第13章 弹性元件

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。

复习要点第01章 机构的组成及平面连杆机构1) 两构件通过点、线或面接触组成运动副，按照接触特性，通常分为低副和高副两类。

P2下列运动副中，按照接触特性，可认为低副的是（D ）。

2) 平面机构自由度的计算公式为：32L H W n P P =--机构具有确定运动的条件是：W > 0且W 等于原动件个数。

p4 计算图中所示运动机构的自由度数： 解1：在活塞泵机构中，有4个活动构件，n=4；有5个低副，P L =5；有1个高副，P H =1。

机构的自由度:W = 3 n - 2 P L - PH = 3 × 4 - 2 × 5 - 1 = 1该机构具有 1 个原动件(曲柄),故原动件数与机构自由度相等,机构具有确定的运动。

解2：机构中有7个活动构件, n = 7; A 、B 、C 、D 四处都是三个构件汇交的复合铰链,各有两个回转副,故P L = 10。

由式(1-1)可得 W = 3 × 7 - 2 × 10 = 1W 与机构原动件个数相等。

当原动件8 转动时, 圆盘中心E 将确定地沿直线EE ′移动。

解3：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。

现将滚子与顶杆焊成一体,去掉移动副E ′,并在C 点注明回转副的个数。

得n = 7, P L = 9 (7个回转副和2个移动副), P H = 1, 故由式(1-1)得W = 3 n - 2 P L - P H = 3 × 7 - 2 × 9 - 1 = 2 此机构的自由度等于2,有两个原动件。

A B CD3) 按照铰链四杆机构的连架杆是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

P74) 极位夹角θ与行程速比系数K 的关系是： p11(180)/(180)180(1)/(1)K K K θθθ=︒+︒-⇒=︒-+5) 曲柄存在的条件是：1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；2)在曲柄摇杆机构中,曲柄是最短杆。

王黎钦《机械设计》第5版章节题库第13章联轴器离合器制动器一、填空题1．传递两相交轴间运动而又要求轴间夹角经常变化时，可以采用______联轴器。

【答案】万向2．刚性联轴器的主要缺点有______、______。

【答案】不具有补偿两轴轴线相对偏移的能力；无缓冲吸振作用3．挠性联轴器可以补偿的相对位移有轴向位移、径向位移、______、______4种。

【答案】角位移；综合位移4．刚性凸缘联轴器两种对中方式是______和______来实现两轴对中的。

【答案】靠铰制孔用螺栓；靠一个半联轴器上的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合（对中榫）5．当受载较大、两轴较难对中时，应选用______联轴器来连接；当原动机发出的动力较不稳定时，其输出轴与传动轴之间应选用______联轴器来连接。

【答案】无弹性元件挠性；有弹性元件挠性6．联轴器和离合器的共同作用是______。

【答案】连接两轴，使其一同转动并传递转矩7．联轴器和离合器的根本区别是______。

【答案】联轴器接合两轴或分离两轴时，必须使机器停车，才能进行接合或拆卸，而离合器可在机器工作过程中随时使两轴接合或分离8．联轴器的类型可分为______和______两大类。

【答案】刚性联轴器；挠性联轴器9．刚性联轴器的常用类型有______、______和______等。

【答案】套筒联轴器；夹壳联轴器；凸缘联轴器10．对于工作中载荷平稳、不发生相对位移、转速稳定且对中性好的两轴间宜选用______联轴器。

【答案】凸缘11．离合器按其工作原理可分为______和______等，而按其离合方式可分为______和______两种。

【答案】啮合离合器；摩擦离合器；操纵式离合器；自动离合器12．常用的自动离合器有______、______和______。

【答案】安全离合器；离心离合器；定向离合器13．制动器的种类很多，按制动零件的结构特征可分为______、______和______制动器；而按其工作状态可分为______和______制动器。

教学过程：一．弹性元件：悬架采用的弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等。

二．钢板弹簧：钢板弹簧又叫叶片弹簧，它是由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似等强度的梁。

钢板弹簧3的第一片（最长的一片）称为主片，其两端弯成卷耳1，内装青铜或塑料或橡胶。

粉沫冶金、制成的衬套，用弹簧销与固定在车架上的支架、或吊耳作铰链连接。

钢板弹簧的中间用U形螺栓与车桥固定。

中心螺栓4用来连接各弹簧片，并保证各片的装配时的相对位置。

中心螺栓到两端卷耳中心的距离可以相等，也可以不相等。

为了增加主片卷耳的强度，将第二片末端也弯成半卷耳，包在主片卷耳和外面，且留有较大的间隙，使得弹簧在变形时，各片间有相对滑动的可能。

钢板弹簧在载荷作用下变形，各片之间因相对滑动而产生摩擦，可促使车架的振动衰减。

各片间的干摩擦，车轮将所受冲击力传递给车架，且增大了各片的摩损。

所以在装合时，各片间涂上较稠的润滑剂（石墨润滑脂），并应定期保养。

钢板弹簧本身还兼起导向机构的作用，可不必单设导向装置，使结构简化，并且由于弹簧各片之间摩擦引起一定减振作用。

有些高级轿车的后悬架采用钢板弹簧作弹性元件。

目前一些国家汽车上采用变厚度的单片或二至三片的钢板弹簧，可以减少片与片间的干摩擦，减小动刚度，还提高使用应力，同时减轻重量。

三．螺旋弹簧：螺旋弹簧是用弹簧钢钢棒料卷制而成，它们有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧。

螺旋弹簧大多应用在独立悬架上，尤以前轮独立悬架采用广泛。

有些轿车后轮非独立悬架也有采用螺旋弹簧作弹性元件的。

由于螺旋弹簧只承受垂直载荷，它用做弹性元件的悬架要加设导向机构和减振器。

它与钢板弹簧相比具有不需润滑，防污性强，占用纵向空间小，弹簧本身质量小的特点，因而现代轿车上广泛采用。

四．扭杆弹簧：扭杆弹簧总成用铬钒合金弹簧钢制成，它的表面经过加工很光滑。

通常为保护扭杆表面，在其上涂有环氧树脂，并包一层玻璃纤维，再涂一层环氧树脂，最后涂上沥青和防锈油漆，以防摩蚀和损坏表面，从而提高扭杆弹簧的使用寿命。