精密机械设计基础

精密机械设计基础

第二章 1硬度的概念：硬度表示材料表面在一个小体积范围内抵抗弹性变形，塑性变形或破裂的能力。常用硬度指标有：布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度

2钢材在加工和使用过程中的主要影响因素 ：含碳量，合金元素，温度，热处理工艺

3常用的工程材料 ：钢铁材料，非铁金属，非金属材料和复合材料等

4非铁金属及其合金具有的良好特性：减磨性，耐腐蚀性，耐热性，导电性等

5非金属材料的分类：工程塑料（密度小，重量轻，耐腐蚀性能好，容易加工，可以用注塑，挤压成型的方法来制作各种紧密机械零件），

橡胶（有较大的弹性和良好的绝缘性，耐磨损，耐腐蚀，抗放射），人工合成矿物（弹性模量，硬度都很高，具有固定的振动频率）

6钢的热处理：退火（预备热处理，降低钢的硬度，改善切削加工性能），正火（细化晶粒，提高钢的强度，硬度和韧性），淬火（提高零件的硬度和耐磨性，强化钢），回火（高温回火得到的综合力学性能最好，强度，塑性和韧性都比较好，但硬度一般）

7表面精饰：电镀（镀铬，镀镍，镀锌，镀镉，镀银），化学处理（钢铁材料的氧化和磷化，铝及铝合金的阳极氧化，铜及铜合金氧化），涂漆

第四章（重点） 1机构的概念：机构是按一定方式联接的实现预期运动的最基本的构建组合体，是用来传递运动和力或改变运动的形式。

2机构的分类： 机构分为平面机构（各构件间的相对运动都是平面运动）和空间机构（都是空间运动）。

3运动副：高副低副 平面机构的运动简图（识图）

4机构自由度的概念与计算：我们把机构中各构件相对于机架的所能有的独立运动的数目成为机构的自由度。设某一平面机构，活动构件数为n，PL个低副，PH个高副，则自由度F=3n-2PL-PH

5机械具有确定运动的条件 :（1）自由度F>0 （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；只有当原动件等于机构自由度时，机构才具有确定的运动。

第五章 1平面四杆机构的分类： 曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构，曲柄滑块机构，导杆机构。

2平面四杆机构曲柄存在的条件：（1）含有曲柄的四杆结构；曲柄与任意杆的长度之和均小于其他两杆长度之和最短杆和最长杆小于等于其余两杆长度之和最短杆是连架杆或机架（具体方法与结论：在满足杆长条件时，若以最短杆为机架，则构成双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架，则构成双摇杆机构；若以最短杆任意相邻杆为机架，则构成曲柄摇杆机构）

3平面四杆机构曲柄的压力角与传动角（传动角和传动力F的关系且计算传动效率） 

4解析法设计四杆机构 5设计某一波纹管差压计的铰链四杆机构（p93）

第六章 1凸轮的概念：凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常做连续等速转动。

2凸轮的分类：从凸轮形状分（盘形凸轮，圆柱凸轮），按从动件形状分（尖底从动件，滚子从动件，平底从动件）。 3从动件常用运动规律：等速运动规律，等加速或减速运动规律，简谐运动。

第七章1常用齿廓曲线：渐开线，摆线，修正摆线。

2渐开线齿廓曲线的形成和性质：当一直线NK沿一圆周做纯滚动，则直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆，其半径用rb表示；直线称为渐开线的发生线，角称为渐开线AK段的展角。

性质：（1）

（2）渐开线的法线必与基圆相切

（3）发生线与基圆的切点N是渐开线上K点的曲率中心，而线段为曲率半径。渐开线离基圆越远的部分，其曲率半径越大而曲率越小，渐开线越平直；反之，越近，半径越小曲率越大，渐开线越弯曲。渐开线在基圆上A点处的曲率半径为零。

（4）渐开线的形状取决于基圆的大小。

（5）因为渐开线是从基圆开始向外展开，故基圆以内无渐开线。

3渐开线方程式 ：p115 NKKANNKNK4模数的计算 : ,,所以d=mz(d为分度圆直径，p为齿距即齿厚s与槽宽e之和)

5渐开线直齿圆柱齿轮传动啮合过程分析+正确啮合条件： p121

6渐开线齿廓的切制原理：仿型法，展成法（插齿，滚齿）

7斜齿圆柱齿轮传动与圆齿区别+各自优缺点: 比直齿圆柱齿轮传动更加平稳，冲击和噪声更小。

8斜齿齿轮基本参数：（1）螺旋角（2）齿距和模数（3）压力角（4）端面齿顶高系数和端面顶隙系数

9齿轮传动的失效形式：（1）齿轮的折断（2）齿轮的点蚀（3）齿面的磨损（4）齿面的胶合

10蜗杆传动的形成原理和传动特点：（1）原理：在螺旋齿轮传动中，如传动比很大，小轮直径做的较小，轴向长度较长，而螺旋角度大，则齿轮将在圆柱面上绕成完整的螺旋齿，称为蜗杆，大齿轮称为蜗轮。为了改善啮合情况，把蜗轮轮齿做成包住蜗杆的凹形圆弧曲面，蜗杆蜗轮的轴线相互交错垂直。（2）特点：传动平稳，振动，冲击和噪音都很小，但磨损大，传动效率低，成本高能获得较大的单级传动比，故结构紧凑只能蜗杆带动蜗轮

11轮系传动比的计算：p161

12传动比的分配原则：（1）先小后大（2）按最小体积的原则（3）按最小转动惯量原则

第八章 1带传动的分类和特点：（1）分类：摩擦传动型，啮合传动型（2）特点：摩擦传动型：结构简单，传动平稳，具有过载保护zpdpm模数能力，但不能保证恒定的传动比，传动精度低啮合传动型:具有精确的传动比，可获得恒定的速比，传动比范围大，传动效率可达98%，且结构紧凑。

2同步带传动的结构和特点：（1）结构：同步带传动由一条内周表面设有等间距齿的环形带和具有相应齿的带轮所组成，运行时，带轮和带齿的齿槽相啮合传递运动和动力。（2）特点：有很高的抗拉强度和抗弯曲疲劳强度，弹性模量大，耐磨性和抗老化性能好

3梯形齿同步带传动的设计计算：p185

第九章 1滑动螺旋的传动精度与空回：（1）传动精度：螺旋传动的传动精度是指螺杆与螺母间实际相对运动保持理论值【】的准确程度。（2）空回：当螺旋机构中存在间隙，若螺杆的转动方向改变，螺母不能立即发生反向运动，只有螺杆运动运动某个角度后才能使螺母开始反向运动，这种现象称为空回。

2提高精度的方法：（1）根据有关标准或具体情况规定合理的制造精度（2）采用螺距误差校正装置（其中可用活动联接或弹性联接减小偏斜误差）

3螺旋传动的空回消除方法：（1）利用单向作用力（2）利用调整螺母径向调整法轴向调整法（3）利用塑料螺母

4滚珠螺旋传动的预紧方法（计算传动比）：（1）垫片调整式（2）齿差调隙式 p210

第十一章 1滚动轴承的类型：（1）向心轴承（2）推力轴承（3）向心推力轴承（4）推力向心轴承 )2/(PhL2滚动轴承的选择，考虑以下因素：（1）载荷的方向与大小（2）轴承的转速（3）轴承的刚性（4）轴承的安装尺寸（5）轴承的调心性能（6）轴承的摩擦力矩

第十三章 1常用弹性元件的分类和特点：按结构特点分类（1）片簧（2）平卷簧（3）螺旋弹簧：金属线材制成的空间螺旋形弹性元件（4）弹簧管（5）波纹管（6）膜片 按用途分类（1）测量弹性元件（2）力弹性元件

特点：（1）金属材料：优质碳素弹簧钢：成本低，有较高的强度，适宜的韧性和塑性，仅适用于小尺寸弹簧合金弹簧钢：弹性好，淬透性好，适宜温度高的环境有色金属合金：耐腐蚀，防磁，导电性好（2）非金属材料：塑胶和塑料：弹性模量低，灵敏度高，容易老化石英：弹性模量高，对弹性变形的响应快，成本高陶瓷和硅：耐高温，耐腐蚀，绝缘性好，精确成形比较困难，脆；硅则灵敏度高，动态响应快，体积小，但工艺复杂，受温度变化影响大

2影响弹性元件特性的因素：

：弹簧的变形量，单位mm

F ：弹簧所承受的载荷，单位N

G ：弹簧材料的切变模量，单位

D ：弹簧中径，单位mm

d ：弹簧直径，单位mm

N : 弹簧有效工作圈数

3圆柱螺旋弹簧的设计计算（设计弹簧p308） dDGnFGndDf438),,,(mmN2/