机械设计基础考试重点研究报告.doc

机械设计基础知识点 绪论 机器：用来变换或传递能量、物料、信息的机械装置。 机构：把一个或几个构件的运动，变换成其他构件所需的具有确定运动的构件系统。 构件是指组成机械的运动单元；零件指组成机械的制造单元。 机械设计基础知识 失效：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。 2、零件失效形式及原因： 断裂失效：（零件在受拉压弯剪扭等外载荷作用，某一危险截面应力超过零件的强度极限发生的断裂）、 变形失效：（作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将产生塑性变形）、 表面损伤失效：（零件的表面操作破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳）。 3、应力和应力循环特性：可用来表示变应力的不对称程度。r=+1为静应力；r=0为脉动循环变应力；r=-1为对称循环变应力，-1r+1为不对称循环变应力。 4、零件设计准则：强度准则、刚度准则、耐磨性准则、振动稳定性准则、耐热性准则、可靠性准则。 5、机械零件材料选择的基本原则： 材料的使用性能应满足工作要求（力学、物理、化学）、 材料的工艺性能满足制造要求（铸造性、可锻性、焊接性、热处理性、切削加工性）、 力求零件生产的总成本最低（相对价格、资源状况、总成本）。 6、摩擦类型：按摩擦表面间的润滑状态不同分为：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦。 7、磨损：由于机械作用或伴有物理化学作用，运动副表面材料不断损失的现象称为磨损，分类：粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损。 8、常用润滑剂：润滑油、润滑脂 9、零件结构工艺性的基本要求：毛坯选择合理、结构简单合理、制造精度及表面粗糙度规定适当。 平面机构基础知识 运动副：两构件直接接触，并保持一定相对运动，则将此两构件可动连接称之为运动副。按照接触形式，通常把运动副分为低副和高副两类。 2、平面机构的自由度：机构能产生独立运动的数目称为机构的自由度。设平面机构中共有n个活动构件,在各构件尚未构成运动副时，它共有3n个自由度。而当各构件构成运动副后，设共有个低副和个高副，则机构的自由度为F=3n-2-。 3、机构具有确定运动的条件：机构自由度应大于0，且机构的原动件的数目应等于机构的自由度的数目。（当机构不满足这一条件时，如果机构的原动件数小于机构的自由度，机构的运动不能确定。如果原动件数大于机构的自由度，机构不能产生运动，并将导致机构中最薄弱环节的损坏） 4、复合铰链、局部自由度、虚约束各自的引入 5、瞬心：两构件互作平面相对运动时，在任一瞬时都可以认为它们是绕某一点作相对转动。该点即为两构件的速度瞬心。 6、三心定理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。 平面连杆机构 平面连杆机构基本类型：按两连架杆的运动形式将铰链四杆分为三种：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 2、平面四杆机构的演化： 曲柄摇杆机构、 曲柄滑块机构、 导杆机构、 摇块机构、 定块机构、 偏心轮机构、 双滑块机构。 铰链四杆机构有周转副的条件是： 最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和。 组成该周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆。 不同形式的获得条件： 当最短杆为机架时，机架上有两个周转副，故得双曲柄机构； 当最短杆为连架杆时，机架上有一个周转副，该四杆机构将成为曲柄摇杆机构； 当最短杆为连杆时，机架上没有周转副，得到双摇杆机构。 急回动动特性：摇杆在摆去与摆回时的速度不同的性质。 6、行程速度变化系数K：K=180°+θ/180°-θ（机构在两个极位时，原动件AB所处两个位置之间的锐角θ称为极位夹角）（θ角越大，K值越大，机构的急回特性也越显著） 7、压力角：从动件驱动力F与力作用点绝对速度所夹锐角。压力角的余角称为传动角。（为了保证机构据传动性能良好，设计通常应使≥40°；在传递力矩较大时，则应使≥50°，对于一些受力很小或不常使用的操作机构，则可允许传动角小些，只要不发生自锁即可。） 8、死点：设摇杆CD为主动件，则当机构处于图示两个位置之一时，连杆与从动曲柄共线，出现了传动角等于0度的情况。这时主动什CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，所以不能使构件AB转动而出现“顶死”现象。机构的此种位置称为死点。 凸轮机构 1、由于加速度发生无穷大突变而产生的冲击称为刚性冲击，由于加速度的有限值突变产生的冲击称为柔性冲击。 2、基圆：以凸轮轮廓曲线的最小向径为半径所作的圆称为凸轮的基圆。 3、压力角：从动件运动方向与力F之间所夹的锐角即为压力角。 4、滚子半径的选择：设理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径为，滚子半径为，则相应位置实际轮廓曲线的曲率半径为=-。 且有 当时，0，实际轮廓曲线为一平滑曲线，从动件的运动不会出现失真。 当=时，=0，实际轮廓曲线出现尖点，尖点极易磨损，磨损后，会使从动