应变 。

13. 塑性金属材料的极限应力是σs ，称为 许用应力 。

14. 剪力是剪切面上 分布内力 的合力。

15. 扭转变形的受力特点是：垂直于轴线的平面受到 大小相等 、 方向相反 的两个力偶作用。

16. 杆件各横截面绕轴线发生相对转动，这种变形称之为 扭转变形 。

17. 由轴传递的功率和转速，通过公式计算作用于轴上的外力偶矩。

18. 作用在轴上的外力是力偶，横截面上内力偶与之平衡，内力偶之矩称为 扭矩 。

19. 杆件的基本变形有：拉压变形，剪切变形、和 扭转变形 。

单选题1. 圆轴扭转剪应力 C 。

A. 与扭矩和极惯性矩都成正比；B. 与扭矩成反比，与极惯性矩成正比C. 与扭矩成正比，与极惯性矩成反比；D. 与扭矩和极惯性矩都成反比2. 插销穿过水平放置的平板上的圆孔（如右图），在其下端受有拉力P 。

练习题答案第一章 平面连杆机构1-1 什么叫曲柄？在铰链四杆机构中，曲柄的存在条件是什么？曲柄是否一定是最短杆？答：⑴ 能绕固定铰链中心作整周转动的连架杆称为曲柄。

⑵ 曲柄存在的条件：①、最短杆和最长杆的长度之和小于或等于其它两杆长度之和；②、最短杆或其临杆做机架。

⑶ 曲柄不一定是最短杆。

（当满足条件1时并最短杆作机架时，曲柄为最短杆的两个临杆） 1-2 铰链四杆机构用不同的杆长组合并通过构件位置的倒置会得到哪些类型的机构？试填在下表中。

1-3 什么叫摆角？什么叫极位夹角？什么叫行程速比系数？前两者之间有怎样的关系？后两者之间又有怎样的关系？答：⑴ 在曲柄摇杆机构中，取曲柄为主动件，在曲柄转动一周的过程中，有两次与连杆共线，这时的摇杆分别摆至左、右两极限位置。

摇杆两极限位置间的夹角称作摇杆的摆角。

⑵ 对应于摇杆处于两极限位置时，曲柄两位置直线间所夹的锐角，称为极位夹角。

⑶ ()()θ－180θ＋180/ωθ＋180C C /ωθ－180C C /t C C /t C C V V 0002101212121212====线速度从动件工作行程的平均线速度从动件返回行程的平均行程速比系数⑷ 极位夹角和摆角的大小取决于机构中的杆长关系。

摆角越大，极位夹角越大。

⑸ 极位夹角极位夹角行程速比系数－180＋18000== 1-4 曲柄滑块机构是怎样演化为偏心轮机构的？这种演化机构有何优点？答：当曲柄的实际尺寸很小但传递动力较大时，通常将曲柄做一圆盘，圆盘的几何中心为B （亦即圆盘与连杆2的铰接中心），B 与圆盘自身的回转中心A 的距离就是曲柄AB 的长度，这时的机构称为偏心轮机构。

这种演化机构的优点：既减少了加工程序，又提高了曲柄的强度和刚度。

1-5 何谓机构的急回特性？机构具有急回特性的特征是什么？并分析K值大小对机构工作的影响。

答：当曲柄等速转动时，摇杆往返摆动的速度其值不相同，返回时速度较大。

从动件这种返回行程的速度大于工作行程速度的性质，称为机构的急回特性。

机械设计基础课程形成性考核作业（一）第1章静力分析基础1．取分离体画受力图时，_CEF_力的指向可以假定，_ABDG_力的指向不能假定。

A．光滑面约束力B．柔体约束力C．铰链约束力D．活动铰链反力E．固定端约束力F．固定端约束力偶矩G．正压力2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在_B_的方向上，使投影方程简便；矩心应选在_FG_点上，使力矩方程简便。

A．与已知力垂直B．与未知力垂直C．与未知力平行D．任意E．已知力作用点F．未知力作用点G．两未知力交点H．任意点3．画出图示各结构中AB构件的受力图。

4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,α＝30︒.求两吊杆的受力的大小。

解：列力平衡方程：又因为 AB=BC第2章常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么?答：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动。

2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。

以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。

3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。

（1）n=7,P L=10, P H=0F=3n-2 P L–P H=3×7-2×10=1C处为复合铰链（2）n=5,P L=7, P H=0F=3n-2 P L–P H=3×5-2×7=1（3）n=7,P L=10, P H=0F=3n-2 P L–P H=3×7-2×10=1（4）n=7,P L=9, P H=1F=3n-2 P L–P H=3×7-2×9-1=2E、E´有一处为虚约束F为局部自由度C处为复合铰链第3章平面连杆机构1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_C为机架，将得到双曲柄机构。

A．最长杆B．与最短杆相邻的构件C．最短杆D．与最短杆相对的构件2．根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。