《机械设计基础》复习重点、要点总结

五彩池是九寨沟湖泊中的精粹，上半部呈碧蓝色，下半部则呈橙红色，湖里生长着水绵、轮藻、小蕨等水生植物群落，还生长着芦苇、节节草、水灯芯等草本植物

页脚内容

《机械设计基础》

第1章 机械设计概论

复习重点

1. 机械零件常见的失效形式

2. 机械设计中，主要的设计准则

习题

1-1 机械零件常见的失效形式有哪些？

1-2 在机械设计中，主要的设计准则有哪些？

1-3 在机械设计中，选用材料的依据是什么？

第2章 润滑与密封概述

复习重点

1. 摩擦的四种状态

2. 常用润滑剂的性能

习题

2-1 摩擦可分哪几类 ？各有何特点 ？

2-2 润滑剂的作用是什麽？常用润滑剂有几类？

第3章平面机构的结构分析

复习重点

1、机构及运动副的概念

2、自由度计算

平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。

3.1 运动副及其分类

运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）

按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。

3.2 平面机构自由度的计算

一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用PL个低副和PH个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2PL+PH个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为

F=3n-2PL-PH (1-1) 五彩池是九寨沟湖泊中的精粹，上半部呈碧蓝色，下半部则呈橙红色，湖里生长着水绵、轮藻、小蕨等水生植物群落，还生长着芦苇、节节草、水灯芯等草本植物

页脚内容 下面举例说明此式的应用。

例1-1

试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。

解 由其机构运动简图不难看出，该机构有3个活动构件，n=3；包含4个转动副，PL=4；没有高副，PH=0。因此，由式(1-1)得该机构自由度为

F=3n-2PL-PH =3×3-2×4-0=1

3. 2.1 计算平面机构自由度的注意事项

应用式(1-1)计算平面机构自由度时，还必须注意以下一些特殊情况。

1. 复合铰链

2. 局部自由度

3. 虚约束

例3-2 试计算图3-9所示大筛机构的自由度。

解 机构中的滚子有一个局部自由度。顶杆与机架在E和E′组成两个导路平行的移动副，其中之一为虚约束。C处是复合铰链，3个构件组成两转动副。今将滚子与顶杆焊成一体，去掉移动副E′，五彩池是九寨沟湖泊中的精粹，上半部呈碧蓝色，下半部则呈橙红色，湖里生长着水绵、轮藻、小蕨等水生植物群落，还生长着芦苇、节节草、水灯芯等草本植物

页脚内容 如图1-9b所示。该机构有7个活动构件，n=7，PL =9 (7个转动副和2个移动副)，PH =1，由式(1-1)得

F=3n-2PL-PH =3×7-2×9-1=2

此机构的自由度等于2。

3.3 机构具有确定运动的条件

机构的自由度也即是平面机构具有独立运动的个数。机构要运动，其自由度F必大于零。机构中每个原动件具有一个独立运动，因此，机构自由度必定与原动件的数目相等。

习题

3-1 一个在平面内自由运动的构件有多少个自由度？

3-2 运动副所产生的约束数与自由度有何关系？

3-3 机构具有确定运动的条件是什么？

3-4 计算图3-14所示机构的自由度，指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

第4章平面连杆机构

复习重点

1. 四杆机构的基本类型及其演化； 五彩池是九寨沟湖泊中的精粹，上半部呈碧蓝色，下半部则呈橙红色，湖里生长着水绵、轮藻、小蕨等水生植物群落，还生长着芦苇、节节草、水灯芯等草本植物

页脚内容 2. 平面四杆机构的基本特性

平面连杆机构是由若干构件用低副（转动副和移动副）联接而成，所以又称为低副机构。

习题

一. 正误判断(正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”.)

1) 处于死点位置的机构是不可能运动的。 （×）

2) 曲柄摇杆机构中，当摇杆为从动件时，机构才有死点位置出现。（√）

3）曲柄摇杆机构中死点位置可能出现在曲柄与连杆共线的位置上。（√）

二.选择填空

1.铰链四杆机构中的运动副是（C）。

A）高副 B）移动副 C）转动副 D）点接触的具有一定相对运动的联接

2. 铰链四杆机构ABCD中，已知AB＝50、BC＝115、CD＝120、DA＝30，若该机构属于双曲柄机构，则机架是（A ）。

A） AB杆 B ）BC杆 C ）CD杆 D）DA杆

第5章 凸轮机构

复习重点

1、常用运动规律的特点，刚性冲击，柔性冲击，S-δ曲线绘制

2、凸轮轮廓设计原理—反转法，自锁、压力角与基圆半径的概念

习题

5-1 某直动对心从动件盘状凸轮沿顺时针方向转动时，从动件以等速上升，其行程h=30mm，回程等速返回处；从动件各运动阶段凸轮的转角为：δ1=120º，δ2=60º，δ3=120º，δ4=60º。试绘制从动件的位移线图。

第6章 间歇运动机构

复习重点

了解四种常用间歇机构的工作原理及应用

习题

6-1 什么叫间歇运动机构? 常用的间歇运动机构有哪几种？

第7章 螺纹连接

复习重点

1. 螺纹的基本知识

2. 螺纹连接

习题

7-1 常用的螺纹牙型有几种？说明各自的特点和应用场合。

7-2 螺纹的公称直径指哪一直径？螺栓强度计算使用哪一直径？螺纹几何尺寸计算使用哪一直径？ 五彩池是九寨沟湖泊中的精粹，上半部呈碧蓝色，下半部则呈橙红色，湖里生长着水绵、轮藻、小蕨等水生植物群落，还生长着芦苇、节节草、水灯芯等草本植物

页脚内容 7-3 螺纹联接为什么要预紧？常用控制预紧力的方法有哪些？

7-4 螺纹联接为什么要防松？防松的根本问题是什么？按照防松原理，举例说明如何实现防松。

7-5满足何种条件时，螺旋传动具有自锁特性？

第8章 轴毂联接

轮毂联接是实现轴和轴上零件之间的周向定位，主要方式有：键联接、花键联接和过盈配合。

复习重点

1. 键连接

习题

8-1 在一直径为80 mm的轴上，安装齿轮，轴与轮毂材料均为45钢，轮毂宽度为120mm，有轻微冲击。试选择键的尺寸，并计算传递的最大转矩。

第9章 带传动和链传动

复习重点

1. 带传动的组成、工作原理、传动特点

2. 链传动的组成、工作原理、传动特点

9.1带传动的结构特点：

1、组成：主动轮、从动轮、传动带

2、分类：

㈠按工作原理分：摩擦型、啮合型带传动

㈡按带的截面形状分：

a.平型带传动——最简单，适合于中心距a较大的情况

b.V 带 传动——三角带

c.多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合

d.同步带传动——啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。

㈢按带的传动形式分：

开口传动： 两轮转向相同

交叉传动： 两轮转向相反

半交叉传动： 用于交错轴

二、工作原理、工作特点、应用

1、工作原理：靠摩擦和靠啮合两种

2、工作特点：适宜布置在高速级

优点：可远距离传动、缓冲吸振、过载保护、结构简单、维护方便

缺点：传动比不准确、传动效率低、带的寿命短、压轴力大

η带=0.92～0.95 、η链=0.95～0.97、η齿轮=0.97～0.99 五彩池是九寨沟湖泊中的精粹，上半部呈碧蓝色，下半部则呈橙红色，湖里生长着水绵、轮藻、小蕨等水生植物群落，还生长着芦苇、节节草、水灯芯等草本植物

页脚内容 3、应用：功率（P≤100 KW）、带速（V=5～25 m/s）、传动比（i≤7）

三、受力分析

工作前 :两边初拉力Fo=Fo

工作时:两边拉力变化：

①紧力 Fo→F1； ②松边Fo→F2

F1—Fo = Fo—F2

F1—F2 = 摩擦力总和Ff = 有效圆周力Fe

所以: 紧边拉力： F1=Fo + Fe/2

松边拉力： F2=Fo—Fe/2

另外：带受到的弯曲拉力：σb1和σb2

离心拉力：Fc=qv2 （应力σc）

带传动的应力分布图：如下

带的弹性滑动和打滑

㈠弹性滑动：带与轮缘之间会发生不显著的相对滑动称为---。

滑动的结果：V1＞V＞V2 五彩池是九寨沟湖泊中的精粹，上半部呈碧蓝色，下半部则呈橙红色，湖里生长着水绵、轮藻、小蕨等水生植物群落，还生长着芦苇、节节草、水灯芯等草本植物

页脚内容 ㈡打滑：当带传动的有效圆周力超过了带的极限摩擦力时，带

和带轮之间发生显著的相对滑动，称为---。

㈢弹性滑动和打滑的区别：

⑴弹性滑动是不显著的相对滑动，只发生在部分包角范围内；

而打滑是显著的相对滑动，发生在全部包角范围内。

⑵弹性滑动是带工作时的固有特性，是不可避免的；

而打滑是带过载时的一种失效形式，是可以避免的。

四、失效形式: 1、带的疲劳破坏 2、打滑

习题

9-1

带传动中的弹性滑动与打滑有何区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？

9-2 在V带传动设计时，为什么要限制带的根数？

9-3 带传动的主要失效形式是什么？

9-4 带传动工作中，带上所受应力有哪几种？如何分布？最大应力在何处？

第10章 链传动

复习重点

1. 链传动的组成、工作原理、传动特点

链传动的组成、工作原理、传动特点

1、组成：主动链轮、从动链轮、传动链

2、工作原理：靠啮合。

（滚子链：靠链节和链轮轮齿的啮合。 齿形链：靠链齿和轮齿的啮合）

3、传动特点：

㈠优点：（和带比）⑴无弹性滑动、打滑现象、i平均=常数 ⑵压轴力小

⑶可在恶劣环境（如高温、油污、潮湿）中工作 ⑷传动效率比带高

（和齿轮比）易安装、远距离传动轻便。

㈡缺点：⑴i瞬时≠常数 ⑵传动时有振动、冲击、噪声 ⑶只能用于两平行轴之间的传动

⑷传动急速反转时性能较差。

4.传动链结构特点：

按链条的结构不同分： ⑴套筒滚子链：（简称滚子链） ⑵齿型链

⑴滚子链：）

①结构：由外链板、内链板、套筒、滚子、销轴 五部分组成。

各部分关系： 销轴与套筒 、套筒与滚子 为间隙配合。

销轴与外链板、套筒与内链板 为过盈配合。

另外：内、外链板之间留有一定间隙，以便润滑油渗入到铰链的摩擦面间。