机械设计的结构要素
机械系统
1.机械系统设计概念:由n个互相联系,互相作用、互相影响要素(对于机械系统为机构)组成具有一定结构和特性功能的整体;2.特性:目的性、整体性、相关性、环境适应性;3.组成:动力(为机械系统的工作提供所需要的运动核动力)、执行(完成系统预期的功能)、传动(为执行系统传递所需要的运动和动力)、支承(用来保证各零部件和装置之间的相互位置关系)、控制系统(协调各个子系统的动作顺序和运动规律,使机械系统整体功能的实现得到保证);4.基本要求:功能、性能、可靠性、工作效率、适应性、经济型、寿命要求;5.设计类型(设计角度):开发性(特点:设计者需要根据产品的用途和功能选择其工作原理,设计产品结构,参考资料很少,设计难度大)、适应性(在原有工作原理保持不变的前提下,为使已有产品适应新的性能或功能需要而对其结构进行的调整性设计)、变异设计(在机械系统的工作原理和结构形式保持不变的情况下,为适应产品某些量值方面的变化要求而对其局部结构或尺寸进行的设计)6.设计过程总体、技术、工作、文档设计;1.总体设计的原则:需求、信息、系统、简单原则;2.总体设计的内容和步骤:1,原理方案设计2,确定主要技术参数3,结构总体设计4,分析与评价;;;;;拟定设计要求,初步设计,详细设计,修改和完善3.原理方案设计(实现机械产品功能的原理设计):需求(按分性质物质、精神需求,特征分功能、节能、环保型,按目的分生活、生产需求),功能(定义:对某一产品特定工作能力的抽象化描述)(按性质分基本、辅助功能,按重要程度分必要、非必要功能)4.什么是功能元:一个系统可以分解程一些子系统,而一个系统的总功能也可以分解为一些分功能,有些分功能还可以进一步为更低层次的分功能,直到分解到基本功能单位为止,有物理,数学,逻辑功能元三种5.功能元求解:就是找出可以实现每个功能元的功能的工作载体,即把功能元转化为合适的机构模式,有目录求解法,创新技法求解法6.创新技法:类比创新法,组合创新法,头脑风暴法,TRI工法7.工业的三大因素:物质、能量、信息;8.评价原则:客观性原则,可比性,合理性,整体性9.总体布置的基本要求:功能、性能、结构、工艺、使用要求;10.三化:系列化、标准化、通用化(模块化)主要技术参数:尺寸,运动,动力1.传动系统的功能:实现从动力源到执行件的升降速功能、实现执行件的变速功能、实现执行件运动形式和运动规律的变化功能、实现对不同执行件的运动分配功能、实现从动力源到执行件的动力转换功能;2.基本要求:满足运动、动力、性能、经济性要求3.类型:①分级变速传动系统(变速范围宽,传递功率大、工作可靠,可以获得准确的传动比,但转速损失较大,工作效率不高)(集中、分离传动(优缺点:变速箱内各传动件所产生的振动和热量不能直接传给执行件从而减少执行件的振动和热变形,有利于提高机械系统的工作精度,但分离传动结构分散,不利于集中操纵,安装和调整也不够方便);②无级变速传动系统(无转速损失,工作效率高,能在工作中变速,易于实现自动化,但其结构较复杂,成本也较高)③(机械、液压、电气无级变速)定比传动系统;4.传动系统组成:变速装置、启停和换向装置、制动装置(电动机制、制动器制动)、安全保护装置;5.恒扭转传动系统的设计要求:在恒扭矩区间内工作(恒扭矩传动系统各传动件在任何转速时都要求能够输出最大扭矩,而传递的功率则随输出速度的减低而减小)计算转速为最高转速(恒扭矩传动系统的计算转速时在最高转速传动路线上,各传动件的计算转速为其最高转速)扩大顺序应与传动顺序相反(对于恒扭矩传动系统,应是前疏后密,这有利于降低传动件的工作循环次数,提高使用寿命)6.拟定转速图原则:一个规律:级比规律,两个限制:升2降4;三个原则:前多后少、前疏后密、前慢后快原则;四项注意:传动链尽量小,转速和要小,线速度要小,空转件越少越好7.扩大变速范围:增加一个传动组、采用分支传动、采用背轮机构、采用混合公比;8.无级变速直流调速电动机是采用调压或调磁方式来改变其输出转速;交流调速电动机是通过调节交流电源频率的方法进行调速;9.无级变速设计原则:符合机械系统的功率扭矩特性、满足机械系统的变速范围;10.传动系统结构设计原则:从内部到外部、从重要到次要、从局部到整体、从粗略到详细;11.箱体内轴线的布置:平面式、三角形(充分利用了变速箱内部的剩余空间,最大程度的缩小了径向尺寸,使变速箱减小)轴线相互重合;12.设计滑移齿轮注意要点:移操纵省力、防止滑移干涉、变速操纵方便;13.小齿轮占用轴向尺寸方法:用窄式排列、用双联齿轮和传动组、两个传动组交错排列、用公用齿轮、分辨三联滑移齿轮块;传动轴的轴向定位(一端、两端定位)齿轮定位方法:弹簧挡圈、隔套、半圆环、螺钉定位14.滑移齿轮有整体式、装配式;15.卸荷带轮是指利用载荷分担的原理将带轮产生的弯矩卸载到箱体上,而扭矩传给传动轴。
机械原理教案01绪论、机构组成要素
课程名称:《机械原理》第 1 讲次第一章绪论1-1 本课程研究的对象及内容1-2 本课程的性质、学习目的、任务及要求授课题目1-3 机械原理学科的发展趋势第二章机构的结构分析2-1 机构的结构分析的内容和目的2-2 机构的组成本课授课学时为 52 学时,此外作 2 个或者 3 个实验,最后有一周的课程设计。
参考书目不少本讲目的要求及重点难点:] 通过本讲课的学习,要弄清晰“学什么”、“为什么学”、“如何学”等问题,掌握组成机构的构件和运动副等概念] 机构、机器、机械、构件、零件等概念,运动副的定义、分类和约束特点构件、运动副内容[]第一章绪论1-1 本课程研究的对象及内容一、机械原理的研究对象顾名思义,本课程的研究对象就是“机械”,主要内容是关于机械的一些基本理论和设计方法。
那末,什么是“机械”呢?一)机构、机器和机械机械:是机构和机器的总称。
机器:根据某种使用要求而设计的一种用于执行机械运动的装置。
主要用于变换或者传递能量、物料、信息等。
讲几个实例,来研究机器、机构的组成和工作原理。
【例1-1】单缸四冲程内燃机,图1-1组成:活塞连杆曲轴气缸体凸轮进气阀排气阀小齿轮大齿轮这里,曲柄滑块机构将活塞的挪移曲柄的转动,齿轮机构改变转速和转向,凸轮机构将凸轮的转动推杆的往复挪移。
内燃机是由若干个机构组成的。
图1-1【例1-2】工件自动装卸装置,图1-2图1-2由带传动机构、蜗轮蜗杆机构、凸轮机构、连杆机构等。
当电动机转动通过上述机构使滑杆左移时,滑杆夹持器的动爪和定爪将工件夹住;而当滑杆带着工件向右挪移到夹持器的动爪碰到上面的挡块时,将工件松开,工件落到工件载送器中,以被送到下道工序。
从上面的例子可以知道,一部机器可能由一个或者多个机构组成。
如空气压缩机只含有一个曲柄滑块机构,而大多数机器都含有多个机构。
机构是由一系列的运动单元体(称为构件)组成的具有确定相对运动的系统,它起着运动的传递和运动形式转换的作用。
机械制图基本要素
机械制图基本要素在机械设计及制造领域中,机械制图是一项至关重要的技术工作。
机械制图通过图纸的形式,准确地描述了产品的尺寸、形状、结构和装配关系等重要信息,为设计师、工程师和制造人员之间的沟通提供了重要的工具。
本文将介绍机械制图的基本要素,包括图纸类型、常用标注符号以及比例尺的使用。
一、图纸类型机械制图常用的图纸类型包括展开图、剖视图、装配图和三视图等。
展开图是将三维物体展开为二维图纸,便于理解和加工。
剖视图则通过切割或切开图形,显示物体内部细节。
装配图则将多个零件的位置和相互之间的连接关系绘制在一张图纸上。
三视图包括主视图、俯视图和左视图,从不同方向展示物体的外观。
二、标注符号机械制图中使用丰富的标注符号,以便准确地描述物体的尺寸、表面质量和其他特征。
常见的标注符号包括直径符号、直线符号、圆心符号、角度符号等。
直径符号用来表示圆形零件的直径尺寸,直线符号表示直线的长度,圆心符号用来标注圆心的位置,角度符号则表示物体的角度大小。
标注符号的使用可以使图纸更加清晰易懂。
比例尺的使用比例尺在机械制图中起到了非常重要的作用,它用来表示图纸上的尺寸与实际物体尺寸之间的比例关系。
常见的比例尺有实际尺寸比例尺和放大比例尺。
实际尺寸比例尺表示图纸上的尺寸与实际物体尺寸一致,比如1:1。
而放大比例尺则表示图纸上的尺寸比实际物体尺寸放大了多少倍,比如1:2表示图纸上的尺寸是实际物体尺寸的2倍。
通过比例尺的运用,可以使得图纸的尺寸更加清晰可见。
结论机械制图是机械设计和制造工作中不可或缺的重要环节。
本文介绍了机械制图的基本要素,包括图纸类型、标注符号以及比例尺的使用。
了解和掌握这些基本要素,对于机械设计师和工程师来说至关重要,能够帮助他们更加准确地理解和表达设计意图,从而提高产品的质量和生产效率。
机械结构设计基础知识
机械结构设计基础知识1前言1、1机械结构设计的任务机械结构设计的任务就是在总体设计的基础上,根据所确定的原理方案,确定并绘出具体的结构图,以体现所要求的功能。
就是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件,具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式与表面状况的同时,还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。
所以,结构设计的直接产物虽就是技术图纸,但结构设计工作不就是简单的机械制图,图纸只就是表达设计方案的语言,综合技术的具体化就是结构设计的基本内容。
1、2机械结构设计特点机械结构设计的主要特点有:(1)它就是集思考、绘图、计算(有时进行必要的实验)于一体的设计过程,就是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段,在整个机械设计过程中,平均约80%的时间用于结构设计,对机械设计的成败起着举足轻重的作用。
(2)机械结构设计问题的多解性,即满足同一设计要求的机械结构并不就是唯一的。
(3)机械结构设计阶段就是一个很活跃的设计环节,常常需反复交叉的进行。
为此,在进行机械结构设计时,必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求2机械结构件的结构要素与设计方法2、1结构件的几何要素机械结构的功能主要就是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。
零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。
在功能表面之间的联结部分称为联接表面。
零件的功能表面就是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计就是零部件结构设计的核心问题。
描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。
通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。
2、2结构件之间的联接在机器或机械中,任何零件都不就是孤立存在的。
因此在结构设计中除了研究零件本身的功能与其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。
机械设计资料(“设计”相关文档)共9张
2.逐步培养分析解决问题的能力和方法。
学习本课程时,要多联系工程实际问题;本课程分 析和解决问题的思路和方法,也正是解决工程实际中常 用的思路和方法。工程实际问题是一个复杂的系统,它 涉及到多方面的内容,需要多方面的知识和经验才能解 机器中通常把一组协同工作的零件所组成的独立加工或独立装配的组合体叫部件,如减速器、离合器等。
3.掌握每章的重点及分析处理问题的思路和基本方法。
工程实际问题的能力。 2 本课程研究对象、性质和任务
本课程主要研究通用零、部件的工作原理和设计计算方法,故学习过程中应紧密联系实际,了解机器的工况与要求,从整体机械系统分析入手,才 能设计出满足生产实际要求的机械零部件。 机械零件的性能对机器的性能有较大影响,因此正确设计和合理选择机械零件,是成功设计满足功能要求机器的基本条件。 机械零件在机器中或按确定的位置相互联接,或按给定的规律作相对运动,共同为完成机器的功能而发挥各自的作用。 1.紧密联系生产实践,联系整体机械系统进行分析。 另一类是在特定类型的机器中才能用到的零件,叫做专用零件,如往复式活塞内燃机的曲轴等。
浅谈机械设计中的设计要素
浅谈机械设计中的设计要素随着科技的发展和社会的进步,许多现代化的设计理念和设计方法被逐渐应用到机械设计领域。
为了满足人们对于机械产品越来越高的要求,机械设计的流程也呈现日益复杂化和多样化趋势。
文章对机械设计中的设计要素进行了深入的分析和探讨,以期起到参考和借鉴的作用。
标签:机械设计;设计要素;探析1 机械设计概述当前,机械设计正以飞快的速度发展,并取得了显著的成果,为人类文明和社会的进步做出了巨大的贡献。
机械设计是一个非常复杂的领域,涉及的理论、技术、方法非常多,为了从中总结出规律,以便更好地将机械设计应用到生产实践,应致力于机械设计的探索和研究,从而在掌握其内在规律的基础上,对于设计理论和设计方法进行创新,设计出日趋完美的机械产品。
此外,在进行机械产品的设计时,应充分运用现代化的设计方法,如可靠性设计、优化设计、人体工程学,充分发挥计算机辅助设计的作用,提高设计的准确性、缩短设计周期。
通常来说,机械设计可以分为以下几个工作阶段。
1.1 计划阶段在机械设计的计划阶段,需要进行大量的相关资料的查找工作,机械设计产品必须满足一定的行业规范和要求,因此应对机械资料进行深入细致的分析,从而使机械产品的质量、安全和性能都能满足设计要求。
这一阶段是很重要的阶段,其目的是为后续的设计工作做好充分的准备。
1.2 方案阶段这一阶段的主要任务是针对机械的每个部分进行详细的设计,是机械设计中的关键环节。
方案设计重在机械设计方案的选择,即从多个方案中,优选出满足设计要求的、兼顾使用性能和经济性能的方案。
方案设计并非最终的设计方案,要想设计出完整的机械,还必须进行进一步的设计。
1.3 技术设计阶段技术设计阶段,顾名思义就是针对技术部分的完善和优化。
在这一阶段,需要根据总装配草图,并查阅相关的技术性文件,从而使得设计的有效性和合理性都能获得提高。
然而,机械设计是一个非常复杂的过程,其变动性也较大,还受到很多因素的影响,因此这一阶段所产生的设计方案,很可能由于某些原因而需要修改,对于设计方案应进行很好的保存,以方便后续工作的进行。
机械设计的要素
机械设计的要素
1.功能要素:机械产品的设计首先要满足其设计功能要求,即要能够完成特定的机械运动、传递力量、进行加工等功能。
2. 结构要素:机械产品的结构要素包括传动机构、支撑机构、工作部件等,需要确保这些机构的结构稳定、刚性良好,同时也要考虑产品的可维护性和易于加工的特点。
3. 材料要素:机械产品设计中需要考虑的材料要素包括材料的物理和化学性质、材料的可靠性和经济性等方面。
材料的选择应当根据产品的使用环境和设计要求等因素进行综合考虑。
4. 加工要素:机械产品的加工要素包括加工工艺、加工精度等方面。
需要考虑到产品的加工难度和成本,同时也要确保产品的加工精度和品质。
5. 其他要素:机械产品的设计还需要考虑到其他一些因素,如安全性、环保性、外观设计等。
以上是机械设计的基本要素,不同的机械产品设计可能会侧重不同的方面,但以上要素都是不可或缺的。
机械设计的成功与否,需要充分考虑以上要素,并进行合理的综合设计。
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机械设计基础复习
第一章第三章 机器,机械,机构的概念 1.机构的组成要素: 1构件,构件与零件有什么区别 2运动副,运动副有哪些常用类型掌握常用运动副的特点; 3运动链,机构 2、自由度,约束掌握平面机构自由度的计算公式; 3、掌握机构自由度的意义和机构具有确定运动的条件; 练习 1.一个作平面运动的自由构件有 3 个自由度; 2.机械是 机器 和 机构 的总称; 3.使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为 运动副 ; 4.六个构件组成同一回转轴线的转动副,则该处共有三个转动副; × 5、复合铰链、局部自由度、虚约束,在计算机构自由度时,如何处理 6..零件是 机械中制造的 单元,构件是 机械中运动的 单元; 7.机构中的构件是由一个或多个零件所组成,这些零件间 B 产生相对运动; A 、可以 B 、不能 C 、不一定能 8..两构件通过______ 面接触 _构成的运动副称为低副,它引入___2____个约束;两 9.构件通过_点,线接触 _______构成的运动副称为高副,它引入____1___个约束; 10.当机构的自由度F 0,且等于原动件数,则该机构即具有确定的相对运动;√ 11.机器中独立运动的单元体,称为零件;× 第四章平面连杆机构 1、平面四杆机构的基本型式是什么它有几种类型 2、曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构的特点各是什么他们有哪些用途 3、铰链四杆机构有曲柄的条件是什么 4. 什么是压力角传动角掌握连杆机构传动角的计算方法;最小传动角的位置; 5、极位夹角急回运动行程速比系数掌握极位夹角与行程速比系数的关系式; 6、机构的死点位置掌握死点位置在机构中的应用;7.已知行程速比系数设计四杆机构曲柄滑块机构、导杆机构;已知连杆的两对应位置;已知摇杆的两对应位置;练习A B C F A G H E O M N 1 8 7 2 4 5 6 AB D F EC 3 I G H1.当连杆机构处于死点位置时,有 ;2.一个曲柄摇杆机构,行程速比系数等于,则极位夹角等于 ;3.一个曲柄摇杆机构,极位夹角等于42o,则行程速比系数等于 ;4.机构具有确定运动的条件是 数目等于机构的自由度数;5.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件,其连杆与摇杆的夹角∠BCD =130°,其传动角为 ;6..当行程速度变化系数k 时,机构就具有急回特性;A 小于1; B. 大于1; C. 等于1; D. 等于07.平面连杆机构的曲柄为主动件,则机构的传动角是 ;8.平面铰链四杆机构具有曲柄的条件是 且 ;9.曲柄滑块机构在 ,会出现死点9.在铰链四杆机构中,如存在曲柄,则曲柄一定为最短杆;10.对心曲柄滑快机构 急回特性;11.偏置曲柄滑快机构 急回特性;12.机构处于死点时,其传动角等于 ;13.曲柄滑快机构,当取 为原动件时,可能有死点;14.机构的压力角越 对传动越有利;15.图示铰链四杆机构,以AB 为机架称 机构;以CD 为机架称 机构;16.平面连杆机构可利用急回特性,缩短非生产时间,提高生产率; 17.曲柄摇杆机构中,曲柄为最短杆; 18.一曲柄摇杆机构,若曲柄与连杆处于共线位置;则当 为原动件时,称为机构的死点位置;19.当极位夹角θ 时,机构就具有急回特性;A <0;B >0;C =0;20.判断一个平面连杆机构是否具有良好的传力性能,可以 的大小为依据;21.画出传动角和压力角,及传动角最小时的位置第五章 凸轮机构及其设计1、凸轮机构是如何分类的D2、凸轮的基圆、偏距、从动件行程、从动件推程、从动件回程、从动件远近休程3、凸轮的推程运动角、回程运动角、远近休止角4、凸轮从动件有几种基本运动规律各有何特点7、凸轮机构的压力角练习1. 在凸轮机构中,从动件的运动规律为时,机构会产生刚性冲击;2.凸轮机构的优点和缺点3、凸轮机构是凸轮、和机架组成的高副机构;4、凸轮机构中,凸轮与从动件的接触处,是以点或线相接触,形成副;5、凸轮按形状分为凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮;6、按从动件与凸轮的接触形式可分为从动件、滚子从动件和平底从动件三种类型;7、在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中,运动规律具有刚性冲击;运动规律具有柔性冲击;而运动规律无冲击;;8、按从动件的运动形式分,凸轮机构有从动件和摆动从动件凸轮机构两大类;9、凸轮机构中,从动件的运动规律取决于 ;A、凸轮轮廓的大小B、凸轮轮廓的形状C、基圆的大小10、滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是指 ;11、等速运动规律的凸轮机构,从动件在运动开始和终止时,加速度值为 ;A、零B、无穷大C、常量12、等速运动规律的凸轮机构,从动件在运动开始和终止时,将引起冲击;A、刚性B、柔性C、无13、等加速等减速运动规律的凸轮机构将引起 ;A、刚性B、柔性C、无14、简谐运动规律的凸轮机构将引起 ;A、刚性B、柔性C、无15.当凸轮机构的从动件选用等速运动规律时,其从动件的运动 ;A、将产生刚性冲击B、将产生柔性冲击C、将产生有限度的冲击D、没有冲击16、在凸轮机构中,若从动件在推程和回程采用等速运动,则运转平稳,无冲击;17、凸轮机构的优点是只需设计适当的凸轮轮廓,便可使从动件得到所需的运动规律;四、分析计算题1、已知凸轮机构如图所示,试在图上标注:(1)凸轮的基圆半径rmin从动件的升程h(2)推程运动角δt 回程运动角δh(3)远休止角δs 近休止角δs‘4当凸轮转过90°时,从动件的位移s,当凸轮转过180°时,机构的压力角α2、已知凸轮机构如图所示,试在图上标注:(1)凸轮的基圆半径rmin(2)从动件的升程h(3)推程运动角δt(4)回程运动角δh(5)远休止角δs(6)近休止角δs‘(7)当凸轮转过90°时,从动件的位移s(8)当凸轮转过180°时,机构的压力角α第七章螺纹重要基本概念1.常用螺纹有哪几类哪些用于联接,哪些用于传动,为什么哪些是标准螺纹常用的有:三角螺纹,矩形螺纹,梯形螺纹和锯齿形螺纹;三角螺纹用于联接,其余用于传动;因三角螺纹自锁性好,其它螺纹传动效率高;除矩形螺纹外,其余均为标准螺纹;2.何谓螺纹联接的预紧,预紧的目的是什么预紧力的最大值如何控制螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧,是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用;预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性防松能力;拧紧后,预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS的80%;3.螺纹联接有哪些基本类型适用于什么场合螺纹联接有4 中基本类型;螺栓联接:用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合;螺钉联接:用于不能采用螺栓联接如被联接件之一太厚不宜制成通孔,或没有足够的装配空间,又不需要经常拆卸的场合;双头螺柱联接:用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合;紧定螺钉联接:用于传递力和力矩不大的场合;4.紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算,但须将拉力增大30%,为什么考虑拧紧时的扭剪应力,因其大小约为拉应力的30%;5.提高螺纹联接强度的措施有哪些1改善螺纹牙间的载荷分配不均;2减小螺栓的应力幅;3减小螺栓的应力集中;4避免螺栓的附加载荷弯曲应力;5采用合理的制造工艺;6.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等,第一圈螺纹受载最大,约为总载荷的1/3,逐圈递减,第八圈螺纹几乎不受载,第十圈没用;所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度;7.联接螺纹能满足自锁条件,为什么还要考虑防松根据防松原理,防松分哪几类因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时,螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失,不再满足自锁条件;这种情况多次重复,就会使联接松动,导致机器不能正常工作或发生严重事故;因此,在设计螺纹联接时,必须考虑防松;根据防松原理,防松类型分为摩擦防松,机械防松,破坏螺纹副关系防松;练习1.螺纹联接的基本类型有、、、 ;2.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大,且材料较软,强度较低,需要经常装拆,则一般宜采用联接;3. 受拉螺栓的强度计算公式中的“”的意义是 ;4.联接螺纹能满足自锁条件,为什么还要考虑防松根据防松原理,放松方法分哪几类5.紧螺栓联接中,拧紧后,预紧应力大小不得超过材料的屈服强度的 ;A. 80%B. 50% %何谓螺纹联接的预紧,预紧的目的是什么紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算,但须将拉力增大 30%,为什么第八,九章带传动,链传动带传动特点1.失效形式和设计准则失效形式:打滑、疲劳破坏;设计准则:保证带传动不打滑,使带具有足够的疲劳寿命;2.确定小带轮直径考虑哪些因素1 最小带轮直径,满足d1≥dd min,使弯曲应力不至于过大;2 带速,满足 5 ≤v ≤ 25 m/s;3 传动比误差,带轮直径取标准值,使实际传动比与要求的传动比误差不超过3~5%;4 使小带轮包角≥120;5 传动所占空间大小;3.V带传动在由多种传动组成的传动系中的布置位置带传动不适合低速传动;在由带传动、齿轮传动、链传动等组成的传动系统中,应将带传动布置在高速级;若放在低速级,因为传递的圆周力大,会使带的根数很多,结构大,轴的长度增加,刚度不好,各根带受力不均等;另外,V带传动应尽量水平布置,并将紧边布置在下边,将松边布置在上边;这样,松边的下垂对带轮包角有利,不降低承载能力;4.带传动的张紧的目的,采用张紧轮张紧时张紧轮的布置要求张紧的目的:调整初拉力;采用张紧轮张紧时,张紧轮布置在松边,靠近大轮,从里向外张;因为放在松边张紧力小;靠近大轮对小轮包角影响较小;从里向外是避免双向弯曲,不改变带中应力的循环特性;5. 简述带传动产生弹性滑动的原因和不良后果答:原因:带在紧边和松边所受拉力不等,即存在拉力差;带有弹性,受拉变形,且在紧边和松边变形不等;后果:弹性滑动引起摩擦磨损,发热,传动效率降低;使主动轮和从动轮圆周速度不等,即存在滑动率,使带传动传动比不准;6.为什么说弹性滑动是带传动固有的物理现象答:弹性滑动在带传动中是不可避免的;因为产生弹性滑动的原因是:带的弹性和带在紧边和松边所受拉力不等拉力差,而带的弹性是固有的,又因为传动多大圆周力就有多大拉力差,拉力差随载荷变化而变化,因此拉力差也是不可避免的;所以,弹性滑动在带传动中不可避免,传动比的大小也随载荷变化;练习:1.简要叙述带传动的特点2.水平布置带传动时,一般应使松边在上,紧边在下,其目的是 ;3. 带传动中,带所受最大应力值发生在 ;4.什么是带传动的弹性滑动为什么带的弹性滑动是不可避免的5.带传动张紧的目的是什么张紧轮应安放在松边还是紧边上,为什么一般来说,带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上,为什么.6.带传动的弹性滑动 ;A.是可以避免的B.是不可避免的C.只要不过载是可以避免的D.只要不打滑是可以避免的7.为了保证带和带轮良好接触普通V带的楔角φ与相应的带轮的楔角φ’的关系为 ;A. φ= φ’B. φ<φ’C. φ>φ’8.带传动中内张紧轮应靠近 ,外张紧轮 ;A.大带轮; B. 小带轮; C. 两轮中部9.水平布置带传动时,一般应使松边在上,其目的是为了 ;10.小带轮包角对带传动有何影响为什么只给出小带轮包角的公式11 带传动的主要类型有哪些各有何特点试分析摩擦带传动的工作原理;答:按传动原理的不同,带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动;前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动;后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功;摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的,当原动机驱动主功轮转动时,由于带与带轮间摩擦力的作用,使从动轮一起转动,从而实现运动和动力的传递;12 什么是有效拉力什么是初拉力它们之间有何关系答:当传动带静止时,带两边承受相等的拉力,此力称为初拉力;当传动带传动时,带两边的拉力不再相等;紧边拉力为,松边拉力为;带两边的拉力之差称为带传动的有效拉力F ;1.链传动的主要工作特点1 平均传动比准确,没有弹性滑动;2 可以在环境恶劣的条件下工作突出优点;3 中心距大,传递动力远,结构较小,没有初拉力压轴力小;4 瞬时传动比不准,工作中有冲击和噪声;5 只限于平行轴之间的传动,不宜正反转工作;2..滚子链条的主要参数尺寸主要尺寸参数:节距、链长、排数;节距是最重要的参数;链条的链号表示其节距的大小,是英制单位,换算为标准计量单位为:P=链号16mm练习1.与带传动、齿轮传动相比,链传动有何特点2.为什么链传动中链节数一般采用偶数而链轮齿数一般选用奇数3.滚子链16A-1x88 GB/T1243-1997中,其节距排数、整链链节数节 ;4.在设计滚子链时,一般将链节数取成偶数, 其主要目的是 ;第10章齿轮机构1、齿轮机构的类型2、了解齿轮齿廓的形成原理;3、渐开线的性质、渐开线齿廓啮合传动的特点;4、渐开线圆柱齿轮各部分的名称;5、渐开线圆柱齿轮的基本参数、渐开线齿轮的基本齿廓;6、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算;7、渐开线齿廓的加工原理范成法、仿形法;8、渐开线齿轮根切现象产生的原因、渐开线齿轮的变位;9、一对渐开线齿轮的正确啮合条件;10、斜齿轮的基本参数、斜齿轮传动的几何尺寸计算;11、斜齿轮传动的正确啮合条件;12、斜齿轮传动的优缺点;13、了解蜗杆、蜗轮的形成原理与方法;14、了解蜗杆传动的优缺点;15、了解直齿圆锥齿轮的齿形、背锥16.掌握直齿圆锥齿轮的基本参数和啮合特点;,第十一章蜗杆1、了解蜗杆蜗轮的正确啮合条件;2、了解蜗杆传动的基本参数和;练习:1.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于 ;2.当一对渐开线齿轮制成后,即使两轮的中心距稍有改变,其角速度比仍保持不变,其原因为 ;3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:4.为了实现两根相交轴之间的传动,可以采用 ;A.蜗杆传动 B.斜齿圆柱齿轮传动 C.直齿锥齿轮传动 D.圆柱齿轮传动5.齿轮传动的主要失效形式有哪些;6.渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:7.标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为 ;8.蜗杆蜗轮传动中,以面的参数作为标准值;锥齿轮传动中,以面的参数作为标准值;9.用法加工标准直齿圆柱齿轮时,如果齿轮齿数少于 ,将发生根切;10.齿轮的渐开线形状取决于它的直径;A.齿顶圆 B. 分度圆 C. 基圆 D. 齿根圆11.一对渐开线齿轮传动中,若两轮的实际中心距大于标准中心距,则其传动比将 ;A.增大; B. 保持不变;C.减小; D. 可能增大,也可能减小;12.标准圆柱直齿轮模数为2mm,其分度圆上压力角等于 ,分度圆上齿槽宽等于 ,分度圆直径 ;13.斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的__ _;A.端截面中B.法截面中C.轴截面中D.分度面中.14.直齿圆锥齿轮的尺寸计算都以参数为标准参数;A. 轴面B. 法面C. 小端D. 大端15.以下中4个标准齿轮中:齿轮渐开线形状相同, 齿轮能正确啮合;A. m1=4mm,z1=25; B. m2=4mm,z2=50; C. m3=3,z3=60; D. m4=,z4=4016.对于一渐开线标准圆柱齿轮,其模数越大,则 ;A.分度圆越大 B.压力角越大C.齿根高越小17.渐开线斜齿圆柱齿轮只要是两齿轮的法面模数、法面压力角分别相等即可正确啮合;18.两斜齿轮外啮合传动时,其螺旋角应大小相等,旋向相反;19.一对能够相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时,其分度圆压力角也随之加大;20.蜗杆蜗轮传动由于摩擦较大,因此蜗轮材料可用减磨性好的青铜制造;21.钢铁是由铁和碳组成的铁碳合金;22.蜗杆传动为何进行热平衡计算;热平衡计算不满足应采用哪些措施;23.渐开线在______上的压力角、曲率半径最小;24.在范成法加工常用的刀具中,______能连续切削,生产效率更高;25.渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角_____法面压力角;A.大于B.小于C.等于D.大于或等于26.为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动,应使实际啮合线长度基圆齿距;A.大于;B. 等于;C.小于;27.圆锥齿轮的标准模数和压力角规定在;28在齿轮中,齿顶所确定的圆称为 _,齿槽底部所确定的圆称为__;29.一对能够相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时,其分度圆压力角也随之加大;30.对于单个齿轮来说,节圆半径就等于分度圆半径;31.圆锥齿轮和蜗轮蜗杆都属于空间齿轮机构;32.两斜齿轮外啮合传动时,其螺旋角应大小相等,旋向相反;33.阿基米德圆柱蜗杆的模数, 应符合标准数值;a、端面b、法面c、轴面34.按蜗杆形状不同,蜗杆分:————,————,————;34.普通圆柱蜗杆按加工刀具位置不同分——,——,——;其中——应用最广泛;35.蜗杆传动特点:优点-----,------,------,-缺点---------,----------;36.蜗杆传动正确啮合条件:37.蜗杆分度圆直径如何计算38.因齿轮传动比i=z2/z1=d2/d1,蜗杆传动比i=z2/z2=d2/d1,为什么蜗杆材料一般-----制作,蜗轮-----制作;热平衡计算不满足应采用哪些措施;手动起重装置,R=200mm,D=200mm,蜗杆参数:d1==1,Z2=50求:使重物上升1m 手柄所转圈数n1和转向.第12章轮系及其设计掌握以下内容:1、轮系的类型、轮系的功用;2、定轴轮系传动比的计算;3、周转轮系传动比的计算;4、混合轮系传动比的计算;周转轮系按其自由度的不同可分为和 ;平面定轴轮系传动比的大小等于;从动轮的回转方向可用方法来确定;在周转轮系中,轴线固定的齿轮称为;兼有自转和公转的齿轮称为;而这种齿轮的动轴线所在的构件称为;4.组成周转轮系的基本构件有:; , ;.习题书中习题第十四章重要基本概念1.直轴按承受载荷的性质分为三类传动轴:在工作中主要承受转矩,不承受弯矩或承受弯矩很小;心轴:在工作中只承受弯矩,不承受转矩;心轴又分为固定心轴和转动心轴;转轴:在工作中既承受弯矩,又承受转矩;第十五章滚动轴承的失效形式.滚动轴承的设计准则轴承的选用原则:练习:1.回答滚动轴承6315/P5中各数字和字母代表的意义,2.深沟球轴承 ,角接触球轴承 ,推力轴承,; ,A.仅能承受径向载荷 B.仅承受轴向载荷 C.能承受径向载荷和单向轴向载荷 D.主要承受径向载荷,也可承受一定的轴向载荷3.回答滚动轴承中各数字和字母代表的意义,并回答该轴承的内径,公差等级和游隙组;70312AC/P6,62203 ,N105 / P5 ,3 0213P64.滚动轴承6216表示该轴承的类型为 ,内径为 mm_能很好地承受径向载荷与轴向载荷的综合作用;A. 深沟球轴承B. 角接触球轴承C. 推力球轴承D. 圆柱滚子轴承。
机械制造的基本要素解析
机械制造的基本要素解析机械制造是一门关于机械设计、制造和运作原理的学科,涵盖了许多基本要素。
这些要素对于机械制造的理解和应用具有重要意义。
本文将对机械制造的基本要素进行解析,包括机械传动、机构、标准件和机械工艺等。
一、机械传动机械传动是机械制造中的关键要素之一,它是指将动力源的旋转运动或直线运动转化为所需的旋转运动或直线运动的过程。
常见的机械传动方式包括齿轮传动、皮带传动和链条传动等。
1. 齿轮传动齿轮传动是一种常用的机械传动方式,它通过不同齿数的齿轮之间的啮合传递动力。
根据齿轮的种类和结构,齿轮传动又可以分为直齿轮传动、斜齿轮传动和蜗杆传动等。
齿轮传动具有传递功率大、传动效率高和传动精度高等特点。
2. 皮带传动皮带传动是一种基于柔性带状材料的传动方式,它通过拉紧的皮带传递动力。
皮带传动具有传动平稳、噪音小和减震缓冲等特点,广泛应用于机械制造中的轻载和中小功率传动。
3. 链条传动链条传动是一种基于链条的传动方式,它通过链条与齿轮、链轮等配合传递动力。
链条传动结构简单,传动效率高,适用于高载重和高传动精度要求的场合。
二、机构机构是指由零件组成,能够实现特定运动目标的系统。
在机械制造中,机构是各个零件之间通过铰链、滑块、曲柄等连接方式组成的,它能够将输入的运动转换为所需的输出运动。
1. 连杆机构连杆机构是一种常见的机械机构,它由若干个连杆通过铰链相连接而成。
连杆机构能够将输入的旋转运动转化为输出的旋转运动或直线运动,广泛应用于机械制造中的各种机械装置和机器。
2. 曲柄滑块机构曲柄滑块机构是一种将旋转运动转化为直线运动的机构,它由曲柄、滑块和导杆等部件组成。
曲柄滑块机构常用于内燃机、发动机等机械装置中,能够实现活塞的上下往复运动。
三、标准件标准件是机械制造中的基本组成部分,它是指一类具有统一规格和标准化生产的零部件。
标准件具有通用性强、互换性好和生产成本低等优点,能够方便机械制造的设计和制造。
常见的标准件包括螺栓、螺母、轴承和齿轮等。
机械设计简答题汇总
1.机器的基本组成要素是什么?答:机械零件2.什么是零件?答:零件是组成机器的不可拆的基本单元,即制造的基本单元。
3.什么是通用零件?答:在各种机器中经常都能用到的零件,齿轮、如:螺钉等。
4.什么是专用零件?答:在特定类型的机器中才能用到的零件,如:涡轮机的叶片、内燃机曲轴等。
5.什么是部件?答:由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体叫做部件,如减速器、离合器等。
6.什么是标准件?答:经过优选、简化、统一,并给以标准代号的零件和部件称为标准件。
7.什么是机械系统?答:由许多机器、装置、监控仪器等组成的大型工程系统,或由零件、部件等组成的机器(甚至机器中的局部)都可以看成是一个机械系统。
8.机械设计课程的主要研究对象是什么?答:本课程只研究在普通工作条件下一般参数的通用零件和部件。
9.什么是易损件?答:在正常运转过程中容易损坏,并在规定期限内必须更换有零件或部件称为易损件。
机械设计概要部分常见问题解答 1.一台完整的机器通常由哪些基本部分组成?答:原动机部分、执行部分和传动部分。
2.一般机器的设计程序通常由哪几个基本阶段构成?答:一部机器的设计程序基本上由计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段构成。
6.机械零件的常用设计准则是什么?答:大体有以下设计准则:强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则等。
7.什么是机械零件的强度设计准则?答:强度准则就是指零件中的应力不得超过允许的限度。
例如,对一次断裂来说,应力不超过材料的强度极限;对疲劳破坏来说,应力不超过零件的疲劳极限;对残余变形来说,应力不超过材料的屈服极限。
8.什么是零件的刚度准则?答:零件在载荷作用下产生的弹性变形量,小于或等于机器工作性能所允许的极限值即许用变形量,就是符合了刚度设计准则。
9.机械零件的常规设计方法主要有哪些?答:机械零件的常规设计方法可概括地划分为以下几种:理论设计、经验设计和模型实验设计。
机械设计方案包括哪些方面
机械设计方案包括哪些方面机械设计方案包括哪些方面摘要:本文将详细阐述机械设计方案的六个方面,分别是设计目标、设计原则、设计流程、设计考虑、设计分析和设计验证。
通过对每个方面的详细说明,读者将能够全面了解机械设计方案的制定过程及其所包含的要素。
一、设计目标设计目标是机械设计方案的首要考虑因素。
在制定机械设计方案时,需要明确产品的功能需求、性能指标和外观要求。
功能需求指产品的基本功能和使用场景,性能指标包括产品的工作参数、精度要求等,外观要求指产品的形状、尺寸和外观设计。
在设计目标的制定过程中,需要考虑产品的使用环境和市场需求。
根据产品的使用环境,可以对设计目标进行优化,例如在恶劣环境下使用的产品需要具有防水、防尘等功能。
同时,也需要考虑市场需求,了解竞争对手的产品特点和市场反馈,以确保设计目标的合理性和市场可行性。
二、设计原则设计原则是指在机械设计方案制定过程中需要遵循的基本规则。
设计原则包括设计的可行性、可靠性、经济性和安全性。
可行性指设计方案的可实施性和生产可行性。
可靠性指设计方案的稳定性和可靠性,包括材料的选择、结构的设计和制造工艺的确定。
经济性指设计方案的成本和效益,需要找到最佳的设计方案以满足性能需求的同时降低成本。
安全性指设计方案的安全性能,需要考虑产品的使用安全和可靠性。
设计原则的制定需要充分考虑产品的使用环境和预期寿命,确保设计方案符合产品的性能和功能需求,同时也需要遵循相关的国家标准和技术规范。
三、设计流程设计流程是机械设计方案制定的具体步骤和流程。
设计流程包括需求分析、概念设计、详细设计、制造和测试等阶段。
需求分析阶段是确定产品功能需求、性能指标和外观要求的阶段。
在这个阶段,需要与客户和产品使用者进行沟通,了解产品的具体需求。
概念设计阶段是在需求分析的基础上进行产品整体设计和初步方案的确定。
详细设计阶段是在概念设计的基础上进行产品的具体细节设计,包括材料的选择、零部件的设计和装配方案的确定。
机械原理知识点
机械原理知识点一、1、组成机械系统的基本要素:机械零件和构件2、零件:机器中的制造单元.构件:机器中的独立运动单元.3、机构的组成要素:构件和运动副.4、机器定义:是执行机械运动的装置,可用来变换或传递能量、物料、信息.5、原动机:将其他形式能量变换为机械能的机器6、机器四个基本组成部分:动力部分.传动部分,控制部分.执行部分7、机构与机器的区别:①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;②机构只用于传递运动和力,而机器除传递运动和力之外还应当具有变换或传递能量、物料、信息的功能8、运动副:这种使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接(联接).9、低副:两构件通过面接触组成的运动副。
10、高副:两构件通过点或线接触组成的运动副。
11、进行机构结构分析时,按什么步马骤和原则来拆分杆组?如何确质杆组的级别?选择不同的原动件对物机的级别有无影响?答:拆分杆组原则:①从远离原动件的构件开始拆杆组,②先拆二级杆组,若不成,再拆三级杆组,③直至全部杆组拆出,只剩下原动件和机架为止.杆组级别确定:把最高级别的基本杆组定为机构的级制.影响:若原动件选取不同,则会获得不同级别的机械12、."杆"组"有何特点?对机构分析和综合有何实际意义?答:基本杆组:不可再分的自由度为零的运动连意义:选取不同的基本杆组,可设计出满足不同要求的机构.第一章(1)平面具有确定运动的条件:①机构自由度必须大于零②机构原动件数目必须等于机构百由度数目(2)机构的组成要素:构件,运动副。
(3)自由度计算F=3n-2Pl-Phn:活动构件总数Pl:低副数Ph :高副数(4)复合较链:这种由3个或3个以上构件组成轴线重合的转动副。
(5)局部自由度(多余自由度):不影响整个机构运动关系的个别构件所具有的独立自由度。
(6)虚约束(消极约束):重复的约束对件构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。
机械设计中的结构要素、基本要求和规则
机械结构设计的任务是依据设计任务在总体设计构想的基础上,确定的原理方案,绘制出具体的结构图,以实现设计所要求的功能。
设计的过程是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件,包含确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面处理等,还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。
所以结构设计的直接产物虽是技术图纸,但工作不是简单的机械制图,图纸只是表达设计方案的工程语言,运用机构设计的各种技术将设计构想具体化是结构设计的基本内容。
1 机械结构件的结构要素和设计方法1.1 结构件的几何要素机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。
零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。
在功能表面之间的联结部分称为联接表面。
零件的功能表面是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计是零部件结构设计的核心。
描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。
通过对功能表面的不同设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。
1.2 结构件之间的关联在机器或机械中,任何零件都不是孤立存在的。
因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和相关特征外,还必须研究零件之间的相互关系。
零件之间的相互关系分为直接相关和间接相关两类。
两个零件有直接装配关系的成为直接相关。
没有直接装配关系的成为间接相关。
间接相关又分为位置相关和运动相关两类。
位置相关是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。
运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的,所以主轴与导轨为位置相关,而刀架与主轴为运动相关。
多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。
组成机械系统的基本要素
组成机械系统的基本要素机械系统是由多个基本要素组成的复杂系统,它们相互作用、协同工作,完成特定的机械运动或功能。
这些基本要素包括力学系统、传动系统、执行系统、控制系统和支撑系统。
力学系统是机械系统的核心要素,它包括负载、机械结构和动力源。
负载是指机械系统所承受的外部载荷,它可以是一种力、一对力的合力、一个力矩或一个力矩的合力。
机械结构是负载的传递和传递力的组织形式,它由零件和连接件组成。
动力源是提供机械能的能源,可以是电动机、内燃机、液压驱动装置等。
传动系统是机械系统的重要组成部分,它用于将动力源的运动和力传递给执行系统。
传动系统包括传动装置和传动元件。
传动装置是将动力源的运动和力传递给执行系统的装置,它可以是齿轮传动、链传动、带传动等。
传动元件是传动装置的组成部分,例如齿轮、链条、带子等。
执行系统是机械系统的功能实现部分,它根据输入的力和运动完成特定的机械运动或功能。
执行系统可以是机械手臂、液压缸、气缸等。
机械手臂可以根据输入的力和运动完成物体的抓取、放置、搬运等操作。
液压缸可以通过液压力将输入的力和运动转化为线性运动。
气缸可以通过气压力将输入的力和运动转化为线性运动。
控制系统是机械系统的智能化部分,它对机械系统进行控制和调节,使其能够按照预定的要求完成特定的机械运动或功能。
控制系统包括传感器、执行器和控制器。
传感器可以感知机械系统的状态和环境条件,例如位置传感器、力传感器、温度传感器等。
执行器可以根据控制器的指令控制执行系统的运动和力,例如电机、液压阀、气动阀等。
控制器是控制系统的核心,它根据传感器的反馈信号和预设的控制算法,计算出相应的控制信号,并发送给执行器。
支撑系统是机械系统的辅助部分,它为机械系统提供支撑和保障。
支撑系统包括机械底座、固定支撑和润滑系统。
机械底座是机械系统的基础,它提供了机械结构的支撑和稳定性。
固定支撑是将机械系统固定在所需位置的装置,例如螺栓、焊接等。
润滑系统是为机械系统提供润滑和冷却的装置,它可以减少零部件的磨损和摩擦,延长机械系统的使用寿命。
机械设计中的结构要素基本要求和规则
机械设计中的结构要素基本要求和规则
结构要素:
1、外形结构:外形结构是指机械设备的外形特征,包括机架结构、
支撑结构、仪器安装结构以及连接件结构等。
2、动力系统:动力系统是指传动裸件的结构和装配要求,包括电动机、减速机、皮带轮、齿轮等。
3、空气动力系统:空气动力系统是指需要利用空气流动或空气膨胀
来驱动机构的部件和组件,例如气动缸、气动蝶阀、气动球阀等。
4、液压动力系统:液压动力系统是指液压系统用于传递和传动力的
部件和组件,包括液压缸、液压头部、液压阀门、液压蝶阀、液压球阀、
液压减速机等。
5、控制系统:控制系统是指机械系统的自动控制部件,包括传感器、变频器、控制器、操作面板等。
6、连接件:连接件是机械系统中的一个重要组成部分,它将机械系
统的不同部件连接在一起,包括螺栓、螺母、垫圈、垫片等。
基本要求:
1、机械设计要满足力学、抗震、抗冲击、抗疲劳、抗温度、耐腐蚀
等基本要求;
2、结构紧凑,重量轻,体积小,安装方便;
3、传动系统结构简单,工作可靠,运转平稳,能耗低;。
机械设计中,机器的基本组成要素
机械设计中,机器的基本组成要素
机械设计中,机器的基本组成要素包括以下几个方面:
1. 机械结构:包括机架、机械零件、连接件等,用于支撑和传递负载、实现运动和定位等功能。
2. 勾股传动机构:包括齿轮传动、链传动、带传动等,用于实现运动传递和变速功
3. 机械元件:包括轴、轮、盘、销、键、螺栓、螺母等,在机械结构中起连接、定位和固定等作用。
4. 机电元件:包括电动机、减速机、传感器、执行器等,用于实现机械的动力输送、运动控制和自动化操作。
5. 控制系统:包括电气控制系统、气压控制系统、液压控制系统等,用于实现机械的运动控制和自动化操作。
6. 附件与辅助装置:包括润滑系统、冷却系统、密封系统、仪表仪器等,用于保证机械的正常运转和安全操作。
以上是机械设计中机器的基本组成要素,不同类型的机器可能会有一些特殊的组成要素,但基本原理和基本组成要素是相通的。
机械常用结构要素
机械常用的结构要素包括以下几种:
1. 杆件:杆件是机械结构中最基本的要素之一,通常用于构建机械的支撑和连接部分。
常见的杆件有直杆、曲杆、斜杆、T形杆、I形杆等。
2. 轴承:轴承是机械中用于支撑旋转部件的重要结构要素,可以减少摩擦和磨损,提高机械的运转效率和寿命。
常见的轴承有滑动轴承、滚动轴承、自润滑轴承等。
3. 齿轮:齿轮是机械传动系统中的重要结构要素,用于传递动力和扭矩,实现机械的运动和转动。
常见的齿轮有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等。
4. 联轴器:联轴器是机械中用于连接两个旋转部件的重要结构要素,可以传递动力和扭矩,实现机械的运动和转动。
常见的联轴器有弹性联轴器、膜片联轴器、链条联轴器等。
5. 弹簧:弹簧是机械中常用的结构要素,用于吸收振动、支撑重量、调节力矩等。
常见的弹簧有压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧等。
6. 螺纹:螺纹是机械中常用的结构要素,用于连接和固定机械部件,可以实现机械的拆卸和组装。
常见的螺纹有内螺纹、外螺纹、梯形螺纹等。
7. 键和销:键和销是机械中常用的结构要素,用于连接和固定机械部件,可以实现机械的拆卸和组装。
常见的键和销有平键、圆键、楔形键、销等。
这些结构要素在机械设计中经常被使用,它们的组合和应用可以构建出各种不同类型的机械设备。
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机械设计的结构要素一、机械结构件的结构要素与设计方法1、1 结构件的几何要素机械结构的功能主要就是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。
零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。
在功能表面之间的联结部分称为联接表面。
零件的功能表面就是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计就是零部件结构设计的核心问题。
描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。
通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。
1、2 结构件之间的联接在机器或机械中,任何零件都不就是孤立存在的。
因此在结构设计中除了研究零件本身的功能与其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。
零件的相关分为直接相关与间接相关两类。
凡两零件有直接装配关系的,成为直接相关。
没有直接装配关系的相关成为间接相关。
间接相关又分为位置相关与运动相关两类。
位置相关就是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。
运动相关就是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这就是靠床身导轨与主轴轴线相平行来保证的,所以,主轴与导轨之间位置相关;而刀架与主轴之间为运动相关。
多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。
在进行结构设计时,两零件直接相关部位必须同时考虑,以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。
同时还必须考虑满足间接相关条件,如进行尺寸链与精度计算等。
一般来说,若某零件直接相关零件愈多,其结构就愈复杂;零件的间接相关零件愈多,其精度要求愈高。
1、3 结构设计据结构件的材料机械设计中可以选择的材料众多,不同的材料具有不同的性质,不同的材料对应不同的加工工艺,结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料,又要根据材料的种类确定适当的加工工艺,并根据加工工艺的要求确定适当的结构,只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。
设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。
结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
二、机械结构设计的基本要求机械产品应用于各行各业,结构设计的内容与要求也就是千差万别,但都有相同的共性部分。
下面就机械结构设计的三个不同层次来说明对结构设计的要求。
1、功能设计满足主要机械功能要求,在技术上的具体化。
如工作原理的实现、工作的可靠性、工艺、材料与装配等方面。
2、质量设计兼顾各种要求与限制,提高产品的质量与性能价格比,它就是现代工程设计的特征。
具体为操作、美观、成本、安全、环保等众多其它要求与限制。
在现代设计中,质量设计相当重要,往往决定产品的竞争力。
那种只满足主要技术功能要求的机械设计时代已经过去,统筹兼顾各种要求,提高产品的质量,就是现代机械设计的关键所在。
3、优化设计与创新设计用结构设计变元等方法系统地构造优化设计空间,用创造性设计思维方法与其它科学方法进行优选与创新。
三、机械结构基本设计准则机械设计的最终结果就是以一定的结构形式表现出来的,按所设计的结构进行加工、装配,制造成最终的产品。
所以,机械结构设计应满足作为产品的多方面要求,基本要求有功能、可靠性、工艺性、经济性与外观造型等方面的要求。
此外,还应改善零件的受力,提高强度、刚度、精度与寿命。
因此,机械结构设计就是一项综合性的技术工作。
由于结构设计的错误或不合理,可能造成零部件不应有的失效,使机器达不到设计精度的要求,给装配与维修带来极大的不方便。
机械结构设计过程中应考虑如下的结构设计准则。
1、现预期功能的设计准则产品的设计主要目的就是为了实现预定的功能要求,因此实现预期功能的设计准则就是结构设计首先考虑的问题。
要满足功能要求,必须做到以下几点。
(1)明确功能:结构设计就是要根据其在机器中的功能与与其她零部件相互的连接关系,确定参数尺寸与结构形状。
零部件主要的功能有承受载荷、传递运动与动力,以及保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹等。
设计的结构应能满足从机器整体考虑对它的功能要求。
(2)功能合理的分配:产品设计时,根据具体情况,通常有必要将任务进行合理的分配,即将一个功能分解为多个分功能。
每个分功能都要有确定的结构承担,各部分结构之间应具有合理、协调的联系,以达到总功能的实现。
多结构零件承担同一功能可以减轻零件负担,延长使用寿命。
V型带截面的结构就是任务合理分配的一个例子。
纤维绳用来承受拉力;橡胶填充层承受带弯曲时的拉伸与压缩;包布层与带轮轮槽作用,产生传动所需的摩擦力。
例如,若只靠螺栓预紧产生的摩擦力来承受横向载荷时,会使螺栓的尺寸过大,可增加抗剪元件,如销、套筒与键等,以分担横向载荷来解决这一问题。
(3)功能集中:为了简化机械产品的结构,降低加工成本,便于安装,在某些情况下,可由一个零件或部件承担多个功能。
功能集中会使零件的形状更加复杂,但要有度,否则反而影响加工工艺、增加加工成本,设计时应根据具体情况而定。
2、满足强度要求的设计准则(1) 等强度准则:零件截面尺寸的变化应与其内应力变化相适应,使各截面的强度相等。
按等强度原理设计的结构,材料可以得到充分的利用,从而减轻了重量、降低成本。
如悬臂支架、阶梯轴的设计等。
(2) 合理力流结构:为了直观地表示力在机械构件中怎样传递的状态,将力瞧作犹如水在构件中流动,这些力线汇成力流。
表示这个力的流动在结构设计考察中起着重要的作用。
力流在构件中不会中断,任何一条力线都不会突然消失,必然就是从一处传入,从另一处传出。
力流的另一个特性就是它倾向于沿最短的路线传递,从而在最短路线附近力流密集,形成高应力区。
其它部位力流稀疏,甚至没有力流通过,从应力角度上讲,材料未能充分利用。
因此,若为了提高构件的刚度,应该尽可能按力流最短路线来设计零件的形状,减少承载区域,从而累积变形越小,提高了整个构件的刚度,使材料得到充分利用。
(3) 减小应力集中结构:当力流方向急剧转折时,力流在转折处会过于密集,从而引起应力集中,设计中应在结构上采取措施,使力流转向平缓。
应力集中就是影响零件疲劳强度的重要因素。
结构设计时,应尽量避免或减小应力集中。
其方法在相应的章节会作介绍,如增大过度圆角、采用卸载结构等。
(4) 使载荷平衡结构:在机器工作时,常产生一些无用的力,如惯性力、斜齿轮轴向力等,这些力不但增加了轴与轴衬等零件的负荷,降低其精度与寿命,同时也降低了机器的传动效率。
所谓载荷平衡就就是指采取结构措施部分或全部平衡无用力,以减轻或消除其不良的影响。
这些结构措施主要采用平衡元件、对称布置等。
3、满足结构刚度的设计准则为保证零件在使用期限内正常地实现其功能,必须使其具有足够的刚度。
4、考虑加工工艺的设计准则机械零部件结构设计的主要目的就是:保证功能的实现,使产品达到要求的性能。
但就是,结构设计的结果对产品零部件的生产成本及质量有着不可低估的影响。
因此,在结构设计中应力求使产品有良好的加工工艺性。
所谓好的加工工艺指的就是零部件的结构易于加工制造,任何一种加工方法都有可能不能制造某些结构的零部件,或生产成本很高,或质量受到影响。
因此,对于设计者认识一种加工方法的特点非常重要,以便在设计结构时尽可能的扬长避短。
实际中,零部件结构工艺性受到诸多因素的制约,如生产批量的大小会影响坯件的生成方法;生产设备的条件可能会限制工件的尺寸;此外,造型、精度、热处理、成本等方面都有可能对零部件结构的工艺性有制约作用。
因此,结构设计中应充分考虑上述因素对工艺性的影响。
5、考虑装配的设计准则装配就是产品制造过程中的重要工序,零部件的结构对装配的质量、成本有直接的影响。
有关装配的结构设计准则简述如下:(1)合理划分装配单元:整机应能分解成若干可单独装配的单元(部件或组件),以实现平行且专业化的装配作业,缩短装配周期,并且便于逐级技术检验与维修。
(2)使零部件得到正确安装:保证零件准确的定位、避免双重配合、防止装配错误。
(3)使零部件便于装配与拆卸:结构设计中,应保证有足够的装配空间,如扳手空间;避免过长配合以免增加装配难度,使配合面擦伤,如有些阶梯轴的设计;为便于拆卸零件,应给出安放拆卸工具的位置,如轴承的拆卸。
6、考虑维护修理的设计准则(1) 产品的配置应根据其故障率的高低、维修的难易、尺寸与质量的大小以及安装特点等统筹安排,凡需要维修的零件部件,都应具有良好的可达性;对故障率高而又需要经常维修的部位及应急开关,应提供最佳的可达性。
(2) 产品特别就是易损件、常拆件与附加设备的拆装要简便,拆装时零部件进出的路线最好就是直线或平缓的曲线。
(3) 产品的检查点、测试点等系统的维护点,都应布置在便于接近的位置上。
(4) 需要维修与拆装的产品,其周围要有足够的操作空间。
(5) 维修时一般应能瞧见内部的操作,其通道除了能容纳维修人员的手或臂外,还应留有供观察的适当间隙。
7、考虑造型设计的准则产品的设计不仅要满足功能要求,而且还应考虑产品造型的美学价值,使之对人产生吸引力。
从心理学角度瞧,人60%的决定取决于第一印象。
技术产品的社会属性就是商品,在买方市场的时代,为产品设计一个能吸引顾客的外观就是一个重要的设计要求;同时造型美观的产品可使操作者减少因精力疲惫而产生的误操作。
外观设计包括三个方面:造型、颜色与表面处理。
考虑造型时,应注意尺寸比例协调、形状简单统一以及色彩、图案的支持与点缀。
单色只使用于小构件。
大的特别就是运动构件如果只用一种颜色就会显得单调无层次,一个小小的附加色块会使整个色调活跃起来。
在多个颜色并存的情况下,应有一个起主导作用的底色,与底色相对应的颜色叫对比色。
但在一个产品上,不同色调的数量不宜太多,太多的色彩会给人一种华而不实的感觉。
舒服的色彩大约位于从浅黄、绿黄到棕的区域。
这个趋势就是渐暖,正黄正绿往往显得不舒服;强烈的灰色调显得压抑。
对于冷环境应用暖色,如黄、橙黄与红。
对于热环境用冷色,如浅蓝。
所有颜色都应淡化。
另外,通过一定的色彩配置可使产品显得安全、稳固。
将形状变化小的、面积较大的平面配置浅色,而将运动、活跃轮廓的元件配置深色;深色应安置于机械的下部,浅色置于上部。
8、考虑成本的设计准则设计时应简化产品及维修操作:(1)设计时,要对产品功能进行分析权衡,合并相同或相似功能,消除不必要的功能,以简化产品与维修操作。
(2)设计时,应在满足规定功能要求的条件下,使其构造简单,尽可能减少产品层次与组成单元的数量,并简化零件的形状。