機(jī)械原理 總復(fù)習(xí)

1、機(jī)器, 機(jī)構(gòu), 機(jī)械, 容器u圖圖1,內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī); 圖圖2,碎石機(jī)碎石機(jī); P3u 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示u零件,部件,構(gòu)件u圖圖3:3:曲軸曲軸; ; 圖圖4:4:連桿連桿; ; P4P4u 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)1-1 1-1 本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容本課程研究的對(duì)象及內(nèi)容1研究對(duì)象 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 是指一種用來傳遞與變換是指一種用來傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)裝置。運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)裝置。 機(jī)器機(jī)器 是指一種執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)是指一種執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，可用來裝置，可用來變換和傳遞能量變換和傳遞能量、物料和信息。物料和信息。機(jī)械機(jī)械 是是機(jī)構(gòu)和機(jī)器機(jī)構(gòu)和機(jī)器的總稱。的總稱。第第8 8章章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖平

2、面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖一、機(jī)構(gòu)的組成要素一、機(jī)構(gòu)的組成要素牛牛頭頭刨刨床床123456機(jī)構(gòu)的組成要素是：機(jī)構(gòu)的組成要素是：、構(gòu)件構(gòu)件作為一個(gè)整體參與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的剛性單元體稱為作為一個(gè)整體參與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的剛性單元體稱為構(gòu)件構(gòu)件 一個(gè)構(gòu)件，可以是不能拆開的單一整體，也可能是由一個(gè)構(gòu)件，可以是不能拆開的單一整體，也可能是由若干個(gè)不同零件組裝起來的剛性體。若干個(gè)不同零件組裝起來的剛性體。例如：例如： 從牛頭刨床的動(dòng)畫演示可以看出，牛頭從牛頭刨床的動(dòng)畫演示可以看出，牛頭刨床有刨床有5個(gè)運(yùn)動(dòng)部分組成，這五個(gè)運(yùn)動(dòng)部分個(gè)運(yùn)動(dòng)部分組成，這五個(gè)運(yùn)動(dòng)部分相互之間既有相對(duì)運(yùn)動(dòng)又有相互聯(lián)系。相互之間既有相對(duì)運(yùn)動(dòng)又有相互聯(lián)系。構(gòu)件

3、與零件構(gòu)件與零件、由兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為由兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為 。對(duì)運(yùn)動(dòng)副的理解要把握以下三點(diǎn)：對(duì)運(yùn)動(dòng)副的理解要把握以下三點(diǎn)：（）運(yùn)動(dòng)副是一種聯(lián)接；）運(yùn)動(dòng)副是一種聯(lián)接；（）運(yùn)動(dòng)副由兩個(gè)構(gòu)件組成；（）運(yùn)動(dòng)副由兩個(gè)構(gòu)件組成；（）組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（）組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副是機(jī)械原理中最重要的概念之一是機(jī)械原理中最重要的概念之一 二、運(yùn)動(dòng)副的分類二、運(yùn)動(dòng)副的分類 組成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副的類型決定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式。運(yùn)動(dòng)組成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副的類型決定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式。運(yùn)動(dòng)副有多種類型，對(duì)運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行正確的分類，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和副有多種類

4、型，對(duì)運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行正確的分類，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和綜合中是非常重要的。綜合中是非常重要的。、根據(jù)運(yùn)動(dòng)副所引入的約束數(shù)分類、根據(jù)運(yùn)動(dòng)副所引入的約束數(shù)分類見下表見下表 教材教材P110表2-1 常用運(yùn)動(dòng)副及其簡圖名稱圖 形簡圖符號(hào)副級(jí)自由度名稱圖 形簡圖符號(hào)副級(jí)自由度球面高副I5圓柱套筒副IV2柱面高副II4轉(zhuǎn)動(dòng)副V1球面低副III3移動(dòng)副V1球銷副IV2螺旋副V1 繪制繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的步驟的步驟 P111要點(diǎn)1. 在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖時(shí)，首先確定機(jī)構(gòu)的在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖時(shí)，首先確定機(jī)構(gòu)的原動(dòng)原動(dòng)件件和和執(zhí)行件執(zhí)行件，兩者之間為傳動(dòng)部份，由此確定出組成，兩者之間為傳動(dòng)部份，由此確定出組成機(jī)構(gòu)的機(jī)

5、構(gòu)的所有構(gòu)件所有構(gòu)件，然后確定構(gòu)件間，然后確定構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)副的類型運(yùn)動(dòng)副的類型。要點(diǎn)要點(diǎn)2. 選擇適當(dāng)?shù)倪x擇適當(dāng)?shù)谋壤弑壤?，根?jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸定，根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸定出各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，然后用出各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，然后用規(guī)定的符號(hào)規(guī)定的符號(hào)畫畫出各類運(yùn)動(dòng)副，并將同一構(gòu)件上的運(yùn)動(dòng)副符號(hào)用簡單出各類運(yùn)動(dòng)副，并將同一構(gòu)件上的運(yùn)動(dòng)副符號(hào)用簡單線條線條連接起來，這樣便可繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖。連接起來，這樣便可繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖。繪制牛頭刨床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖繪制牛頭刨床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖 下頁步驟舉例下頁步驟舉例運(yùn)動(dòng)簡圖繪制步驟舉例運(yùn)動(dòng)簡圖繪制步驟舉例一、機(jī)構(gòu)的組成要素一、機(jī)構(gòu)的組成要素牛牛頭頭刨

6、刨床床123456運(yùn)動(dòng)簡圖試題舉例運(yùn)動(dòng)簡圖試題舉例 改錯(cuò)改錯(cuò)例例 1 圖示牛頭刨床設(shè)計(jì)圖示牛頭刨床設(shè)計(jì)方案草圖。設(shè)計(jì)思路為：方案草圖。設(shè)計(jì)思路為：動(dòng)力由曲柄動(dòng)力由曲柄1輸入，通過輸入，通過滑塊滑塊2使擺動(dòng)導(dǎo)桿使擺動(dòng)導(dǎo)桿 3 作往作往復(fù)擺動(dòng)，并帶動(dòng)滑枕復(fù)擺動(dòng)，并帶動(dòng)滑枕4作作往復(fù)移動(dòng)往復(fù)移動(dòng) ，以達(dá)到刨削，以達(dá)到刨削加工目的。加工目的。 試問圖示的構(gòu)件組合是否試問圖示的構(gòu)件組合是否能達(dá)到此目的？能達(dá)到此目的？ 如果不如果不能，該如何修改？能，該如何修改？1 12 23 34圖 1二、連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)二、連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 承受載荷大，便于潤滑承受載荷大，便于潤滑 制造方便，易獲得較高的精度制造方便，易

7、獲得較高的精度 兩構(gòu)件之間的接觸靠幾何封閉實(shí)現(xiàn)兩構(gòu)件之間的接觸靠幾何封閉實(shí)現(xiàn) 較好實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡要求較好實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡要求三、連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)三、連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn) 慣性力慣性力不易平衡不易平衡 不易不易精確精確實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡要求實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡要求9-2 9-2 平面連桿機(jī)構(gòu)的平面連桿機(jī)構(gòu)的 基本類型基本類型及其演化及其演化一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) P116圖圖24 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 圖圖58 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 圖圖1112基本類型基本類型：平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其演化平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類型及

8、其演化一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用 曲柄搖桿機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)構(gòu)基本類型：基本類型：四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)連桿曲線連桿曲線 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)構(gòu)機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿曲柄曲柄連架桿連架桿搖桿搖桿連桿連桿周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副周轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副擺轉(zhuǎn)副二、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化二、平面連桿機(jī)構(gòu)的演化含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu) (1) 改變相對(duì)桿長，轉(zhuǎn)動(dòng)副演化成移動(dòng)副改變相對(duì)桿長，轉(zhuǎn)動(dòng)副演化成移動(dòng)副e1234ABCD41234ABCD4曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) P119圖圖131234ABCABC123434

9、12CAB(a)(b)(c)(2) 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿 短桿為機(jī)架短桿為機(jī)架圖圖1415擺動(dòng)導(dǎo)桿擺動(dòng)導(dǎo)桿?搖塊機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)?定塊定塊9-2 9-2 曲柄存在條件曲柄存在條件 周轉(zhuǎn)副存在條件周轉(zhuǎn)副存在條件? ?如何判別如何判別 四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu) 類類型型?一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有曲柄曲柄的條件的條件 最短桿和最長桿之和最短桿和最長桿之和 小于等于其它兩桿長度之和小于等于其它兩桿長度之和 最短桿是最短桿是連架桿連架桿或或機(jī)架機(jī)架ABCDabcdabacad三、急回特性三、急回特性 和和 行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)1. 極位夾角極位夾角 當(dāng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，主當(dāng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩

10、極限位置時(shí)，主動(dòng)件曲柄在兩相應(yīng)位置所夾的角動(dòng)件曲柄在兩相應(yīng)位置所夾的角2. 急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng) 當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度快慢不同的運(yùn)動(dòng)稱為動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度快慢不同的運(yùn)動(dòng)稱為急回運(yùn)動(dòng)。急回運(yùn)動(dòng)。1. 極位夾角極位夾角 當(dāng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，主動(dòng)件曲柄在兩相當(dāng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，主動(dòng)件曲柄在兩相應(yīng)位置所夾的角應(yīng)位置所夾的角CADabdBBCC曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位夾角極位夾角eABBCC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角角dABBD擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角角2. 2. 急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng) 當(dāng)曲柄

11、等速回轉(zhuǎn)的情況下，通當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，通常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度快慢不同常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度快慢不同的運(yùn)動(dòng)稱為急回運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)稱為急回運(yùn)動(dòng)。Dabd1B2B1C2Cccab12A主動(dòng)件主動(dòng)件a a21ABAB 時(shí)間：時(shí)間：1t轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)角：1運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)：從動(dòng)件從動(dòng)件c c21DCDC 1t12ABAB 時(shí)間：時(shí)間：2t轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)角：2運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)：12DCDC 2t從動(dòng)件從動(dòng)件c c的的平均角速平均角速度：度：:DCDC2113t:DCDC1223t 1111180t1122-180t21tt 33 3. 行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K 通常把從動(dòng)件通常把從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)平均速度的運(yùn)動(dòng)平均速度的比比值值

12、(大于大于1)稱為行程速比系數(shù)，用稱為行程速比系數(shù)，用K表表示。示。 從動(dòng)件快速行程平均速度從動(dòng)件慢速行程平均速度K=11180KK180180=通常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)平均速度的比通常把從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)平均速度的比值值(大于大于1)稱為行程速比系數(shù)，用稱為行程速比系數(shù)，用K表示。表示。11180KK180180K3. 行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K33K 度從動(dòng)件慢速行程平均速度從動(dòng)件快速行程平均速13t23t 1111180t1122-180tDabd1B2B1C2Cccab12AeABBCC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角角dABBD擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角角四、機(jī)構(gòu)的

13、死點(diǎn)位置四、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置1. 死點(diǎn)位置死點(diǎn)位置 所謂死點(diǎn)位置就是指所謂死點(diǎn)位置就是指時(shí)機(jī)構(gòu)所處的位置。時(shí)機(jī)構(gòu)所處的位置。 2. 死點(diǎn)位置的應(yīng)用死點(diǎn)位置的應(yīng)用 鉆床夾具鉆床夾具 ，飛機(jī)起落架飛機(jī)起落架，火車輪火車輪曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（曲柄為主動(dòng)件曲柄為主動(dòng)件）無死點(diǎn)存在無死點(diǎn)存在DABCMBvBFCFCvC0BABMFB曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)的死點(diǎn)90B或或者者0BDABCMBvBFCFCv0CBCDMFC1234從動(dòng)件主動(dòng)件AB2C2D0,180C1B10曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（曲柄為主動(dòng)件曲柄為主動(dòng)件）的死）的死點(diǎn)點(diǎn)eABCMBFBvCFCvABMFB0BCeABCBF

14、BvCFCvB0C無死點(diǎn)存在無死點(diǎn)存在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的的死點(diǎn)死點(diǎn)有死點(diǎn)存在有死點(diǎn)存在2. 2. 死點(diǎn)位置的應(yīng)用死點(diǎn)位置的應(yīng)用飛機(jī)起落飛機(jī)起落架架夾夾具具第第1010章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件凸輪滾子機(jī)架凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆喭馆啓C(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)輪廓，便可使從動(dòng)件得到所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便律，并且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：凸輪輪廓與從動(dòng)件之凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：凸輪輪廓與從動(dòng)件之間是點(diǎn)接觸或線接觸，易于磨損，通常間是點(diǎn)接觸或線接觸，易于磨損，通常用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)二、凸

15、輪機(jī)構(gòu)的類型二、凸輪機(jī)構(gòu)的類型1、按凸輪的幾何形狀分、按凸輪的幾何形狀分：（1）盤形凸輪）盤形凸輪 （3）圓柱凸輪）圓柱凸輪 2、按從動(dòng)件的端部形狀分、按從動(dòng)件的端部形狀分（1 1）尖頂從動(dòng)件）尖頂從動(dòng)件 對(duì)心對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏心偏心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件直動(dòng)尖頂從動(dòng)件（2 2）滾子從動(dòng)件）滾子從動(dòng)件 對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件（3 3）平底從動(dòng)件）平底從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)對(duì)心直動(dòng)平底平底從動(dòng)件從動(dòng)件從動(dòng)件從動(dòng)件( (推桿推桿) )的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)入 CAI 教學(xué)軟件進(jìn)入 CAI 教學(xué)軟件1 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 圖6 P131從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過程中速度為常數(shù)，而在運(yùn)動(dòng)的始從

16、動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過程中速度為常數(shù)，而在運(yùn)動(dòng)的始末點(diǎn)處速度產(chǎn)生突變，理論上加速度為無窮大，末點(diǎn)處速度產(chǎn)生突變，理論上加速度為無窮大，產(chǎn)生無窮大的慣性力，有產(chǎn)生無窮大的慣性力，有剛性沖擊剛性沖擊，適用于低速，適用于低速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。2 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 圖7從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過程中加速度為常數(shù)，而在運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過程中加速度為常數(shù)，而在運(yùn)動(dòng)的始末點(diǎn)處速度產(chǎn)生突變，產(chǎn)生較大的加速度和慣始末點(diǎn)處速度產(chǎn)生突變，產(chǎn)生較大的加速度和慣性力，有性力，有柔性沖擊柔性沖擊，適用于中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。，適用于中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。凸輪凸輪輪廓輪廓曲線的設(shè)計(jì)曲線的設(shè)計(jì)圖解法圖解法：直觀、誤差大解析法：解析法：

17、計(jì)算機(jī)已知推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，凸輪機(jī)構(gòu)的形式，已知推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，凸輪機(jī)構(gòu)的形式，凸輪的基圓半徑和凸輪的轉(zhuǎn)向后，凸輪的基圓半徑和凸輪的轉(zhuǎn)向后，即可設(shè)計(jì)凸輪。即可設(shè)計(jì)凸輪。凸輪輪廓設(shè)計(jì)方法的基本原理凸輪輪廓設(shè)計(jì)方法的基本原理反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法 P133 例題例題 做筆記做筆記用用作圖法作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓廓線設(shè)計(jì)凸輪輪廓廓線/作圖步驟作圖步驟見書見書p133反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)棘棘 輪輪 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)主動(dòng)擺桿驅(qū)動(dòng)棘爪棘輪止動(dòng)棘爪一、棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理棘輪不動(dòng)棘輪運(yùn)動(dòng)單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)外外嚙嚙式式內(nèi)內(nèi)嚙嚙式式三、棘輪機(jī)構(gòu)的三、棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用

18、輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、運(yùn)動(dòng)可靠、棘輪轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、運(yùn)動(dòng)可靠、棘輪轉(zhuǎn)角容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)整容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)整缺點(diǎn)缺點(diǎn):棘爪在齒面滑過時(shí)會(huì)引起噪聲，高速時(shí)更嚴(yán)重棘爪在齒面滑過時(shí)會(huì)引起噪聲，高速時(shí)更嚴(yán)重應(yīng)用應(yīng)用: 輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)多用于輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)多用于 低速、輕載低速、輕載時(shí)間歇運(yùn)動(dòng)的控制時(shí)間歇運(yùn)動(dòng)的控制棘輪機(jī)構(gòu)用于將搖桿的棘輪機(jī)構(gòu)用于將搖桿的周期性擺動(dòng)周期性擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為棘輪的單轉(zhuǎn)換為棘輪的單向向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，也常作為，也常作為防逆轉(zhuǎn)防逆轉(zhuǎn)裝置裝置 二二 槽槽 輪輪 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理主動(dòng)撥盤主動(dòng)撥盤

19、從動(dòng)槽輪從動(dòng)槽輪鎖止弧鎖止弧鎖止弧鎖止弧徑向槽徑向槽圓柱銷圓柱銷主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱銷進(jìn)入徑向槽圓柱銷進(jìn)入徑向槽鎖止弧松開鎖止弧松開從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)過角撥盤轉(zhuǎn)過角2 1槽輪轉(zhuǎn)過槽輪轉(zhuǎn)過2 2圓柱銷脫出徑向槽圓柱銷脫出徑向槽槽輪另一鎖止弧被撥盤鎖止弧鎖住槽輪另一鎖止弧被撥盤鎖止弧鎖住撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)、槽輪靜止撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)、槽輪靜止二二、槽輪機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用槽輪機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用常見的槽輪機(jī)構(gòu)有兩種類型：常見的槽輪機(jī)構(gòu)有兩種類型：外外嚙嚙合合槽槽輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)二、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)二、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)1、槽輪機(jī)構(gòu)的、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)運(yùn)動(dòng)系數(shù)主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周時(shí)，設(shè)主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周時(shí)

20、，設(shè) 槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2與與 撥盤的運(yùn)動(dòng)時(shí)間撥盤的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1 的比值的比值 為槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)。為槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)。12tt 槽輪的槽數(shù)Z 越少,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性就越差。 設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu)時(shí)，常取設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu)時(shí)，常取z=48 撥盤圓銷數(shù)撥盤圓銷數(shù)KzzK2)2( 例例 題題u有一外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪的槽數(shù)為有一外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪的槽數(shù)為，撥盤的圓銷數(shù)為，轉(zhuǎn)速為，撥盤的圓銷數(shù)為，轉(zhuǎn)速為r/min，要求：，要求：u它的運(yùn)動(dòng)系數(shù)？它的運(yùn)動(dòng)系數(shù)？u運(yùn)動(dòng)的一周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的一周期內(nèi), 槽輪的靜止時(shí)間應(yīng)該為槽輪的靜止時(shí)間應(yīng)該為多少秒？多少秒？例例 題題u 在車床上六角刀架的轉(zhuǎn)位裝置中，采用在車床上

21、六角刀架的轉(zhuǎn)位裝置中，采用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。已知槽輪的槽數(shù)為，外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。已知槽輪的槽數(shù)為，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 比比 靜止時(shí)間靜止時(shí)間 為為1 ：2 ，u要求：要求：u該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)？該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)？u撥盤的圓銷數(shù)撥盤的圓銷數(shù) K ？結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，效率較高，與棘輪機(jī)構(gòu)相比，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能準(zhǔn)與棘輪機(jī)構(gòu)相比，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角的大小，應(yīng)用確控制轉(zhuǎn)角的大小，應(yīng)用 較大，較大，但槽輪的轉(zhuǎn)角不能調(diào)節(jié)。但槽輪的轉(zhuǎn)角不能調(diào)節(jié)。 第第12章章 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)鎮(zhèn)江高等專科學(xué)校張躍年典型的齒輪傳動(dòng)典型的齒輪傳動(dòng)第第1 1

22、節(jié)節(jié) 概述概述 齒輪機(jī)構(gòu)的類型與功能齒輪機(jī)構(gòu)的類型與功能 齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與其它傳動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)相比，齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，工是：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，效率高，壽命作可靠，效率高，壽命長，能保證恒定的傳動(dòng)長，能保證恒定的傳動(dòng)比，而且其傳遞的功率比，而且其傳遞的功率與適用的速度范圍大。與適用的速度范圍大。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是是:其制造安裝費(fèi)其制造安裝費(fèi)用較高，低精度齒輪傳用較高，低精度齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)噪聲較大。動(dòng)的振動(dòng)噪聲較大。 齒輪機(jī)構(gòu)是依靠齒輪機(jī)構(gòu)是依靠輪齒輪齒直接接觸直接接觸構(gòu)成構(gòu)成高副高副來傳遞

23、兩軸之間的來傳遞兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。1、平行軸平行軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)之間傳遞運(yùn)動(dòng)一、齒輪機(jī)構(gòu)的類型與功能齒輪機(jī)構(gòu)的類型與功能（1）直齒圓柱直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)輪齒分布在圓柱體輪齒分布在圓柱體外部且與其軸線平外部且與其軸線平行行,嚙合的兩外齒嚙合的兩外齒輪轉(zhuǎn)向相反。應(yīng)用輪轉(zhuǎn)向相反。應(yīng)用廣泛。廣泛。（2）斜齒圓柱斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)輪齒與其軸線傾輪齒與其軸線傾斜，兩輪轉(zhuǎn)向相斜，兩輪轉(zhuǎn)向相反，傳動(dòng)平穩(wěn)反，傳動(dòng)平穩(wěn),適適合于高速傳動(dòng)合于高速傳動(dòng),但但有有軸向力。軸向力。（3 3）人字齒人字齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)圓柱齒輪機(jī)構(gòu)由兩排旋向相反的斜由兩排旋向相反的斜齒輪對(duì)稱組成，其齒輪對(duì)稱組成，

24、其軸軸向力被相互抵消。向力被相互抵消。適合高速和重載傳動(dòng)，適合高速和重載傳動(dòng)，但但制造成本較高。制造成本較高。（4）直齒）直齒內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合圓柱齒輪機(jī)構(gòu)圓柱齒輪機(jī)構(gòu)輪齒與其軸線平輪齒與其軸線平行且分布在空心行且分布在空心圓柱體的內(nèi)部，圓柱體的內(nèi)部，它與外齒輪嚙合它與外齒輪嚙合時(shí)兩輪的時(shí)兩輪的轉(zhuǎn)向相轉(zhuǎn)向相同。同。（6）直齒齒輪）直齒齒輪齒條齒條機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)齒數(shù)趨于無窮多齒數(shù)趨于無窮多的外齒輪演變成的外齒輪演變成齒條，它與外齒齒條，它與外齒輪嚙合時(shí)，齒輪輪嚙合時(shí)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條直線直線移動(dòng)。移動(dòng)。2、相交軸相交軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)之間傳遞運(yùn)動(dòng)(1) (1) 直齒直齒圓錐圓錐齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)輪齒沿圓錐

25、母輪齒沿圓錐母線排列于截錐線排列于截錐表面，是相交表面，是相交軸齒輪傳動(dòng)的軸齒輪傳動(dòng)的基本形式。制基本形式。制造較為簡單。造較為簡單。（2）蝸桿蝸輪蝸桿蝸輪傳動(dòng)傳動(dòng)蝸桿蝸輪傳動(dòng)多用于蝸桿蝸輪傳動(dòng)多用于兩軸交錯(cuò)角為兩軸交錯(cuò)角為90 的傳動(dòng)，其的傳動(dòng)，其傳動(dòng)比大傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)，具有，傳動(dòng)平穩(wěn)，具有自鎖性，自鎖性，但效率較低。但效率較低。二、齒輪機(jī)構(gòu)的二、齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖齒輪用于傳遞（變換）運(yùn)動(dòng)和力齒輪用于傳遞（變換）運(yùn)動(dòng)和力（1）轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速大小的大小的變換變換z1z2121212zz三、齒輪機(jī)構(gòu)的功能齒輪機(jī)構(gòu)的功能齒數(shù)比齒數(shù)比21zz 決定決定轉(zhuǎn)速變換量轉(zhuǎn)速變換量(2) 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)

26、速方向方向的變換的變換平行軸外嚙合平行軸外嚙合齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)改變改變齒輪的回轉(zhuǎn)方向齒輪的回轉(zhuǎn)方向平行軸內(nèi)嚙合平行軸內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)不改變不改變齒輪的回轉(zhuǎn)方向齒輪的回轉(zhuǎn)方向(3) 改變改變運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的傳遞方向傳遞方向相交軸外嚙合相交軸外嚙合 齒輪傳動(dòng)不僅改變齒輪的回轉(zhuǎn)方齒輪傳動(dòng)不僅改變齒輪的回轉(zhuǎn)方向向; 還改變運(yùn)動(dòng)的傳遞方向還改變運(yùn)動(dòng)的傳遞方向交錯(cuò)軸外嚙合交錯(cuò)軸外嚙合齒輪傳動(dòng)不僅改變齒輪的回轉(zhuǎn)方齒輪傳動(dòng)不僅改變齒輪的回轉(zhuǎn)方向向; 還改變運(yùn)動(dòng)的傳遞方向還改變運(yùn)動(dòng)的傳遞方向漸開線與漸開線齒廓漸開線與漸開線齒廓一、一、漸開線漸開線與漸開線方程與漸開線方程1.漸開線的形成漸開線的形成當(dāng)直線當(dāng)直線

27、x-x沿半徑為沿半徑為rb的圓作純的圓作純滾動(dòng)時(shí)，該直線上任一點(diǎn)滾動(dòng)時(shí)，該直線上任一點(diǎn)K的的軌跡稱為該圓的漸開線，該圓軌跡稱為該圓的漸開線，該圓稱為漸開線的基圓，直線稱為漸開線的基圓，直線x-x稱為漸開線的發(fā)生線，稱為漸開線的發(fā)生線，角角K 稱為漸開線稱為漸開線AK段的展角。也段的展角。也叫壓力角叫壓力角. 4) 漸開線的形狀僅取決于其基圓的大小。漸開線的形狀僅取決于其基圓的大小?；鶊A越小，基圓越小，漸開線越彎曲，基圓越大，漸開線越平直，漸開線越彎曲，基圓越大，漸開線越平直，當(dāng)基當(dāng)基圓半徑為無窮大時(shí)，圓半徑為無窮大時(shí)，漸開線就變成一條直線漸開線就變成一條直線。漸開線齒廓嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)漸開線齒廓

28、嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)iO PO Prr12122121=1212122112=bbrrrrPOPOi1.傳動(dòng)比恒定不變傳動(dòng)比恒定不變2.中心距變動(dòng)不影響傳動(dòng)比中心距變動(dòng)不影響傳動(dòng)比（可分性）（可分性）漸開線圓柱齒輪及其基本齒廓漸開線圓柱齒輪及其基本齒廓一、一、齒輪的各部分名稱齒輪的各部分名稱齒頂圓齒頂圓：過各輪齒頂端的圓，其過各輪齒頂端的圓，其直徑用直徑用da、半徑用半徑用ra表示。表示。齒根圓齒根圓：與齒輪各輪齒齒槽底與齒輪各輪齒齒槽底部相切的圓，直徑用部相切的圓，直徑用df 、半徑用半徑用rf 表示表示。分度圓分度圓：為設(shè)計(jì)和制造的方便而為設(shè)計(jì)和制造的方便而規(guī)定的一個(gè)基準(zhǔn)圓規(guī)定的一個(gè)基準(zhǔn)圓，其直

29、徑用，其直徑用d d、半徑用半徑用r r表示。表示。 規(guī)定規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓上的齒厚分度圓上的齒厚s s與齒槽寬與齒槽寬e e相等。相等。漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸幾何尺寸1漸開線齒輪的基本參數(shù)與基本齒廓漸開線齒輪的基本參數(shù)與基本齒廓（1）齒數(shù)齒數(shù) 在齒輪的整圓周上輪齒總數(shù)，用在齒輪的整圓周上輪齒總數(shù)，用 z 表示，表示，顯然顯然 z 應(yīng)為整數(shù)。應(yīng)為整數(shù)。 齒輪的齒數(shù)是根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定的，如：傳動(dòng)比、齒輪的齒數(shù)是根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定的，如：傳動(dòng)比、中心距要求、接觸強(qiáng)度等。中心距要求、接觸強(qiáng)度等。（2 2）模數(shù)模數(shù) m齒輪分度圓的周長為齒輪分度圓的周長為:分度圓

30、直徑為：分度圓直徑為：pzd pzd 為了設(shè)計(jì)、制造和測(cè)量方便為了設(shè)計(jì)、制造和測(cè)量方便 pm 第 一系 列0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.60.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 68 10 12 16 20 25 32 40 50第 二系 列0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5(6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 （30） 36 45模數(shù)系列模數(shù)系列2漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸幾何尺寸 P150表5-5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸公式表名稱代 號(hào)公 式分度圓直徑dd1=mz1 d2=mz2基圓直徑dbdb1=mz1cos、 db2=mz2cos齒頂高h(yuǎn)ahh maa=*齒根高h(yuǎn)fhhcmfa= (+)*齒頂圓直徑daddham zhaa11122(*) ddhm zhaaa22222()*齒根圓直徑dfdfdhfm zhac112122(*) ddhm zhcffa222222()*分度圓齒距pp=m分度圓齒厚ssm12基圓齒距pbpb=mcos中心距aam zz1221() 注：上面符號(hào)用于外齒輪或外嚙合傳動(dòng)，下