機(jī)械原理筆記

1、第一章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1.1 研究機(jī)構(gòu)的目的目的：1、探討機(jī)構(gòu)運(yùn)動的可能性及具有確定運(yùn)動的條件1.2 、對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析和動力分析1.3 、正確繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖1.4 運(yùn)動副、運(yùn)動鏈和機(jī)構(gòu)1、運(yùn)動副：兩構(gòu)件直接接觸形成的可動聯(lián)接（參與接觸而構(gòu)成運(yùn)動副的點(diǎn)、線、面稱為 運(yùn) 動副元素）低副：面接觸的運(yùn)動副（轉(zhuǎn)動副、移動副），高副：點(diǎn)接觸或線接觸的運(yùn)動副注：低副具有兩個約束，高副具有一個約束2、自由度：構(gòu)件具有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目（或確定構(gòu)件位置的獨(dú)立參變量的數(shù)目）3、運(yùn)動鏈：兩個以上的構(gòu)件以運(yùn)動副聯(lián)接而成的系統(tǒng)。其中 閉鏈：每個構(gòu)件至少包含兩個 運(yùn)動副元素，因而夠成封閉系統(tǒng)；開鏈：有的構(gòu)件只包含一

2、個運(yùn)動副元素。4、機(jī)構(gòu)：若運(yùn)動鏈中出現(xiàn)機(jī)架的構(gòu)件。機(jī)構(gòu)包括原動件、從動件、機(jī)架。1.5 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖：用簡單的線條和規(guī)定的符號來代表構(gòu)件和運(yùn)動副并按一定的比例表示各 運(yùn)動副的相對位置。機(jī)構(gòu)示意圖：不按精確比例繪制。2、繪圖步驟：判斷運(yùn)動副類型，確定位置；合理選擇視圖，定比例以 1；繪圖（機(jī)架、主 動件、從動件）1.6 平面機(jī)構(gòu)的自由度1、機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)中各活動構(gòu)件相對于機(jī)架的所能有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目。F=3n - 2p l- pH （ n指機(jī)構(gòu)中活動構(gòu)件的數(shù)目,Pl指機(jī)構(gòu)中低副的數(shù)目，Ph指機(jī)構(gòu)中 高副的數(shù)目）自由度、原動件數(shù)目與機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性的關(guān)系：1）: F00時，機(jī)構(gòu)

3、蛻化成剛性桁架，構(gòu)件間不可能產(chǎn)生相對運(yùn)動2）: F > 0時，原動件數(shù)等于F時，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動；原動件數(shù)小于機(jī)構(gòu)自由度時， 機(jī)構(gòu)運(yùn)動不確定；原動件數(shù)大于機(jī)構(gòu)自由度，機(jī)構(gòu)遭到破壞。2、計(jì)算自由度時注意的情況1）復(fù)合較鏈：m個構(gòu)件匯成的復(fù)合較鏈包含 m-1個轉(zhuǎn)動副（必須是轉(zhuǎn)動副，不能多個 構(gòu)件匯交在一起就構(gòu)成復(fù)合較鏈， 注意滑塊和盤類構(gòu)件齒輪容易漏掉，另外機(jī)架也是構(gòu)件。2）局部自由度：指某些構(gòu)件（如滾子）所產(chǎn)生的不影響整個機(jī)構(gòu)運(yùn)動的局部運(yùn)動的自由度。解決方法：將該構(gòu)件焊成一體，再計(jì)算。3）虛約束：指不起獨(dú)立限制作用的約束。注：計(jì)算時應(yīng)將虛約束去掉。虛約束作用：雖不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，但可以增

4、加構(gòu)件的剛性。注：平面機(jī)構(gòu)的常見虛約束：（1）不同構(gòu)件上兩點(diǎn)間的距離保持恒定，若在兩點(diǎn)間加上一個構(gòu)件和兩個運(yùn)動副 ; 類似的，構(gòu)件上某點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為一直線時，若在該點(diǎn)鉸接一個滑塊并使其導(dǎo)路與該直線重合，將引進(jìn)一個虛約束。 （ 2） 兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副且其導(dǎo)路相互平行，這時只有一個移動副起約束作用，其余移動副都是虛約束。 （ 3） 兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副且其軸線相互重合，這時只有一個轉(zhuǎn)動副起約束作用。 （ 4） 完全對稱的構(gòu)件注： 如果加工誤差太大就會使虛約束變?yōu)閷?shí)際約束。1.5 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析1、 高副低代： 在平面機(jī)構(gòu)中用低副（轉(zhuǎn)動副或移動副）代替高副的方法。條件要求：代替前后

5、機(jī)構(gòu)的自由度、瞬時速度、瞬時加速度必須相同方法：用兩個轉(zhuǎn)動副和一個構(gòu)件代替一個高副，這兩個轉(zhuǎn)動副分別位于高副兩輪廓接觸點(diǎn)的曲率中心。 特例： （ 1）兩輪廓之一為直線，因直線曲率中心位于無窮遠(yuǎn)則演化為移動副（2）若兩輪廓之一為一點(diǎn)，因點(diǎn)的曲率半徑為零，所以曲率中心與該點(diǎn)重合2、桿組：不能再拆的最簡單的自由度為零的構(gòu)件組。 由pL=3/2 n （ n=2,4,6pL=3,6,9）3、桿組的級別：由桿組中包含的最高級別封閉多邊形來確定的。R級桿組由兩個構(gòu)件和3個低副組成的（有五種不同的形式），m級桿組由4個構(gòu)件和6個低副組成的，把由機(jī)架和 原動件組成的機(jī)構(gòu)稱為I級桿組注： 按照桿組的概念， 任何機(jī)

6、構(gòu)都可看成用零自由度的桿組依次聯(lián)接到原動件和機(jī)架上去的方法組成4、 結(jié)構(gòu)分析 : 1） 先除去虛約束和局部自由度，并高副低代，用箭頭標(biāo)出原動件）從遠(yuǎn)離原動件的處開始拆桿組（先試拆R級桿，如不能，再拆田級桿等）接著在剩余的機(jī)構(gòu)中重復(fù)（2）的步驟注：剩余機(jī)構(gòu)不允許出現(xiàn)只屬于一個構(gòu)件的運(yùn)動副和只有一個運(yùn)動副的構(gòu)件（原動件除外），因?yàn)榍罢邔?dǎo)入虛約束，而后者則產(chǎn)生局部自由度。5、機(jī)構(gòu)的級別：所拆的桿組的最高級別即為機(jī)構(gòu)的級別。注意：對于同一機(jī)構(gòu)，取不同構(gòu)件作為原動件時，可能拆分的結(jié)果不同，利用此性質(zhì)可以變換機(jī)構(gòu)級別，用低級機(jī)構(gòu)代替高級機(jī)構(gòu)。、增加自由度的方法：在適當(dāng)位置添加一個構(gòu)件和一個低副或用一個高

7、副去代替一個低副。計(jì)一個低副。7、含有齒輪副平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算： 齒輪中心被約束：計(jì)一個高副；齒.輪中心未被約束:例如：圖（a） F=3X 5 2X61X2=116圖（b） F= 3X 5- 2X71X0=18、高副低代如圖:第二章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析2.1 研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的目的和方法1、目的：確定構(gòu)件的行程或機(jī)殼的輪廓；確定機(jī)械的工作條件；確定慣性力2、方法：圖解法：速度瞬心法、相對圖解法 解析法實(shí)驗(yàn)法2.2 速度瞬心法及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用1、速度瞬心：兩構(gòu)件作相對運(yùn)動時，其相對速度為零時的重合點(diǎn)稱為速度瞬心，簡稱瞬心。也就是兩構(gòu)件在該瞬時具有相同絕對速度的重合點(diǎn)。絕對瞬心：兩構(gòu)件之

8、一是靜止構(gòu)件；相對瞬心：兩構(gòu)件都運(yùn)動注：兩構(gòu)件在任一瞬時的相對運(yùn)動都可看成繞瞬心的相對運(yùn)動。2、機(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目：N =K(K-1)/23、瞬心的求法：定義法：(1)若兩構(gòu)件1、2以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)接，則瞬心P12位于轉(zhuǎn)動副的中心(2)若兩構(gòu)件1、2以移動副相聯(lián)接，則瞬心P12位于垂直于導(dǎo)路線方向的無窮遠(yuǎn)處(3)若兩構(gòu)件1、2以高副相聯(lián)接，若在接觸點(diǎn) M處作純滾動，則接觸點(diǎn) M就是它們的瞬心；若在接觸點(diǎn) M處有相對滑動，則瞬心位于過接觸點(diǎn) M的公法線上三心定理法：指作平面運(yùn)動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，這三個瞬心必在一條直線上4、速度瞬心法在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu).構(gòu)件 1：VP121 lP13P2

9、構(gòu)件 2：VP>2V2構(gòu)件 1：VP121 l P3P2P13在P34和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：滑動兼滾動接觸的高副機(jī)構(gòu)： w2/w3=P31P32/P21P32注：角速度與連心線被輪廓接觸點(diǎn)公法線所分割的兩線段長度成反比。2.3 用相對方程圖解法求機(jī)構(gòu)的速度和加速度1、 同一構(gòu)件上點(diǎn)間的速度和加速度的求法： （ 法向加速度與切向加速度矢量都用 虛線 表示 ）注：（1）求E點(diǎn)速度時，必須通過E對C和E對B的兩個相對速度矢量方程式聯(lián)立求解。（ 2）速度影像和加速度影像只適用于同一構(gòu)件上的各點(diǎn)，而不能應(yīng)用于機(jī)構(gòu)的不同構(gòu)件上各點(diǎn)（3） 對三級機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析時，要借助特殊點(diǎn)（阿蘇爾點(diǎn)）對機(jī)構(gòu)的速度和加速度分

10、析，阿蘇爾點(diǎn)：任選兩個兩副構(gòu)件，分別作該兩構(gòu)件的兩個運(yùn)動副中心連線，其交點(diǎn)就是特殊點(diǎn)（ 3 個均取在三副構(gòu)件上）2、組成移動副的兩構(gòu)件上 重合點(diǎn) 的速度和加速度：注意：（1）哥氏加速度方向是相對速度沿W勺轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)90度（2） 例 1 中使用了擴(kuò)大構(gòu)件法，盡可能選擇運(yùn)動已知或運(yùn)動方向已知的點(diǎn)為重合點(diǎn)。（ 3）所求的點(diǎn)的速度和加速度都只是在這一機(jī)構(gòu)位置時滿足要求的點(diǎn)。（ 4）一個具有確定運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，其速度圖的形狀與原動件的速度大小無關(guān)，即改變原動件的速度時，速度多邊形不變，但加速度多邊形無此特性。（ 5）速度瞬心法只能求速度而不能求加速度。（ 6）求構(gòu)件上任一點(diǎn)的速度，可先求出運(yùn)動副處點(diǎn)的速度，

11、再用速度影像求該點(diǎn)速度，加速度同上。 （書：例題 2-2 ）2.4 用解析法作機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析1、 解析法： 先建立機(jī)構(gòu)的位置方程， 然后將位置方程對時間 求導(dǎo) 得速度方程和加速度方程。2、常用的解析法 ：矢量法，復(fù)數(shù)矢量法，矩陣法（前兩種用于二級機(jī)構(gòu)求解，可直接求出所需的運(yùn)動參數(shù)或表達(dá)式； 矩陣法適用于計(jì)算機(jī)求解； 三級機(jī)構(gòu)需用數(shù)值逼近的方法求解）2.5 運(yùn)動線圖1、運(yùn)動線圖： 指一系列位置的位移、速度、和加速度或角位移、角速度和角加速度對時間或原動件轉(zhuǎn)角列成的表或畫成的圖。注： （ 1）已知位移線圖，可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字微分或圖解微分直接作出相應(yīng)的速度和加速度線圖（ 2）已知加速度線圖

12、，可用數(shù)字積分或圖解積分直接得出相應(yīng)的速度和位移線圖第三章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)3.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)的基本問題1 . 平面連桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn) : 優(yōu)點(diǎn)： 1）各構(gòu)件以低副相連, 壓強(qiáng)小 , 易于潤滑 ,磨損小； 2）能由本身幾何形狀保持接觸; 3 ）制造方便，精度高；4）構(gòu)件運(yùn)動形式的多樣性，實(shí)現(xiàn)多種多樣的運(yùn)動軌跡。 缺點(diǎn) ： 1）機(jī)構(gòu)復(fù)雜, 傳動積累誤差較大（ 只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動規(guī)律；2）設(shè)計(jì)計(jì)算比較復(fù)雜；3）作復(fù)雜運(yùn)動和往復(fù)運(yùn)動的構(gòu)件的慣性力難以平衡，常用于速度較低的場合。2 .三類基本問題：1.實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的給定位置（亦稱實(shí)現(xiàn)剛體導(dǎo)引）2.實(shí)現(xiàn)已知的運(yùn)動規(guī)律3.實(shí)現(xiàn)已知的運(yùn)動軌跡

13、3.運(yùn)動設(shè)計(jì)的方法：1.圖解法；2.解析法;3.2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化1.錢鏈四桿機(jī)構(gòu)：所有運(yùn)動副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為錢鏈四桿機(jī)構(gòu)，其它型式的平面四桿機(jī)構(gòu)都可以看成是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。構(gòu)成：機(jī)架，連架桿（曲柄、搖桿）、連桿；組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件能作整周相對轉(zhuǎn)動 該轉(zhuǎn)動副稱為整轉(zhuǎn)副，否則為擺動副。按照兩連架桿的運(yùn)動形式的不同，可將錢鏈 四桿機(jī)構(gòu)分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu) 和雙搖桿機(jī)構(gòu)三種類型。注：（1）曲柄所聯(lián)接的兩個轉(zhuǎn)動副均為整轉(zhuǎn)副，而搖桿所聯(lián)接的兩個轉(zhuǎn)動副均為擺動副。倒置機(jī)構(gòu)：通過轉(zhuǎn)換機(jī)架而得的機(jī)構(gòu)依據(jù)是機(jī)構(gòu)中任意兩構(gòu)件間的相對運(yùn)動關(guān)系不因其中哪個構(gòu)件是固定件而改變2

14、.轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副的演化3.偏心輪機(jī)構(gòu)：若將轉(zhuǎn)動副B的半徑擴(kuò)大到比曲柄AB的長度還要大，則曲柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化 為偏心輪機(jī)構(gòu)。（擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副）注：在含曲柄的機(jī)構(gòu)中，若曲柄的 長度很短，在柄狀曲柄兩端裝設(shè)兩個轉(zhuǎn)動副存在結(jié)構(gòu)設(shè)（2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 就曲柄涓蝴構(gòu)卻成移動圈的的結(jié)動構(gòu)件. 畫成ff狀構(gòu)件稱為導(dǎo)桿, 畫成塊狀的附t稱為消快,K）由國動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)定城機(jī)掏計(jì)方面的問題，故常常設(shè)計(jì)成偏心輪機(jī)構(gòu)。4、取不同構(gòu)件作機(jī)架：5.各種不同的平面四桿機(jī)構(gòu)都是通過“改換機(jī)架、 等演化而成的。3.3平面四桿機(jī)構(gòu)的主要工作特性1 .桿長之和條件：最短桿與最長桿長度之和小于等于其它兩桿的長度之和2 .轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副的充分

15、必要條件：組成該轉(zhuǎn)動副的兩個構(gòu)件中必有一個為最短桿，且四機(jī)架條件機(jī)構(gòu)類型最短桿相鄰的桿為機(jī)架曲柄幅桿機(jī)柄最短桿本身為機(jī)架雙曲柄機(jī)構(gòu)量身?xiàng)U和升的桿為機(jī)架雙揉桿機(jī)構(gòu)（I）任翻為機(jī)架雙揄T他（n）3.四桿錢鏈運(yùn)動鏈成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的條件:特例：若兩個構(gòu)件長度相等且均為最短時:（1）若另外兩個構(gòu)件長度不等，則不存在整轉(zhuǎn)桿長條件滿足桿長之 和條件副 ,個構(gòu)件的長度滿足桿長之和條件。不滿足杼長（2）若另兩個構(gòu)件長度相等，則當(dāng)兩最短構(gòu)件I相之和條件時有三個整轉(zhuǎn)副，相對時有四個整轉(zhuǎn)副。注：成為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的條件為：（其中e偏心距離）4.行程速度變化系數(shù)：K=R動件快行程平均速度/從動件慢行程平均速度（K大于等

16、于1）范圍：0,180 )極位夾角9 :當(dāng)搖桿處于兩極限位置時，對應(yīng)的曲柄位置線所夾的角（當(dāng)AB與BC兩次共線時，輸出件CD處于兩極限位置。）5、急回特性：從動件正反兩個行程的平均速度不相等。注：1、平面四桿機(jī)構(gòu)具有急回特性的條件：（1）原動件作等速整周轉(zhuǎn)動；（2）輸出件作往 復(fù)運(yùn)動；（3）02 、有急回特性的機(jī)構(gòu)：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)以及具有曲柄的多桿機(jī)構(gòu)。無急回特性的機(jī)構(gòu)：正弦機(jī)構(gòu)、對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)6.根據(jù)K及從動件慢行程擺動方向與曲柄轉(zhuǎn)向的異同，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可分為以下;種我 2a d b c式：I型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：K>1 >0,搖桿慢行程擺動方向與曲柄轉(zhuǎn)

17、向 相同。尺寸條件：結(jié)構(gòu)特征：A、D位于C1、C2兩點(diǎn)所在直線的同側(cè)2.2.22II型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：K>1 >0,搖桿慢行程擺動方向與曲柄轉(zhuǎn)向 相反。“Md件：b c結(jié)構(gòu)特征：A、D位于C1、C2兩點(diǎn)所在直線的異側(cè)2,2, 22III型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：K=1=0,搖桿無急回特性，尺呻條件：b c結(jié)構(gòu)特征：A、C1、C2三點(diǎn)共線7 .壓力角：在不計(jì)摩擦力、重力、慣性力的條件下，機(jī)構(gòu)中驅(qū)使輸出件運(yùn)動的力的方向線與輸出件上受力點(diǎn)的速度方向線所夾的銳角。傳動角：壓力角的余角。注：a越小，傳力越好；丫越大，傳力越好。min指連桿與從動件的夾角四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動角位置：I型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)在曲柄

18、與機(jī)架 重疊共線位置,II型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)在 拉直共線位置，III型曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 拉直與重疊共線位置8 .死點(diǎn)位置：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中取搖桿為主動件時，當(dāng)曲柄與連桿共線時，連桿對從動件曲 柄的作用力通過轉(zhuǎn)動中心A,傳動角為零，力矩為零，稱為死點(diǎn)位切子力/注意：一般要避免死點(diǎn)，但有時也可利用死點(diǎn)：當(dāng)工件被夾緊后，BCD成一直線，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，即使工件的反力很大，夾具也不會自動松脫，該例為利用死點(diǎn)位置的自鎖特性來實(shí)現(xiàn)工作要求的。9 .4實(shí)現(xiàn)連桿給定位置的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計(jì)連桿位置用錢鏈中心 B C表示：連桿位置用連桿平面上任意兩點(diǎn)表示：轉(zhuǎn)換機(jī)架法10 5實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動規(guī)律的平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計(jì)1

19、 .按連架桿對應(yīng)位移設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)：求解兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計(jì)問題的“剛化反轉(zhuǎn)法如果把機(jī)構(gòu)的第i個位置AiBiCiDi看成一剛體（即剛化）？ 端點(diǎn)D轉(zhuǎn)過（-?1i）工劈卡 轉(zhuǎn)），使輸出連架桿CiD與C1D重合，稱之為“剛化反轉(zhuǎn)法”陟個 Vy 迂就 給定兩連架桿上三對對應(yīng)位置的設(shè)計(jì)：注意：在工程實(shí)際中AB桿長度是根據(jù)實(shí)際情況確定的，改變 B點(diǎn)的位置其解也隨之改變，故實(shí)際連架桿三組對應(yīng)位置的設(shè)計(jì)問題也有 無窮多個解。可減少作圖線條，僅將DB的B點(diǎn) 轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度得出B點(diǎn)2 . 已知兩連架桿的兩組對應(yīng)位移，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)此運(yùn)動要求的 含一個移動副四桿機(jī)：3 .按給定的從動件的行程和 K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)：步驟：由k

20、計(jì)算極位夾角9 ;任選固定較鏈中心D ,由14和巾作出搖桿的兩極限位置C1D?口 C2D連接C1和C2過C1、C2作與C1C城/C1C2N=90-的直線C1O C2O得交點(diǎn)O;以O(shè)為圓心OC1為半徑作圓,在圓弧上任選一點(diǎn)A作為固定較鏈中心；以 A為圓心,AC2為半徑作圓弧交AC1于E,平分EC1,得曲柄長度12.再以A為圓心，為12半徑作圓交AC1和AC2的延長線于 B1,B2.B1C1=13注意：見書97、 98 頁3.6 實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動軌跡的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計(jì)1. 圖譜法2. 羅培茲定理： 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)連桿上任一點(diǎn)的軌跡可以由三個不同的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。補(bǔ)充：四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的條件： （見右

21、上圖）第四章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類1、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) ：凸輪機(jī)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊的機(jī)構(gòu)，具有很少的活動構(gòu)件，占據(jù) 空間小。 優(yōu)點(diǎn) ： 對于任意要求的從動件規(guī)律，都可以毫無困難地設(shè)計(jì)出凸輪廓線來實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：高副接觸，易磨損，只適用于傳力不大的場合；凸輪輪廓加工比較困難；從動件的行程不能過大2、應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)無特定運(yùn)動規(guī)律要求的工作行程；實(shí)現(xiàn)有特定運(yùn)動規(guī)律要求的工作行程；實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動和動力特性有特殊要求的工作行程；實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律3、凸輪機(jī)構(gòu)的組成：凸輪、從動件、機(jī)架三個構(gòu)件組成4、分類：按凸輪的形狀：盤形凸輪，移動凸輪，圓柱凸輪（前兩個平面運(yùn)動，圓柱凸輪屬于空間凸輪機(jī)構(gòu)）

22、：按從動件的型式分：尖底從動件、滾子從動件、平底從動件（按機(jī)架的運(yùn)動形式分為往復(fù)直線運(yùn)動的直動從動件和往復(fù)擺動的擺動從動件）按凸輪與從動件維持接觸（鎖合）的方式分：力鎖合（重力、彈簧力）、幾何鎖合4.2 從動件的運(yùn)動規(guī)律基圓：指以凸輪輪廓曲線最小失徑r。為半徑的圓從動件運(yùn)動線圖：指通過微分可以作出的從動件速度線圖和加速度線圖2、按照從動件在一個循環(huán)中是否需要停歇及停在何處等，可將凸輪機(jī)構(gòu)從動件的位移曲線分成如下四種類型:（1）升-停-回-停型（RDR勰）（2）升-回-停型（RREffl）（3）升-停-回型（RDF©）2、從動件運(yùn)動規(guī)律的一般表示:（4）升-回型（RFS）位移:S f(

23、)dsds dds速度：v d?【/丁其中匣叫類速度-d加速度a dv 型 J 26 其中二 叫類加速度 dt d dt d 2 d躍動度j空 dtda dd dt3q其中瞿叫類躍動度d 33、多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律：位移曲線的一般形式:23sc0clc2c3n cn速度：v(c1 2c2 3c32 4c4 3ncnn1)加速度a2(2c2 6c312c4 2 n(n 1)cn n 2)躍動度：j3(6c3 24c4 n(n 1)(n2)cnn 3)注意：式中 為凸輪的轉(zhuǎn)角（rad ） ; c0, c1, c2,.cn為n+1個待定系數(shù)其推程的邊界條件為:0(1 ) n=1s hs 0,推程的運(yùn)動方程

24、：s h注：從動件在運(yùn)動起始位置和終止兩瞬時的加速度在理論上由零值突變?yōu)闊o窮大，慣性力也為無窮大。由此的沖擊稱為 剛性沖擊。適用 于低速輕載(2) n=2的運(yùn)動規(guī)律(等加速等減速運(yùn)動規(guī)律)2-s c0 clc2 , v cl2c2推程等加速運(yùn)動的邊界條件為:0 s 0v = 0 ;推程等加速運(yùn)動的方程式為：s2h 2 4h-2v 24h 2-2/2, sh/2注：在運(yùn)動規(guī)律推程的始末點(diǎn)和前后半程的交接處，加速度為有限值，這種由于加速度發(fā)生有限值突變而引起的沖擊稱為 柔性沖擊。適用于中速輕載2h 2廠 cos（一 ）2(3) n>3的高次多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律:適當(dāng)增加多項(xiàng)式的幕次，就有可能獲得性

25、能良好的運(yùn)動 規(guī)律。但幕次越高，要求的加工精度也愈高(4)簡諧運(yùn)動(余弦加速度)運(yùn)動規(guī)律:推程階段運(yùn)動方程：s h1 cos() , v hsin(一), a22注：該運(yùn)動規(guī)律在推程的開始和終止瞬時，從動件的加速度仍有突變，故存在 柔性沖擊，適用于中速中載(5)擺線運(yùn)動(正弦加速度)運(yùn)動規(guī)律：推程階段的正弦加速度方程為：s sin()2注：這種運(yùn)動規(guī)律的速度及加速度曲線都是連續(xù)的，沒有任何突變，因而既沒有剛性沖擊、又沒有柔性沖擊，可適用于 高速輕載汪忠:在選擇從動件的運(yùn)動規(guī)律時，除了要考慮剛性沖擊和柔性沖擊以 外，還要對各種運(yùn)動規(guī)律所具有的最大速度 vmax(動量)和最大加速度amax(影響慣

26、性力)及其影響加以比較。4、組合運(yùn)動規(guī)律：為了獲得更好的運(yùn)動特性，還可以將以上各種運(yùn)動規(guī)律組合起來加以應(yīng)用，組合時應(yīng)遵循的原則：（ 1） 對于 中、低速 運(yùn)動的凸輪機(jī)構(gòu)，要求從動件的 位移曲線在銜接處相切 ，以保證速度曲線的連續(xù)，即要求在銜接處的位移和速度應(yīng)分別相等。（ 2） 對于 中、高速 運(yùn)動的凸輪機(jī)構(gòu)，要求從動件的 速度曲線在銜接處相切 ，以保證加速度曲線連續(xù)，即要求在銜接處的位移速度和加速度應(yīng)分別相等。5、修正梯形組合運(yùn)動規(guī)律：4.3 按給定運(yùn)動規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線作圖法1、設(shè)計(jì)原理： 已知從動件的運(yùn)動規(guī)律s =s（?） 、 v=v（?） 、 a=a（?） 及凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸（如r。

27、、e）及轉(zhuǎn)向，求凸輪輪廓曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)值或作出凸輪的輪廓曲線。2、反轉(zhuǎn)法原理： 給正在運(yùn)動著的整個凸輪機(jī)構(gòu)加上一個與凸輪角速度?大小相等、方向相反的公共角速度（ - ?） ，這樣，各構(gòu)件的相對運(yùn)關(guān)系并不改變，但原來以角速度?轉(zhuǎn)動的凸輪將處于靜止?fàn)顟B(tài) ；機(jī)架（從動件的導(dǎo)路）則以（ - ? ）的角速度圍繞凸輪原來的轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動；而從動件一方面隨機(jī)架轉(zhuǎn)動，另一方面又按照給定的運(yùn)動規(guī)律相對機(jī)架作往復(fù)運(yùn)動。尖頂直動從動件盤型凸輪機(jī)構(gòu)：滾子直動從動件盤形凸輪：TSU平底移動從動件盤型凸輪機(jī)構(gòu):尖底，用反轉(zhuǎn)法求出一系列的 得B1、B2，其次過這些點(diǎn)畫一系列平底得一直線族；最后將此直線族的包絡(luò)線，即得到凸輪實(shí)

28、際的輪廓線。（注意：為了保證所有位置的平底都能與輪廓相切，平底左右兩側(cè)的寬度必須分別大于導(dǎo)路至左右最遠(yuǎn)切點(diǎn)的距離b'和b"對于平底直動從動件，無論導(dǎo)路對心還是偏置，無論取哪一點(diǎn)為參考點(diǎn)，得出的直線族和凸輪實(shí)際輪廓曲線都是一樣的。）尖頂擺動從動件盤型凸輪機(jī)構(gòu):圓柱凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì):4.4平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)（解析法）1、理論基礎(chǔ):4.5與上面相仿，先取平底與導(dǎo)路的交點(diǎn)B0為參考點(diǎn)，把它看做: x2 二茜 8S8一屈先=藺 sind+'iC。疆動系力工”相對于靜素刖¥轉(zhuǎn)勖，劭 點(diǎn)A固定在動系上，隨動系相對靜 系轉(zhuǎn)動.轉(zhuǎn)過日角后，動點(diǎn)4在靜 系中的坐標(biāo)為（,

29、>1）,在動系 中坐標(biāo)為（科，v2） 忌然，若力 系未轉(zhuǎn)，動點(diǎn)A在群系中的空標(biāo)為.）.由圖知，A點(diǎn)在靜坐 標(biāo)素中菽動時，其位置坐標(biāo)關(guān)系用解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲 線，靜系固定在機(jī)架上.動系固定在凸輪上凸輪機(jī)構(gòu):/I Z I X殷3-疝9T/ sin 01、壓力角a :接觸點(diǎn)法線與從動件上力作用點(diǎn)速度方向所夾的銳角。（凸輪作用于從動件的驅(qū)動力F是沿法線方向傳遞的，可分解為沿從動件運(yùn)動方向的有用力和使從動件緊壓導(dǎo)路的有害分力）注：機(jī)構(gòu)自鎖：當(dāng)a超過一定數(shù)值摩擦阻力將超過有用分力，此時無論驅(qū)動力多大都 不能推動從動件。出現(xiàn)自鎖時的壓力角稱為 極限壓力角許用壓力角：？max?,對于移動從動件：?=3

30、0o-38o ;對于擺動從動件：?=40o-45o （對于力鎖合式凸輪機(jī)構(gòu)，不是由凸輪驅(qū)動的，所以不會出現(xiàn)自鎖， 回程壓力角可以取得很大，可在 700-800之間選?。?、按許用壓力角確定凸輪回轉(zhuǎn)中心位置和基圓半徑：直動移動從動件盤型凸輪機(jī)構(gòu)擺動從動件盤型凸輪機(jī)構(gòu)平底移動從動件凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑和平底長度的C2）理論麻線的最小幸 半役等T像了半徑時13）理論廓線的最小曲率1r輕小于餓子半徑時實(shí)壞輪房相交而造成 從動件運(yùn)動失府出現(xiàn)失點(diǎn)滾子半徑的確定:第五章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)5.1 齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類為避免運(yùn)動失削座設(shè)，1、齒輪的應(yīng)用：用于傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動和蟒為32、按照一對齒輪傳動的角

31、速比是否恒定分為：（1）圓形齒輪機(jī)構(gòu)（固定）；（2）非圓齒輪機(jī)構(gòu)（變化的）3、分類：平面齒輪機(jī)構(gòu)：用于傳遞兩平行軸之間的運(yùn)動和動力。分為：直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、斜齒圓柱齒輪、人字齒圓柱齒輪 曲線齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 空間齒輪機(jī)構(gòu)：用來傳遞兩相交軸或交錯軸之間的運(yùn)動和動力。分為：圓錐齒輪機(jī)構(gòu)、交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu)、蝸桿機(jī)構(gòu)、準(zhǔn)雙曲齒輪機(jī)構(gòu)5、齒輪機(jī)構(gòu)傳動的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動比穩(wěn)定，傳動效率高；缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求較高，不適用于兩軸間距離較大的傳動6、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：齒輪齒廓形狀的設(shè)計(jì)；單個齒輪的基本尺寸設(shè)計(jì)一對齒輪傳動設(shè)計(jì)5.2 齒廓嚙合基本定律1.齒輪傳動的傳動比：兩齒廓在任3M角速度之比（設(shè)點(diǎn)p是曲

32、齒輪廓在點(diǎn)K接觸時的Vpi OF2 02P i12i 02P相對速度瞬心）201P注：兩輪的瞬時傳動比與瞬時接觸點(diǎn)的公法線把連心線分成的兩段線段成反比。2、平面齒廓嚙合基本定律：在嚙合傳動的任一瞬時，兩輪齒廓曲線在相應(yīng)接觸點(diǎn)的公法線 必須通過按給定傳動比確定的該瞬時的節(jié)點(diǎn)。注：定點(diǎn)p稱為節(jié)點(diǎn)，以o1和o2為圓心，過節(jié)點(diǎn)p所作的兩相切圓稱為節(jié)圓，其半徑用 U '和r2'表示。一對齒輪齒廓的嚙合過程相當(dāng)于一對 節(jié)圓的純滾動。3、齒廓曲線的選擇：對于定傳動比的齒輪機(jī)構(gòu)，目前僅有漸開線、幾種，其中漸開線較為常用。5.3漸開線及漸開線齒廓1.圓的漸開線的形成：當(dāng)直線沿一圓周作 相切純滾動

33、時,直線上任一點(diǎn)在與 該圓的平面上的軌跡弧AK,稱為該圓的漸開線。該圓為基圓，半徑為rb,該直線為發(fā)生線，k為展角bcoskk3、漸開線方程:2、漸開線的性質(zhì)：線段NK=弧長AN漸開線上任意一點(diǎn)的法線必切于基圓，與基圓 的切點(diǎn)N為漸開線在K點(diǎn)的曲率中心，而線段 NK是漸開線在點(diǎn)K處的曲率半徑，起始處曲 率半徑為00漸開線的形狀取決于基圓的大小，當(dāng)基圓半徑為無窮大時，其漸開線為垂 直于NK的直線 基圓內(nèi)無漸開線6=£N0A -=- ak 口* =吆- ct* =比也上注：inv ?k為漸開線函數(shù)4、漸開線上點(diǎn)K的壓力角：一對齒廓相互嚙合時，齒輪上接觸點(diǎn)K所受到的正壓力方向與受力點(diǎn)速度方

34、向之間所夾的銳角，稱為齒輪齒廓在該點(diǎn)的壓力角注：漸開線齒廓各點(diǎn)具有不同的壓力角，點(diǎn)K離基圓中心O愈遠(yuǎn)，壓力角愈大。5、漸開線齒廓能滿足定傳動比的要求:102 P2il2 -201Pri6、漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)：（1）漸開線齒廓的嚙合線是直線（嚙合線、齒廓接觸點(diǎn)的公法線及兩基圓的一條內(nèi)公切線 三線重合）（2）嚙合角不變，是隨中心距而定的常數(shù)（嚙合角： 過節(jié)點(diǎn)所作的兩節(jié)圓的內(nèi)公切線（t-t）與兩齒廓接觸點(diǎn)的公法線所夾的銳角 合角在數(shù)值上等于節(jié)圓上的壓力角）b1b2Cos?'表4,嚙2.102 P'%2i12,201P %（3）漸開線齒廓嚙合具有可分性： 當(dāng)兩齒輪制成后，基圓半徑便已

35、確定,以不同的中心距（a或a'）安裝這對齒輪，其傳動比不會改變。5.4 漸開線齒輪各部分的名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的尺寸1、齒輪各部分名稱：2、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)：齒數(shù) z;模數(shù)m （人為地把m=p/?規(guī)定為簡單的有理數(shù)，該比值稱為模數(shù)cms甲位dbmm；分度保壓為解s , mzcos準(zhǔn)值，國標(biāo)規(guī)定壓力角的標(biāo)準(zhǔn) dk值為？=20° （由得基圓直徑：齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c* : ha=ha*m hf=（ha*+c*）m注：標(biāo)準(zhǔn)值：ha*=1, h a*=0.25 ;非標(biāo)準(zhǔn)的短齒：ha*=0.8 , c*=0.3說明：分度圓是齒輪上一個人為地約定的齒輪計(jì)算的基準(zhǔn)圓。規(guī)定分度圓上的模數(shù)

36、標(biāo)準(zhǔn)值，模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)系列見 GB1357-87，分度圓上的參數(shù)分別用d、r、m、p、s、e及？表示。齒數(shù)，模數(shù)，壓力角是決定漸開線形狀的三個基本參吸mf, p m3、標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸：標(biāo)準(zhǔn)齒輪 指具有標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)、壓力角、標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高（ha）、齒 根高（hf）,同時分度圓上的齒厚（S）等于齒槽寬（e）的齒輪。內(nèi)齒輪：內(nèi)齒輪的輪齒是內(nèi)凹的，其齒厚和齒槽寬分別對應(yīng)于外齒輪的齒槽寬和齒厚;內(nèi)齒輪的齒頂圓小于分度圓，而齒根圓大于分度圓；必須大于基圓；4、標(biāo)準(zhǔn)齒條的特點(diǎn)：同側(cè)齒廓為互相平行的直線凡與齒條分度線平行的任一直線上的齒距和模數(shù)都等于分度線（不是圓）上的齒距和模數(shù)。 齒條齒廓上各點(diǎn)的壓力角均相等

37、，且數(shù)值上等于齒條齒形角5、任意圓上的齒厚:。= NCOC（睚-9）5.5 漸開線直齒輪的嚙合傳動5=一展一2展（倏一 8）1、BB2為實(shí)際嚙合線（B2為一對齒開始嚙心點(diǎn)，B1為開始分離點(diǎn)），NM為理論嚙合線。而以 =培比此注：B2是齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)，當(dāng)齒高增大時，實(shí)際嚙合線 B1B2向外延伸，但因?yàn)? - tga -a基圓內(nèi)沒有漸開線，所以不會超過 NN 一2、漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件：兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。注：法向齒距與基圓齒距相等，可得Pbmi cos i m m 2 mm2 cos 2123、齒輪傳動的無側(cè)隙嚙合條件： 一齒輪輪齒的節(jié)圓齒厚必須等于另一齒輪節(jié)圓

38、齒槽寬4、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝：一對模數(shù)、壓力角均相等的標(biāo)準(zhǔn)齒輪， 分度圓相切的安裝。注：（1）標(biāo)準(zhǔn)安裝的齒輪實(shí)現(xiàn)無側(cè)隙嚙合。（2）標(biāo)準(zhǔn)申心m（z：i Z2）（3）非標(biāo)準(zhǔn)安裝：具中心距大于標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距。a B1B21Pb心線上度量的距離，用 C表示。c=c* m（4）頂隙：一對相互嚙合的齒輪中，一個齒輪的齒根圓與另一個齒輪的4a頁圓之間在連5、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件：Pb,重合度（或重疊系數(shù)）a：實(shí)際應(yīng)用中：a a , a :許用重合度BP BN1函mzLcos （tg a1 tg ）26、重合度與基本參數(shù)的關(guān)系：Bi B2 B1P B2P注：重合度的物理意義：表明同時參加嚙合的輪齒對數(shù)的多少，

39、 如a=1表示只有一對齒嚙合，a=2表示始終有兩對齒同時嚙合，a不為整數(shù)時分為雙齒嚙合區(qū)和單齒嚙合區(qū)。 a值 越大，嚙合時間越長，承載能力和傳動的平1I性都有提高，它與模數(shù)無關(guān)，隨齒數(shù) Z的增 大而增大。5.6 漸開線齒廓的展成加工及根切現(xiàn)象1、齒輪的加工方法：仿形法，展成法（應(yīng)用廣泛）2、展成法切削加工原理：齒輪插刀切制齒輪齒條插刀切制齒輪滾刀切制齒輪3、標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪：刀具僅比標(biāo)準(zhǔn)齒條在齒頂部高出 c*m一段，其片部分一 U .頂.樣齒條刀中線與齒輪坯分度圓相切純滾動。這樣切出輪必為標(biāo)準(zhǔn)齒輪4、漸開線齒廓的根切現(xiàn)象：用范成法切制齒輪時，有時刀具會把輪齒根部衛(wèi):皿子的慚開 （線齒

40、廓再切去一部分，這種現(xiàn)象稱為 齒廓根切，產(chǎn)生的原因當(dāng)?shù)毒呤﹥伞?：_ A與嚙合線的交點(diǎn)b 2不超過嚙合極限點(diǎn)n, hamNM齒廓再切去一部分6、漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切時的最少齒數(shù)：要避免根切就必須使刀具標(biāo)準(zhǔn)正常齒：Zmin=175.7 變位齒輪1、變位的目的：1） z<zmin時；2）小齒輪強(qiáng)度低于大齒輪，磨損又比大齒輪嚴(yán)重；3） a' wa2、齒輪的變位：改變刀具與輪坯徑向相對位置，使刀具中線不與齒輪分度圓相切加工齒輪的方法，稱為徑向變位法。3、變位齒輪的切制：齒條刀中線相對被切齒輪分度圓可能有三種情況（X為徑向變位系數(shù)） 4、最小變位系數(shù)：同一把齒條刀切出齒數(shù)相同的標(biāo)準(zhǔn)齒輪

41、、正變位及負(fù)變位齒輪的輪齒,齒廓是相同基圓上的漸開線（齒形一樣），只是取漸開線的不同部位作為齒廓。（見上圖）1c775、不發(fā)生根切的條件:h m xm PN sin x ha -zsinxmin a2Zmin6、變位齒輪的基本尺寸：齒厚：被切齒輪分度圓齒厚等于齒條刀節(jié)線上的齒SS 2xmt2*齒根圓：齒根高h(yuǎn)f m ha c x齒根圓詞徑：mz 2hf齒頂圓：變位齒輪的齒頂高僅決定于輪坯頂圓的大小，如果為了保證全齒高為年準(zhǔn)值 haham xmha ha m xm（2ha+c*）m ,則正變位齒輪：負(fù)變位齒輪： 齒頂圓直徑：da mz 2ha5.9平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 1、齒廓曲面的形成：（1

42、）漸開線直齒圓柱齒輪齒面的形成：當(dāng)發(fā)生面沿基圓柱作純滾動時,若平行于齒輪白軸線的直線kk '（2）漸開線斜齒圓b的直線柱齒輪齒面的形生圓柱作純滾動時, 在空間的軌跡盤斜詼師柱齒輪的心螺旋面2、螺旋角：在基圓柱上的螺旋線的切線與基圓柱母線的夾角，用B b表示。注：分度圓柱面上的螺旋角簡稱螺旋角， 用B表示，不同圓柱面上的螺旋角不相等。3、嚙合特點(diǎn)：一對斜齒輪嚙合時，齒面上的接觸線由短變長，再由長變短，減少了傳動時mn數(shù)mt軸巫藏的沖擊和噪音，提高了傳動平穩(wěn)性，故斜齒輪適用于重載高速傳動。P n Pt COSPnmn4、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)：分為法面防數(shù)、mm瑞面參5、端面參數(shù)與法面參數(shù)

43、的關(guān)系： 模數(shù):角標(biāo)n、t、x區(qū)別壓力角：tg t ac，tg n 亙c , ab = a'b' , tg abtg t cos齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)：不論從法面或端面來看，斜齒輪的齒頂高和齒根高 1 *, *.*一* 都是相等的，故有：hahatmthanhathan COS, 八*、八*、*hf(hatCt )6(hang)EnCtCn COS螺旋角B ： tg B 二兀d/p z ( p z為螺線的導(dǎo)程)，tg B b=兀db/p z,dbtg B b= 了tg B =tg 0 cos t注意：由于刀具齒形的法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，所以斜齒輪的法面參數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值;由于端面的幾何尺寸

44、關(guān)系與直齒輪相同，所以計(jì)算基本尺寸時，必須把法面參數(shù)轉(zhuǎn)算為端面參數(shù)a八尸nQ mn2 mn6、平行軸斜齒輪傳動的正確嚙合條件互相嚙合兩齒輪的模數(shù)相等和兩齒輪的壓力角相等兩外嚙合齒輪的螺旋角大小相等，旋向相反，即2n1n27、重合度：斜齒圓柱齒輪傳動其在嚙合線上的長度比直齒圓柱齒輪增加了1btg btgPtmt總重合度為：縱向重合度:注：可見斜齒輪的重合度隨螺旋角B和齒寬 b的增大而增大，可以達(dá)到很大的值。8.斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)： 在研究斜齒輪 法面齒形時，可以虛擬一個與斜齒輪的法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪，稱這個虛擬的直齒輪為該斜齒的其齒數(shù)則稱為當(dāng)量齒數(shù)，用Zv表示。9.平行軸斜齒輪幾何尺寸計(jì)算：

45、(具體當(dāng)量齒輪a(1)端面參數(shù)代入相應(yīng)的直齒圓柱齒輪基本尺寸計(jì)算公式中：d mtz db d cos t ptmtptb 儲 cos t(2)將由法面參數(shù)求得的端面參數(shù)表達(dá)式代入基本尺寸計(jì)算公式中:例如：d mtz昔z, p m蚩注意：在斜齒輪的傳動時，可通過改變螺旋角的方法來湊中心距， 不必采用變位的方法10、斜齒圓柱齒輪傳動的特點(diǎn)： 在傳動中，具輪齒逐 漸進(jìn)入和逐漸脫開嚙合，傳動平33穩(wěn)，沖擊和噪聲?。恢睾隙却?，故施載能或育s3運(yùn)動率穩(wěn)3適用于高速傳動；不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)比直齒輪少，故結(jié)構(gòu)緊湊；斜齒輪在工作時有軸向推力Fa,且隨B增大而增大26蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q：d1 m

46、q5.11蝸桿機(jī)構(gòu) 1、分類：按蝸桿形狀分（1）圓柱蝸桿傳動（普通圓柱蝸桿傳動、圓弧圓柱蝸桿傳動）（2）環(huán)面蝸桿傳動（3）錐面蝸桿傳動2、圓柱蝸桿可分為：（a）阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）：阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面上是直齒條和漸開線齒輪的嚙合，在無需磨削加工的情況下廣泛應(yīng)用。（b）漸開線蝸桿（ZI蝸桿）：漸開線蝸桿的端面齒廓為漸開線，與蝸桿基圓柱相切的截面，齒廓是直線?？捎闷矫嫔拜唩砟?，需要專用機(jī)床。（c）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）：法向直廓蝸桿的導(dǎo)程角很大，加工時最好使刀具的切削平面在垂直于齒槽中點(diǎn)螺旋線的法平面內(nèi)。磨削是用直母線的砂輪在普通螺紋磨床上進(jìn)行。3、蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸：

47、模數(shù)：蝸桿一軸向模數(shù)mx;蝸輪一端面模數(shù)mt壓力角 壓力角：20 蝸桿頭數(shù)Z1和蝸輪齒數(shù)Z2: Z1范圍：1 - 4 分度或求自鎖時，取小。否則，取大；要求自鎖 z1 = 1 ，提高效率時取z1 > 1 z2 = iZ 1=28-80,避免根切，取最小值為z2d2tgd2 d蝸桿蝸輪傳動的幾何尺寸計(jì)算d2mz2其余幾何尺寸的計(jì)算參照直齒輪，只是取11 ,、ha*=1, c*=0.2 a 2（d1 d2） 2mg z2）12蝸桿蝸輪的傳動比及其轉(zhuǎn)動方向的判斷：傳動比 2 z1d1d1tgd回轉(zhuǎn)方向的判斷：主動件是蝸桿，用手握住蝸桿，當(dāng)蝸桿右旋時用右手左旋時用左手，四指沿蝸桿的角速度方向彎曲

48、，拇指所指的方向就是蝸桿的軸向力方向，根據(jù)作用力與反作用力，拇指的反方向就是蝸輪的切向力方向。也可根據(jù)蝸輪的方向反過來判斷蝸桿的旋向和轉(zhuǎn)向滑動速度看必 I、，2Vs. viV2cos4、蝸桿傳動的正確嚙合條件：5.12 圓錐齒輪機(jī)構(gòu)1、軸交角？：直齒圓錐齒輪傳動用于傳遞相交軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，用 軸交角？來表示兩回轉(zhuǎn)軸2、輪齒分布在圓錐體上,錐、基圓錐、節(jié)圓錐。3、球面漸開線的形成：線間的位置關(guān)系。與基圓錐相切于NO',且半徑R等于基圓錐的錐R直齒圓錐齒輪傳動中有 五對圓錐：分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓的扇形平面沿基圓錐作相切純滾動時，該平面上一點(diǎn)K在空間形成一條球面漸開線，半徑逐漸減小的一

49、系列球面漸開線的集合，就組成了球面漸開面 注：因球面漸開線不能展成平面，實(shí)際使用的圓錐齒輪齒廓不是球面漸開線，而用近似的方法用背錐齒廓代替4、背錐：與球面相切于大端節(jié)圓處的圓錐，稱為大端的背錐,將扇形齒輪補(bǔ)全為完整的圓形齒輪，此即為當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)5、當(dāng)量齒數(shù)：？1、？2為分度圓錐角7、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動：基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（圓錐齒輪的基本參數(shù)以大端為標(biāo)準(zhǔn)值）：h； 1, c* 0.2直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件:m1m2 m , 12, R1 R2 R （式中m,?為大端上的模數(shù)和.1 Z22il2 3 Zl rI壓力角。）重合度：按當(dāng)量齒輪進(jìn)行計(jì)算傳動比：節(jié)錐距：R op j2

50、J m ,z： z2標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的幾何尺寸的計(jì)算：（1）節(jié)錐角（節(jié)圓錐錐角？'(2)齒頂圓直徑、齒根圓直禪a d 2hacos df d 2hf cos（3）頂錐角根錐角（?；和？f）： （a）不等頂隙收縮齒：；,f f,tg a擔(dān)，Rhftgf R（ a一齒頂角，f一齒根角）；（b）等頂隙收縮齒:a1 f2， a2f1第6章輪系及其設(shè)計(jì)6.1 輪系及其分類1、輪系：由一系列齒輪組成的傳動稱為齒輪系。2、兩大類：定軸輪系：當(dāng)齒輪系轉(zhuǎn)動時，若其中各齒輪的軸線相對于機(jī)架的位置都是固定不動的。 周轉(zhuǎn)輪系（分為差動輪系和行星輪系）：當(dāng)齒輪系轉(zhuǎn)動時，若其中至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的

51、固定幾何軸線運(yùn)動。復(fù)合輪系：既有行星輪系又有定軸輪系或有若干個行星輪系組合而成的復(fù)雜輪系。6.2 定軸輪系的傳動比（必告.）1、傳動比：指輸入軸與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比平面齒輪：i12 = ±Z2/Z1"+”號表示內(nèi)嚙合兩輪轉(zhuǎn)向相同，“-”號表示外嚙合兩輪空間齒輪：方向用箭頭表示，如圖所示2、平面定軸輪系的傳動比：注：m為外嚙合的對數(shù)，惰輪：不影響傳動比大小的齒輪3、定軸輪系的應(yīng)用： 實(shí)現(xiàn)大傳動比傳動 實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳動 實(shí)現(xiàn)換向傳動實(shí)現(xiàn)變速傳動實(shí)現(xiàn)多分路傳動6.3 周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動比1、周轉(zhuǎn)輪系的組成：中心輪 K、行星輪、行星架H行星輪：既繞自身的幾何軸線O2自

52、轉(zhuǎn)，又隨同轉(zhuǎn)臂H繞幾何軸線O1公轉(zhuǎn)注：差動輪系：F=2 （中心輪都是轉(zhuǎn)動的）行星輪系：F=1 （有一個中心輪作了機(jī)架）2、周轉(zhuǎn)輪系的傳動比：設(shè)1、2、3、coH分別為齒輪1、2、3及行星架H的絕對角速度現(xiàn)給周轉(zhuǎn)輪系加上一個角速度為（-coH）的附加轉(zhuǎn)動后，則行星架固定不動：當(dāng)中心輪B固定不動Ah 1 iHB6.4 復(fù)合輪系的傳動比及應(yīng)用1、復(fù)合輪系的傳動比計(jì)算：先分別計(jì)算定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的傳動比，再 聯(lián)立求解，即可 求出復(fù)合輪系的傳動比。注：找周轉(zhuǎn)輪系的方法是 先找出行星輪，再找行星架與中心輪2、周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系的應(yīng)用： 實(shí)現(xiàn)大傳動比 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的合成 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的分解實(shí)現(xiàn)變速、換向傳動 實(shí)現(xiàn)

53、結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動 利用行星輪輸出的復(fù)雜運(yùn)動滿 足某些特殊要求6.5 行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇1、設(shè)計(jì)行星輪系時，其各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇必須滿足四個條件，才能裝配并正常運(yùn)轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)給定的傳動比：傳動比的條件：iiH 1 i： 1馬Z3（iiH1）Zizi同心條件：要求基本構(gòu)件（兩個中心輪和轉(zhuǎn)臂）在同一軸心線上打 R 2r2 , Z3 Z1 2z2 ,則 Z2 z-2）2裝入k個行星輪的裝配條件：裝好第一個行星輪后，固定中心3,將轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)角？H=2?/k,中心輪1相應(yīng)地轉(zhuǎn)過,要使順利裝入各行星輪，？1必須能被中（丫是整數(shù)）輪1的齒距角2?/Z1整除: 鄰接條件：當(dāng)行星輪的個數(shù)較多時，要考慮相鄰兩行星輪的齒頂不能相交注：可將以上幾個公式合并成一個總的配齒公式.z1 i1H 2Z ilHZi:Z2：Z3:Z1: : Z1i1H1 :,2k補(bǔ)充重點(diǎn):1、主從動輪轉(zhuǎn)向關(guān)系確定的3種情況：各輪軸線均相互平行：可用正負(fù)號確定轉(zhuǎn)向關(guān)系， 通過（-1 ） m確定或在圖上畫箭頭。各輪的軸線并不都平行，但首末兩輪的軸線相互平行： 仍可用正負(fù)號確定兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系， 但是通過在圖上畫箭頭的方法確定的， 與（-1 ） m無關(guān)輪系中首末兩輪的