《机械设计基础》复习资料 (22)

绪论1）机器：（1）都是一种人为的实物组合；（2）各部分形成运动单元；（3）能实现能量转换或完成有用的机械功。

机械的定义：一种用来转换或传递能量、物料和信息的，能执行机械运动的装置。

2构件——组成机械的各个相对运动的实物，机械运动的单元体；机构——由构件组成，常用的机构如齿轮机构、凸轮机构等；零件——机械中不可拆的制造单元，机械中制造的单元体；零件分为通用零件和专用零件；第1章机械设计概述1）失效形式有哪些？答：失效形式包括：（1）断裂；（2）过量变形；（3）表面失效；（4）破坏正常工作条件引起的失效。

第2章摩擦、磨损及润滑概述1答：摩擦包括：（1）干摩擦；（2）液体摩擦；（3）边界摩擦；（4）混合摩擦。

2答：磨损包括：（1）跑合（磨合）磨损阶段；（2）稳定磨损阶段；（3）剧烈磨损阶段。

3答：（1）磨粒磨损；（2）粘着磨损；（3）疲劳磨损（点蚀）；（4）腐蚀磨损。

第3章平面机构的结构分析1）运动副——使两个构件直接接触并产生一定相对运动的连接；2）运动副分为平面运动副与空间运动副，其中平面运动副又分为移动副、转动副及平面高副；3）平面机构具有确定运动的条件是什么？答：（a）机构自由度数F＞0；（b）原动件数目等于机构自由度数F。

4）书中P32—3.4，P33—3.6 C）压缩机的压气机构、f）压床机构。

5) 典型习题:计算图示机构的自由度（如有局部自由度、复合铰链、虚约束，必须明确指出），说明该机构是否具有确定的相对运动。

（共两个小题10分）解：图中有一处虚约束，一处复合铰链，一处局部自由度（图中具体说明）（1）自由活动构件数：N=10，n=10-1=9；（2）低副数：移动副2对，转动副10对，所以P L =12；（3）高副数：一对齿轮高副， 一对凸轮高副，所以P H =2∴F=3n-2P L -P H =3×9-2×12－2=1，由于该机构有一个原动件，故此机构具有确定的相对运动的条件。

第4章 平面连杆机构1）平面四杆机构包括：①曲柄摇杆机构；②双曲柄机构；③双摇杆机构。

2）平面四杆机构是否存在“死点”，取决于从动件是否与连杆共线。

对曲柄摇杆机构而言，当曲柄为原动件时，摇杆与连杆无共线位置，不出现死点；当摇杆为主动件时，曲柄与连杆有共线位置，出现死点。

3）曲柄存在的条件：①最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余俩杆长度之和；②最短杆或其相邻杆应为机架。

根据有曲柄的推论：①当最长杆与最短杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，只能得到双摇杆机构；②当最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余俩杆长度之和时：ⅰ）最短杆为机架时得到双曲柄机构；ⅱ）最短杆的相邻杆为机架时得到曲柄摇杆机构；ⅲ）最短杆的对面杆为机架时得到双摇杆。

4）典型习题1：在某铰链四杆机构中，已知两连架杆的长度lAB ＝80，lCD ＝120和连杆长度lBC ＝150。

试讨论：当机架lAD 的长度在什么范围时，可以获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构或双摇杆机构。

解：1）110≤AD ＜150时为曲柄摇杆机构；2）当AD 为最长杆，且150＜AD ≤190时为曲柄摇杆机构；3）AD 为最短杆，即AD ≤50时为双曲柄机构；4）当AD 为最短杆且AD 满足50＜AD ＜80时有双摇杆机构5）当AD 为最长杆且满足190＜AD ＜350时为双摇杆机构。

5) 典型习题2:1、试阐述铰链四杆机构的曲柄存在条件；2、根据图2中所注尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构，并说明为什么。

（a）（b） (c) (d) 答：（1）曲柄存在的条件如下：（a）最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余俩杆长度之和（b）最短杆或其相邻杆应为机架（2）（a）25+120＜60+100,最短杆为25，且机架与之相邻，故该机构为曲柄摇杆机构；（b）40+110＜70+90，最短杆与机架重合，故该机构为双曲柄机构；（c）50+100＞60+70，不满足杆长和条件，故该机构为双摇杆机构；（d）50+100＜70+90 ，最短杆为50，且其对面杆为机架，故该机构双摇杆机构；第5章凸轮机构1）凸轮结构：由凸轮、从动件和机架三个基本构建组成的高副机构；2）凸轮按形状分类：（a）盘形凸轮；（b）移动凸轮；(c)圆柱凸轮；（d）曲面凸轮；按从动件与凸轮保持接触（称为锁合）的方式分类（a）力锁合的凸轮机构；（b）几何锁合的凸轮机构；按从动件型式分类：（a）尖顶从动件；（b）滚子从动件；（c）平底从动件；3）凸轮从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状；第6章间歇运动机构1）最常见的间歇运动机构包括：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构等。

2）书P76 习题6.2与6.3第7章螺纹连接与螺旋传动1）连接分为：可拆连接和不可拆连接；可拆连接有螺纹连接、键连接和销连接；不可拆连接包括焊接、铆接和粘接等；2）螺纹的主要参数：大径（又称公称直径）、小径、中径、螺距及导程；* 螺距P与导程S的概念容易混淆，在单线螺纹中，螺距与导程相等；在多线螺纹中，导程的距离等于螺距乘以线数；3）*判断螺纹的旋向：将螺纹的轴线竖立放置，若螺纹线右端高，左端低，则该螺纹为右旋螺纹，反之即为左旋；4）常用的螺纹包括：普通螺纹（包括粗牙螺纹与细牙螺纹）、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹及锯齿形螺纹；其中普通螺纹与管螺纹属于连接螺纹，梯形螺纹、矩形螺纹及锯齿形螺纹属于传动螺纹；5）螺栓连接按受力情况可分为：普通螺栓连接与铰制孔螺栓连接；6）螺纹预定的目的：为了增强连接的可靠性、紧密性和防松能力；7）防松的方法按其工作原理可分为：①摩擦放松、②机械放松、③永久放松和④化学放松；对顶螺母属于摩擦放松；8）计算紧螺栓联接的拉伸强度时，考虑到拉伸和扭转的复合作用，应将拉伸载荷增大到原来的1.3 倍；第8章带传动1）带传动的类型——按照原理分：①摩擦带传动（如V带和平带）、②粘合带传动（如同步带）；按用途分：①传动带、②输送带；按传动带的截面形状分：①平带、②V带、③多楔带、④圆形带、⑤同步带；2）V带由包布层、伸张层、强力层、压缩层组成。

强力层的结构型式有帘布结构和线绳结构；V带的截面为梯形，两侧面为工作表面，靠两侧面与带轮的摩擦进行工作；3）普通V带型号按截面尺寸由小至大有：Y、Z、A、B、C、D、E 7种型号；窄V带截面尺寸分为：SPZ、SPA、SPB、SPC 4种型号；4）带轮腹板的结构有:实心式、腹板式及轮辐式；5）打滑：当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力总和的极限时，带在带轮上将发生明显的相对滑动的现象；6）带在工作时产生弹性滑动，是由于带的紧边与松边拉力不等;7) 弹性滑动和打滑的区别：打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的；而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是不可避免的；8) 带传动的应力包括：拉应力、弯曲应力及离心应力;9) 带传动主要是依靠带与带轮接触面之间的摩擦力来传递运动和功率的;10) 带传动工作时，设小带轮主动，则带内拉应力的最大值应发生在带进入小带轮处;11)在多级传动中，为何常将带传动放在高速级？答：由圆周力F，带速V和传递功率P之间的关系为：P=FV/1000，可知，当功率P一定时，带速V减少会引起圆周力F的增加，若该圆周力＞ maxF（最大摩擦力），将出现打滑现象。

因此，通常把带传动布置在机械设备的高速传动上，以减少带传递的圆周力。

12) 带传动的失效形式和设计准则：主要失效形式为打滑和带的疲劳破坏。

设计准则是：在传递规定功率时不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命；13）带速过高，离心拉应力过大；带速过低，圆周力大，引起紧边拉应力过大；第9章链传动1）请简述链传动的优缺点2）滚子链由内链板、外链板、套筒、销轴和滚子组成；3）滚子链的标记方法为：链号—排数×链节数国家标准代号。

例如：12A—2×100 GB/T 1243-1997 的含义为：A系列的滚子链，节距为19.05mm ,双排，链节数为100；4）链传动的主要失效形式: ①链板疲劳破坏、②滚子和套筒的冲击疲劳破坏、③链条铰链磨损、④链条铰链的胶合、⑤静力拉断；5）链节距越大，则链的承载能力越强，但传动时的不平稳性、动载荷和噪声也越大；链的排数越多，则其承载能力增强，传动的轴向尺寸也越大；因此，选择链条时应在满足承载能力要求的前提下，尽量选择较小节距的单排链，当在高速大功率时，可选用小节距的多排链；6）在一定转速时，要减小链条传动的运动不均匀性和动载荷，应减小链条节距，增大链轮齿数；7）链传动需适当张紧，以免垂度过大而引起啮合不良；常用的张紧方法：调节中心距、张紧轮张紧；第10章齿轮传动1）齿轮传动的优缺点？渐开线的性质有哪几点？渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数有哪些？2）标准直齿圆柱齿轮是指：齿数Z、模数m，压力角、齿顶高系数及顶系系数都相同的齿轮；3）渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是模数和压力角分别相等。

4）典型习题：某车间的一外啮合直齿圆柱齿轮中的大齿轮已丢失，仅留下了小齿轮。

已知Z1=38 ,da1=100mm ，ha*=1，c*=0.25，中心距 a=125mm。

试求丢失大齿轮的模数、齿数及分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径。

（10分）（书P173）解：1.计算模数∵da1=m（Z1+2ha*）∴m= da1/（Z1+2ha*）=100/（38+2×1）=2.5mm2.计算齿数Z2∵a=（Z1+Z2）m/2∴Z2=2a/m -Z1=2×125/2.5 -38=623.主要几何尺寸d2=mZ2=2.5×62=155mmda2=m（Z2+2ha*）=2.5×（62+2×1）=160mmdf2=m（Z2－2ha*－2c*）=2.5×（62－2×1－2×0.25）=148.75mm 5）渐开线齿轮的加工方法有：仿形法与展成法；6）齿轮常见的失效形式：①轮齿折断、②齿面点蚀、③齿面磨损、④齿面胶合、⑤齿面塑性变形；闭式软齿面齿轮的主要失效形式是：齿面点蚀；开式齿轮传动的主要失效形式是：齿面磨损；第11章蜗杆传动1）蜗杆传动的特点及使用条件？2）掌握蜗轮蜗杆传动的受力方向判断方法：蜗杆为主动件，蜗轮为从动件；情况一：①若已知蜗杆的旋向及转向，则根据“左右手螺旋法则”进行蜗杆所受轴向力的判断，进而根据作用力与反作用判断出蜗轮所受圆周力的方向；②根据蜗杆的转向，可判断出蜗杆所受的圆周力方向与转向相反；进而根据作用力与反作用力判断出蜗轮轴向力的方向；③蜗轮、蜗杆的径向力分别由力的作用点指向各自的圆心；情况二：①若已知蜗轮的转向以及蜗杆的旋向，则首先判断出蜗轮的圆周力方向（与蜗轮转向一致），然后根据作用力与反作用力原理判断出蜗杆所受轴向力方向与之相反；由已知的蜗杆旋向并结合蜗杆轴向力方向，看其符合左手还是右手螺旋法则，并得出蜗杆旋向；②根据已判的蜗杆转向，得出蜗杆所受的圆周力方向（与旋向相反）；③蜗轮、蜗杆的径向力分别由力的作用点指向各自的圆心；第14章轴和轴毂连接1）轴根据承载性质不同可分为：转轴、心轴和传动轴；根据轴线的形状不同，又可分为：直轴、曲轴和饶性钢丝轴；按其外形的不同又可分为：光轴和阶梯轴；2）工作时既承受弯矩又承受转矩的轴叫做转轴；用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴；第15章轴承1）滚动轴承一般由：内圈、外圈、滚动体和保持架组成；2）轴承按所能承受载荷方式或公称接触角的不同可分为：向心轴承和推力轴承；按滚动体的种类可分为：球轴承和滚子轴承；按工作时能否调心可分为：调心轴承和非调心轴承；3）滚动轴承的代号：由基本代号、前置代号和后置代号构成；基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸；。