第一章:平面机构的自由度。
考点:自由度(f)计算:
自由度=原动件数。
自由度定义: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。
计算公式: f=3n-(2pl +ph ) n为活动构件个数, pl为低副个数,ph为高副个数。
低副:构件间是面接触,包括转动副和移动副;高副:构件间是点、线接触。
注意点:1.复合铰链 --两个以上的构件在同一处以转动副相联。若m个构件,m-1转动副。
2.局部自由度,定义:构件局部运动所产生的自由度。一般都是出现在加装滚子的凸轮机构。
计算时:把滚子当做固定不动,把滚子与杆件看做同一个构件。
3.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。
出现虚约束的场合:
两构件联接前后,联接点的轨迹重合,如平行四边形机构,火车轮。
两构件构成多个移动副,且导路平行。
两构件构成多个转动副,且同轴。
运动时,两构件上的两点距离始终不变。
对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。
两构件构成高副,两处接触,且法线重合。
4.机构=机架+原动件+从动件(机架个数为1)
第二章:平面连杆机构。
考点:1,平面四杆机构的基本类型及其应用;2,平面四杆机构的基本特性(急回特性和死点位置)。
平面四杆机构的三种基本形式:
1, 曲柄摇杆机构。
特征:曲柄+摇杆。
作用:将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。
2, 双曲柄机构。
特征:两个曲柄。
作用:将等速回转转变为等速或变速回转。应用实例:如叶片泵、惯性筛等。
3,双摇杆机构。
特征:两个摇杆。
应用举例:铸造翻箱机构风扇摇头机构特例:等腰梯形机构-汽车转向机构。
平面四杆机构的基本特性。
1, 急回运动。
如上个图的曲柄摇杆机构。
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时,摇杆从c1d位置摆到c2d。所花时间为t1 , 平均速度为v1,那么有:
当曲柄以ω继续转过180°-θ时,摇杆从c2d,置摆到c1d,所花时间为t2 ,平均速度为v2 ,那么有:
显然:t1 >t2 v2 > v1
摇杆的这种特性称为急回运动。
称k为行程速比系数。
2,机构的死点位置。
摇杆为主动件,且连杆与曲柄两次共线时,有γ=0此时机构不能运动。 称此位置为:“死点”
避免措施: 两组机构错开排列,如火车轮机构;靠飞轮的惯性(如内燃机、缝纫机等)。
也可以利用死点进行工作:飞机起落架、钻夹具等,如右图所示:
第三章:凸轮机构。
考点:1,凸轮机构类型;2,凸轮机构的压力角和传动角?
凸轮机构的分类:
1)按凸轮形状分:盘形、移动、 圆柱凸轮(端面) 。
2)按推杆形状分:尖顶、滚子、平底从动件。
特点:尖顶--构造简单、易磨损、用于仪表机构;
滚子――磨损小,应用广;
平底――受力好、润滑好,用于高速传动。
3).按推杆运动分:直动(对心、偏置)、 摆动。
4).按保持接触方式分:
力封闭(重力、弹簧)几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮)
凸轮机构的压力角和传动角 (如右图)
定义:正压力与推杆上力作用点b速度方向间的夹角α
接左边:α
α]=30直动从动件;
α]=35°~45°--摆动从动件;
α]=70°~80°--回程。
二,压力角与凸轮机构尺寸之间的关系。
注意:1, 离中心越远,渐开线上的压力角越大。
2, 渐开线的形状取决于基圆的半径。
第四章:齿轮机构。
考点:1,传动比,分度圆直径等齿轮各部分尺寸的计算;2,啮合条件
注意:课本71页4-1,4-2,4-3
齿轮机构的特点和类型(了解)
共轭齿轮:一对能实现预定传动比(i12=ω1/ω2)规律的啮合齿轮。
如左图)如果要求传动比为常数,则应使o2 p /o1p为常数。
由于o2 、o1为定点,故p必为一个定点。
节圆:如右图。
齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸。
啮合条件。
标准中心距a:a =r1+ r2
标准安装:两轮节圆总相切: a=r’1+ r’2 =r1+ r2
两轮的传动比:
i12 = r’2 / r’1 = r2 / r1
第五章:轮系。
考点:定轴轮系及其传动比,涡轮蜗杆的方向判断。
注意:课本85页作业,5-1,5-2
一、传动比大小的计算。
对齿轮: i12 =ω1 /ω2 =z2 /z1
对于齿轮系,设输入轴的角速度为ω1,输出轴的角速度为ωm ,按定义有:
i1m=ω1 /ωm =(所有从动轮齿数的乘积)/(所有主动轮齿数的乘积) 当i1m>1时为减速, i1m<1时为增速。
二、首、末轮转向的确定。
第六章:间歇运动机构。
考点:棘轮机构和槽轮机构定义。
由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。
优点:结构简单,制造方便,运动可靠,转角可调。
缺点:工作时有较大的冲击和噪音,运动精度较差,适用速度较低和负荷不大场合
由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构,又称马尔他机构。
优点:槽轮机构结构简单,易加工,工作可靠,转角准确,机械效率高。
缺点:其动程不可调节,转角不能太小,槽轮在起、停时的加速度大,有冲击,并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧,故不宜用于高速。
第十章:连接。
考点:1,螺纹预紧和防松2,螺纹连接的强度计算3提高螺栓连接的强度措施。
螺纹预紧和防松。
一、 拧紧力矩。
工程上常采用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力的大小。
二、 螺纹联接的防松。
防松的方法。
1. 利用附加摩擦力防松弹簧垫圈对顶螺母。
2. 采用专门防松元件防松止动垫圈螺母用止动垫圈串联钢丝。
3. 其他方法防松粘合法防松。
螺栓联接的强度计算。
一、松螺栓联接强度条件:
式中:d1---螺纹小径, mm
二、紧螺栓联接
螺栓受轴向拉力fa和摩擦力矩t的双重作用。
拉应力: 切应力:
对于m10~m68的普通螺纹,取d1、d2和ψ的平均值,并取: tgρ’ f ’ 0.15 得: τ0.5 σ
当量应力:
强度条件。 提高螺栓联接强度的措施。
一、 降低螺栓总拉伸载荷的fa变化范围。
1. 采用柔性结构。
2. 有密封要求时,采用金属薄垫片。
3. 或者采用o形密封圈。
二、改善螺纹牙间的载荷分布加厚螺母不能提高联接强度。
三、减小应力集中。
1.增大过渡圆角。
2.切制卸载槽。
四、避免或减小附加应力。
五、采用特殊制造工艺。
第11章齿轮传动。
1,轮齿的失效形式2,直齿圆柱齿轮传动的作用力(圆周力,径向力,法向力)以及方向的判断。
轮齿的失效形式。
1)轮齿折断;一般发生在齿根处,严重过载突然断裂、疲劳折断。
2)齿面点蚀。
3)齿面磨损; 高速重载传动中,常因啮合区温度升高而引起润滑失效,致使齿面金属直接接触而相互粘连。当齿面向对滑动时,较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹。
4)齿面塑性变形; 跑合磨损、磨粒磨损。
直齿圆柱齿轮传动的作用力(圆周力,径向力,法向力)以及方向的判断。
第12章蜗杆传动。
1. 蜗杆传动的特点。
优点: 传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。分度机构:i=1000, 通常i=8~80
缺点: 传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造,成本高。
2.蜗杆传动的类型:
按形状分:圆柱蜗杆和环面蜗杆;按螺旋面型状分:阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆。
3. 圆柱蜗杆传动的受力分析。
第12章带传动和链传动
考点:1带传动,打滑,弹性滑动2受到那几个力产生那几个应力。3链传动、多边形效。
4链条取偶或者奇数个的好处。
1. 带传动的受力分析。
2.带的应力分析
1).紧边和松边拉力产生的拉应力。
紧边拉应力a为带的横截面积
松边拉应力:
2).离心力产生的拉应力。
带在微弧段上产生的离心力:
离心力 fnc在微弧段两端会产生拉力 fc。
由力平衡条件得:
离心拉应力:
3).弯曲应力(当带绕过带轮时,因为弯曲而产生弯曲应力)
设y为带的中心层到最外层的垂直距离;e为带的弹性模量;d为带轮直径。
弯曲应力为:
4). 应力分布及最大应力。
最大应力σmax出现在紧边与小轮的接触处。
5). 作用在轴上的力
由力平衡条件得静止时轴上的压力为。
3. 带传动的弹性滑动和传动比
设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则变形量为:
紧边松边。 f1 > f2 ∴ 1 > 2
带绕过主动轮时,将逐渐缩短并沿轮面滑动,使带速落后于轮速。
带经过从动轮时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使带速超前于轮速。
这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。
总有:v2 < v1
定义:为滑动率。
得从动轮的转速带传动的传动比:
v带传动的滑动率ε=0.01~0.02,一般可忽略不计。
链条长度以链节数表示。
链节数最好取偶数,以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。
若链节数为奇数时,则采用过渡链节,在链条受拉时,过度链节还要承受附加的弯曲载荷,通常应避免采用。
第14章轴
1. 分类:
按承受载荷分有:转轴---传递扭矩又承受弯矩 ;传动轴---只传递扭矩;心轴---只承受弯矩。
按轴的形状分有:直轴;曲轴;挠性钢丝轴。
2. 轴的结构设计。
设计任务:使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。
设计要求:1.轴应便于制造,轴上零件要易于装拆;(制造安装)
2.轴和轴上零件要有准确的工作位置;(定位)
3.各零件要牢固而可靠地相对固定;(固定)
4.改善应力状况,减小应力集中。
1)制造安装要求。
2)轴上零件的定位
3)轴上零件的固定。
4)改善轴的受力状况,减小应力集中
第16章滚动轴承。
1. 滚动轴承的基本类型。
2.滚动轴承的代号。
3. 滚动轴承的组合设计。
1). 轴承类型的选择。
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