机械原理与机械设计复习资料

绪论

机器和机构的区别：从功能上讲，机器能完成有用的机械功或完成能量形式的转换，机构不能。

构件：组成机械的各个相对运动的实物称为构件，构件是机械中运动的单元体。

零件：机械中的制造单元体。

第一章平面机构的自由度

§1—1 平面机构的组成

一、构件的自由度构件的自由度是构件可能出现的独立运动。

二、约束与运动副

这种使两构件直接接触并能产生一运动的联接，称为运动副。

根据组成运动副两构件之间的接触特性，运动副可分为低副和高副。

三、运动副及其分类 1.低副两构件以面接触的运动副称为低副。根据它们之间的相对运

动是转动还是移动，运动副又可分为转动副和移动副。

平面机构中的低副引入两个约束，仅保留一个自由度。

平面机构中的高副引入一个约束，保留了两个自由度。

§1—2 平面机构的自由度

一、自由度公式若机构的自由度，以F表示，F＝3n—2PL—

二、计算平面机构的自由度应注意的事项

1．复合铰链

由K个构件在一起组成复合绞链，实际上存在K-1个转动副

2．局部自由度

3．虚约束

三、构件系统具有确定的条件

构件系统成为机构的充分必要条件为：构件系统的自由度必须大于零，且原动件的数目必须等于自由度数。

第二章平面连杆机构

§2—1 铰链四杆机构的基本型式

铰链四杆机构共有三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

§2—2 平面四杆机构的基本特性

一、铰链四杆机构存在曲柄条件1、满足最短杆＋最长杆≤其余两杆长度之和

2、连架杆和机架必有一杆为最短杆

3、若满足杆长条件，则以最短杆为

机架，为双曲柄机构；以最短杆的邻边为机架，为曲柄摇杆机构，以最短杆

的对边为机架，为双摇杆机构。

二、急回特性

从动件反回程速度比进程速度快。这个性质称为机构的急回特性。

三、压力角和传动角压力角：作用在从动件上的驱动力P与该力作用点绝对速度υc 之间所夹的锐角α称为压力角。传动角：习惯用压力角α的余角γ来判断传力性能，γ称为传动角。既：

四、死点位置

在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件、曲柄为从动件时，当连杆BC与曲柄AB处于共线位置时，连杆与曲柄之间的传动角γ＝0°，压力角α=90°，这时无论连杆给从动件曲柄的力多么大曲柄不动，机构所处的这种位置称为死点位置。

第三章凸轮机构

§3—1 凸轮机构的分类

⒈按凸轮的形状分类（1）盘形凸轮（2）移动凸轮（3）圆柱凸轮

⒉按从动件形状分类（1）尖顶从动件（2）滚子从动件（3）平底从动件

§3—2 常用的从动件运动规律

凸轮轮廓曲线决定了从动杆的运动规律。

一、从动件作等速运动规律产生刚性冲击

二、从动件作简谐（余弦加速度）运动规律产生柔性冲击

第四章轮系

这种由一系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统即齿轮系。

§4—1 齿轮系的分类

齿轮系可以分为两种基本类型：定轴轮系和周转轮系。

一、定轴齿轮系在传动时所有齿轮的回转轴线固定不变齿轮系，称为定轴轮系。

二、周转轮系若有一个或一个以上的齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个轴线转动的轮系称为周转轮系。

根据自由度的不同。可分为两类：1、自由度为 2 的称差动轮系。2、自由度为 1 的称行星轮系。

§4—2 定轴轮系传动比的计算

第五章间歇运动机构

能实现间歇运动的机构称为间歇运动机构。

间歇运动机构很多，棘轮机构和槽轮机构,不完全齿轮机构和恰当设计的连杆机构都可实现间歇运动。

第六章螺纹联接和螺纹传动

§6—1 螺纹联接的基本类型

一、螺纹联接的基本类型

1．螺栓联接2．双头螺柱联接3．螺钉联接4．紧定螺钉联接

二、普通螺纹的牙型角为60度。

§6—2 提高螺栓联接强度的措施一、提高螺栓的疲劳强度二、改善螺纹牙间的载荷分布三、减轻应力集中四、采用合理的制造工艺

第七章齿轮传动

§7—1 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数

一、直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要尺寸

1.齿数——Z，齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数。

2、齿顶圆齿顶所确定的圆称为齿顶圆，其直径用da表示；

3、齿根圆由齿槽底部所确定的圆称为齿根圆，其直径用df表示。

4、分度圆、压力角和模数

分度圆：将齿轮上某一圆周上的比值和该圆上的压力角均设定为标准值，这个圆就称为分度圆，以d 表示。

压力角：分度圆上的压力角简称为压力角，以α表示。我国规定齿轮标准压力角为20度。

模数：分度圆上的p/π比值称为模数，以m 表示，即：m ＝ p/π。模数是齿轮几何计算的基础。

§7—2 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合的（必要）条件为： 模数和压力角分别相等

即：m1 = m2 = m α1 = α2 = α

§7—3 渐开线齿轮的加工方法及根切现象

一、轮轮齿的加工方法

1 . 仿形法 2. 范成法

二、渐开线齿廓的根切现象与最少齿数

用展成法加工齿轮时，有时会出现刀具的顶部切入齿根，将齿根部分渐开线齿廓切去的现象称之为根切。 标准齿轮要避免根切就必须使。

§7—4 齿轮传动常见的失效形式

（1）轮齿折断 轮齿折断一般发生在齿根部位。造成折断的原因有二种：一是因多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断；另一是因短时过载或冲击载荷而造成的过载折断。两种折断均发生在轮齿受拉应力的一侧。2）齿面点蚀（3）齿面磨损（4）齿面胶合 5）齿面塑性变形

第八章 蜗杆传动

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件，通常交错角为90°。

§8—1 蜗杆传动的类型

按蜗杆形式：圆柱蜗杆（常用） 环面蜗杆 锥蜗杆（较少）

普通圆柱蜗杆（在车床上用直线刀刀刃车削而得到）

1. 阿基米德蜗杆（ZA ）——最常用

2. 渐开线蜗杆（ZI ）

§8—2 蜗杆传动的正确啮合条件

⎪⎩⎪⎨⎧=====22121βγα

ααt a t a m m m

第九章 带传动

§9—1 带传动的类型

带传动根据横截面形状不同可分为平带传动、V 带传动、多楔带、圆形带等

目前在一般传动机械中，应用最广的是V 带传动。传动时，V 带只和轮槽的两个侧面相接触，即以两个侧面为工作面，根据槽面摩擦原理，在同样的张紧力下，V 带传动较平带传动能产生更大摩擦力，这是V 带传动最主要的优点，此外，V 带传动传动较大，结构更紧凑。 §9—2 带传动的打滑和应力分析

一、带传动的打滑

打滑 在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，应避免打滑。