北工大机械设计基础复习讲义
目录
1第一部分 课程重点内容 ...................................................................................................... 3 1.1 【考点1】 运动副 ..................................................................................................... 3 1.2 【考点2】 四杆机构 ................................................................................................... 3 1.3 【考点3】 凸轮机构 ................................................................................................... 4 1.4 【考点4】 齿轮机构 ................................................................................................... 5 1.5 【考点5】 定轴轮系 ................................................................................................... 6 1.6 【考点6】 凸轮间歇运动机构 ................................................................................... 7 1.7 【考点7】 机器零件设计概率 ................................................................................... 7 1.8 【考点8】 连接 ........................................................................................................... 7 1.9 【考点9】 齿轮传动 ................................................................................................... 8 1.10 【考点10】 带传动 ................................................................................................... 9 1.11 【考点11】 轴 ......................................................................................................... 10 1.12 【考点12】 滚动轴承 ............................................................................................. 10 2第二部分 主要题型 ............................................................................................................ 10 2.1是非题 ........................................................................................................................... 10 答案 ................................................................................................................................. 11 部分解析 ......................................................................................................................... 11 2.2 选择题 .......................................................................................................................... 13 答案 ................................................................................................................................. 19 部分解析 ......................................................................................................................... 19 2.3 填空题 .......................................................................................................................... 20 答案 ................................................................................................................................. 21 2.4简答题 ........................................................................................................................... 21 答案 ................................................................................................................................. 23 2.5计算题 ........................................................................................................................... 23 2.6作图与分析题 ............................................................................................................... 27
3第三部分 测试题 .............................................................................................................. 29 4第四部分 面试口语 .......................................................................................................... 37 4.1常见考试形式 ............................................................................................................... 37 4.2注意事项 ....................................................................................................................... 43
1第一部分 课程重点内容
1.1 【考点1】 运动副 运动副的概念和分类P6—7； 运动副图形符号P8；
能画出和认识机构运动简图P8—10； 平面机构自由度的计算公式P11；
复合铰链、局部自由度及简单的虚约束P12—13； 速度瞬心及三心定理P15-17
1. 所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构；
2. 两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。两构件通过面接触组成的运动副称为低副，平面机构中的低副有移动副和转动副。两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副； 3. 绘制平面机构运动简图；
4. 机构自由度F=3n-2Pl-Ph,原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；
5. 计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链（图1-13）（2）局部自由度：凸轮小滚子焊为一体（3）虚约束（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束；
6. 自由度的计算步骤：1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度2）指出活动构件、低副、高副3）计算自由度4）指出构件有没有确定的运动。 1.2 【考点2】 四杆机构
铰链四杆机构的三种基本形式及运动特征P21—28； 四杆机构类型判定准则P29； 急回特性 P29；
压力角与传动角P30； 死点位置P31；
四杆机构的设计（按给定的连杆位置或行程速度变化系数设计四杆机构，给定两连杆架与给定点的运动轨迹设计四杆机构不考）P32—34
7. 平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面低副机构；按所含移动副数目的不同，可分为：全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。
8. 铰链四杆机构：机构的固定构件称为机架；与机架用转动副相连接的构件称为连架杆；不与机架直接相连的构件称为连杆；铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
9. 含一个移动副的四杆机构：曲柄滑块机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、定块机构、摇块机构，及其相互之间的倒置。
10. 铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆和最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和；整转副是最短边及其邻边组成的；铰链四杆机构是否存在曲柄依据：1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构；2）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构；3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。如果铰链四杆机构中的最短边和最长边长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。
11. 极位角越大，机构的急回特性越明显。急回运动特性可用行程速比系数K来表示：K=w2/w1=Ψ/t2/Ψ/t1=t1/t2=Ψ1/Ψ2=(180°+θ)/(180-θ)；作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角叫做压力角，压力角是作为判断机构传力性能的重要标志；压力角的余角叫做传动角，压力角越小，传动角越大，机构传力性能越好；压力角越大，传动角越小，机构的传力性能越差，传动效率越低。作图题：极位角和最小传动角的位置。机构中的这种传动角为零的位置称为死点位置。 1.3 【考点3】 凸轮机构 凸轮机构的应用与类型P41；
盘形凸轮基圆、升程、推程运动角、远休止角、回运动角、近休止角的概念P42；
从动件按等速运动、简谐运动、正弦加速度运动时，机构的动力特性及应用范围P43—44；
凸轮机构压力角与作用力和机构尺寸的关系P44-P55； 图解法设计凸轮轮廓P45-49； 解析法设计凸轮轮廓P50-51
12. 凸轮机构的优点是：只需设计适当的齿轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑，设计方便。缺点是：凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易磨损，所以通常用于传力不大的控制机构。 13. 凸轮机构的从动件做等速运动时，造成强烈刚性冲击；做简谐运动时造成柔性冲击；做正弦加速度运动时没有冲击。
14. 基圆半径越小，压力角越大，传动角越小，有害分力越大，传动效率越低，当压力角达到一定的程度，有用分力连摩擦力也克服不了。 15. 平底从动件凸轮压力角为定值。 1.4 【考点4】 齿轮机构 齿轮传动的特P53；
齿廓渐开线形成特性P55-56；
渐开线齿轮正确啮合及连续传动的条件P59-61； 渐开线齿轮成型法与范成法P61-62； 根切与最少齿数P63；
斜齿轮与锥齿轮机构P66-70．（内容较多，必须掌握计算公式与传动中心距的计算）
16. 两轴交错的齿轮机构：涡轮蜗杆机构。
17. 渐开线：把先缠在圆上，展开，线端的轨迹极为渐开线；渐开线上任意一点的法线均与基圆相切；渐开线齿廓上某点的法线，与齿廓上该点速度方向线之间的夹角为压力角。
18. 一对齿轮的传动比等于两轮的转动速度之比，等于两轮角速度之比，等于两轮基圆半径的反比，等于两轮节圆半径的反比。
19. 渐开线齿轮传动的可分性：一对渐开线齿轮制成之后，其基圆半径是不能改变的，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变。
北工大机械设计基础
