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更新时间:2025-06-07
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文档摘要

中专机械基础知识点

一、机械概述

机械是机器和机构的总称。机器是执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料与信息,具有确定的相对运动。机构则是具有确定相对运动的构件组合,它只具备机器的前两个特征,即用来传递运动和力,而不考虑能量转换等其他功能。例如,内燃机是机器,它通过燃料燃烧将化学能转化为机械能,而其中的曲柄滑块机构则是机构,主要负责将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。

二、构件与零件

1.构件

-构件是机构中的运动单元体。一个构件可以是一个单独的零件,也可以是由若干个零件刚性连接而成的整体。例如,在发动机的曲轴连杆机构中,曲轴就是一个构件,它本身是一个整体的零件;而连杆则是由大头、小头和杆身等多个零件通过螺栓等连接件组合而成的构件。

2.零件

-零件是机器中的制造单元体。根据其在机器中的作用和形状特征,零件可分为通用零件和专用零件。通用零件如螺栓、螺母、齿轮、轴等,它们在各种不同类型的机器中都能使用;专用零件如内燃机的活塞、汽轮机的叶片等,它们只适用于特定类型的机器。

三、运动副

1.定义

-运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接。例如,轴与轴承之间的连接就是一种运动副,轴可以在轴承内转动。

2.分类

-按照运动副所引入的约束数目的不同,可分为低副和高副。

-低副:两构件之间以面接触形成的运动副。低副又分为转动副(如铰链连接)和移动副(如滑块在导轨上的运动)。低副的特点是承载能力大,摩擦损失大,效率较低。

-高副:两构件之间以点或线接触形成的运动副,如齿轮啮合、凸轮与从动件之间的接触。高副的特点是能传递较复杂的运动,但承载能力相对低副较小,且易磨损。

四、平面机构的自由度

1.计算公式

-平面机构的自由度计算公式为F=3n-2PL-PH,其中F为机构的自由度,n为机构中活动构件的数目,PL为低副的数目,PH为高副的数目。

2.意义

-机构的自由度是机构具有确定运动所必须满足的条件。如果F0,机构具有确定运动;如果F=0,机构成为桁架,各构件之间没有相对运动;如果F0,则机构中存在多余约束,机构不能运动。

五、金属材料性能

1.力学性能

-强度:材料抵抗塑性变形和断裂的能力。常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的应力,抗拉强度是材料在拉断前所能承受的最大应力。

-硬度:材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。

-塑性:材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。

-韧性:材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,常用冲击韧性来衡量。

2.工艺性能

-铸造性能:包括流动性、收缩性等。流动性好的材料在铸造时能充满铸型型腔,收缩性小的材料在凝固过程中产生的缩孔、缩松等缺陷较少。

-锻造性能:与材料的塑性和变形抗力有关。塑性好、变形抗力小的材料锻造性能好。

-焊接性能:影响焊接性能的因素有材料的化学成分、焊接方法等。例如,碳含量低的钢材焊接性能较好。

六、常用机构

1.四杆机构

-基本类型包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。曲柄摇杆机构中,曲柄作整周转动,摇杆作往复摆动;双曲柄机构中,两连架杆均为曲柄,可实现等速或变速转动;双摇杆机构中,两连架杆均为摇杆。例如,缝纫机的踏板机构就是曲柄摇杆机构,汽车车门的开闭机构属于双摇杆机构。

2.凸轮机构

-由凸轮、从动件和机架组成。凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的构件,通过凸轮的转动,使从动件按照预定的运动规律运动。凸轮机构可以实现复杂的运动要求,如自动机床的进刀机构常采用凸轮机构。

七、机械传动

1.带传动

-由主动带轮、从动带轮和传动带组成。根据传动带的截面形状,可分为平带传动、V带传动等。带传动的优点是结构简单、成本低、能缓冲吸振;缺点是传动比不准确、效率较低、需要张紧装置。

2.链传动

-由主动链轮、从动链轮和链条组成。链传动的优点是传动比准确、承载能力较大、效率较高;缺点是工作时有噪声、磨损较快。

3.齿轮传动

-由主动齿轮和从动齿轮组成。齿轮传动的优点是传动比准确、效率高、传递功率大、使用寿命长;缺点是制造和安装精度要求高、成本较高。根据两轴的相对位置,齿轮传动可分为平行轴齿轮传动(如圆柱齿轮传动)、相交轴齿轮传动(如锥齿轮传动)和交错轴齿轮传动(如蜗轮蜗杆传动)。

八、轴系零件

1.轴

-轴是用来支承旋转零件(如齿轮、带轮等)并传递转矩和运动的重要零件。根据轴的承载情况,轴可分为心轴(只承受弯矩)、传动轴(只传递转矩)和转轴(