淮陰工學院精密機械基礎試題主要復習內(nèi)容

1、整理了老師大部分勾畫的知識重點和內(nèi)容，由于精密機械這門課考試不發(fā)題庫，只能參照老師期末勾畫的重點內(nèi)容來復習，特為學弟學妹們重點整理了一下。 2016年1月12日緒論“機械”是機器和機構(gòu)的總稱特征：它們是人為的實物組合；各實物之間具有確定的相對運動；用來代替或減輕人類的勞動。機器由各種機構(gòu)組合而成，而機構(gòu)是由構(gòu)件組成的。構(gòu)件和零件是不同的概念，構(gòu)件是“運動單元”，而零件是“制造單元”。第1章 受力分析和平衡力是物體間相互的作用，使得物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，同時物體也發(fā)生了變形。使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化成稱為力的外效應，使物體產(chǎn)生變形稱為力的內(nèi)效應。力的三要素：大小、方向、作用點所謂“剛體”，就是

2、在任何力的作用下，物體的大小和形狀都保持不變的物體。平衡：物體相對于地球靜止或做勻速直線運動。平衡是物體機械運動的特殊形式。靜力學公理：二力平衡理論、加減平衡力系理論、力的平行四邊形法則、三力平衡匯交定理、作用與反作用定律約束與反約束力：把零件在某些方向的運動加以限制，就是約束；構(gòu)成約束的周圍物體稱為約束體；約束體作用于研究對象上的力稱為約束反力。常見約束類型：柔索約束、光滑接觸面約束、光滑圓柱鉸鏈約束（固定教練制作、活動鉸鏈支座、中間鉸鏈）物體受力平衡的條件：力系中各力沿任一方向的分力的代數(shù)和應等于零；力系中各力對于任意一點的力矩的代數(shù)和應等于零。第2章 變形和應力分析強度：構(gòu)件抵抗破壞的能

3、力剛度：構(gòu)件抵抗變形的能力按力的來源分類主動力和約束反力按力的作用范圍分類表面力和體積力按力與時間的關系分類靜載荷和動載荷（交變載荷、沖擊載荷）內(nèi)力：彈性桿件在外力作用下發(fā)生變形，同時，桿件內(nèi)部各部分之間產(chǎn)生相互作用力，這種力稱為內(nèi)力。拉伸或壓縮時橫截面正應力 = = 。拉伸取+，壓縮取-胡克定律 = E，彈性模量E，應變桿中最大應力 = ，脆性材料達到強度極限b時會斷裂，塑性材料達到屈服極限s時會塑性變形。剪切剪應力 = 。剪切強度條件 = 扭轉(zhuǎn)剪應力max = ，Mn為橫截面上扭矩，WT為圓軸抗扭截面模量圓軸WT = ?？招妮SWT = (1-4)，其中 = 梁類彎曲最大正應力max = 。

4、令WZ = ，則max = M為橫截面上的彎矩，IZ為橫截面對中性軸Z的慣性矩，y為所求應力的點到中性軸Z的距離，WZ為梁的抗彎截面模量第3章 平面機構(gòu)自由度機構(gòu)是由構(gòu)件組成的低副：通過面接觸組成的運動副，2個約束高副：通過點或線接觸的運動副，1個約束構(gòu)件分類：固定件（機架）、原動件、從動件平面機構(gòu)自由度計算公式F=3n-2PL-PH只有當原動件數(shù)等于機構(gòu)自由度時，機構(gòu)才有確定的運動。計算平面機構(gòu)自由度時應注意的幾種情況：復合鉸鏈、局部自由度、虛約束虛約束雖對運動不起獨立的約束作用，但可改善機構(gòu)受力情況和增加構(gòu)件的剛性。第4章 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)三種基本形式：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙

5、搖桿機構(gòu)急回運動特性可縮短非生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)率。如牛頭刨床、往復式運輸機械、鍛沖機構(gòu)行程速比系數(shù)K = 。極位夾角 = 180°，機構(gòu)的極位夾角越大，K也越大，急回特征越顯著壓力角越小，有效分力F就越大，傳動效率越高。傳動角是壓力角的余角。死點位置：從動件上壓力角為90°時，連桿對從動件不產(chǎn)生力矩，因此不能使曲柄轉(zhuǎn)動。消除死點：對從動曲柄施加外力、利用飛輪及構(gòu)件自身的慣性作用。死點位置雖然對傳動不利，但是對某些夾緊裝置卻可用于防松。鉸鏈四桿機構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，當最短桿是連架桿時，為曲柄搖桿機構(gòu)；最短桿是機架時，為雙曲柄機構(gòu)；最短桿是

6、連桿時，為雙搖桿機構(gòu)。若最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則不可能由曲柄，為雙搖桿機構(gòu)。曲柄存在條件是最短桿必為連架桿或機架，最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。曲柄滑塊機構(gòu)，分為對心曲柄滑塊機構(gòu)和偏置曲柄滑塊機構(gòu)?？蓪⑶幕剞D(zhuǎn)運動變換成滑塊的往復直線運動。曲柄滑塊機構(gòu)的演化：導桿機構(gòu)、搖塊機構(gòu)、定塊機構(gòu)。第5章 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)主要由凸輪、從動件和機架三個構(gòu)件組成。凸輪通常做連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，從動件則按預定運動規(guī)律做間歇/連續(xù)直線往復移動或擺動按凸輪形狀分：盤形凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪。按從動件形狀分：尖頂從動件、滾子從動件、平底從動件。尖頂從動件的尖頂能與復雜的凸輪輪

7、廓保持接觸，故能實現(xiàn)任意預期的運動規(guī)律，但容易磨損，只適用于受力不大的低速凸輪機構(gòu)。滾子從動件的尖頂處安裝一個滾子，與凸輪輪廓之間為滾動摩擦，耐磨損，可以承受較大載荷，因為應用較廣。平底從動件與凸輪輪廓接觸面為一平面，傳動效率較高，且接觸面間易形成油膜，利于潤滑，減少磨損，故常用于高速凸輪機構(gòu)，但只適用于外凸的凸輪輪廓。凸輪機構(gòu)的優(yōu)點為只需設計適當?shù)耐馆嗇喞?，便可使從動件得到所需的運動規(guī)律，并且結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，設計方便。缺點是凸輪機構(gòu)與從動件之間為點接觸或面接觸，易磨損，所以常用于傳力不大的控制機構(gòu)。從動件常用運動規(guī)律：等速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律、簡諧運動規(guī)律。等速運動規(guī)律有剛性沖擊，

8、不適宜單獨使用，在運動開始段和終止段應當用其他運動規(guī)律過渡，只適用于低速輕載凸輪機構(gòu)。等加速等減速運動規(guī)律不會出現(xiàn)剛性沖擊，但會有柔性沖擊，只適用于中低速凸輪機構(gòu)。簡諧運動規(guī)律會引起柔性沖擊，只適用于中速傳動。基圓半徑rb越小，壓力角越大。滾子半徑rT必須小于外凸理論輪廓曲線的最小曲率半徑min第6章 齒輪機構(gòu)漸開線性質(zhì)：發(fā)生線在基圓上滾過的一段長度等于基圓上被滾過的一段弧長；漸開線上任意一點的法線恒切于基圓；漸開線上各點的壓力角不相等；漸開線的形狀取決于基圓的大小；基圓以內(nèi)無漸開線。漸開線齒廓的其他嚙合特性：嚙合線為一直線；嚙合角為常數(shù)；漸開線齒輪傳動的可分性。分度圓直徑d=mz齒頂圓直徑d

9、a=d+2ha=(z+2ha*)m齒根圓直徑df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m基圓直徑db=dcos全齒高h=ha+hf=(2ha*+c*)m齒頂高ha=ha*m齒根高hf=(ha*+c*)m頂隙c=c*m齒厚s=m/2齒槽寬e=m/2基圓節(jié)距pb=pcos中心距a= = 正常齒制m1正常齒制m1短齒制ha*1.01.00.8c*0.250.350.3直齒圓柱齒輪正確嚙合條件標準安裝：將分度圓與節(jié)圓重合（即兩分度圓相切）嚙合弧與齒距之比稱為重合度，重合度越大，表示同時嚙合的齒輪對數(shù)越多，則齒輪傳動越平穩(wěn)。應使1.2齒輪加工方法按切制原理可分為成型法和范成法根切現(xiàn)象：用范成法加工時，如

10、果齒輪的齒數(shù)太少，則刀具的齒頂會把根部已加工好的漸開線齒廓切去一部分。為避免根切，應使小齒輪齒數(shù)z17或使用變位齒輪。螺旋角越大，輪齒越傾斜，則重合度越大，傳動平穩(wěn)性越好，但軸向力也越大。一般設計時常取=8°20°端面模數(shù)mt = (mn為標準值)端面壓力角tant = (n=20°)端面齒頂高系數(shù)hat* = han*cos，han*=1端面齒頂系數(shù)ct* = cn*cos齒頂高ha = han*mn = mn (han*為標準值)齒根高hf = (han*+cn*)mn = 1.25mn (cn*為標準值)全齒高h = ha+hf = 2.25mn頂隙c =

11、hf-ha = 0.25mn分度圓直徑d = mt z = 齒頂圓直徑da = d+2ha齒根圓直徑df = d-2hf中心距a = = = 斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件 外嚙合螺旋角取-，內(nèi)嚙合取+斜齒輪重合度隨螺旋角和齒寬b的增大而增大，其值可以達到很大。這是斜齒輪傳動平穩(wěn)、承載能力較高的主要原因之一。斜齒輪當量齒數(shù)zv = 正常標準斜齒輪不發(fā)生跟切的齒數(shù)zmin = zvmin cos3=17cos3與直齒輪相比斜齒輪的優(yōu)點：齒廓接觸線是斜線，輪齒是逐漸進入嚙合和逐漸脫離嚙合的，故運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊的噪聲小；重合度較大，隨齒寬和螺旋角的增大而增大，故承載能力較強，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，適于高速傳動；斜齒輪最

12、少齒數(shù)小于直齒輪的最小齒數(shù)zmin斜齒輪缺點：斜齒齒面受法向力時會產(chǎn)生軸向分力Fa，需要安裝推力軸承，從而使結(jié)構(gòu)復雜化。為了克服這一點，可以采用人字齒輪，人字齒輪的缺點是制造困難，成本較高。圓錐齒輪用于相交兩軸之間的傳動圓錐齒輪當量齒數(shù)與輪齒機構(gòu)相比，蝸桿傳動機構(gòu)的特點：傳動平穩(wěn)，振動、沖擊和噪聲均很小；能獲得較大的單級傳動比，故結(jié)構(gòu)緊湊；當蝸桿的導程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角v時，機構(gòu)具有自鎖性；由于嚙合輪齒間的相對滑動速度較高，使得摩擦損耗較大，因而傳動效率較低。渦輪齒數(shù)一般取z2=2880.若z2<28，傳動的平穩(wěn)性會下降，且易產(chǎn)生跟切；若z2過大，蝸輪的直徑d2增大，與之相應的

13、蝸桿長度增加、剛度降低，從而影響嚙合精度。第7章 輪系按輪系運動時齒輪軸線位置是否固定，輪系分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系（差動輪系+行星輪系）惰輪：同時與兩個齒輪嚙合，既是前一級的從動輪，又是后一級的主動輪。不影響輪系傳動比的大小，但能使外嚙合次數(shù)改變，而改變了從動輪轉(zhuǎn)向。輪系的功能：相距較遠兩軸之間的傳動；可獲得大的傳動比；實現(xiàn)變速、換向傳動；實現(xiàn)分路傳動；實現(xiàn)運動的合成和分解第8章 精密機械設計精密機械設計的基本要求：（1） 功能要求。所謂功能，是指用戶提出的需要滿足的使用上的特性和能力，是精密機械設計的基本出發(fā)點。（2） 精度要求。精度是精密機械的一項重要技術(shù)指標，應根據(jù)實際需要來定，一般分為

14、中等精度、高精度、超高精度三類。（3） 可靠性和安全性要求。要使精密機械在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)有效地實現(xiàn)預期的功能，則要求其工作安全可靠、操作方便。（4） 經(jīng)濟性要求。經(jīng)濟性好體現(xiàn)在三方面：生產(chǎn)成本低、使用消耗小、維護費用低。（5） 其他特殊要求。根據(jù)使用條件的不同，對精密機械提出的附加設計要求：產(chǎn)品外觀要求美觀大方、色澤柔和；航空航天儀表要求體積小、重量輕；惡劣環(huán)境中的儀表要求耐高溫、耐腐蝕等。精密機械設計的一般程序：（1） 調(diào)查決策階段。確定設計任務；調(diào)查研究；制定設計任務書（2） 研究設計階段。方案設計；技術(shù)設計（3） 試制階段。樣機試制；樣機試驗；技術(shù)經(jīng)濟評價（4） 投產(chǎn)銷

15、售階段。生產(chǎn)設計；小批試制；正式投產(chǎn)精密機械設計方法：理論設計；經(jīng)驗設計；模型實驗設計載荷：工作載荷：正常工作時零件所受的實際載荷；名義載荷：在穩(wěn)定和理想條件下，作用在零件上的載荷；計算載荷：將名義載荷乘以某些影響系數(shù)，作為計算時采用的載荷。循環(huán)特征r = ，r=-1時，稱為循環(huán)變應力；r=0時稱為脈動循環(huán)變應力，r-1時，稱為非對稱循環(huán)變應力；r=1時為靜應力。失效：機械零部件在載荷作用下可能會出現(xiàn)整體或表面斷裂、過大塑性變形等，從而導致喪失正常工作能力，也稱為失效。在靜應力作用下，零件的主要失效形式是斷裂或塑性變形在變應力作用下，零件的主要失效形式是疲勞斷裂精密機械中，應用的材料按用途可分

16、為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。按材料的特點和性質(zhì)可分為金屬材料、非金屬材料和復合材料。金屬材料是精密機械中應用最廣泛的的材料，又可分為黑色金屬材料和有色金屬材料，黑色金屬材料是鐵基金屬合金，包括鋼和鑄鐵。鋼：碳素鋼、合金鋼。鑄鐵：灰鑄鐵、球墨鑄鐵。有色金屬：銅和銅合金、鋁合金、鈦合金。非金屬材料：橡膠、工程塑料、人工合成礦物。復合材料鋼的熱處理是通過加熱、保溫、冷卻的操作方法，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以獲得所需性能的工藝方法。目的是提高零件的強度、硬度和表面的耐磨性；消除零件內(nèi)部的殘余內(nèi)力；降低硬度，改善機械加工性能；滿足防腐等一些特殊要求。鋼的熱處理方式：退火；正火；淬火；回火；表面淬火；化學熱處理

17、（滲碳、氮化、氰化）精密機械材料選用原則：使用要求、工藝要求、經(jīng)濟要求第9章 齒輪傳動齒輪傳動的主要失效形式：輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠合、吃面磨損、齒面塑性變形閉式齒輪傳動中，軟齒面齒輪的主要失效形式是齒面點蝕，因此按齒面接觸疲勞強度進行設計，然后校核齒根彎曲疲勞強度。硬齒面齒輪的主要失效形式是輪齒折斷嗎，因此按齒根彎曲疲勞強度進行設計，然后校核齒面接觸疲勞強度。開式齒輪傳動中，輪齒的主要失效形式是吃面磨損和輪齒折斷，目前尚無成熟的磨損計算方法，只進行齒根彎曲疲勞強度計算，用適當加大模數(shù)的辦法考慮磨損的影響。調(diào)質(zhì)和正火后的齒面硬度較低（不大于350HBS）稱為軟齒面，其他熱處理可獲得硬齒面（

18、大于350HBS）對齒輪傳動的基本要求：傳遞運動的準確性；傳動的平穩(wěn)性；載荷分布的均勻性；齒側(cè)間隙直齒圓柱齒輪受力d1為小齒輪分度圓直徑，單位為mm；為分度圓壓力角；T1為小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩，T1 = 9.55×106 N·mm；其中P1為傳遞的功率，單位為kW，n1為小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min計算載荷Fnc = KFn斜齒圓柱齒輪受力直齒圓錐齒輪受力蝸桿傳動失效形式：疲勞點蝕、膠合、磨損、輪齒折斷齒輪傳動比的分配原則：先小后大的原則、最小體積的原則、最小轉(zhuǎn)動慣量的原則第10章 帶傳動帶傳動優(yōu)點：傳動所需的結(jié)構(gòu)簡單，容易加工制造；傳動帶富彈性，傳動比較平穩(wěn)，工作時噪聲

19、很小；當過載時，帶輪和傳動帶間可以通過產(chǎn)生相對滑動來防止其他零件因過載而損壞，從而起到過載保護作用。帶傳動缺點：由于傳動帶與帶輪之間存在相對滑動，所以不能保持恒定的傳動比，傳動精度較低；不適宜傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，因為壓緊力大，外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊；傳動件工作表面磨損較快，壽命低；傳動效率較低。帶傳動通常有平帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動、同步帶傳動帶傳動失效形式：打滑、疲勞破壞預緊力F0 = (F1+F2)有效拉力，圓周力F = F1-F2圓周力F(N)、帶速v(m/s)和傳遞功率P（kW)之間的關系為P = 帶傳動中應力：拉應力、離心拉應力、彎曲應力兩輪直徑不相等時，帶在兩輪上的彎曲應力也不相等

20、。最大應力發(fā)生在緊邊與小輪的接觸處。彈性滑動：帶受到拉力后產(chǎn)生彈性變形，由于緊邊和松邊的拉力不同，因而彈性變形也不同。帶在主動輪上一面繞進一面向后收縮，帶在從動輪上一面繞進一面向前伸長。說明帶在主動輪和從動輪輪緣之間都發(fā)生了相對滑動。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪的滑動稱為帶的彈性滑動，是帶傳動正常工作時固有的特性。打滑：由于過載引起的帶與帶輪顯著的相對滑動。由于普通V帶傳動的失效形式是疲勞破壞和打滑，因而其設計計算的準則是，在保證帶不發(fā)生打滑的前提下具有一定疲勞強度和壽命。張緊裝置：定期張緊裝置、自動張緊裝置、采用張緊輪裝置第11章 螺旋傳動螺旋傳動的結(jié)構(gòu)形式：滑動螺旋結(jié)構(gòu)、滾珠螺旋結(jié)

21、構(gòu)滑動螺旋傳動特點：降速傳動比大；具有增力作用；能自鎖；效率低、磨損快。滾珠螺旋傳動特點：傳動效率高，一般可達90%以上；傳動精度高；具有傳動的可逆性；制造工藝復雜，成本較高，但使用壽命長，維護簡單。螺距與導程的區(qū)別與聯(lián)系：螺距是指螺紋上相鄰兩牙對應點之間的軸向距離；導程是指同一螺旋線上相鄰兩牙對應點的軸向距離。當螺紋線數(shù)為1時，螺距等于導程；螺紋線數(shù)大于1時，導程=螺距×螺紋線數(shù)第12章 軸按受載情況分：心軸、傳動軸、轉(zhuǎn)軸。按軸線形狀分：直軸、曲軸、撓性鋼絲軸軸的材料：碳素鋼、合金鋼、球墨鑄鐵軸的結(jié)構(gòu)設計主要要求：軸和軸上零件有準確可靠的工作位置，并便于裝拆；軸有良好的加工工藝性；受力合理，應力集中較小。軸上零件常用軸向固定方式：過盈配合、平鍵連接、花鍵連接第13章 軸承軸承和軸頸的組合稱為支撐軸按承受載荷方向分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承按工作時的摩擦性質(zhì)分為滑動軸承、滾動軸承滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架組成滾動軸承具有摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便和易于互換等優(yōu)點。缺點是抗沖擊能力較差，高速時出現(xiàn)噪聲，工作壽命也不及液體摩擦的滑動軸承。調(diào)心球10000，調(diào)心滾子20000C，圓錐滾子30000，推力球50000，深溝球60000，角接觸球70000C/70000AC/70000B，推力圓柱滾子80000，圓柱滾子N00