西安交大《机械设计基础》课后习题答案综合版

机械设计基础复习大纲

2011、4、3

第1章绪论

掌握:机器的特征:人为的实物组合、各实物间具有确定的相对运动、有机械能参与或作机械功机器的组成:驱动部分+传动部分+执行部分

了解:机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件与部件的概念

课程内容、性质、特点与任务

第2章机械设计概述

了解:与机械设计有关的一些基础理论与技术,机器的功能分析、功能原理设计,机械设计的基本要求与一般程序、机械运动系统方案设计的基本要求与一般程序、机械零件设计的基本要求与一般程序,机械设计的类型与常用的设计方法

第3章机械运动设计与分析基础知识

掌握:构件的定义(运动单元体)、分类(机架、主动件、从动件)

构件与零件(加工、制造单元体)的区别

平面运动副的定义、分类(低幅:转动副、移动副;高副:平面滚滑副)

各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置

机构运动简图的画法(注意标出比例尺、主动件、机架与必要的尺寸)

机构自由度的定义(具有独立运动的数目)

平面运动副引入的约束数(低幅:引入2个约束;高副:引入1个约束)

平面机构自由度计算(F＝3n－2P5－P4)

应用自由度计算公式时的注意事项(复合铰链、局部自由度、虚约束、公共约束)

机构具有确定运动的条件(机构主动件数等于机构的自由度)

速度瞬心定义(绝对速度相等的瞬时重合点)

瞬心分类:绝对瞬心(绝对速度相等且为零的瞬时重合点,位于绝对速度的垂线上)

相对瞬心(绝对速度相等但不为零的瞬时重合点,位于相对速度的垂线上) 速度瞬心的数目:K=N(N-1)/2

速度瞬心的求法:观察法:转动副位于转动中心;移动副位于垂直于导轨的无穷远;

高副位于过接触点的公法线上

三心定理:互作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心,且位于同一直线上用速度瞬心求解构件的速度(关键找到三个速度瞬心,建立同速点方程,然后求解)

了解:运动链的定义及其分类(闭式链:单环链、多环链;开式链)

运动链成为机构的条件(具有一个机架、具有足够的主动件)

机动示意图(不按比例)与机构运动简图的区别

第6章平面连杆机构

掌握:平面连杆机构组成(构件+低副;各构件互作平行平面运动)──低副机构

平面连杆的基本型式(平面四杆机构)、平面四杆机构的基本型式(铰链四杆机构)

铰链四杆机构组成(四构件+四转动副)

铰链四杆机构各构件名称(机架、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、固定铰链、活动铰链)

铰链四杆机构的分类:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构

铰链四杆机构的变异方法:改变构件长度、改变机架(倒置)

铰链四杆机构的运动特性:

曲柄存在条件:①最长杆长度+最短杆长度≤其余两杆长度之与

②连架杆与机架中有一杆为四杆中之最短杆

曲柄摇杆机构的极限位置(曲柄与连杆共线位置)

曲柄摇杆机构的极位夹角θ(两极限位置时曲柄所夹锐角)

曲柄摇杆机构的急回特性及行程速比系数

平面四杆机构的运动连续性

铰链四杆机构的传力特性:

压力角α:不计摩擦、重力、惯性力时从动件受力方向与受力点速度方向间所夹锐角

传动角γ:压力角的余角

许用压力角[]︒=40α～︒50、许用传动角[]︒=50γ～︒40

曲柄摇杆机构最小传动角位置(曲柄与机架共线的两位置中的一个)

死点位置:传动角为零的位置(︒=0γ)

实现给定连杆二个或三个位置的设计

实现给定行程速比系数的四杆机构设计:曲柄摇杆、曲柄滑块与摆动导杆机构

了解:连杆机构的特点、铰链四杆机构以及变异后机构的特点及应用、死点(止点)位置的应用与渡过 基本设计命题:实现给定的运动要求:连杆有限位置、连架杆对应角位移、轨迹

满足各种附加要求:曲柄存在条件、运动连续条件、传力及其她条件

实验法设计实现给定连杆轨迹的四杆机构,解析法设计实现给定两连架杆对应位置的四杆机构

第7章 凸轮机构

掌握:凸轮机构的组成(凸轮+从动件+机架)──高副机构

凸轮机构的分类:按凸轮分类:平面凸轮(盘形凸轮、移动凸轮),空间凸轮

按从动件分类:端部形状:尖端、滚子、平底、曲面

运动形式:移动、摆动

安装方式:对心、偏置

按锁合方式分类:力锁合、形锁合

基圆(理论廓线上最小向径所作的圆)、理论廓线、实际廓线、行程

从动件运动规律(升程、回程、远休止、近休止)

刚性冲击(硬冲:速度突变,加速度无穷大)、柔性冲击(软冲:加速度突变)

运动规律特点:等速运动规律:速度为常数、始末两点存在硬冲、用于低速

等加速等减速:加速度为常数、始末中三点存在软冲、不宜用于高速

余弦加速度:停─升─停型:始末两点存在软冲、不宜用于高速

升─降─升型:无冲击、可用于高速

正弦加速度:无冲击、可用于高速

反转法绘制凸轮廓线的方法:对心或偏置尖端移动从动件,对心或偏置滚子移动从动件

滚子半径的选择、基圆半径的确定、运动失真及其解决的方法

了解:凸轮机构的特点、凸轮机构的应用、凸轮机构的一般命名原则

四种运动规律的推导方法与位移曲线的画法

运动规律的基本形式:停─升─停;停─升─降─停;升─降─升

运动规律的选择原则,平底从动件凸轮廓线的绘制方法及运动失真的解决方法

机构自锁、偏置对压力角的影响,压力角α、许用压力角[]α、临界压力角c α三者关系:[]c ααα<≤max

第8章 齿轮传动

掌握:齿轮机构的组成(主动齿轮+从动齿轮+机架)──高副机构

圆形齿轮机构分类:

平行轴:直齿圆柱齿轮机构(外啮合、内啮合、齿轮齿条)

斜齿圆柱齿轮机构(外啮合、内啮合、齿轮齿条)

人字齿轮机构

相交轴:圆锥齿轮机构(直齿、斜齿、曲齿)

相错轴:螺旋齿轮机构、蜗轮蜗杆机构

齿廓啮合基本定律(两轮的传动比等于公法线割连心线线段长度之反比)