機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料

機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)的裝置，用來(lái)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(dòng)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(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力的、有一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架的、用構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(gè)組成部分：動(dòng)力部分、傳動(dòng)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(lái)的一組零件稱為部件，它是裝配的單元。6.構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)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(duì)于參考系的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱為自由度。2.兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接稱為運(yùn)動(dòng)副。3.兩構(gòu)件通過(guò)面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副，平面機(jī)構(gòu)中的低副有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副兩種。4.兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。5.表明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)化圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。6.在平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，使構(gòu)件失去兩個(gè)自由度；每個(gè)高副引入一個(gè)約束，使構(gòu)件失去一個(gè)自由度。7.機(jī)構(gòu)的自由度是機(jī)構(gòu)相對(duì)機(jī)架具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。從動(dòng)件是不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的，只有原動(dòng)件才能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。通常每個(gè)原動(dòng)件具有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因此機(jī)構(gòu)的自由度應(yīng)當(dāng)與原動(dòng)件數(shù)相等。8.設(shè)某平面機(jī)構(gòu)共有K個(gè)構(gòu)件，其中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n=K-1.在未用運(yùn)動(dòng)副連接之前，這些活動(dòng)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(gè)，高副數(shù)為P個(gè)，則機(jī)構(gòu)自由LH第1頁(yè)共10頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料度就是活動(dòng)構(gòu)件的自由度總數(shù)減去運(yùn)動(dòng)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(dòng)構(gòu)件的件數(shù)以及運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)和個(gè)數(shù)。9.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)自由度F＞0，且F等于原動(dòng)件數(shù)。10.兩個(gè)以上構(gòu)件同時(shí)在一處用運(yùn)動(dòng)副相連接構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，K個(gè)構(gòu)件復(fù)合而成的復(fù)合鉸鏈具有（K-1）個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。11.機(jī)構(gòu)中常出現(xiàn)一種與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度，稱為局部自由度。12.在運(yùn)動(dòng)副引入的約束中，有些約束對(duì)機(jī)構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的，對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起任何限制作用，這些約束稱為虛約束或消極約束。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)當(dāng)除去不計(jì)。13.發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的任意兩構(gòu)件間都有一個(gè)瞬心，若機(jī)構(gòu)由K個(gè)構(gòu)件組成，則瞬心數(shù)為N=K（K-1）214.對(duì)于不直接接觸的各個(gè)構(gòu)件，其瞬心可用三心定理尋求。該定理是：作相對(duì)平面運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，這三個(gè)瞬心位于同一直線上。15.兩構(gòu)件的角速度與其絕對(duì)瞬心到相對(duì)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(dòng)副的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2.按照所含移動(dòng)副數(shù)目不同，平面四桿機(jī)構(gòu)可分為一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)含兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)3.若組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則稱該轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副，否則稱為擺動(dòng)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(dòng)副的連架桿稱為搖桿。第2頁(yè)共10頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)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(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)常稱為雙滑塊機(jī)構(gòu)。兩個(gè)移動(dòng)副不相鄰按照兩個(gè)移動(dòng)副所處的位置不同可兩個(gè)移動(dòng)副相鄰，且其中一個(gè)移動(dòng)副與機(jī)架相關(guān)聯(lián)兩個(gè)移動(dòng)副相鄰，且均不與機(jī)架相關(guān)聯(lián)兩個(gè)移動(dòng)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(zhǎng)度很小時(shí)，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(shí)，還可安裝整體式連桿，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)長(zhǎng)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(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)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(zhǎng)桿之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和，則該機(jī)構(gòu)中不存在整轉(zhuǎn)副，無(wú)取論哪個(gè)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(dòng)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(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力F與該力作用點(diǎn)絕對(duì)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(dòng)角。第3頁(yè)共10頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)效率越低。13.傳動(dòng)角為零的位置稱為死點(diǎn)位置。死點(diǎn)位置會(huì)使機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)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(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。2.平底從動(dòng)件的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)不考慮摩擦?xí)r，凸輪與從動(dòng)件之間的作用力始終與從動(dòng)件的平底相垂直，傳動(dòng)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(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)方便。它的缺點(diǎn)是：凸輪輪廓與從動(dòng)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(dòng)時(shí)，它在這個(gè)圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。5.在不計(jì)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(duì)于高副機(jī)構(gòu)，壓力角也就是接觸輪廓法線與從動(dòng)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(shí)，無(wú)論凸輪給從動(dòng)件的作用力多大，從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)，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(dòng)比穩(wěn)定；（4）壽命長(zhǎng)；（5）工作可靠性高；（6）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)。2.外齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。第4頁(yè)共10頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料3.范成法是利用一對(duì)齒輪（或齒輪與齒條）相互嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來(lái)切齒的。如果把其中一個(gè)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(huì)產(chǎn)生根切。（2）不適用于實(shí)際中心距a’不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a的場(chǎng)合。當(dāng)a’＞a時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪雖仍可保持定角速比，但會(huì)出現(xiàn)較大的齒側(cè)間隙，重合度也減??；當(dāng)a’＜a時(shí)，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(wú)法安裝。（3）一對(duì)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(dòng)可分為等移距變位齒輪傳動(dòng)和不等移距變位齒輪傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí)每個(gè)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(dòng)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(dòng)比。5、一對(duì)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(dòng)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(guò)橋齒輪。7、在周轉(zhuǎn)輪系中，軸線位置變動(dòng)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(yáng)輪。第5頁(yè)共10頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)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(gè)（有時(shí)只有一個(gè)）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(dòng)。10、需要兩個(gè)原動(dòng)件的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動(dòng)輪系。只需要一個(gè)原動(dòng)件的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系。11、運(yùn)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成假想的定軸輪系，然后計(jì)算其傳動(dòng)比的方法稱為相對(duì)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(dòng)的齒輪；支持行星輪運(yùn)動(dòng)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(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系。區(qū)分出各個(gè)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(dòng)；②實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)；③獲得大傳動(dòng)比；合④成運(yùn)動(dòng)和分解運(yùn)動(dòng)。|合成運(yùn)動(dòng)和分解運(yùn)動(dòng)都可用差動(dòng)輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)。14、兩輪齒數(shù)差越少，傳動(dòng)比越大。通常齒數(shù)差為1～4.當(dāng)齒數(shù)差Z1-Z2=1時(shí)，稱為一齒差行星傳動(dòng)，這時(shí)傳動(dòng)比具有最大值。15、少齒差行星傳動(dòng)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(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、加工容易。缺點(diǎn)是：同時(shí)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(jì)算。17、擺線針輪行星傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)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(shí)承擔(dān)載荷的齒數(shù)多，以及齒廓之間為滾動(dòng)摩擦，所以傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力大、齒輪磨損小、使用壽命長(zhǎng)。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(yè)共10頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)、三波傳動(dòng)等，最常用的是雙波傳動(dòng)。19、諧波傳動(dòng)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(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：除傳動(dòng)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(jiǎn)單；它同時(shí)嚙合的齒數(shù)很多，承載能力大，傳動(dòng)平穩(wěn)；它的齒側(cè)間隙小，適宜于反向傳動(dòng)。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(dòng)比小于35°時(shí)不宜采用。23、諧波傳動(dòng)與活齒傳動(dòng)的不同之處在于：諧波傳動(dòng)借助柔輪的變形實(shí)現(xiàn)逐齒嚙合，而活齒傳動(dòng)則借助活齒的伸縮實(shí)現(xiàn)逐齒嚙合。24、活齒傳動(dòng)的特點(diǎn)是：傳動(dòng)比大，單級(jí)傳動(dòng)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(huì)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(shí)參加嚙合，傳動(dòng)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(wú)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(yè)共10頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)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(guò)4.6.當(dāng)斜面傾角ψ小于摩擦角ρ時(shí)，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(dòng)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。考慮到極限情況，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(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于滑塊沿斜面等速上升；當(dāng)軸向載荷為驅(qū)動(dòng)力，與螺旋副相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，相當(dāng)于滑塊沿斜面等速下滑。10.由于過(guò)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(guó)國(guó)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(shí)，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(dòng)載荷的連接和微調(diào)相對(duì)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(jiǎn)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(yè)共10頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)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(lái)固定兩零件的相對(duì)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