機密機械設計前7章內(nèi)容總復習——內(nèi)容概述.doc

第一章 精密機械設計的基礎知識重點掌握機械的組成及機器、機構(gòu)、構(gòu)件和零件概念 機械：（利用力學原理組成的各種裝置）是機器和機構(gòu)的總稱。如杠桿、滑輪、機器以及槍炮等都是機械。 機構(gòu)：由若干個構(gòu)件組成，組成機構(gòu)的各構(gòu)件之間有確定的相對運動，可以用來傳遞運動和力或改變運動的形式。（是機械的內(nèi)部構(gòu)造，或機械內(nèi)部的一個單元）。 機器：由各種機構(gòu)組合而成，除了具有機構(gòu)的特征外，機器還能進行能量的轉(zhuǎn)換和完成有用的機械功。 零件： 機械加工制造的單元體，是機器結(jié)構(gòu)中的最小單元。 構(gòu)件： 由一個或多個零件剛性聯(lián)結(jié)的整體，是機器中的獨立的運動單元。構(gòu)件是運動的單元，零件是制造單元。機器機構(gòu)構(gòu)件零件第二章 工程材料和熱處理一、材料分類二、常用工程材料1、碳鋼與合金鋼低碳鋼（0.25%C）中碳鋼（0.250.60%C）高碳鋼（0.6）按其含碳量分（1）碳鋼：含碳量大于0.0218%而小于2.11% 的鐵碳合金。 低合金鋼（合金元素總含量質(zhì)量分數(shù)5%）中合金鋼（合金元素總含量質(zhì)量分數(shù)510%）高合金鋼（合金元素總含量質(zhì)量分數(shù)10%）（2）合金鋼 2、鑄鐵（按石墨化程度分類） 灰口鑄鐵：碳主要以石墨形式存在，應用廣泛?；铱阼T鐵又分為（以石墨形態(tài)分類）：灰鑄鐵和球墨鑄鐵 白口鑄鐵：碳主要以Fe3C形式存在。（很少應用） 3、有色金屬和非金屬材料 要求對各類材料的應用和常用牌號有所了解三、鋼的熱處理熱處理：在固態(tài)下通過加熱、保溫、冷卻的方法，改變鋼的金屬整體或表面組織，從而獲得所需性能的一種工藝方法。 分類： 普通熱處理：（四把火：正火、退火、淬火、回火） 表面熱處理： 表面淬火、 表面化學熱處理 調(diào)質(zhì)處理重點掌握：各種熱處理作用、所適用的材料 第三章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、運動副、自由度、約束概念1、運動副及其分類（1）運動副：機構(gòu)中使兩構(gòu)件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對運動的聯(lián)接（2）分類：按兩構(gòu)件接觸特性分為高副、低副（轉(zhuǎn)動副、移動副）。2、自由度：構(gòu)件具有的獨立運動數(shù)目。構(gòu)件作平面運動時，其運動可分解為三個獨立運動，因此具有三個自由度。3、約束：對構(gòu)件獨立運動所加的限制稱為約束。 高副：1個約束，2個自由度。（兩個構(gòu)件組成高副后，沿接觸點公法線相對移動的獨立運動被限制，每個構(gòu)件失去一個自由度） 低副：2個約束，1個自由度二、平面機構(gòu)的自由度1、機構(gòu)的自由度：機構(gòu)中各構(gòu)件相對于機架所具有的獨立運動的數(shù)目。2、機構(gòu)的自由度計算注意判別：復合鉸鏈、局部自由度、虛約束三、機構(gòu)具有確定運動的條件當F0時，構(gòu)件間無相對運動，不成為機構(gòu)。 當F0時，原動件數(shù)F 機構(gòu)遭破壞 原動件數(shù)F 機構(gòu)運動不確定 原動件數(shù)=F 機構(gòu)具有確定的運動第四章 平面連桿機構(gòu)一、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式及演化1、鉸鏈四桿機構(gòu)的概念所有運動副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機構(gòu)稱為鉸鏈四桿機構(gòu)2、基本型式按兩連架桿的運動形式不同分為三種：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)。 了解這三種基本機構(gòu)的特征、運動關(guān)系和應用。3、演化（1）了解機構(gòu)演化的基本思路（2）演化機構(gòu)： 曲柄滑塊機構(gòu)（分為：對心和偏心曲柄滑塊機構(gòu)） 導桿機構(gòu)（分為：轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)和擺動導桿機構(gòu)） 多移動副的四桿機構(gòu)（有：正弦機構(gòu)和正切機構(gòu)）二、平面四桿機構(gòu)曲柄存在的條件和幾個基本概念1、曲柄存在的條件 連架桿和機架中必有一桿是最短桿 最短桿與最長桿的長度和小于或等于其余兩桿件的長度和（桿長之和條件）。2、機構(gòu)類型與機架的關(guān)系： 機 架機構(gòu)類型備 注有曲柄最短桿雙曲柄機構(gòu)滿足桿長條件與最短桿相對的桿件雙搖桿機構(gòu)與最短桿相鄰的桿件曲柄搖桿機構(gòu)無曲柄任意桿件雙搖桿機構(gòu)不滿足桿長條件3、機構(gòu)傳動的幾個基本概念（1）壓力角：傳動力的方向與力作用點的速度方向之間的夾角。越小傳動效率越高。（2）傳動角：連桿軸線與從動桿軸線所夾的銳角。 最大傳動角出現(xiàn)的位置要注意的是，機構(gòu)的壓力角和傳動角是對從動件而言的。 在機構(gòu)的運動過程中，壓力角和傳動角的大小是隨著從動件的位置的變化而變化的。當 ，即曲柄與機架共線時，角得到極大或極小值，極值的大小取決于機構(gòu)中各桿件的長度。越大，越小，機構(gòu)傳力傳力性能差；當小到一定程度時，會由于摩擦力的作用而發(fā)生自鎖現(xiàn)象。為保證機構(gòu)良好的傳力性能,要求機構(gòu)在運動中的最大壓力角必須滿足下列條件： 或 （3）極位夾角： 曲柄在兩個極限位置時所夾的銳角。（4）行程速比系數(shù) 急回特性：若機構(gòu)中作往復運動的構(gòu)件（通常為輸出構(gòu)件），存在回程的耗時比工作行程耗時少的現(xiàn)象，則稱該機構(gòu)具有急回特性。 行程速度變化系數(shù)K：工作行程的平均速度與回程的平均速度之比值。結(jié)論：aK越大（即極位夾角越大）急回特性越明顯b極位夾角為零的機構(gòu)無急回特性。c常見的具有急回特性的機構(gòu)：曲柄搖桿機構(gòu)、曲柄導桿機構(gòu)、偏心曲柄滑塊機構(gòu)等。（5）機構(gòu)死點機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，當連桿與從動件處于共線位置時=0、=90，經(jīng)連桿作用于從動件上的力F通過從動件的鉸鏈中心，使驅(qū)動從動件的有效分力為零，不論力F多大，都不能使從動件轉(zhuǎn)動，機構(gòu)的這一位置稱為死點位置。三、平面四桿機構(gòu)的設計重點掌握圖解法按給定行程速度變化系數(shù)設計四桿機構(gòu)設計步驟： 計算極位夾角- 設計搖桿CD-任選轉(zhuǎn)動副D的位置，并按照給定的搖桿長CD度及擺動角度max畫出搖桿的兩個極限位置C1D和C2D。 設計曲柄轉(zhuǎn)動中心A（既機架AD的長度）：-連接C1C2，過C2作C1C2N=90O-，過C1作C1MC1C2,C1M交C2N于P點。過C1、C2、P三點作園PC1C2.則A點應在該圓上。注：理論上只要A點在園PC1C2上就能滿足命題要求，實際上A點的最終確定還應考慮如機架尺寸、安裝空間、傳動角、機構(gòu)尺寸構(gòu)成條件、結(jié)構(gòu)尺寸等要求。 計算曲柄與連桿的尺寸：-由曲柄的兩個極限位置可得：AC2=a+b；AC1=b-a故有：曲柄長度： 連桿長度：四、正弦、正切機構(gòu)的傳動特性（1）傳動特性 正弦機構(gòu)-結(jié)構(gòu)特點是推桿工作面為平面，擺桿工作面為球面。傳動特性-設擺桿的初位移則有：推桿的位移 機構(gòu)的傳動比 正切機構(gòu)-結(jié)構(gòu)特點是推桿工作面為球面，擺桿工作面為平面。傳動特性-設擺桿的初位移則有：推桿的位移 機構(gòu)的傳動比 結(jié)論：機構(gòu)的傳動比為非線性。（2）原理誤差分析誤差產(chǎn)生的原因-由于線性化讀數(shù)表盤要求移動件按照的規(guī)律運動，而機構(gòu)的非線性傳動特性不能保證這一要求。這種由于采用機構(gòu)的傳動特性與要求的傳動特性不相符而引起的誤差稱為原理誤差。 正弦機構(gòu) 正切機構(gòu) 第五章 凸輪機構(gòu)一、凸輪機構(gòu)的組成、應用、特點凸輪機構(gòu)由凸輪、從動件和機架 組成。二、凸輪機構(gòu)的分類（即凸輪與從動件的主要型式）（1）按凸輪的形狀分為：盤狀凸輪和圓柱凸輪（2）按推桿形狀分為： 尖頂推桿、滾子推桿和平底推桿（3）按凸輪與從動件維持高副接觸(封閉)的方式分：力封閉型、形封閉型三、從動件常用運動規(guī)律描述是從動件在整個工作循環(huán)中，運動參數(shù)（位移、速度和加速度）隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。s s(t) s(j ) v v(t) v(j ) a a(t) a(j )從動件的運動規(guī)律，由凸輪輪廓曲線形狀決定。要使從動件實現(xiàn)某種運動規(guī)律，就要設計出與其相應的凸輪輪廓曲線。 正確選擇和設計從動件的運動規(guī)律，是凸輪機構(gòu)設計的重要環(huán)節(jié)。幾種常用運動規(guī)律及特點 等速運動規(guī)律：速度曲線不連續(xù)，機構(gòu)將產(chǎn)生剛性沖擊 等加速等減速運動規(guī)律：加速度曲線不連續(xù)，機構(gòu)將產(chǎn)生柔性沖擊 余弦加速度運動規(guī)律：加速度曲線不連續(xù)，存在柔性沖擊 正弦加速度運動規(guī)律：速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無剛性沖擊和柔性沖擊四、名詞術(shù)語及符號（1）基圓rb（2）升程（行程h）、回程（3）停程（遠停、近停）五、凸輪輪廓曲線設計的基本原理 1凸輪輪廓曲線設計方法的基本原理：反轉(zhuǎn)法原理2重點圖解法設計六、凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定1凸輪機構(gòu)的壓力角凸輪的基圓半徑rb、壓力角a都是定義在理論輪廓曲線上。、壓力角a 增大到時分母為零，則F ，機構(gòu)發(fā)生自鎖。amax a 0。 當要求機構(gòu)具有緊湊的尺寸時，應當按許用壓力角a來確定凸輪的基圓半徑rb。 第六章 齒輪機構(gòu)一、齒輪傳動主要用途、特點傳遞運動和轉(zhuǎn)矩、變換運動方式、變速二、分類三、齒廓嚙合基本定律對齒輪傳動的基本要求之一是其瞬時傳動比保持恒定。若傳動比變化 從動輪轉(zhuǎn)速不均勻慣性力、振動、噪音傳動精度；要保證瞬時傳動比恒定不變，則齒輪的齒廓必須符合齒廓嚙合基本定律。四、漸開線齒廓曲線1漸開線形成2漸開線性質(zhì)(1)(2) 是漸開線在K點的法線，與基圓相切(3) N為漸開線上K點的曲率中心， 為曲率半徑。漸開線愈靠近基圓的部分，曲率半徑愈小3. 漸開線方程式 五、漸開線齒輪的基本參數(shù)和基本尺寸的計算1基本參數(shù)：m、z、a、ha*、c* 標準齒輪：是指m, a, ha*，c*均為標準值，且s=e的齒輪。2齒輪各部分的名稱、符號和標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算齒頂圓da:齒根圓df:分度圓d： 模數(shù)和壓力角均為標準值的圓。齒頂高ha：齒根高hf ：齒全高h： 基圓db: 齒厚s與齒槽寬e:齒距p：p=s+e基圓齒距(亦稱基節(jié))： 法向齒距pn六、漸開線直齒圓柱齒輪傳動1一對輪齒的嚙合過程開始嚙合點：從動輪齒頂與嚙合線N1N2交點B2； 終止嚙合點：主動輪齒頂與嚙合線N1N2交點B1；線段B1B2為嚙合點的實際軌跡，故稱為實際嚙合線。線段N1N2為嚙合極限點，故稱為理論嚙合線。2一對齒輪正確嚙合條件 本質(zhì)條件：pm1cosa1 = pm2cosa2 故：結(jié)論：一對漸開線齒輪正確嚙合的條件是兩輪的模數(shù)和壓力角應分別相等。3正確安裝和可分性(1) 正確安裝（標準安裝） 正確安裝時，兩輪的分度圓與節(jié)圓相重合，嚙合角等于分度圓壓力角，即： 此時中心距a稱為正確安裝中心距或標準中心距，且為：(2) 可分性 由于：則：一對漸開線齒輪傳動即使兩齒輪的實際中心距與設計中心距有偏差，也不會影響其傳動比的這一特性，稱為漸開線齒輪傳動的可分性。* 分度圓和節(jié)圓、壓力角和嚙合角的區(qū)別與聯(lián)系（1）分度圓和節(jié)圓分度圓：齒輪上模數(shù)和壓力角均為標準值的圓，為幾何參數(shù)；節(jié)點：嚙合接觸點的公法線與連心線的交點；節(jié)圓：過節(jié)點的圓，為嚙合參數(shù)；當標準安裝時重合，則相等。（2）壓力角和嚙合角壓力角：齒輪齒廓上的法線與速度方向之間的夾角(銳角)，為幾何參數(shù)；嚙合角：節(jié)圓的公切線與嚙合線N1N2之間的夾角，為嚙合參數(shù)；當標準安裝時相等。4連續(xù)傳動條件（1）幾何條件：（2）重合度(3) 重合度的計算可見：重合度與ha*、Z1、Z2及a有關(guān),與m無關(guān)。 ha*越大 重合度愈大 齒數(shù)愈多 重合度愈大 嚙合角愈大 重合度愈小七、漸開線直齒廓的切制原理1齒廓切制的基本原理 仿形法、 范成法2齒廓根切現(xiàn)象 用范成法加工齒輪時，當?shù)毒叩凝X頂線與嚙合線的交點超過被切齒輪的極限嚙合點N1時，刀具的齒頂將把被切齒輪的漸開線齒廓切去一部分，稱為根切現(xiàn)象。 危害:v 降低輪齒抗彎強v 減小重合度系數(shù)v 影響傳動平穩(wěn)性。 3最少