机械设计基础复习1 5章

发布 2022-01-12 07:13:28 阅读 7261

这是本人自己觉得需要看的东西,并不是老师要求必须掌握的这份复习资料不太全,只有1-5章。你要问我“下面呢?”我只能说:

“下面没有了。”嘻嘻嘻。希望能帮到大家。

最后祝大家都能考个好成绩啊。

第1 章平面机构的自由度和速度分析。

1. 构件。

构件是机器中独立的运动单元体, 是组成机构的基本要素之一。零件是机。

器中加工制造的单元体, 一个构件可以是一个零件, 也可以是由若干个零件刚。

性联接在一起的一个独立运动的整体。构件在图形表达上是用规定的最简单的。

线条或几何图形来表示的, 但从运动学的角度看, 构件又可视为任意大的平面。

刚体。机构中的构件可分为三类:

1) 固定构件( 机架)。用来支承活动构件(运动构件) 的构件, 作为研究机。

构运动时的参考坐标系。

2) 原动件( 主动件)。又称为输入构件, 是运动规律已知的活动构件, 即作。

用有驱动力的构件。

3) 从动件。其余随主动件的运动而运动的活动构件。

4) 输出构件。输出预期运动的从动件。其他从动件则起传递运动的作用。

2. 运动副。

运动副是由两构件组成的相对可动的联接部分, 是组成机构的又一基本要。

素。由运动副的定义可以看出运动副的基本特征如下:

1) 具有一定的接触表面, 并把两构件参与接触的表面称为运动副元素。

2) 能产生一定的相对运动。

因此, 运动副可按下述情况分类:

1) 根据两构件的接触情况分为高副和低副, 其中通过点或线接触的运动。

副称为高副, 以面接触的运动副称为低副。

2) 按构成运动副两构件之间所能产生相对运动的形式分为转动副(又称。

为铰链) 、移动副、螺旋副和球面副等。

1 .1 .4 平面机构自由度的计算。

1. 平面一般机构自由度的计算。

其公式为。f = 3 n - 2 pl - ph (1 .1)

式( 1 .1) 中, f 为机构的自由度, n为机构中活动构件的数目, pl 为机构中低副的。

数目, ph 为机构中高副的数目。

为了使f 计算正确, 必须正确判断机构中n, pl 和ph 的数目, 因此, 应特别。

注意处理好下列三种情况:

1) 要正确判定机构中构件的数目和运动副的数目。构件是机构中的运动。

单元体, 所以, 不论构件的结构如何复杂, 只要是同一个运动单元体, 它就是一。

个构件。对于运动副数目的确定, 应注意复合铰链的存在, 即当m( m > 2) 个构件同。

在一处以转动副联接时, 则构成复合铰链, 其转动副数应为( m - 1 ) 个。

2) 要除去局部自由度。局部自由度是在有些机构中某些构件所产生的不。

影响机构其他构件运动的局部运动的自由度。在计算机构的自由度时, 应将机。

构中的局部自由度除去不计( 例如认为凸轮机构中从动件的滚子与从动件相。

固结) 。 3) 要除去虚约束。虚约束是机构中某些对机构的运动实际上不起约束作。

用的约束。在大多数情况下, 虚约束用来改善机构的受力状况, 但虚约束的存在。

总是使机构自由度的名义数目降低, 因此, 在计算机构的自由度时, 应将引入虚。

约束的运动副和构件除去不计, 以达到正确计算机构自由度的目的。

虚约束常出现在下列场合:

1) 当两构件在几处接触而构成移动副, 且各接触处两构件相对移动的方。

向彼此平行, 或者两构件在几处配合而构成转动副, 且转动轴线重合时, 则应视。

为一个低副( 其余低副处的约束可以认为是虚约束) 。

2) 当两构件在几处接触而构成平面高副时, 若各接触点处的公法线重合,应视为一个高副; 若各接触点处的公法线不相重合, 这时各接触点处提供的约。

束已不再是同一约束。例如若两构件在两处接触而形成平面高副, 两个接触点。

处公法线方向并不彼此重合, 而是相交或平行, 则应视为两个平面高副或相当。

于一个平面低副。

3) 机构中传递运动不起独立作用的对称部分。

总之, 在计算机构的自由度时, 先要正确分析并明确指出机构中存在的复。

合铰链、局部自由度和虚约束, 并将局部自由度和虚约束除去不计, 再利用式。

1 .1) 来计算机构的自由度。最后还应检验计算得到的自由度是否与机构中原。

动件的数目相等。

本章考点。本章考点有以下几个方面:

1) 机构中的构件、运动副、复合铰链、局部自由度和虚约束等基本概念。

( 3) 平面机构自由度的正确计算。

1 .5 学习效果测试题及答案。

1 .5 .1 学习效果测试题。

1 1 填空题。

1) 平面机构中运动副引入的约束的数目最多为__2__个, 而剩下的。

自由度最少为__1__个。

2) 两个作平面平行运动的构件之间为__面__接触的运动副称为低。

副, 它有__2__个约束; 而为__线__接触的运动副称为高副, 它有__1__

个约束。第2 章平面连杆机构。

平面连杆机构是许多构件用低副( 转动副或移动副) 连接组成的平面机构。

最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的( 称为平面四杆机构) ,应用广泛,是组成多杆机构的基础。

平面四杆机构的基本型式及其演化。

1. 平面四杆机构的基本型式。

平面四杆机构的基本型式是平面铰链四杆机构, 组成机构的四个运动副都。

是转动副。机构的四个杆件中, 固定杆件称为机架, 与机架相连的称为连架杆,不与机架相连的称为连杆。其中可以整周回转的连架杆称为曲柄, 只能在小于。

360°范围内摆动的称为摇杆。组成转动副的两个构件若能作整周转动, 则该转。

动副称为整转副, 否则称为摆动副。

铰链四杆机构的三种基本类型。

曲柄摇杆机构:曲柄, 一摇杆缝纫机踏板, 牛头刨进给机构。

双曲柄机构:两个曲柄旋转式水泵, 惯性筛。

双摇杆机构:两个摇杆汽车转向机构, 鹤式起重机。

2. 铰链四杆机构的演化。

1) 曲柄滑块机构。

2) 导杆机构。 传动角为90度。

3) 摇块机构和定块机构。

平面四杆机构的主要特性。

1. 急回特性。

1) 急回运动。平面连杆机构的原动件等速回转, 而从动件空回行程的平均。

速度大于工作行程的平均速度, 这种运动称为急回运动。

2) 行程速度变化系数k。用以衡量机构急回运动的程度, 定义为空回行程。

速度和工作行程速度之比, 其计算式如下:

k =v2/v1

式中θ表示极位夹角, 是摇杆处于两极限位置时, 对应的曲柄所夹的锐角。

3) 关于行程速度变化系数和急回运动有以下几个结论:

1 ) k > 1 , 即v2 > v1 时, 机构有急回特性。

3 ) 越大, k 越大, 机构急回运动也越显著。所以, 可通过分析θ及k 的大。

小, 判断机构是否有急回运动, 以及急回运动的程度。

4 ) 急回运动的作用。在机械中可以用来节省动力和提高劳动生产率。

5 ) 已知k, 可求极位夹角:θ=180°( k - 1)/ k + 1) 。

2. 压力角和传动角。

1) 压力角α。从动杆件受力点的受力方向和该点速度方向之间所夹的锐角。

2) 传动角γ。压力角的余角, 即γ= 90°- 实际就是连杆与从动杆件之间。

所夹的锐角。

3) 通常传动角用来衡量机构的传动性能。传动角γ越大, 压力角α就越小,从动件所受的有效分力就越大, 机构的传动效率就越高。一般情况下, 平面连杆。

机构在运动过程中, 传动角是在不断变化着的。因此为了保证机构传动性能的。

良好, 一般规定最小传动角γmin ≥ 40°。对于四杆机构来说, 最小传动角出现在。

曲柄与机架两次共线位置之一。

3. 死点位置。

机构在运动过程中, 如果有一点传动角γ= 0°, 即压力角α= 90°, 那么这一。

点就是机构的死点。此时, 原动件通过连杆作用于从动件上的力( 忽略各杆的质。

量以及相应的摩擦力) 正好通过从动件回转副中心, 使得驱动力矩为零。这时不。

管驱动力有多大, 都不能使曲柄转动。一般在四杆机构中, 若以曲柄为从动件,都会出现死点。

机构在死点位置可能出现卡死或反转现象。为了消除死点位置的不良影。

响, 通常可以对从动曲柄施加外力, 或利用飞轮或构件自身的惯性力使机构通。

过死点位置。当然死点位置也有有利的一面, 通常在某些夹紧装置中利用死点。

位置来防松。

铰链四杆机构有整转副的条件。

1) 铰链四杆机构有整转副的条件:

1 ) 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。

2 ) 整转副是由最短杆与其邻边组成的。

2) 当机构有整转副时, 取不同构件为机架可以得到不同类型的四杆机构,通常根据以下原则进行判断:

1 ) 取最短杆为机架时, 机架上有两个整转副, 得双曲柄机构。

2 ) 取最短杆邻边为机架时, 机架上只有一个整转副, 得曲柄摇杆机构。

3 ) 取最短杆对边为机架时, 机架上没有整转副, 得双摇杆机构。

注意, 若铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之。

和, 则该机构中没有整转副, 无论取哪个构件为机架都只能得到双摇杆机构。

平面四杆机构的设计看书33页。

2 .3 .1 本章考点。

本章的重点包括以下几点: 四杆机构的基本特性; 四杆机构中周转副存在。

的判断; 四杆机构的设计。试题有基本的概念题(一般以填空、选择、判断及简答。

题形式出现) 、计算题、作图题。

本章涉及的试题主要包括:

1) 绘制各种四杆机构及其演化机构的运动简图, 并能举出应用实例。

2) 通过已知条件判断机构是否有急回特性和死点, 求行程速度变化系数。

3) 根据四杆机构各杆长度判断整转副的存在, 并确定属于何种机构。

学习效果测试题。

2 1 选择题。

1) 导杆机构的极位夹角与导杆的摆角( a) 相等。

a . 一定b . 一定不c . 不一定。

2) 在铰链四杆机构中, 若最短杆与最长杆之和小于或等于其他两杆长度。

之和, 且最短杆为机架, 则该机构有(b ) 个曲柄。

a . 一b . 二c . 三d . 零。

3) 下列机构中没有急回特性的机构是(c )。

a . 曲柄摇杆机构b . 导杆机构。

c . 对心曲柄滑块机构d . 偏心曲柄滑块机构。

2 2 填空题。

1) 机构处于死点位置时, 其压力角为90度, 传动角为0度。

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