機(jī)密機(jī)械設(shè)計(jì)前7章內(nèi)容總復(fù)習(xí)——內(nèi)容概述.doc

第一章 精密機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)重點(diǎn)掌握機(jī)械的組成及機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件和零件概念 機(jī)械：（利用力學(xué)原理組成的各種裝置）是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。如杠桿、滑輪、機(jī)器以及槍炮等都是機(jī)械。 機(jī)構(gòu)：由若干個(gè)構(gòu)件組成，組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件之間有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力或改變運(yùn)動(dòng)的形式。（是機(jī)械的內(nèi)部構(gòu)造，或機(jī)械內(nèi)部的一個(gè)單元）。 機(jī)器：由各種機(jī)構(gòu)組合而成，除了具有機(jī)構(gòu)的特征外，機(jī)器還能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和完成有用的機(jī)械功。 零件： 機(jī)械加工制造的單元體，是機(jī)器結(jié)構(gòu)中的最小單元。 構(gòu)件： 由一個(gè)或多個(gè)零件剛性聯(lián)結(jié)的整體，是機(jī)器中的獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元。構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元，零件是制造單元。機(jī)器機(jī)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?jǐn)?shù)5%）中合金鋼（合金元素總含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)510%）高合金鋼（合金元素總含量質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)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(yīng)用） 3、有色金屬和非金屬材料 要求對(duì)各類材料的應(yīng)用和常用牌號(hào)有所了解三、鋼的熱處理熱處理：在固態(tài)下通過(guò)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(xué)熱處理 調(diào)質(zhì)處理重點(diǎn)掌握：各種熱處理作用、所適用的材料 第三章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、運(yùn)動(dòng)副、自由度、約束概念1、運(yùn)動(dòng)副及其分類（1）運(yùn)動(dòng)副：機(jī)構(gòu)中使兩構(gòu)件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)副、移動(dòng)副）。2、自由度：構(gòu)件具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。構(gòu)件作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)可分解為三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因此具有三個(gè)自由度。3、約束：對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制稱為約束。 高副：1個(gè)約束，2個(gè)自由度。（兩個(gè)構(gòu)件組成高副后，沿接觸點(diǎn)公法線相對(duì)移動(dòng)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)被限制，每個(gè)構(gòu)件失去一個(gè)自由度） 低副：2個(gè)約束，1個(gè)自由度二、平面機(jī)構(gòu)的自由度1、機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。2、機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算注意判別：復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束三、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件當(dāng)F0時(shí)，構(gòu)件間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不成為機(jī)構(gòu)。 當(dāng)F0時(shí)，原動(dòng)件數(shù)F 機(jī)構(gòu)遭破壞 原動(dòng)件數(shù)F 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定 原動(dòng)件數(shù)=F 機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的概念所有運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2、基本型式按兩連架桿的運(yùn)動(dòng)形式不同分為三種：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。 了解這三種基本機(jī)構(gòu)的特征、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和應(yīng)用。3、演化（1）了解機(jī)構(gòu)演化的基本思路（2）演化機(jī)構(gòu)： 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（分為：對(duì)心和偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)） 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（分為：轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)） 多移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)（有：正弦機(jī)構(gòu)和正切機(jī)構(gòu)）二、平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件和幾個(gè)基本概念1、曲柄存在的條件 連架桿和機(jī)架中必有一桿是最短桿 最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和小于或等于其余兩桿件的長(zhǎng)度和（桿長(zhǎng)之和條件）。2、機(jī)構(gòu)類型與機(jī)架的關(guān)系： 機(jī) 架機(jī)構(gòu)類型備 注有曲柄最短桿雙曲柄機(jī)構(gòu)滿足桿長(zhǎng)條件與最短桿相對(duì)的桿件雙搖桿機(jī)構(gòu)與最短桿相鄰的桿件曲柄搖桿機(jī)構(gòu)無(wú)曲柄任意桿件雙搖桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長(zhǎng)條件3、機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的幾個(gè)基本概念（1）壓力角：傳動(dòng)力的方向與力作用點(diǎn)的速度方向之間的夾角。越小傳動(dòng)效率越高。（2）傳動(dòng)角：連桿軸線與從動(dòng)桿軸線所夾的銳角。 最大傳動(dòng)角出現(xiàn)的位置要注意的是，機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角是對(duì)從動(dòng)件而言的。 在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，壓力角和傳動(dòng)角的大小是隨著從動(dòng)件的位置的變化而變化的。當(dāng) ，即曲柄與機(jī)架共線時(shí)，角得到極大或極小值，極值的大小取決于機(jī)構(gòu)中各桿件的長(zhǎng)度。越大，越小，機(jī)構(gòu)傳力傳力性能差；當(dāng)小到一定程度時(shí)，會(huì)由于摩擦力的作用而發(fā)生自鎖現(xiàn)象。為保證機(jī)構(gòu)良好的傳力性能,要求機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)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(gè)極限位置時(shí)所夾的銳角。（4）行程速比系數(shù) 急回特性：若機(jī)構(gòu)中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件（通常為輸出構(gòu)件），存在回程的耗時(shí)比工作行程耗時(shí)少的現(xiàn)象，則稱該機(jī)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(jī)構(gòu)無(wú)急回特性。c常見(jiàn)的具有急回特性的機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。（5）機(jī)構(gòu)死點(diǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)連桿與從動(dòng)件處于共線位置時(shí)=0、=90，經(jīng)連桿作用于從動(dòng)件上的力F通過(guò)從動(dòng)件的鉸鏈中心，使驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件的有效分力為零，不論力F多大，都不能使從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的這一位置稱為死點(diǎn)位置。三、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)掌握?qǐng)D解法按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟： 計(jì)算極位夾角- 設(shè)計(jì)搖桿CD-任選轉(zhuǎn)動(dòng)副D的位置，并按照給定的搖桿長(zhǎng)CD度及擺動(dòng)角度max畫(huà)出搖桿的兩個(gè)極限位置C1D和C2D。 設(shè)計(jì)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心A（既機(jī)架AD的長(zhǎng)度）：-連接C1C2，過(guò)C2作C1C2N=90O-，過(guò)C1作C1MC1C2,C1M交C2N于P點(diǎn)。過(guò)C1、C2、P三點(diǎn)作園PC1C2.則A點(diǎn)應(yīng)在該圓上。注：理論上只要A點(diǎn)在園PC1C2上就能滿足命題要求，實(shí)際上A點(diǎn)的最終確定還應(yīng)考慮如機(jī)架尺寸、安裝空間、傳動(dòng)角、機(jī)構(gòu)尺寸構(gòu)成條件、結(jié)構(gòu)尺寸等要求。 計(jì)算曲柄與連桿的尺寸：-由曲柄的兩個(gè)極限位置可得：AC2=a+b；AC1=b-a故有：曲柄長(zhǎng)度： 連桿長(zhǎng)度：四、正弦、正切機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性（1）傳動(dòng)特性 正弦機(jī)構(gòu)-結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是推桿工作面為平面，擺桿工作面為球面。傳動(dòng)特性-設(shè)擺桿的初位移則有：推桿的位移 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 正切機(jī)構(gòu)-結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是推桿工作面為球面，擺桿工作面為平面。傳動(dòng)特性-設(shè)擺桿的初位移則有：推桿的位移 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 結(jié)論：機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)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(pán)要求移動(dòng)件按照的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，而機(jī)構(gòu)的非線性傳動(dòng)特性不能保證這一要求。這種由于采用機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性與要求的傳動(dòng)特性不相符而引起的誤差稱為原理誤差。 正弦機(jī)構(gòu) 正切機(jī)構(gòu) 第五章 凸輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成、應(yīng)用、特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架 組成。二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類（即凸輪與從動(dòng)件的主要型式）（1）按凸輪的形狀分為：盤(pán)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(dòng)件維持高副接觸(封閉)的方式分：力封閉型、形封閉型三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律描述是從動(dòng)件在整個(gè)工作循環(huán)中，運(yùn)動(dòng)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(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由凸輪輪廓曲線形狀決定。要使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要設(shè)計(jì)出與其相應(yīng)的凸輪輪廓曲線。 正確選擇和設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及特點(diǎn) 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生剛性沖擊 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：加速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生柔性沖擊 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：加速度曲線不連續(xù)，存在柔性沖擊 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無(wú)剛性沖擊和柔性沖擊四、名詞術(shù)語(yǔ)及符號(hào)（1）基圓rb（2）升程（行程h）、回程（3）停程（遠(yuǎn)停、近停）五、凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理 1凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法的基本原理：反轉(zhuǎn)法原理2重點(diǎn)圖解法設(shè)計(jì)六、凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定1凸輪機(jī)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(shí)分母為零，則F ，機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。amax a 0。 當(dāng)要求機(jī)構(gòu)具有緊湊的尺寸時(shí)，應(yīng)當(dāng)按許用壓力角a來(lái)確定凸輪的基圓半徑rb。 第六章 齒輪機(jī)構(gòu)一、齒輪傳動(dòng)主要用途、特點(diǎn)傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩、變換運(yùn)動(dòng)方式、變速二、分類三、齒廓嚙合基本定律對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求之一是其瞬時(shí)傳動(dòng)比保持恒定。若傳動(dòng)比變化 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速不均勻慣性力、振動(dòng)、噪音傳動(dòng)精度；要保證瞬時(shí)傳動(dòng)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(kāi)線齒廓曲線1漸開(kāi)線形成2漸開(kāi)線性質(zhì)(1)(2) 是漸開(kāi)線在K點(diǎn)的法線，與基圓相切(3) N為漸開(kāi)線上K點(diǎn)的曲率中心， 為曲率半徑。漸開(kāi)線愈靠近基圓的部分，曲率半徑愈小3. 漸開(kāi)線方程式 五、漸開(kāi)線齒輪的基本參數(shù)和基本尺寸的計(jì)算1基本參數(shù)：m、z、a、ha*、c* 標(biāo)準(zhǔn)齒輪：是指m, a, ha*，c*均為標(biāo)準(zhǔn)值，且s=e的齒輪。2齒輪各部分的名稱、符號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算齒頂圓da:齒根圓df:分度圓d： 模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓。齒頂高h(yuǎn)a：齒根高h(yuǎn)f ：齒全高h(yuǎn)： 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(kāi)線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)1一對(duì)輪齒的嚙合過(guò)程開(kāi)始嚙合點(diǎn)：從動(dòng)輪齒頂與嚙合線N1N2交點(diǎn)B2； 終止嚙合點(diǎn)：主動(dòng)輪齒頂與嚙合線N1N2交點(diǎn)B1；線段B1B2為嚙合點(diǎn)的實(shí)際軌跡，故稱為實(shí)際嚙合線。線段N1N2為嚙合極限點(diǎn)，故稱為理論嚙合線。2一對(duì)齒輪正確嚙合條件 本質(zhì)條件：pm1cosa1 = pm2cosa2 故：結(jié)論：一對(duì)漸開(kāi)線齒輪正確嚙合的條件是兩輪的模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等。3正確安裝和可分性(1) 正確安裝（標(biāo)準(zhǔn)安裝） 正確安裝時(shí)，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(shí)中心距a稱為正確安裝中心距或標(biāo)準(zhǔn)中心距，且為：(2) 可分性 由于：則：一對(duì)漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)即使兩齒輪的實(shí)際中心距與設(shè)計(jì)中心距有偏差，也不會(huì)影響其傳動(dòng)比的這一特性，稱為漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)值的圓，為幾何參數(shù)；節(jié)點(diǎn)：嚙合接觸點(diǎn)的公法線與連心線的交點(diǎn)；節(jié)圓：過(guò)節(jié)點(diǎn)的圓，為嚙合參數(shù)；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)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(dāng)標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)相等。4連續(xù)傳動(dòng)條件（1）幾何條件：（2）重合度(3) 重合度的計(jì)算可見(jiàn)：重合度與ha*、Z1、Z2及a有關(guān),與m無(wú)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(kāi)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(shí)，當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線與嚙合線的交點(diǎn)超過(guò)被切齒輪的極限嚙合點(diǎn)N1時(shí)，刀具的齒頂將把被切齒輪的漸開(kāi)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(qiáng)v 減小重合度系數(shù)v 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性。 3最少