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精品文档 精品文档 第七章 零件的受力分析和计算 刚体:静力学所研究的物体均视为刚体 平衡:物体相对于某一参考系保持静止或做匀速运动的状态 平衡力系:如果一物体在一力系 快递的作用下处于平衡状态,这样的力系称为平衡力系 等效力系:两个力系对同一刚体的作用相同,可以相互代替时,称为等效力系 合力:若一力和一力系等效,则此力称为合力,而力系中的各力称为分力 二力体:只受两力作用而处于平衡状态的刚体 平衡状态的充要条件:大小相等,方向相反,作用线相同 解平衡问题的一般步骤:确定研究对象,进行受力分析,画出受力图,根据平衡条件列出平衡方程,用几何法和解析法求方程
主动力:凡能主动引起物体运动或使物体有运动趋势的力 约束:阻碍抑制研究对象运动的物体称为约束物,简称约束 柔索:钢丝绳,链条,胶带 约束力:约束作用在研究对象(被约束物)上的力 铰链: 1. 固定座铰链 2. 中间铰链:当构成的铰链互为约束时,工程上成为中心铰链 3. 活动座铰链(画受力图)
平面汇交力系:各力作用线在同一平面内,并且汇交于一点的力系 力矩:力和力臂的乘积并加上适当的正负号(正负号规定:力使刚体绕距心作逆时针转动为正,反之为负)
力偶:作用在同一刚体上一对等值,反向,不共线的平行力 力偶的性质: 1.不能与一个力来等效或平衡,力偶只能与力偶等效或平衡。 2.保持力偶矩的大小和旋向不变,可以任意改变力偶中力的大小和力偶臂的长短,而不影响它对刚体的效应。 精品文档 精品文档 3.力偶可以在其作用平面内任意移转,而 不影响它对刚体的效应。
平面一般力系:各力作用线在同一平面内任意分布的力系∑Fx=0,∑Fy=0,∑M0=0
平面平行力系:各力作用线在同一平面内且相互平行的力系 物系:即物体系统,,指工程中的机械或结构
第八章 零件的失效分析和计算 1.轴向压缩或拉伸: 受力特点:外力(或外力的合力)作用线与杆件的轴线重合 变形特点:杆件沿轴线方向伸长或缩短
2.应力:杆的强度强度取决于内力在截面上上分布的密集程度(简称集度),这种内力的集度在力学上称为应力(正应力方向垂直于横截面)
3.正应力:拉(压)杆截面上各点的应力大小相同,方向垂直于横截面的称为正应力。 公式: [σ]=F/A(符号规定:拉应力为正,压应力为负)
4.应变:即相对变形或线应变,用以描述一点处变形的程度,绝对变形(Li-L0)与L0(标距长度)之比
5.Q235碳素结构钢拉伸时四个阶段: 正比例阶段:①弹性形变②应力与应变成正比 屈服阶段:材料暂时丧失了抵抗应变的,这种现象称为屈服 强化阶段:出现最高点 局部收缩阶段:当应力达到强度极限时,试件的某一部分的横截面将突然发生显著地局部收缩,称为缩颈现象,Q235的伸长率δ≈26%
6.塑性材料与脆性材料的区别: (1)塑性材料(δ≥5%)脆性材料(δ<5%) (2)对于塑性材料,其抗压与抗拉强度相同,而对于脆性材料,其抗压能力显著大于抗拉能力,即耐压不耐拉,于是工程上把脆性材料作为承压构件
许用应力:极限应力除以一个大于1的安全系数S,作为零件工作时所允许的最大应力。(极限应力:材料丧失正常工作时的应力) 公式: [σ]=σlim/S
7.剪切:在一对相距,很近方向相反的横向外力作用下,构建的横截面沿外力方向发生的错精品文档 精品文档 动变形。 受力特点:零件受到一对大小相等,方向相反,且作用线相距很近的外力或外力的合力。 变形特点:两力作用线间的截面发生相对错动。
8.切应变: γ≈tanγ=cc’/bc=dd’/ad(见P197图8-11)
9.切应力:同截面相切的应力称为切应力(τ)。 10. 剪切虎克定律:τ=Gγ(G的值查表) 11.扭转的受力特点:一对大小相等,方向相反的外力偶作用,且两外力偶的作用平面与杆件的轴线垂直。(规定:以右手四指表示扭矩的转向,当大拇指指向离开横截面时为正,反之为负)
12.抗扭截面系数Z:反映截面抵抗扭转的能力 13.抗弯截面系数W:反映截面抗弯能力
14.梁的弯曲强度条件:σmax=|Mσ|max/W≤[σ] 扭转强度条件:τmax=|Mτ|max/Z≤[τ] 15.平面弯曲:当外力和(或)外力偶作用在此纵向对称平面内,梁的轴线就在该平面内弯曲成一条平面曲线,这种弯曲称为平面弯曲
16.梁上载荷:集中力,集中力偶,均布载荷 17.弯矩规定:凡弯矩使梁弯曲成下凹时取为正值,反之为负
18.交变应力:应力大小和方向随时间作周期性变化的应力 19.疲劳破坏:机器零件在交变应力作用下,经过一定循环次数后发生的破坏 第九章 零件的材料选择 1.工程材料:金属材料,非金属材料,复合材料。 金属材料:黑色金属材料(钢、铁),有色金属材料。
2.Q235: 45:优质碳素结构钢,含碳量0.45 ZG200-400: HT150: QT600-3: GCr15: 40Cr:铝合金结构钢 精品文档 精品文档 第十章 连杆机构 1.机械:机器与机构的统称
机构:由若干构件所组成 2.高副:两个构件以点或线接触的运动副 低副:两个构件以面接触的运动副 3.构件:可以是一个零件,也可以由几个零件构成的刚性整体 4.铰链四杆结构:①曲柄摇杆机构②双曲柄机构③双摇杆机构 5.曲柄摇杆机构:在铰链四杆机构中,若一个连架杆为曲柄,另一个连架杆为摇杆时称为曲柄摇杆机构
6.曲柄滑块机构:①对心式曲柄滑块机构②偏置式曲柄滑块机构 7.曲柄存在的条件: (1)最短杆条件:连架杆和机架中必有一杆是最短杆 (2)杆长之和条件:最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和
8.急回特性:摇杆返回行程的平均角速度大于工作行程的平均角速度的性质 9.极位夹角:在急回运动机构中,输出构件处于两极限位置时,对应的输入曲柄两位置间所夹的锐角。
10.压力角,传动角:P258图10-11 11.死点:P259图10-14 第十一章 凸轮结构 1.(1)按凸轮的形状分类:盘形凸轮,移动凸轮,圆柱凸轮 (2)按从动件的结构形式分类:尖顶从动件凸轮,滚子从动件凸轮,平底从动件凸轮,曲底从动件凸轮 (3)按从动件的运动形式分类:移动从动件凸轮,摆动从动件凸轮 (4)凸轮与从动件组合分类:对心式凸轮,偏置式凸轮
2.刚性冲击:由于速度的突变,引起加速度无穷大的惯性力引起的冲击 3.柔性冲击:由于加速度的突变值为一定值而不是无穷大,所以较刚性冲击要小,称为柔性冲击 精品文档 精品文档 4.反转法:应用相对运动原理来设计凸轮廓线的方法 第十三章 带传动 1.带传动:摩擦带传动(平带传动,V带传动,圆带传动),啮合带传动
2.带传动特点: 优点:①传动平稳,噪声小②传动过载时能自动打滑,起保护作用③结构简单成本低廉④可用于中心距较大的传动 缺点:①不能保证恒定的传动比②轮廓的尺寸大,结构不紧凑③传动效率低④带的寿命短⑤对轴和轴承的压力大,提高了轴和轴承的要求⑥不适宜高温易燃的场合 适宜的工作环境:传递中,小功率,对传动比无严格要求,且中心距较大的两轴之间的传动
3.V带传动: 节宽:带的长宽均保持不变的中性层的宽度 基准宽度:槽型轮廓宽度的一个无公差的规定值
4.影响带传动的能力的主要因素: (1)初拉力F0:主要因素,过小易发生打滑和跳动;过大会较低带的疲劳寿命 (2)包角α:α≥120°,包角大→带与带轮的接触弧长,产生较大摩擦力→有效拉力 (3)摩擦系数 (4)带的线质量和带速
5. (1)离心拉力:由于离心力而产生的拉力。
离心应力σc: (2)紧边拉力: 松边拉力: 有效拉力:紧边拉力与松边拉力之差。
拉应力σ:紧边拉应力σ1,松边拉应力σ2
(3)弯曲应力σb:带绕过带轮时,在包角所对的接触弧上的胶带将发生弯曲并产生弯曲应力。
4. 带应力分布:①带是处于交变应力状态下工作的 ②带转动一周时,最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮出(切点处)
6.带传动弹性滑动产生的原因: (1)胶带具有弹性:带运行接触带轮时,由于拉力的变化必将引起弹性滑动 (2)带的紧边和松边所受拉力不等(存在拉力差)
7.带型的选取:传动的设计功率和小带轮(主动轮)的转速 精品文档 精品文档 第十四章 齿轮传动 1.齿轮传动的特点:①传递准确:恒定的传动比②适用的圆周速度的功率范围广③使用寿命长④近距离传动
2.齿轮传动的分类 ①按齿轮形状:圆柱齿轮,圆锥齿轮,蜗杆蜗轮 螺旋齿轮 ②按齿廓曲线:渐开线齿轮,摆线齿轮,圆弧齿轮 ③按工作条件:开式齿轮,闭式齿轮,半开式齿轮
3.渐开线的性质 ①弧NA=NK ②渐开线上个点的曲率半径不同,且由小变大(A点为0)(渐开线上任意一点法线必与基圆相切) ③渐开线形状取决于基圆大小 ④渐开线齿廓上各点压力角不等,且向径rk越大,压力角越大 ⑤基圆以内无渐开线
4.渐开线齿廓啮合性质: ①具有恒定的瞬时传动比 ②啮合线为一直线,啮合角为一常数 ③中心距可分性 ④齿廓间具有相对滑动
标准安装:节圆与分度圆重合,啮合角=压力角 直齿轮
5.分度圆直径d: d=mz (分度圆直径=模数*齿数) 6.中心距a: a=(d1+d2)/2 =m/2(z1+z2)
7.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件:两轮的模数和压力角必须分别相等 渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件:同时啮合的轮齿对数必须有一对或一对以上(重合度ε≥1)
8. 渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法:成形法,展成法 9.齿轮不产生根切的最小齿数Zmin=17 10.齿轮轮齿的失效形式: ①齿轮折断(疲劳折断、过载折断) ②齿面点蚀 ③齿面磨损 ④齿面胶合