机械设计 第章轴
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第一章平面机构及其运动简图案例导入:通过硬纸片是否钉在桌面上及常见的推拉门、活页等例子,引入自由度、铰链、铰接、约束条件和运动副、运动链、机构等概念,介绍运动副的分类;以牛头刨床为例子导入运动简图,介绍用简单的符号和图形表示机器的组成和传动原理。
第一节平面运动副一、平面运动构件的自由度平面机构是指组成机构的各个构件均平行于同一固定平面运动。
组成平面机构的构件称为平面运动构件。
两个构件用不同的方式联接起来,显然会得到不同形式的相对运动,如转动或移动。
为便于进一步分析两构件之间的相对运动关系,引入自由度和约束的概念。
如图1-1所示,假设有一个构件2,当它尚未与其它构件联接之前,我们称之为自由构件,它可以产生3个独立运动,即沿x方向的移动、沿y方向的移动以及绕任意点A的转动,构件的这种独立运动称为自由度。
可见,作平面运动的构件有3个自由度。
如果我们将硬纸片(构件2)用钉子钉在桌面(构件1)上,硬纸片就无法作独立的沿x或y方向的运动,只能绕钉子转动。
这种两构件只能作相对转动的联接称为铰接。
对构件某一个独立运动的限制称为约束条件,每加一个约束条件构件就失去一个自由度。
图1-1 自由构件二、运动副的概念机构是具有确定相对运动的若干构件组成的,组成机构的构件必然相互约束,相邻两构件之间必定以一定的方式联接起来并实现确定的相对运动。
这种两个构件之间的可动联接称为运动副。
例如两个构件铰接成运动副后,两构件就只能绕轴在同一平面内作相对转动,称为转动副,见图1-2a)、b)所示。
又如图1-2d)所示,一根四棱柱体1穿入另一构件2大小合适的方孔内,两构件就只能沿轴线X作相对移动,称之为移动副;图1-2c)所示为车床刀架与导轨构成的移动副。
我们日常所见的门窗活叶、折叠椅等均为转动副,推拉门、导轨式抽屉等为移动副。
图1-2 平面低副三、运动副的分类两构件只能在同一平面作相对运动的运动副称为平面运动副。
构成运动副的点、线或面称为运动副元素,根据运动副元素的不同,平面运动副可分为低副和高副。
机械设计习题第一章机械设计概述思考题1.1 一部完整的机器由哪几部分组成?1.2 设计机器时应满足哪些基本要求?1.3 设计机械零件时应满足哪些基本要求?1.4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系? 常用的计算准则有哪些? 它们各针对什么失效形式?1.5 什么叫机械零件的可靠度?它与零件的可靠性有什么关系? 机械零件的可靠度与失效率有什么关系?1.6 机械零件的设计计算有哪两种方法? 它们各包括哪些内容? 各在什么条件下采用?1.7 机械零件设计的一般步骤有哪些? 其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用? 为什么?1.8 选择零件材料时要了解材料的哪些主要性能? 合理选择零件材料的原则是什么?1.9 机械设计时为什么要考虑零件的结构工艺性问题? 主要应从哪些方面来考虑零件的结构工艺性?1.10 什么是标准化、系列化和通用化?标准化的重要意义是什么?1.11 机械设计方法通常分哪两大类?简述两者的区别和联系。
1.12 什么是传统设计方法?传统设计方法又分哪3种? 各在什么条件下被采用?1.13 什么是现代设计方法?简述现代设计方法的特点。
第四章带传动思考题4.1 按工作原理的不同,带传动的主要类型有哪些?各自适用于什么场合?4.2 V带传动为什么比平带传动的承载能力大?4.3 影响带传动承载能力的因素有哪些? 如何提高带传动的承载能力?4.4 什么是弹性滑动? 什么是打滑? 它们对带传动有何影响? 是否可以避免?4.5 一般情况下,带传动的打滑首先发生在大带轮上还是小带轮上? 为什么?4.6 简述V带传动的极限有效拉力F elim与摩擦系数f,小带轮包角α1及初拉力F0之间的关系。
4.7 分析带传动工作时带截面上产生的应力及其分布,并指出最大应力发生处。
4.8 简述带传动的主要失效形式和设计准则。
4.9 机械传动系统中,为什么一般将带传动布置在高速级?4.10 如何确定小带轮的直径?4.11 为什么V 带剖面的楔角为40°,而带轮的槽角则为32°、34°、36°或38°? 4.12 试说明公式L K K P P P α)(00'0∆+=中各符号的含义。