齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)(四)機(jī)械原理

1、第四章第四章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（四）齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（四）劉世平劉世平華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院n復(fù)習(xí)一下齒輪機(jī)構(gòu)n講幾個(gè)習(xí)題naPBB21 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，沿整個(gè)齒寬在B2B2線進(jìn)行嚙合，又沿整個(gè)齒寬同時(shí)在B1B1脫離嚙合，所以其重合度為：B1B1B2B2 對(duì)于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，從前端面進(jìn)入嚙合到后端面脫離嚙合，其在嚙合線上的長(zhǎng)度比直齒圓柱齒輪增加了btgb。 故斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度大于直齒圓柱齒輪，其增量為：三、重合度三、重合度ntbpbtgB1B1B2B2bb bB1B1B2LdtgbbLdtg式中：L螺旋導(dǎo)程tbtgtgcos而cos/costnntmp故nmbsi

2、n斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度r式中a端面重合度軸向重合度螺旋角r、LbLdbd當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù)- 在研究斜齒輪法面齒形時(shí)，可以虛擬一個(gè)與斜齒輪的法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪，稱這個(gè)虛擬的直齒輪為該斜齒的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)則稱為當(dāng)量齒數(shù)，用Zv表示 322coscoscos2zmzmmdmZntnnv222cos2/)cos2/(dddbabcanndc四、四、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)（1 1）在傳動(dòng)中，其輪齒逐 漸進(jìn)入和逐漸脫開(kāi)嚙合， 傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲?。唬? 2）重合度大，故承載能 力高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適用于 高速傳動(dòng)；（3 3）不產(chǎn)生根切的最小齒 數(shù)比直齒輪少，故結(jié)構(gòu)緊 湊；（4 4）斜齒輪在工作時(shí)有

3、軸 向推力Fa，且、Fa，用 人字齒輪可克服軸向推力。 螺旋角的大小對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量有很大影響，一般取8 80 0 15150 033minmincos17cosvzz；02kFaFFnko1M(a)(b)五、斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn)五、斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn)4.12 4.12 非圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介非圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介4.12.1 4.12.1 常用非圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用非圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)橢圓齒輪機(jī)構(gòu)橢圓齒輪機(jī)構(gòu) 對(duì)數(shù)螺線非圓齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)螺線非圓齒輪機(jī)構(gòu) 三角形齒輪機(jī)構(gòu)三角形齒輪機(jī)構(gòu) 矩形齒輪機(jī)構(gòu)矩形齒輪機(jī)構(gòu)4.12.2 4.12.2 非圓齒輪傳動(dòng)需滿足的條件非圓齒輪傳動(dòng)需滿足的條件任意瞬時(shí)兩輪節(jié)曲線的向

4、量半徑之和等于兩輪任意瞬時(shí)兩輪節(jié)曲線的向量半徑之和等于兩輪的中心矩；的中心矩；相互滾動(dòng)的兩端節(jié)曲線弧長(zhǎng)應(yīng)時(shí)時(shí)相等。相互滾動(dòng)的兩端節(jié)曲線弧長(zhǎng)應(yīng)時(shí)時(shí)相等。4.12.3 4.12.3 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例對(duì)數(shù)解算裝置對(duì)數(shù)解算裝置 解算儀中利用對(duì)數(shù)螺線非圓齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)解算儀中利用對(duì)數(shù)螺線非圓齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算數(shù)的運(yùn)算繞線機(jī)繞線機(jī) 利用橢圓齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的變化來(lái)控制繞線利用橢圓齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的變化來(lái)控制繞線機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度，從而使繞線纏繞成型良好機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度，從而使繞線纏繞成型良好題題4-9：一對(duì)外嚙合漸開(kāi)線直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪，一對(duì)外嚙合漸開(kāi)線直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪，已知已知z1 1=30, =30,

5、 z2 2=60, m=4mm, =60, m=4mm, =20=20, h, h* *a a=1, =1, 試按比例精確作圖畫出無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)的實(shí)際試按比例精確作圖畫出無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)的實(shí)際嚙合線嚙合線B1 1B2 2的長(zhǎng)度，根據(jù)量得的的長(zhǎng)度，根據(jù)量得的B1 1B2 2的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度計(jì)算重合度，并用重合度計(jì)算公式進(jìn)行對(duì)比計(jì)算重合度，并用重合度計(jì)算公式進(jìn)行對(duì)比校核計(jì)算。校核計(jì)算。部分課后題與解答題題4-9：（1）畫圖：）畫圖：計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)中心距計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)中心距a、分、分度圓直徑度圓直徑d1（ d2）、基圓直徑）、基圓直徑db1 （db2）、齒）、齒頂圓直徑頂圓直徑da1（ da2）d1=120mm， d

6、2=240mm，a=180mm，db1 =112.8mm，db2 =225.5mm,da1=128mm， da2=248mmo2o1N1B2B1N2ra2rb2rb1ra1acos2121mBBpBBnaahdd2（2）用公式計(jì)算：）用公式計(jì)算：6 .24,cos2 .28,cos22221111aabaaabarrrr73. 1)()(212211tgtgztgtgzaaa題題4-11：已知一對(duì)外見(jiàn)教材已知一對(duì)外見(jiàn)教材P148。題題4-11：（1）mmmpBBpBBnn8 .11cos, 12121（2）d1=76mm， d2=168mm，db1 =71.42mm， db2 =157.87m

7、m,da1=84mm， da2=176mm2 .26,cos8 .31,cos22221111aabaaabarrrro102ra1rb1N2B1N1PB2ra2rb2a1a2（4）mmrmmrrrrrbb89.85,86.38,cos212211（5）mmrrOOymmrrOO75. 2)(75.12421212121（3）1)()(212211tgtgztgtgzaaa2 .23題題4-14：（1）sradrvmmrL/0625. 0161,32（2）sradrvmmxmrL/0625. 0161,8 .36mmxmhrrmmxmhrrmmrraaffb8 .408 .3107.30cos

8、（3）242,2mvzmzrv2-2 在題在題2-2圖所事圖所事 的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知BC=50mm，CD=35mm，AD=30mm。試問(wèn)：。試問(wèn)：（1） 若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，為曲柄，AB的最的最大值為多少？大值為多少？（2） 若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，AB的最小值為多少？的最小值為多少？（3） 若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，AB 又應(yīng)為多少？又應(yīng)為多少？35DCBA5030題2-235DCBA5030(1)AB為最短1530355030ABABABlll(2)AD為最短504535305050

9、30ABABABlll或555035503050ABABABlllmmlAB45)(minmmlAB15)(maxmmlAB115353050AB為最長(zhǎng)1155530355035503050ABABABABllllAB既不為最長(zhǎng)也不為最短45303035503530505030ABABABABllll(3)只能考慮不滿足桿長(zhǎng)和條件下的機(jī)構(gòu)AB為最短301530355030ABABABlll35DCBA50304515ABl或11555ABl2-8 試用幾何法設(shè)計(jì)題試用幾何法設(shè)計(jì)題2-8所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。已知搖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。已知搖桿的行程速度變化系數(shù)桿的行程速度變化系數(shù)k=1，機(jī)架長(zhǎng)，機(jī)

10、架長(zhǎng)lAD=120mm ,曲柄長(zhǎng)曲柄長(zhǎng)lAB=20mm；且當(dāng)曲柄；且當(dāng)曲柄AB運(yùn)動(dòng)到與連桿拉直共線時(shí)，曲運(yùn)動(dòng)到與連桿拉直共線時(shí)，曲柄柄AB2與機(jī)架的夾角與機(jī)架的夾角1=45。B2DA45題2-80, 1kABCCACACAB222112EC2B2DAB1C1451、作、作DE AB2；2、取、取EC2=EC1=ABlCDlBCDClCBl222 84.85mm 87.82mm2-9 試設(shè)計(jì)題試設(shè)計(jì)題2-9圖所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行圖所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程程h=50mm，向右為工作行程，偏距，向右為工作行程，偏距e=10mm，行程速度，行程速度變化系數(shù)變化系數(shù)k=1.2，試按

11、，試按1:1的比例用幾何法求曲柄和連桿的的比例用幾何法求曲柄和連桿的長(zhǎng)度，并計(jì)算其最小傳動(dòng)角。長(zhǎng)度，并計(jì)算其最小傳動(dòng)角。e eA題2-9AB=(ACAB=(AC2 2-AC-AC1 1)/2)/2BC=(ACBC=(AC1 1+AC+AC2 2)/2)/2ACAC1 1=BC-AB=BC-ABACAC2 2=BC+AB=BC+AB180180（K-1K-1） （K+1K+1） = =確定比例尺確定比例尺lmmBClmmABllBClAB49,244 .46arccosminBCABlele eB1C2AC1B2O O90900 0- - BCmin2-12 題題2-12圖所示為一飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)

12、。實(shí)線表示飛機(jī)圖所示為一飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)。實(shí)線表示飛機(jī)降落時(shí)起落架的位置，虛線表示飛機(jī)在飛行中的位置。已降落時(shí)起落架的位置，虛線表示飛機(jī)在飛行中的位置。已知知lAD=520mm， lCD=340mm，=90=90， =60=60， =10=10，試用幾何法求出構(gòu)件，試用幾何法求出構(gòu)件ABAB和和BCBC的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度lAB和和lBC。（給（給10分鐘做，然后對(duì)答案）分鐘做，然后對(duì)答案）C1DAC2F1F2C2DB1 題2-12mmCBlmmABllBClAB2903801113-1 在題在題3-1圖所示的對(duì)新尖頂從動(dòng)件盤形圖倫機(jī)構(gòu)中，圖所示的對(duì)新尖頂從動(dòng)件盤形圖倫機(jī)構(gòu)中，已知凸輪為一偏心圓盤，圓盤

13、半徑為已知凸輪為一偏心圓盤，圓盤半徑為R, 由凸輪回轉(zhuǎn)軸心由凸輪回轉(zhuǎn)軸心O到圓盤中心到圓盤中心A的距離為的距離為lOA。試求：。試求：1). 凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑rb；2). 從動(dòng)件的行程從動(dòng)件的行程h；3). 從動(dòng)件的位移從動(dòng)件的位移s的表達(dá)式。的表達(dá)式。 O RArbB題題3-1 O RArbrb=R-lOAhh=2R-2 rb=2 lOAB222222sincos)cos(2OAOAlRlOBOBOAOBOARRlRlrOBsOAOAb222sin)cos1 (3-7 (P102) 題題3-7圖所示為磙子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。圖所示為磙子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪為一半徑為凸

14、輪為一半徑為R的偏心圓盤，圓盤的傳動(dòng)中心在的偏心圓盤，圓盤的傳動(dòng)中心在O點(diǎn)，點(diǎn)，幾何中心在幾何中心在C點(diǎn)，凸輪轉(zhuǎn)向如圖所示。試在圖上作出從動(dòng)點(diǎn)，凸輪轉(zhuǎn)向如圖所示。試在圖上作出從動(dòng)件處于初始位置的機(jī)構(gòu)圖，并在圖標(biāo)出圖示位置時(shí)凸輪轉(zhuǎn)件處于初始位置的機(jī)構(gòu)圖，并在圖標(biāo)出圖示位置時(shí)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)角過(guò)的轉(zhuǎn)角 和從動(dòng)件擺過(guò)的擺角和從動(dòng)件擺過(guò)的擺角。(給給10分鐘，考慮怎么做分鐘，考慮怎么做)RCOABal題題3-7RCOABalB00A0RCOABal0C0題題3-73-8 (P102) 題題3-8圖所示為偏置移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，該凸輪為圖所示為偏置移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，該凸輪為繞繞A轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心

15、圓盤，圓盤的圓心在轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心圓盤，圓盤的圓心在O點(diǎn)。試在圖上，點(diǎn)。試在圖上，1). 作出凸輪的理論輪廓曲線；作出凸輪的理論輪廓曲線；2). 畫出凸輪的基圓和凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置畫出凸輪的基圓和凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置;3). 當(dāng)從動(dòng)件推程作為工作行程時(shí)，標(biāo)出凸輪的合理轉(zhuǎn)向當(dāng)從動(dòng)件推程作為工作行程時(shí)，標(biāo)出凸輪的合理轉(zhuǎn)向;4). 用反轉(zhuǎn)法作出當(dāng)凸輪沿用反轉(zhuǎn)法作出當(dāng)凸輪沿方向從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)方向從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)150150時(shí)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖時(shí)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖, ,并標(biāo)出該位置上從動(dòng)件的位移和凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。并標(biāo)出該位置上從動(dòng)件的位移和凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。5).5).標(biāo)出從動(dòng)件的行程標(biāo)出從動(dòng)件的行程h h、推程運(yùn)動(dòng)角、推程運(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)