1、广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 1 精密机械 设计 考试 重点 整理 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 2 第二章 工程材料和热处理 低碳钢：含碳 0.25% 中碳钢：含碳 0.25%0.60% 高碳钢：含碳 0.60% 第四节 钢的热处理（ P23） 普通热处理 ：退火、正火、淬火、回火 表面热处理 ： 表面淬火 、 化学热处理 第四章 平面机构的结构分析 机构是按一定方式联接的构件组合体 。 使两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）称为运动副 。 点接触或线接触的运动副成为高副 ； 面接触的运动副称为低副 。 机构运动简图的画法 （ P67 例题
2、 4-1） 第四节 平面机构的自由度 构件所具有的独立运动数目称为自由度，做平面运动的自由构件具有三个自由度。 机构 自由度 计算 公式 F=3n-2PL-PH 自由度等于 1 的机构，在具有一个原动件时运动是确定的 。 机构自由度、原动件数目与机构运动之间的关系： 当 F0 时，构件间不可能具有相对运动； 当 F 0 时，原动件数大于机构自由度，机构会遭到损坏；原动件数小于机构自由度，机构运动不确定； 只有当原动件数等于机构自由度时，机构才具有确定的运动 。 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 3 计算机构自由度时应注意的事项 ：（ P69） 复合铰链： 在同一轴线上有两个以上的构
3、件用转动副联接时，则形成复合铰链 。若有 m 个构件用复合铰链联接时，则应含有（ m-1）个转动副 。 局部自由度： 在有些机构中，某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动，把这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度 。 虚约束： 在机构中，有些运动副的约束可能与其他运动副的约束重复，因而这些约束对机构的运动实际上并无约束作用，这类约束称为虚约束 。 第五节 平面机构的组成原理和结构分析 高副低代（ P71） （什么是高副低代？怎么样代？特殊情况？） 不能再拆的最简单的自由度为零的构件称为组成机构的基本杆组。 由二个构件三个低副组成，称之为级杆组，是应用最广的杆组。 平面机构的
4、结构分析（ P74） 第五章 平面连杆机构 平面连杆机构是由若干刚性构件用低副（回转副、移动副）联接而成的一种机构，主要 作用 是用来传递运动、放大位移或改变位移的性质 。 铰链四杆机构的基本形式及演化 （ P77） 所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的最基本形式；铰链四杆机构可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构（作整周回转运动）、双摇杆机构（能在有限范围内往复摆动） 。 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 4 铰链四杆机构存在整转副的条件： 整转副是由最短杆与其邻边组成的； 最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和（杆长之和条件）
5、 。 满足杆长之和条件时： 若以最短杆为机架，则构成双曲柄机构 ； 若以最短杆相对的杆为机架，则构成双摇杆机构 ； 若以最短杆任一相邻杆为机架，则构成曲柄摇杆机构 。 若不满足杆长之和条件 ， 则不管以哪个杆件为机架 ， 则只能构成双摇杆机构 。 第六章 凸轮机构 凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成。 凸轮机构 按从动件的形状 课 分为：尖底从动件、滚子从动件、平底从动件 。 图解法设计直动从动件盘形凸轮轮廓 （ P103） 第七章 摩擦轮传动和带传动 摩擦轮传动和绝大多数的带传动都是借助于摩擦力来传递运动和转矩 。其不同之处在于： 摩擦轮传动是直接接触，而带传动是靠中间挠性件 传动带， 进行传
6、动 。 按照带的截面形状不同， 带传动可分为： 平带传动、 V 带传动、圆带传动和多 楔 带传动 。 普通 V 带截面尺寸 型号 Y Z A B C D E 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 5 节宽 bp 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 顶宽 b 6.0 10.0 13.0 17.0 22.0 32.0 38.0 高度 h 4.0 6.0 8.0 11.0 14.0 19.0 25.0 楔角 40 打滑是指由过载引起的全面滑动，应当避免；弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，必然会发生弹性滑动 。 第八章 齿轮传动 第三节 渐开线的形成及其性
7、质 ：（ P137） （一） 渐开线的形成 当一直线 NK 沿一 圆周作纯滚动，则直线上任一点 K 的轨迹 AK 称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，其半径用 rb 表示；直线 NK 称为渐开线的发生线，角 K 称为渐开线 AK 段的展角 。 （二）渐开线的性质 因发生线在基圆上作纯滚动，所以它在基圆上滚过的一段长度应等于基圆上被滚过的一段弧长即： NK=AN。 发生线 NK 就是渐开线在 K 点的法线，又因发生线始终与基圆相切，所以渐开线的法线 必与基圆相切 。 发生线与基圆的切点 N 是渐开线上 K 点的曲率中心，而线段 NK为其曲率半径 。 渐开线的形状取决于基圆的大小。 因渐开线是
8、从基圆开始向外展开，故基圆以内无渐开线 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 6 第四节 渐开线齿轮各部分的名称、符号和几何尺寸的计算 一 、 齿轮各部分的名称和符号： 齿顶圆 ： 过所有齿顶端的圆称为齿顶圆，其半径用 ra 表示，直径用 da 表示。 齿根圆 : 过所有齿槽底的圆称为齿根圆，其半径用 rf 表示，直径用 df 表示 齿槽宽 ： 相邻两齿间的空间称为齿槽 ,沿任意圆周所量得的 齿槽的弧线长度 称为该圆周上的齿槽宽，用 ek 表示。 齿厚 : 沿任意圆周所量得的轮齿的弧线长度称为该圆周上的齿厚，用 sk 表示 齿距 ： 沿任意圆周所量得的相邻两齿上对应点之间的弧长，称为该
9、圆上的齿距用 Pk 表示 分度圆：为了计算齿轮各部分尺寸的基准，在齿顶圆与齿根圆之间规定一直径为 d 的圆，并把这个圆称为齿轮的分度圆 模数 ：分度圆直径显然与齿距 p 和齿数 z 有关。且有 d=z 把 比值 p / 定义 为模数，用 m 表示 。 于是得 d=mz 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 7 注： 1.本标准适用于渐开线圆柱齿轮，对于斜齿圆柱齿轮是指其法面模数 m。 2.选用模数时应优先采用第一序列，括号内的模数尽可能不用 。 齿顶高：轮齿在分度圆和齿顶圆之间的径向高度，用 ha 表示： ha = ha*m 齿根高：轮齿在分度圆和齿根圆之间的径向高度，用 hf 表示
10、: hf = ( ha* + C* )m 当模数 m1 时 , ha* = 1, C* = 0.25; 当模数 ml 时， ha* = 1, C* = 0.35 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式 注： 上面符号用于外啮合齿轮，下面符号用于内 啮合 齿轮 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 8 渐开线齿轮正确 啮合条件是两轮分度圆上的模数和压力角必须分别相等 一对正确啮合的渐开线齿轮的 传动比 为： I12 = 1/2 = r2 / r1 = rb2 / rb1 = r2cos / r1cos = r2/ r1 = (mz2/2)/( mz1/2) =z2/z1=常数 最 少 齿数：当
11、 = 200 及 ha* = 1 时， zmin = 17; = 200 及 ha* = 0.8 时， zmin = 14 齿轮传动的失效形式主要是：轮齿的折断，齿面的点蚀、磨损和胶合等 。 第十三节 轮系 由一系列齿轮组成的齿轮传动链 统称为 轮系 。 轮系的分类 ： 定轴轮系：在传动时，若轮系中各轮的几何轴线均是固定的，则这种轮系称为定轴轮系（或称普通轮系） 周转轮系： 在传动时，若轮系中至少有一个齿轮的几何轴线是绕着其他齿轮的固定轴线转动的，则这种轮系称为周转轮系 。在周转轮系中，按其自由度的数目不同又可分为以下两种： 1）差动轮系 ： 即自由度为 2 的周转轮系 2）行星轮系 ： 即自
12、由度为 1 的周转轮系 复合轮系 ：既包含定轴轮系部分，又包含有周转轮系部分，这种复杂的轮系成为复合轮系。 轮系传动比的计算 （ P192） 传动比按 “先小后大”的原则分配，可获得较高的传动精度。用作示数传动的精密齿轮传动链多采用这个原则。 第九章 螺旋传动 螺纹类型的确定：一般情况下，示数螺旋传动多采用三角形螺纹，而传力螺旋传动多采用梯形螺纹。（强度大） 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 9 螺旋副材料的确定：应使螺杆的硬度高于螺母的硬度，以保护价格较贵和对传动精度影响较大的螺杆。 螺旋传动按其接触面间摩擦的性质，可分为： 1）滑动螺旋传动。 2）滚动螺旋传动（加滚动件） 3）
13、静压螺旋传动 第十章 轴、联轴器、离合器 按照所受载荷和应力的不同 ， 轴可分为：心轴、转轴、传动轴 。 按照轴的中心线形状不同，轴 可分为：直轴、曲轴和钢丝软轴 。 联轴器和离合器是用来联接两根轴，使之一同回转并传递转矩的一种部件。前者只有在运动停止后用拆卸的方法才能把轴分离；后者则可在运动中随时使两轴分离或接合 。 轴主要由轴颈、轴头和轴身组成 。 第十一章 支承 支承 由两个基本部分组成 ： (1)运动件： 转动或在一定角度范围 内摆动的部分 。 (2)承导件： 固定部分，用以约束运动件，使其只能转动或摆动 。 按照摩擦的性质，可将支承分为四类 ： : 1)滑动摩擦支承 ; 2)滚动摩擦
14、支承 ; 3)弹性摩擦支承 ; 4)流体摩擦支承。 滚动轴承通常由外圈、内圈、滚动体和保持架组成 。 滚动轴承的代号 （ P283） 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 10 国家标准 GB/T272-93 规定的轴承代号由三部分组成：前置代号、基本代号、后置代号 。 轴承的基本代号包括：类型代号、尺寸系列 代号和内径代号 。 第十二章 直线运动导轨 直线运动导轨的作用是用来支承和引导运动部件按给定方向作往复直线运动 运动件 作直线运动的零件 承导件 用来支承和限制运动件，使其按给定方向作直线运动的零件 第十三章 弹性元件 弹性元件按照 用途可分为 两大类 ： 测量弹性元件 ：用来把
15、某些物理量的变化（如力、压力、温度等）转变成弹性元件的变形，以便进行测量。 力弹簧 ：用来作为传动系统的能源，或者完成结构力封闭。 圆柱形螺旋弹簧（简称弹簧）根据载荷作用方式的不同 ， 有三种型式： 拉伸弹簧 、 压缩弹簧 和 扭转弹簧 热双金属是用两个具有不同线膨胀系数的薄金属片钎焊而成，其中线膨胀系数高的一层叫做主动层，低的一层叫做从动层 第十四章 联接 可拆联接的特点是，如果把这种联接拆开，构成联接的所有零件都不会损坏。永久联接的特点是，如果把这种联接拆开，则构成联接的所有零件中，至少有一个或一个以上的零件会遭受严重损坏 可拆联接 主要有螺钉（包括螺栓）和螺纹联接、销钉联接和键联接 ；
16、导轨的基本组成 部分 ： 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 11 不可拆联接主要有焊接、铆接、压合、胶接和铸合 。 钎焊与一般焊接不同之处是钎焊时焊件本身不熔化，钎料熔点低于焊件金属的熔点。 简答题 1、 运动链 、 杆组与机构概念之间的联系和区别是什么 ？ 答 ： 若干构件以运动副联接而成的系统称为运动链 。 自由度 F=0 且不能再分（否则 F0）的运动链称为基本杆组，简称杆组。 将运动链的一个构件固定为机架 ， 另一个或几个构件 （作为原动件）作独立运动时，其余构件（为从动件）即随之作 确定的运动 ，该运动链便成为机构。 2、何谓运动副和运动副要素？如何区别高副和低副？ 答：
17、使两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）称为运动副；构成运动副的点、线、面成为运动副要素。 点接触或线接触的运动副成为高副 ； 面接触的运动副称为低副 。 3、试述联轴器和离合器的异同。 P255 答 ：联轴器和离合器是用来联接两根轴，使之一同回转并传递转矩的一种部件。前者只有在运动停止后用拆卸的方法才能把轴分离；后者则可在运动中随时使两轴分离或接合。 4、根据轴所承受的载荷不同，可将其分为哪几种？各有什么特点？ P254 答 ：按照所受载荷和应力的不同，轴可分为心轴、转轴和传动轴。 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 12 5、轮系可分为哪几种？各有什么特点？ 答
18、：（ 1）定轴轮系：在传动时，若轮系中各轮的几何轴线均是固定的，则这种轮系称为定轴轮系（或称普通轮系）。 （ 2）周转轮系： 在传动时，若轮系中至少有一个齿轮的几何轴线是绕着其他齿轮的固定轴线转动的，则这种轮系称为周转轮系。在周转轮系中，按其自由度的数目不同又可分为以下两种： 差动轮系： 即自由度为 2 的周转轮系。 行星轮系： 即自由度为 1 的周转轮系。 （ 3）复合轮系：既包含定轴轮系部分，又包含有周转轮系部分，这种复杂的轮系成为复合轮系。 计算题 1、 计算下图所示机构的自由度 ， 并将其中的高副化为低副 ， 确定机构所含杆组的数目 和级别以及该机构的级别。 解 ： 广东工业大学信息工程学院计算机测控13(1) 13 2、在如图所示的铰链四杆机构中，已知 LBC=50mm， LCD=35mm， LAD=30mm， AD 为机架。 （ 1） 若此机构为曲柄摇杆机构，且 AB 为曲柄，求 LAD 的取值范围； （ 2） 欲使此机构为双曲柄机构，求 LAD 的取值范围； （ 3） 欲使此机构为双摇杆机构，求 LAD 的取值范围。 3、上 图所示是一个大传动比的减速器。已知各轮的齿数为 z1=100， z2=101， z2 =100， z3=99，求输入件 H 对输出件 1 的传动比 iH1。
