機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料緒論1.機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動的裝置，用來變換或傳遞能量、物料、信息。凡是能將其他形式能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器稱為原動機(jī)。2.凡利用機(jī)械能去變換或傳遞能量、物料、信息的機(jī)器稱為工作機(jī)。3.用來傳遞運(yùn)動和力的、有一個構(gòu)件為機(jī)架的、用構(gòu)件間相對運(yùn)動的連接方式組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為機(jī)構(gòu)。4.就功能而言，一般機(jī)器包含四個組成部分：動力部分、傳動部分、控制部分和執(zhí)行部分。5.為完成共同任務(wù)而結(jié)合起來的一組零件稱為部件，它是裝配的單元。6.構(gòu)件是運(yùn)動的單元；零件是制造的單元。第一章平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析1.構(gòu)件相對于參考系的獨(dú)立運(yùn)動稱為自由度。2.兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的連接稱為運(yùn)動副。3.兩構(gòu)件通過面接觸組成的運(yùn)動副稱為低副，平面機(jī)構(gòu)中的低副有轉(zhuǎn)動副和移動副兩種。4.兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動副稱為高副。5.表明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對運(yùn)動關(guān)系的簡化圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。6.在平面機(jī)構(gòu)中，每個低副引入兩個約束，使構(gòu)件失去兩個自由度；每個高副引入一個約束，使構(gòu)件失去一個自由度。7.機(jī)構(gòu)的自由度是機(jī)構(gòu)相對機(jī)架具有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目。從動件是不能獨(dú)立運(yùn)動的，只有原動件才能獨(dú)立運(yùn)動。通常每個原動件具有一個獨(dú)立運(yùn)動，因此機(jī)構(gòu)的自由度應(yīng)當(dāng)與原動件數(shù)相等。8.設(shè)某平面機(jī)構(gòu)共有K個構(gòu)件，其中活動構(gòu)件數(shù)為n=K-1.在未用運(yùn)動副連接之前，這些活動構(gòu)件的自由度總數(shù)為3n。若機(jī)構(gòu)中低副數(shù)為P個，高副數(shù)為P個，則機(jī)構(gòu)自由LH第1頁共10頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料度就是活動構(gòu)件的自由度總數(shù)減去運(yùn)動副引入的約束總數(shù)。即F=3n-2P-PLH由公式可知，機(jī)構(gòu)自由度取決于活動構(gòu)件的件數(shù)以及運(yùn)動副的性質(zhì)和個數(shù)。9.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是：機(jī)構(gòu)自由度F＞0，且F等于原動件數(shù)。10.兩個以上構(gòu)件同時在一處用運(yùn)動副相連接構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，K個構(gòu)件復(fù)合而成的復(fù)合鉸鏈具有（K-1）個轉(zhuǎn)動副。11.機(jī)構(gòu)中常出現(xiàn)一種與輸出構(gòu)件運(yùn)動無關(guān)的自由度，稱為局部自由度。12.在運(yùn)動副引入的約束中，有些約束對機(jī)構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的，對機(jī)構(gòu)運(yùn)動不起任何限制作用，這些約束稱為虛約束或消極約束。在計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)當(dāng)除去不計。13.發(fā)生相對運(yùn)動的任意兩構(gòu)件間都有一個瞬心，若機(jī)構(gòu)由K個構(gòu)件組成，則瞬心數(shù)為N=K（K-1）214.對于不直接接觸的各個構(gòu)件，其瞬心可用三心定理尋求。該定理是：作相對平面運(yùn)動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，這三個瞬心位于同一直線上。15.兩構(gòu)件的角速度與其絕對瞬心到相對瞬心的距離成反比。第二章平面連桿機(jī)構(gòu)1.平面連桿機(jī)構(gòu)（平面低副機(jī)構(gòu)）是由若干構(gòu)件用低副連接組成的平面機(jī)構(gòu)。全轉(zhuǎn)動副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2.按照所含移動副數(shù)目不同，平面四桿機(jī)構(gòu)可分為一個移動副的四桿機(jī)構(gòu)含兩個移動副的四桿機(jī)構(gòu)3.若組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件能作整周相對轉(zhuǎn)動，則稱該轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副，否則稱為擺動副。與機(jī)架組成整轉(zhuǎn)副的連架桿稱為曲柄，與機(jī)架組成擺動副的連架桿稱為搖桿。第2頁共10頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料曲柄搖桿機(jī)構(gòu)4.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為三種基本形式雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)5.含有兩個移動副的四桿機(jī)構(gòu)常稱為雙滑塊機(jī)構(gòu)。兩個移動副不相鄰按照兩個移動副所處的位置不同可兩個移動副相鄰，且其中一個移動副與機(jī)架相關(guān)聯(lián)兩個移動副相鄰，且均不與機(jī)架相關(guān)聯(lián)兩個移動副都與機(jī)架相關(guān)聯(lián)6.在具有偏心輪的四桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄長度很小時，通常都把曲柄做成偏心輪，這樣不僅增大了軸頸的尺寸，提高偏心軸的強(qiáng)度和剛度，而且當(dāng)軸頸位于中部時，還可安裝整體式連桿，使結(jié)構(gòu)簡化。7.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是否具有整轉(zhuǎn)副，取決于各桿的相對長度。8.（1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件是最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。（2）整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其臨邊組成的。9.如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的最短桿與最長桿之和大于其余兩桿長度之和，則該機(jī)構(gòu)中不存在整轉(zhuǎn)副，無取論哪個構(gòu)件作為機(jī)架都只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。10.搖桿在兩極限位置間的夾角ψ稱為搖桿的擺角。11.急回運(yùn)動特性可用行程速度變化系數(shù)（或稱行程速比系數(shù)）K表示，即K=ω1／ω2=φ1／φ2=（180°+θ）／（180°-θ）或θ=180°·（K-1）/（K+1）12.作用在從動件上的驅(qū)動力F與該力作用點(diǎn)絕對速度v之間所夾的銳角α稱為壓力角。壓C力角的余角γ稱為傳動角。第3頁共10頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料α越小，γ越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好；反之，α越大，γ越小，機(jī)構(gòu)傳力越費(fèi)勁，傳動效率越低。13.傳動角為零的位置稱為死點(diǎn)位置。死點(diǎn)位置會使機(jī)構(gòu)的從動件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動不確定現(xiàn)象。第三章凸輪機(jī)構(gòu)1.凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動件和機(jī)架三個基本構(gòu)件組成。2.平底從動件的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)不考慮摩擦?xí)r，凸輪與從動件之間的作用力始終與從動件的平底相垂直，傳動效率較高，且接觸面易形成油膜，故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。3.凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為：只需設(shè)計適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從動件得到所需的運(yùn)動規(guī)律，并且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計方便。它的缺點(diǎn)是：凸輪輪廓與從動件之間為點(diǎn)接觸或線接觸，易磨損，所以通常多用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)。4.點(diǎn)在圓周上勻速運(yùn)動時，它在這個圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動稱為簡諧運(yùn)動。5.在不計摩擦?xí)r，高副中構(gòu)件間的力是沿法線方向作用的，因此對于高副機(jī)構(gòu)，壓力角也就是接觸輪廓法線與從動件速度方向所夾的銳角。6.當(dāng)α增大到一定程度，以至F’在導(dǎo)路中所引起的摩擦阻力大于有用分力F’時，無論凸輪給從動件的作用力多大，從動件都不能運(yùn)動，這種現(xiàn)象稱為自鎖。第四章齒輪機(jī)構(gòu)1.齒輪機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）使用圓周速度和功率范圍廣；（2）效率較高；（3）傳動比穩(wěn)定；（4）壽命長；（5）工作可靠性高；（6）可實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動。2.外齒輪轉(zhuǎn)動方向相反；內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動方向相同。第4頁共10頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料3.范成法是利用一對齒輪（或齒輪與齒條）相互嚙合時，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來切齒的。如果把其中一個齒輪或齒條做成刀具，就可以切出與它共軛的漸開線齒廓。4.標(biāo)準(zhǔn)齒輪是否發(fā)生根切取決于其齒數(shù)的多少。齒數(shù)越少，分度圓半徑越小，輪坯中心越低，極限點(diǎn)越往下移，根切越嚴(yán)重。標(biāo)準(zhǔn)齒輪欲避免根切，其吃書必須大于或等于不根切的最少齒數(shù)Zmin。5.標(biāo)準(zhǔn)齒輪存在下列主要缺點(diǎn)：（1）齒數(shù)必須大于或等于最少齒數(shù)，否則會產(chǎn)生根切。（2）不適用于實際中心距a’不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a的場合。當(dāng)a’＞a時，采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪雖仍可保持定角速比，但會出現(xiàn)較大的齒側(cè)間隙，重合度也減??；當(dāng)a’＜a時，因較大的齒厚不能嵌入較小的齒槽寬，致使標(biāo)準(zhǔn)齒輪無法安裝。（3）一對相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，小齒輪齒根厚度小于大齒輪齒根厚度，抗彎能力有明顯差別。6.變?yōu)辇X輪傳動可分為等移距變位齒輪傳動和不等移距變位齒輪傳動兩類。7.由于小齒輪取正變位，故可減少小輪的齒數(shù)和增大小輪根部的齒厚，從而提高傳動質(zhì)量。第五章輪系1、輪系可分為兩種類型：定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。2、傳動時每個齒輪的幾何軸線都是固定的，這種輪系稱為定軸輪系。3、至少有一齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。4、在輪系中，輸入軸與輸出軸的角度速（或轉(zhuǎn)速）之比稱為輪系的傳動比。5、一對相互嚙合的定軸齒輪的轉(zhuǎn)速比等于其齒數(shù)的反比。6、不影響傳動比數(shù)值大小，只起改變轉(zhuǎn)線的作用的齒輪稱為惰輪或過橋齒輪。7、在周轉(zhuǎn)輪系中，軸線位置變動的齒輪，即既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)的齒輪稱為行星輪。支持行星輪作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為行星架或轉(zhuǎn)臂。軸線位置固定的齒輪則稱為中心輪或太陽輪。第5頁共10頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料8、基本周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、支持它的行星架和與行星輪相嚙合的的兩個（有時只有一個）中心輪組成。9、行星架與中心輪的幾何軸線必須重合，否則不能傳動。10、需要兩個原動件的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動輪系。只需要一個原動件的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系。11、運(yùn)用相對運(yùn)動原理，將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成假想的定軸輪系，然后計算其傳動比的方法稱為相對速度法或反轉(zhuǎn)法。12、找基本周轉(zhuǎn)輪系的一般方法是：先找出行星輪，即找出那些幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動的齒輪；支持行星輪運(yùn)動的構(gòu)件就是行星架；幾何軸線與行星架的回轉(zhuǎn)軸線相重合，且直接與行星輪相嚙合的定軸齒輪就是中心輪。這組行星輪、行星架、中心輪便構(gòu)成一個基本周轉(zhuǎn)輪系。區(qū)分出各個基本周轉(zhuǎn)輪系后剩下的就是定軸輪系。13、輪系的應(yīng)用：①用于相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動；②實現(xiàn)變速傳動；③獲得大傳動比；合④成運(yùn)動和分解運(yùn)動。|合成運(yùn)動和分解運(yùn)動都可用差動輪系來實現(xiàn)。14、兩輪齒數(shù)差越少，傳動比越大。通常齒數(shù)差為1～4.當(dāng)齒數(shù)差Z1-Z2=1時，稱為一齒差行星傳動，這時傳動比具有最大值。15、少齒差行星傳動通常采用銷孔輸出機(jī)構(gòu)作為等角速比機(jī)構(gòu)。16、漸開線少齒差減速器的優(yōu)點(diǎn)是：傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、加工容易。缺點(diǎn)是：同時嚙合的齒數(shù)少，承載能力較低，而且為了避免干涉，必須進(jìn)行復(fù)雜的變位計算。17、擺線針輪行星傳動的優(yōu)點(diǎn)是：傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕以及效率高之外，還應(yīng)同時承擔(dān)載荷的齒數(shù)多，以及齒廓之間為滾動摩擦，所以傳動平穩(wěn)、承載能力大、齒輪磨損小、使用壽命長。缺點(diǎn)是：加工工藝較復(fù)雜，精度要求較高，必須用專用機(jī)床第6頁共10頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料和刀具加工。18、按照波發(fā)生器上的滾輪數(shù)不同，可以有雙波傳動、三波傳動等，最常用的是雙波傳動。19、諧波傳動的齒數(shù)差應(yīng)等于波數(shù)或波數(shù)的整數(shù)倍。20、為了加工方便，諧波齒輪的齒形多采用漸開線齒廓。21、諧波傳動的優(yōu)點(diǎn)是：除傳動比大、體積小、重量輕和效率高外，還因柔輪與波發(fā)生器、輸出軸共軸線，不需要等角速比機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更為簡單；它同時嚙合的齒數(shù)很多，承載能力大，傳動平穩(wěn)；它的齒側(cè)間隙小，適宜于反向傳動。缺點(diǎn)是：柔輪周期性的變形，容易發(fā)熱，需用抗疲勞強(qiáng)很度高的材料，且加工、熱處理要求都很高，否則極易損壞。22、為了避免柔輪變形太大，傳動比小于35°時不宜采用。23、諧波傳動與活齒傳動的不同之處在于：諧波傳動借助柔輪的變形實現(xiàn)逐齒嚙合，而活齒傳動則借助活齒的伸縮實現(xiàn)逐齒嚙合。24、活齒傳動的特點(diǎn)是：傳動比大，單級傳動比i=8～60；效率高，η=70%～95%；不需要等角速比機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊；不會出現(xiàn)一般內(nèi)嚙合齒輪副間的干涉現(xiàn)象，能有1/2的活齒同時參加嚙合，傳動平穩(wěn)，承載能力高。缺點(diǎn)是：加工工藝復(fù)雜，精度要求高。第十章連接1.連接是指被連接件與連接件的組合。2.連接件又稱緊固件。3.連接分為可拆的和不可拆的。允許多次裝拆而無損于使用性能的連接稱為可拆連接。若不損壞組成零件就不能拆開的連接則稱為不可拆連接。4.按照平面圖形的形狀，螺紋分為三角形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。按照螺旋線的旋向，螺紋分為左旋螺紋和右旋螺紋。按照螺旋線的數(shù)目，螺紋可分為單線螺紋和等距排列的多線螺紋。第7頁共10頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料5.為了制造方便，螺紋的線數(shù)一般不超過4.6.當(dāng)斜面傾角ψ小于摩擦角ρ時，滑塊不能在重力作用下自行下滑，即處于自鎖狀態(tài)。在自鎖條件下，必須施加反向驅(qū)動力才能使滑塊等速下滑。7.非矩形螺紋是指牙側(cè)角β≠0的三角形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋。8.與矩形螺紋分析相同，若螺紋升角ψ小于當(dāng)量摩擦角ρ’則螺旋具有自鎖特性?？紤]到極限情況，非矩形螺紋的自鎖條件可表示為ψ≤ρ’。為了防止螺母在軸向力作用下自動松開，用于連接的緊固螺紋必須滿足自鎖條件。9.當(dāng)軸向載荷為力阻，止阻螺副相對運(yùn)動時，相當(dāng)于滑塊沿斜面等速上升；當(dāng)軸向載荷為驅(qū)動力，與螺旋副相對運(yùn)動方向一致時，相當(dāng)于滑塊沿斜面等速下滑。10.由于過大的螺紋升角制造困難，且效率增高也不顯著，所以一般ψ角不大于25°。11.三角形螺紋主要有普通螺紋和管螺紋。前者多用于緊固連接，后者多用于各種管道的緊密連接。12.我國國家標(biāo)準(zhǔn)中，把牙型角α=60°的三角形米制螺紋稱為普通螺紋。13.公稱直徑相同時，細(xì)牙螺紋的升角小、小徑大，因而自鎖性能好、強(qiáng)度高，但不耐磨、易滑扣，它適用于薄壁零件、受動載荷的連接和微調(diào)相對位置機(jī)構(gòu)。14.管連接螺紋一般有四種：普通細(xì)牙螺紋、非螺紋密封的管螺紋、用螺紋密封的管螺紋、60°圓錐管螺紋。15.螺紋連接有以下四種基本類型：①螺栓連接優(yōu)點(diǎn)是加工簡便，成本低，應(yīng)用最廣。適用于承受垂直于螺栓軸線的橫向載荷。②螺釘連接這種連接不宜經(jīng)常裝拆，以免被連接件的螺紋被磨損而使連接失效。第8頁共10頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料③雙頭螺柱連接允許多次裝拆而不損壞被連接件。④緊定螺釘連接常用來固定兩零件的相對位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。16.冷鐓工藝生產(chǎn)的小六角頭螺栓具有材料利用率高，生產(chǎn)率高，力學(xué)性能高和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但由于頭部尺寸較小，不宜用于裝拆頻繁、被連接件強(qiáng)度低和易銹蝕的地方。17.墊圈的作用是增加被連接件的支撐面積以