機械基礎總結.doc

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第一章 常用機構 1 常用機構主要包括平面連桿機構、曲柄滑塊機構、凸輪機構、螺旋機構和間歇運動機構等。 2 常用機構的基本功用是變換運動形式。 3 鉸鏈四桿機構有曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構。 曲柄搖桿機構具有兩個顯著特點： （１）具有急回特性 （２）存在死點位置 雙曲柄機構能將等角速度轉動轉變?yōu)橹芷谛缘淖兘撬俣绒D動。 4鉸鏈四桿機構基本形式的判別。 最短桿與最長桿的長度之和，小于或等于其它兩桿長度之和時有3種情況， 1) 取與最短桿相鄰的任一桿為機架，并取最短桿為曲柄，則此機構為曲柄搖桿機構； 2) 取最短桿為機架時，此機構為雙曲柄機構； 3) 取最短桿對面的桿為機架時，此機構為雙搖桿機構。 當四桿機構中最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和時，則不論取哪一桿為機架，都只能構成雙搖桿機構。 5 曲柄滑塊機構是由曲柄、連桿、滑塊及機架組成的另一種平面連桿機構。 特點：可以實現(xiàn)轉動和往復移動的變換。 6 凸輪機構由凸輪、從動件和機架組成。 在凸輪機構中，當凸輪轉動時，借助于本身的曲線輪廓或凹槽迫使從動桿作一定規(guī)律的運動，即從動桿的運動規(guī)律取決于凸輪輪廓或凹槽曲線的形狀。 7 螺旋機構的基本工作特性是將回轉運動變?yōu)橹本€移動。 8 間歇運動機構的功用是使從動件產生周期性的運動和停頓，常見的有棘輪機構和槽輪機構兩種。 第二章 常用機械傳動裝置 9 傳動裝置根據工作原理不同，可分為機械傳動、流體傳動和電傳動。 10 常用的機械傳動裝置有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動等。 11生產中使用的帶傳動主要有平帶、V帶、圓帶、同步帶齒形帶等類型。 12帶傳動靠帶與帶輪之間摩擦力工作的一種傳動，當帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和的極限值時，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。帶打滑時從動輪轉速急劇下降，使傳動失效，同時也加劇了帶的磨損，應避免打滑。 13 由于帶的彈性變形而產生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。 14 彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是可以避免的。而彈性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以避免的。 15帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。 16 V帶傳動常用的張緊裝置有調距張緊和張緊輪張緊。 17 鏈傳動是由兩個具有特殊齒形的鏈輪和一條撓性的閉合鏈條所組成的。它依靠鏈和鏈輪輪齒的嚙合而傳動。 18 鏈由許多剛性鏈節(jié)連接而成。當鏈與鏈輪嚙合時, 鏈呈折線包在鏈輪上, 形成一個局部正多邊形, 該正多邊形的邊長為鏈節(jié)距p, 由于多邊形效應，瞬時鏈速和傳動比都是變化的，鏈傳動的這種速度不均勻性不可避免地要引起動載荷，當鏈條和鏈輪齒嚙合時也將產生沖擊和動載荷。 19 齒輪傳動用于傳遞任意兩軸間的運動和動力。是一種嚙合傳動。 20一對齒輪傳動的速比為 i =n1/n2 =z2/z1。 21 一對齒輪傳動時，通過兩輪中心連線上的節(jié)點P 的二切圓在作無滑動的相互對滾運動，此二圓稱為節(jié)圓。 22 按照兩軸相對位置的不同，齒輪傳動可分為三大類：兩軸平行的齒輪傳動、兩軸相交的齒輪傳動以及兩軸相錯的齒輪傳動。 23 常用齒輪傳動的分類以及它們的特點見表2－2。 24 漸開線直齒圓柱齒輪各部分的名稱及幾何關系。 25 標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動正確嚙合的條件：兩齒輪的模數(shù)、壓力角必須相等。即m1=m2=m ,α1=α2=α。 26 標準直齒圓柱齒輪連續(xù)傳動的條件：在一對輪齒即將脫離嚙合時，后一對輪齒必須進入嚙合。 27標準直齒圓柱齒輪避免根切和干涉的條件：齒輪的齒數(shù)必須大于或等于17。 28 斜齒圓柱齒輪嚙合時，斜齒輪的齒廓是逐漸進入嚙合、逐漸脫離嚙合的。斜齒輪齒廓接觸線的長度由零逐漸增加，又逐漸縮短直至脫離，載荷不是突然加上或卸下的，因此工作較平穩(wěn)。斜齒輪傳動的重合度要比直齒輪大，嚙合性能好。 29 圓錐齒輪傳動是用來傳遞空間兩相交軸之間運動和動力的一種齒輪傳動，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。 30 一對直齒圓錐齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪大端的模數(shù)和壓力角對應相等。 31 蝸桿傳動由蝸輪和蝸桿組成，用于傳遞空間兩交叉軸之間的運動和動力。通常交錯角為90。蝸桿為主動件。 第三章 輪系 32根據輪系運轉時齒輪的軸線位置相對于機架是否固定可分為兩大類：定軸輪系和周轉輪系。周轉輪系分為差動輪系和行星輪系。 按組成輪系的齒輪（或構件）的軸線是否相互平行可分為：平面輪系和空間輪系。33定軸輪系速比的計算，周轉輪系速比的計算。輪系的速比計算，包括計算其速比的大小和確定輸出軸的轉動方向兩個內容。 第四章 軸系零部件 33 軸是組成機器的重要零件之一，軸的主要功用是支承旋轉零件、傳遞轉矩和運動。 34 按承受載荷不同，軸可分為：轉軸、心軸、傳動軸。 35 轉軸：機器中最常見的軸，工作時用來支承旋轉零件并傳遞轉矩。 36 心軸：只用來支承旋轉零件的作用。 37 傳動軸：主要用于傳遞轉矩而不起支承零件的作用，或所起支承作用很小的軸。 38 軸上零件的周向固定是為了防止零件與軸發(fā)生相對轉動。常用的固定方式有：（1）鍵聯(lián)接 （2）過盈配合聯(lián)接（3）圓錐銷聯(lián)接 (4)成型聯(lián)接 39 零件在軸上的軸向固定目的是使軸上零件承受軸向力而不產生軸向位移，常用的軸向定位方式有軸肩、圓螺母（止動片）、套筒、彈性擋圈、緊定螺釘、軸端擋圈定位等。 40 根據支承處相對運動表面的摩擦性質，軸承分為滑動軸承和滾動軸承。 41 根據能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。 43 滾動軸承一般由內圈、外圈、滾動體和保持架組成。內圈裝在軸頸上，外圈裝在機座或零件的軸承孔內。多數(shù)情況下，外圈不轉動，內圈與軸一起轉動。當內外圈之間相對旋轉時，滾動體沿著滾道滾動。 44 聯(lián)軸器和離合器都是用來聯(lián)接軸與軸，以傳遞運動和轉距。 有時也可作為一種安全裝置用來防止被聯(lián)接件承受過大的載荷，起到過載保護的作用。 45 用聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸時，只有在機器停止運轉后才能使兩軸分離。離合器在機器運轉時可使兩軸隨時接合和分離。 46 按照結構特點，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。 47 離合器的形式很多，常用的有嵌入式離合器和摩擦式離合器。嵌入式離合器依靠齒的嵌合來傳遞轉矩，摩擦式離合器則依靠工作表面間的摩擦力來傳遞轉矩。 第五章 液壓傳動概述 48 液壓傳動是依靠液體介質的靜壓力來傳遞能量的液體傳動。它依靠密閉容積的變化傳遞運動，依靠液體內部的壓力（由外界負載所引起）傳遞運動。 49 液壓裝置本質上是一種能量轉換裝置，它先將機械能轉換還成為便于傳輸?shù)囊簤耗埽S后又將液壓能轉換為機械能做功。 50 液壓傳動系統(tǒng)的組成 (1)動力元件：液壓泵。將原動機輸入的機械能轉換為液體或氣體的壓力能，作為系統(tǒng)供油能源或氣源裝置。 (2)執(zhí)行元件：把液體的壓力能轉換成機械能輸出的裝置，如作直線運動的液壓缸或作回轉運動的馬達。 (3)控制元件：對系統(tǒng)中流體壓力、流量和流動方向進行控制或調節(jié)的裝置，如溢流閥、流量控制閥、換向閥等。 (4)輔助元件：保證液壓傳動系統(tǒng)正常工作所需的上述三種以外的裝置，如油箱、過濾器、油管和管接頭等。 51 液體壓力(pressure)：此處壓力的概念是物理學上壓強的概念，指作用在單位面積上的液體壓力，其大小取決于負載。 52 當液壓缸的活塞有效作用面積一定時，活塞運動速度的大小由輸入液壓缸的流量來決定。 53 液壓油的用途 （1）傳遞運動與動力：將泵的機械能轉換成液體的壓力能并傳至各處，由于油本身具有粘度，在傳遞過程中會產生一定的動力損失。 （2）潤滑：液壓元件內各移動部位，都可受到液壓油充分潤滑，從而減低元件磨耗。 （3）密封：油本身的粘性對細小的間隙有密封的作用。 （4）冷卻：系統(tǒng)損失的能量會變成熱，被油帶出。 第六章液壓泵、液壓馬達和液壓缸 54 液壓泵是通過密封容積的變化來實現(xiàn)吸油和壓油的。 55 液壓泵按其結構型式可分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三大類。 56 齒輪泵的工作原理 密封容積形成—齒輪、泵體內表面、前后泵蓋圍成，齒輪退出嚙合,容積↑吸油； 密封容積變化—齒輪進入嚙合,容積↓壓油；吸壓油口隔開—兩齒輪嚙合線及泵蓋。 57 液壓馬達是使負載作連續(xù)旋轉的執(zhí)行元件，其內部構造與液壓泵類似，差別僅在于液壓泵的旋轉是由電機所帶動，輸出的是液壓油；液壓馬達則是輸入液壓油，輸出的是轉矩和轉速。 58 液壓馬達按其結構類型來分可以分為齒輪馬達、葉片馬達、柱塞馬達三種。 59 液壓缸能將液壓能轉換成直線運動形式的機械能，輸出速度和推力。 60 雙桿活塞式液壓缸主要由缸體、活塞和兩根直徑相同的活塞桿組成。 61 單桿活塞式液壓缸的活塞的一端有桿，而另一端無桿，所以活塞的有效作用面積不等。 當單桿活塞式液壓缸兩腔互通并接入壓力油時，活塞可作差動快速運動，液壓缸的這種油路連接稱為差動連接。液壓缸的差動連接是在不增加液壓泵流量的情況下實現(xiàn)快速運動的有效方法。 第七章 液壓控制閥 62 方向控制閥可分為單向閥和換向閥兩大類。 63 換向閥的工作原理和圖形符號 64 換向閥的符號說明： 1）位數(shù)用方格數(shù)表示，二格即二位，三格即三位。 2）在一個方格內，箭頭或封閉符號“丄” 與方格的交點數(shù)為油口通路數(shù)，即“通”數(shù)。箭頭表示兩油口連通，但不表示流向； “丄”表示該油口不通流。 3）控制機構和復位彈簧的符號畫在主體符號兩端的任意位置上。 4）P表示進油口，T表示通油箱的回油口，A和B表示聯(lián)接其它兩個工作油路的油口。 5）三位閥的中格、二位閥畫有彈簧的一格為閥的常態(tài)位。常態(tài)位應畫出外部聯(lián)接油口。 65 按照用途的不同，壓力控制閥分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。 66 4種壓力控制閥的原理和符號。 67 常用的流量閥有節(jié)流閥、調速閥等。以及它們的原理和符號。 第八章液壓輔助元件 68 輔助元件分類： 蓄能器、濾油器、油箱、壓力計、壓力計開關、熱交換器等。 69 油液過濾器又稱濾油器，它的作用是對油液進行過濾，以保持液壓系統(tǒng)油液的清潔。 70 壓力計用于觀察系統(tǒng)的壓力。 71 壓力計開關用于切斷或接通壓力計和油路的通道。 72 蓄能器主要作用是：儲存能量，必要時釋放。 73 油箱除了用來儲油以外，還起到散熱以及分離油中雜質和空氣的作用。 第九章液壓基本回路 74 熟悉方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路和多缸控制回路。 第十章典型液壓系統(tǒng) 75 掌握組成液壓系統(tǒng)的主要元件的名稱及作用，會分析簡單液壓系統(tǒng)。 第十一章 氣壓系統(tǒng) 76 氣壓傳動系統(tǒng)由四部分組成： (1)氣源裝置：是將原動機的機械能轉變?yōu)闅怏w的壓力能。包括空氣壓縮機。 (2)執(zhí)行元件：是將氣體的壓力能轉變?yōu)闄C械能。包括各種氣缸和氣馬達等。 (3)控制元件：用以控制系統(tǒng)中空氣的壓力、流量和流動方向以及執(zhí)行元件的工作程序，以便使執(zhí)行機構完成預定的動作。包括各種壓力、流量、方向控制閥等。 (4)輔助元件：保證氣壓系統(tǒng)正常工作所必需的部分。包括油水分離器、干燥器、過濾器等氣源凈化裝置以及貯氣罐、消聲器、油霧器、管網、壓力表及管件等。 77 冷卻器主要作用是冷卻空氣和除水除油，達到初步凈化壓縮空氣的目的。 78 分水排水器的作用是分離并排除空氣中凝聚的水分、油分和灰塵等雜質。 79 過濾器的作用是慮除空氣中的雜質微粒，達到系統(tǒng)要求的凈化程度。 80 氣罐的功用有：一、消除壓力波動二、儲存一定量空氣，維持供需氣量之間平衡。三、進一步分離氣中的水、油等雜質。 81 油霧氣作用對壓縮空氣進行進行潤滑，以減輕其相對運動零件的表面磨損，改善工作性能。 82 消聲器作用降低排氣噪聲。 83 空氣過濾器、減壓閥和油霧器稱為氣動三大件。 84 熟悉氣動元件符號和氣動基本回路。 第十二章機械工程材料 85 機械工程材料分為兩大類：金屬材料和非金屬材料。 86 金屬材料的力學性能包括彈性、強度、塑性、硬度沖擊韌度和疲勞強度。 87 結構鋼、工具鋼和特殊性能鋼的分類、成分和牌號表示。 88 鑄鐵是 wC＞2.11%的鐵碳合金。 89 常用鑄鐵有白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。 90 通常將鋼鐵材料稱為黑色金屬，而其它金屬材料則稱為有色金屬。 91 將金屬粉末（或摻入部分非金屬粉末）放在模具內加壓成型，并通過燒結而成為合金制品的生產方法，稱為粉末冶金。 92 金屬常見的晶格有三種，即體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。 93 合金在固態(tài)時的結構一般可分為以下三類：化合物、固溶體和機械混合物。 94 鐵碳合金中出現(xiàn)以下幾種基本組織：鐵素體（F）、奧氏體(A)、滲碳體（Fe3C ）、珠光體（P）和萊氏體（Ld）。 95 根據狀態(tài)圖所示含碳量的多少，鐵碳合金可分為三類： (1) 工業(yè)純鐵 <0.0218% (2) 鋼 0.0218%-2.11% (3) 生鐵 > 2.11% 96 熱處理的工藝過程包括加熱、保溫和冷卻三個階段。 97 退火、正火、淬火和回火是四種常見的整體熱處理方法。 98 將鋼件加熱到某一溫度范圍，保溫一段時間后，在爐中或埋入導熱性較差的介質中使其緩慢冷卻的熱處理方法叫退火。 99 將鋼加熱到某一溫度范圍，保溫一段時間后，從爐中取出放在空氣中冷卻的熱處理方法叫正火。 100 將鋼加熱到某一溫度范圍，保溫一段時間，在水中或油中急劇冷卻的熱處理方法叫做淬火。 101 把淬火后的工件重新加熱到某一溫度范圍，保溫一段時間，再以適當?shù)睦鋮s速度冷卻到室溫的熱處理方法叫回火。 102 鋼的表面熱處理方法有表面淬火和表面化學熱處理。 103 機械工程中常用的非金屬材料包括工程塑料、橡膠、陶瓷及復合材料等。 第十三章金屬熱加工 104 鑄造、鍛壓和焊接是金屬材料熱加工的三種不同方法。 105 將熔融的金屬液體澆注到具有與零件的形狀和尺寸相適應的鑄型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的方法稱為鑄造。 106 用于鑄造的金屬統(tǒng)稱鑄造合金。常用的鑄造合金有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等合金。其中，鑄鐵用的最為廣泛。 107 鑄造生產通常分為砂型鑄造和特種鑄造兩類。用型砂和型芯砂制造鑄型的鑄造方法稱為砂型鑄造。造型材料主要是型砂和芯砂。砂型鑄造造型方法有手工造型和機器造型。手工造型方法有整模造型和分模造型。 108常用特種鑄造方法有：金屬型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造和離心鑄造。 109 鍛壓是鍛造與板料沖壓的合稱，屬于金屬壓力加工生產的一部分，它包括自由鍛造、模型鍛造、板料沖壓等方法。 110自由鍛造常用的設備有空氣錘、蒸汽錘和水壓機。 111模型鍛造按使用設備的不同分為模鍛錘上模鍛、壓力機上模鍛和胎模鍛等。 112 焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接過程的實質是用加熱或加壓等手段，借助金屬原子的結合與擴散作用，使分離的金屬材料牢固地連接在一起。 113 常見焊接方法：焊條電弧焊、氣焊埋弧焊、電渣焊、二氧化碳氣體保護焊、 氬弧焊、電阻焊、摩擦焊和釬焊。 第十四章 金屬切削加工概述 114 利用刀具和工件之間的相對運動，從毛坯或半成品上切去多余的金屬，以獲得所需要的幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度的零件，這種加工方法叫金屬切削加工，也叫冷加工。 115 金屬切削加工方式很多，一般可分為車削加工、銑削加工、鉆削加工、鏜削加工、刨削加工、磨削加工、齒輪加工及鉗工等。 116 在切削加工過程中，刀具和工件之間的相對運動稱為切削運動。按其所起的作用，切削運動分為主運動和進給運動兩類。 117 切削速度、進給量和背吃刀量稱為切削用量三要素。 118 車削加工的范圍包括車外圓、車端面、車環(huán)槽、切斷、鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、車錐體、車螺紋和車特形面等。 119 銑削加工的范圍包括銑水平面、銑垂直面、銑斜面、銑直槽、銑Ｔ形槽和銑特形面等。 120鉆削加工的范圍較廣，在鉆床上采用不同的刀具，可以完成打中心孔、鉆孔、鉸孔、攻螺紋、锪鉆埋頭孔、修刮端面和鏜孔等工作（見圖）。 121在鏜床上除進行鏜孔外，還可完成銑端面、鉆孔、攻絲、車外圓和端面等多種工作。 122在刨床上采用各種不同的刨刀，可以完成水平面、垂直面、臺階面、傾斜面、曲面、燕尾面、Ｔ形槽、鍵槽等表面的加工。 123磨削加工的范圍較廣，使用不同類型的磨床，可以磨削各種外圓面、內圓面、平面、成形面、齒輪齒廓面及螺旋面等，還可以刃磨各種刀具或切斷工件。 124 特種加工是指用電、聲、光、熱、磁及化學等的能量，對結構形狀復雜、精度要求高、表面粗糙度低、材料難以加工的零件進行加工的方法。 125 目前在機械制造領域用于生產的特種加工方法主要有：電火花加工、電解加工、化學加工、超聲波加工、激光加工和電子束及離子束加工等。 作業(yè)題參考答案： 2－13 某標準直齒圓柱齒輪的齒數(shù)z=30,模數(shù)m=3mm。試按表2－4確定該齒輪各部分的幾何尺寸。P37 解：齒距p=πm=3.14*3=9.42mm 齒厚s=p/2=πm/2=4.71mm 齒槽寬e=p/2=πm/2=4.71mm 分度圓直徑d=mz=330=90mm 齒頂高ha=ha*m=m=3mm 齒根高hf=(ha*+c*)m=1.25m=3.75mm 全齒高h=ha+ hf=(2ha*+c*)m=2.25m=6.75mm 齒頂圓直徑da=d+2ha=m(z+2)=96mm 齒根圓直徑df=d-2hf=m(z-2.5)=15mm 2－14 已知一標準直齒圓柱齒輪傳動的中心距離a=250mm, 模數(shù)m=5mm,主動輪齒數(shù)z1=20,轉速n1=1450r/min。試求從動輪的齒數(shù)、轉速及傳動速比。 解：a=(d1+d2)/2=m/2(z1+z2) 250=5(20+z2)/2 可得z2=80mm 又速比i=n1/n2=z2/z1=4 所以n2=1450/4=362.5mm 3-3圖3－9所示的時鐘齒輪傳動機構由4個齒輪組成。已知z1=8,z2=60,z4=64,其中z1固定在分針軸上，z4固定在時針軸上，試求z3。P45 解：i14=(-1)2z2z4/z1z3=12 所以z3=40 3-4在圖3－10所示的輪系中，已知z1=20,z2=40,z2’=20,z3=30,z3’=20,z4=40,試求輪系的速比i14,并確定軸O1和軸O4的轉向是相同還是相反？ 解：速比大小i14=z2z3z4/z1z2’z3’=403040/202020=6 用畫箭頭的方法確定從動輪轉向，方向相反 3-5 在圖3－11所示的輪系中，z1=16,z2=32,z3=20,z4=40,z5=2(右旋蝸桿)，z6=40。若n1=800r/min,求渦輪的轉速n4并確定各輪的轉向。 解：速比大小i14=n1/n4=z2z4z6/z1z3z5=324040/16202=80 所以n4=10r/min 用畫箭頭的方法確定各輪轉向 3-6 在圖3－4b所示的行星輪系中，已知n1=300r/min,內齒輪3固定不動，z1=20,z3=100,試求系桿H的轉速。 解：i13H=n1H/n3H=(n1-nH)/(n3-nH)= -z2z3/z1z2=-z3/z1 所以(300－nH)/(0-nH)= -5 nH=50r/min 9-6 某機床進給回路如圖9－21所示，它可以實現(xiàn)快進－工進－快退的工作循環(huán)。試說明此回路的工作原理，并列出電磁鐵動作表（電磁鐵通電記“+”；斷電記“-”）。P119 解：此回路利用單桿活塞式液壓缸兩腔互通并接入壓力油時，活塞可作差動快速運動，通過換向閥來改變單桿活塞式液壓缸的油路連接，從而使活塞獲得不同的移動速度和方向。 1YA 2YA 3YA 差動快進 + - + 工進 + _ _ 快退 _ + _ 9-10 在圖9－17的回路中，若缸A為加緊缸，缸B為進給缸，其工作循環(huán)為：夾緊－進刀－退刀－松夾。試回答： 1）列出電磁鐵和壓力繼電器動作順序表。 2）加緊油路上的單向閥起什么作用？ 解： 1YA 2YA 3YA 4YA 壓力繼電器 夾緊 + - +(-) - + 進刀 + + - - + 退刀 + - + - + 松夾 - - +(-) + -