機(jī)械原理課件(配東南大學(xué))

1、第二章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),二、連桿機(jī)構(gòu)的分類1、根據(jù)構(gòu)件之間的相對運(yùn)動(dòng)分為：平面連桿機(jī)構(gòu)，空間連桿機(jī)構(gòu)。2、根據(jù)機(jī)構(gòu)中構(gòu)件數(shù)目分為：四桿機(jī)構(gòu)、五桿機(jī)構(gòu)、六桿機(jī)構(gòu)等。,,一、連桿機(jī)構(gòu)是若干個(gè)構(gòu)件全用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、球面副、球銷副、圓柱副及螺旋副）聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，也稱之為低副機(jī)構(gòu)。,三．平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),1）適用于傳遞較大的動(dòng)力，常用于動(dòng)力機(jī)械。2）依靠運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形面保持構(gòu)件間的相互接觸，且易于制造，易于保

2、證所要求的制造精度3）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，工程上常用來作為直接完成某種軌跡要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳遞的操縱機(jī)構(gòu)。,不足之處：1）不易于傳遞高速運(yùn)動(dòng)。2）可能產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)累積誤差。3）平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為繁難。,§2-1 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演變及其應(yīng)用,在連架桿中，能繞其軸線回轉(zhuǎn)360°者稱為曲柄；僅能繞其軸線往復(fù)擺動(dòng)者稱為搖桿。,一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式,1）曲柄搖桿

3、機(jī)構(gòu):兩連架桿中，一個(gè)為曲柄，而另一個(gè)為搖桿。2）雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩連架桿均為曲柄。3）雙搖桿機(jī)構(gòu) 兩連架桿均為搖桿。,4,1,2,3,,§2-2 平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的共性問題,一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件,二、平面四桿機(jī)構(gòu)輸出件的急回特性,三、平面機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角、死點(diǎn),四、運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性,,一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件,,平面連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：1）連架桿與機(jī)架中必有一桿為四桿機(jī)構(gòu)中的最短桿；2）最短桿與最長

4、桿之和應(yīng)小于或等于其余兩桿的桿長之和。（桿長和條件）,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件：,2）若不滿足桿長和條件，該機(jī)構(gòu)只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。注意：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)必須滿足四構(gòu)件組成的封閉多邊形條件：最長桿的桿長<其余三桿長度之和。,1）在滿足桿長和的條件下：（1）以最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架，則最短桿為曲柄，另一連架桿為搖桿，即該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；（2）以最短桿為機(jī)架，則兩連架桿為曲柄，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)；（3）以最短桿的對邊構(gòu)件為機(jī)架

5、，均無曲柄存在，即該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件,1）a為最短桿2) a+e≤b.,C”,導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件,1)a為最短桿，a+e?d,2)d為最短桿，且滿足d+e?a,擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),二、平面四桿機(jī)構(gòu)輸出件的急回特性,擺角,∵: ?1>?2 , ∴: t1>t2 , v1<v2,極位夾角,⌒v2 =C1C2/t2,?1=180°+θ, ?2=180°-

6、θ,⌒v1 =C1C2/t1,= v2/v1 =（C1C2/t2）/ （C1C2/t1 ） = t1/t2 =?1/?2 =（180°+θ）/（180°-θ）,輸出件空回行程的平均速度 ————————————— 輸出件工作行程的平均速度,K =,θ=180°（K-1）/（K+1）,行程速比系數(shù),連桿機(jī)構(gòu)輸出件具有急回特性的條件,1）原動(dòng)件等角速整周轉(zhuǎn)動(dòng)；2）輸出件具有正、反行程的往復(fù)運(yùn)

7、動(dòng)；3）極位夾角θ>0。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,B,三、平面機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角、死點(diǎn),C,D,α,γ,δ,F,vc,F1,F2,F1 = FcosαF2 = Fsinα,1、機(jī)構(gòu)壓力角:在不計(jì)摩擦力、慣性力和重力的條件下，機(jī)構(gòu)中驅(qū)使輸出件運(yùn)動(dòng)的力的方向線與輸出件上受力點(diǎn)的速度方向間所夾的銳角，稱為機(jī)構(gòu)壓力角，通常用α表示。,??,F1?,傳動(dòng)角：壓力角的余角。,機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角和壓力角作出如下規(guī)定：γmin≥

8、[γ ]；[γ]= 30°∽60°；αmax≤[α]。[γ]、[α]分別為許用傳動(dòng)角和許用壓力角。,F2,通常用γ表示.,γ? F1?,vB3,α= 0° γ= 90°,δ= arccos{[b2+c2-d2-a2+2adcos?]/2bc}.,,? = 0?, δmin= arccos{[b2+c2-(d-a)2]/2bc}? = 180?, δmax= arccos{[b2+c2

9、-(d+a)2]/2bc} γmin=[δmin ,180-δmax]min,,2、最小傳動(dòng)角的確定,,?min= ?’=arccos（a+e)/b,為提高機(jī)械傳動(dòng)效率，應(yīng)使其最小傳動(dòng)角處于工作阻力較小的空回行程中。,3 機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置,在不計(jì)構(gòu)件的重力、慣性力和運(yùn)動(dòng)副中的摩擦阻力的條件下，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于傳動(dòng)角γ=0°（或α=90°）的位置下，無論給機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩有多大，均不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)位置稱為機(jī)構(gòu)

10、的死點(diǎn)位置。,,F1 = FcosαF2 = Fsinα,B,F,四、運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性,連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性：指該機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中能夠連續(xù)實(shí)現(xiàn)給定的各個(gè)位置。,連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不連續(xù)的問題：錯(cuò)位不連續(xù)；錯(cuò)序不連續(xù)。,,?2–3、平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì),1、基本問題 根據(jù)機(jī)構(gòu)所提出的運(yùn)動(dòng)條件，確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。,1）根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（位移、速度和加速度）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；,a 實(shí)現(xiàn)連桿的幾個(gè)位置,c 實(shí)現(xiàn)兩連架桿的對

11、應(yīng)角位移、角速度和角加速度（顎式碎礦機(jī)、慣性篩）,b 實(shí)現(xiàn)輸出構(gòu)件的急回特性,2）根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)；,3) 綜合功能,,一 根據(jù)給定的連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),,,,,,,,,B1,B2,B3,C2,C3,C1,,二 按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),,,,,,,C2,AB=(AC2-AC1)/2BC=(AC1+AC2)/2,AC1=BC-ABAC2=BC+AB,確定比例尺,已知:lCD,?,K,∞,B2,曲柄滑塊機(jī)構(gòu),

12、已知：C1 、C2位 置（行程H），K,導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),已知：,作直角? C1C2P,過三點(diǎn)作圓，A即在圓周上。,三 根據(jù)給定兩連架桿的位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),1、 剛化反轉(zhuǎn)法,如果把機(jī)構(gòu)的第i個(gè)位置AiBiCiDi看成一剛體(即剛化)，并繞點(diǎn)D轉(zhuǎn)過(-?1i)角度(即反轉(zhuǎn))，使輸出連架桿CiD與C1D重合，稱之為“剛化反轉(zhuǎn)法”。,,,,,,,,,,,,,,,,,D,A,Ci,B1,Bi,C1,?1i,?1,?1,?1i,,,,,C1,給

13、定兩連架桿上三對對應(yīng)位置的設(shè)計(jì)問題,E2,,,,,?1,?1,?2,?3,?2,?3,,,,,,,題2-2,(1),AB為最短,(2),AD為最短,或,AB為最長,AB既為最長也為最短,(3)只能考慮不滿足桿長和條件下的機(jī)構(gòu),AB為最短,或,題2-3,1 雙曲柄機(jī)構(gòu)：AD為最短桿,,,2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：AB為最短桿,,,,3 雙搖桿機(jī)構(gòu)：因不是最短桿的對邊，故考慮不滿足桿長和條件下的雙搖桿機(jī)構(gòu),,,,,,或,題2-5,(1),AB為最短,

14、(2),AC為最短,(3) AB為原動(dòng)件，e>0時(shí)傳動(dòng)角為變數(shù)，而e=0時(shí)傳動(dòng)角為常數(shù)且?=90°，所以e=0時(shí)傳力效果好。,題2-8,,,,1、作DE?AB2；2、取EC2=EC1=AB,題2-9,e,AB=(AC2-AC1)/2BC=(AC1+AC2)/2,AC1=BC-ABAC2=BC+AB,確定比例尺,題2-11,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,B1,A,C1,A,D,

15、H,C2,E1,E2,F1,F2,D’2,C’2,1 在AB位置線上任取一點(diǎn)F；2 AF2C2D反向旋轉(zhuǎn)90度，使AF2與AF1重合；3 做C1C2’的中垂線，與AF1交于B1點(diǎn)。,E,,F2,F1’,,,D’,,,,C2’,,B2,B1,,,,,,,,,,,,題2-12,,,,,,,,,C1,D,A,C2,F1,F2,,,,,C2’,,D’,,,B1,,,,,,,,,,?,題2-12,題2-13,,,,,,,,400,300,10

16、0,解：1 把DF2逆時(shí)針轉(zhuǎn)過 角度至DF2’；,2 做F1F2’中垂線交DE1于點(diǎn)E1;,3 連接DE1、 DE2中點(diǎn)C1、 C2并延長與AD交于A點(diǎn)；,4 AB=(AC2-AC1)/2 BC=(AC1+AC2)/2,結(jié)束,第三章 凸輪機(jī)構(gòu),§3?1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及其分類,§3?2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律,§3?3 盤形凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定,§3?4 根據(jù)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)

17、計(jì)盤形凸輪輪廓曲線,§3?5 空間凸輪機(jī)構(gòu)簡介,§3?6 凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類三．凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理四、凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù),§3?1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類,1、凸輪機(jī)構(gòu)：凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓的構(gòu)件。含有凸輪的機(jī)構(gòu)稱為凸輪機(jī)構(gòu)。它由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成。,一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,2、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,,,,內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu),進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu),沖壓機(jī),凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：只需

18、確定適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，即可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)可靠。 缺點(diǎn)：從動(dòng)件與凸輪接觸應(yīng)力大， 易磨損用途：載荷較小的運(yùn)動(dòng)控制,一）按凸輪的形狀分,1、盤形凸輪 2、移動(dòng)凸輪 3、圓柱凸輪,4、圓錐凸輪,二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類,1、尖頂從動(dòng)件 2、滾子從動(dòng)件 3、平底從動(dòng)件,二）按從動(dòng)件上高副元素的幾何形狀分,,三）、按凸輪與從動(dòng)件的鎖合方式分,1、力鎖合的凸輪機(jī)構(gòu)2、形

19、鎖合的凸輪機(jī)構(gòu)1）溝槽凸輪機(jī)構(gòu)2）等寬凸輪機(jī)構(gòu)3）等徑凸輪機(jī)構(gòu)4）主回凸輪機(jī)構(gòu),四）、根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分,擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu),（對心、偏置）移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu),,,h,三、凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理,基圓,推程運(yùn)動(dòng)角,遠(yuǎn)休止角,近休止角,回程運(yùn)動(dòng)角,四、凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù),3）凸輪機(jī)構(gòu)曲線輪廓的設(shè)計(jì)4）繪制凸輪機(jī)構(gòu)工作圖,1）從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì),2）凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì)移動(dòng)從動(dòng)件：基圓半徑rb，偏心距e;擺動(dòng)從動(dòng)件：基圓

20、半徑rb，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心到從動(dòng)件擺動(dòng)中心的距離a及擺桿的長度l;滾子從動(dòng)件：除上述外，還有滾子半徑rr。平底從動(dòng)件：除上述外，平底長度L。,§3―2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律,一、基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡介三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì),升—停—回—停型(RDRD),升—回—停型(RRD),升—?！匦?RDR),升—回型(RR),運(yùn)動(dòng)循環(huán)的類型,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)方程式為,位移,速度,加速度,躍動(dòng)度,一、基本運(yùn)動(dòng)

21、規(guī)律,a=?2(2c2 + 6c3? +12c4?2 + ……+n(n-1)cn?n-2)j=?3(6c3 + 24c4? + ……+n(n-1)(n-2)cn?n-3)，式中，?為凸輪的轉(zhuǎn)角（rad）； c0，c1，c2，… ，為n+1個(gè)待定系數(shù)。,1、n=1的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,s = c0+c1?v= c1 ?a=0,（一） 多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律,s=c0 + c1? + c2?2 + c3?3 + ……+ cn?n,v=?( c1

22、+ 2c2? + 3c3?2 + ……+ncn?n-1),,等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,2、 n=2的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,,等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,（二）余弦加速度規(guī)律,,（三）正弦加速度規(guī)律,,運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合應(yīng)遵循的原則：1、對于中、低速運(yùn)動(dòng)的 凸輪機(jī)構(gòu)，要求從動(dòng)件的 位移曲線在銜接處相切，以保證速度曲線的連續(xù)。2、對于中、高速運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)，則還要求從動(dòng)件的 速度曲線在銜接處相切，以保證加速度曲線的連續(xù)。,,二、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡介,梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律,a

23、,從動(dòng)件常用基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性,三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)：,1、從動(dòng)件的最大速度vmax要盡量??；2、從動(dòng)件的最大加速度amax要盡量?。?、從動(dòng)件的最大躍動(dòng)度jmax要盡量小。,§3–3 盤形凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定,一、移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸 二、擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸,一、移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸的設(shè)計(jì),，即,移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)

24、構(gòu)的基本尺寸,,,瞬心,1、偏距e的大小和偏置方位的選擇原則,應(yīng)有利于減小從動(dòng)件工作行程時(shí)的最大壓力角。為此應(yīng)使從動(dòng)件在工作行程中，點(diǎn)C和點(diǎn)P位于凸輪回轉(zhuǎn)中心O的同側(cè)，此時(shí)凸輪上C點(diǎn)的線速度指向與從動(dòng)件工作行程的線速度指向相同。偏距不宜取得太大，一般可近似取為：,,2、凸輪基圓半徑的確定,加大基圓半徑，可減小壓力角，有利于傳力1）機(jī)構(gòu)受力不大，要求機(jī)構(gòu)緊湊,2）機(jī)構(gòu)受力較大，對其尺寸又沒有嚴(yán)格的限制,根據(jù)實(shí)際輪廓的最小向徑rm確定

25、基圓半徑rb，校核壓力角,根據(jù)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度確定基圓半徑,,二、擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸,整理得，,?1 與?2同向,凸輪的轉(zhuǎn)向?1 與從動(dòng)件的轉(zhuǎn)向?2相反,1、擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、擺桿長度、基圓半徑及中心距有關(guān)。,,2、在運(yùn)動(dòng)規(guī)律和 基本尺寸相同的情況下，?1 與?2異向，會(huì)減小擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。,§3‐4 根據(jù)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)盤形凸輪輪廓曲線,一、圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪機(jī)

26、構(gòu)二、解析法設(shè)計(jì)盤形凸輪機(jī)構(gòu),一、盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ——圖解法,（1） 尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),（2）滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),（3）尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理（反轉(zhuǎn)法）,,,O,rb,,,?,,偏置尖頂從動(dòng)件凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)（反轉(zhuǎn)法）,偏置尖頂從動(dòng)件凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)（反轉(zhuǎn)法）,,已知：S=S（?），rb，e，?,偏置滾子從動(dòng)件凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)（反轉(zhuǎn)法）,,已知：S=S（?），rb，e，? ，rr

27、,,,,,,,,,擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),,,已知：?= ? （?），rb，L，a，?,二、盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ——解析法,（1）尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),（2）尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),（3）滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),（4）平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),（1） 尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),,x,尖頂移動(dòng)從動(dòng)件凸輪輪廓的求法,尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),,,,平面旋轉(zhuǎn)矩陣,,注意：1） 若從動(dòng)件導(dǎo)路相對于凸輪回轉(zhuǎn)中心的偏置方向與x

28、方向同向，則e>0, 反之e0，反之? <0。,,,,,（2）尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),若凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則?>0，反之? <0,,（3）滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),,,,C’,,,rm,a、輪廓曲線的設(shè)計(jì),b、刀具中心軌跡方程,上式中用|rc- rr |代替rr即得刀具中心軌跡方程,c、滾子半徑的確定,當(dāng)rr<?min時(shí)，實(shí)際輪廓為一光滑曲線。,當(dāng)rr=?min時(shí)，實(shí)際輪廓將出現(xiàn)尖點(diǎn)，極易磨損，

29、會(huì)引起運(yùn)動(dòng)失真。,當(dāng)rr>?min時(shí)，實(shí)際輪廓將出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，會(huì)引起運(yùn)動(dòng)失真。,內(nèi)凹的輪廓曲線不存在失真。,1、輪廓曲線的設(shè)計(jì),,（4）平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),(1) 基本尺寸的確定,L = Lmax+ L’max+(4~10)mm,Lmax=(OP) max=(ds/d?) max,L為平底總長， L max和L’ max為平底與凸輪接觸點(diǎn)到從動(dòng)件導(dǎo)路中心線的左、右兩側(cè) 的最遠(yuǎn)距離。,（2） 凸輪輪廓的向徑不能變化太

30、快。,2.平底長度的確定,凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),建立直角坐標(biāo)系，以凸輪回轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)，y軸與從動(dòng)件導(dǎo)路平行，凸輪理論廓線方程為：,例 一直動(dòng)偏置滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，已知rb=50mm，rr=3mm，e=12mm，凸輪以等角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過?=1800，從動(dòng)件以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升h=40mm，凸輪再轉(zhuǎn)過??=1500，從動(dòng)件以余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降回原處，其余?s?=300，從動(dòng)件靜止不動(dòng)。試用解析法計(jì)算?1=

31、 600， ?2= 2400時(shí)凸輪實(shí)際廓線上點(diǎn)的坐標(biāo)值。,解：,,從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律：,回程,升程,,,理論廓線上點(diǎn)的坐標(biāo)：,實(shí)際廓線上點(diǎn)的坐標(biāo):,,,,§3-5 空間凸輪機(jī)構(gòu),瞬心：互作平面相對運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上在任一瞬時(shí)其相對速度為零的重合點(diǎn)，即作平面相對運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上在任一瞬時(shí)其絕對速度相等的重合點(diǎn)。,三心定律：三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，且必位于同一條直線上。,,題3-1,,,rb,rb=R-lOA,h=2R-2

32、rb=2 lOA,B,,題3-2 已知?=??2，h=50mm,等速運(yùn)動(dòng),等加速等減速運(yùn)動(dòng),等加速???0，??2?,余弦加速度,正弦加速度,從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律：,回程,升程,題3-4,題3-4,0,題3-7,,B0,,,,?=?0 -?1,,,,,,,,R,,?,C,O,A,B,a,l,,,,,C0,題3-7,,,,,,O,A,,,,,,,題3-8,,,,,O,A,,,,,題3-8,,,,,O0,,題3-9,,,,,題3-10,,A,,

33、,,,,,,,,,,,,O1,?,B,,,,,題3-13,對心平底移動(dòng)盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知：rb=50mm，凸輪轉(zhuǎn)速?（順時(shí)針），從動(dòng)件h=40mm，推程為等加速等減速運(yùn)動(dòng)，?=180º。求lmax，?=?/6及?=?/2時(shí)凸輪 廓線上點(diǎn)的直角坐標(biāo)。,解：,,,計(jì)算時(shí)角度用負(fù)值代入！,?=?/6時(shí),x=-33.46,y=40.96?=?/2時(shí),x=-70,y=-25.48,結(jié)束,第四章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),第四章齒輪機(jī)構(gòu)及其

34、設(shè)計(jì),§4-1 齒輪機(jī)構(gòu)的類型與特點(diǎn)§4-2 齒廓嚙合基本定律及漸開線齒形 §4-3 漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的基本 參數(shù)和尺寸計(jì)算 §4-4 漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動(dòng) §4-5 漸開線斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),,,外嚙合直齒輪,內(nèi)嚙合直齒輪,1、兩軸線平行的圓柱齒輪機(jī)構(gòu),§4-1齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型和特點(diǎn),一、齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型,,斜齒圓柱齒輪,

35、人字齒圓柱齒輪,齒輪齒條傳動(dòng),直齒圓錐齒輪傳動(dòng),2、相交軸齒輪傳動(dòng),3、兩軸相交錯(cuò)的齒輪機(jī)構(gòu),交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng),蝸輪蝸桿傳動(dòng),8avi,多路齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng),二、齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn),三、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容,兩齒廓在任一瞬時(shí)（即任意點(diǎn)k接觸時(shí)）的傳動(dòng)比：i12=?1/?2=？!,P23,點(diǎn)p是兩齒輪廓在點(diǎn)K接觸時(shí)的相對速度瞬心，,,由此可見，兩輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比與瞬時(shí)接觸點(diǎn)的公法線把連心線分成的兩段線段成反比。,,(P12),§ 4-

36、2齒廓嚙合基本定律及漸開線齒形,一、齒廓嚙合基本定律,齒廓嚙合基本定律,要使兩齒輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比為一常數(shù)，則不論兩齒廓在任何位置接觸，過接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線都必須與連心線交于一定點(diǎn)p 。,凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛齒廓， 理論上有無窮多對共軛齒廓，其中以漸開線齒廓應(yīng)用最廣。,節(jié)點(diǎn),(一)漸開線的形成,,當(dāng)直線沿一圓周作相切純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn)在與該圓固聯(lián)的平面上的軌跡k0k，稱為該圓的漸開線。,發(fā)生線,,,二、漸開線

37、齒廓,,,(2) 漸開線上任意一點(diǎn)的法線必 切于基圓，切于基圓的直線 必為漸開線上某點(diǎn)的法線。 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。,,(二)漸開線的性質(zhì),?漸開線上點(diǎn)Ｋ的壓力角,在不考慮摩擦力、重力和慣性力的條件下，一對齒廓相互嚙合時(shí)，齒輪上接觸點(diǎn)Ｋ所受到的正壓力方向與受力點(diǎn)速度方向之間所夾的銳角，稱為齒輪齒廓在該點(diǎn)的壓力角。,rk,(4)漸

38、開線的形狀取決于基圓的大小，基圓越大，漸開線越平直，當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時(shí)，漸開線成為斜直線。,,,(5)基圓內(nèi)無漸開線。,以O(shè)為中心，以O(shè)K0為極軸的漸開線K點(diǎn)的極坐標(biāo)方程：,（三）漸開線的方程式,inv?k— 漸開線函數(shù),(,,齒根圓（df 和 rf）,齒頂圓（da 和 ra）,分度圓（d 和 r）,基圓（db 和 rb）,同一圓上,§ 4-3 漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和尺寸計(jì)算,（一）齒輪基本尺寸

39、的名稱和符號,齒數(shù) z 齒槽寬ei齒厚si 齒距pi,,1、分度圓與模數(shù) 設(shè)一齒輪的齒數(shù)為 z，其任一圓的直徑為di ，該圓上的齒距為pi，則? 模數(shù)—— 人為地把 pi / ? 規(guī)定為一些簡單的有理數(shù)，該比值稱為模數(shù) 。 一個(gè)齒輪在不同直徑的圓周上，其模數(shù)的大小是不同的。? 分度圓——— 是齒輪上一個(gè)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)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值。,（二）齒輪基本參數(shù)

40、的計(jì)算公式,國標(biāo)壓力角的標(biāo)準(zhǔn)值為?=20°模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)系列見GB1357-87，參見表4-2。,分度圓上的參數(shù)分別用d、r、m、p、e及?表示。m越大，P愈大,輪齒愈大，抗彎強(qiáng)度也愈高。,2、基圓,,,由此可見：齒數(shù)，模數(shù)，壓力角是決定漸開線形狀的三個(gè)基本參數(shù)。,,齒頂高用ha 表示，齒根高用hf 表示，齒全高用h 表示：,齒頂圓直徑,齒根圓直徑,3、齒頂高和齒根高,,,,標(biāo)準(zhǔn)齒輪—— 除模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值外，分度圓上的齒

41、厚(S)等于齒槽寬(e)，以及齒頂高(ha)、齒根高(hf)分別與模數(shù)（m）之比值均等于標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪。,、c*分別稱為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)值為：,即,且有,1.標(biāo)準(zhǔn)齒輪,（三）外嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算,頂隙 —— 一對相互嚙合的齒輪中，一個(gè)齒輪的齒根圓與另一個(gè)齒輪的齒頂圓之間在連心線上度量的距離，用C 表示。,頂隙（也稱徑向間隙）,,2.標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的中心距,一對齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，中心距等于兩節(jié)圓半徑之和。 標(biāo)準(zhǔn)中心距（

42、標(biāo)準(zhǔn)齒輪無側(cè)隙傳動(dòng)中心距）,,3.標(biāo)準(zhǔn)齒輪幾何尺寸計(jì)算,見表4—3,§4-4、漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動(dòng),一、一對漸開線直齒圓柱齒輪齒廓的嚙合特性,二、正確嚙合條件,三、連續(xù)傳動(dòng)的條件,四、漸開線齒廓的切削加工原理,五、齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型與功用,可以證明漸開線齒輪齒廓的嚙合傳動(dòng)滿足齒廓嚙合基本定律。,一、一對漸開線直齒圓柱齒輪齒廓的嚙合特性,1、能保證實(shí)現(xiàn)恒定傳動(dòng)比傳動(dòng),,,?嚙合線——— 兩齒廓嚙合點(diǎn)在機(jī)架相固連的坐標(biāo)

43、系中的軌跡。 嚙合線、齒廓接觸點(diǎn)的公法線、正壓力方向線都是兩基圓的一條內(nèi)公切線。,2、嚙合線是兩基圓的一條內(nèi)公切線,?漸開線齒廓嚙合的中心距可變性——— 當(dāng)兩齒輪制成后，基圓半徑便已確定，以不同的中心距(a或a')安裝這對齒輪，其傳動(dòng)比不會(huì)改變。,,,,,,,,,,,,,o1,o2,N1,P,,,,,З,2,?1,,,N2,,,,,,,a,,,',3、中心距的變化不影響角速比,,?嚙合角——— 過節(jié)點(diǎn)所

44、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。用?'表示。 一對齒廓嚙合過程中，嚙合角始終為常數(shù)。當(dāng)中心距加大時(shí)，嚙合角隨中心距的變化而改變。,嚙合角在數(shù)值上等于節(jié)圓上的壓力角。,4、嚙合角是隨中心距而定的常數(shù),,,,?',,,,,,,,,,,,,o1,o2,N1,P,,,,,З,2,?1,,,N2,,,,t,t,,,,,a,,,,,返回,',兩齒輪的相鄰兩對輪齒分別K在和K&#

45、39;同時(shí)接觸，才能使兩個(gè)漸開線齒輪搭配起來并正確的傳動(dòng)。,二、正確嚙合條件,欲使兩齒輪正確嚙合，兩輪的法節(jié)必須相等。,即必須滿足下列條件：,即,?一對漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：兩輪的模數(shù)相等，兩輪的壓力角相等。,,,,?,返回,(1）一對漸開線輪齒的嚙合過程,三、連續(xù)傳動(dòng)的條件,一對輪齒在嚙合線上嚙合的起始點(diǎn)—— 從動(dòng)輪2的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2一對輪齒在嚙合線上嚙合的終止點(diǎn)—— 主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N1N2

46、的交點(diǎn)B1。實(shí)際嚙合線—— 線段B1B2理論嚙合線—— 線段N1N2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,o2,o1,,,,?1,,,?2,,N1,B2,B1,N2,,,ra2,rb2,,,rb1,,,,,,,,ra1,,重合度,(2）重合度及連續(xù)傳動(dòng)條件,重合度的物理意義(,),,,,,,,,,,1.3Pn,B1,B2,雙對齒嚙合區(qū),,雙對齒嚙合區(qū),單對齒嚙合區(qū),二對齒嚙合區(qū)長度,(3)重合度與基本參數(shù)的關(guān)系,而

47、,同理,又由于,,,,,,,o1,02,ra1,rb1,,,,,N2,B1,N1,P,B2,,,,,,,,,,,,,ra2,rb2,?a1,?',?a2,?',,返回,??與m無關(guān),而與齒數(shù)有關(guān),z1?, z2?,?? ?，在直齒圓柱齒輪中 ??max = 1.981。,范成法 —— 利用輪齒嚙合時(shí)齒廓曲線互為包絡(luò)線的原理來加工齒廓，其中一個(gè)齒輪（或齒條）作為刀具，另一個(gè)齒輪則為被切齒輪毛坯，刀具相對于被切齒輪毛坯運(yùn)動(dòng)

48、時(shí)，刀具齒廓即可切出被加工齒輪的齒廓。,四、漸開線齒廓的切削加工原理,范成運(yùn)動(dòng),切削運(yùn)動(dòng),進(jìn)給運(yùn)動(dòng),范成實(shí)驗(yàn)的平面圖如圖,（1）同側(cè)齒廓為互相平行的直線。（2）齒條齒廓上各點(diǎn)的壓力角均相等，且數(shù)值上等 于齒條齒形角。（3）凡與齒條分度線平行的任一直線上的齒距和模 數(shù)都等于分度線上的齒距和模數(shù)。,1、漸開線齒條的幾何特點(diǎn),2、漸開線齒輪齒條的嚙合特點(diǎn),,,,,,,,,,,,,,,r1,,,,,,,rb1,o1,,,

49、,n,n,,,,p,k,N1,v2,,,節(jié)線,(分度線),,,,,,,,,,,,,,,,,,,r1,,,,,,,rb1,o1,,,n,n,,,,p,k,N1,v2,,,節(jié)線,分度線,,,,,,,,,,,,,,,(a),(b),(1)齒輪齒條傳動(dòng)的中心距為齒輪中心到齒條分度線的垂直距離。齒輪齒條傳動(dòng)也具有中心距可變性。,,,,,,,,,,,,,,,,,,(2)齒廓公法線為一固定直線nn，與中心線的交點(diǎn)為固定點(diǎn)P（節(jié)點(diǎn)）。嚙合時(shí)齒輪節(jié)圓與分

50、度圓始終重合，但齒條的節(jié)線與分度線位置隨中心距的變化而不同。,(3)齒輪齒條傳動(dòng)時(shí)無論中心距增大還是減小，其嚙合角始終不變，且數(shù)值上等于齒條齒廓的齒形角。,,,,,,,,,,,,,,,r1,,,,,,,rb1,o1,,,n,n,,,,p,k,N1,v2,,,節(jié)線,(分度線),,,,,,,,,,,,,,,,,,,r1,,,,,,,rb1,o1,,,n,n,,,,p,k,N1,v2,,,節(jié)線,分度線,,,,,,,,,,,,,,,(a),(

51、b),,,,,,,,,,,,,,,,,（4）齒條移動(dòng)的速度為,齒條刀中線與齒輪坯分度圓相切，并使它們之間保持純滾動(dòng)。這樣切出的齒輪必為標(biāo)準(zhǔn)齒輪： S=e ha=ham hf =(ha+c*)m,*,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(ha,*,+c )m,,(ha,+c )m,,,,,,,,(ha +c*)m,,ham,

52、,?,,s,p,,,,,,,,2,?m,分度圓,中線,?m,,*,*,*,*,,,,,*,*,,,,3、用齒條刀切制輪齒,a、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的切制,（分度線）,齒條刀中線由切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置沿輪坯徑向遠(yuǎn)離或靠近齒輪中心所移動(dòng)的距離稱為徑向變位量x m（簡稱變位量），其中x稱為徑向變位系數(shù)（簡稱變位系數(shù)）。,,,,,,,分度圓,分度圓,,,,(中線),節(jié)線,節(jié)線,中線,中線,節(jié)線,xm,,,,,,,xm,齒條刀中線相對于被切齒輪分度圓可能有三種

53、情況,,b、變位齒輪的切制,,,,,,,分度圓,分度圓,,,,(中線),節(jié)線,節(jié)線,中線,中線,xm,,,,,,,xm,,（2）齒條刀中線與輪坯分度圓相交，加工出的齒輪為負(fù) 變位， x (ha+c*)m。,,,,,,,分度圓,分度圓,,,,(中線),節(jié)線,節(jié)線,中線,中線,xm,,,,,,,xm,*,*,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,負(fù)變位齒輪,正變位齒輪,標(biāo)準(zhǔn)齒輪,分度圓,,若用同一把齒條刀切出齒數(shù)相

54、同的標(biāo)準(zhǔn)齒輪、正變位齒輪及負(fù)變位齒輪的輪齒，它們的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。,當(dāng) 時(shí)，兩分度圓分離； 時(shí)，兩分度圓相交。,C、變位齒輪傳動(dòng)的中心距 a' 及中心距變動(dòng)系數(shù)y,式中,y—分度圓分離系數(shù)：（中心距變動(dòng)系數(shù)）,,,,,,,,,,,,,,,,r2,,,r1,,,,O1,O2,,,,,,ym,,,,,,a',時(shí) y > 0

55、,時(shí) y < 0,當(dāng),,,,齒廓根切 —— 用范成法切制齒輪時(shí)，有時(shí)刀具會(huì)把輪齒根部已切制好的漸開線齒廓再切去一部分，這種現(xiàn)象稱為齒廓根切。,產(chǎn)生根切的原因 當(dāng)?shù)毒啐X頂線與嚙合線的交點(diǎn)超過嚙合極限點(diǎn)N，刀具由位置Ⅱ繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，便將根部已切制出的漸開線齒廓再切去一部分。,,,,,,,,,齒輪根切現(xiàn)象,4、不產(chǎn)生齒廓根切的條件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,r,rb,p,,N,,,B,刀刃,,,

56、節(jié)線,0,,,,齒頂線,1,,B,2,Ⅱ,要避免根切，應(yīng)使齒條刀的齒頂線與嚙合線的交點(diǎn)B2不超過嚙合線與齒輪基圓的切點(diǎn)N1。,避免根切的方法,,,,,p,,,,,,,,,xm,,?,,,,節(jié)線,分度線,ham,,,,,,,,,?,r,rb,N1,B2,,,,,,,,o,,,*,,?,?,,（1）采用變位齒輪,不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù),當(dāng) ? =20°，,=1時(shí)，,（2）采用足夠多的齒數(shù),當(dāng),，,，,x=0（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）時(shí)， zm

57、in=17,,,,,p,,,,,,,,,xm,,?,,,,節(jié)線,分度線,ham,,,,,,,,,?,r,rb,N1,B2,,,,,,,,o,,,*,,?,?,返回,標(biāo)準(zhǔn)齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)為zmin=17,根據(jù)一對齒輪變位系數(shù)之和（x1+x2）的不同，齒輪傳動(dòng)類型可分為以下幾種類型：,2）等移距變位齒輪傳動(dòng)（又稱高度變位齒輪傳動(dòng)） ? 即x1= -x2且不為零,小齒輪取正變位，大齒輪取負(fù)變 位。無側(cè)隙嚙合時(shí)節(jié)圓與分度圓重合

58、 a'=a , y=0。. ? 當(dāng) z1+z2 ?2zmin時(shí)，可采用這種傳動(dòng)。 ? 其主要優(yōu)點(diǎn)是：可以制造出齒數(shù)z1<zmin而無根切現(xiàn) 象；可以使兩輪的彎曲強(qiáng)度趨于相等，提高了齒輪 的承載能力。,a)、零傳動(dòng)（x1+x2=0）,五、齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型與功用,（1）可以減少齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸(當(dāng) z1+z2<2zmin時(shí)用)。 （2）可以提高齒輪的承載能力。 （3）適當(dāng)選擇x1及 x2，可以配湊給

59、定的中心距。 （4）必須成對地設(shè)計(jì)制造和使用。 （5）重合度較小，而且正變位太大時(shí)齒頂可能變尖。,? 缺點(diǎn),（1）兩輪必須成對設(shè)計(jì)、制造和使用。（2）重合度略有減少。（3）小齒輪容易變尖。,b)、正傳動(dòng)（x1+x2>0 的傳動(dòng)）,節(jié)圓大于分度圓,，,，,。,正傳動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)相比有如下特點(diǎn)：,c)、負(fù)傳動(dòng)（x1+x2<0 的傳動(dòng)）,要使兩輪不發(fā)生根切必須Z1+Z2>2Zmin。此類傳動(dòng)一般不用，只有在a&#

60、39; < a的場合才不得不用。,?′? ?,a′?a,y ?0,返回,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(dòng)時(shí)，平行于齒輪的軸線的直線kk'在空間的軌跡為直齒圓柱齒輪的齒面。,§4-5 漸開線斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),一、斜齒圓柱齒輪齒面的形成和嚙合特點(diǎn),漸開線斜齒圓柱齒輪齒面的形成,與基圓柱母線成一夾角?b的直線kk?在空間的軌跡則為斜齒圓柱齒輪的漸開螺旋面。,一對直齒輪嚙合時(shí)，沿整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入嚙

61、合，并沿整個(gè)齒寬同時(shí)脫離嚙合。因此傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊噪聲大，不適于高速傳動(dòng)。一對斜齒輪嚙合時(shí)，齒面上的接觸線由短變長，再由長變短，減少了傳動(dòng)時(shí)的沖擊和噪音，提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，故斜齒輪適用于重載高速傳動(dòng)。,斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)：傳遞平行軸之間的運(yùn)動(dòng)（線接觸）交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)：傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)（點(diǎn)接觸）,端面齒距和法面齒距,斜齒圓柱齒輪有法面和端面之分,（一）端面參數(shù)與法面參數(shù)的關(guān)系,1、模數(shù),二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù),不論從法面或端

62、面來看，斜齒輪的齒頂高和齒根高都是相等的，故有 ：,2、齒頂高系數(shù),,3、壓力角（用斜齒條說明）,由于,在?abc中,在?a'b'c中,ab = a'b',在?aa'c中,（1）兩外嚙合齒輪的螺旋角大小相等，旋向相反， 即 ?1= - ?2（2）互相嚙合兩齒輪的模數(shù)和壓力角也分別相等， 即,（1）由法面參數(shù)求得的端面參數(shù)（2）端面參數(shù)代入相應(yīng)的直齒圓柱齒輪基本尺寸計(jì)

63、 算公式中。參見表4-4。,（二）正確嚙合條件,，,（三）基本尺寸計(jì)算,,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：,,對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，其在嚙合線上的長度比直齒圓柱齒輪增加了btg?b。 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,式中：L螺旋導(dǎo)程,而,故,斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度,,,,,,,

64、,,,,,,,,,,,,,L,,,,,,,?,,?b,,,,,,,L,,,,,,,,,,,,?db,?d,,,,,,,,,,,,,,,?,,?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,四、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù),（1）在傳動(dòng)中，其輪齒逐 漸進(jìn)入和逐漸脫開嚙合， 傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲?。唬?）重合度大，故承

65、載能 力高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適用于 高速傳動(dòng)；（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）斜齒輪在工作時(shí)有軸 向推力Fa，且??、Fa?，用 人字齒輪可克服軸向推力。,螺旋角?的大小對斜齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量有很大影響，一般取80?150,；,五、斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn),直齒圓錐齒輪傳動(dòng)用于傳遞相交軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其輪齒分布在圓錐體上，直齒圓錐齒輪傳動(dòng)中有五對圓錐：分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐、基圓錐、節(jié)圓錐。用軸交角?來

66、表示兩回轉(zhuǎn)軸線間的位置關(guān)系。,§4-6直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu),一、直齒圓錐齒輪齒面的形成與特點(diǎn),? 球面漸開線的形成-- 與基圓錐相切于NO'，且半徑R等于基圓錐的錐距的扇形平面沿基圓錐作相切純滾動(dòng)時(shí)，該平面上一點(diǎn)K在空間形成一條球面漸開線，半徑逐漸減小的一系列球面漸開線的集合，就組成了球面漸開面。,o',,,,,,,,,,,,,,,,,,k,k',k0,',N,',R,N,k0,,O,,,,

67、(a),(b),,,,,,,,o',1、輪齒齒面的形成,,,,,2、背錐齒廓、當(dāng)量齒數(shù),實(shí)際使用的圓錐齒輪齒廓不是球面漸開線，而用背錐齒廓代替。,o,?1,?2,r,r,2,1,o,2,1,o,r,r,v1,v2,與球面相切于大端節(jié)圓處的圓錐，稱為大端的背錐，背錐展開成扇形齒輪，假想將扇形齒輪補(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)。,對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪或高度變位齒輪傳動(dòng),,二、直齒圓錐齒輪的基本尺寸,1、模數(shù)(大端模

68、數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值),直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件：,,式中m,?為大端上的模數(shù)和壓力角,2、節(jié)錐角(節(jié)圓 錐錐角),一般取?1+?2=?=900,,節(jié)錐距,,3、頂錐角、根錐角(?a 和?f),圓錐齒輪的齒頂高和齒根高都 是在背錐母線方向度量的，故,式中,而,為齒頂角和齒根角,、,(1)收縮頂隙 圓錐齒輪傳動(dòng),(,),,(2)等頂隙 圓錐齒輪傳動(dòng),一個(gè)圓錐齒輪的頂圓錐母線與另一個(gè)相嚙合的圓錐齒輪的齒根圓錐母線平行，所以有,4 標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳

69、動(dòng)基本尺寸計(jì)算（表4-5）,結(jié)束,第五章齒輪系及減速器,§5-1 定軸齒輪系及其傳動(dòng)比 §5-2 周轉(zhuǎn)齒輪系及其傳動(dòng)比 §5-3 復(fù)合齒輪系及其傳動(dòng)比 §5-4 齒輪系的功用 §5-5 新型行星傳動(dòng)簡介 §5-6 減速器,,調(diào)出電腦動(dòng)畫片：行星與定軸,齒輪系：由一系列齒輪組成的傳動(dòng)稱為齒輪系,定軸輪系,周轉(zhuǎn)輪系,復(fù)合輪系,齒輪系的傳動(dòng)比：輪系中首末兩輪的角速

70、度之比，包括計(jì)算傳動(dòng)比大小和確定首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。,,,§5-1 定軸齒輪系及其傳動(dòng)比,1、定軸齒輪系：齒輪系傳動(dòng)過程中，其各齒輪的軸線相對于機(jī)架的位置都是固定不變的。,,2、傳動(dòng)比大小及方向的確定,例：設(shè)輪1為首輪，輪5為末輪，已知各輪齒數(shù)為 z1，z2，…z5，求傳動(dòng)比i15 .,,,,,,解：,Z3：僅改變轉(zhuǎn)向，惰輪,,,3.首、末兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定（與齒輪傳動(dòng)類型有關(guān)）,1）全部由平行軸圓柱齒輪組成的定軸齒輪系，可