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机械设计知识点总结

机械设计知识点总结
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1螺纹联接的防松的原因和措施是什么?

答:原因——是螺纹联接在冲击,振动和变载的作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,联接有可能松脱,高温的螺纹联接,由于温度变形差异等原因,也可能发生松脱现象,因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松,如用槽型螺母和开口销,止动垫片等,其他方法防松,如冲点法防松,粘合法防松。

2.提高螺栓联接强度的措施

答:(1)降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围:a,为了减小螺栓刚度,可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆,也可增加螺杆长度,b,被联接件本身的刚度较大,但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度,采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件,则仍可保持被连接件原来的刚度值。(2)改善螺纹牙间的载荷分布,(3)减小应力集中,(4)避免或减小附加应力。3.轮齿的失效形式答:(1)轮齿折断,一般发生在齿根部分,因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大,而且有应力集中,可分为过载折断和疲劳折断。(2)齿面点蚀,(3)齿面胶合(4)齿面磨损(5)齿面塑性变形。

4.齿轮传动的润滑。

答:开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑,可采用润滑油或润滑脂,一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定,当V<=12时多采用油池润滑,当V>12时,不宜采用油池润滑,这是因为(1)圆周速度过高,齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区,(2)搅由过于激烈使油的温升增高,降低润滑性能,(3)会搅起箱底沉淀的杂质,加速齿轮的磨损,常采用喷油润滑。

5.为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施

答:由于蜗杆传动效率低,发热量大,若不及时散热,会引起箱体内油温升高,润滑失效,导致齿轮磨损加剧,甚至出现胶合,因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1),增加散热面积,合理设计箱体结构,铸出或焊上散热片,2)提高表面传热系数,在蜗杆轴上装置风扇,或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。6.带传动的有缺点。

答,优点——1)适用于中心距较大的传动,2)带具有良好的挠性,可缓和冲击,吸收振动,3)过载时带与带轮间产生打滑,可防止损坏其他零件,4)结构简单,成本低廉。缺点——1)传动的外廓尺寸较大,2)需要张紧装置,3)由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比,4)带的寿命短,5)传动效率较低。

8 与带传动和齿轮传动相比,链传动的优缺点

答:与带传动相比,链传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比,需要的张紧力小,作用在轴上的压力也小,可减小轴承的摩擦损失,结构紧凑,能在温度较高,有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比,链传动的制造和安装精度要求较低,中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数,传动平稳性较差,工作中有一定的冲击和噪声。9.轴的作用,转轴,传动轴以及心轴的区别。

答:轴是用来支持旋转的机械零件。转轴既传动转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴则只承受弯矩而部传动转矩。

10.轴的结构设计主要要求。

答:1),轴应便于加工,轴上零件要易于装拆。2),轴和轴上零件要有准确的加工位置,3)各零件要牢固而可靠的相对固定,4)改善受力状况,减小应力集中。11.形成动压油膜的必要条件。

答:1)两工作面间必须有楔形形间隙,2)两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体,3)两工作面间必须有相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油从大截面流进,小截面流出,此外,对于一定的载荷,必须使速度,粘度及间隙等匹配恰当。

13.变应力下,零件疲劳断裂具有的特征。

答:1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低,甚至屈服极限低,2)不管脆性材料或塑像材料,疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂,3)疲劳断裂是损伤的积累。

14.机械磨损的主要类型——磨粒磨损,粘着磨损,疲劳磨损,腐蚀磨损。

15.垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。16.滚动螺旋的优缺点。

答:优点——1)磨损很小,还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度,因此其传动精度很高,2)不具有自锁性,可以变直线运动为旋转运动。缺点——1)结构复杂,制造困难,2)有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。

18 齿轮传动的功率损耗包括——啮合中的摩擦损耗,搅动润滑油的油阻损耗,轴承中的摩擦损耗。

20.轴瓦材料的性能——1)摩擦系数小,2)导热性好,热膨胀系数小,3)耐磨,耐蚀,抗胶合能力强,4)要有足够的机械强度和可塑性。

21提高螺纹连接强度的措施a降低影响螺栓疲劳强度的应力幅b改善螺纹牙上载荷分布不均的现象c减小应力集中的影响d采用合理的制造工艺方法

22提高轴的强度的常用措施

a合理布置轴上零件以减小轴的载荷b改进轴上零件的结构以减小轴的载荷c改进轴的结构已减小轴的载荷d改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度

3滚动轴承正常的失效形式是内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏

46308—内径为40mm的深沟球轴承尺寸系列03,0级公差,0组游隙

7211c—内径为55mm的角接触球轴承,尺寸系列02,接触角15°,0级公差,0组游隙

N408\p5—内径为40mm的外圈无挡边圆柱滚子轴

承,尺寸系列04,5级公差,0组游隙

5为了把润滑油导入整个摩擦面间,轴瓦或轴颈上开油孔或油槽

6 轴承材料性能应着重满足以下主要要求

a良好的减摩性,耐磨性和抗咬粘性b良好的摩擦顺应性,嵌入性和磨合性c足够的强度和抗腐蚀能力d良好的导热性,工艺性和经济性等

7轴承材料分三大类:a金属材料b多孔质金属材料c非金属材料

8滑动轴承的失效形式

a摩力磨损b刮伤c咬粘d疲劳剥落e腐蚀

9模数越大,齿轮的弯曲疲劳强度越高小齿轮直径越大,齿轮的齿面接触疲劳强度越高

43.带轮的结构形式:轮缘,轮辐,轮毂组成

九:V带轮的轮槽与选用的V带的型号相对应V带绕在带轮上以后发生弯曲变形,使V带工作面的夹角发生变化,为了使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合,将V带轮轮槽的工作面的夹角做成小于40°V带安装到轮槽中以后,一般不应超出带轮外圆,也不应与轮槽底部接触,为此规定轮槽基准直径到带轮外圆和底部的最小高度hamin和hfmin

2.摩擦分为干摩擦,边界摩擦,流体摩擦,混合摩擦3.磨损:运动副之间的摩擦导致零件表面材料丧失或者迁移分为三阶段:磨合阶段,稳定磨损阶段,剧烈磨损阶段设计和使用机器时:力求缩短磨合期,延长稳定磨损期,推迟剧烈磨损期的到来

磨损按磨损机理分类:粘附磨损,磨粒磨损,疲劳磨损,冲蚀磨损,腐蚀磨损,微动磨损

4.润滑剂的作用:降低摩擦,减轻磨损,保护零件不遭锈蚀,散热降温,缓冲吸振,密封能力

分为四个类型:气体,液体,半固体,固体

性能指标:1粘度(动力粘度:流体中任意点处的切应力均与该处流体的速度梯度成正比运动粘度:动力粘度与同温度下的液体的密度之比值)2润滑性3极压性4闪点:遇火焰能发出闪光的最低温度5凝点:不能再自由流动的最高温度6氧化稳定性

二:螺纹:外螺纹和内螺纹,共同组成螺旋副常用螺纹:连接螺纹及传动螺纹连接螺纹1)普通螺纹2)非螺纹密封的管螺纹3)用螺纹密封的管螺纹4)米制螺纹传动螺纹1)矩形螺纹2)梯形螺纹3)锯齿形螺纹

螺纹连接的仿松实质防止螺旋副在受载时发生相对转动。措施按工作原理分为摩擦防松,机械防松,破坏螺旋副运动关系防松摩擦防松机械防松破坏螺旋副运动关系防松

螺纹连接的预紧:预紧力目的在于:增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现隙缝或者相对滑移

五:键键连接的主要类型:平键连接,半圆键连接,楔键连接和切向键连接

根据用途不同平键可分为:普通平键,薄型平键(静连接),导向平键和滑键(动连接)按构造分:圆头(A型),平头(B型),单圆头(C型)

六:平键连接失效形式:工作面被压溃对于导向平键或者滑键连接失效形式工作面的过度磨损

七:带传动是一种挠性传动,基本组成零件为带轮和传动带

按工作原理不同分为:摩擦型(又按横截面面积形状不同分为平带传动,圆带传动,V带传动,多楔带传动)和啮合型带传动

V带传动材料:包括顶胶,抗拉体,底胶和包布

链传动的缺点:只能实现平行轴间链轮的同向传动,运转时不能保持恒定的瞬时传动比,磨损后易发生跳齿,工作时有噪声,不宜用在载荷变化很大,高速,急速反向的传动中。

十:链传动的失效形式①链的疲劳破坏成为决定链传动承载能力的主要因素②链条铰链的磨损结果使得链节距增大,链条总长度增加,从而使链的松边垂度发生变化,同时增大了运动的不均匀性和动荷载,引起跳齿。③链条铰链的胶合一定程度上限制了链传动的极限转速

十一:齿轮传动主要特点:①效率高②结构紧凑③工作可靠寿命长④传动比稳定

十五:滑动轴承分为整体式径向滑动轴承,对开式径向滑动轴承(承受径向力),止推滑动轴承(承受轴向力)①滑动轴承的失效形式磨粒磨损,刮伤,咬粘(胶合),疲劳剥落,腐蚀

②轴承材料材料应该满足的要求⑴良好的减摩性,耐磨性和抗咬粘性⑵良好的摩擦顺应性,嵌入性和磨合性⑶足够的强度和抗腐蚀能力⑷良好的导热性,工艺性,经济性等

③常用的轴承材料⑴轴承合金(通称巴氏合金或白合金)⑵铜合金⑶铝基轴承合金⑷灰铸铁及耐磨铸铁⑸多孔质金属材料⑹非金属材料

④油孔及油槽作用:为了将润滑油导入整个摩擦面间,轴瓦或轴颈上需开设油孔或油槽,对于液体动压径向轴承,有轴向油槽和周向油槽两种形式

⑤润滑油及其选择润滑油是滑动轴承中应用最广的润滑剂,液体动压轴承通常采用润滑油作润滑剂

原则上讲当转速高,压力小,应选择粘度较低的油,反之当转速高压力大应选粘度较高的油

润滑油粘度随温度升高而降低,故在较高温度下工作的轴承所用油粘度应该比通常的高一些。

215.滚动轴承的实效形式正常实效是:内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏

1普通平键截面尺寸按轴的直径来选择,键长按轮毂的长度而定

2随着表面粗糙度的增加,零件的实际接触面积减少,高副元件表面接产生的应力是切应力

3螺纹连接防松的实质是防止螺旋副间的相对转动

4内联板与套筒,外联板与销轴过盈滚子和套筒,套筒和销轴间隙

5对齿轮材料性能的基本要求齿面硬齿芯韧

6带传动的传动比不宜过大,过大则包角减小出现打滑,减小有效拉力

7承载能力最高是直齿圆柱传动,最低是斜齿

8限制蜗杆的直径系数q是为了限制齿数蜗杆传动的滑动速度越大,所选润滑油的粘度值就越小

9液体摩擦动压滑动的轴瓦上的油孔,油沟位置应开在中部周向

11在承受横向载荷或者旋转力矩的普通紧螺栓连接中,螺杆受扭转切应力和拉应力

12蜗杆传动中蜗杆头数越少效率越低自锁性越好常用头数1246

1.由于零件尺寸及几何形状变化,加工质量及强化因素等影响,使得零件的疲劳极限要小于材料的疲劳极限。r =c时,o与m的连线;σm=c时,90度;σmin=c时,45度。

、简述不同齿轮传动的主要失效形式及其设计计算准则答:闭式软齿面齿轮传动主要失效形式为齿面点蚀,先按齿面接触疲劳强度设计,然后进行齿根弯曲疲劳强度校核;闭式硬齿面齿轮传动,主要失效形式是弯曲疲劳折断,先按齿根弯曲疲劳强度设计,然后进行齿面接触疲劳强度校核;闭式高速重载齿轮传动,主要失效形式是胶合,除满足齿面接触强度和齿根弯曲强度外,还应按抗胶合能力进行计算;开式齿轮传动主要失效形式是磨损,只要按弯曲疲劳强度设计,并用增大模数方法来考虑磨损的影响;短期过载或冲击时,主要失效形式是过载折断或齿面塑形变形,按静强度计算。

1.液体动压轴承与静压轴承在形式压力油膜的机理上

有什么不同

答:液体动压轴承利用轴颈与轴承表面间形成收敛油楔,依靠两表面间一定的相对滑动速度使一定黏度的润滑油充满楔形空间,形成流体压力与轴承载荷平衡,以得到液体润滑。

液体静压轴承是利用油泵将具有一定压力的液体送入支承处,使摩擦表面间强迫形成一层液态膜将表面完全分开,并能承受一定的载荷。

2.某一普通V带传动装置工作时有两种输入转速:

300r/min和600r/min,若传递的功率不变,试转速

设计?为什么?

答:由于输出的功率P=Fv不变,所以需要带传动提供的有效拉力F1和F2也不相等。V带传动应按大的有效效应拉力进行设计,即按低速时的参数设计带传动。因为按低俗运行参数设计,带传动能提供的有效拉力较大,可以满足高速时对有效拉力的要求。但若按高速运行参数设计,带传动提供的有效拉力较小,不能满足低速时较大的拉力要求,运行时,可能会因有效拉力不足而打滑,还会因带中应力超过许用应力而使带的寿命下降。3.滚动轴承的基本额定寿命与基本额定动载荷

答:基本额定寿命:一组在相同条件下运转的近于相同的轴承,将其可靠度为90%时的寿命作为标准寿命。即按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏,而90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数或工作小时数作为轴承的寿命,并把这各寿命叫做基本额定寿命。

基本额定动载荷:使轴承的基本额定寿命恰好为106r时,轴承所能承受的载荷。

4.带传动的弹性滑动与打滑?两者有何区别?

答:传动带在受到拉力作用时会发生弹性变形。在小带轮上,带的拉力从紧边拉力F1逐渐降低到松边拉力F2,带的弹性变形量逐渐减少,因此带相对于小带轮向后退缩,使得带的速度低于小带轮的线速度v1;在大带轮上,带的拉力从松边拉力F2逐渐上升为紧边拉力F1,带的弹性变形量逐渐增加,带相对于大带轮向前伸长,使得带的速度高于大带轮的线速度v2.这种带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动,称为带传动的弹性滑动。

在带传动的速度不变的条件下,随着带传动所传递的功率逐渐增加,带和带轮间的总摩擦力也随之增加,弹性滑动所发生的弧度的长度也相应扩大。当总摩擦力增加到临界值时,弹性滑动的区域也就扩大到了整个接触弧。此时,如果增加带传动的功率,则带与带轮间就会发生显著的相对滑动,即整体打滑。

(建议理解后,用自己的话答)

5.用同一材料制成的机械零件和标准试件的疲劳极限

通常是不相同的,试说明导致不相同的主要原因答:主要因素:应力集中、零件尺寸大小、零件表面品质及环境状况

6.链传动的多边效应?

答:链传动的瞬时传动比为

β

γ

ω

ω

cos

cos

1

2

2

1

R

R

i=

=。链传动

的传动比变化与链条绕在链轮上的多边形特征有关,故将以上现象称为链传动的多边形效应。

7.带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比?答:中心距过小,单位时间内链条的绕转次数增多,链条曲伸次数和应力循环次数增多,因而加剧了链的磨损和疲劳。同时,由于中心距小,链条在小链轮上的包角变小,每个轮齿所受的载荷增大,且易出现跳齿和脱齿现象。

传动比过大链条在小链轮上的包角就会过小,参与啮合的齿数减少,每个轮齿承受的载荷增大,加速轮齿的磨损,且易出现跳齿和脱链现象。

8.闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算?可采用哪

些措施来改善条件?

答:蜗杆传动由于效率低,所以工作时发热量大。在闭式传动中,如果产生的热量不能及时散逸,将因油温不断升高而使润滑油稀释,从而增大摩擦损失,甚至发生胶合。所以,必须根据单位时间内的发热量Φ1等于同时间内的散热量Φ2的条件进行热平衡计算,以保证油温稳定地处

于规定的范围内。

措施:加散热片以增大散热面积、在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通。

9.带传动、链传动和齿轮传动各有什么优缺点?

带传动:(优)结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点;

链传动:(优)主要用在要去工作可靠,两轴相距较远,低速重载,工作环境恶劣,以及其他不宜采用齿轮传动的场合(缺)只能实现平行轴间链轮的同向传动;运转是不能保证恒定的瞬时传动比;磨损后易发生跳齿;工作时有噪声;不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中。齿轮传动:(优)效率高、结构紧凑、工作可靠、传动比稳定(缺)齿轮的制造及安装精度要求高,价格较贵,且不宜用于传动距离过大的场合。

10.齿轮传动设计时,为什么小齿轮的齿面硬度和齿宽要

比大齿轮大一些?

答:当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差(如小齿轮面为淬火并磨制,大齿轮齿面为常化或调质),且速度又较高时,较硬的小齿轮面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限,因此,当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时,大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20%,但应注意硬度高的齿面,粗糙度值也要相应的减小。

圆柱齿宽的实用齿宽,在按b=Φd d1计算后再做适当调整,而且常将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽5~10mm,以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小额增大轮齿单位齿宽的工作载荷。

11.普通平键主要失效形式是什么?

答:工作面被压溃

12.用受力变形图说明受轴向工作载荷F的普通紧螺栓

联接其螺栓的总载荷F2,预紧力F0,被联接件的残

余预紧力F1与工作载荷F之间的关系。(螺栓刚度

为Ch,被联接件刚度为Cm)

答:见P83 图5-25(c)

13.当设计链传动时,选择齿数Z1和节距P应考虑哪些

问题?

答:对于z1而言。小链轮齿数z1少,将减小外廓尺寸,但齿数过少,会增加运动的不均匀性和动载荷;链条在进入和退出啮合时,链节间的相对转角增大;链传动的圆周力增大,从整体上加速铰链和链轮的磨损。可见,小链轮的齿数z1不宜过少。链轮的最少齿数Zmin=9。一般z1≧17,对于高速传动或承受冲击载荷的链传动,z1不少于25,且链轮齿应淬硬。

小链轮的齿数z1也不宜取太大。在传动比给定时,z1大,大链轮齿数z2也相应增大,其结果不仅增大了传动的总体尺寸,而且还容易发生跳链和脱链,从另一方面限制了链条的使用寿命。

对于P而言节距p越大,承载能力就越高,但总体尺寸增大,多边形效应显著,振动、冲击和噪声也严重。为使结构紧凑和延长寿命,应尽量选取较小的节距的单排链。速度高,功率大时,宜选用小节距的多排链。如果从经济上考虑,当中心距小、传动比大时,应选小节距的多排链,中心距大,传动比小时,应选大节距的单排链。14.设计齿轮时,在什么情况下必须将齿轮与轴设计成一

体,做成齿轮轴

答:对于直径很小的钢制齿轮,当为圆柱齿轮时,若齿根圆到键槽底部的距离e<2m t(m t为端面模数);当为锥齿轮是,按齿轮小端尺寸计算而得的e<1.6m t时,均应将齿轮和轴做成一体,叫做齿轮轴。

15.在某段轴颈采用两个平键时一般将键槽沿周向相隔

180o布置,采用楔键时却相隔90o~120o布置,这是

为什么?

考虑键的合理布置,详见P108

(建议理解后,用自己的话答)

16.为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象

答:开式齿轮润滑条件恶劣,齿间会进入磨料性物质,在齿轮出现点蚀现象前,齿面就被磨损报废。

17.带传动中,为什么带速不易过高或过低?

答:当带传动的功率一定时,提高带速,可以降低带传动的有效拉力,相应地减少带的根数或者V带的横截面积,总体上减少带传动的尺寸;但是,提高带速,也提高了V 带的离心应力,增加了单位时间内带的循环次数,不利于提高带传动的疲劳强度和寿命。降低带速则有相反的利弊。

18.形成稳定动压油膜的必要条件(流体动力润滑的必要

条件)

答:(1)相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙;(2)被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度(亦即表面滑动表面带油时要有足够的油层最大速度),其运动方向必须使润滑油由大口流进,从小口流出。(3)润滑油必须有一定的黏度,供油要充分。

19.简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种?

螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。20.提高螺栓联接强度的措施有哪些?

降低螺栓总拉伸载荷的变化范围;改善螺纹牙间的载荷分布;减小应力集中;

避免或减小附加应力

21.闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分?

闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分:轮齿啮合的功率损耗,轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。22.链传动的主要失效形式有哪些?

链板疲劳破坏;滚子套筒的冲击疲劳破坏;销轴与套筒的胶合;链条铰链磨损;过载拉断。

23.滚动轴承的基本类型有哪些?

调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。

机械设计基础总结讲解

机械设计基础总结 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.1构件 ---- 独立的运动单元零件 ----- 独立的制造单元 运动副一一两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的连接。 机构——由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。 机器一一由零件组成的执行机械运动的装置。 机器和机构统称为机械。构件是由一个或多个零件组成的。 机构与机器的区别: 机构只是一个构件系统,而机器除构件系统之外还包含电气,液压等其他装置;机构只用于传递运动和力,而机器除传递运动和力之外,还具有变换或传递能量,物料,信息的功能。 1.2运动副一一接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。 运动副元素——直接接触的部分(点、线、面) 运动副的分类: 1)按引入的约束数分有: I 级副(F=5)、II 级副(F=4)、III 级副(F=3)、IV 级副(F=2)、V 级副 (F=1)。 2)按相对运动范围分有:平面运动副——平面运动空间运动副一一空间运动 平面机构——全部由平面运动副组成的机构。 空间机构一一至少含有一个空间运动副的机构 3)按运动副元素分有: 咼副(;禺)点、线接触,应力咼;低副()面接触,应力低 1.3机构:具有确定运动的运动链称为机构 机构的组成:机构=机架+原动件+从动件 保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。 24y 原动件v自由度数目:不具有确定的相对运动。原动件〉自由度数目:机构中最弱的构件将损坏。 1.5局部自由度:构件局部运动所产生的自由度。出现在加装滚子的场合,计算时应去掉Fp。 复合铰链——两个以上的构件在同一处以转动副相联。m个构件,有m—1转动副虚约束对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 出现场合:1两构件联接前后,联接点的轨迹重合,2?两构件构成多个移动副,且导路平行。3.两构件构成多个转动副,且同轴。4 运动时,两构件上的两点距离始终不变。5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。6.两构件构成高副,两处接触,且法线重合。

机械设计试验报告2(附答案)

实验二、机械设计课程减速器拆装实验报告减速器名称班级日期 同组实验者姓名

回答下列问题 减速器拆装步骤及各步骤中应考虑的问题 一、观察外形及外部结构 1.起吊装置,定位销、起盖螺钉、油标、油塞各起什么作用?布置在什么位置? 答: 定位销:为安装方便,箱座和箱盖用圆锥定位销定位并用螺栓连接固紧 起盖螺钉:为了便于揭开箱盖,常在箱盖凸缘上装有起盖螺钉 起吊装置:为了便于吊运,在箱体上设置有起吊装置箱盖上的起吊孔用于提升箱盖箱座上的吊钩用于提升整个减速器 油标:为了便于检查箱内油面高低,箱座上设有油标 油塞:拔下即可注油,拧上是为了防止杂质进入该油箱,常在箱体顶部位置设置油塞 2.箱体、箱盖上为什么要设计筋板?筋板的作用是什么,如何布置? 答: 原因:为保证壳体的强度、刚度,减小壳体的厚度。 作用:增大减速机壳体刚度。 布置:一般是在两轴安装轴承的上下对称位置分别布置较好。 3.轴承座两侧联接螺栓应如何布置,支承螺栓的凸台高度及空间尺寸应如何确定? 答: 轴承旁凸台高度h 由低速级轴承座外径确定,以便于扳手操作为准。取50mm 轴承旁连接螺栓的距离S 以Md1螺栓和Md3螺钉互不干涉为准尽量靠近一般取S=D。 4.铸造成型的箱体最小壁厚是多少?如何减轻其重量及表面加工面积? 答: 大约10mm左右。减轻重量主要是减少厚度,做加强筋来满足。 5.箱盖上为什么要设置铭牌?其目的是什么?铭牌中有什么内容? 答: 为了显示型号,基本参数,外国的产品还包含序列号,给厂家提供序列号,可以查到出厂时的所有参数,方便使用维护,比如用了几年,你要买备件或备机,提供名牌信息。 二、拆卸观察孔盖 1.观察孔起什么作用?应布置在什么位置及设计多大才是适宜的? 答: 为了检查齿轮与齿轮(或涡轮与蜗杆)的啮合情况、润滑状况、接触斑点、齿侧间隙、齿轮损坏情况,并向减速器箱体内注入润滑油。 应设置在箱盖顶部的适当位置:孔的尺寸大小以便于观察传动件啮合的位置为宜,并允许手伸入箱体内检查齿面磨损情况。

机械设计基础知识点总结

机械设计基础知识点总结 1.构件:独立的运动单元/零件:独立的制造单元 机构:用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能有确定相对运动的连接方式组成的构件系统(机构=机架 (1个)+原动件(》1个)+从动件(若干)) 机器:包含一个或者多个机构的系统 注:从力的角度看机构和机器并无差别,故将机构和机器统 称为机械 1.机构运动简图的要点:1)构件数目与实际数目相同2)运动 副的种类和数目与实际数目相同3)运动副之间的相对位置以 及构件尺寸与实际机构成比例(该项机构示意图不需要) 2.运动副(两构件组成运动副):1)高副(两构件点或线接触) 2)低副(两构件面接触组成),例如转动副、移动副 3.自由度(F )=原动件数目,自由度计算公式: F =3n (n为活动构件数目)-2P(P L为低副数目)-P H( P H为高副数目) 求解自由度时需要考虑以下问题:1)复合铰链2)局部自由

度3)虚约束 4.杆长条件:最短杆+最长杆w其它两杆之和(满足杆长条件则机构中存在整 转副) I)满足杆长条件,若最短杆为机架,则为双曲柄机构 II )满足杆长条件,若最短杆为机架的邻边,则为曲柄摇杆机构 川)满足杆长条件,若最短杆为机架的对边,则为双摇杆机

IV )不满足杆长条件,则为双摇杆机构 5. 急回特性:摇杆转过角度均为摆角(摇杆左右极限位置的夹 角)的大小,而曲柄转过角度不同,例如:牛头刨床、往复 式输送机 急回特性可用行程速度变化系数(或称行程速比系数) K 表 示 二为极位夹角(连杆与曲柄两次共线时,两线之间的夹角) 6. 压力角:作用力F 方向与作用点绝对速度V c 方向的夹角a 7. 从动件压力角a =90°(传动角丫 =0° )时产生死点,可用飞 轮或者构件 本身惯性消除 8. 凸轮机构的分类及其特点:I )按凸轮形状分:盘形、移动、圆 柱凸轮(端面) II )按推杆形状分:1)尖顶一一构造简单, 易磨损,用于仪表机构(只用于受力不大的低速机构) 2)滚 子一一磨损小,应用广 3)平底一一受力好,润滑好,用于高 速转动,效率高,但是无法进入凹面 川)按推杆运动分: 直动(对心、偏置)、摆动IV )按保持接触方式分:力封闭 (重力、弹簧等)、几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回 凸轮) 9. 凸轮机构的压力角:从动件运动方向与凸轮给从动件的力的 方向之间所夹的 锐角a (凸轮给从动件的力的方向沿接触点 的法线方向) 压力角的大小与凸轮基圆尺寸有关,基圆半径越小,压力角 t l t 2 180 180 - — K -1 -…180 -一' '■ /t2 ■^Ttl

心得体会 机械设计基础实验体会与收获

机械设计基础实验体会与收获 机械设计基础实验体会与收获 广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称: 指导教师:班级:姓名:学号:成绩评定:指导教师签字: 年月日 实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的: 1、根据各种机械实物或模型,绘制机构运动简图; 2、学会分析和验证机构自由度,进一步理解机构自由度的概念,掌握机构自由度的计算方法; 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具; 1、缝纫机头; 2.学生自带三角板、铅笔、橡皮; 三、实验原理: 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关,因此,在绘制机构运动简图时,可以撇开构件的形状和运动副的具体构造,而用一些简略符号(见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定)来代替构件和运动副,并按一定的比例尺表示运动副的相对位置,以此表明机构的运动特

征。 四、实验步骤及方法: l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动,从原动件开始,仔细观察机构的运动,分清各个运动单元,从而确定组成机构的构件数目;2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质,确定各个运动副的种类; 3、选定投影面,即多数构件运动的平面,在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序,从原动件开始,逐步画出机构运动简图。用数字1、2、 3、……。分别标注各构件,用英文字母A、B、C、,……分别标注各运动副; 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸,即转动副间的中心距和移动副导路的方向等,选定原动件的位置,并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求: l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a.压布、b走针、c.摆梭、d.送布,只绘出机构示意图即可,所谓机构运动示意图是指只凭目测,使图与实物成比例,不按比例尺绘制的简图; 2、计算每个机构的机构自由度,并将结果与实际机构的自由度相对照,观察计 算结果与实际是否相符;

机械设计学试卷1参考答案

辽宁工学院试题参考答案及评分标准 一、简答(20分每题2分) 1、机器的更新换代的三个途径是什么? 一是改革工作原理;二是通过改进工艺、结构和材料提高技术性能;三是加强辅助功能使其更适应使用者的心理。 2、机械产品设计的三个基本环节是什么? 机械产品设计的三个基本环节是:“功能原理设计,实用化设计和商品化设计” 3、功能原理设计的工作特点是什么? 1)功能原理设计往往是用一种新的物理效应来代替旧的物理效应,使机器的工作原理发生根本的变化的设计。 2)功能原理设计中往往要引入某种新技术(新材料、新工艺、……),但首先要求设计人员有一种新想法(New Idea)、新构思。没有新想法,即使新技术放到面前也不会把它运用到设计中去。 3)功能原理设计使机器品质发生质的变化。 4、完成工艺功能的三个主要因素? 工作头的形状、运动方式和作用场 5、功能原理设计中伴随设计进程,其方案评价的方法选择也有不同,点分析 法和评分法那种适用于设计初期? 点分析法适用于设计初期 6、结构件通常具有哪些结构要素? 分为:工作部分和安装部分;安装部分又分为固定安装和活动安装(一般保留了一个或一个以上的移动或转动自由度,可按工作部分进行设计)。 7、何谓零件的相关? 每个零件都与一个或几个零件有装配关系或相互位置关系,可以称这种关系为相关.称有这种关系的两个零件互为相关零件。 8、影响产品竞争力三要素是什么? 1)功能原理设计:具备产品功能原理的新颖性,这是竞争力的核心要素; 2)实用化设计:具备产品技术性能的先进性,优良的技术性能是产品竞争力的基础要素; 3)具备产品竞争力的心理要素,提高产品的吸引力,迎合顾客心理。 9、实用、经济、美观是造型设计的三项基本原则。三者基本关系应该是什么?三者互相关联,相互制约,三个原则缺一不可。 10、价值工程对象选择的依据是什么? 价值优化对象选择的基本依据是产品价值的高低。产品价值低的即为对象。

心得体会 机械设计课程设计小结

机械设计课程设计小结 课程设计实习小结 “机械制造技术基础课程设计实习小结 这次课程设计,由于理论知识的不足,再加上平时没有什么设计经验,一开始的时候有些手忙脚乱,不知从何入手。在老师的谆谆教导,和同学们的热情帮助下,使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的,其实正向老师说得一样,机械设计的课程设计没有那么简单,你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行,因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服,但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的,不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来,最终完成了我的任务。 十几天的机械原理课程设计结束了,在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化. 在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势…..其实在生活中这样的事情也是

很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题. 在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解…..也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为毕竟我们的出发点都是很好的. 课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,比如我组的纪超同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步.

《机械设计基础》复习重点、要点总结

《机械设计基础》 第1章机械设计概论 复习重点 1. 机械零件常见的失效形式 2. 机械设计中,主要的设计准则 习题 1-1 机械零件常见的失效形式有哪些? 1-2 在机械设计中,主要的设计准则有哪些? 1-3 在机械设计中,选用材料的依据是什么? 第2章润滑与密封概述 复习重点 1. 摩擦的四种状态 2. 常用润滑剂的性能 习题 2-1 摩擦可分哪几类?各有何特点? 2-2 润滑剂的作用是什麽?常用润滑剂有几类? 第3章平面机构的结构分析 复习重点 1、机构及运动副的概念 2、自由度计算 平面机构:各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构,称为平面机构。 3.1 运动副及其分类 运动副:构件间的可动联接。(既保持直接接触,又能产生一定的相对运动) 按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同,通常把平面运动副分为低副和高副两类。 3.2 平面机构自由度的计算 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度,若机构中有n个活动构件(即不包括机架),在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后,每个低副引入两个约束,每个高副引入一个约束,共引入2P L+P H个约束,因此整个机构相对机架的自由度数,即机构的自由度为 F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。 例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。 解由其机构运动简图不难看出,该 机构有3个活动构件,n=3;包含4个转 动副,P L=4;没有高副,P H=0。因此, 由式(1-1)得该机构自由度为 F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1

《现代机械设计方法》期末考试试卷附答案

《现代机械设计方法》期末考试试卷附答案 一.不定项选择题 (每題4分,共40分) 1. 机械产品的设计规划阶段,应完成如下主要工作( )。 A) 产品的市场需求分析 B) 产品设计的可靠性报告 C) 产品的功能原理设计 D )产品的结构方案设计 E )产品的装配草图绘制 F )产品的零件图和其他技术文件 2. 以下有关机械系统特点的描述哪些是正确的( )。 A) 整体性 B) 系统性 C) 独立性 D) 相关性 3. 机械产品的功能是对( )进行传递和变换的程序、功效和能力的抽象化描述。 A) 机械流 B) 能量流 C) 物质流 D) 电流 E )信息流 F )控制流 4. 功能分解的结果有两种表达方式,其中,( )在形式上比较简单、直观,可以清晰地表达各分功能的层次关系,而( )则能够更充分地表达各分功能之间的相互配合关系。 A) 功能结构图 B) 功能树 C) 功能元 D )核心功能 5. 布置传动系统时,一般把带传动安排在传动链的( )。 A) 低速端 B) 高速端 6. 以下的结构设计中,哪些结构比较合理?( )。 A) B) C) D) 7. 上一题目中选择的依据是遵循哪种结构设计原理?( ) C) 变形协调原理 D) 任务分配原理 E )自补偿原理 x O y B A x O y A B u=0v=0(a )B y A A v=0(b ) O x O x v=0y B C D C D 9. 对(a )图所示的轴对称模型进行有限元分析时,必须施加约束支座以消除刚体位移。下

) 10. 将研究对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来加以考虑,从整体上把握事物的本质和规律,从而寻求新的创造的原理是()。 A) 综合创造原理 B) 分离创造原理 C) 移植创造原理 D) 物场分析原理 E) 还原创造原理 F) 价值优化原理 二.判断题:(正确:T;错误:F,各3分,共30分) 1. 机械产品的方案设计阶段就是要完成产品的原理方案设计。 2. 一个机械系统必须由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。 3. 机械设计学强调从功能的观点来看机器的组成,因为这更有利于和设计过程中的工作特点相协调。 4. 总体布局设计一般先布置动力系统和传动系统,然后再布置执行系统等。 5. 在设计机械时,一般需预先给定机械的工作载荷。该工作载荷可以由设计者自行确定,也可以由需求方提供。 6. 执行构件的作用是传递和变换运动和动力。 7. 三角形单元和矩形单元的每个节点均有两个位移自由度。 8. 结构离散化就是将复杂结构划分成通过节点相连的若干个单元。 9. 设计变量的个数即为设计空间的维数。 10. 并联系统的可靠度是各单元可靠度之和。 三、简答(每小题15分,共30分) 1. 机械设计具有哪些特点? 2. 进行原理方案构思时常用哪些方法?

机械设计知识点(经典)总结..

机械设计知识点总结(一) 1.螺纹联接的防松的原因和措施是什么? 答:原因——是螺纹联接在冲击,振动和变载的作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,联接有可能松脱,高温的螺纹联接,由于温度变形差异等原因,也可能发生松脱现象,因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松,如用槽型螺母和开口销,止动垫片等,其他方法防松,如冲点法防松,粘合法防松。 2.提高螺栓联接强度的措施 答:(1)降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围:a,为了减小螺栓刚度,可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆,也可增加螺杆长度,b,被联接件本身的刚度较大,但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度,采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件,则仍可保持被连接件原来的刚度值。(2)改善螺纹牙间的载荷分布,(3)减小应力集中,(4)避免或减小附加应力。 3.轮齿的失效形式 答:(1)轮齿折断,一般发生在齿根部分,因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大,而且有应力集中,可分为过载折断和疲劳折断。(2)齿面点蚀,(3)齿面胶合,(4)齿面磨损,(5)齿面塑性变形。 4.齿轮传动的润滑。 答:开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑,可采用润滑油或润滑脂,一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定,当V<=12时多采用油池润滑,当V>12时,不宜采用油池润滑,这是因为(1)圆周速度过高,齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区,(2)搅由过于激烈使油的温升增高,降低润滑性能,(3)会搅起箱底沉淀的杂质,加速齿轮的磨损,常采用喷油润滑。 5.为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 答:由于蜗杆传动效率低,发热量大,若不及时散热,会引起箱体内油温升高,润滑失效,导致齿轮磨损加剧,甚至出现胶合,因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1),增加散热面积,合理设计箱体结构,铸出或焊上散热片,2)提高表面传热系数,在蜗杆轴上装置风扇,或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。

《机械设计基础》课程重点总结第五版、杨可桢、高等教育出版社

《机械设计基础》课程重点总结 绪论 零件是制造的单元,构件是运动的单元,一部机器可包含一个或若干个机构,同一个机构可以组成不同的机器。 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构; 2.两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。两构件通过面接触组成的运 动副称为低副,平面机构中的低副有移动副和转动副。两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副; 3.绘制平面机构运动简图; 4.机构自由度F=3n-2P l-P h,原动件数小于机构自由度,机构不具有确定的相对运动;原动 件数大于机构自由度,机构中最弱的构件必将损坏;机构自由度等于零的构件组合,它的各构件之间不可能产生相对运动; 5.计算平面机构自由度的注意事项:(1)复合铰链(图1-13)(2)局部自由度:凸轮小滚 子焊为一体(3)虚约束(4)两个构件构成多个平面高副,各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副,各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副,而不是虚约束; 6.自由度的计算步骤要全:1)指出复合铰链、虚约束和局部自由度2)指出活动构件、低 副、高副3)计算自由度4)指出构件有没有确定的运动。 第二章平面连杆机构 1.平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构,又称平面低 副机构;按所含移动副数目的不同,可分为:全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。 2.铰链四杆机构:机构的固定构件称为机架;与机架用转动副相连接的构件称为连架杆; 不与机架直接相连的构件称为连杆;铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 3.含一个移动副的四杆机构:曲柄滑块机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、定块机构、 摇块机构,及其相互之间的倒置。 4.铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆和最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和; 整转副是最短边及其邻边组成的;铰链四杆机构是否存在曲柄依据:1)取最短杆为机架时,机架上有两个整转副,故得双曲柄机构;2)取最短杆的邻边为机架时,机架上只有一个整转副,故得曲柄摇杆机构;3)取最短杆的对边为机架时,机架上没有整转副,故得双摇杆机构。如果铰链四杆机构中的最短边和最长边长度之和大于其余两杆长度之和,则该机构中不存在整转副,无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。 5.极位角越大,机构的急回特性越明显。急回运动特性可用行程速比系数K来表示: K=w2/w1=Ψ/t2/Ψ/t1=t1/t2=Ψ1/Ψ2=(180°+θ)/(180-θ);作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角叫做压力角,压力角是作为判断机构传力性能的重要标志;压力角的余角叫做传动角,压力角越小,传动角越大,机构传力性能越好;压力角越大,传动角越小,机构的传力性能越差,传动效率越低。作图题:极位角和最小传动角的位置。机构中的这种传动角为零的位置称为死点位置。 第三章凸轮机构 1.凸轮机构的优点是:只需设计适当的齿轮轮廓,便可使从动件得到所需的运动规律,并且结构简单、紧凑,设计方便。缺点是:凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触,易磨损,所以通常用于传力不大的控制机构。

机械设计基础知识点总结

n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论:机械:机器与机构的总称。机器:机器是执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料、信息。机构:是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件:机构中的(最小)运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元,它可以是单一的整体,也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件:制造的单元。分为:1、通用零件,2、专用零件。 一:自由度:构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束:对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副:使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副:两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副:两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式,可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件(主动件)数目必须等于机构的自由度。复合铰链:三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为(m-1)个。虚约束:重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时,虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度,计算机构自由度时可删除。 二:连杆机构:由若干构件通过低副(转动副和移动副)联接而成的平面机构,用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点:(1)面接触低副,压强小,便于润滑,磨损轻,寿命长,传力大。(2)低副易于加工,可获得较高精度,成本低。(3)杆可较长,可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点:(1)低副中存在间隙,精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构:具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副:存在条件:最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成:整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定:(1)如果:lmin+lmax ≤其它两杆长度之和,曲柄为最短杆;曲柄摇杆机构:以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构:以最短杆为机架。双摇杆机构:以最短杆的对边为机架。(2)如果: lmin+lmax >其它两杆长度之和;不满足曲柄存在的条件,则不论选哪个构件为机架,都为双摇杆机构。急回运动:有不少的平面机构,当主动曲柄做等速转动时,做往复运 动的从动件摇杆,在前进行程运行速度较慢,而回程运动速度要快,机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角:作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角:压力角的余角γ,死点:无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动,这种位置我们称为死点γ=0。解决办法:(1)在机构中安装大质量的飞轮,利用其惯性闯过转折点;(2)利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三:凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型:(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型:(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆:以凸轮最小向径为半径作的圆,用rmin 表示。2推程:从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ;3远休止:从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ;4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ;5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ;6行程:从动件在推程或回程中移动的距离,用 h 表示。7从动件位移线图:从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点:设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大,以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程: 推 程 等减速段运动方程: 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变(适用于中速场合) 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四:根切根念:用范成法加工齿轮时,有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部,而把齿根切去了一部分,破坏了渐开线齿廓,如图这种现象称为根切。 根切形成的原因:标准齿轮:刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为: 不根切的最少齿数为: 标准齿轮:指m 、α、ha*、c* 均取标准值,具有标准的齿顶高和齿根高,且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法:加工原理:成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工:(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点:加工精度低;加工不连续,生产率低;加工成本高。优点:可以用普通铣床加工。 范成法:加工原理:根据共轭曲线原理,利 用一对齿轮互相啮合传动时,两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工:(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀(梳齿刀):是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同,仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时,刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九:失效:机械零件由于某种原因不能正常工作时,称为失效。类型:(1)断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用),使物体分成几个部分的现象,通常定义为固体完全断裂,简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。(2)变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限,使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =

机械设计学

一、填空题(每空1分,共10分) 1.机械设计可分为创新设计与更新设计。 2.从产品设计的过程看,机械设计可分为创意、构思 和实现三大阶段。 3.简单动作功能求解思路是几何形体组合法,复杂动作功能求解思路是 基本机构组合法,关键技术功能求解思路是技术矛盾分析法。 4.人机界面的设计主要是指显示装置的设计和控制装置的设计。 二、简答题(每题4分,共20分) 1.简述科学与技术的区别. 科学是指那些基础性的研究;技术则主要指制造工艺以及各种制作的技巧、经验等。 2.美国工程师Miles关于功能思想的富有哲理性的描述是什么? 描述是“顾客购买的不是产品本身,而是产品所具有的功能”。 3.疲劳破坏的特点是什么? σ, 1.疲劳破坏是在循环应力或循环应变作用下的破坏,疲劳条件下的破断应力低于材料的抗拉强度b σ; 而且可能低于屈服强度 s 2.疲劳破坏必须经历一定的载荷循环次数; 3.零件在整个疲劳过程中不发生宏观塑性变形,起断裂方式类似于脆性断裂; 4.疲劳端口上明显地分为两个区域。 4.举4个简单动作功能的实例。 1.拉链 2.带轴的轮子 3.魔方 4.弹子锁 5.简述机械产品造型设计的基本原则。 实用、经济、美观 三、论述题(每题10分,共30分) 1.用功能观点划分车床的组成。P20 2.以六杆增力机构为例,通过机构创新设计开发六杆机构的新功能。P75 3.绿色设计有哪些关键技术?试述绿色设计的基本准则。P281 四、自选设计题(开卷,堂外完成,共40分) 一、填空题(每空1分,共10分) 1.从功能的观点看机器的组成,机器是由多个主要分功能系统构成,它们 的协调工作实现了机器的总功能。 2.近代“设计”学的三个重大发展:“功能”思想的提出和发展、 “人机学”思想的形成和发展和“工业设计”学科体系的发展和成熟。 3.功能原理的基本类型分为动作功能和工艺功能两大类。 4.综合技术功能的求解思路是物理效应引入法。 5.绿色设计是在产品整个生命周期内,着重考虑考虑产品环境属性,并将其作为 设计目标,在满足环境目标要求的同时,保证产品的功能、使用寿命及质量等。 二、简答题(每题4分,共20分) 1.试分别表述电动机的功能、功用和用途。 功能:将电能转变为旋转运动的动能。 功用:作原动机 用途:驱动电风扇、机床……..

《机械设计学》总复习答案

《机械设计学》总复习答案 一、填空题 1、功能原理设计、实用化设计、商品化设计; 2、原动机、传动机、工作机; 3、动作功能、工艺功能; 4、物场(或者S-Fields); 5、单流传动、分流传动、汇流传动、混流传动; 6、内联传动链、外联传动链; 7、承担载荷、传递运动和动力; 8、直接相关关系、间接相关关系; 9、工作要素(或工作表面)、连接要素(或连接表面);10、等强原理、变形协调原理、自助原理、稳定性原理;11、原始误差、原理误差、工作误差、回程误差;12、简单、明确、安全可靠;13、温度差,越大;14、运动循环图;15、人、机器、环境;16、理论计算方法、经验公式法、相似类比法、实验法。 二、判断题 1、√; 2、×; 3、√; 4、×; 5、×; 6、√; 7、×; 8、×; 9、√;10、√; 11、√;12、×;13、√;14、√;15、√。 三、简答题 1、简单动作功能:圆珠笔的伸缩双动功能、带轴的轮子、拉链、门锁、电视机双动调节盒盖等。 复杂动作功能:硬币机的卷边功能系统所采用的一组六杆机构、硬币计数包卷机驱动工作头的执行机构和传动机构(连杆机构、齿轮机构、挠性机构、凸轮机构、螺旋机构、间歇机构六种基本机构的组合机构)等。 工艺功能:刮削器、耕地的犁、绞肉机、激光切割、水刀切割、割草机等。 2、P69-71 3、P75 4、习题(6-4) 5、习题(6-10) 6、P132 7、习题(6-5) 8、习题(6-8) 9、习题(6-9) 10、习题(6-11)

11、P162 12、P178 13、P65 14、P58 15、P200 16、P261 17、千斤顶的基本功能:支撑和顶起重物;其辅助功能:动力和传动功能,千斤顶的升降、定位功能,自锁功能等。 金属切削机床的基本功能:对金属材料进行切削;其辅助功能:动力和传动功能,实现刀具的进给运动功能,刀具的装夹功能,工件的装夹功能、冷却液的开停功能、排屑功能等。 18、习题(6-6) 四、计算题 1.解:N=200,3)60(=n ,4)460(=+n ,6)664(=+n ,41 =?t ,62=?t 则[]()h n N n n /%13.04 3100344)60()60()460()60(=?--=?--+=λ []()h n N n n /%17.06 4100466)64()64()664()64(=?--=?--+=λ 2.解:(1)零件寿命服从)40,200(2N ,由δμ-= t Z 可得 )40 200100()()100(->=->=Z P t Z P R δμ )5.2(1)5.2(-≤-=->=Z P Z P 9938.00062.01)5.2(1=-=-Φ-= 失效概率 0062.0)100(1)100(=-=R F (2)当%10)(=t F 时,有)(1%90)(z t R Φ-== 则%10)(=Φz ,又因为%10)28.1(=-Φ 所以28.1-=Z

机械设计知识点总结

1螺纹联接的防松的原因和措施是什么 答:原因——是螺纹联接在冲击,振动和变载的作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,联接有可能松脱,高温的螺纹联接,由于温度变形差异等原因,也可能发生松脱现象,因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松,如用槽型螺母和开口销,止动垫片等,其他方法防松,如冲点法防松,粘合法防松。 2.提高螺栓联接强度的措施 答:(1)降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围:a,为了减小螺栓刚度,可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆,也可增加螺杆长度,b,被联接件本身的刚度较大,但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度,采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件,则仍可保持被连接件原来的刚度值。(2)改善螺纹牙间的载荷分布,(3)减小应力集中,(4)避免或减小附加应力。3.轮齿的失效形式答:(1)轮齿折断,一般发生在齿根部分,因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大,而且有应力集中,可分为过载折断和疲劳折断。(2)齿面点蚀,(3)齿面胶合(4)齿面磨损(5)齿面塑性变形。 4.齿轮传动的润滑。 答:开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑,可采用润滑油或润滑脂,一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定,当V<=12时多采用油池润滑,当V>12时,不宜采用油池润滑,这是因为(1)圆周速度过高,齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区,(2)搅由过于激烈使油的温升增高,降低润滑性能,(3)会搅起箱底沉淀的杂质,加速齿轮的磨损,常采用喷油润滑。 5.为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 《 答:由于蜗杆传动效率低,发热量大,若不及时散热,会引起箱体内油温升高,润滑失效,导致齿轮磨损加剧,甚至出现胶合,因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1),增加散热面积,合理设计箱体结构,铸出或焊上散热片,2)提高表面传热系数,在蜗杆轴上装置风扇,或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。6.带传动的有缺点。 答,优点——1)适用于中心距较大的传动,2)带具有良好的挠性,可缓和冲击,吸收振动,3)过载时带与带轮间产生打滑,可防止损坏其他零件,4)结构简单,成本低廉。缺点——1)传动的外廓尺寸较大,2)需要张紧装置,3)由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比,4)带的寿命短,5)传动效率较低。 8 与带传动和齿轮传动相比,链传动的优缺点 答:与带传动相比,链传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比,需要的张紧力小,作用在轴上的压力也小,可减小轴承的摩擦损失,结构紧凑,能在温度较高,有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比,链传动的制造和安装精度要求较低,中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数,传动平稳性较差,工作中有一定的冲击和噪声。9.轴的作用,转轴,传动轴以及心轴的区别。 答:轴是用来支持旋转的机械零件。转轴既传动转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴则只承受弯矩而部传动转矩。 < 10.轴的结构设计主要要求。 答:1),轴应便于加工,轴上零件要易于装拆。2),轴和轴上零件要有准确的加工位置,3)各零件要牢固而可靠的相对固定,4)改善受力状况,减小应力集中。11.形成动压油膜的必要条件。 答:1)两工作面间必须有楔形形间隙,2)两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体,3)两工作面间必须有相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油从大截面流进,小截面流出,此外,对于一定的载荷,必须使速度,粘度及间隙等匹配恰当。 13.变应力下,零件疲劳断裂具有的特征。 答:1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低,甚至屈服极限低,2)不管脆性材料或塑像材料,疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂,3)疲劳断裂是损伤的积累。 14.机械磨损的主要类型——磨粒磨损,粘着磨损,疲劳磨损,腐蚀磨损。 … 15.垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。16.滚动螺旋的优缺点。 答:优点——1)磨损很小,还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度,因此其传动精度很高,2)不具有自锁性,可以变直线运动为旋转运动。缺点——1)结构复杂,制造困难,2)有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。 18 齿轮传动的功率损耗包括——啮合中的摩擦损耗,搅动润滑油的油阻损耗,轴承中的摩擦损耗。 20.轴瓦材料的性能——1)摩擦系数小,2)导热性好,热膨胀系数小,3)耐磨,耐蚀,抗胶合能力强,4)要有足够的机械强度和可塑性。 21提高螺纹连接强度的措施a降低影响螺栓疲劳强度的应力幅b改善螺纹牙上载荷分布不均的现象c减小应力集中的影响d采用合理的制造工艺方法 22提高轴的强度的常用措施 / a合理布置轴上零件以减小轴的载荷b改进轴上零件的结构以减小轴的载荷c改进轴的结构已减小轴的载荷d改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度

最新《机械设计基础》第六版重点、复习资料

《机械设计基础》知识要点绪论;基本概念:机构,机器,构件,零件,机械第1 章:1)运动副的概念及分类 2)机构自由度的概念 3)机构具有确定运动的条件 4)机构自由度的计算第2 章:1)铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2)四杆机构极限位置的作图方法 3)掌握了解:极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4)按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3 章:1)凸轮机构的基本系数。 2)等速运动的位移,速度,加速度公式及线图。 3)凸轮机构的压力角概念及作图。 第4 章:1)齿轮的分类(按齿向、按轴线位置)。 2)渐开线的性质。 3)基本概念:节点、节圆、模数、压力角、分度圆,根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4)直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算;直齿轮齿廓各点压力角的计算;m = p / n的推导过程。 5)直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5 章:1)基本概念:中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2)定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9 章:1)掌握:失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。了解:常用材料的牌号和名称。 第10章:1)螺纹参数d、d i、d2、P、S、2、a、B及相互关系。 2)掌握:螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺 纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3)螺纹联接的强度计算。 第11 章: 1)基本概念:轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2)直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3)直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力(大小和方向)计算及受力分析。 第12章:1)蜗杆传动基本参数:m ai、m t2、丫、B、q、P a、d i、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2)蜗杆传动受力分析。 第13章: 1)掌握:带传动的类型、传动原理及带传动基本参数:d1、d2、L d、a、a1、 a 2、F1、F2、F0 2)带传动的受力分析及应力分析:F1、F2、F0、(T 1、(T 2、b C、(T b及影响因素。 3)弹性滑动与打滑的区别。 4)了解:带传动的设计计算。 第14章: 1)轴的分类(按载荷性质分)。 2)掌握轴的强度计算:按扭转强度计算,按弯扭合成强度计算。 第15章: 1)摩擦的三种状态:干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1)常用滚动轴承的型号。 2)向心角接触轴承的内部轴向力计算,总轴向力的计算。滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1)联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度:构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副:两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后,其运动受到约束,

机械设计基础知识点总结

机械设计基础知识点总结 1、通用零件, 2、专用零件。一:自由度:构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束:对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副:使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副:两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副:两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式,可分为转动副和移动副。F =3n-2PL-PH机构的原动件(主动件)数目必须等于机构的自由度。复合铰链:三个或三个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。由m个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为(m-1)个。虚约束:重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时,虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度,计算机构自由度时可删除。二:连杆机构:由若干构件通过低副(转动副和移动副)联接而成的平面机构,用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点: (1)面接触低副,压强小,便于润滑,磨损轻,寿命长,传力大。 (2)低副易于加工,可获得较高精度,成本低。(3)杆可较长,可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点:(1)低副中存在间隙,精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。CDAB铰链四杆机构:具有转换运动功

能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副:存在条件:最短杆 与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成:整转副 是由最短杆及其邻边构成。类型判定:(1)如果:lmin+lmax≤其它两杆长度之和,曲柄为最短杆;曲柄摇杆机构:以最短杆的相 邻构件为机架。双曲柄机构:以最短杆为机架。双摇杆机构:以 最短杆的对边为机架。(2)如果: lmin+lmax>其它两杆长度之和;不满足曲柄存在的条件,则不论选哪个构件为机架,都为双摇杆机构。急回运动:有不少的 平面机构,当主动曲柄做等速转动时,做往复运动的从动件摇 杆,在前进行程运行速度较慢,而回程运动速度要快,机构的这 种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角:作用于C点的力P与C点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角:压力角的余角γ,死点:无论我们在原动件上施加多大的力都不能使机构运动,这种位置我们称为死点γ=0。解决办法:(1)在机构中安装大质量的飞轮,利用其惯性闯过转折点;(2)利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC与摇 杆CD所夹锐角。 三:凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸 轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型:(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮从动件类型:(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件1基圆:以凸轮最小向径为半径作的圆,用rmin表示。2

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