精密机械基础第2章精密机械设计的工程力学基础2
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精密机械设计考试重点整理第二章工程材料和热处理低碳钢:含碳≤0.25% 中碳钢:含碳0.25%~0.60% 高碳钢:含碳>0.60%第四节钢的热处理(P23)普通热处理:退火、正火、淬火、回火表面热处理:表面淬火、化学热处理第四章平面机构的结构分析机构是按一定方式联接的构件组合体。
使两构件直接接触,而又能产生一定相对运动的联接(可动联接)称为运动副。
点接触或线接触的运动副成为高副;面接触的运动副称为低副。
机构运动简图的画法(P67例题4-1)第四节平面机构的自由度构件所具有的独立运动数目称为自由度,做平面运动的自由构件具有三个自由度。
机构自由度计算公式F=3n-2P L-P H自由度等于1的机构,在具有一个原动件时运动是确定的。
机构自由度、原动件数目与机构运动之间的关系:①当F≤0时,构件间不可能具有相对运动;②当F>0时,原动件数大于机构自由度,机构会遭到损坏;原动件数小于机构自由度,机构运动不确定;③只有当原动件数等于机构自由度时,机构才具有确定的运动。
计算机构自由度时应注意的事项:(P69)①复合铰链:在同一轴线上有两个以上的构件用转动副联接时,则形成复合铰链。
若有m个构件用复合铰链联接时,则应含有(m-1)个转动副。
②局部自由度:在有些机构中,某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动,把这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。
③虚约束:在机构中,有些运动副的约束可能与其他运动副的约束重复,因而这些约束对机构的运动实际上并无约束作用,这类约束称为虚约束。
第五节平面机构的组成原理和结构分析高副低代(P71)(什么是高副低代?怎么样代?特殊情况?)不能再拆的最简单的自由度为零的构件称为组成机构的基本杆组。
由二个构件三个低副组成,称之为Ⅱ级杆组,是应用最广的杆组。
平面机构的结构分析(P74)第五章平面连杆机构平面连杆机构是由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构,主要作用是用来传递运动、放大位移或改变位移的性质。
青大精密机械设计教学大纲05010092《精密机械设计》教学大纲学分4学时:(60+8)一、课程性质和目标本课程是为仪器仪表类及相近专业的本科学生开设的学科基础课,学时为68学时。
作为专业骨干课程,本课程是在具备机械制图、工程力学知识的基础上展开的。
它融合机械原理,机械零件,工程材料与热处理,零件的精度设计于一门课程,对精密机械及仪器仪表中常用机构和零部件的工作原理,适用范围,结构设计,理论计算方法,工程材料以及零件几何精度的基础知识等诸方面进行阐述,是该专业本科学习期间的一门综合性机械类课程。
在课程科学知识体系上,充分考虑仪器仪表类专业精密机械设计的特点,削减了对仪器仪表专业应用性较弱的知识点,贯彻落实“少而精,教给手”的教育理念,著重培育学生的结构设计能力,工程化和标准化设计能力。
充分利用一流设计手段,强化课堂教学环节,注重精密机械设计特点,特别强调设计方法和设计者素质的培育。
通过本课程的自学:1)使学生基本掌握精密仪器仪表中通用机构的结构分析、运动分析、动力分析及其设计方法;2)并使学生掌控通用型零、部件的工作原理、特点、选型及其计算方法,培育学生能够运用所学基础理论科学知识,化解精密机械零、部件的设计问题;3)培养学生具有设计精密机械传动和仪器机械结构的能力,以及对某些典型零、部件的精度分析,并提出改进措施;4)并使学生介绍常用机构和零、部件的试验方法;初步具备某些零、部件的性能测试和结构分析能力;5)使学生了解零件的材料与热处理方法、精度设计和互换性方面的基本知识,并能在工程设计中如何正确选用。
二、课程基本建议本门课是一门实践性很强的技术基础课。
主要由课堂教学,实验教学和集中课程设计。
在课堂教学中主要通过教师讲授与应用多媒体课件结合,采用启发式,问答式等方法进行教学。
实验教学为学生提供实验指导,由院实验中心组织任课老师和实验员负责实验的准备和实施,通过形式生动的实验教学,培养学生的感性认识。
精密机械设计基础(Fundamentals of Precision Machinery Design)课程编号:03410034学分:3.5学时:56 (其中:讲课学时:50实验学时:6上机学时:0)先修课程:工程图学、工程力学适用专业:测控技术与仪器,光信息科学与工程等专业教材:《精密机械设计》,庞振基,机械工业出版社,2004年3月第1版一、课程性质与课程目标(-)课程性质《精密机械设计基础》主要讲授精密机械及仪器仪表中常用机构和零部件的工作原理、适用范围、结构、设计计算方法,以及工程材料、零件几何精度的基础知识等。
具体内容包括精密机械设计的基础知识,工程材料和热处理,零件的几何精度,平面机构的结构分析,平面连杆机构,凸轮机构、摩擦轮和带轮传动,齿轮传动,轴、联轴器、离合器,支承。
本课程强调工程观点、定量运算、实验技能和设计能力的训练,强调理论与实际的结合,提高分析问题、解决问题的能力。
止匕外,由于本课程是一门理论与实践密切结合的设计性课程,在教学过程中,除进行理论讲课外,还安排有习题课、实验课及课程设计等实践性教学环节。
为培养复合型人才奠定了工程基础。
(-)课程目标.能正确描述机械和精密机械的基本概念,及零件的设计方法;1.根据材料的分类,能正确划分常用工程材料;根据各种热处理方法的不同,在实际应用中能正确选用合适的热处理手段;2.能正确计算孔和轴配合的各种尺寸;能在图纸上正确标注形位公差和粗糙度等;.能正确绘制出给定实际机构的运动简图;能对给定的高副机构进行低代处理;能利用机构的组成原理正确进行结构分析;3.根据钱链四杆机构中曲柄存在的条件,由已知条件能求出未知杆长范围;能运用常见钱链四杆机构的设计方法,进行合理设计;.根据凸轮机构从动件常用运动规律,由给定的条件能用图解法设计常见的凸轮机构;4.能正确进行带传动中带的受力分析,能根据给定的工作条件正确选择合适的带传动;.能合理地设计直齿圆柱齿轮传动,并能正确进行校核;能利用适当的方法,正确计算各种轮系的传动比。
C22-1 表征金属材料的力学性能时,主要有哪几项指标解:表征金属材料的力学性能时,主要指标有:强度(弹性极限、屈服极限、强度极限),刚度、塑性、硬度。
2-2 常用的硬度指标有哪些解:常用的硬度指标有三种:布氏硬度(HBS)、洛氏硬度(HRC-洛氏C标度硬度)、维氏硬度(HV)。
2-3 低碳钢,中碳钢,高碳钢的含碳量范围是多少解:低碳钢(C≤%);中碳钢(%<C≤%);高碳钢(C>%)2-4 什么是合金钢钢中含合金元素 Mn,Cr,Ni,对钢的性能有何影响解:冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。
其中加入Mn可以提高钢的强度和淬透性;加入Cr可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性;加入Ni可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。
2-5 非铁金属共分几大类具有哪些主要特性解:有色金属主要分为以下几类:1)铜合金:良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。
2)铝合金:比强度高,塑性好,导热、导电性良好,切削性能良好。
3)钛合金:密度小,机械强度高、高低温性能好,抗腐蚀性良好。
2-6 常用的热处理工艺有哪些类型解:常用的热处理工艺有:退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。
2-7 钢的调质处理工艺过程是什么其主要目的是什么解:钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。
目的是为了获得良好的综合机械性能,即好的强度、韧性和塑性。
2-8 镀铬和镀镍的目的是什么解:镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性,并具有较高的硬度和耐磨性。
镀镍是为了获得良好的化学稳定性,并具有良好的导电性。
2-9 选择材料时应该满足哪些基本要求解:选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。
C44-1 何谓运动副和运动副要素运动副如何进行分类解:由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。
两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副要素。
运动副有多种分类方法:按照运动副的接触形式分类:面和面接触的运动副在接触部分的压强较低,被称为低副,而点、线接触的运动副称为高副。
第一章 结构设计中的静力学平衡1-1 解:力和力偶不能合成;力偶也不可以用力来平衡。
1-2 解:平面汇交力系可以列出两个方程,解出两个未知数。
取坐标系如图,如图知 ()100q x x = 1-3 解:则载荷q(x) 对A 点的矩为1()()(2)66.7()A M q q x x dx KN m =⋅-≈⋅⎰1-4 解:1)AB 杆是二力杆,其受力方向如图,且 F A ’=F B ’2)OA 杆在A 点受力F A ,和F A ’是一对作用力和反作用力。
显然OA 杆在O 点受力F O ,F O 和F A 构成一力偶与m 1平衡,所以有 1sin300A F OA m ⋅⋅︒-=代入OA = 400mm ,m 1 = 1N ⋅m ,得 F A =5N 所以F A ’=F A =5N , F B ’= F A ’=5N ,即 杆AB 所受的力S =F A ’=5N3)同理,O 1B 杆在B 点受力F B ,和F B ’是一对作用力和反作用力,F B =F B ’=5N ;且在O 1点受力F O1,F O1和F B 构成一力偶与m 2平衡,所以有 210B m F O B -⋅= 代入O 1B =600mm ,得 m 2=3N.m 。
1-5 解:1)首先取球为受力分析对象,受重力P ,墙 壁对球的正压力N 2和杆AB 对球的正压力N 1,处于平衡。
有:1sin N P α⋅= 则 1/s i n N P α=2)取杆AB 进行受力分析,受力如图所示, 杆AB 平衡,则对A 点的合力矩为0: 1()cos 0A M F T l N AD α=⋅⋅-⋅=3)根据几何关系有(1cos )sin tan sin a a a AD αααα+=+=最后解得:2211/cos 1sin cos cos Pa Pa T l l αααα+=⋅=⋅- 当2cos cosαα-最大,即α=60°时,有T min =4Pa/l 。