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机械设计基础概念
倍杰教育 | www.bbledu.com | 发布时间:2015/6/25 11:24:49 | 人气:0

 1.机器是执行机械运动的装置,用来变换或传递能量,物料,信息。凡将其他形式的能量变换为机械能的机器称为原动机。凡利用机械能去变换或传递能量,物料,信息的机器称为工作机。

2.机械包括机器和机构两部分。

3.机构:用来传递运动和力的,有一个构件为机架的,用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。

4.就功能而言,一般机器包含四个基本组成部分:动力,传动,控制,执行。

5.机构与机器的区别:机构只是一个构件系统,而机器除构件系统之外,还包含电气,液压等其他装置。机构只用于传递运动和力,而机器除传递运动和力之外,还具有变换或传递能量,物料,信息的功能。

6.构件是运动的单元,零件是制造的单元。

7.机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理,结构特点,基本的设计理论和计算方法。

1    平面机构的自由度和速度分析

1. 自由度——构件相对于参考坐标系所具有的独立运动,称之为构件的自由度。

2. 运动副--两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。条件:

a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动

3. 绘制机构运动简图

思路:先定原动部分和工作部分(一般位于传动线路末端),弄清运动传递路线,确定构件数目及运动副的类型,并用符号表示出来。

步骤:1.运转机械,搞清楚运动副的性质、数目和构件数目;

2.测量各运动副之间的尺寸,选投影面(运动平面),绘制示意图。

3)按比例绘制运动简图。 简图比例尺:  μl =实际尺寸 m / 图上长度mm

4.检验机构是否满足运动确定的条件。

4.机构具有确定运动的条件:机构自由度F>0,且F等于原动件数。

5.速度瞬心的定义:两个作平面运动构件上速度相同的一对重合点,在某一瞬时两构件相对于该点作相对转动 ,该点称瞬时回转中心,简称瞬心。

2  平面连杆机构

1.由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构,也称平面低副机构。

特点:采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损,形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。②改变杆的相对长度,从动件运动规律不同。③连杆曲线丰富。可满足不同要求。

缺点:构件和运动副多,累积误差大、运动精度低、效率低

产生动载荷(惯性力),不适合高速;③设计复杂,难以实现精确的轨迹。

2. 曲柄作整周定轴回转的构件;   连杆作平面运动的构件;

摇杆作定轴摆动的构件;       连架杆与机架相联的构件;

整转副能作3600相对回转的运动副;摆转副只能作有限角度摆动的运动副。

3.铰链四杆机构有整转副的条件为:

1)最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。

2)整转副由最短杆与其邻边组成。

注意,具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄,还应判断选择哪一个杆作为机架(即,取最短杆或者最短杆的邻边作机架,则存在曲柄)。

 

3  凸轮机构

1. 凸轮机构:主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。一般凸轮具有盘()状曲线轮廓、从动件呈杆状。          作用:将连续回转  => 从动件直线移动或摆动。

凸轮机构优缺点:优点:只需要设计适当的轮廓曲线,从动件便可获得任意的运动规律,且结构简单、紧凑、设计方便。

缺点:点或线接触,容易磨损。常用于传力不大的控制机构。

2.  凸轮机构的压力角:驱动力与从动件上力作用点处绝对速度之间所夹的锐角α

4  齿轮机构

1.齿轮机构作用: 传递空间任意两轴的旋转运动,或将转动转换为移动。

优点:①传动比准确、传动平稳。②圆周速度大,高达300 m/s。③传动功率范围大,从几瓦到10万千瓦。④效率高(η→0.99)、使用寿命长、工作安全可靠。⑤可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。

缺点:要求较高的制造和安装精度,加工成本高;不适宜远距离两轴之间的传动。

2.一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它们模数和压力角应分别相等。

3. 定义: ε= AE/EK 为一对齿轮的重合度

一对齿轮的连续传动条件是:ε≥

4. 根切:当刀具的齿顶线超过啮合线的极限点N1,超过的部分刀刃将会把已经加工好的渐开线齿廓切除一部分,这种现象称为轮齿的根切。

根切的后果:①削弱轮齿的抗弯强度;②使重合度ε下降。