精密机械设计基础 第十章轴
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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、金属材料在加工和使用过程中,影响其力学性能的主要因素是什么?解:钢材在加工和使用过程中,影响力学性能的主要因素有:含碳量、合金元素、温度、热处理工艺。
3、常用的硬度指标共有哪些?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)。
4、列出低碳钢、中碳钢、高碳钢的含碳量范围是多少?解:低碳钢( C ≤ 0.25% );中碳钢( 0.25% < C ≤ 0.6% );高碳钢( C >0.6% )5、什么是合金钢?钢中含有合金元素 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。
6、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。
7、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。
8、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,即良好的强度、韧性和塑性。
9、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。
10、选择材料时,应满足哪些基本要求?解:选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。
11.机构:由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。
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。
轴11.1 内容提要本章主要内容包括:1.轴的功用、类型、特点及应用,轴的常用材料;2.轴的结构设计及轴的设计步骤;3.轴的三种强度计算方法:按扭转强度计算;按弯矩、转矩合成强度计算;按疲劳强度进行安全系数校核计算;4.轴的按静强度计算安全系数的方法,轴的刚度计算、振动计算方法。
本章重点内容是轴的结构设计和强度计算,其中结构设计是本章的难点。
11.2 要点分析1.轴的结构设计轴的结构设计,目的就是要确定轴的各段直径d和各段长度l。
确定直径d时,应先根据转矩初算出受转矩段的最小直径,再逐渐放大推出各段直径;各段长度l需根据轴上零件的尺寸及安装要求情况来确定。
轴没有固定的标准结构,设计时应保证:轴和轴上零件有准确的周向和轴向定位及可靠固定;轴上零件便于装拆和调整;轴具有良好的结构工艺性;轴的结构有利于提高其强度和刚度,尤其是减少应力集中。
进行轴的结构设计时,要注意几个具体问题:(以单级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴力例)(1)各段配合直径d应符合标准尺寸(GB2822-81),而与滚动轴承、联轴器、油封等标准件配合的轴径(如图1⒈1中轴的①、②、③、⑦段),应符合标准件的内径系列。
(2)注意两种不同台阶的设计:一种台阶是定位用的(如图11-l中轴的①~②段、④~⑤段、⑥~⑦段),这种台阶过低,定位作用差;过高,径向尺寸和应力集中增大,一般高度h=(2~3)C或R(C、R分别为零件倒角和圆角半径尺寸)。
另一种台阶是为了装配容易通过(如图1⒈1中轴的②~③、③~④段),这种台阶高度很小,一般在直径方向上只差1~3mm 即可。
(3)与轴上零件(如肯轮)相配合的轴段长度l,要比轴上零件的宽度尺寸B短2~3mm (见图11-1),这样才能把轴上零件固定住。
(4)轴的过渡圆角半径r要比相配合的零件的倒角C或圆角半径尺小,这样零件端面才能紧贴轴的台肩,起到定位作用。
(5)为制造方便,同一根轴上的圆角半径、倒角尺寸、中心孔尺寸等应尽量一致,几个平键槽的对称线均应处于同一直线上。
精密机械设计第一章精密机械设计的基础知识1、什么是机械?答:一般认为它是“机器”和“机构”的总称2、机器的基本组成要素是什么?答:机械零件3、机器的基本组成部件是什么?答:各种机构4、什么叫部件?答:几个零件的组合体称为部件5、设计精密机械时应满足那些基本要求?答:1、功能要求设计精密机械时首先应满足它的功能要求。
2、可靠性要求要使精密机械在一定的时间内和一定的使用条件下有效的实现预期的功能,则要求其工作安全可靠,操作维修方便。
为此,零件应该具有一定的强度、刚度和振动稳定性等工作能力。
3、精度要求精度是精密机械的一项重要技术指标,设计时必须保证机密机械正常工作时所要求的精度。
4、经济性要求组成精密机械的零、部件能最经济的被制造出来,要求零件结构简单、节省材料、工艺性好,尽量采用标准尺寸和标准件。
5、外观要求设计精密机械时应使其造型美观大方、色泽柔和。
6、强度的概念是什么?答:强度是零件抵抗外载荷作用的能力。
7、什么叫静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷答:静载荷和静应力不随时间变化或变化缓慢的载荷和应力变载荷和变应力随时间作周期性变化的载荷和应力名义载荷在稳定和理想的工作条件下,作用在零件上的载荷计算载荷考虑影响零件强度的各种因素时,将名义载荷乘以某些系数,作为计算时采用的载荷,此载荷称为计算载荷8、什么叫静应力、变应力、应力循环,应力循环的三种形式答:静载荷和静应力不随时间变化或变化缓慢的载荷和应力变载荷和变应力随时间作周期性变化的载荷和应力应力循环应力作周期性变化时,一个周期所对应的应力变化称为应力循环三种形式①当r=-1时,称为对称循环;②当r≠-1时,称为非对称循环;③特例r=0时称为脉动循环9、什么是疲劳极限?何为有限寿命疲劳极限阶段和无限寿命疲劳阶段?答:当循环特性r 一定时,应力循环N 次后,材料不发生疲劳破坏时的最大应力称为疲劳极限,用表示,0N 称为循环基数,0N N ≥区为无限寿命区,0N N ≤区为有限寿命区。
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。