机械设计考点复习

对于标准圆柱齿轮， =20°， ha*=1， zmin=17
） 无关，主要取决于（ ） 1、齿轮的齿形系数 YFa 的大小与 （ 2、在齿轮传动的弯曲强度计算中的基本假定是将轮齿视为 （ ） 3、闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在（ ）处，提高材料（ ） 可以增强轮齿抗点蚀能力。 4、闭式传动润滑良好的齿轮主要失效形式是磨损，而开式传动齿轮主要失效形式是齿面点 蚀。 （ ） 5、设计一对减速软齿面齿轮时，从等强度要求出发，大小齿轮的硬度选择时，应使两者硬 度相等。 （ ） 6、在齿轮传动中，为了减少动载荷系数 Kv，可采取( )措施。 A、 提高齿轮的制造精度 B、减少齿轮平均单位载荷 C、减少外加载荷的变化幅度 7、已知某齿轮传递的转矩 T=100N·m，齿数 Z=80，模数 m =2.5，则其圆周力 Ft= ( ) 。 A、500N B、1N C、1000N
A、普通螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 例 2 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 （ ） 。 A、普通螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 例 3 在螺栓强度计算中，常用作危险剖面的计算直径是 （ ） 。 A、螺纹的大径 B、螺纹的中径 C、螺纹的小径 8、键连接
单线螺纹:用于连接 多线螺纹:用于传动 4、螺纹参数： 大径 d、D：最大直径（公称直径） 小径 d1：外螺纹的危险剖面直径（强度直径） 中径 d2、D2：牙型沟槽宽与牙的宽度相等（计算直径） 螺距 P：相邻两牙轴向距离 导程 S：同一条螺纹线的相邻两牙间的轴向距离，S = nP 升角 y ：螺纹与其轴线的垂直平面所成的夹角 牙型角 a ：螺纹两侧边的夹角 5、螺纹连接的基本类型 ①螺栓连接：普通螺栓连接（一般场合） 铰制孔螺栓连接（承受横向载荷的场合） ②双头螺柱连接（用于被连接件之一较厚、经常装拆的场合） ③螺钉连接（被连接件之一较厚，载荷较轻，且不常装拆的场合。 ） ④紧定螺钉（多用于轴上零件的固定，传递较小的力） ⑤其它连接：地脚螺栓、吊环螺钉 6、螺纹连接的防松 螺纹连接件一般采用：单线粗牙的普通螺纹：能够满足自锁条件 摩擦防松：弹簧垫圈、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母 螺纹防松 机械防松：开口销、带翅垫片、止动垫片 破坏螺纹副关系：冲点法、粘合法、焊点法 7、提高螺栓连接强度的措施： ①改善螺纹牙间载荷分布不均匀状况（悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母、组合螺母） ②减少螺栓应力幅（采用细长杆螺栓、使用空心螺栓、利用弹性元件） ③减小应力集中（增大螺纹牙根的圆角半径、卸载过渡结构切制卸载槽） ④避免或减小附加应力（采用凸台或沉头座等结构、经切削加工后可获得平整的支承面） ⑤采用合理的制造工艺方法（挤压法制造螺栓、表层残余应力、氰化、氮化、喷丸、热处理） 例 1 在常用的螺纹联接中，自锁性最好的螺纹是 （ ） 。
2、凸轮机构的运动特性： ①等速运动：推程（运动特性：在从动件运动的始末两点，理论上加速度值由零突变为 无穷大，致使从动件所受的惯性力也由零变为无穷大，会对机构造 成巨大的冲击，这种冲击称为刚性冲击）适用场合：低速轻载。
位移
速度
加速度
回程（运动特性：始点、末点刚性冲击）
位移
速度
加速度
②等加速等减速运动规律：推程（特性:在起点、中点和终点时，因加速度有突变而引起推 杆惯性力的突变，且突变为有限值，在凸轮机构中由此会 引起柔性冲击。 ）适用场合：中速， 中轻载。
第一章：绪论(考概念) 1、机器：有确定运动的构件组成的（有原动件、传动件、执行机构、控制系统） 2、机构：用于传递机械运动和动力或改变机械运动形式的构件组合体（有确定的相对运动） 3、机器的三个特征：由一系列构建组成、各构件之间具有确定的相对运动、均能转换机械 能或完成有用的机械功。 4、机器与机构的区别在于：机构是一个构建系统，主要传递运动和动力，机器除构建系统 外还有电气、液压等其他装置，除了传递运动和动力外，还具有一系列的功能。 第二章（机构分类与计算） 1、机构的分类：移动副、转动副、凸轮机构、齿轮机构 2、自由度计算：F=3n－2PL－PH（复习看课后例题） 第三章（平面四杆机构类型和三个基本特性） 1、平面四杆机构类型：铰链四杆机构(四个运动副均为转动副)；双曲柄机构(二连架杆均为 曲柄，转动转动，通常二转速不相等)；双摇杆机构（二连架杆均为摇杆，摆动摆动) 2、平面四杆机构三个基本特性：几何特性（存在曲柄的条件与结论:（1）最短杆与最长杆 长度之和小于或等于其它两杆长度之和－杆长条件。 （2）连架杆与机架中必有一杆是最 短杆） ； 若机构满足杆长之和条件， 则(1) 以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构(2) 以 最短杆为机架时为双曲柄机构(3) 以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构。 运动特性（急回特性） ：极位夹角θ：从动件处于两个极位时，曲柄两位置之间的夹角 最大摆角ψ:摇杆往复摆过的最大角度
第五章（螺纹连接、提高强度特性、键连接）
1、零件 构件 机构 机器
静链接 动链接 动链接
可拆连接：不损坏连接中的任一零件便可拆卸的连接，如螺纹连接、 键连接、销连接等。 静链接： 2、连接： 动链接：运动副 3、螺纹旋向判定 轴线垂直放， 右边高—右旋 左边高—左旋 不可拆连接：至少必须损坏连接中的一个零件才能拆开的零件，铆 接、焊接、粘接等。
位移
速度
加速度
③余弦加速度运动：推程（运动特性：这种运动规律的加速度在起点和终点时有有限数值的 突变，故也有柔性冲击。 ）适用场合：中速、中载。
速度
加速度
④正弦加速度运动规律：推程（运动特性：由运动线图可见，摆线运动的速度曲线和加速度 曲线都是始终连续变化的，它没有刚性冲击，也没有柔性 冲击。 ）适用场合：高速中轻载
1、一偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径 R=30mm,几何中心为 A,回转中心为 o，从动件偏距 OD=e=10mm ，OA=10mm ，凸轮以等 角速度逆时针方向转动。 当凸轮在图示位置， 即 AD⊥CD 时,试求: (1)凸轮的基圆半径 rmin(2) 图示位置的凸轮机构压力角 (3) 图示位置的凸轮转角 (4) 图示位置的从动件的位移 S 解： (1)r min =R-OA=30-10=20mm (2)α=arcsin(AD/AB)=arcsin(20/30)≈41.81° (3)=arccos(DO/OF)=arccos(10/20)=60° (4)S=BD-FD = 5.04mm 。 2、如图所示为对心直动平底推杆盘形凸轮机构。已知凸轮为一偏心圆盘，几何中心为 O2， 圆盘半径 R＝30mm，转动中心为 O1，偏心距 e＝20mm。试求： （1）该凸轮的基圆半径 rmin（2）推杆的推程 h（3）该凸轮机构的最大压力角和最小压力 角α（4）若把推杆的对心布置改为偏置，其运动规律是否改变？ 解： (1)rmin=10mm (2)h=40mm (3)min=max=0 (4)不变
导致机器动载↑ 冲击↑ 四杆机构存在急回特性必须具备以下条件： ①曲柄为主动件②从动件有极限位置③曲柄存在极位夹角
传力特性： 压力角 ：从动件驱动力 F 与力作用点绝对速度之间所夹锐角，如图所示。
在机构运转时是变化的： 太小易自锁，∴限制
传动角：
max＝90°时，
＝0 →Ft=F
平键连接：工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，故定心性较好。 第六章（带传动、链传动） 1、带传动的分类： （1）按传动原理分 ①摩擦带传动：靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如 V 带传动、平带传动等； ②啮合带传动：靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。 （2）按带的截面形状分 ①平带传动：底面是工作面，结构简单、带轮易制造、传递功率小,多种形式的传动 ②Ｖ带传动：带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，承载力大，只用于开口传动 ③多楔带传动：它是在平带基体上由多根 V 带组成的传动带。 ④同步带传动：传动比准确，i≤12、适应带速范围广，同步带速为 40-50m/s、效率高。 ⑤圆带传动：牵引能力小。常用于仪器、家用器械、人力机械中。 ⑶按传动形式分 ①开口传动： ②交叉传动： ③半交叉传动：
2. 图示为蜗杆、齿轮传动装置，已知主动斜齿轮 1 的转向 n1 和蜗杆 5 的旋向如图示。今欲 使轴Ⅱ上传动件轴向力相抵消，试确定： Ⅱ （1） 斜齿轮 1 、2 轮齿的旋向； Ⅲ （2） 蜗轮 6 的转向； Ⅰ (3) 用图表示轴Ⅱ上传动件的受力情况 （用各分力表示） 。 解： ⑴1 为左旋，2 右旋 ⑵逆时针
中心距等于两节圆半径之和，即 =
d1 d 2 m( z1 z 2 ) 1 d 2 z 2 ；传动比：i = 2 2 2 d1 z1
4、渐开线齿轮连续传动条件：基圆齿距 pb≦b1b2 实际啮合线
2ha 5、 标准直齿轮不产生根切最少齿数： zmin= sin 2
*
因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。例：牛头刨床
K V2 C 1 C 2 t 2 C 1 C 2 t1 V1

t1 180 t2 180
当 0，K 1，有急回运动 当 ＝ 0，K ＝1，无急回运动
k 1 由 180 0 得 一般： K ≤ 2， ∴ θ为锐角。θ↑ K↑急回特性越显著—— k 1
2、带传动工作情况分析： 此时，带只受拉力 F0 作用 松边－退 出主动轮
紧边：进入 主动轮的
Ff：带轮作用于带的摩擦力； 紧边拉力：由 F0 增加到 F1； 松边拉力：由 F0 减小到 F2。 带传动的有效拉力 F F =Ff =F1-F2
3、带工作时的应力： ①由紧边和松边拉力产生的拉应力；②由离心力产生的拉应力；③由弯曲产生的弯曲应力。 4、带的弹性滑动产生的原因： ①带是弹性体 ②F1 > F2，故松紧边单位长度上的变形量不等 5、弹性滑动的特点：弹性滑动不可避免、Fe↑ 弹性滑动 ↑ 弹性滑动范围↑； 弹性滑动使得①v2＜v＜v1；②不能保证固定的传动比；③引起带的磨损并使效率降低。 第八章齿轮传动 1、齿轮失效形式： ①齿轮折断部位：轮齿根部(全齿折断)、缺角(斜齿轮局部折断) ②齿面疲劳点蚀；③齿面胶合④齿面磨损⑤塑性变形 2、防止折断措施：①增大齿根过渡圆角②增大轴及支承的刚性③合适热处理 3、标准直齿轮主要参数和几何尺寸： 名称 模数 齿数 压力角 分度圆直径 基圆直径 齿顶高 齿根高 齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿距 齿厚 齿槽宽 符号 m Z d db ha hf h da df p s e 计算公式 m=d/z 根据条件选用

=20°
d=mz db =dcos ha = ha* m ； ha*=1 hf= ha+c；c=0.25×m h= ha+ hf da1=m(z1±2)；da2=m(z2±2) df1=m(z1±2.5)；df2=m(z2±2.5) p=m s=p/2 e= s=p/2
4、渐开线齿轮正确啮合条件： ①pb1= pb2;②m1=m2=m; ③ 1= 2=
min，以保证机构正常工作。
越大，机构的传动性能越好。
第四章凸轮机构 按凸轮的形状分：盘形凸轮、圆柱凸轮、移动凸轮 按从动件的形状分： 尖顶从动件 （可实现复杂的运动规律易磨损， 只宜用于轻载、低速） 滚子从动件（滚动摩擦，磨损小，承载大， 传力大。较常用） 1、 凸轮机构的类型： 平底从动件 （润滑好，磨损小，受力平稳， 效率高。常用于高速运动。配 合的凸轮轮廓必须全部外凸） 按从动件的运动形式分：直动推杆、摆动推杆 按凸轮与从动件维持高副接触的方法分类：力锁合（弹簧力等） 、 型锁合（依靠凸轮外轮廓几何特征锁合）
速度
位移
加速度
3 压力角的绘图、计算： 定义：压力角 —不计摩擦时，凸轮对从动件作用力方向线 nn 与从动件上力作用点的速度 方向之间所夹的锐角。 当α角大到某一数值时，必将会出现 Ff > F′的情况。这时，不论施加多大的力 F，都不能使从动件运动，这种现象称为自锁。
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为了保证凸轮机构正常工作，要求： α < [α]