中职机械基础知识点汇总
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机械基础知识点汇总
一、机械设计的一般原则和程序
1、四大四大原则:可行性、可靠性、经济性、 安全性
2、四大步骤:计划、方案设计、技术设计、技术文件编制
二、许用应力和安全系数
名义荷载:在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷:载荷系数与名义载荷的乘积。K>1
名义载荷=K*计算载荷
名义载荷<计算载荷
2)、确定活动的构件个数n/
3)、确定低副PL、高副PH
4)、自由度公式:F=3n-(2 PL+ PH)
三、确定的运动条件:
1、自由度F> 0(机构运动的可能性)
机构的原动件数目 = 机构自由度的数目
2、F=0静定梁
F>0机构运动的可能性
F<0超静定梁
3、确定运动的条件:自由度>0,主动件=自由度
6-3、平面连杆机构
行程速比系数K
机构要具有急回特性则必有k>1 ,即>0 ;
k值愈大,机构急回特性愈明显,k值的大小取决于极位夹角的大小。
愈大,k值愈大;反之,愈小,k值愈小。
若=00,则k=1,机构没有急回特性
结论:>00,则k>1,机构具有急回特性。
6-4 凸轮机构
一、分类
尖顶从动件:构造简单、易磨损、用于仪表机构,低速轻载
四、铰链四杆机构基本类型判别:
1.若机构不满足杆长之和条件则只能成为双摇杆机构
2.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
3、四连杆机构传动特性
(1)、运动死点
1)、压力角α和传动角γ,二者互余,压力角越小,传递效率越高,为了保证机构能正常工作,要限制工作行程的最大压力角 或最小传动角 ,一般设计时应使最小传动角 ≥40°。
6-5 螺纹
一、螺纹的常用类型和主要参数
1、螺纹连接的特点:尺寸小,轴向力大,可以实现自锁,制造简单,精度较高
螺纹类型
牙型
牙型角
特性
用途
三角形螺纹
三角形
60
自锁性能好,效率低
联结
梯形螺纹
等腰三角形
30
主要用于传递
传动
矩形螺纹
正方形
0
传递效率最高,自锁性能差
传动
锯齿形螺纹
非等腰三角形
工作面 非工作面30
滚子从动件:磨损小,应用广,低速中载
平底从动件:受力好、润滑好,用于高速传动,高速
二、从动件的基本运动规律
等速运动规律 刚性 低速轻载
等加速等加速运动规律 柔性 中速轻载
余弦加速运动规律 柔性 中速中载
正弦加速运动规律 柔性 中高速轻载
三、轮廓线的绘制: 反转法
四、凸轮机构基本尺寸设计
1、滚子半径的设计
工作载荷:在某种工作条件下零件实际承受的载荷。
计算应力≤许用应力σ≤[σ]
三、静应力、变应力
应力的循环特性:应力循环中的最小应力与最大应力之比,可用来表示应力变化的情况,通常称为应力的循环特性,用 表示
+1,静应力
= 0, 脉动变应力
-1,对称变应力
静应力下许用应力
脆性材料-强度极限
塑性材料-屈服极限
内凹: 无要求
外凸: < -∆∆=3-5mm ,
2、压力角的确定,压力角ɑ,压力角越大,凸轮从动件的有害分力越大,当有害分力与摩擦系数之积大于有效分力时,从动件不懂,出现自锁。 ɑ≤[ɑ],在凸轮机构坡度较陡的地方校核。
3、基圆半径的确定,几圆半径越小,压力角越大,传动效率越低,
在保证压力角满足条件ɑ≤[ɑ]的前提下,基圆半径尽可能小
四.螺纹连接的强度计算
1、受拉松螺栓联接的强度计算(螺母不拧紧)
(螺母不需要拧紧、在承受工作载荷前,螺栓不受力)
强度条件:
2、受拉紧螺栓联接强度计算(螺母拧紧)
1)、只受预紧力的紧螺栓连接
强度条件:
2)、受横向外载荷的紧螺栓联接
被连接件承受垂直于螺栓轴线的横向载荷 ,由于处于拧紧状态,螺栓受预紧力 的作用,被连接件受到压力,在结合面之间产生摩擦力 f传递。满足不滑动条件: ≥ ,则联接不发生滑动,如果考虑连接的可靠性及接合面数量,则有
用于有一联接件较厚, 且不需经常装拆的场合。
3、双头螺柱联接
多用于较厚的被连接件或为了结构紧凑而采用厚件制成盲孔薄件制成通孔的连接。拆卸时拧下螺母取下上面薄连接件,允许多次装拆,而不会损坏被连接零件。
用于有一联接件较厚,并经常装拆的场合。
4、紧定螺钉联接
常用来固定两零件的相对位置,并可用来传递不大的力和力矩。
变应力下许用应力:疲劳极限
安全系数S=
6-2、平面机构自由度
一、基本概念:
低副:面接触,只有1个自由度
移动副--约束了一个移动和一个转动
转动副—约束了两个移动
高副:点、线接触,约束了一个移动, 有2个自由度
二、平面机构自由度
(1)平面机构自由度有3个,x yω转动
(2)平面自由度计算步骤:
1)、判断是否有复合铰链(M-1)、局部自由度(焊接)、虚约束(去除)
一、铰链四杆件的组成
连杆:不与机架直接连接的杆
连架杆:与机架用转动副连接的杆
机架:固定不动的杆
曲柄:可以作整周旋转
摇杆:在一定范围内摆动
二、铰链四杆机构的基本形式:
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
三、曲柄存在的条件:
(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)连架杆与机架中必有一杆为四杆中的最短杆
用于单向受力传动
Hale Waihona Puke Baidu传动
2、主要参数:螺距P导程s,s=P*n,n是螺纹头数。
二、螺旋副的受力分析、自锁和效率
(1)当 F为正,说明滑块在重力作用下下滑,必须给以止动力, 防止加速下滑
。
(2)当 F为负,说明滑块不能在轴向荷载作用下下滑。这一现象称为自锁现象。
结论:螺纹升角小于摩擦角时,其具有自锁特性
三、螺纹连接的基本类型
1、螺栓连接-
被连接件通孔不带螺纹,被联接件不太厚,装拆方便。螺杆带钉头,螺杆穿过通孔与螺母配合使用。分普通螺纹连接和铰制孔螺纹连接,前者装配后孔与杆间有间隙,用于联接;后者与螺纹孔直接接触,除联接,还可定位。结构简单,可多次装拆,应用较广。
2、螺钉连接-
不用螺母,螺钉直接旋入被连接的螺孔,结构比较简单,这种连接不宜经常装拆,以免被连件的螺纹孔磨损而修复困难。
2)、死点(摇杆为原动件)
曲柄AB为从动件时,当连杆BC与曲柄AB处于共线位置时,连杆BC与曲柄AB之间的压力角 α=90°,传动角 γ=0°,这时摇杆CD经连杆BC传给从动件曲柄AB的力通过曲柄转动中心A,转动力矩为零,从动件不转,机构停顿,机构所处的这种位置称为死点位置。
(2)、急回特性(曲柄为原动件)
一、机械设计的一般原则和程序
1、四大四大原则:可行性、可靠性、经济性、 安全性
2、四大步骤:计划、方案设计、技术设计、技术文件编制
二、许用应力和安全系数
名义荷载:在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷:载荷系数与名义载荷的乘积。K>1
名义载荷=K*计算载荷
名义载荷<计算载荷
2)、确定活动的构件个数n/
3)、确定低副PL、高副PH
4)、自由度公式:F=3n-(2 PL+ PH)
三、确定的运动条件:
1、自由度F> 0(机构运动的可能性)
机构的原动件数目 = 机构自由度的数目
2、F=0静定梁
F>0机构运动的可能性
F<0超静定梁
3、确定运动的条件:自由度>0,主动件=自由度
6-3、平面连杆机构
行程速比系数K
机构要具有急回特性则必有k>1 ,即>0 ;
k值愈大,机构急回特性愈明显,k值的大小取决于极位夹角的大小。
愈大,k值愈大;反之,愈小,k值愈小。
若=00,则k=1,机构没有急回特性
结论:>00,则k>1,机构具有急回特性。
6-4 凸轮机构
一、分类
尖顶从动件:构造简单、易磨损、用于仪表机构,低速轻载
四、铰链四杆机构基本类型判别:
1.若机构不满足杆长之和条件则只能成为双摇杆机构
2.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
3、四连杆机构传动特性
(1)、运动死点
1)、压力角α和传动角γ,二者互余,压力角越小,传递效率越高,为了保证机构能正常工作,要限制工作行程的最大压力角 或最小传动角 ,一般设计时应使最小传动角 ≥40°。
6-5 螺纹
一、螺纹的常用类型和主要参数
1、螺纹连接的特点:尺寸小,轴向力大,可以实现自锁,制造简单,精度较高
螺纹类型
牙型
牙型角
特性
用途
三角形螺纹
三角形
60
自锁性能好,效率低
联结
梯形螺纹
等腰三角形
30
主要用于传递
传动
矩形螺纹
正方形
0
传递效率最高,自锁性能差
传动
锯齿形螺纹
非等腰三角形
工作面 非工作面30
滚子从动件:磨损小,应用广,低速中载
平底从动件:受力好、润滑好,用于高速传动,高速
二、从动件的基本运动规律
等速运动规律 刚性 低速轻载
等加速等加速运动规律 柔性 中速轻载
余弦加速运动规律 柔性 中速中载
正弦加速运动规律 柔性 中高速轻载
三、轮廓线的绘制: 反转法
四、凸轮机构基本尺寸设计
1、滚子半径的设计
工作载荷:在某种工作条件下零件实际承受的载荷。
计算应力≤许用应力σ≤[σ]
三、静应力、变应力
应力的循环特性:应力循环中的最小应力与最大应力之比,可用来表示应力变化的情况,通常称为应力的循环特性,用 表示
+1,静应力
= 0, 脉动变应力
-1,对称变应力
静应力下许用应力
脆性材料-强度极限
塑性材料-屈服极限
内凹: 无要求
外凸: < -∆∆=3-5mm ,
2、压力角的确定,压力角ɑ,压力角越大,凸轮从动件的有害分力越大,当有害分力与摩擦系数之积大于有效分力时,从动件不懂,出现自锁。 ɑ≤[ɑ],在凸轮机构坡度较陡的地方校核。
3、基圆半径的确定,几圆半径越小,压力角越大,传动效率越低,
在保证压力角满足条件ɑ≤[ɑ]的前提下,基圆半径尽可能小
四.螺纹连接的强度计算
1、受拉松螺栓联接的强度计算(螺母不拧紧)
(螺母不需要拧紧、在承受工作载荷前,螺栓不受力)
强度条件:
2、受拉紧螺栓联接强度计算(螺母拧紧)
1)、只受预紧力的紧螺栓连接
强度条件:
2)、受横向外载荷的紧螺栓联接
被连接件承受垂直于螺栓轴线的横向载荷 ,由于处于拧紧状态,螺栓受预紧力 的作用,被连接件受到压力,在结合面之间产生摩擦力 f传递。满足不滑动条件: ≥ ,则联接不发生滑动,如果考虑连接的可靠性及接合面数量,则有
用于有一联接件较厚, 且不需经常装拆的场合。
3、双头螺柱联接
多用于较厚的被连接件或为了结构紧凑而采用厚件制成盲孔薄件制成通孔的连接。拆卸时拧下螺母取下上面薄连接件,允许多次装拆,而不会损坏被连接零件。
用于有一联接件较厚,并经常装拆的场合。
4、紧定螺钉联接
常用来固定两零件的相对位置,并可用来传递不大的力和力矩。
变应力下许用应力:疲劳极限
安全系数S=
6-2、平面机构自由度
一、基本概念:
低副:面接触,只有1个自由度
移动副--约束了一个移动和一个转动
转动副—约束了两个移动
高副:点、线接触,约束了一个移动, 有2个自由度
二、平面机构自由度
(1)平面机构自由度有3个,x yω转动
(2)平面自由度计算步骤:
1)、判断是否有复合铰链(M-1)、局部自由度(焊接)、虚约束(去除)
一、铰链四杆件的组成
连杆:不与机架直接连接的杆
连架杆:与机架用转动副连接的杆
机架:固定不动的杆
曲柄:可以作整周旋转
摇杆:在一定范围内摆动
二、铰链四杆机构的基本形式:
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
三、曲柄存在的条件:
(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)连架杆与机架中必有一杆为四杆中的最短杆
用于单向受力传动
Hale Waihona Puke Baidu传动
2、主要参数:螺距P导程s,s=P*n,n是螺纹头数。
二、螺旋副的受力分析、自锁和效率
(1)当 F为正,说明滑块在重力作用下下滑,必须给以止动力, 防止加速下滑
。
(2)当 F为负,说明滑块不能在轴向荷载作用下下滑。这一现象称为自锁现象。
结论:螺纹升角小于摩擦角时,其具有自锁特性
三、螺纹连接的基本类型
1、螺栓连接-
被连接件通孔不带螺纹,被联接件不太厚,装拆方便。螺杆带钉头,螺杆穿过通孔与螺母配合使用。分普通螺纹连接和铰制孔螺纹连接,前者装配后孔与杆间有间隙,用于联接;后者与螺纹孔直接接触,除联接,还可定位。结构简单,可多次装拆,应用较广。
2、螺钉连接-
不用螺母,螺钉直接旋入被连接的螺孔,结构比较简单,这种连接不宜经常装拆,以免被连件的螺纹孔磨损而修复困难。
2)、死点(摇杆为原动件)
曲柄AB为从动件时,当连杆BC与曲柄AB处于共线位置时,连杆BC与曲柄AB之间的压力角 α=90°,传动角 γ=0°,这时摇杆CD经连杆BC传给从动件曲柄AB的力通过曲柄转动中心A,转动力矩为零,从动件不转,机构停顿,机构所处的这种位置称为死点位置。
(2)、急回特性(曲柄为原动件)