机械设计基础复习总结及典型题讲解

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1、复习概要（武汉理工大学刘宁）绪论抽象的讲机械由原动机、传动装置、工作机三大部分组成。具体的讲机械一般是由一些典型的机构和零件组成。本课程就是以这些典型的机构和零件为研究对象。理解几个名词：1．机器、机构、机械机器：具有3个特征（1）人为的实物组合；（2）各部分具有确定的相对运动；（3）可完成有用机械功或转换机械能。机构：具有机器的前两个特征。机械：是机器和机构的总称。2．零件、构件零件：是制造单元。构件：是运动单元。一个构件可以由很多零件组成。第1章平面机构的自由度机构是由许多构件通过运动副连接而成的，运动副是一种可动连接。机构具有确定运动的条件：机构的自由

2、度F>0，且等于原动件个数。自由度计算公式：F=3n-2PL-PH(注意n是活动件数，PL是低副数，PH是高副数。计算中一定要注意：复合铰、局部自由度、虚约束，并看清题目要求。)两个以上的构件在同一轴线上用转动副连接，就会形成复合铰。不影响机构运动规律的自由度，称局部自由度。有滚子就有局部自由度。机构中与其它约束相重复的约束称虚约束，有多种情况。当有几何限制条件时，一般也隐蔽有虚约束。考试例题：求下列机构自由度，若有复合铰、局部自由度、虚约束请指出，并判断该机构是否有确定的运动（标有箭头的为原动件）。19CD∥EF∥GH，CD=EF=GHCG∥DH，CE=D

3、F，EG=FH第1章平面连杆机构1、铰链四杆机构曲柄存在的条件：（1）连架杆或机架是最短杆。（2）最短杆与最长杆长度之和小于等于其它两杆长度之和。（长度条件）注意：上述条件缺一不可。2、铰链四杆机构基本型式的判别长度条件不满足：双摇杆满足：最短杆为连架杆：曲柄摇杆最短杆为机架：双曲柄最短杆为连杆：双摇杆3、四杆机构基本特性急回运动：在两极限位置时，曲柄所夹的锐角θ称为极位夹角，急回运动仅与θ有关。引入行程速比系数K。19故↑K↑急回运动越明显。当=0时K=1无急回运动。传动角（压力角）：驱动力与该点绝对速度间所夹锐角α称为压力角。压力角α的余角γ是传动角。γ

4、↑α↓机构工作越有利。死点:当连杆与从动件共线时，会出现死点现象，常依靠惯性或机构错位方法闯过死点。故在曲柄摇杆机构中，当摇杆为原动件，会有死点现象；而曲柄为原动件，不会有死点现象。4、会画曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构θ、γmin或αmax。如：考试例题：1.在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该（A）。A.增大传动角γB.减小传动角γC.增大压力角aD.减小极位夹角θ2．在图示铰链四杆机构中，已知各杆长度lAB=55mm，lBC=40mm，lCD=50mm，lAD=25mm。此机构属铰链四杆机构的三种基本型式中的双曲柄机构。第3章凸轮机构1、凸轮机构的

5、分类按凸轮的形状盘状凸轮移动凸轮圆柱凸轮按从动件的形式尖端从动件滚子从动件平底从动件19平底从动件的传动角总为90度，传动效率高，但不适用于内凹的凸轮。1、我们把加速度无穷大引起的冲击称刚性冲击。从动件等速运动开始和结束时存在刚性冲击。我们把加速度有限值的变化引起的冲击称柔性冲击。从动件等加速等减速运动开始、中间和结束时存在柔性冲击。从动件余弦加速度运动开始和结束时存在柔性冲击。2、凸轮设计中应注意的问题基圆半径是指理论轮廓的最小向径。驱动力F与从动件绝对速度V所夹锐角称为压力角。越小，机构传力特性越好。要会画压力角。如P52页题2求D点压力角：当从动件运动

6、规律确定后，压力角和基圆半径是矛盾的关系。压力角越小，传力特性好，但基圆半径大，尺寸大，结构不紧凑。对外凸的凸轮轮廓曲线，应使滚子半径rs小于理论轮廓曲线的最小曲率半径，否则会产生失真情况。考试例题：1．当压力角α大到某一数值时，不论推力为多大，都不能使从动件运动，凸轮机构将发生__自锁__。2．设计凸轮机构，若量得其中某点的压力角超过许用值，可用增大基圆方法使最大压力角减小。3.图示为凸轮机构在推程中从动件的位移线图，其从动件的运动规律为②；（①等速运动②等加速、等减速运动③简谐运动）这种运动规律在o、m、e各点⑤。（④引起刚性冲击⑤引起柔性冲击⑥能避免冲

7、击）4.图解法设计凸轮轮廓是根据反转法原理作图求得凸轮轮廓曲线。19第4及11章齿轮机构与齿轮传动齿轮机构部分1、了解渐开线的性质。中心距可分性：当两轮安装的实际中心距与设计中心距稍有偏差，因基圆半径已被确定，故传动化保持不变。2、掌握标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸计算，会做如P71页习题4-1等。3、标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件是：两轮的模数和压力角必须相等（）。传动比可表示为两轮连续传动条件是：重合度；重合度越大，传动越平稳。1、齿轮加工方法特点：仿形法：生产率低、加工精度低，但设备简单、刀具价廉，多用于单件修配和小批量生产。范成法：生产率相对较高

8、，适合批量生产，但设备较贵。2、标准直齿圆柱齿轮不发