工业设计机械基础重点
2012-01-03 00:29阅读：
强度，指构件受力中抵抗破坏的能力。
刚度，指构件受力中抵抗变形的能力。
稳定性，指构件受力中保持其原有平衡形式的能力。
力的三要素:力的大小、力的方向、力的作用点，
力的可传性原理,作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移到刚体上任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效应。
力的平行四边形公理,
作用在物体上同一点的两个力，可以合成一个合力；合力也作用在该点上，合力的大小和方向用这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。
柔索约束反力的特性是：作用点为柔索与物体的连接点，作 用线与柔索中
心线一致，作用力的指向为背离物体的方向
柔索约束
柔索约束反力的特性是：作用点为柔索与物体的连接点，作 用线与柔索中
心线一致，作用力的指向为背离物体的方向。
光滑面约束光滑面约束反力的特性是：作用点为接触点，作用线与接触面的法线方向一致，作用力指向被约束物体。光滑面约束反力也常称为法向反力。
固定铰支座约束反力特性：作用线通铰支座的中心，方位角θ和指向取决于外载
荷等具体条件。
活动铰支座约束反力特性：作用点在铰链中，作用线垂直于支承面，指向为背离支承面。
固定端约束反力的特性：可能在该端受有任意方向的反力及反转动力矩的作用，须根据构件所受外载荷分析确定。
第二章
合力投影定理：合力在某轴上的投影等于分力在同一轴上投影的代数和。
当力的作用线通过矩心时，力臂值为零，力矩值也必定为零。力沿其作用线滑移时，不会改变力对点之矩的值
力偶矩的三要素：力偶矩的大小。力偶的转向。力偶作用面
在力偶的作用面内，力偶对物体的转动效应，取决于组成力偶两反向平行力的大小F、力偶臂d的大小以及力偶的转向。
力偶的性质：力偶无合力。
平面汇交力系平衡的充分必要条件是：力系中各力在任选直角坐标系两个坐标轴上投影的代数和均为零。
平面任意力系平衡的充分必要条件是：力系中各力在两个任选的坐标轴上的投影的代数和分别等于零，各力对力系作用面内任一点之矩的代数和也等于零。
重心是物体各部分重力所形成的空间平行力系合力的作用点
第三章
杆件的基本变形形式 ①轴向拉伸或压缩②剪切③扭转 ④弯曲
内力：由外力引起的构件（材料）内部各部分之间相互作用力的改变量，称为内力。
轴向拉压时横截面上的内力的作用线与横截面垂直，且作用于横截面图形的形心上，特称为“轴力”，表示符号是“N”。
截面法：用假想截面将构件截分开来，然后用平衡方程由外力求算内力的方法。
截面法的3步骤：截开，代替 平衡
单位面积上的内力称为应力。 方向与横截面垂直的应力，称为正应力，用希腊字母“σ”表示。
1Pa＝1N/m2。1MPa＝106Pa＝106N/m2＝1N/mm2 1GPa＝109Pa＝103MPa
杆件受拉时纵向尺寸伸长，横向尺寸缩短；受压时，则纵向尺寸缩短，横向尺寸伸长。
变形后的尺寸与变形前的尺寸之差，称为绝对变形。 纵向和横向绝对变形：
弯曲变形中纵向长度不变的，称为中性层；中性层与横截面的交线称为中性轴 。中性轴通过横截面的形心。
柔索约束柔索约束反力的特性是：作用点为柔索与物体的连接点，作
用线与柔索中 心线一致，作用力的指向为背离物体的方向。
光滑面约束光滑面约束反力的特性是：作用点为接触点，作用线与接触面的法线方向一致，作用力指向被约束物体。光滑面约束反力也常称为法向反力。
固定铰支座约束反力特性：作用线通铰支座的中心，方位角θ和指向取决于外载
荷等具体条件。
活动铰支座约束反力特性：作用点在铰链中，作用线垂直于支承面，指向为背离支承面。固定端约束反力的特性：可能在该端受有任意方向的反力及反转动力矩的作用，须根据构件所受外载荷分析确定。
合力投影定理：合力在某轴上的投影等于分力在同一轴上投影的代数和。
当力的作用线通过矩心时，力臂值为零，力矩值也必定为零。力沿其作用线滑移时，不会改变力对点之矩的值
力偶矩的三要素：力偶矩的大小。力偶的转向。力偶作用面
在力偶的作用面内，力偶对物体的转动效应，取决于组成力偶两反向平行力的大小F、力偶臂d的大小以及力偶的转向。
力偶的性质：力偶无合力。
平面汇交力系平衡的充分必要条件是：力系中各力在任选直角坐标系两个坐标轴上投影的代数和均为零。
平面任意力系平衡的充分必要条件是：力系中各力在两个任选的坐标轴上的投影的代数和分别等于零，各力对力系作用面内任一点之矩的代数和也等于零。
重心是物体各部分重力所形成的空间平行力系合力的作用点
杆件的基本变形形式 ①轴向拉伸或压缩②剪切③扭转
④弯曲
内力：由外力引起的构件（材料）内部各部分之间相互作用力的改变量，称为内力。
轴向拉压时横截面上的内力的作用线与横截面垂直，且作用于横截面图形的形心上，特称为“轴力”，表示符号是“N”。
截面法：用假想截面将构件截分开来，然后用平衡方程由外力求算内力的方法。
截面法的3步骤：截开，代替 平衡
单位面积上的内力称为应力。 方向与横截面垂直的应力，称为正应力，用希腊字母“σ”表示。
1Pa＝1N/m2。1MPa＝106Pa＝106N/m2＝1N/mm2 1GPa＝109Pa＝103MPa
杆件受拉时纵向尺寸伸长，横向尺寸缩短；受压时，则纵向尺寸缩短，横向尺寸伸长。
绝对变形变形后的尺寸与变形前的尺寸之差，称为绝对变形。
纵向和横向绝对变形
中性层弯曲变形中纵向长度不变的，称为中性层；中性层与横截面的交线称为中性轴
。中性轴通过横截面的形心。
抗拉强度：能承受的最大应力值，称为材料的抗拉强度，是材料的另一个重要强度指标。材料塑性的两个性能指标延伸率δ＞5%者为塑性材料，延伸率δ＜5%者称为脆性材料。
切变形的受力特点是：作用在构件两侧面上外力的合力大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近。
受力特点：构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近（差一个几何平面）的平行力系作用。
变形特点：构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动。它平行，无论主动力有多大，物体都能保持静止不动机械效率：输出功率与输入功率的比值
杆件发生扭转变形的受力特点是：在与杆件轴线垂直的平面内，受到一对大小相等、方向相反的力偶作用。
扭转变形的特点是：各横截面绕杆件轴线发生相对转动。
扭转角杆件两横截面相对转过的角度称为扭转角，梁的分类：简支梁
外伸梁 悬臂梁
外载荷求支座反力；②用截面法，由载荷和支座反力，列平衡方程求剪力和弯矩。
杆件基本变形形式：①轴向拉伸或压缩②剪切③扭转④弯曲
应力：单位面积上的内力
三化：标准化、系列化、通用化
零部件标准化：机械中通用零部件的结构尺寸材料参数和性能等指标加以统一规定
标准零部件系列化：每一种标准零部件，其尺寸均按一定规律从小到大，性能指标按一定要求从低到高组成多种的型号和规格
通用化：在一件产品内或系列产品之间尽量采用统一规格同一尺寸型号的零件，减少零部件种类以便用于制造管理使用更换维修
板材：162钢、铜合金、铝合金、塑料、木料和符合木料均有多种品格规格的板材。钢板：分热轧钢板和冷轧钢板2种，热轧多用于大中型建筑结构后
冷轧能适应细致选择的要求
管材：钢管，分焊接钢管，热轧无缝钢管（用于大中型建筑结构），冷拔无缝（轻巧强度俱佳是生活和工业产品的常用选材）
型材：型钢【大中型结构采用】型铝。型材生产规模大，成本低，质量稳定可靠
可拆联接 主要有螺纹联接、键联接、销联接、弹性卡联接等。
不可拆联接 如拆卸则会造成零件损坏，如铆钉联接、焊接、粘接等。
螺栓联接 螺栓
垫圈
螺母
双头螺柱1、垫圈2和螺母3三个零件构成
螺钉联接:：不用螺母的螺纹联接称为螺钉联接，分普通螺钉和紧定螺钉两种
紧定螺钉的特点是：其前端做成圆锥、圆柱、凹坑等类标准的形状，与被联接零件的对应部位相协配。
螺纹联接的预紧：摩擦防松弹簧垫圈
锁紧螺母机械防松
止动垫圈 槽形螺母与开口销
永久防松：粘合法，冲点法
楔键联接，楔键的上、下两面为工作面。平键和半圆工作面在两侧
定位销
主要用于固定零件之间相对位置（图6-14a）
联接销
用于传递轴与轮子之间旋转运动（图6-14b）
安全销
遭遇过载时能自动断裂，从而保护机械不遭破坏
轴：按功能分：传动轴（只用来传递旋转运动而基本不支承重量、不承受横向力的轴承）、心轴（只用来支承重物与横向力而不传递旋转运动）、转轴（既传递旋转运动又承受横向力作用）
曲柄存在的条件：曲柄最短加最长小于等于任意两杆长
急回特性：返回时的速度大于匀速行驶的速度
凸轮组成：凸轮+从动件+机架
优点
依靠凸轮轮廓便可使从动件实现预设的运动，包括较复杂的曲线运动。与四杆机构比较，凸轮机构设计方便，结构简单紧凑、工作可靠。
缺点
凸轮与从动件是点、线接触，易磨损，传递的力量小。复杂凸轮轮廓的加工困难，成本也高。但数控加工技术已使这一困难缓解。
凸轮机构的分类
凸轮盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮
从动件尖顶滚子平底直动摆动
锁合方式力锁合形状锁合
从动件运动形式：凸轮轮廓曲线决定的。
基圆：最小向径所做的圆。
不完全齿轮：工作可靠，从动轮停歇次数、时间等参数选择范围大。但加工复杂，运动有冲击，在低速、轻载场合用于工作台的间歇转位、进给以及计数装置中。
带传动的工作原理及特点摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。
带传动由主动轮、从动轮和传动带所组成。
传动带具有挠形，相应地带传动有以下优缺点：
1）能够缓和冲击，吸收振动，因此传动平稳，噪声小；（2）结构简单，制造和安置的精度要求不高，使用维护方便；传动带损坏后容易更换，因此加工制造及运行成本均比较低；
（3）能简便地实现大中心距间的传动，最大中心距可达15m以上；（4）过载时传动带会在带轮上打滑，有利于避免机器中其他机件的损坏；（5）带传动不能保证精确不变的传动比；（6）带传动的机械传动效率较低；
（7）因传动带必须张紧，使轴与轴承受到较大的径向力，对机器运行
有些不利影响。
弹性滑动带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。带传动中因带的弹性变形变化而引起的带与带轮间的局部相对滑动，称为弹性滑动。
弹性滑动和打滑的区别：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑
