機械原理-復習

1、機械原理機械原理復習復習第二章第二章 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析l概念概念l機構(gòu)運動簡圖的繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制l機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)具有確定運動的條件l機構(gòu)自由度的計算機構(gòu)自由度的計算l高副低代及其機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析高副低代及其機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析l 要求：能夠抽象出機構(gòu)運動簡圖、計算自由度、確要求：能夠抽象出機構(gòu)運動簡圖、計算自由度、確定原動件、高副低代并進行機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析定原動件、高副低代并進行機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析會畫會畫會算會算會拆會拆l概念概念n機器機器:由各種機構(gòu)所構(gòu)成的系統(tǒng)。由各種機構(gòu)所構(gòu)成的系統(tǒng)。n構(gòu)件構(gòu)件: 組成機構(gòu)的獨立運動單元體。組成機構(gòu)的獨立運動單元體。u區(qū)分區(qū)分零件：獨立制造單元體。

2、零件：獨立制造單元體。n運動副運動副: 兩構(gòu)件直接接觸形成的可動連接。兩構(gòu)件直接接觸形成的可動連接。u常見運動副常見運動副u高副與低副高副與低副n運動鏈：兩個或兩個以上的構(gòu)件以運動副聯(lián)接形運動鏈：兩個或兩個以上的構(gòu)件以運動副聯(lián)接形成的構(gòu)件系統(tǒng)。成的構(gòu)件系統(tǒng)。n機構(gòu)：將閉式運動鏈一個構(gòu)件固定為機架時，運機構(gòu)：將閉式運動鏈一個構(gòu)件固定為機架時，運動鏈成為機構(gòu)。動鏈成為機構(gòu)。u機架機架 ：構(gòu)件中的固定構(gòu)件；：構(gòu)件中的固定構(gòu)件；u原動件原動件 ：機構(gòu)中按已知運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件；：機構(gòu)中按已知運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件；u從動件從動件 ：除原動件外其余活動構(gòu)件。：除原動件外其余活動構(gòu)件。n基本桿組：不可

3、再分的自由度為零的運動鏈?；緱U組：不可再分的自由度為零的運動鏈。定義、型式、自由度定義、型式、自由度l機構(gòu)運動簡圖的繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制n1、找出機架及原動件，確定構(gòu)件數(shù)、找出機架及原動件，確定構(gòu)件數(shù)；n2、確定各個運動副的類型、確定各個運動副的類型；n3、選擇投影面；、選擇投影面；n4、選擇適當?shù)拈L度比例尺，確定各運、選擇適當?shù)拈L度比例尺，確定各運動副之間的相對位置，以規(guī)定的符號動副之間的相對位置，以規(guī)定的符號將各運動副表示出來，用直線或曲線將各運動副表示出來，用直線或曲線將同一構(gòu)件上各運動副元素連接起來將同一構(gòu)件上各運動副元素連接起來即為所要畫的機構(gòu)運動簡圖。即為所要畫的機構(gòu)運動簡圖。

4、l機構(gòu)具有確定運動的條件：機構(gòu)具有確定運動的條件：機構(gòu)原動件數(shù)目機構(gòu)原動件數(shù)目=機構(gòu)自由度數(shù)機構(gòu)自由度數(shù)l平面機構(gòu)自由度平面機構(gòu)自由度n復合鉸鏈復合鉸鏈u兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，當有兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，當有m個構(gòu)個構(gòu)件（包括固定構(gòu)件）在同一處以復合鉸鏈相聯(lián)結(jié)時，件（包括固定構(gòu)件）在同一處以復合鉸鏈相聯(lián)結(jié)時，其轉(zhuǎn)動副的數(shù)目為其轉(zhuǎn)動副的數(shù)目為(m-1)個。個。n局部自由度局部自由度u與輸出構(gòu)件運動無關的自由度稱為局部自由度。與輸出構(gòu)件運動無關的自由度稱為局部自由度。n虛約束虛約束u對機構(gòu)的運動不起實際作用的約束。對機構(gòu)的運動不起實際作用的約束。)2(3hlPPnF l結(jié)

5、構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析n1、檢查并除去所有的局部自由度和虛約束；、檢查并除去所有的局部自由度和虛約束；n2、高副低代將運動副全部轉(zhuǎn)化為低副；、高副低代將運動副全部轉(zhuǎn)化為低副；n3、計算機構(gòu)自由度，確定原動件；、計算機構(gòu)自由度，確定原動件；n4、拆桿組，直至拆出所有、拆桿組，直至拆出所有基本桿組基本桿組，只剩，只剩下原動件和機架為止；下原動件和機架為止；u基本桿組的概念、自由度特點；基本桿組的概念、自由度特點；u基本桿組與機構(gòu)組成原理；基本桿組與機構(gòu)組成原理；u拆桿組的判斷依據(jù)。拆桿組的判斷依據(jù)。n5、確定機構(gòu)的級別。、確定機構(gòu)的級別。u機構(gòu)的級別與基本桿組的級別之間的關系。機構(gòu)的級別與基本桿組的級別之

6、間的關系。第三章第三章 平面機構(gòu)的運動分析平面機構(gòu)的運動分析l平面機構(gòu)速度分析的平面機構(gòu)速度分析的瞬心法瞬心法；l平面機構(gòu)平面機構(gòu)速度分析、加速度分析速度分析、加速度分析的的矢量方程圖解法；矢量方程圖解法；l 要求：基本概念清晰，能夠進行基本分析要求：基本概念清晰，能夠進行基本分析l平面機構(gòu)速度分析的瞬心法平面機構(gòu)速度分析的瞬心法n瞬心：兩相對運動構(gòu)件上某一瞬時的瞬心：兩相對運動構(gòu)件上某一瞬時的等速等速重合點重合點u絕對速度瞬心：兩運動構(gòu)件上絕對速度瞬心：兩運動構(gòu)件上絕對速度為零絕對速度為零的瞬時等速點；的瞬時等速點；u相對速度瞬心：兩運動構(gòu)件上相對速度瞬心：兩運動構(gòu)件上絕對速度不為絕對速度不

7、為零零的瞬時等速點。的瞬時等速點。n瞬心數(shù)目瞬心數(shù)目2) 1(NNKn瞬心位置瞬心位置u 兩構(gòu)件以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)，瞬心位于兩構(gòu)件以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)，瞬心位于轉(zhuǎn)動副回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動副回轉(zhuǎn)中心中心；u 兩構(gòu)件以移動副相聯(lián)，瞬心位于兩構(gòu)件以移動副相聯(lián)，瞬心位于垂直于移動垂直于移動副導路的無窮遠處副導路的無窮遠處；u 兩構(gòu)件以平面高副相聯(lián)，瞬心位于兩高副元兩構(gòu)件以平面高副相聯(lián)，瞬心位于兩高副元素素接觸點處公法線接觸點處公法線上；上；p非純滾動時不能確定位置；非純滾動時不能確定位置；p純滾動時即接觸點純滾動時即接觸點。u 無運動副直接聯(lián)接，用無運動副直接聯(lián)接，用三心定理三心定理確定：確定：p三個彼此作平面平行運動的構(gòu)件的

8、三個瞬心必位三個彼此作平面平行運動的構(gòu)件的三個瞬心必位于同一直線上。于同一直線上。l矢量方程圖解法矢量方程圖解法n兩點在同一構(gòu)件上兩點在同一構(gòu)件上u一點的運動可看作隨另一點一點的運動可看作隨另一點（牽連點）（牽連點）平平動動（牽連運動）（牽連運動）和繞另一點轉(zhuǎn)動和繞另一點轉(zhuǎn)動（相對運動）（相對運動）。n兩構(gòu)件有重合點兩構(gòu)件有重合點u一點的運動可以看作隨另一點運動，同一點的運動可以看作隨另一點運動，同時相對另一點運動。時相對另一點運動。l矢量方程圖解法矢量方程圖解法n速度分析速度分析u速度速度極點的含義極點的含義。u速度多邊形中速度多邊形中矢量的含義矢量的含義u速度影像的速度影像的應用條件應用條

9、件n加速度分析加速度分析u加速度加速度極點的含義極點的含義。u加速度多邊形中加速度多邊形中矢量的含義矢量的含義u加速度影像的加速度影像的應用條件應用條件u科氏加速度科氏加速度的存在條件及大小、方向的確定。的存在條件及大小、方向的確定。第四章第四章 平面機構(gòu)的力分析平面機構(gòu)的力分析l構(gòu)件中的慣性力、慣性力偶矩確定構(gòu)件中的慣性力、慣性力偶矩確定l運動副中的摩擦力、總反力的確定運動副中的摩擦力、總反力的確定l 要求：基本概念清晰，能夠進行基本分析要求：基本概念清晰，能夠進行基本分析l質(zhì)量代換法：按一定條件將構(gòu)件的質(zhì)量假想地用質(zhì)量代換法：按一定條件將構(gòu)件的質(zhì)量假想地用集中于若干選定點上的集中質(zhì)量來代換

10、的方法。集中于若干選定點上的集中質(zhì)量來代換的方法。n進行質(zhì)量代換時必須滿足的三個條件：進行質(zhì)量代換時必須滿足的三個條件： u1）代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變，）代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變，u2）代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變，）代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變，u3）代換前后構(gòu)件對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量不變，）代換前后構(gòu)件對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量不變，l摩擦力、總反力的確定摩擦力、總反力的確定FFfG二力平衡二力平衡三力匯交三力匯交三力匯交三力匯交第五章第五章 機械的效率和自鎖機械的效率和自鎖l機械效率：輸入功被有效利用的程度。機械效率：輸入功被有效利用的程度。n驅(qū)動力：驅(qū)使機械運動的力驅(qū)動力：驅(qū)使機械運動的力，與其作，與其作用

11、點的速度方向相同或成銳角；所作用點的速度方向相同或成銳角；所作的功為正功。的功為正功。n阻抗力：阻止機械運動的力。阻抗力：阻止機械運動的力。p生產(chǎn)阻力：為完成工作所受的阻力生產(chǎn)阻力：為完成工作所受的阻力。p有害阻力：非生產(chǎn)阻力。有害阻力：非生產(chǎn)阻力。)()(力矩力矩實際狀態(tài)下的驅(qū)動力實際狀態(tài)下的驅(qū)動力力矩力矩理想狀態(tài)下的驅(qū)動力理想狀態(tài)下的驅(qū)動力 l機械的自鎖：機械的自鎖：n自鎖時，機械已不能發(fā)生運動，即驅(qū)動功自鎖時，機械已不能發(fā)生運動，即驅(qū)動功不足以克服摩擦功，不足以克服摩擦功，0。l 要求：基本概念清晰要求：基本概念清晰第六章第六章 機械的平衡機械的平衡l機械平衡的基本概念機械平衡的基本概念

12、l剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算l 要求：基本概念清晰，能夠進行基本分析要求：基本概念清晰，能夠進行基本分析l剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡n盤形轉(zhuǎn)子盤形轉(zhuǎn)子，b/D 0，E=WdWr0，原動件速度增大，原動件速度增大，并達到工作運轉(zhuǎn)速度。并達到工作運轉(zhuǎn)速度。n2、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段u動能保持穩(wěn)定，動能保持穩(wěn)定，WdWr=0，運轉(zhuǎn)速度波動，運轉(zhuǎn)速度波動，但原動件平均速度保持穩(wěn)定；但原動件平均速度保持穩(wěn)定；n3、停車階段、停車階段u驅(qū)動力為零，驅(qū)動力為零， 驅(qū)動功為零驅(qū)動功為零Wd=0，阻抗功消耗，阻抗功消耗能量能量Wr=E，機械系統(tǒng)由正常工作速度逐漸減，機械系統(tǒng)由正常工作速度逐

13、漸減速，直至停止。速，直至停止。n取定軸轉(zhuǎn)動構(gòu)件為等效構(gòu)取定軸轉(zhuǎn)動構(gòu)件為等效構(gòu)件件u保證等效構(gòu)件和整個保證等效構(gòu)件和整個系統(tǒng)系統(tǒng)動能相等動能相等取取Je為為系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量；系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量；u保證等效構(gòu)件與整個保證等效構(gòu)件與整個系統(tǒng)系統(tǒng)瞬時功率相等瞬時功率相等取取Me為系統(tǒng)的等效力為系統(tǒng)的等效力矩。矩。n取平動構(gòu)件為等效構(gòu)件取平動構(gòu)件為等效構(gòu)件u保證等效構(gòu)件和整個保證等效構(gòu)件和整個系統(tǒng)系統(tǒng)動能相等動能相等me為為系統(tǒng)的等效質(zhì)量系統(tǒng)的等效質(zhì)量u保證等效構(gòu)件與整個保證等效構(gòu)件與整個機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)瞬時功率相瞬時功率相等等Fe為系統(tǒng)的等效為系統(tǒng)的等效力力 。dtvFMvmJdiniiiiisi

14、iisini)cos()2121(1221 dtMJdee121)21( l 機械運動方程的一般表達式機械運動方程的一般表達式dtvFvmdee121)21(n產(chǎn)生周期性速度波動的原因產(chǎn)生周期性速度波動的原因u一個運轉(zhuǎn)周期，等效驅(qū)動力矩作的功等一個運轉(zhuǎn)周期，等效驅(qū)動力矩作的功等于等效阻抗力矩作的功；于等效阻抗力矩作的功；u運轉(zhuǎn)周期內(nèi)的任一時刻，等效驅(qū)動力矩運轉(zhuǎn)周期內(nèi)的任一時刻，等效驅(qū)動力矩作的功不等于等效阻抗力矩作的功。作的功不等于等效阻抗力矩作的功。p盈功區(qū)：盈功區(qū)：MdMr，輸入功大于輸出功，機械，輸入功大于輸出功，機械的動能增加，等效構(gòu)件的角速度上升，的動能增加，等效構(gòu)件的角速度上升，p

15、虧功區(qū)：虧功區(qū)：MdMr，輸入功小于輸出功，機械，輸入功小于輸出功，機械的動能減小，等效構(gòu)件的角速度減小。的動能減小，等效構(gòu)件的角速度減小。pmin與與maxn周期性速度波動調(diào)節(jié)周期性速度波動調(diào)節(jié)u平均角速度平均角速度m：一個運動周期內(nèi)，角速：一個運動周期內(nèi)，角速度的平均值；度的平均值；u機械運轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)機械運轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)：速度波：速度波動的絕對量與平均角速度的比值，表示動的絕對量與平均角速度的比值，表示機械運轉(zhuǎn)的不均勻程度。機械運轉(zhuǎn)的不均勻程度。2minmax mm minmax )()( rdWW0)()()()( dMMdMdMerederedaaaaaa 222minma

16、xmax)(21minmaxmeeJJEEW2maxmeJW 22max2max900mmFnWWJ 例題例題l 已知某機械一個運動周期內(nèi)阻力矩已知某機械一個運動周期內(nèi)阻力矩MrMr()如圖。如圖。驅(qū)動力矩驅(qū)動力矩Md為常數(shù)，主動額定轉(zhuǎn)速為常數(shù)，主動額定轉(zhuǎn)速n800r/min800r/min，運，運動不均勻系數(shù)動不均勻系數(shù)0.050.05，求所需飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，求所需飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。MrM/227010求求Wmax1、求驅(qū)動力矩求驅(qū)動力矩Md能量守恒，動能不變能量守恒，動能不變Md =(103/2+70/2)/2 =25Md 22max2max900nWWJmmF2、求各盈虧功求各盈虧功W1（

17、2510）/2=7.5 W2(-70+25 ) /2=-22.5 W3= （2510）=153、作能量指示圖作能量指示圖動能最大處動能最大處(max出現(xiàn)位置出現(xiàn)位置)動能最小處動能最小處(min出現(xiàn)位置出現(xiàn)位置)Wmax= 22.5 22max2max900nWWJmmFMrM/2270100/2 2Md0第八章第八章 平面連桿機構(gòu)及其設計平面連桿機構(gòu)及其設計l平面四桿機構(gòu)的類型和應用平面四桿機構(gòu)的類型和應用l平面四桿機構(gòu)的平面四桿機構(gòu)的基本知識基本知識l平面四桿機構(gòu)的設計平面四桿機構(gòu)的設計l 要求：基本概念清晰，能夠進行一般四桿機構(gòu)的設要求：基本概念清晰，能夠進行一般四桿機構(gòu)的設計計l平面四

18、桿機構(gòu)基本型式：鉸鏈四桿機構(gòu)平面四桿機構(gòu)基本型式：鉸鏈四桿機構(gòu)n鉸鏈四桿機構(gòu)分為鉸鏈四桿機構(gòu)分為三種形式三種形式：u曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)u雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)u雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)n四桿機構(gòu)的演化四桿機構(gòu)的演化：u轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副 u取不同構(gòu)件為機架取不同構(gòu)件為機架u改變運動副尺寸改變運動副尺寸u運動副元素逆換運動副元素逆換l平面四桿機構(gòu)的基本知識平面四桿機構(gòu)的基本知識n曲柄存在條件曲柄存在條件u1）連架桿與機架必有一桿為最短桿）連架桿與機架必有一桿為最短桿u2）最短桿與最長桿的桿長之和應小于）最短桿與最長桿的桿長之和應小于或等于其余兩桿的桿長之和。（桿長條或等于其余兩

19、桿的桿長之和。（桿長條件）件）u運用運用曲柄存在條件曲柄存在條件n急回特性急回特性 u主動件等速回轉(zhuǎn)，從動件的工作行程速主動件等速回轉(zhuǎn)，從動件的工作行程速度慢，而回程速度快。度慢，而回程速度快。u極位夾角極位夾角:曲柄回轉(zhuǎn)一周的過程中，曲柄回轉(zhuǎn)一周的過程中，曲柄曲柄與連桿兩次共線位置與連桿兩次共線位置所夾的銳角所夾的銳角。u行程速比系數(shù)定義行程速比系數(shù)定義 180180/12ttK11180KK n壓力角和傳動角壓力角和傳動角u壓力角壓力角 :從動件受力方向與力作用點速從動件受力方向與力作用點速度方向所夾的銳角度方向所夾的銳角；u傳動角傳動角:壓力角的余角壓力角的余角；p傳動角傳動角越大，有效

20、分力越大，有效分力Ft越大，對機構(gòu)工越大，對機構(gòu)工作越有利。作越有利。p設計時，應使設計時，應使min曲柄與機架共線的兩位置曲柄與機架共線的兩位置處出現(xiàn)的傳動處出現(xiàn)的傳動角中，必有一處為最小傳動角角中，必有一處為最小傳動角min最小傳動角最小傳動角min對應最大壓力角對應最大壓力角maxn死點位置死點位置u從動件從動件=0時，無論作用在機構(gòu)主動件上時，無論作用在機構(gòu)主動件上的驅(qū)動力或驅(qū)動力矩有多大均不能使機的驅(qū)動力或驅(qū)動力矩有多大均不能使機構(gòu)運動。構(gòu)運動。p曲柄搖桿機構(gòu)以搖桿為主動件！曲柄搖桿機構(gòu)以搖桿為主動件！l平面四桿機構(gòu)的設計平面四桿機構(gòu)的設計圖解法圖解法b12DAB1B2B3b23C1

21、C2C3c23c12機構(gòu)轉(zhuǎn)化法（反轉(zhuǎn)法）機構(gòu)轉(zhuǎn)化法（反轉(zhuǎn)法）B1B2f10f1212AD10E1E2E313f13B312B2 12B3C1ABCDBCADC2DC1900 - - 2 2 OAEBCAC1=BC- -ABAC2=BC+ +ABAB = AC2-AC12BC = AC2+AC12 1800K-1K+1按照行程速比系數(shù)設計按照行程速比系數(shù)設計第九章第九章 凸輪機構(gòu)及其設計凸輪機構(gòu)及其設計l推桿的運動規(guī)律推桿的運動規(guī)律l凸輪輪廓曲線的設計凸輪輪廓曲線的設計l凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定l 要求：基本概念清晰，能夠要求：基本概念清晰，能夠運用反轉(zhuǎn)法進行凸輪機運用反轉(zhuǎn)法

22、進行凸輪機構(gòu)基本分析構(gòu)基本分析l凸輪機構(gòu)的類型和名稱凸輪機構(gòu)的類型和名稱n按凸輪形狀按凸輪形狀n按推桿端部形式按推桿端部形式n按推桿運動形式及位置按推桿運動形式及位置n按封閉形式按封閉形式l推桿的運動規(guī)律推桿的運動規(guī)律運動規(guī)律運動規(guī)律運動特性運動特性適用場合適用場合等速運動規(guī)律等速運動規(guī)律剛性沖擊剛性沖擊低速輕載低速輕載等加速等減速運動等加速等減速運動柔性沖擊柔性沖擊中速輕載中速輕載余弦加速度運動規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律柔性沖擊柔性沖擊中低速重載中低速重載正弦加速度運動規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律無沖擊無沖擊中高速輕載中高速輕載五次多項式運動規(guī)律五次多項式運動規(guī)律無沖擊無沖擊高速中載高速中載l凸輪輪廓

23、曲線的設計凸輪輪廓曲線的設計n反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法:u假想給整個機構(gòu)加一公共角速度假想給整個機構(gòu)加一公共角速度-p凸輪相對靜止不動凸輪相對靜止不動p推桿一邊隨導軌以推桿一邊隨導軌以-繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動，一繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動，一邊沿導軌作預期的往復移動。邊沿導軌作預期的往復移動。u推桿尖頂?shù)膹秃线\動軌跡即為凸輪輪廓推桿尖頂?shù)膹秃线\動軌跡即為凸輪輪廓曲線。曲線。n理論廓線與實際廓線、基圓等的關系理論廓線與實際廓線、基圓等的關系n反轉(zhuǎn)法用于凸輪機構(gòu)分析反轉(zhuǎn)法用于凸輪機構(gòu)分析習題習題9-7s90s1s1s2習題習題9-8l凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定n壓力角：壓力角： u推桿沿凸輪廓線接觸點的法線方向

24、與推推桿沿凸輪廓線接觸點的法線方向與推桿速度方向之間所夾的銳角。桿速度方向之間所夾的銳角。umaxu基圓半徑和壓力角的關系：基圓半徑和壓力角的關系：u凸輪各參數(shù)（凸輪各參數(shù)（r0、e等）對壓力角的影響等）對壓力角的影響220/)( estgeddsr n滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇u出現(xiàn)出現(xiàn)尖點或失真的原因尖點或失真的原因u出現(xiàn)出現(xiàn)尖點或失真應采取的措施尖點或失真應采取的措施p適當減少滾子半徑或增大基圓半徑；適當減少滾子半徑或增大基圓半徑；p修改推桿運動規(guī)律。修改推桿運動規(guī)律。第十章第十章 齒輪機構(gòu)及其設計齒輪機構(gòu)及其設計l掌握齒輪傳動的嚙合原理掌握齒輪傳動的嚙合原理n齒廓嚙合的基本理論齒廓嚙

25、合的基本理論n漸開線齒輪傳動的特點漸開線齒輪傳動的特點n各種漸開線齒輪傳動的特性各種漸開線齒輪傳動的特性l能熟練掌握齒輪的基本參數(shù)和幾何能熟練掌握齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸的計算方法尺寸的計算方法l 要求：基本要求：基本概念概念清晰，能進行清晰，能進行基本尺寸計算和分析基本尺寸計算和分析l齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律n互相嚙合傳動的一對齒輪，任一位置互相嚙合傳動的一對齒輪，任一位置時的傳動比，都與其連心線時的傳動比，都與其連心線O1O2被其被其嚙合齒廓在接觸點處的公法線所分成嚙合齒廓在接觸點處的公法線所分成的兩段成反比。的兩段成反比。n由齒廓嚙合基本定律推出的定比傳動由齒廓嚙合基本定律推出的

26、定比傳動要求要求POPOi122112 l嚙合嚙合節(jié)點（節(jié)點）節(jié)點（節(jié)點）n兩齒廓接觸點處公法線兩齒廓接觸點處公法線nn與兩輪連心與兩輪連心線線O1O2的交點的交點P。u節(jié)點是兩齒輪的相對瞬心節(jié)點是兩齒輪的相對瞬心u節(jié)圓（節(jié)線）：嚙合節(jié)點在每個齒輪運節(jié)圓（節(jié)線）：嚙合節(jié)點在每個齒輪運動平面內(nèi)的軌跡。動平面內(nèi)的軌跡。u一對齒輪定比傳動，可以看作兩節(jié)圓在一對齒輪定比傳動，可以看作兩節(jié)圓在節(jié)點純滾動節(jié)點純滾動p實際嚙合點處的速度關系實際嚙合點處的速度關系l漸開線的性質(zhì)漸開線的性質(zhì)n1）發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上）發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的圓弧長度；被滾過的圓弧長度；n2）漸開

27、線上任意點的法線必切于基圓；）漸開線上任意點的法線必切于基圓；n3）漸開線距基圓越遠的部分，曲率半徑愈）漸開線距基圓越遠的部分，曲率半徑愈大；大；n4）漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓）漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓半徑愈大，漸開線越平緩；半徑愈大，漸開線越平緩；n5）同一基圓上任意兩條漸開線，無論同向）同一基圓上任意兩條漸開線，無論同向的還是反向，各點之間的距離相等；的還是反向，各點之間的距離相等；n6）基圓內(nèi)無漸開線。）基圓內(nèi)無漸開線。l漸開線的極坐標參數(shù)方程漸開線的極坐標參數(shù)方程KKKKKbKtginvrr cosl漸開線齒廓傳動的特點漸開線齒廓傳動的特點n1. 傳動比恒定不變；傳

28、動比恒定不變；n2、漸開線齒廓間的正壓力方向保持不、漸開線齒廓間的正壓力方向保持不變；變；n3、漸開線齒廓傳動具有可分性。、漸開線齒廓傳動具有可分性。l漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸u分度圓直徑：分度圓直徑：d=mzu齒頂高：齒頂高：ha=ha*m u齒根高：齒根高：hf=(ha*+c*)mu齒全高：齒全高：h=ha+hf=(2ha*+c*)mu齒頂圓直徑：齒頂圓直徑：da=d +2ha=(z +2ha*)mu齒根圓直徑：齒根圓直徑：df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)mu基圓直徑基圓直徑：db=dcos u周節(jié)：周節(jié)：p= mu基基(法法)節(jié)：節(jié)：

29、pb=pcosq分度圓齒厚分度圓齒厚2ms 2me q節(jié)圓直徑節(jié)圓直徑( (當中心距標準中心距當中心距標準中心距a 時時) ) dd q傳動比傳動比121212122112zzddddddibb q標準中心距標準中心距)(2)(212121zzmdda q頂隙頂隙q分度圓齒槽寬分度圓齒槽寬mcc* l漸開線標準齒輪的定義漸開線標準齒輪的定義l正確嚙合條件正確嚙合條件n直齒圓柱齒輪傳動正確嚙合條件直齒圓柱齒輪傳動正確嚙合條件u兩輪的模數(shù)和壓力角應分別相等。兩輪的模數(shù)和壓力角應分別相等。n斜齒圓柱齒輪傳動正確嚙合條件斜齒圓柱齒輪傳動正確嚙合條件n蝸桿傳動正確嚙合條件蝸桿傳動正確嚙合條件2121nn

30、ttmmmm 或）內(nèi)嚙合（外嚙合,212121nntt 或)90(0 21 且蝸輪與蝸桿旋向相同且蝸輪與蝸桿旋向相同 1212tatmmml連續(xù)傳動條件連續(xù)傳動條件n重合度的計算（做圖）重合度的計算（做圖）121 bpBB r)tg(tg)tg(tg212211tattatzz nmB sin )tg(tg)tg(tg212211 aazzl直齒圓柱齒輪直齒圓柱齒輪按標準中心距安裝按標準中心距安裝n標準中心距標準中心距n節(jié)圓與分度圓重合節(jié)圓與分度圓重合n嚙合角等于分度圓壓力角嚙合角等于分度圓壓力角n滿足無側(cè)隙的要求滿足無側(cè)隙的要求121212122112rrrrrrPOPOibb l非標準安裝

31、非標準安裝n節(jié)圓與分度圓不重合節(jié)圓與分度圓不重合n齒輪與齒條嚙合傳動非標準安裝齒輪與齒條嚙合傳動非標準安裝u中線與節(jié)線不重合；中線與節(jié)線不重合；u節(jié)點位置不變；節(jié)點位置不變；u嚙合線位置不變；嚙合線位置不變；u嚙合角不變，恒等于齒輪的分度圓壓力角嚙合角不變，恒等于齒輪的分度圓壓力角 。u節(jié)圓大小不變，且恒與分度圓重合；節(jié)圓大小不變，且恒與分度圓重合； coscosaa l漸開線齒廓的根切漸開線齒廓的根切n用范成法加工齒輪時，刀具的頂部切用范成法加工齒輪時，刀具的頂部切入了輪齒的根部，將齒根的漸開線齒入了輪齒的根部，將齒根的漸開線齒廓切去一部分的現(xiàn)象。廓切去一部分的現(xiàn)象。u降低輪齒的抗彎強度；降

32、低輪齒的抗彎強度；u降低齒輪傳動的重合度。降低齒輪傳動的重合度。n產(chǎn)生根切的原因產(chǎn)生根切的原因u刀具的齒頂線超過了嚙合線與輪坯基圓刀具的齒頂線超過了嚙合線與輪坯基圓的切點的切點N1（嚙合極限點）。（嚙合極限點）。n不發(fā)生根切的最少齒數(shù)不發(fā)生根切的最少齒數(shù)n避免發(fā)生根切的方法變位修正：避免發(fā)生根切的方法變位修正：u通過改變刀具與輪坯的相對位置來切制通過改變刀具與輪坯的相對位置來切制齒輪。齒輪。p1）標準齒輪一般不能采用）標準齒輪一般不能采用z zmin的齒數(shù)；的齒數(shù)；p2）標準齒輪不適用于中心距）標準齒輪不適用于中心距aa的場合；的場合；p3） 一對標準齒輪相互嚙合時，小齒輪齒廓一對標準齒輪相互

33、嚙合時，小齒輪齒廓漸開線的曲率半徑和齒根厚度較小，嚙合次漸開線的曲率半徑和齒根厚度較小，嚙合次數(shù)較多，強度較低。數(shù)較多，強度較低。 2*minsin2ahz l變位齒輪變位齒輪n最小變位系數(shù)最小變位系數(shù)xmin n結(jié)合實驗：加工各種變位齒輪時刀具結(jié)合實驗：加工各種變位齒輪時刀具的位置。的位置。n變位齒輪幾何尺寸變位齒輪幾何尺寸u分度圓及基圓與標準齒輪尺寸相同分度圓及基圓與標準齒輪尺寸相同u齒厚和齒槽寬與標準齒輪不同齒厚和齒槽寬與標準齒輪不同u齒頂高和齒根高與標準齒輪不同齒頂高和齒根高與標準齒輪不同minmin*)(zzzhxa l斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動n幾何尺寸計算幾何尺寸計算u斜齒

34、輪的幾何尺寸按端面參數(shù)計算斜齒輪的幾何尺寸按端面參數(shù)計算(按直按直齒輪尺寸計算）齒輪尺寸計算）u斜齒輪法面參數(shù)斜齒輪法面參數(shù)(模數(shù)、壓力角、齒頂高模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)等系數(shù)等)為標準值為標準值n斜齒輪的當量齒輪斜齒輪的當量齒輪costnmm costgtgtn 3coszzv l蝸桿傳動蝸桿傳動l圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動21190 coszzv1212122112sinsin ddzzi2112tgctg i第十一章第十一章 齒輪系及其設計齒輪系及其設計l 要求：基本概念清晰，能夠要求：基本概念清晰，能夠熟練進行各類輪系的傳熟練進行各類輪系的傳動比計算動比計算l定軸輪系定軸輪系n各齒輪軸線的位置都相對機架固定不各齒輪軸線的位置都相對機架固定不動的齒輪傳動系統(tǒng)。動的齒輪傳動系統(tǒng)。連連乘乘積積所所有有主主動動輪輪齒齒數(shù)數(shù)的的連連乘乘積積所所有有從從動動輪輪齒齒數(shù)數(shù)的的定定軸軸輪輪系系傳傳動動比比 首未輪轉(zhuǎn)向關系的確定首未輪轉(zhuǎn)向關系的確定2121Pvp22111212123n周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系u至少有一個齒輪的軸線（位置不固定）至少有一個齒輪的軸線（位置不固定）繞另一齒輪的軸線轉(zhuǎn)動的齒輪傳動系統(tǒng)。繞另一齒輪的軸線轉(zhuǎn)動的齒輪傳動系統(tǒng)。p差動輪系：自由度為差動輪系：自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系。的周轉(zhuǎn)輪系。p行星輪系：自由度為行星