机械设计基础总复习(看完必过)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3
二、 机器的组成 （以汽车为例） 1、动力部分 提供动力（发动机） 2、传动部分 提供变速、改变运动方向或运动形式等
（变速箱、传动轴、离合器） 3、工作部分 直接完成设计者的构想，代替或减轻人类的
工作（车轮，转向器） 4、控制部分 使机器各部分运动协调。可以是手控、
电控、遥控等。 辅助系统：照明（前后灯，车内灯），信号（转
加速度是一余弦曲线，在连续升降的情况下，没有冲击。 4、摆线运动规律
加速度是一正弦曲线，没有冲击。适合高速大功率下使用。
而设。
9
3、虚约束: 有些约束对机构的自由度是重复的，称为 虚约束！
n 9, p L 12 , pH 2,
F 3 n 2 p L p H 3 9 2 件 ：1 2 机 2 构1 具 有 确 定 运 动的条
在一个机构中，原动机输入机构的主 动件数和机构的自由度数相等。
10
•第三章 平面连杆机构 1、四杆机构的组成与基本形式 曲柄 连架 曲柄AB 能做整周转动 α=360º 摇杆 杆 摇杆CD 做一定角度的摆动ψ < 360º 机 连杆BC 连接曲柄、摇杆间的运动 构 机架AD
12
3、曲柄存在的条件 1）四杆机构中，最长杆和最短杆之和小于其余
两杆长度之和。 2）曲柄为最短杆，且是连架杆或机架。 4、对四杆机构的判断：
在四杆机构中，没有曲柄存在，就是双摇杆 机构，若存在曲柄，，哪一个是机架，就构成不 同的机构。
13
1）和最短杆相连的杆是机架，为曲柄摇杆机构。 2）最短杆是机架，为双曲柄机构。 3）最短杆对过的杆是机架，为双摇杆机构。
三、机械零件材料学基础 • 制造机械零件的材料用的最多的是金属材料，其次是非金属材料和复合材料。 •一、金属材料 • 金属材料又分为黑色金属（如钢、铸铁等）和有色金属（如铜、铝、钛及其合金等）。 • （一） 黑色金属 • 钢和铸铁都是铁碳合金，他们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2.1%的铁碳合金称为钢。 含碳量大于2.1%的铁碳合金称为铸铁。 • 1、钢 • 通常使用的钢，含碳量在0.05% ～ 0.7%之间。 • 根据化学成分的不同，又可将钢分为碳素钢和合金钢。
8
3、运动链的自由度（活动度）数 F：
F = 3n - 2PL - PH 式中：n：机构中可活动的构件数,
PL：低副数
PH：高副数
4、 计算自由度时注意：
பைடு நூலகம்
a、复合铰：有K个构件在某一点联接，这一点就构成了K-1个回转副，称为复合铰。
b、局部自由度：在运动链中，
与整个运动链无关的自由度 为
局部自由度。为改善受力状况
θ为极位夹角，曲柄和连杆 共线时的夹角。摇杆摆角ψ
11
2、压力角 和传动角 γ 对曲柄摇杆机构进行受力分析时，可计算使
从动件摇杆摆动的有效力：切向力 Ft =Fcos 而径向力 Fr =Fsin
实际中，希望Ft 大些， Fr小些。故 越小越好 传动角 γ = 90º-
故 γ 越大越好 （ γ 为连杆和摇杆夹角的锐角！）
向灯、后尾红灯），显示（里程表、 油量表、速度表、电瓶电量表）等。
4
机器 机 （有能量转化） 构件
零件
械
机构
零件
（无能量转化）
信息机械 如计算机、电话机、传真机等 构件是机器运动的最小单元，零件是构成机械的最小单元。部件是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，如减速器，离合器等
5
机械设计基础总复习(看完必过)
†1
第一章 概 论
• 一、载荷和应力分析
• 问： σa 、 σm 、 σmax 、 σmin 、 r参数各代表什么？
•
绘图说明当σm =250MPa， r= 0.25时，应力随着时间
• 的变化曲线，这是什么应力？
• 答： 应 力 幅： σa =（σmax - σmin）/ 2
•3）碳素工具钢(GB/T 1298－2008)
• 碳素工具钢一般经过热处理，可获得较高的力学性能
•
T7、T8A、T8Mn、T8MnA、T10A、T13、T13A
7
•第二章 平面机构的结构分析 1、低副 通过面接触而组成的运动副。限制2个自由度 1）回转副 2）移动副
2、高副 通过点、 线 接触而组成的运动副。 限制1个自由度
6
• （1）碳素钢 • 按照质量和用途，又可以分为： • 1） 碳素结构钢 (GB/T 700－2006) • 普通碳素结构钢不需热处理，供货状态下可直接使用。 •Q195、Q215、Q235-A F、Q235-B、Q235-C、 Q235-D、275 •Q指屈服强度，后面的数字代表屈服强度数值。 •2）优质碳素结构钢(GB/T 699－1999) • 含碳量低于0.25%的钢为低碳钢，其强度和硬度低，但塑性和焊接性能好，适用于冲压、焊接等方法 成型。含碳量在0.25%～0.6% 的钢为中碳钢，有良好的综合力学性能，应用最广，含碳量高于0.6%的钢 为高碳钢，常用作弹性元件和易磨损元件。 • 优质碳素结构钢一般经过热处理，可获得较高的弹性极限和较高的屈服强度。（低碳钢不可以直接淬 火） • 08、08F、15、20、20 A、 20Mn、45、45Mn、85
14
2、四杆机构有曲柄的条件 3、作图法设计四杆机构 已知： 摇杆长度 c 摇杆摆角 ψ 行程速比系数 K
15
•第四章 凸轮机构
从动件的运动规律 1、一次多项式——等速运动规律 在行程转折处，速度由正变负，加速度突变，从动件会产生很大惯性力，冲击和振动很大，称为刚 性冲击。只适合于低速、轻载场合。 2、二次多项式——等加速、等减速运动规律 在行程转折处，速度由正变负，加速度也由正变负，但突变是一定值，惯性力也是有限值，会产生 一定的冲击和振动，称为柔性冲击。 3、简谐运动规律
•
平均应力： σm =（σmax + σmin）/ 2
•
最大应力： σmax
•
最小应力： σmin
•
应力特性系数：r = σmin / σmax
2
• 由：σm =（σmax + σmin）/ 2 = 250（MPa ） ， • r = σmin / σmax = 0.25， 求得 • σmax = 400 （MPa ） • σmin = 100 （MPa ） • 为一般脉动循环变应力！
二、 机器的组成 （以汽车为例） 1、动力部分 提供动力（发动机） 2、传动部分 提供变速、改变运动方向或运动形式等
（变速箱、传动轴、离合器） 3、工作部分 直接完成设计者的构想，代替或减轻人类的
工作（车轮，转向器） 4、控制部分 使机器各部分运动协调。可以是手控、
电控、遥控等。 辅助系统：照明（前后灯，车内灯），信号（转
加速度是一余弦曲线，在连续升降的情况下，没有冲击。 4、摆线运动规律
加速度是一正弦曲线，没有冲击。适合高速大功率下使用。
而设。
9
3、虚约束: 有些约束对机构的自由度是重复的，称为 虚约束！
n 9, p L 12 , pH 2,
F 3 n 2 p L p H 3 9 2 件 ：1 2 机 2 构1 具 有 确 定 运 动的条
在一个机构中，原动机输入机构的主 动件数和机构的自由度数相等。
10
•第三章 平面连杆机构 1、四杆机构的组成与基本形式 曲柄 连架 曲柄AB 能做整周转动 α=360º 摇杆 杆 摇杆CD 做一定角度的摆动ψ < 360º 机 连杆BC 连接曲柄、摇杆间的运动 构 机架AD
12
3、曲柄存在的条件 1）四杆机构中，最长杆和最短杆之和小于其余
两杆长度之和。 2）曲柄为最短杆，且是连架杆或机架。 4、对四杆机构的判断：
在四杆机构中，没有曲柄存在，就是双摇杆 机构，若存在曲柄，，哪一个是机架，就构成不 同的机构。
13
1）和最短杆相连的杆是机架，为曲柄摇杆机构。 2）最短杆是机架，为双曲柄机构。 3）最短杆对过的杆是机架，为双摇杆机构。
三、机械零件材料学基础 • 制造机械零件的材料用的最多的是金属材料，其次是非金属材料和复合材料。 •一、金属材料 • 金属材料又分为黑色金属（如钢、铸铁等）和有色金属（如铜、铝、钛及其合金等）。 • （一） 黑色金属 • 钢和铸铁都是铁碳合金，他们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2.1%的铁碳合金称为钢。 含碳量大于2.1%的铁碳合金称为铸铁。 • 1、钢 • 通常使用的钢，含碳量在0.05% ～ 0.7%之间。 • 根据化学成分的不同，又可将钢分为碳素钢和合金钢。
8
3、运动链的自由度（活动度）数 F：
F = 3n - 2PL - PH 式中：n：机构中可活动的构件数,
PL：低副数
PH：高副数
4、 计算自由度时注意：
பைடு நூலகம்
a、复合铰：有K个构件在某一点联接，这一点就构成了K-1个回转副，称为复合铰。
b、局部自由度：在运动链中，
与整个运动链无关的自由度 为
局部自由度。为改善受力状况
θ为极位夹角，曲柄和连杆 共线时的夹角。摇杆摆角ψ
11
2、压力角 和传动角 γ 对曲柄摇杆机构进行受力分析时，可计算使
从动件摇杆摆动的有效力：切向力 Ft =Fcos 而径向力 Fr =Fsin
实际中，希望Ft 大些， Fr小些。故 越小越好 传动角 γ = 90º-
故 γ 越大越好 （ γ 为连杆和摇杆夹角的锐角！）
向灯、后尾红灯），显示（里程表、 油量表、速度表、电瓶电量表）等。
4
机器 机 （有能量转化） 构件
零件
械
机构
零件
（无能量转化）
信息机械 如计算机、电话机、传真机等 构件是机器运动的最小单元，零件是构成机械的最小单元。部件是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，如减速器，离合器等
5
机械设计基础总复习(看完必过)
†1
第一章 概 论
• 一、载荷和应力分析
• 问： σa 、 σm 、 σmax 、 σmin 、 r参数各代表什么？
•
绘图说明当σm =250MPa， r= 0.25时，应力随着时间
• 的变化曲线，这是什么应力？
• 答： 应 力 幅： σa =（σmax - σmin）/ 2
•3）碳素工具钢(GB/T 1298－2008)
• 碳素工具钢一般经过热处理，可获得较高的力学性能
•
T7、T8A、T8Mn、T8MnA、T10A、T13、T13A
7
•第二章 平面机构的结构分析 1、低副 通过面接触而组成的运动副。限制2个自由度 1）回转副 2）移动副
2、高副 通过点、 线 接触而组成的运动副。 限制1个自由度
6
• （1）碳素钢 • 按照质量和用途，又可以分为： • 1） 碳素结构钢 (GB/T 700－2006) • 普通碳素结构钢不需热处理，供货状态下可直接使用。 •Q195、Q215、Q235-A F、Q235-B、Q235-C、 Q235-D、275 •Q指屈服强度，后面的数字代表屈服强度数值。 •2）优质碳素结构钢(GB/T 699－1999) • 含碳量低于0.25%的钢为低碳钢，其强度和硬度低，但塑性和焊接性能好，适用于冲压、焊接等方法 成型。含碳量在0.25%～0.6% 的钢为中碳钢，有良好的综合力学性能，应用最广，含碳量高于0.6%的钢 为高碳钢，常用作弹性元件和易磨损元件。 • 优质碳素结构钢一般经过热处理，可获得较高的弹性极限和较高的屈服强度。（低碳钢不可以直接淬 火） • 08、08F、15、20、20 A、 20Mn、45、45Mn、85
14
2、四杆机构有曲柄的条件 3、作图法设计四杆机构 已知： 摇杆长度 c 摇杆摆角 ψ 行程速比系数 K
15
•第四章 凸轮机构
从动件的运动规律 1、一次多项式——等速运动规律 在行程转折处，速度由正变负，加速度突变，从动件会产生很大惯性力，冲击和振动很大，称为刚 性冲击。只适合于低速、轻载场合。 2、二次多项式——等加速、等减速运动规律 在行程转折处，速度由正变负，加速度也由正变负，但突变是一定值，惯性力也是有限值，会产生 一定的冲击和振动，称为柔性冲击。 3、简谐运动规律
•
平均应力： σm =（σmax + σmin）/ 2
•
最大应力： σmax
•
最小应力： σmin
•
应力特性系数：r = σmin / σmax
2
• 由：σm =（σmax + σmin）/ 2 = 250（MPa ） ， • r = σmin / σmax = 0.25， 求得 • σmax = 400 （MPa ） • σmin = 100 （MPa ） • 为一般脉动循环变应力！