機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)復(fù)習(xí).ppt

1、復(fù)習(xí),考試題型 1、填空 2、問(wèn)答題 3、計(jì)算題,第1章 緒論,1） 都是許多人為實(shí)體的組合 2） 各實(shí)體間具有確定的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)； 3） 在工作時(shí)能轉(zhuǎn)換機(jī)械能如內(nèi)燃機(jī)，發(fā)電機(jī)等）、或作有效的機(jī)械功（如顎式破碎機(jī)，起重機(jī)）,構(gòu)件,機(jī)構(gòu),機(jī)器,零件、構(gòu)件、機(jī)構(gòu)、機(jī)器、機(jī)械,機(jī)械：機(jī)器與機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱(chēng),構(gòu)件與零件的區(qū)別： 1）構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元 2）零件是制造的單元,機(jī)械零件工作能力計(jì)算的理論基礎(chǔ),強(qiáng)度準(zhǔn)則,變應(yīng)力的循環(huán)特性,非對(duì)稱(chēng)循環(huán),r 0 且 | r | 1,靜應(yīng)力,r = +1,對(duì)稱(chēng)循環(huán),r 1,脈動(dòng)循環(huán),r 0,第4章:平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析 一.基本概念 自由度：機(jī)構(gòu)具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。

2、運(yùn)動(dòng)副：機(jī)構(gòu)中兩構(gòu)件直接接觸的可動(dòng)聯(lián)接。 瞬心：兩構(gòu)件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 其相對(duì)速度為零時(shí)的重合點(diǎn)稱(chēng)為速度瞬心。 二.基本內(nèi)容 1.繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 2.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 自由度F0 原動(dòng)件的數(shù)目機(jī)構(gòu)的自由度 3.自由度計(jì)算： F=3n-2PL-PH 4.計(jì)算自由度應(yīng)注意事項(xiàng)：復(fù)合鉸鏈，局部自由度，虛約束,存在于轉(zhuǎn)動(dòng)副處 正確處理方法：復(fù)合鉸鏈處有N個(gè)構(gòu)件則有(N-1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副, 復(fù)合鉸鏈,局部自由度,常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦所增加的滾子處。 正確處理方法：計(jì)算自由度時(shí)將局部自由度減去。, 虛約束,存在于特定的幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下。 正確處理方法：將引起虛約束的構(gòu)件和運(yùn)

3、動(dòng)副除去不計(jì)。,（1） 復(fù)合鉸鏈,復(fù)合鉸鏈 N(N1)個(gè)以上的構(gòu)件同時(shí)在一處以鉸鏈相聯(lián)接 轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)N-1,N=3 PL=2,（2）局部自由度,與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度,（3）虛約束,重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)不起限制的約束。,5.瞬心的求法,（1）機(jī)構(gòu)的瞬心數(shù)目 有N個(gè)構(gòu)件的機(jī)構(gòu)，其瞬心總數(shù)為 （2）瞬心位置的確定 1.根據(jù)瞬心的定義 2.兩構(gòu)件直接用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接,（P12）,p12,3、兩構(gòu)件間沒(méi)有用運(yùn)動(dòng)副直接聯(lián)接，則可用三心定理來(lái)確定 。,三心定理:作平面運(yùn)動(dòng)的3個(gè)構(gòu)件共有3個(gè)瞬心，這3個(gè)瞬心必在一條直線上。,P13,P23,P34,P14,P12,P24,第5章 平面連桿機(jī)構(gòu),一、鉸鏈四桿機(jī)

4、構(gòu)的類(lèi)型 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 雙曲柄 雙搖桿 二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件 最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和其余兩桿長(zhǎng)度之和 整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其鄰邊組成的,三、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的特性,1、急回特性和行程速比系數(shù) 極位夾角：當(dāng)搖桿處于兩極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲柄位置線所夾的銳角。 行程速比系數(shù)k: 2、壓力角與傳動(dòng)角: 壓力角：在不計(jì)摩擦力、慣性力的條件下，機(jī)構(gòu)中驅(qū)使輸出件運(yùn)動(dòng)的力的方向線與輸出件上受力點(diǎn)的速度方向線所夾的銳角。 傳動(dòng)角：壓力角的余角。 3、死點(diǎn):從動(dòng)件的傳動(dòng)角為零g=0,機(jī)構(gòu)頂死,四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化,1、曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)/搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu) 3、雙滑塊機(jī)構(gòu) 4、偏心輪機(jī)構(gòu) 5、四桿機(jī)

5、構(gòu)的組合,機(jī)構(gòu)演化方法：轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化成移動(dòng)副、變桿長(zhǎng)、 換機(jī)架、擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副等。,五、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(作圖法),按照給定的行程速比系數(shù),第6章 凸輪機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi),從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律,等速運(yùn)動(dòng) 等加速等減速運(yùn)動(dòng) 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 正弦加速度運(yùn)動(dòng),凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)方法所依據(jù)的基本原 理反轉(zhuǎn)法 設(shè)計(jì)方法：圖解法,凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸：基圓半徑rmin、滾子半徑rT、壓力角,基圓rmin 越小 結(jié)構(gòu)緊湊 壓力角 效率 原則 保證max ，縮小基圓尺寸,外凸凸輪廓線運(yùn)動(dòng)失真原因：minrT 避免方法：(1)減小滾子半徑rT； (2)增大基圓半徑rmin來(lái)加大理論輪廓曲線的

6、min,第9章 齒輪機(jī)構(gòu),齒輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型,2、齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn),工作可靠性高；,優(yōu)點(diǎn)：,傳動(dòng)比穩(wěn)定；,傳動(dòng)效率高；,適用的圓周速度和功 率范圍廣；, 使用壽命長(zhǎng)。, 可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)。,3、齒廓實(shí)現(xiàn)定角速比傳動(dòng)的條件,要使兩齒輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比為一常數(shù)，則不論兩齒廓在任何位置接觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線都必須與連心線交于一定點(diǎn)p ，這就是平面齒廓嚙合基本定律。,4、漸開(kāi)線的性質(zhì),(2) 漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)的法線必切于基圓，與基圓的切點(diǎn)B為漸開(kāi)線在K點(diǎn)的曲率中心，而線段BK是漸開(kāi)線在點(diǎn)K處的曲率半徑。,（3）漸開(kāi)線齒廓各點(diǎn)具有不同的壓力角，點(diǎn)離基圓中心 愈遠(yuǎn)，壓

7、力角愈大。,(4) 漸開(kāi)線的形狀決于基圓半徑，半徑越大，漸開(kāi)線越平展（綜合曲率半徑越大）,(5)基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。,5、漸開(kāi)線齒廓滿足定角速比要求（會(huì)證明）,6、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算,分度圓直徑d : 齒頂高h(yuǎn)a： 齒根高h(yuǎn)f ： 齒全高h(yuǎn)： 齒頂圓直徑da: 齒根圓直徑df: 基圓直徑db: 齒距p： 齒厚s與齒間e: 基圓齒距pb：,標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù):,齒間 (齒槽),齒z,7、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合,一對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是： 兩輪的模數(shù)相等，兩輪的壓力角相等。 無(wú)側(cè)隙嚙合傳動(dòng)條件： 一齒輪輪齒的節(jié)圓齒厚必須等于另一齒輪節(jié)圓齒槽寬。 為了保證連續(xù)傳動(dòng)：,8

8、、漸開(kāi)線齒輪的切齒原理,1 仿形法 用與齒輪齒槽形狀相同的指狀銑刀或盤(pán)狀銑刀在銑床上進(jìn)行加工。 2 范成法 利用輪齒的嚙合原理來(lái)切削輪齒齒廓的 a）用齒輪插刀加工齒輪 b）用齒條插刀加工齒輪 c）用齒輪滾刀加工齒輪,9、根切、最少齒數(shù)及變位齒輪,根切產(chǎn)生原因： 刀具頂線超過(guò)嚙合極限點(diǎn)N1 避免根切的措施 加大齒輪半徑，其它參數(shù)同刀具且標(biāo)準(zhǔn), 只能增加齒數(shù)z，zmin= 17。 變位: 加大刀具與齒輪中心距離，使刀具齒頂線低于N1,9、齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,基本準(zhǔn)則： 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)主要的失效形式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定主要尺寸，然后對(duì)其它失效形式進(jìn)行必要的校核。,10、平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu),當(dāng)量齒

9、輪 ：與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)奶摂M的直齒圓柱齒輪 當(dāng)量齒數(shù) zv：當(dāng)量齒輪的齒數(shù),斜齒圓柱齒輪主要嚙合特點(diǎn),逐漸嚙合，重合度大 傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力大 適用高速、大功率場(chǎng)合,斜齒圓柱齒輪的受力分析,n,方向在主動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向相反,方向指向軸心,用右（左）手 判 定,軸向力方向判斷：,主動(dòng)輪為右旋，用右手，若為左旋，用左手；（從動(dòng)輪為左旋，用右手，若為左旋，用左手） 拇指表示軸向力方向； 其余四指表示齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。,12、直齒錐齒輪傳動(dòng),錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn),圓周力： 方向在主動(dòng)輪與運(yùn)動(dòng)方向相反,徑向力： 方向指向軸心,軸向力： 指向輪齒大端。,一 靜平衡結(jié)論,產(chǎn)生靜不平衡的原因是合慣性力不為零 靜平衡的條件：分布于轉(zhuǎn)子上的各個(gè)偏心質(zhì)量的離心慣性力的合力為零，或質(zhì)徑積的向量和為零 對(duì)于靜不平衡的剛性轉(zhuǎn)子，無(wú)論它有多少個(gè)偏心質(zhì)量，只要適當(dāng)增加（或減?。┮粋€(gè)平衡質(zhì)量，就能使其獲得平衡。即對(duì)靜不平衡的轉(zhuǎn)子，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為1,第8章 平衡與調(diào)速,二 動(dòng)平衡結(jié)論,產(chǎn)生動(dòng)不平衡的原因是合慣性力、合慣性力偶矩均不為零（特殊情況下，合慣性力為零，而合慣性力偶矩不為零） 動(dòng)平衡的條件：轉(zhuǎn)子上各個(gè)質(zhì)量所產(chǎn)生的空間慣性力系的合力及合力偶均為零 對(duì)于動(dòng)不平衡的剛性轉(zhuǎn)子，只要分別在選定的兩個(gè)平面內(nèi)各加適當(dāng)?shù)钠胶赓|(zhì)量，就能達(dá)到完全平衡。即要使轉(zhuǎn)子達(dá)到動(dòng)平衡，所需加的平衡質(zhì)量的最少數(shù)量為2。故