机械设计基础复习纲要.ppt
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1、机械设计基础复习纲要,机械设计基础教研室,一、考核形式及内容,1.考核形式 闭卷考试,2.考核内容 机械设计基础教材如下章节 第0章 绪论 第1章 平面机构的自由度及速度分析 第2章 平面连杆机构 第3章 凸轮机构 第4章 齿轮机构 第5章 轮系及其应用 第7章 速度波动及其调节 第9章 机械设计概论 第10章 联接 第11章 齿轮传动 第13章 带传动 第14章 轴 第16章 滚动轴承,二.考试题型、分值分布及简要说明,1.考式题型、分值分布(一)填空题(1015分)(二)选择题(1012分)(三)判断题(510分)(四)简答题(2030分)(五)计算题(30分)(六)分析题(10分),2.
2、简要说明,1)填空题、选择题、简答题主要考核基础理论知识,如运动副的定义、螺距与导程的概念,既可以填空题的形式出现也可以选择题、判断题的形式出现。,2)简答题主要考核对基础理论的应用、基本概念的理解及应用时的注意事项等。,3)计算题主要考核基本计算问题,如机构自由度计算、轮系传动比的计算、螺栓联接强度计算、带传动受力计算、滚动轴承受力分析等。,4)分析题主要考核点如齿轮传动受力分析、蜗杆传动受力分析、凸轮机构的压力角的校核计算等。,三、各章复习要点,0.绪论,什么是零件、构件、机构、机器、机械?它们有什么联系?又有什么区别?,第1章 平面机构的自由度和速度分析,1.何谓运动副和运动副元素?运动
3、副有哪些类型?各有几个自由度?用什么符号表示?,2.机构是如何组成的?它必须具备什么条件?当原动件多于或少于机构的自由度时,机构将发生什么情况?,3.什么是机构的自由度?如何计算?,4.什么是局部自由度?出现在哪些场合?什么是复合铰链?铰链数和构件数有何关系?什么是虚约束?一般出现在哪些场合?具体计算机构自由度时如何正确去掉局部自由度和虚约束?,5.为什么要绘制机构运动简图?它有何用处?它能表示机构哪些方面的特征?绘制运动简图的方法和步骤如何?,6.你能熟练掌握平面机构自由度的正确计算方法吗?,7.何谓速度瞬心?瞬心数目与构件数有何关系?通过运动副相联两构件的瞬心位置如何确定?,8.何谓三心定
4、理?如何利用它来求不直接相联的两个构件的瞬心?,9.如何利用瞬心法对机构进行运动分析?你掌握了该方法吗?,三、各章复习要点,例1-1 试计算如图1-2 所示的机构自由度,判断机构运动是否确定,并明确指出复合铰链、局部自由度和虚约束。,解题分析:C处三杆组成复合铰链,其转动副数目为2,F处为局部自由度,可将滚子与其相连接的构件焊接为一整体进行计数,G、J 为两构件在两处组成的两个移动副且轴线重合,所以有一个是虚约束。,图1-2,四、典型例题分析,解:该机构中,C处为复合铰链,F处为局部自由度,G与J有一个是虚约束。,例1-2 试计算如图1-3 所示的机构自由度,判断机构运动是否确定,并明确指出复
5、合铰链、局部自由度和虚约束。,解题分析:B C 处为局部自由度,E C 与D B 对称移动副转动副及高副各一个,所以有一个为虚约束。,解:该机构中,B C处为局部自由度,E C与D B有一个是虚约束。,图1-3,四、典型例题分析,一.判断题(正确:T,错误:F),1.构件组成移动副和转动副所引入的约束数目相等。,2.在平面机构中,一个高副引入两个约束。,3.用简单线条和符号按一定比例定出各运动副的相对位置,并能反映机构各构件间相对运动关系的简单图形,称为机构示意图。,4.一个作平面运动的自由构件有六个自由度。,5.一切自由度不为1 的机构都不可能有确定的运动。,答 案,五、平面机构自由度自测题
6、,二.选择题,1.两构件构成运动副的主要特征是_。A.两构件以点线面相接触 B.两构件能作相对运动 C.两构件相连接 D.两构件既连接又能作一定的相对运动,2.有一构件的实际长度l=0.5m,画在机构运动简图中的长度为20mm,则画此机构运动简图时所取的长度比例尺l是_。A.25 B.25mm/m C.1:25 D.0.025m/mm,答 案,五、平面机构自由度自测题,3.机构的运动简图与_无关。A.构件数目 B.运动副的数目类型 C.运动副的相对位置 D.构件和运动副的结构,4.在机构中,某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为_。A.虚约束 B.局部自由度 C.复合铰链 D.真约束,
7、5.机构具有确定相对运动的条件是_。A.机构的自由度F0 B.机构的构件数N4 C.原动件数W1 D.F0 并且F=W,答 案,五、平面机构自由度自测题,三.填空题,1.组成机构的构件有三类,其中,机构中的相对静止件称为_;机构中运动规律已知的构件称为_。,3.在平面机构中,若引入一个高副,将引入_个约束;而引入一个低副,将引入_个约束;约束数与自由度的关系是_。,2.低副是两构件通过_接触而构成的运动副;高副是两构件通过_或_接触而构成的运动副。,4.由M 个构件组成的复合铰链,应包括_转动副。,5.机构要能够运动,自由度必须_。机构具有确定相对运动的条件是_。,五、平面机构自由度自测题,一
8、.判断题 T、F、F、F、F,答 案,二.选择题 D、D、D、A、D,1.何谓平面连杆机构?它有何特点?能够实现哪些运动转换?,第2章 平面连杆机构,2.铰链四杆机构的基本形式有哪几种?各有什么特性?这些特性在生产中有何用处?哪些特性对工作不利?如何消除其影响?,3.四杆机构的演化形式有哪些?它们是通过什么途径演化而来的?在工程上有哪些实际应用?,4.在铰链四杆机构中,转动副成为周转副的条件是什么?,5.铰链四杆机构的形式和尺寸之间关系如何?曲柄存在条件是什么?,6.四杆机构中的极位和死点有何异同?,三、各章复习要点,7.何谓行程速比系数K?它描述了机构的什么特性?它与极位夹角有何关系?,10
9、.曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构、曲柄滑块机构和摆动导杆机构等各在什么条件下会出现死点?机构在死点位置会出现什么后果?可采取哪些措施解决?,11.机构的压力角和传动角是如何定义的?它们对传力性能有何影响?设计四杆机构时,对传动角有何要求?,12.导杆机构的传动角是多少,13.你掌握了按给定行程速比系数K和连杆位置设计铰链四杆机构的方法吗?,9.曲柄摇杆机构中,当以曲柄为原动件时,是否存在死点?,8.曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构及摆动导杆机构是否都存在急回特性?什么情况下没有急回特性?,三、各章复习要点,典型例题分析,例2-1 在图2-1a 所示的铰链四杆机构中,已知各杆长度为lAB=20m
10、m,lBC=60mm,lCD=85mm,lAD=50mm,,1.试判断该机构是否有曲柄;2.判断此机构是否存在急回特性?若存在,试确定其极位夹角,并估算行程速比系数;3.在什么情况下机构存在死点位置?,图2-1,四、典型例题分析,解:1.因为lAB+lCD=20+85=105mm lBC+lAD=60+50=110mm且连架杆AB为最短杆,故,AB杆就是曲柄,该机构是曲柄摇杆机构,2.取比例尺=1mm/mm,作摇杆CD处在两个极限位置时的机构位置图 AB1C1D 和 AB2C2D,如图 b 所示。图中,C1 AC2 为极位夹角。,由图中量得:=59o,故该机构有急回特性。,故,可求得:K=(1
11、80o+)/(180o)=(180o+59o)/(180o-59o)=1.98,3.当以摇杆CD为主动件,则从动件AB与连杆BC共线的两个位置AB1C1D和AB2C2D,即为机构的死点位置。,四、典型例题分析,自 测 试 题,一.判断题(正确:T,错误:F),1.平面连杆机构是低副机构,其接触处压强较小,因此适用于受力较大的场合。,2.铰链四杆机构通过机架的转换,就一定可以得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。,3.铰链四杆机构如有曲柄存在,则曲柄必为最短构件。,4.在曲柄滑块机构中,当曲柄为主动件时,机构没有死点。,答 案,五、平面连杆机构自测题,5.在摆动导杆机构中,当曲柄为主动件时,
12、曲柄在任何位置时其传动角均相同。,6.极位夹角 0 的四杆机构,一定有急回特性。,7.在曲柄滑块机构中,只有当曲柄与滑块导路垂直时,传动角才可能出现最小值。,8.传动角就是连杆与从动件的夹角。,9.连杆机构任一位置的传动角与压力角之和恒等于90o。,10.从传力效果来看,传动角越大越好,压力角越小越好。,答 案,五、平面连杆机构自测题,二.填空题,1.平面连杆机构是构件用_连接而成的机构,当平面四杆机构的运动副都是_,则称为铰链四杆机构。,2.铰链四杆机构的三种基本形式是_、_和_。它们是按照_来确定的。,3.铰链四杆机构中,固定不动的杆称为_ _,不与机架直接连接的杆称为_,用转动副与机架连
13、接的杆称为_。,4.机构处于死点位置时,其传动角等于_,压力角等于_。,五、平面连杆机构自测题,5.平行四边形机构的极位夹角=_,它的行程速比系数K_。,6.铰链四杆机构演化成其它形式的四杆机构常有三种方法,它们是_、_和_。,7.一对心曲柄滑块机构,若以滑块为机架,则将演化成_机构。,8.曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中,当从动摇杆处于两极限位置时,_在该位置所夹的锐角,称为极位夹角。,9.铰链四杆机构中,_角越大,对机构的传动越有利。,五、平面连杆机构自测题,10.死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置,可借助_或采用_的方法使机构能顺利通过死点位置而正常运转。,三.选择题,1.下面 不是平面连
14、杆机构的优点。,A.运动副是面接触,故压强小、耐磨损;B.运动副制造简单,容易获得较高的制造精度;C.容易实现多种运动形式的转换;D.容易精确地实现预定的运动规律。,答 案,五、平面连杆机构自测题,2.四杆长度不等的双曲柄机构,若主动曲柄作连续匀速转动则从动曲柄将_。,A.匀速转动 B.间歇转动 C.周期变速转动 D.往复摆动,3.平行双曲柄机构,当主动曲柄作匀速转动,则从动曲柄将_。,A.匀速转动 B.间歇转动 C.周期变速转动 D.往复摆动,答 案,五、平面连杆机构自测题,A.改变导杆长度 B.改变曲柄长度C.改变机架长度 D.改变曲柄转速,4.改变摆动导杆机构导杆摆角的有效方法是_。,5
15、.杆长不等的铰链四杆机构,若以最短杆为机架,则是_机构。,A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构C.双摇杆机构 D.双曲柄机构或双摇杆机构,答 案,五、平面连杆机构自测题,6.当曲柄摇杆机构的原动曲柄位于_时,机构的传动角最小。,A.曲柄与连杆共线的两个位置之一B.曲柄与机架相垂直的位置C.曲柄与机架共线的两个位置之一D.摇杆与机架相垂直时对应的曲柄位置,7.铰链四杆机构的压力角是指,在不计摩擦情况下,连杆作用于_上的力与该力作用点的速度间所夹的锐角。,A.主动件 B.从动件 C.机架 D.连架杆,答 案,五、平面连杆机构自测题,A.2 个 B.3 个 C.4 个 D.5 个,A.90 B.45 C
16、.60 D.30,10.下列机构中:1)对心曲柄滑块机构、2)偏置曲柄滑块机构、3)平行双曲柄机构、4)摆动导杆机构、5)曲柄摇杆机构,当原动件均为曲柄时,上述_机构有急回运动特性。,9.摆动导杆机构的行程速比系数K=2,则该机构的摆角为_。,8.有一对心曲柄滑块机构,曲柄长为100mm,则滑块的行程是_。,A.50mm B.100mm C.200mm D.400mm,答 案,五、平面连杆机构自测题,一.判断题 T、F、F、T、T、6T、7F、8F、9T、10T,答 案,三.选择题 1D、C、A、B、D、6C、7B、8C、9C、10B,1.凸轮机构有哪些类型?特点如何?,第3章 凸轮机构,2.
17、凸轮机构从动件常用运动规律有哪几种?有何特点?适用于哪些场合?,3.何谓刚性冲击和柔性冲击?它们出现在哪几种常用运动规律中?,4.何谓理论轮廓曲线?何谓实际轮廓曲线?为何要这样区分?作图时是否可以不画理论轮廓曲线,而直接绘制实际轮廓曲线?,5.设计凸轮轮廓曲线时,采用了反转法,其理论依据是什么?,6.何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动规律失真现象,它对凸轮机构的正常工作有何影响?如何加以避免?,7.凸轮的基圆就是以回转中心为圆心,以回转中心到轮廓上距离最小的向径为半径所作的圆,这种说法对吗?,三、各章复习要点,8.凸轮的压力角是如何定义的?压力角的大小会对工作产生什么影响?为什么回程压力角可
18、以选得大些?,9.将对心从动件改为偏置后,对凸轮压力角有何影响?,10.对滚子从动件凸轮机构,滚子过大或过小各有什么利害关系?为什么?,三、各章复习要点,例3-1 图3-1 所示的对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中,凸轮的实际轮廓线为一圆,其圆心在A点,半径R=40mm,凸轮转动方向如图所示,lOA=25mm,滚子半径rr=10mm,试:,四、典型例题分析,1.作出凸轮的理论轮廓线;2.作出凸轮的基圆,并标出其基圆半径rb;3.求从动件的升程h;4.标出图示位置的压力角;5.若凸轮的实际轮廓线不变而将滚子半径改为15mm,从动件的运动规律有无变化?,图3-1,四、典型例题分析,解:1.滚子从动件
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