機械原理考試重點總結(jié)精品課件

平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第一章2021/4/171一基本概念1運動副：兩構(gòu)件直接接觸形成的可動聯(lián)接2運動副元素：參與接觸而構(gòu)成運動副的點、線、面。3自由度：構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目4機構(gòu)自由度:機構(gòu)中各活動構(gòu)件相對于機架的獨立運動數(shù)目。5桿組：不可再分的、自由度為零的運動鏈2021/4/172

二.平面機構(gòu)的自由度兩構(gòu)件用運動副聯(lián)接后，彼此的相對運動受到某些約束,自由度隨之減少。

低副引入兩個約束！2021/4/173機構(gòu)自由度的一般公式F=3n-2Pl-Ph

設(shè)一平面機構(gòu)由n個構(gòu)件(除機架外）組成,未構(gòu)成運動副之前,這些活動構(gòu)件應有3n個自由度。假設(shè)構(gòu)成PL個低副和PH個高副,每引入一個約束構(gòu)件就失去一個自由度,故機構(gòu)自由度應為活動件自由度的總數(shù)與運動副引入約束總數(shù)之差。以F表示,則有1)復合鉸鏈(CompoundHinge)

2)局部自由度PassiveDOF

3）虛約束RedundantConstraints

2021/4/1743.常見的虛約束：1)當不同構(gòu)件上兩點間的距離保持恒定，若在兩點之間加上一個構(gòu)件和兩個轉(zhuǎn)動副，雖不改變機構(gòu)運動，但卻引入一個虛約束。虛約束一yx2021/4/1752）兩構(gòu)件組成的若干個導路中心線互相平行或重合的移動副。x1x2ABC1234x1x22021/4/1763）兩構(gòu)件組成若干個軸線互相重合的轉(zhuǎn)動副。兩個軸承支持一根軸只能看作一個轉(zhuǎn)動副。2021/4/1774）在輸入件與輸出件之間用多組完全相同的運動鏈來傳遞運動，只有一組起獨立傳遞運動的作用，其余各組常引入虛約束。增加一個齒輪，使機構(gòu)增加一個虛約束2021/4/178三平面機構(gòu)具有確定運動的條件１）機構(gòu)自由度F≥1。2）原動件數(shù)目等于機構(gòu)自由度F。2021/4/179例題6計算圖示機構(gòu)自由度。1345678②④⑤⑥⑦⑧⑩①29F=3n–2PL–PH3×–2×=8111–1=①⑨?2021/4/17109、人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:34:22PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3四平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析步驟：1.去除局部自由度和虛約束，高副低代，并標出原動件。2.從遠離原動件的地方開始，先試拆二級桿組，不行，再試拆n＝4的桿組。當分出一個桿組后，再次試拆時，仍需從最簡單的二級桿組開始試拆，直到只剩下機架和原動件為止。*桿組的增減不應改變機構(gòu)的自由度。3.判斷機構(gòu)的級別。剩余機構(gòu)不允許殘存只屬于一個構(gòu)件的運動副和只有一個運動副的構(gòu)件！2021/4/1712EE’ABCDFG例1-5試分析圖示大篩機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，并確定機構(gòu)的級別2021/4/1713Ⅱ級機構(gòu)785634912C91654378下一頁2021/4/1714高副低代的一般方法：在接觸點兩輪廓曲率中心處，用兩個轉(zhuǎn)動副聯(lián)接一個構(gòu)件來代替這個高副。O1O2AB圖１-18任意曲線輪廓的高副機構(gòu)124Ao1o2B代替機構(gòu)2021/4/1715高副低代的幾種特例O1(b)接觸輪廓之一為直線(c)O1返回2021/4/1716第二章平面機構(gòu)的運動分析主要內(nèi)容：

1）速度瞬心法

2）圖解法求解速度和加速度

2021/4/1717一、速度瞬心法1速度瞬心：兩作相對運動的剛體，其相對速度為零的重合點。絕對瞬心：兩構(gòu)件其一是固定的相對瞬心：兩構(gòu)件都是運動的P1212vA2A1vB2B1AB3三心定理:任意三個做平面運動的構(gòu)件有三個瞬心,這三個瞬心在同一直線上2瞬心數(shù)為：N＝n(n-1)/22021/4/1718舉例：求曲柄滑塊機構(gòu)的速度瞬心。∞P1432141234P12P34P13P24P23解：瞬心數(shù)為：N＝n(n-1)/2＝6n=41.作瞬心多邊形圓2.直接觀察求瞬心3.三心定律求瞬心2021/4/17191鉸鏈四桿機構(gòu)P24P13vP3P14P12P23P34vP13=w1lP14P13=w3lP14P34w1w31234兩構(gòu)件的角速度與其絕對速度瞬心至相對速度瞬心的距離成反比。②直接觀察能求出4個余下的2個用三心定律求出。已知：構(gòu)件1的角速度ω1和長度比例尺μl

二、速度瞬心法在機構(gòu)速度分析上的應用2021/4/17202曲柄滑塊機構(gòu)P14P12P23P13P34∞vC=vp13=w1lAP13213ABC已知各構(gòu)件的長度、位置及構(gòu)件1的角速度，求滑塊C的速度3做直線運動,各點的速度一樣,將P13看作是滑塊上的一點.2021/4/17213滑動兼滾動的高副機構(gòu)P21P31P32AB123w2w3nn組成滑動兼滾動高副的兩構(gòu)件，其角速度與連心線被輪廓接觸點公法線所分割的兩線段長度成反比。2021/4/1722二用相對運動圖解法求機構(gòu)的速度和加速度

掌握相對運動圖解法，能正確地列出機構(gòu)的速度和加速度矢量方程，準確地繪出速度和加速度圖，并由此解出待求量。

主要內(nèi)容１同一構(gòu)件上兩點間的速度和加速度關(guān)系２移動副兩構(gòu)件重合點間的速度和加速度關(guān)系３Ⅱ級機構(gòu)位置圖的確定４速度分析５加速度分析

2021/4/1723１pbec為速度多邊形，Δbce相似ΔBCE，為速度影像;２p點為極點，速度為０的點，連接p與任一點的矢量代表同名點的絕對速度．任意兩點的矢量代表同名點間的相對速度，指向與角標相反．bc代表VCB而不是VBC

３速度影像原理：當已知構(gòu)件上兩點的速度時，則該構(gòu)件上其他任一點的速度便可利用速度影像與構(gòu)件圖形相似的原理求出。beABCDEw1123a1cfFp2021/4/1724πb’c’e’－加速度多邊形，π－加速度極點加速度多邊形的特性：①聯(lián)接π點和任一點的向量代表該點在機構(gòu)圖中同名點的絕對加速度，指向為π→該點。②聯(lián)接任意兩點的向量代表該兩點在機構(gòu)圖中同名點的相對加速度，指向與加速度的下標相反。如c’b’代表aBC而不aCB

，常用相對切向加速度來求構(gòu)件的角加速度。④極點π代表機構(gòu)中所有加速度為零的點。用途：根據(jù)相似性原理由兩點的加速度求任意點的加速度。ABCDEw1123a1pb’b’’c’’c’’’c’2021/4/1725第三章平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計主要內(nèi)容1平面連桿機構(gòu)的基本形式及演化2曲柄存在的條件3機構(gòu)設(shè)計§

3-1平面連桿機構(gòu)的特點及其設(shè)計的基本問題2021/4/1726§3-2平面四桿機構(gòu)的基本形式及其演化一、鉸鏈四桿機構(gòu)機架4連架桿1連桿2連架桿3若組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件能作整周相對轉(zhuǎn)動,則該轉(zhuǎn)動副稱為整轉(zhuǎn)副,否則稱為擺動副.根據(jù)兩聯(lián)架桿為曲柄或搖桿:曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)2021/4/1727§3-3平面四桿機構(gòu)的主要工作特性一、轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件1.鉸鏈四桿運動鏈中轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件A為整轉(zhuǎn)副的條件：1）組成轉(zhuǎn)動副A的兩個構(gòu)件中必有一個為四個構(gòu)件中的最短桿；2）最短構(gòu)件與其他三個構(gòu)件中任一構(gòu)件的長度之和不大于另兩構(gòu)件長度之和．即最短桿與最長桿之和應小于或等于其他兩構(gòu)件長度之和。（桿長之和條件）2021/4/1728鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷條件：2）若不滿足桿長和條件，該機構(gòu)只能是雙搖桿機構(gòu)。1）在滿足桿長之和的條件下：（2）以最短桿為機架，則兩連架桿為曲柄，該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)；（3）以最短桿的對邊構(gòu)件為機架，均無曲柄存在，即該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。（1）以最短桿的相鄰構(gòu)件為機架，則最短桿為曲柄，另一連架桿為搖桿，即該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)；2021/4/1729二、行程速度變化系數(shù)擺角θψC1C2DAB1B2B1C2∵1>2,∴t1>t2,

v1<v2極位夾角1=180°+θ,2=180°-θ

v1=/t1

v2=/t2急回特性：從動件正反兩個行程的平均速度不相等2021/4/1730

=v2/v1=（/t2）/

（/t1）

=t1/t2=1/2=（180°+θ）/（180°-θ）

從動件快行程的平均速度

—————————————

從動件慢行程的平均速度K=θ=180°（K-1）/（K+1）行程速度變化系數(shù)連桿機構(gòu)從動件具有急回特性的條件極位夾角θ為從動件處于兩極限位置時，曲柄所夾的銳角。2021/4/1731三、平面機構(gòu)的壓力角和傳動角Ft=FcosαFn=Fsinα1、機構(gòu)壓力角:在不計摩擦力、慣性力和重力的條件下，機構(gòu)中驅(qū)使輸出件運動的力的方向線與輸出件上受力點的速度方向間所夾的銳角，稱為機構(gòu)壓力角，通常用α表示。ABCDαγδFvcFtFn1234驅(qū)使從動件運動的有效分力增加轉(zhuǎn)動副D的徑向壓力2021/4/1732傳動角：壓力角的余角。vcABCDαγδFFtFn用γ表示,愈大對工作愈有利，采用來衡量機構(gòu)傳動質(zhì)量.Ft=FcosαFn=Fsinα2021/4/17333機構(gòu)的死點位置

在不計構(gòu)件的重力、慣性力和運動副中的摩擦阻力的條件下，當機構(gòu)處于傳動角γ=0°（或α=90°）的位置下，無論給機構(gòu)主動件的驅(qū)動力或驅(qū)動力矩有多大，均不能使機構(gòu)運動，這個位置稱為機構(gòu)的死點位置。Ft=FcosαFn=FsinαBFDACvαDABCα321321DABC1Fαv下一頁2021/4/1734由三個或三個以上構(gòu)件組成的軸線重合的轉(zhuǎn)動副稱為復合鉸鏈。

由m個構(gòu)件組成的復合鉸鏈應含有(m-1)個轉(zhuǎn)動副。1)復合鉸鏈(CompoundHinge)

321CC1C2返回2021/4/17352)局部自由度（多余自由度）PassiveDOF

1、局部自由度：在機構(gòu)中常會出現(xiàn)一種與輸出構(gòu)件運動無關(guān)的自由度，稱局部自由度（或多余自由度）。ABC3212、處理辦法：在計算自由度時，拿掉這個局部自由度，即可將滾子與裝滾子的構(gòu)件固接在一起。ABC3214返回2021/4/1736§平面四桿機構(gòu)的設(shè)計

連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題

機構(gòu)選型－根據(jù)給定的運動要求選擇機構(gòu)的類型；尺度綜合－確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)(長度尺寸)。

同時要滿足其他輔助條件：a)結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、桿長比恰當、運動副結(jié)構(gòu)合理等）;b)動力條件（如γmin）;c)運動連續(xù)性條件等。2021/4/17373-4實現(xiàn)連桿給定位置的平面四桿機構(gòu)運動設(shè)計1.連桿位置用動鉸鏈中心B、C兩點表示連桿位置用動鉸鏈中心B、C兩點表示連桿經(jīng)過三個預期位置序列的四桿機構(gòu)的設(shè)計。B1C1B2C2B3C32021/4/1738行程速度變化系數(shù)擺角θψC1C2DAB1B2B1C2極位夾角1=180°+θ,2=180°-θ急回特性：從動件正反兩個行程的平均速度不相等180°（K-1）（K+1）θ=按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)

從動件快行程的平均速度

—————————————=

從動件慢行程的平均速度K=(180°+θ）/（180°-θ)2021/4/1739AB=(AC2-AC1)/2BC=(AC1+AC2)/2AC1=BC-ABAC2=BC+AB180°（K-1）（K+1）θ=確定比例尺C1DB1C2B2AO90-90-EF(1)曲柄搖桿機構(gòu)已知搖桿的長度C,擺角,K,設(shè)計此機構(gòu)2021/4/1740（２）曲柄滑塊機構(gòu)AB1C1C2B2BCθoe900-900-H已知K，滑塊行程H，偏距e，設(shè)計此機構(gòu)。①θ＝180(k-1)/(k+1)②作C1C2

＝H③作射線C1O

使∠C2C1O=90°－θ,④以O(shè)為圓心，C1O為半徑作圓。⑥以A為圓心，AC1為半徑作弧交于E,得：作射線C2O使∠C1C2O=90°－θ。⑤作偏距線e，交圓弧于A，即為所求。l1=EC2/2C2C12021/4/1741第4章凸輪機構(gòu)§41凸輪機構(gòu)的應用和分類一）按凸輪的形狀分二）按從動件的結(jié)構(gòu)三）按凸輪與從動件的鎖合方式分四）根據(jù)從動件的運動形式分2021/4/1742§4-2從動件常用運動規(guī)律1、等速運動規(guī)律2、等加速等減速運動規(guī)律3、余弦加速度規(guī)律4、正弦加速度規(guī)律2021/4/1743§4–5凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定

一、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖二、按需用壓力角確定凸輪回轉(zhuǎn)中心位置和基圓半徑四、滾子半徑的選擇三、按輪廓曲線全部外凸的條件確定平底從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的基圓半徑使?jié)L子半徑小于理論廓曲線外凸部分的最小曲率半徑.2021/4/1744第五章齒輪機構(gòu)及其設(shè)計§5-1齒輪機構(gòu)的應用和分類§5-2齒廓嚙合基本定律2021/4/17451.漸開線的形成

當直線沿一圓周作相切純滾動時，直線上任一點的軌跡Ak，稱為該圓的漸開線。AK漸開線N發(fā)生線漸開線k0k的展角O基圓rb§

5-3漸開線及漸開線齒廓2021/4/1746(2)

漸開線上任一點的法線必與其基圓相切.2.漸開線的性質(zhì)(1)NK=NA）(3)發(fā)生線與基圓的切點Ｎ為漸開線在ｋ點的曲率中心，而線段NK是漸開線在點ｋ處的曲率半徑。4)漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓越大，漸開線越平直，當基圓半徑趨于無窮大時，漸開線成為斜直線。(5)基圓內(nèi)無漸開線發(fā)生線漸開線k0k的展角O基圓rb2021/4/17473.漸開線齒廓嚙合的特點（1）嚙合線是一條定直線O1O2N1N2rb1rb2r1′r2′g1′g1g2′g2K′KPtta′a′w1w2a′嚙合線、公法線，內(nèi)公切線嚙合線：嚙合點走過的軌跡2021/4/1748（2）漸開線齒廓嚙合的嚙合角不變兩齒輪嚙合的每一瞬時，過接觸點的齒廓公法線與兩輪節(jié)圓公切線之間所夾的銳角稱為嚙合角，嚙合角不變，正壓力的方向隨壓力角的改變而變化.齒廓間的正壓力方向不變,齒輪傳動平穩(wěn).（3）漸開線齒廓嚙合具有可分性漸開線齒輪的傳動比決定于基圓（加工好后不變）的大小5-4漸開線齒輪的各部分名稱及標準齒輪的尺寸2021/4/1749§5-5漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動1漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件2齒輪傳動的無側(cè)隙嚙合及標準齒輪的安裝條件:一個齒輪節(jié)圓上的齒厚等于另一個齒輪節(jié)圓上的齒槽寬2021/4/1750§5-6漸開線齒廓的展成加工及根切現(xiàn)象2021/4/17513、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件4標準齒輪的安裝重合度即1連續(xù)傳動時，在前一對齒沒有退出嚙合前，后一對齒一定進入嚙合。2021/4/1752§5-6漸開線齒廓的展成加工及根切現(xiàn)象一、漸開線齒廓的展成加工原理（1）齒輪插刀切制齒輪（2）齒條插刀切制齒輪（3）滾刀切制齒輪2021/4/17532.標準齒條形刀具切制標準齒輪圖5-28標準齒條刀具圖5-29標準齒條刀具加工齒輪加工節(jié)線頂刃，切出齒根圓側(cè)刃，切出漸開線齒廓過度圓弧齒輪齒厚=刀具齒槽寬齒輪齒槽寬=刀具齒厚加工節(jié)圓相同的模數(shù)和壓力角,展成運動相當與無側(cè)隙嚙合,2021/4/1754二、漸開線齒廓的根切現(xiàn)象根切：刀具的齒頂線與嚙合線的交點超過被切齒輪的極限點，刀具的齒頂將齒輪齒跟的漸開線齒廓切去一部分.三、漸開線標準齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)2021/4/1755§5-7變位齒輪變位齒輪與標準齒輪相比，參數(shù)2021/4/1756②標準齒輪和變位齒輪相比較1)相同點:mαz

→dpdb2)不同點:hahfs≠e；參數(shù)的變化來改善齒輪傳動的質(zhì)量基圓不變，變位齒輪的齒廓曲線和相應的標準齒輪的是由相同的基圓展成的漸開線，只不過所截取的位置不同。2021/4/1757三、變位齒輪的幾何尺寸1.齒厚s和任意圓上的齒厚正變位分度圓齒厚增大；負變位齒厚減小任意圓上齒厚也發(fā)生變化，可采用公式（5-9）。注：過大的正變位齒頂變尖的問題，需校核齒頂厚。2021/4/1758一、變位齒輪傳動的參數(shù)與幾何尺寸§5-8變位齒輪傳動1.嚙合角a’與變位系數(shù)和xS2.中心距a’與中心距變動系數(shù)y2021/4/1759二、變位齒輪傳動的類型1.零傳動變位系數(shù)和的不同2.正傳動3.負傳動1)標準齒輪傳動或零變位齒輪傳動2)等變位齒輪傳動2021/4/17602.正傳動特點：機構(gòu)的尺寸和重量可以比等變位齒輪傳動更??；輪齒強度高；改善磨損情況。當實際中心距大于標準中心距只能采用此方式湊中心距。成對設(shè)計、制造和使用；重合度減??；齒頂易變尖。3.負傳動特點：輪齒強度低；磨損情況壞。當實際中心距小于標準中心距只能采用此方式湊中心距。成對設(shè)計、制造和使用；重合度略有增加；齒頂易變尖1傳動特點：減小機構(gòu)尺寸和重量；提高承載能力；改善磨損情況；替換和修復容易。成對設(shè)計、制造和使用；小齒輪正變位齒頂易變尖；重合度略減小。2021/4/1761§5-9平行軸斜齒圓柱齒輪傳動一斜齒輪的基本參數(shù)法面參數(shù)二平行軸斜齒輪傳動的正確嚙合條件2021/4/1762三平行軸斜齒輪的變位和幾何尺寸計算標準中心距齒條刀具加工變位系數(shù)2021/4/1763六、平行軸斜齒輪傳動的特點優(yōu)點：重合度大、齒面接觸好，傳動平穩(wěn)、承載能力高最少齒數(shù)少，結(jié)構(gòu)緊湊制造成本與直齒輪相同缺點：產(chǎn)生軸向力，一般取b＝8

～152021/4/1764第六章輪系傳動比:輪系中輸入軸與輸出軸的角速度(轉(zhuǎn)速)之比一、定軸輪系2.空間定軸輪系1.平面定軸輪系用箭頭表示轉(zhuǎn)向2021/4/1765（6-2）二周轉(zhuǎn)輪系任意兩個齒輪A和B（包括A、B中可能有一個是行星輪的情況）以及行星架H的角速度之間的關(guān)系應為：三行星輪系若B齒輪為固定不動的中心輪，則：

活動齒輪A對行星架H的傳動比等于1減去行星架H固定時活動齒輪A對原固定中心輪B的傳動比。2021/4/1766四復合輪系的傳動比（1）把復合輪系分為基本輪系（２）分別列出各個輪系傳動比的方程式（３）找出各基本輪系之間的關(guān)系（４）將各基本輪系傳動比方程式聯(lián)立求解，得到復合輪系的傳動比2021/4/1767例6-２大傳動比的減速器輸入件輸出件用少數(shù)齒輪可得到很大的傳動比2021/4/1768§6-5行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇1.傳動比條件即所設(shè)計的行星輪系必須實現(xiàn)給定的傳動比各輪齒數(shù)的選擇需滿足：2021/4/17692.同心條件兩中心輪的齒數(shù)同時為偶數(shù)或奇數(shù)。行星架的幾何軸線與中心輪的軸線重合2021/4/17703.裝配條件兩中心輪的齒數(shù)和為行星輪數(shù)的整數(shù)倍2021/4/17714.鄰接條件相鄰兩個行星輪的齒頂圓不得相交2021/4/1772第九章平面機構(gòu)的力分析一、作用于機構(gòu)中力的分類驅(qū)動力阻力運動副反力重力慣性力二、構(gòu)件慣性力的確定

其慣性力系可簡化為一通過構(gòu)件質(zhì)心S的力Fi和一力偶矩Mi.2021/4/1773繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動繞非質(zhì)心轉(zhuǎn)動平面移動平面復雜運動構(gòu)件運動特點合成一個慣性力，其偏離質(zhì)心距離為h2021/4/1774三徑向軸頸轉(zhuǎn)動副中的摩擦力(a)軸承根據(jù)力偶等效定律,Q與M合并成一合力Q’,大小為Q,作用線偏移距離為h<r，減速,原來不動,無論多大,

都不轉(zhuǎn)動,發(fā)生自鎖2)h＝r，保持原來狀態(tài)3)h>r，加速運動(b)2021/4/1775例9-3在如圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中,已知機構(gòu)的位置各構(gòu)件的尺寸和驅(qū)動力F,各轉(zhuǎn)動副的半徑和當量摩擦系數(shù)均為r,f0，若不計各構(gòu)件的重力，慣性力，求轉(zhuǎn)動副B,C中反作用力的作用線確定連桿兩轉(zhuǎn)動副的摩擦力作用線確定轉(zhuǎn)動副A的反力確定轉(zhuǎn)動副D的反力2021/4/1776（１）按算出各轉(zhuǎn)動副的摩擦圓半徑，并將摩擦圓半徑以虛線畫在圖上．2021/4/1777（２）確定轉(zhuǎn)動副B和C中反作用力的作用線：連桿２受壓力，R21指向左方，它對轉(zhuǎn)動副B的中心的力矩方向應與相反，R21切于B處摩擦圓的上方．r23它對轉(zhuǎn)動副c的中心的力矩方向應與相反,R23切于c處摩擦圓的下方.作用線為B,C兩處摩擦圓的內(nèi)公切線.R232021/4/1778第十章平面機構(gòu)的平衡一、質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)二、質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)內(nèi)靜平衡：在任意位置保持靜止，不會轉(zhuǎn)動；條件：分布在回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力的合力等于零或質(zhì)徑積的矢量和等于零動平衡：離心力系和合力和合力偶矩都等于零。條件:分布于該回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力的合力等于零,同時離心力所引起的力偶的合力偶矩也等于零.2021/4/1779十一章機器的機械效率2021/4/1780若在無有害力，則勻速運動的起重裝置示意圖效率以力或力矩的形式表達

效率為在克服同樣生產(chǎn)阻力Q的情況下,理想驅(qū)動力F0與實際驅(qū)動力F的比值.2021/4/1781結(jié)束2021/4/178212-1．研究機器運轉(zhuǎn)及其速度波動的目的12-2機器等效動力學模型一、等效力和等效力矩原則：假想力F或力矩M所做的功或所產(chǎn)生的功率應等于所有被代替的力和力矩所做的功或所產(chǎn)生的功率之和。等效力：假想力F稱為等效力。等效力矩：假想力矩M稱為等效力矩2021/4/1783二、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量等效質(zhì)量：用在機器的某一構(gòu)件上選定點的一個假想質(zhì)量來代替整個機器所有運動構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量，代替前后機器的動能不變。該假想質(zhì)量稱為等效質(zhì)量等效點：等效質(zhì)量所作用的點。等效構(gòu)件：等效點所在的構(gòu)件。2021/4/1784(a)等效力和等效力矩(b)等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量2021/4/1785例題3在圖示的行星輪系中,已知各輪的齒數(shù)z1=z2’=20,z2=z3=40,各構(gòu)件的質(zhì)心均在其相對回轉(zhuǎn)軸線上,且J1=0.01Kg.m2,J2=0.04Kg.m2行星輪的質(zhì)量M2=2kg,模數(shù)均為10mm,求由作用在行星架H上的力矩MH=60N.m換算到輪1的軸O1上的等效力矩M以及換算到軸O1上的各構(gòu)件質(zhì)量的等效轉(zhuǎn)動慣量J.2021/4/178612-3機器運動方程式的建立及解法一、機器運動方程式的建立1.動能形式的機器運動方程式2.力或力矩形式的機器運動方程式12-4機器周期性和非周期性速度波動的調(diào)節(jié)方法2021/4/1787一機器存在周期性速度波動：原因：作用在機器等效構(gòu)件上的等效驅(qū)動力矩和等效阻力矩并不時時相等。角度度隨之發(fā)生變化。一個運動循環(huán)中驅(qū)動力矩和阻力矩所作的功相等，所以每經(jīng)一個運動循環(huán)后，機器的動能又回到原來的數(shù)值，主軸的角速度作周期性的波動。在一個運動循環(huán)內(nèi)機器動能的升降幅度是一個定值。（2）調(diào)節(jié)方法如果加大等效轉(zhuǎn)動慣量，就能使主軸的速度波動降低：在機器某一回轉(zhuǎn)軸上加一飛輪二非周期性速度波動發(fā)生的原因是驅(qū)動力的功在穩(wěn)定運動的一個循環(huán)內(nèi)大于或小于阻力的功，用飛輪的方法達不到調(diào)節(jié)速度的目的，必須用調(diào)速器。2021/4/1788結(jié)束2021/4/1789例10-3已知某對漸開線直齒圓柱齒輪傳動，中心距a=350mm，傳動比i=2.5，=20°，，c*=0.25，根據(jù)強度等要求模數(shù)m必須在5、6、7mm三者中選擇，試設(shè)計此對齒輪的以下參數(shù)和尺寸。（1）齒輪的齒數(shù)z1、z2，模數(shù)m，傳動類型；（2）分度圓直徑d1、d2，頂圓直徑da1、da2，根圓直徑df1、df2，節(jié)圓直徑、，嚙合角；（3）若實際安裝中心距＝351mm，上述哪些參數(shù)變化？數(shù)值為多少？解：（1）為標準安裝的標準齒輪。2021/4/1790（2）mmmm(3)，，發(fā)生變化=20.4438°2021/4/17911、等速運動規(guī)律

(直線位移運動規(guī)律、一次多項式運動規(guī)律)Sdd0HVdd0adHwd0∞∞d0特點：設(shè)計簡單、勻速進給、。行程始點、末點加速度在理論上為無窮大，致使機構(gòu)受到強烈沖擊：剛性沖擊。剛性沖擊返回2021/4/17922、等加速等減速運動規(guī)律

(拋物線位移運動規(guī)律、二次多項式運動規(guī)律)Sdd0HVdd0ad2Hwd0d04Hw2d0特點:amax最小→慣性力小。

在三處存在加速度的有限值的突變，這種由于加速度發(fā)生有限值突變而引起的沖擊：軟性沖擊.SABC柔性沖擊柔性沖擊返回2021/4/1793svaj00003.余弦加速度規(guī)律柔性沖擊特點:

在行程開始和終止位置，加速度有突變，引起柔性沖擊.適于中低速、中輕載.返回2021/4/17944.正弦加速度規(guī)律v0aj00s0h特點:加速度曲線連續(xù)，理論上不存在柔性沖擊.返回2021/4/1795一、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖圖4-21尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)ttOPnnAeSS0v2Crrb1123P13P23瞬心QFF’’沿從動件運動方向的有效分力FF’’F’壓力角：驅(qū)動力和有效分力的夾角，接觸點法線與從動件上力作用點之間的夾角。壓緊導路的有害分力機構(gòu)自鎖：F’’引起的摩擦阻力超過有用分力F’，無論凸輪給從動件的驅(qū)動力多大，從動件都不能運動極限壓力角：機構(gòu)開始出現(xiàn)自鎖時的壓力角。2021/4/1796圖4-21尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)123P13P23P12二、按需用壓力角確定凸輪回轉(zhuǎn)中心位置和基圓半徑CAr0越小，壓力角越大，結(jié)構(gòu)緊湊，基圓越小，但過小，導致壓力角超出許用值壓力角是機構(gòu)位置的函數(shù)，設(shè)計時使最大壓力角小于許用壓力角的情況下，選用較小的基圓。2021/4/1797四、滾子半徑的選擇（1）.（2）.（3）.設(shè)計時要保證滾子半徑小于理論廓線外凸部分的最小曲率半徑A正常的輪廓曲線內(nèi)凹實際輪廓曲線某點的曲率半徑理論輪廓曲線某點的曲率半徑外凸返回2021/4/1798一、齒廓嚙合的基本定律高副嚙合相對瞬心一定在兩輪中心的連線上，齒輪嚙合相對速度瞬心P稱為嚙合節(jié)點此時齒輪的傳動比為§

5-2齒廓嚙合基本定律圓齒輪G1G22021/4/1799N發(fā)生線漸開線k0k的展角AKO基圓漸開線(2)

切點N是速度瞬心,發(fā)生線上點K的速度方向與漸開線在該點切線方向重合,即發(fā)生線就是漸開線在點K的法線.結(jié)論:漸開線上任一點的法線必與其基圓相切.PkVk2.漸開線的性質(zhì)(1)NK=NA）rbrk(3)發(fā)生線與基圓的切點Ｎ為漸開線在ｋ點的曲率中心，而線段NK是漸開線在點ｋ處的曲率半徑。漸開線離基圓越遠,曲率半徑就越大,漸開線越平直.2021/4/17100(4)漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓越大，漸開線越平直，當基圓半徑趨于無窮大時，漸開線成為斜直線。KO1Σ1rb2o2α2α1rb1o1(5)基圓內(nèi)無漸開線。Σ3KN1KO2Σ2N2K2021/4/171012.漸開線齒廓嚙合的特點（1）嚙合線是一條定直線O1O2N1N2rb1rb2r1′r2′g1′g1g2′g2K′KPtta′a′w1w2a′嚙合線、公法線，內(nèi)公切線嚙合線：嚙合點走過的軌跡2021/4/17102（2）漸開線齒廓嚙合的嚙合角不變兩齒輪嚙合的每一瞬時，過接觸點的齒廓公法線與兩輪節(jié)圓公切線之間所夾的銳角稱為嚙合角，嚙合角不變，正壓力的方向隨壓力角的改變而變化.齒廓間的正壓力方向不變,齒輪傳動平穩(wěn).

任意一點的壓力角cosaK=rb/rK

O1O2N1N2rb1rb2r1′r2′g1′g1g2′g2K′KPtta′a′w1w2a′2021/4/17103（3）漸開線齒廓嚙合具有可分性漸開線齒輪的傳動比決定于基圓（加工好后不變）的大小2021/4/17104例1已知一對直齒圓柱齒輪傳動的基本參數(shù)為m=2mm，＝20°，，c*=0.25；安裝中心距＝100mm；要求傳動比＝2.6（允許有少量誤差）。（1）確定兩齒輪的齒數(shù)和這對齒輪的傳動類型；（2）若這對齒輪用一對平行軸斜齒圓柱標準齒輪傳動（其法面參數(shù)的數(shù)值與題中所列基本參數(shù)的數(shù)值相同）代替，試計算這對斜齒輪的螺旋角的數(shù)值。（1）先假定為標準安裝，則則標準安裝時的中心距，所以采用正傳動。（2）2021/4/17105§5-5漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動一、嚙合過程和正確嚙合條件一對漸開線齒廓能實現(xiàn)定傳動比，并不表明任何兩個漸開線都能正確嚙合，嚙合傳動，須滿足一定的條件。2021/4/17106o2o112N1B2B1N2ra2rb2rb1ra1一對輪齒在嚙合線上嚙合的起始點——

從動輪2的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點B2一對輪齒在嚙合線上嚙合的終止點——

主動輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點B1。實際嚙合線——

嚙合點的實際軌跡線段B1B2理論嚙合線——

實際嚙合線不可能超過極限點N1,N2,線段N1N22021/4/17107齒輪的正確嚙合條件2021/4/17108一、漸開線齒廓的展成加工原理1.展成法的切削加工原理（1)齒輪插刀切制齒輪54下一頁2021/4/171092.標準齒條形刀具切制標準齒輪圖5-28標準齒條刀具圖5-29標準齒條刀具加工齒輪加工節(jié)線頂刃，切出齒根圓側(cè)刃，切出漸開線齒廓過度圓弧齒輪齒厚=刀具齒槽寬齒輪齒槽寬=刀具齒厚加工節(jié)圓相同的模數(shù)和壓力角,展成運動相當與無側(cè)隙嚙合,2021/4/171102.齒輪的變位①徑向變位法變位齒輪:用上述方法加工出的齒輪x:

移距系數(shù)或變位系數(shù)

刀具原離輪坯中心的變位系數(shù)為正，否則為負；x>0正變位、x=0零變位、x<0負變位移距或變位xm:刀具相對移動的距離.徑向變位法:將刀具相對加工標準齒輪時的位置遠離或靠近輪坯中心來加工齒輪的方法.5-332021/4/17111②標準齒輪和變位齒輪相比較1)相同點:mαz

→dpdb2)不同點:hahfs≠e；參數(shù)的變化來改善齒輪傳動的質(zhì)量基圓不變，變位齒輪的齒廓曲線和相應的標準齒輪的是由相同的基圓展成的漸開線，只不過所截取的位置不同。2021/4/17112三、變位齒輪的幾何尺寸1.齒厚s和任意圓上的齒厚正變位分度圓齒厚增大；負變位齒厚減小任意圓上齒厚也發(fā)生變化，可采用公式（5-9）。注：過大的正變位齒頂變尖的問題，需校核齒頂厚。2021/4/171132.中心距a’與中心距變動系數(shù)y無側(cè)隙嚙合中心距中心距變動量中心距變動系數(shù)實際中心距2021/4/17114二、變位齒輪傳動的類型1.零傳動變位系數(shù)和的不同2.正傳動3.負傳動1)標準齒輪傳動或零變位齒輪傳動2)等變位齒輪傳動2021/4/17115一、復合輪系的傳動比（１）將基本輪系區(qū)別開來（２）分別列出各個基本輪系傳動比的方程式（３）找出各基本輪系之間的關(guān)系（４）將各基本輪系傳動比方程式聯(lián)立求解，得到復合輪系的傳動比2021/4/17116關(guān)鍵點：把復合輪系分為基本輪系首先找出各個單一的周轉(zhuǎn)輪系：先找到行星輪（幾何軸線位置不固定的齒輪），支撐行星輪的就是行星架，幾何軸線與系桿重合且直接與行星輪相嚙合的定軸齒輪就是中心輪重復上述過程,所有周轉(zhuǎn)輪系剩余的由定軸齒輪所組成的部分就是定軸輪系.2021/4/17117