江苏自考机械设计基础复习重点.docx
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1、第一部分机械原理第一章平面机构组成原理及其自由度分析1 机构是一种具有确定运动的认为实物组合体。机构的组成要素是构件和运动副。2 零件与构件的区别:零件是加工单元体,而构件是运动单元体。3 面接触的运动副称为低副,点或线接触的运动副称为高副。根据组成平面低副的相对运动性质又可将其分为转动副和移动副。4 每个转动副或移动副都引入二个约束;每个高副都引入一个约束。5 机构运动简图:用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件,(读懂)并按一定的比例尺表示机构的运动尺寸,绘制出机构的简明图形称为机构运动简图。6 机构运动简图绘制步骤中注意:选择适当的长度比例尺科 (科=实际尺寸(m) /图示长度(mm
2、),该比例尺与制图中的比例正好相反。7 平面机构自由度计算公式(重点):(见P14例1.1.13 ) F=3n-2PL-PHF平面机构的自由度;n活动构件数(不包括机架);PL低副数;PHP高副数。8 机构具有确定运动的条件:机构原动件数=机构的自由度F。9 复合铰链:k 个构件在同一处组成复合转动副,则其转动副数为(k-1 )个。10 局部自由度:点或线接触的运动副,如凸轮副、齿轮副等。11 虚约束;重复的约束,只需记住简单的几种形式。12 高副低代:以低副来代替高副。通常用一构件两低副来代替一个高副或简称为一杆两低副。这部分参考书上 练习题P20题1.1.3 。 (b) (c)第二章平面连
3、杆机构1 平面四杆机构中最基本的型式一一较链四杆机构,即所有运动副都为转动副。2 较链四杆机构根据两连架杆是曲柄还是摇杆分为三种基本形式:曲柄摇杆机构,双曲柄机构和双 摇杆机构。3 较链四杆机构中相邻两构件作整圈转动的条件:此两构件中必有一2构件是最短构件; 该最短构件与最长构件的长度之和应小于或等于其余两构件长度之和,即lmin+lmax l余1+l余24 较链四杆机构的类型及其判别条件:(重点)当 lmin+lmax l余1+l余2时:只属于双摇杆机构。5 平面四杆机构的急回特性: 在四杆机构中摇杆回程的平均速度大于工作行程的平均速度的这种性 质称为急回特性。急回特性的大小用行程速比系数K
4、表示:K=(180+ 0 )/(180- 0 )或0=180度(K-1)/(K+1) 。0极位夹角,指摇杆处于两个极限位置时,对应的曲柄所在的两个位置之间所夹的锐角。极位夹角0越大,K值也越大。6 具有急回特性的机构类型:曲柄摇杆机构、偏置的曲柄滑块机构(重点:画极限位置)、摆动导杆机构等。而对心曲柄滑块机构不具有急回特性。7 机构压力角a与传动角丫 :压力角指BC杆对C点作用力方向与C点绝对速度方向之间夹的锐角此时AB杆为主动件,CD杆为从动件。压力角的余角丫称为传动角。a越小,丫就越大,机构的传力性能就越好;反之,a越大,丫就 越小,机构的传力越费力,传动效率越低。在机构设计中规定压力角的
5、最大值a 或传动角的最小值丫,即aa或丫丫,以确保机构的传动性能。所以只要找出机构中最大的压力角amax或者最小的传动角丫 min。当丫 max为钝角时,180 - T max为最小的传动角。曲柄滑块机构的最小传动角位置见P32图1.2.33第三章凸轮机构1 凸轮机构组成:由凸轮、从动件、机架三个构件组成。2 对心:指从动件的导路方向通过凸轮的回转中心。3 基圆:以凸轮轮廓最小向径r0 为半径所作的圆。4 升程:从动件最低位置与最高位置之间的距离,是常量。5 位移:从动件在任一位置到基圆处轮廓的距离,是变量,随着凸轮转动周期性变化。6凸轮机构的压力角a:从动件导路方向与凸轮上接触点法向方向之间
6、所夹的锐角。同样压力角越小传力特性越好。7压力角与凸轮基本尺寸之间的关系;在给定运动规律后,基圆半径r0越大,压力角a越小。8本章练习题P59题1.3.7 。第四章齿轮机构及其设计计算1传动比公式;i12= 3 1/co2=n1/n2=Z2/Z1=r2 /r1 =r2/r1=rb2/rb1;门、r2 相互啮合两齿轮节圆半径;r1 、 r2 两齿轮分度圆半径;rb1 、 rb2 两齿轮基圆半径。2 节点:过两齿轮啮合点作公法线nn与连心线O1O2交于P点.,该点成为节点;以01、02为圆心,O1P 02P为半径所作的两个相切的圆称为节圆。3 节圆与分度圆的区别;只有当一对齿轮相互啮合传动时,才有
7、节圆,单个齿轮不存在节圆。外啮合齿轮的中心距a 恒等于两轮节圆半径之和,即a =门+r2。分度圆是指齿轮中具有标准模数、标准压力角的那个圆,它是计算齿轮其他尺寸的基准;只要齿数和模数确定了,齿轮的分度圆半径就确定了。其计算公式为r=mZ/2。 单个齿轮上的参数,有齿顶圆、齿根圆、 分度圆和基圆;无节圆;只有当一对齿轮啮合时,才有节点和节圆,节圆直径和半径分用d和r表示。只有当一对啮合齿轮的实际中心矩等于标准中心距时,啮合角等于分度圆压力角,两节圆半径才分别等于两分度圆半径,两节圆分别与两分度圆重合。当标准齿轮实际安装中心距a大于标准中心矩a,即a a时,为非标准安装。止匕时;节圆与分度圆分离
8、r1 门、门r2 r2;啮合角大于分度圆压力角即a a ;顶隙大于c*m;齿侧产生间隙。4 渐开线:当一直线沿一圆周作相切纯滚动时,直线上任一点在该圆所在平面上展开的轨迹,称为该圆的渐开线。该圆称为基圆,半径为rb 。5 渐开线的形状取决于基圆的大小,基圆越大,渐开线越平直。6 渐开线上压力角a k;渐开线上某点法线方向与该点速度方向之间所夹的锐角。Cosa k=rb/rk ;式中:rb基圆半径,为rk 渐开线上K点的向径。7 渐开线方程:0 k=inv a k- a k。8 渐开线啮合特性:啮合线为两基圆的某一条内公切线,两基圆得而内公切线有两条,这条公法 线是哪一条,取决于主动齿轮的转向。
9、啮合线一一两齿轮啮合点在齿轮传动过程中所走过的轨迹。 渐开线齿廓组成的齿轮具有可分性,可分性是指渐开线齿轮中心矩的变化不影响传动比。即两轮实际安装中心矩与设计中心矩稍有偏差,也不会改变原设计的传动比。9 齿顶高系数ha*和顶隙系数c* ,正常齿制,当1mm时,ha*= 1 , c* = 0.25。10 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式:(考过了)齿数: Z Z2=i12Z1模数: m 选取标准值(分度圆)压力角:a a =20度齿顶高系数: ha* 正常齿制:ha*=1 ;短齿制:ha*=0.8顶隙系数:c*正常齿制:m 1时,c*=0.25 , m0.2的需进行动平衡设计。2 要消除静不平衡
10、回转件转动时所产生的惯性力,就必须改变质心的位置使其调整到回转中心上去。改变质心位置的最简单方法就是在回转件质心的回转平面上加上或减去一定质量。3 回转件静平衡的条件是: 分布在该转子回转平面内的各个偏心质量的惯性力或质径积的矢量和为零。参考P143页例题1.8.1.4 动平衡的方法:在任选的两个平行平面内各加上或减去一个配重。这种重新分配回转件的质量,使该回转件的惯性力和惯性力距均为零的平衡称为回转件的动平衡。经动平衡的回转件一定静平衡,但静平衡的回转件不一定动平衡。第九章机械速度波动的调节1 机械原动件角速度变化,即所谓机械速度波动,分为周期性速度波动和非周期性速度波动。2 周期性速度波动
11、:指大部分机械主轴在其主要工作阶段作变速稳定运转的情况。周期性速度波动的调节方法是在机械的回转构件上安装飞轮。3 非周期性速度波动是指在机械稳定运转时期内,机器中驱动力与工作阻力或有害阻力突然变化,使机械主轴的角速度突然增大或减小的这种情况。调节方法:采用调速器调节。4 平均速度 3 m和速度不均匀系数 B: 3 m=g max- w min)/2 , B =( 3 max-3 min)/ 3 m5 飞轮的转动惯量计算:JF900W /n平方nm平方6,结论:当叫与B 一定时,JF与 nm平方成反比,所以为了减小飞轮转动惯量,最好将飞轮安装在机械的高速轴上。6 飞轮的设计计算步骤:根据已知阻力
12、矩Mr求驱动力矩 Md,由于 Wd=皿则 Wr=S(Mr)=Mdx 2汽计算1、4E2并作出能量指示图;找出W,带入公式计算JF。例题见书上P159 例题1.9.1 ,第二部分机械设计第一章螺纹联接及螺旋传动1 螺纹左右旋向判断:与斜齿轮的旋向方法相同,将螺纹轴线竖起来观察,如螺旋线的倾斜方向与轴线成右上方倾斜属于右旋螺纹。反之为左旋螺纹。2 螺纹联接的基本类型:螺栓联接:被联接件不宜太厚,可以经常拆卸;双头螺柱联接:被联接件之一很厚,不便加工成通孔,又需经常拆卸;螺钉联接:与双头螺柱联接相似,但不宜经常拆卸;紧定螺钉联接:拧入后,利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的
13、相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩。2 常用的防松方法一一 P170表2.1.31)摩擦防松一一弹簧垫圈、双螺母、尼龙圈锁紧螺母等;2)机械防松:开槽螺母与开口销,圆螺母与其止动垫圈,止动垫片等。3)永久防松:冲点法、粘合法等。3螺纹联接的强度计算1)松螺栓联接图P171图2.1.7吊钩螺栓,工作前不拧紧,无预紧力,只有工作载荷F起拉伸作用,防断。一,F4 I 4F、,强度条件为: MPa)一验算用或d1 J-口 (mm (设计用)一定公称一 d14直径d式中:d1螺杆危险截面直径(mrm o- 许用拉应力 N/mm2 (MPa)2)紧螺栓联接一一工作前有预紧力受横向工作载荷的紧螺栓联接普通螺
14、栓联接P172图2.1.18特点:杆孔间有间隙,靠拧紧后正压力( F)产生摩擦力来传递外载荷,保证联接可靠(不产生 相对滑移)的条件为:设所须的预紧力为 FZ Fm Kf FR(4-14)式中:)一接合面间的摩擦系数;Z)一联接螺栓数;m结合面数;K)一可靠性系数,Ks=1.11.3 ;F r)一横向工作载荷(N) ; F)一预紧力(N)。强度条件验算公式:为式ca1.3F2 设计公式为:d1f1.3 4F1/4 d2受轴向工作载荷的紧螺栓联接螺栓上的总拉力:F0 F FF一一剩余预紧力(N),当载荷F无变化时,可取 F (0.20.6)F ;当载荷F有变化时,可取 F (0.61.0)F o
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