机械基础知识点

第七章零件的受力分析和计算

刚体：静力学所研究的物体均视为刚体

平衡：物体相对于某一参考系保持静止或做匀速运动的状态

平衡力系：如果一物体在一力系快递的作用下处于平衡状态，这样的力系称为平衡力系

等效力系：两个力系对同一刚体的作用相同，可以相互代替时，称为等效力系

合力：若一力和一力系等效，则此力称为合力，而力系中的各力称为分力

二力体：只受两力作用而处于平衡状态的刚体

平衡状态的充要条件：大小相等，方向相反，作用线相同

解平衡问题的一般步骤：确定研究对象，进行受力分析，画出受力图，根据平衡条件列出平衡方程，用几何法和解析法求方程

主动力：凡能主动引起物体运动或使物体有运动趋势的力

约束：阻碍抑制研究对象运动的物体称为约束物，简称约束

柔索：钢丝绳，链条，胶带

约束力：约束作用在研究对象（被约束物）上的力

铰链：

1.固定座铰链

2.中间铰链：当构成的铰链互为约束时，工程上成为中心铰链

3.活动座铰链（画受力图）

平面汇交力系：各力作用线在同一平面内，并且汇交于一点的力系

力矩：力和力臂的乘积并加上适当的正负号（正负号规定：力使刚体绕距心作逆时针转动为正，反之为负）

力偶：作用在同一刚体上一对等值，反向，不共线的平行力

力偶的性质：

1.不能与一个力来等效或平衡，力偶只能与力偶等效或平衡。

2.保持力偶矩的大小和旋向不变，可以任意改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不影响它对刚体的效应。

3.力偶可以在其作用平面内任意移转，而

不影响它对刚体的效应。

平面一般力系：各力作用线在同一平面内任意分布的力系∑Fx=0，∑Fy=0，∑M0=0

平面平行力系：各力作用线在同一平面内且相互平行的力系

物系：即物体系统，，指工程中的机械或结构

第八章零件的失效分析和计算

1.轴向压缩或拉伸：

受力特点：外力（或外力的合力）作用线与杆件的轴线重合

变形特点：杆件沿轴线方向伸长或缩短

2.应力：杆的强度强度取决于内力在截面上上分布的密集程度（简称集度），这种内力的集度在力学上称为应力（正应力方向垂直于横截面）

3.正应力:拉（压）杆截面上各点的应力大小相同，方向垂直于横截面的称为正应力。

公式：[σ]=F/A（符号规定：拉应力为正，压应力为负）

4.应变：即相对变形或线应变，用以描述一点处变形的程度，绝对变形（L i-L0）与L0（标距长度）之比

5.Q235碳素结构钢拉伸时四个阶段：

正比例阶段：①弹性形变②应力与应变成正比

屈服阶段：材料暂时丧失了抵抗应变的，这种现象称为屈服

强化阶段：出现最高点

局部收缩阶段：当应力达到强度极限时，试件的某一部分的横截面将突然发生显著地局部收缩，称为缩颈现象，Q235的伸长率δ≈26%

6.塑性材料与脆性材料的区别：

（1）塑性材料（δ≥5%）脆性材料（δ＜5%）

（2）对于塑性材料，其抗压与抗拉强度相同，而对于脆性材料，其抗压能力显著大于抗拉能力，即耐压不耐拉，于是工程上把脆性材料作为承压构件

许用应力：极限应力除以一个大于1的安全系数S，作为零件工作时所允许的最大应力。(极限应力：材料丧失正常工作时的应力) 公式：[σ]=σlim/S

7.剪切：在一对相距，很近方向相反的横向外力作用下，构建的横截面沿外力方向发生的错

动变形。

受力特点：零件受到一对大小相等，方向相反，且作用线相距很近的外力或外力的合力。变形特点：两力作用线间的截面发生相对错动。

8.切应变:γ≈tanγ=cc’/bc=dd’/ad(见P197图8-11)

9.切应力：同截面相切的应力称为切应力（τ）。

10.剪切虎克定律：τ=Gγ（G的值查表）

11.扭转的受力特点：一对大小相等，方向相反的外力偶作用，且两外力偶的作用平面与杆件的轴线垂直。（规定：以右手四指表示扭矩的转向，当大拇指指向离开横截面时为正，反之为负）

12.抗扭截面系数Z：反映截面抵抗扭转的能力

13.抗弯截面系数W：反映截面抗弯能力

14.梁的弯曲强度条件：σmax=|Mσ|max/W≤[σ]

扭转强度条件：τmax=|Mτ|max/Z≤[τ]

15.平面弯曲：当外力和（或）外力偶作用在此纵向对称平面内，梁的轴线就在该平面内弯曲成一条平面曲线，这种弯曲称为平面弯曲

16.梁上载荷：集中力，集中力偶，均布载荷

17.弯矩规定：凡弯矩使梁弯曲成下凹时取为正值，反之为负

18.交变应力：应力大小和方向随时间作周期性变化的应力

19.疲劳破坏：机器零件在交变应力作用下，经过一定循环次数后发生的破坏

第九章零件的材料选择

1.工程材料：金属材料，非金属材料，复合材料。

金属材料：黑色金属材料（钢、铁），有色金属材料。

2.Q235：

45：优质碳素结构钢，含碳量0.45

ZG200-400：

HT150：

QT600-3：

GCr15：

40Cr：铝合金结构钢

第十章连杆机构

1.机械：机器与机构的统称

机构：由若干构件所组成

2.高副：两个构件以点或线接触的运动副

低副：两个构件以面接触的运动副

3.构件：可以是一个零件，也可以由几个零件构成的刚性整体

4.铰链四杆结构：①曲柄摇杆机构②双曲柄机构③双摇杆机构

5.曲柄摇杆机构：在铰链四杆机构中，若一个连架杆为曲柄，另一个连架杆为摇杆时称为曲柄摇杆机构

6.曲柄滑块机构：①对心式曲柄滑块机构②偏置式曲柄滑块机构

7.曲柄存在的条件：

（1）最短杆条件：连架杆和机架中必有一杆是最短杆

（2）杆长之和条件：最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和

8.急回特性：摇杆返回行程的平均角速度大于工作行程的平均角速度的性质

9.极位夹角：在急回运动机构中，输出构件处于两极限位置时，对应的输入曲柄两位置间所夹的锐角。

10.压力角，传动角：P258图10-11

11.死点：P259图10-14

第十一章凸轮结构

1.(1)按凸轮的形状分类：盘形凸轮，移动凸轮，圆柱凸轮

(2)按从动件的结构形式分类：尖顶从动件凸轮，滚子从动件凸轮，平底从动件凸轮，曲底从动件凸轮

(3)按从动件的运动形式分类：移动从动件凸轮，摆动从动件凸轮

(4)凸轮与从动件组合分类：对心式凸轮，偏置式凸轮

2.刚性冲击：由于速度的突变，引起加速度无穷大的惯性力引起的冲击

3.柔性冲击：由于加速度的突变值为一定值而不是无穷大，所以较刚性冲击要小，称为柔性冲击