機(jī)械原理-總復(fù)習(xí)

1機(jī)械結(jié)構(gòu)分析繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖計(jì)算自由度結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)綜合→→結(jié)構(gòu)？NY構(gòu)件+運(yùn)動(dòng)副→→運(yùn)動(dòng)鏈→→F>0?→→機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)的條件(1)分析運(yùn)動(dòng)，數(shù)清構(gòu)件(2)判定運(yùn)動(dòng)副性質(zhì)并表達(dá)之(3)表達(dá)構(gòu)件F=3n-2PL-PH注意：(1)復(fù)合鉸鏈

(2)局部自由度

(3)虛約束F=原動(dòng)件數(shù)機(jī)構(gòu)=基本機(jī)構(gòu)+桿組桿組：3n=2PL二級(jí)桿組：n=2，PL=3三級(jí)桿組：n=4，PL=6零件機(jī)器機(jī)械高副低副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副代機(jī)架主動(dòng)件從動(dòng)件

那么，什么樣的機(jī)構(gòu)能夠滿足預(yù)定的位移、速度、力的要求呢？2

平面運(yùn)動(dòng)鏈自由度計(jì)算公式為

運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件

運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件是：取運(yùn)動(dòng)鏈中一個(gè)構(gòu)件相對(duì)固定作為機(jī)架，運(yùn)動(dòng)鏈相對(duì)于機(jī)架的自由度必須大于零，且原動(dòng)件的數(shù)目等于運(yùn)動(dòng)鏈的自由度數(shù)。滿足以上條件的運(yùn)動(dòng)鏈即為機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的自由度可用運(yùn)動(dòng)鏈自由度公式計(jì)算。一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

計(jì)算錯(cuò)誤的原因

例題

圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算

解

n7，pL6，pH0

F3n2pLpH37269錯(cuò)誤的結(jié)果！12345678ABCDEF兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副12345678ABCDEF

●復(fù)合鉸鏈(Compoundhinges)

定義：兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。

k個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，有(k-1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。

正確計(jì)算

B、C、D、E處為復(fù)合鉸鏈，轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)均為2。

n7，pL10，pH0

F3n2pLpH372101

計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合鉸鏈舉例關(guān)鍵：分辨清楚哪幾個(gè)構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接12313424132312兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副1234兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副1423兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副例題計(jì)算凸輪機(jī)構(gòu)自由度

F3n2pLpH332312

●局部自由度(Passivedegreeoffreedom)

定義：機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的僅與其自身的局部運(yùn)動(dòng)有關(guān)的自由度。

考慮局部自由度時(shí)的機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算

設(shè)想將滾子與從動(dòng)件焊成一體

F322211

計(jì)算時(shí)減去局部自由度FP

F332311(局部自由度)1？●虛約束(Redundantconstraint,Passiveconstraint)定義：機(jī)構(gòu)中不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束。計(jì)算具有虛約束的機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)先將機(jī)構(gòu)中引入虛約束的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副除去。

虛約束發(fā)生的場(chǎng)合

⑴兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)接觸點(diǎn)處法線重合的高副

⑵兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持不變

未去掉虛約束時(shí)F3n2pLpH34260

構(gòu)件5和其兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副E、F提供的自由度F31221即引入了一個(gè)約束，但這個(gè)約束對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起實(shí)際約束作用，為虛約束。去掉虛約束后?3241ACBDEF5ABCDAEEF

F3n2pLpH33241

⑶

聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合構(gòu)件3與構(gòu)件2組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副E及與機(jī)架組成的移動(dòng)副提供的自由度F31221即引入了一個(gè)約束，但這個(gè)約束對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起實(shí)際約束作用，為虛約束。去掉虛約束后構(gòu)件2和3在E點(diǎn)軌跡重合3E4125ABCBEBC=ABEAC=90

F3n2pLpH332411B342A

⑷

機(jī)構(gòu)中對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分

對(duì)稱布置的兩個(gè)行星輪2和2以及相應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副D、C和4個(gè)平面高副提供的自由度F3222142

即引入了兩個(gè)虛約束。未去掉虛約束時(shí)F3n2pLpH3525161去掉虛約束后F3n2pLpH33231211234ADBC22

虛約束的作用⑴改善構(gòu)件的受力情況，分擔(dān)載荷或平衡慣性力，如多個(gè)行星輪。⑵增加結(jié)構(gòu)剛度，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。⑶提高運(yùn)動(dòng)可靠性和工作的穩(wěn)定性。

注意機(jī)構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成實(shí)際有效的約束，從而使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

基本思路

驅(qū)動(dòng)桿組(Drivinggroups)基本桿組(Basicgroups)機(jī)構(gòu)由原動(dòng)件和機(jī)架組成，自由度等于機(jī)構(gòu)自由度不可再分的自由度為零的構(gòu)件組合

基本桿組應(yīng)滿足的條件F3n2pL0

即

n(23)pL

基本桿組的構(gòu)件數(shù)n2，4，6，…基本桿組的運(yùn)動(dòng)副數(shù)pL3，6，9，…

⑴n2，pL3的雙桿組(II級(jí)組)內(nèi)接運(yùn)動(dòng)副外接運(yùn)動(dòng)副R-R-R組R-R-P組R-P-R組P-R-P組R-P-P組⑵n4，pL6的多桿組①I(mǎi)II級(jí)組

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有一個(gè)三副構(gòu)件，而每個(gè)內(nèi)副所聯(lián)接的分支構(gòu)件是兩副構(gòu)件。r1r2O1O2O2r2O1高副低代

接觸點(diǎn)處兩高副元素的曲率半徑為有限值

接觸點(diǎn)處兩高副元素之一的曲率半徑為無(wú)窮大高副低代虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件高副低代

例4對(duì)圖示電鋸機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。解n8，pL11，pH1，F(xiàn)3n2pLpH38211111。機(jī)構(gòu)無(wú)復(fù)合鉸鏈和虛約束，局部自由度為滾子繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。高副低代O6DO1345721CBA109HGFEIJ8123456789OABCDEFGIHJKO19O12BA1057HFI拆分基本桿組II級(jí)機(jī)構(gòu)G6J8D34CE？機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)傳遞：1→2→3→4→5知求1→B1(B2)→B3→D→E(5)CF求解順序：桿組2-3影像法桿組4-5桿組2-3桿組4-5同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間速度、加速度關(guān)系兩個(gè)構(gòu)件重合點(diǎn)間速度、加速度關(guān)系列方程、畫(huà)速度、加速度多邊形示意圖3C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)=隨B點(diǎn)平動(dòng)+繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)ABC11234DB2點(diǎn)運(yùn)動(dòng)=

B3點(diǎn)牽連運(yùn)動(dòng)+B2與B3的相對(duì)運(yùn)動(dòng)4A1B2C3QPv1212(1)移動(dòng)副中的摩擦平面摩擦N21F21R21法向反力N21=Q摩擦力F21=fN21=fQ合成為總反力R21

——摩擦角tan=F21/N21=f考慮摩擦?xí)r，移動(dòng)副中總反力偏離法向一摩擦角。偏離方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。2.運(yùn)動(dòng)副中的摩擦12Qv12P

槽面摩擦N21/2N21/2F21法向反力

N21=Q/sin

摩擦力

F21=fN21=fQ/sin=fvQ

fv=f/sin

——當(dāng)量摩擦系數(shù)tanv=fvv——當(dāng)量摩擦角vR21

受力分析v12QP21N21F21滑塊沿斜面勻速上升法向反力N21摩擦力F21合成為總反力R21R21P+Q+R21=0驅(qū)動(dòng)力P=Qtan(+)PQR21+

受力分析滑塊沿斜面勻速下降法向反力N21摩擦力F21合成為總反力R21P'+Q+R21=0

阻抗力P'=Qtan(-)v12QP'21N21F21R21-P'QR21當(dāng)

＜時(shí)，P'為負(fù)

——驅(qū)動(dòng)力螺母逆Q而上時(shí)P=Qtan(+)即正行程M=Pd2/2=Qd2tan(+)/2螺母順Q而下時(shí)P’=Qtan(-)即反行程M’=P’d2/2=Qd2tan(-)/2螺母逆Q而上時(shí)P=Qtan(+v)即正行程M=Pd2/2=Qd2tan(+v)/2螺母順Q而下時(shí)P'=Qtan(-v)即反行程M'=P'd2/2=Qd2tan(-v)/2(2)螺旋副中的摩擦矩形螺紋QMQd2lP三角螺紋返回(3)轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦1)軸頸摩擦Q12R21=QMd=R21=QR21N21F21以O(shè)為圓心，

為半徑的圓——摩擦圓摩擦力矩Mf=F21r=fvQr=QF21=fvQ

，fv=(1-1.57)f摩擦力=fvr考慮摩擦?xí)r，轉(zhuǎn)動(dòng)副中總反力偏離轉(zhuǎn)動(dòng)中心一摩擦圓半徑。Md轉(zhuǎn)動(dòng)副中總反力方向的判定：不考慮摩擦，初定總反力方向；總反力應(yīng)切于摩擦圓；總反力對(duì)軸頸中心的矩的方向與軸頸相對(duì)于軸承的角速度方向相反。例3-9四桿機(jī)構(gòu)如圖所示，驅(qū)動(dòng)力矩M1，阻抗力矩M3，試確定轉(zhuǎn)動(dòng)副中作用力方向和位置。R12R32BAR21M1R41DCR23R42M3ABCD12341M1M32)軸端摩擦新軸端：p=常數(shù)Mf=2fQ(R3-r3)/3(R2-r2)跑合軸端：=常數(shù)Mf=fQ(R+r)/212QMdRr輸入功Wd

——驅(qū)動(dòng)力所作的功。輸出功Wr

——克服生產(chǎn)阻力所作的功。損失功Wf——克服有害阻力所作的功。Wd=Wr+Wf機(jī)械效率——輸出功與輸入功的比值。

＜13.機(jī)械的效率vpPQvQ設(shè)：P為驅(qū)動(dòng)力，該處速度vp；

Q為生產(chǎn)阻力，該處速度vQ。機(jī)械效率=不計(jì)摩擦?xí)r克服生產(chǎn)阻力所需理想驅(qū)動(dòng)力與克服同樣生產(chǎn)阻力（連同摩擦力）所需實(shí)際驅(qū)動(dòng)力之比。機(jī)械效率：理想機(jī)械效率實(shí)際機(jī)械效率：假設(shè)：機(jī)械中不存在摩擦——理想機(jī)械克服同樣生產(chǎn)阻力Q需要的驅(qū)動(dòng)力P0——理想驅(qū)動(dòng)力例如，分析螺旋機(jī)構(gòu)的效率。逆Q而上，正行程中:順Q而下，反行程中:機(jī)組效率串聯(lián)：并聯(lián)：混聯(lián)：減小運(yùn)動(dòng)副摩擦縮短傳動(dòng)鏈12KNdN1N2Nk123NdN1N2NkN1’N2’Nk’提高效率的措施12機(jī)械自鎖——不論作用在機(jī)械上的驅(qū)動(dòng)力如何增大，也無(wú)法使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。自鎖條件——根據(jù)運(yùn)動(dòng)副判別PPtPn驅(qū)動(dòng)力PPt=Psin=PntanPn=Pcos摩擦力F21=fN21=fPn=Pntan當(dāng)≤時(shí)，Pt

≤F21自鎖N21F21R21移動(dòng)副中，驅(qū)動(dòng)力作用在摩擦角之內(nèi)時(shí)將發(fā)生自鎖。4.機(jī)械的自鎖12a

PR21驅(qū)動(dòng)力P驅(qū)動(dòng)力矩Md=Pa摩擦力矩Mf=R21=P當(dāng)a≤時(shí)，Md

≤Mf

——自鎖轉(zhuǎn)動(dòng)副中，驅(qū)動(dòng)力作用線與摩擦圓相切時(shí)將發(fā)生自鎖。自鎖條件——根據(jù)機(jī)械效率判別當(dāng)Wd≤Wf時(shí)，

≤0例如，分析螺旋千斤頂機(jī)構(gòu)在重力Q作用下的自鎖條件。反行程時(shí)效率：自鎖條件：≤0即≤V自鎖條件——根據(jù)阻抗力判別機(jī)械自鎖時(shí)：阻抗力≤0即該力變?yōu)轵?qū)動(dòng)力時(shí)，才能使機(jī)械運(yùn)動(dòng)例如螺旋千斤頂反行程時(shí)，阻抗力為P'P'=Qtan(-)自鎖條件：P'≤0，即≤課堂小結(jié)1.機(jī)械中摩擦的影響。2.移動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副、螺旋副中摩擦力的分析。3.機(jī)械效率的意義、表達(dá)方式。4.機(jī)械的自鎖及自鎖條件的判別。作業(yè)：5-8、5-11構(gòu)件可長(zhǎng)，用于遠(yuǎn)距離的操作。如挖掘機(jī)、車閘。杠桿特性，用于增力。運(yùn)動(dòng)形式多樣，可用于運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。連架桿位置對(duì)應(yīng)，用于控制。連桿位置多變，用于特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律。連桿曲線豐富，用于特定軌跡。平面連桿機(jī)構(gòu)4連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)的基本類型及演化曲柄急回運(yùn)動(dòng)特性（極位夾角）壓力角和傳動(dòng)角（傳力特性）死點(diǎn)（極位）運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性要點(diǎn)四：連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)件可長(zhǎng)，用于遠(yuǎn)距離的操作杠桿特性，用于增力運(yùn)動(dòng)形式多樣，可用于運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換連架桿位置對(duì)應(yīng)，用于控制連桿位置多變，用于特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律連桿曲線豐富，用于特定軌跡要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)三設(shè)計(jì)問(wèn)題一設(shè)計(jì)問(wèn)題二設(shè)計(jì)問(wèn)題三設(shè)計(jì)問(wèn)題四連桿機(jī)構(gòu)特性和設(shè)計(jì)曲柄存在的條件（桿長(zhǎng)條件）二、平面連桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)四桿機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)動(dòng)副成為整轉(zhuǎn)副的條件⑴轉(zhuǎn)動(dòng)副所連接的兩個(gè)構(gòu)件中，必有一個(gè)為最短桿。⑵最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)

同一運(yùn)動(dòng)鏈可以生成的不同機(jī)構(gòu)1423ABCD1423ABCD1423ABCD1423ABCD曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)1423ABC1432ABC431CAB2431CAB2凸輪機(jī)構(gòu)的組成、特點(diǎn)與應(yīng)用a.推桿可實(shí)現(xiàn)較任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律b.凸輪與推桿高副接觸，傳力小用于傳力不大的控制和調(diào)節(jié)裝置凸輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用組成凸輪+推桿+機(jī)架（+鎖合裝置）1234凸輪機(jī)構(gòu)5

熟練應(yīng)用掌握反轉(zhuǎn)法原理對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析五、凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類與命名用一例說(shuō)明，對(duì)圖示凸輪機(jī)構(gòu)作如下分析：凸輪形狀：從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式：運(yùn)動(dòng)副元素形狀：高副的鎖合方式：那么，該凸輪機(jī)構(gòu)的名字可以命為：力鎖合對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)形鎖合偏置滾子從動(dòng)件平低從動(dòng)件空間凸輪移動(dòng)凸輪其他類型盤(pán)形凸輪（對(duì)心）直動(dòng)滾子重力鎖合可以組合出多種類型的凸輪機(jī)構(gòu)……擺動(dòng)螺旋齒輪斜齒圓柱齒輪直齒圓柱齒輪蝸桿蝸輪嚙合問(wèn)題計(jì)算問(wèn)題加工問(wèn)題定i→需定C→嚙合基本定律漸開(kāi)線齒廓↓→四線合一發(fā)生線嚙合線公法線公切線正確傳動(dòng)條件正確嚙合連續(xù)傳動(dòng)正確安裝單齒輪對(duì)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪……變位齒輪……→五個(gè)基本參數(shù)

zm

ha*c*α→

四圓、三高三弧、一角→大小匹配→m1=m2=m→交接及時(shí)→ε≥1→無(wú)側(cè)隙→a'=a=m(z1+z2)/2

m不同刀不同

m相同滾刀同若問(wèn)可否同刀銑要看齒數(shù)相差幾類型不同調(diào)距離齒數(shù)不同調(diào)速比展成法→根切仿形法

↓與z有關(guān)

↓Zmin=17No↓

變位↑Σ=β1+β2端面←參數(shù)→法面標(biāo)準(zhǔn)值選刀值非標(biāo)值計(jì)算值可湊中心距ε↑單輪與斜齒輪同蝸輪轉(zhuǎn)向中心距a=m(q+z2)/2只有變位蝸桿←變位→沒(méi)有變位蝸輪主平面過(guò)桿軸垂輪軸右旋左手定左旋右手定齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)6復(fù)合輪系定軸輪系

輪系的類型

輪系的功用輪系傳動(dòng)比計(jì)算

類型選擇及主要參數(shù)遠(yuǎn)距傳動(dòng)分路傳動(dòng)變速傳動(dòng)變向傳動(dòng)大功率大傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)的分解H12周轉(zhuǎn)輪系輪系7輪系的類型

輪系定軸輪系所有齒輪幾何軸線位置固定空間定軸輪系平面定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系行星輪系(F1)差動(dòng)輪系(F2)復(fù)合輪系由定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系組合而成某些齒輪幾何軸線有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)七、輪系

周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算

1.周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的基本思路周轉(zhuǎn)輪系假想的定軸輪系原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變

轉(zhuǎn)化方法給整個(gè)機(jī)構(gòu)加上一個(gè)公共角速度(H)轉(zhuǎn)化H321O1O3O2OHHH132O1O3O23213H2H1H3H12O1OHO3O23H12O1OHO3O2

周轉(zhuǎn)輪系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸共線，可以根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)寫(xiě)出三個(gè)基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之間的比值關(guān)系式。已知兩個(gè)基本構(gòu)件的角速度向量的大小和方向時(shí)，可以計(jì)算出第三個(gè)基本構(gòu)件角速度的大小和方向。H321在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的角速度(相對(duì)于系桿的角速度)原角速度構(gòu)件代號(hào)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度1H1H2H2H3H3HHHHH132H2.

周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法求轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比iH“”號(hào)表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪1和齒輪3轉(zhuǎn)向相反周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般公式中心輪1、n，系桿HO1O3O23213H2H1H轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)

是轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中1輪主動(dòng)、n輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比，其大小和符號(hào)完全按定軸輪系處理。正負(fù)號(hào)僅表明在該輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，齒輪1和齒輪n的轉(zhuǎn)向關(guān)系。

注意事項(xiàng)⑴

⑵齒數(shù)比前的“”、“”號(hào)不僅表明在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪1和齒輪n的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的大小和正負(fù)號(hào)。⑶1、

n

和H是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實(shí)角速度，且為代數(shù)量。i1nH行星輪系其中一個(gè)中心輪固定(例如中心輪n固定，即n0)

差動(dòng)輪系

1、

n

和H三者需要有兩個(gè)為已知值，才能求解。

定義正號(hào)機(jī)構(gòu)—轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比符號(hào)為“”。負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)—轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比符號(hào)為“”。

2KH型周轉(zhuǎn)輪系稱為基本周轉(zhuǎn)輪系(Elementaryepicyclicgeartrain)。既包含定軸輪系又包含基本周轉(zhuǎn)輪系，或包含多個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系稱為復(fù)合輪系(Combinedgeartrain)。

復(fù)合輪系的組成方式串聯(lián)型復(fù)合輪系(Seriescombinedgeartrain)

前一基本輪系的輸出構(gòu)件為后一基本輪系的輸入構(gòu)件封閉型復(fù)合輪系(Closedcombinedgeartrain)

輪系中包含有自由度為2的差動(dòng)輪系，并用一個(gè)自由度為1的輪系將其三個(gè)基本構(gòu)件中的兩個(gè)封閉雙重系桿型復(fù)合輪系(Combinedgeartrainwithdoubleplanetcarrier)主周轉(zhuǎn)輪系的系桿內(nèi)有一個(gè)副周轉(zhuǎn)輪系，至少有一個(gè)行星輪同時(shí)繞著3個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)

復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法⑴正確區(qū)分基本輪系；⑵確定各基本輪系的聯(lián)系；⑶列出計(jì)算各基本輪系傳動(dòng)比的方程式；⑷求解各基本輪系傳動(dòng)比方程式。區(qū)分基本周轉(zhuǎn)輪系的思路基本周轉(zhuǎn)輪系行星輪中心輪中心輪系桿幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合支承嚙合嚙合

例

圖示輪系，各輪齒數(shù)分別為z120，z240，z220，z330，z480，求輪系的傳動(dòng)比i1H。解區(qū)分基本輪系行星輪系

2、3、4、H定軸輪系

1

、2組合方式串聯(lián)定軸輪系傳動(dòng)比行星輪系傳動(dòng)比復(fù)合輪系傳動(dòng)比系桿H與齒輪1轉(zhuǎn)向相反復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算舉例4221H3行星輪系例

圖示電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器，已知各輪齒數(shù)分別為z124，z233，z221，z378，z318，z430，z578，求傳動(dòng)比i15。解區(qū)分基本輪系差動(dòng)輪系

22、1、3、5(H)定軸輪系

3、4、5組合方式封閉定軸輪系傳動(dòng)比2213435差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系

22、1、3、5(H)定軸輪系

3、4、5組合方式封閉定軸輪系傳動(dòng)比差動(dòng)輪系傳動(dòng)比復(fù)合輪系傳動(dòng)比齒輪5與齒輪１轉(zhuǎn)向相同2213435

輪系的功能一、實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)二、實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)三、實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)四、實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)五、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)六、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)合成與分解其他常用機(jī)構(gòu)8活動(dòng)構(gòu)件質(zhì)量分布不均、不對(duì)稱產(chǎn)生慣性力或慣性力偶矩生產(chǎn)阻力變化速度產(chǎn)生波動(dòng)振動(dòng)將慣性力或慣性力偶矩限定在允許范圍內(nèi)使構(gòu)件質(zhì)量參數(shù)合理分布改善機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使主軸穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的質(zhì)量平衡機(jī)械的功率平衡將速度波動(dòng)限定在允許范圍內(nèi)機(jī)械的質(zhì)量平衡與功率平衡9

熟練掌握等效動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)計(jì)算研究機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，必須分析系統(tǒng)的功能關(guān)系，建立作用于系統(tǒng)上的外力與系統(tǒng)動(dòng)力參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系式，即機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程。理論依據(jù)機(jī)械系統(tǒng)在時(shí)間t內(nèi)的動(dòng)能增量E應(yīng)等于作用于該系統(tǒng)所有外力的元功W。

微分形式

dE=dWdEdW

八、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

對(duì)于單自由度機(jī)械系統(tǒng)，只要知道其中一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其余所有構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可隨之求得。因此，可以把復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)化成一個(gè)構(gòu)件，即等效構(gòu)件(Equivalentlink)，建立最簡(jiǎn)單的等效動(dòng)力學(xué)模型(Dynamicallyequivalentmodel)。

xy123OAB1F3v2

機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型S2S1S3M11

v3

2

例圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件角速度、質(zhì)量、質(zhì)心位置、質(zhì)心速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,驅(qū)動(dòng)力矩為M1，阻力F3。動(dòng)能增量外力所做元功之和dWNdt

(M11

F3v3cos3)dt

(M11F3v3)dt運(yùn)動(dòng)方程選曲柄1為等效構(gòu)件，曲柄轉(zhuǎn)角1為獨(dú)立的廣義坐標(biāo)，改寫(xiě)公式具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的量綱Je具有力矩的量綱Me定義Je等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，JeJe(1)Me等效力矩，Me

Me(1，1，t)

結(jié)論對(duì)一個(gè)單自由度機(jī)械系統(tǒng)(曲柄滑塊機(jī)構(gòu))的研究，可以簡(jiǎn)化為對(duì)一個(gè)具有等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je(1)，在其上作用有等效力矩Me(1，1，t)的假想構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)的研究。

等效構(gòu)件JeOB1Me1

JeO1Me1

xy123OAB1F3v2S2S1S3M11

v3

2

概念

等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Equival