機(jī)械原理課件-平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1、第二章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,平面機(jī)構(gòu)：,空間機(jī)構(gòu)：,各構(gòu)件的相對運(yùn)動平面互相平行（常用的機(jī)構(gòu)大多數(shù)為平面機(jī)構(gòu)）。,至少有兩個構(gòu)件能在三維空間中相對運(yùn)動。,§2-0 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的目的,1、探討機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件,2、機(jī)構(gòu)的分類,3、畫機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖,§2-1 機(jī)構(gòu)的組成,機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件組成的。,一、運(yùn)動副：,構(gòu)件間的可動聯(lián)接。（既保持直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對運(yùn)動）,高副：點(diǎn)、線接觸,低副：面接觸,自由度：,約

2、束：對獨(dú)立運(yùn)動的限制,低副：,2個約束，1個自由度,高副：,1個約束，2個自由度,低副：,①轉(zhuǎn)動副：,②移動副：,兩個構(gòu)件間只能作相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的運(yùn)動副；,兩個構(gòu)件間只能作相對移動運(yùn)動的運(yùn)動副。,高副：①齒輪副；②凸輪副。,運(yùn)動副元素,構(gòu)件含有獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目,二、運(yùn)動鏈、機(jī)構(gòu),1、運(yùn)動鏈：兩個以上構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接而成的系統(tǒng),閉鏈,開鏈,①平面運(yùn)動鏈；②空間運(yùn)動鏈,2、機(jī)構(gòu)（從運(yùn)動鏈角度）：,（1）對一個運(yùn)動鏈,（2）選一構(gòu)件為機(jī)架,（

3、3）確定原動件（一個或數(shù)個）,（4）原動件運(yùn)動時，從動件有確定的運(yùn)動。,§2-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,一、定義：,二、繪制：,1、運(yùn)動副的符號,轉(zhuǎn)動副：,移動副：,用規(guī)定的符號和線條按一定的比例表示構(gòu)件和運(yùn)動副的相對位置，并能完全反映機(jī)構(gòu)特征的簡圖。,齒輪副：,凸輪副：,2、構(gòu)件（桿）：,3、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制（模型，鄂式破碎機(jī)）,1）分析機(jī)構(gòu)，觀察相對運(yùn)動，數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目；,2）確定所有運(yùn)動副的類型和數(shù)目；,3）選擇合理

4、的位置（即能充分反映機(jī)構(gòu)的特性）；,4）確定比例尺；,5）用規(guī)定的符號和線條繪制成簡圖。（從原動件開始畫)）,§2-3 機(jī)構(gòu)自由度的計算及其 具有確定運(yùn)動的條件,二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件,,（原動件數(shù)>F，機(jī)構(gòu)破壞） 原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度,機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對于機(jī)架所能有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目。,一、計算機(jī)構(gòu)自由度（設(shè)n個活動構(gòu)件，PL個低副，PH個高副）,鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)：,,原動件數(shù)&l

5、t;機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動不確定（任意亂動）,,構(gòu)件間沒有相對運(yùn)動機(jī)構(gòu)→剛性桁架,,（多一個約束）超靜定桁架,F≤0，構(gòu)件間無相對運(yùn)動，不成為機(jī)構(gòu)。,F>0,,原動件數(shù)=F，運(yùn)動確定,原動件數(shù)<F，運(yùn)動不確定,原動件數(shù)>F，機(jī)構(gòu)破壞,,,,,（3）虛約束：在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束。,,,平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)于下列情況：,（1）不同構(gòu)件上兩點(diǎn)間的距離保

6、持恒定……,（2）兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副且導(dǎo)路互相平行,（3）兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副且軸線互相重合……,（4）在輸入件與輸出件之間用多組完全相同的運(yùn)動鏈來傳遞運(yùn)動,例：計算自由度（先看有無注意事項，復(fù)合鉸鏈……，再看有幾個構(gòu)件）,第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析和力分析,§3-0 研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的目的和方法,一、目的：,二、方法：,圖解法：,解析法：,實驗法：,形象直觀，精度不高，速度瞬心法，相對運(yùn)動圖解法,較高的精度，工作量

7、大,在設(shè)計新的機(jī)械或分析現(xiàn)有機(jī)械的工作性能時，都必須首先計算其機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)。,,§3-1 速度瞬心法及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用,二、機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目：,k——構(gòu)件數(shù) 目,一、速度瞬心：兩構(gòu)件上相對速度為零的重合點(diǎn)： 瞬時絕對速度相同的重合點(diǎn)。,相對速度瞬心：兩構(gòu)件都是運(yùn)動的絕對速度瞬心：兩構(gòu)件之一是靜止的 i,j → Pij,三心定理：作平面運(yùn)動的三個構(gòu)

8、件共有3個瞬心，它們位于同一直線上。,例：找出下面機(jī)構(gòu)所有的速度瞬心,三、瞬心位置的確定,1、若已知兩構(gòu)件的相對運(yùn)動，用定義確定……,2、形成運(yùn)動副的兩構(gòu)件（用定義）,3、不形成運(yùn)動副的兩構(gòu)件（三心定理）,四、利用瞬心對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析例1：圖示機(jī)構(gòu)中，已知 lAB, lBC φ，構(gòu)件1以 ω逆時針方向轉(zhuǎn)動。求：①機(jī)構(gòu)的全部瞬心位置；②從動件3的速度。,,,例2：凸輪以勻速逆時針轉(zhuǎn)動，求該位置時從動件2的速度V2。,注意

9、：1.速度瞬心法只能對機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析，不能加速度分析。2.構(gòu)件數(shù)目較少時用。,相對運(yùn)動圖解法：用相對運(yùn)動原理列出構(gòu)件上點(diǎn)與點(diǎn)之間的相對運(yùn)動矢量方程，然后作圖求解矢量方程。,2）點(diǎn)的速度合成定理：動點(diǎn)在某瞬時的絕對速度等于它在該瞬時的牽連速度與相對速度的矢量和。[重合點(diǎn)法],☆☆§3—2 用相對運(yùn)動圖解法求機(jī)構(gòu)的 速度和加速度,復(fù)習(xí)：相對運(yùn)動原理,1）剛體（構(gòu)件）的平面運(yùn)動

10、分解為隨基點(diǎn)的平動加上繞基點(diǎn)的轉(zhuǎn)動。[基點(diǎn)法],一、在同一構(gòu)件上點(diǎn)間的速度和加速度的求法（基點(diǎn)法）已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長度， 求：,,,速度影像的用處、注意點(diǎn)速度多邊形,二、組成移動副兩構(gòu)件的重合點(diǎn)間的速度和加速度的求法（重合點(diǎn)法）已知機(jī)構(gòu)位置，尺寸， 等角速 求：,,例：已知：機(jī)械各構(gòu)件的長度， （等角速度）求：滑塊E: ， 導(dǎo)桿4 : ，,,,,,,§3-3 用解析法

11、求機(jī)構(gòu)的位置、速度和加速度（簡介）,先復(fù)習(xí)：矢量的復(fù)數(shù)表示法：,,已知各桿長分別為求：,,,復(fù)數(shù)矢量法：是將機(jī)構(gòu)看成一封閉矢量多邊形，并用復(fù)數(shù)形式表示該機(jī)構(gòu)的封閉矢量方程式，再將矢量方程式分別對所建立的直角坐標(biāo)系取投影。,解：1、位置分析，建立坐標(biāo)系,,封閉矢量方程式：,,以復(fù)數(shù)形式表示：,,（a）,歐拉展開：,,整理后得：,解方程組得：2、速度分析：將式（a）對時間t求導(dǎo)得：,（b),消去 ，兩邊乘

12、 得：,,,,按歐拉公式展開，取實部相等， 得：,,同理求 得：,角速度為正表示逆時針方向，角速度為負(fù)表示順時針方向。,3、加速度分析：對（b）對時間求導(dǎo)。,解析法在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用，自己看書。,§3-4 平面機(jī)構(gòu)的力分析,目的,1、確定運(yùn)動副反力,2、確定機(jī)械的平衡力（力矩）,（為保證機(jī)構(gòu)按給定的運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動，必須施加驅(qū)動力（力矩）與已知外力相平衡，這種未知力（力矩）稱為平衡力）,算法,靜力計算：,動力

13、計算：,（低速）不考慮慣性力，看成平衡系統(tǒng),（高速）考慮慣性力，看成平衡系統(tǒng),1）驅(qū)動力,——正功（輸入功）,2）阻力：,有效阻力,有害阻力,——有效功（輸出功）,3）重力,——重心下降作正功,重心上升作負(fù)功,4）運(yùn)動副反力：,正壓力,摩擦力,——不作功,——負(fù)功,5）慣性力（虛擬力）：,加速運(yùn)動,——阻力,減速運(yùn)動,——驅(qū)動力,一、作用在構(gòu)件上的力,作平面復(fù)雜運(yùn)動 的構(gòu)件,,Fi Mi,平面

14、移動,-mas,0,平面一般運(yùn)動,-mas,-Jsε,定軸轉(zhuǎn)動,,軸線通過質(zhì)心,勻速,,0,0,變速,0,-Jsε,軸線不通過質(zhì)心,,勻速,-mas,0,變速,-mas,-Jsε,二、構(gòu)件慣性力的確定,三、計算理論：動態(tài)靜力法,（根據(jù)達(dá)朗貝爾原理，假想地將慣性力加在產(chǎn)生該力的構(gòu)件上，構(gòu)件在慣性力和其他外力的作用下，認(rèn)為是處于平衡狀態(tài)，因此可以用靜力計算的方法進(jìn)行計算）,四、分析步驟,1、運(yùn)動分析（假設(shè)原動件勻速運(yùn)動）,2、計算慣性力,3

15、、考慮反力、慣性力、重力、驅(qū)動力、生產(chǎn)阻力的平衡,4、解方程（圖解法，力多邊形）,例：鄂式破碎機(jī)中，已知各構(gòu)件的尺寸、重力及其對本身質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量，以及礦石加于活動鄂板2上的壓力Ft。設(shè)構(gòu)件1以等角速度ω1轉(zhuǎn)動，其重力可以忽略不計，求作用在其上E點(diǎn)沿已知方向x-x的平衡力以及各運(yùn)動副中的反力。,,第四章 機(jī)械中的摩擦和機(jī)械效率,§4-1 移動副中的摩擦,一、移動副中的反力,1、平面移動副反力,,根據(jù)滑快A的平衡，,,Ff

16、與VAB相反，大小根據(jù)滑動摩擦定律,,,,ψ——摩擦角,f——摩擦系數(shù)（材料、光滑度、潤滑）,確定RBA,（力的三要素：點(diǎn)、方向、大?。?①方向： RBA與VAB成90+ψ,②大小,,,,,（1）,,A加速運(yùn)動,（2）,,A減速直至靜止，若A原來不動，自鎖,（3）,,A勻速或靜止,F作用線作用在接觸面之外 ，確定RBA,如果材料很硬，可近似認(rèn)為兩反力集中在b、c兩點(diǎn),2、楔形面移動副反力,,xoy面,,,,,,yoz面,,,,fΔ——當(dāng)

17、量摩擦系數(shù)ψΔ——當(dāng)量摩擦角,,與平滑塊相同，楔形滑塊所受的運(yùn)動副總反力RBA與VAB成90+ψΔ角,RBA：大小由平衡方程求得。,研究螺旋傳動時，假定螺桿螺母之間的正壓力是作用在平均半徑為r0的螺旋線上。如果忽略各圓柱面上螺旋線升角的差異，當(dāng)將螺旋的螺紋展開后，得連續(xù)斜面,1.方螺紋,§4-2 螺旋副中的摩擦,,螺母A沿軸線移動方向與Q相反（擰緊螺母）,,螺旋傳動相當(dāng)于滑塊上升,,,,相反：當(dāng)螺母A沿軸線移動方向與Q相同

18、時（擰松螺母），螺旋傳動相當(dāng)于滑塊下降,,,2、三角螺紋,相當(dāng)于楔形滑塊與楔形槽的作用。,Ψ△代替 ψ,,,,,,γ——三角螺紋的半頂角,,,三角螺紋摩擦大，效率低，應(yīng)用于聯(lián)接的螺旋,方螺紋應(yīng)用于傳遞運(yùn)動和動力的螺旋,§4-3 轉(zhuǎn)動副中的摩擦,1、徑向軸頸，止推軸頸,2、徑向軸頸的反力,由實驗測量得：,,f0——徑向軸頸的當(dāng)量摩擦系數(shù),（與材料、粗糙度、潤滑條件有關(guān)）,確定RBA：,,,RBA與y方向成α角,,,,其中：,,

19、（f為滑動摩擦系數(shù)）,（該式當(dāng)A、B間存在間隙時成立）,若A、B間沒有間隙：,對于A、B間沒有摩損或磨損極少的非跑合者，,f0=1.56f,對于接觸面經(jīng)過一段時間的運(yùn)轉(zhuǎn)，其表面被磨成平滑，接觸更加完善的跑合者，,f0=1.27f,由 式知：,ρ只與f0，r有關(guān)，P變向時，RBA變向，但相對軸心O始終偏移一個距離ρ，,,即RAB與以O(shè)為圓心，以為半徑的圓相切，與摩擦角作用相同，此圓決定了總反力作用線的位置，稱摩擦圓,,由

20、于摩擦力矩阻止相對運(yùn)動，∴RBA相對軸心O的力矩為ωAB相反。,,RBA：大小,RBA=Q,方向,與Q相反,作用線,與摩擦圓相切，對O的矩與WAB相反,根據(jù)力偶等效定律，M和Q合并成——合力Q’,,,,,（1）,,A作減速至靜止，原來靜止，自鎖,（2）,（3）,,A勻速轉(zhuǎn)動，或保持靜止,,A加速運(yùn)動,3、止推軸頸的摩擦力,,r’——當(dāng)量摩擦半徑,非跑合：,,跑合：,,例：已知各轉(zhuǎn)動副半徑r，fo，F(xiàn),求，R41，R21，R23，R45，

21、M3的方向，R14，R12，R32，R34（不計各構(gòu)件的重力和慣性力）,§4-4 考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析,§4－5 機(jī)械效率及自鎖,一、機(jī)器的機(jī)械效率,,討論穩(wěn)定運(yùn)動時期：,,,定義：,,——損失系數(shù),η——機(jī)器的機(jī)械效率，效率,,變速穩(wěn)定運(yùn)動：（在一個運(yùn)動循環(huán)中討論效率的）,在TP內(nèi)任一間隔,,,此時,,瞬時效率,在整個TP內(nèi),,循環(huán)效率,——機(jī)器真正的效率,勻速穩(wěn)定運(yùn)動：,真正的效率即每一瞬時的效率。,,在

22、一般情況下，機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動力和阻力為常數(shù)，有必要研究效率能否用力（力矩）表示。,圖示為一機(jī)械傳動示意圖,,設(shè)該裝置內(nèi)不存在有害阻力的理想機(jī)器,F0——對應(yīng)于Q的理想驅(qū)動力；,Q0——對應(yīng)于F的理想有效阻力。,,,,,由單一機(jī)構(gòu)組成的機(jī)器，它的效率數(shù)據(jù)在一般設(shè)計手冊中可以查到，對于由若干機(jī)構(gòu)組成的復(fù)雜機(jī)器，全機(jī)的效率可由各個機(jī)構(gòu)的效率計算出來，具體的計算方法按聯(lián)接方式的不同分為三種情況。,二、機(jī)器的自鎖,1、自鎖的條件：,,,,,若,,（1

23、）若機(jī)器原來就在運(yùn)動，那它仍能運(yùn)動，但此時，∴機(jī)器不作任何有用的功，機(jī)器的這種運(yùn)動稱空轉(zhuǎn)。,（2）若機(jī)器原來就不動，無論驅(qū)動力為多大，它所作的功（輸入功）總是剛好等于摩擦阻力所作的功，沒有多余的功可以變成機(jī)器的功能，∴機(jī)器總不能不運(yùn)動，即發(fā)生自鎖,若,,,機(jī)器必定發(fā)生自鎖。,綜合兩種情況，機(jī)器自鎖條件：,,,有條件的自鎖,2、機(jī)器的運(yùn)動行程,正行程：,驅(qū)動力作用在原動件時，運(yùn)動從原動件向從動件傳遞過程,反行程:,將正行程的生產(chǎn)阻力作為驅(qū)

24、動力，運(yùn)動從動件→原動件,3、正行程η≠反行程η’,①,,表示正、反行程時機(jī)器都能運(yùn)動,②,,反行程發(fā)生自鎖,自鎖機(jī)構(gòu)：凡使機(jī)器反行程自鎖的機(jī)構(gòu),三、 機(jī)械效率計算及自鎖分析示例,斜面?zhèn)鲃?已知：f,Q(包括重力),求：A等速上升與等速下降時，水平力F的大小，該斜面的效率及其自鎖條件,解：1、滑塊上升,F為驅(qū)動力，Q為生產(chǎn)阻力,,考慮A的平衡：,,,若A、B無摩擦,,理想驅(qū)動力,,上升,,2、滑塊下降,Q為驅(qū)動力，F(xiàn)’為生產(chǎn)阻力,,,

25、若A、B無摩擦,理想生產(chǎn)阻力,,下滑,,斜面機(jī)構(gòu)在應(yīng)用時，一般上升——正行程，下降——反行程,討論： η和η’,當(dāng)ψ一定，η，η’是λ的函數(shù)，且 η≠η’,正行程：,自鎖,反行程 ：,自鎖,第五章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計,③只用于速度較低的場合。,§5-0 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其設(shè)計的基本問題,一、平面連桿機(jī)構(gòu)：,用低副連接而成的平面機(jī)構(gòu)。,二、平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：,1、能實現(xiàn)多種運(yùn)動形式。如：轉(zhuǎn)動，擺動，移動，平面運(yùn)動,2

26、、運(yùn)動副為低副：,面接觸：,①承載能力大；②便于潤滑。壽命長,,幾何形狀簡單——便于加工，成本低。,3、缺點(diǎn)：,①只能近似實現(xiàn)給定的運(yùn)動規(guī)律；,②設(shè)計復(fù)雜；,四、設(shè)計方法： 1、圖解法，2、解析法，3、圖譜法，4實驗法,三、平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題,選型：,運(yùn)動尺寸設(shè)計：,確定連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成：構(gòu)件數(shù)目，運(yùn)動副類型、數(shù)目。,確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的參數(shù)：①轉(zhuǎn)動副中心之間的距離；②移動副位置尺寸,1、實現(xiàn)構(gòu)件給定位置,2、實現(xiàn)已知運(yùn)

27、動規(guī)律,3、實現(xiàn)已知運(yùn)動軌跡,所有運(yùn)動副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機(jī)構(gòu),§5-1 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用,一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式：1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2）雙曲柄機(jī)構(gòu)3）雙搖桿機(jī)構(gòu),4—機(jī)架,1，3—連架桿,→定軸轉(zhuǎn)動,2—連桿,→平面運(yùn)動,整轉(zhuǎn)副：,二構(gòu)件相對運(yùn)動為整周轉(zhuǎn)動。,擺動副：,二構(gòu)件相對運(yùn)動不為整周轉(zhuǎn)動。,曲柄：,作整周轉(zhuǎn)動的連架桿,搖桿：,非整周轉(zhuǎn)動的連架桿,二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化,偏心輪，偏心

28、距，偏心輪機(jī)構(gòu),1、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副,2、轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副：,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（偏距e）e≠0，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)e=0， 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲柄移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，正弦機(jī)構(gòu),,3、變換機(jī)架,構(gòu)件3為機(jī)架——移動導(dǎo)桿,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：,構(gòu)件4為機(jī)架，——曲柄搖桿,構(gòu)件1為機(jī)架，——雙曲柄,構(gòu)件2為機(jī)架，——曲柄搖桿,構(gòu)件3為機(jī)架，——雙搖桿,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：,構(gòu)件4為機(jī)架——曲柄滑塊,構(gòu)件1為機(jī)架——轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿,構(gòu)件2為機(jī)架——曲柄搖塊,§5—

29、2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識,一、平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件,（若1和4能繞A整周相對轉(zhuǎn)動，則存在兩個特殊位置） a+d≤b+c (1)b<c+d-a即a+b≤c+d (2)c<b+d-a即a+c≤b+d (3),a+d≤b+c (1)b<c+d-a即a+b≤c+d (2

30、)c<b+d-a即a+c≤b+d (3)(1)+(2)得2a+b+d≤2c+b+d即a≤c(1)+(3)得 a≤b(2)+(3)得 a≤d,由此可見：兩構(gòu)件作整周相對轉(zhuǎn)動的條件：（整轉(zhuǎn)副存在的條件）（1）此兩構(gòu)件中必有一構(gòu)件為運(yùn)動鏈中的最短構(gòu)件。（2）最短構(gòu)件與最長構(gòu)件的長度之和小于等于其它兩構(gòu)件長度之和。（桿長之和的條件）,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為兩大類：,（1）最短構(gòu)件與最長構(gòu)件的長度之和大于其他兩構(gòu)件長度之

31、和，所有運(yùn)動副均為擺動副，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。,（2）最短構(gòu)件與最長構(gòu)件的長度之和小于等于其他兩構(gòu)件長度之和，最短構(gòu)件上兩個轉(zhuǎn)動副均為整轉(zhuǎn)副。,取最短構(gòu)件為機(jī)架,——雙曲柄機(jī)構(gòu),取最短構(gòu)件任一相鄰構(gòu)件為機(jī)架,——曲柄搖桿機(jī)構(gòu),取最短構(gòu)件對面的構(gòu)件為機(jī)架,——雙搖桿機(jī)構(gòu),曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：,AC1E：b-a>e△    AC2E：a+b>e,即有曲柄的條件:b>a+e

32、 e=0, b>a,原動件作勻速轉(zhuǎn)動，從動件作往復(fù)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，從動件正行程和反行程的平均速度不相等。,二、行程速度變化系數(shù),1、機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動特性：,2、行程速度變化系數(shù),,,從動件慢行程 快行程,,,∴,極位夾角θ（90°）,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：,擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：,,4、壓力角的計算,,,,,,,,三、壓力角和傳動角,1、壓力角α,從動件上某點(diǎn)的受力方向與從動件上該點(diǎn)速度方向的所夾的銳

33、角。,2、傳動角γ，P與Pn夾角，,（經(jīng)常用γ衡量機(jī)構(gòu)的傳動質(zhì)量）,3、許用壓力角,一般：,四、死點(diǎn)位置：,,1、機(jī)構(gòu)停在死點(diǎn)位置，不能起動。 運(yùn)轉(zhuǎn)時，靠慣性沖過死點(diǎn)。,2、利用死點(diǎn)實例,§5-3 平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的圖解法,4、按K設(shè)計四桿機(jī)構(gòu) 已知：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，搖桿CD長度，擺角，K 設(shè)計此機(jī)構(gòu)（確定曲柄和連桿長）,3、按兩連架桿的兩組對應(yīng)角位移分別為，和，知B1，B2，B3設(shè)計鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。（確定C

34、）,2、已知A，D，連桿的三個位置，設(shè)計鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。,1、已知B，C及連桿的三個位置，設(shè)計該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。若知2個位置，無窮解。,二、平面四桿機(jī)構(gòu)的圖解法設(shè)計,一、設(shè)計原理：相對運(yùn)動原理（轉(zhuǎn)換機(jī)架法）,第六章 凸輪機(jī)構(gòu),§6-1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類,①盤形凸輪機(jī)構(gòu)——平面凸輪機(jī)構(gòu)②移動凸輪機(jī)構(gòu)——平面凸輪機(jī)構(gòu)③圓柱凸輪機(jī)構(gòu)——空間凸輪機(jī)構(gòu),一、應(yīng)用：,二、組成：,凸輪——一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通過高副接觸,

35、從動件：平動，擺動,機(jī)架,三、分類：,1、按凸輪的形狀：,當(dāng)從動件的位移、速度、加速度必須嚴(yán)格按照預(yù)定規(guī)律變化時，常用凸輪機(jī)構(gòu)。,五、要求,2、按從動件的型式：,①尖底從動件：用于低速；②滾子從動件：應(yīng)用最普遍；③平底從動件：用于高速。,3、按鎖合的方式：,力鎖合（重力、彈簧力）、幾何鎖合,四、特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：1、能夠?qū)崿F(xiàn)精確的運(yùn)動規(guī)律；2、設(shè)計較簡單。,缺點(diǎn)：1、承載能力低，主要用于控制機(jī)構(gòu)；2、凸輪輪廓加工困難。,1、分析從動件的運(yùn)

36、動規(guī)律2、按照運(yùn)動規(guī)律設(shè)計凸輪輪廓,§6-2 從動件的運(yùn)動規(guī)律,2、偏距e：偏距圓,一、幾個概念,尖底偏置直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),1、基圓：,凸輪輪廓上最小矢徑為半徑的圓,推程運(yùn)動角：φ=BOB′=∠AOB1運(yùn)休止角：φS=∠BOC=∠B1OC1回程運(yùn)動角：φ′=∠C1OD 近休止角：φS′=∠AOD,從動件位移線圖：從動件速度線圖，加速度線圖,二、分析從動件的運(yùn)動,行程：h(最大位移),上升——?！怠?三、

37、常用從動件運(yùn)動規(guī)律,剛性沖擊：由于加速度發(fā)生無窮大突度而引起的沖擊稱為剛性沖擊。,1、勻速運(yùn)動規(guī)律（推程段）,2、等加速等減速運(yùn)動規(guī)律,柔性沖擊 ：加速度發(fā)生有限值的突變 （適用于中速場合）,,,3、加速度按余弦運(yùn)動規(guī)律變化,運(yùn)動特征：若 為零，無沖擊，若 不為零，有沖擊,,4、加速度按正弦運(yùn)動規(guī)律變化（了解）,運(yùn)動特征：沒有沖擊,5、組合運(yùn)動規(guī)律為了獲得更好的運(yùn)動特征，可以把上述幾種運(yùn)動規(guī)律

38、組合起來應(yīng)用，組合時，兩條曲線在拼接處必須保持連續(xù)。,設(shè)計方法：作圖法，解析法已知 轉(zhuǎn)向。作圖法設(shè)計凸輪輪廓,,一、直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法,§6-3 凸輪輪廓設(shè)計的圖解法,1、尖底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪輪廓設(shè)計：已知 轉(zhuǎn)向,（3）在理論輪廓上畫出一系列滾子，畫出滾子的 內(nèi)包絡(luò)線——實際輪廓曲線。,設(shè)計

39、滾子從動件凸輪機(jī)構(gòu)時，凸輪的基圓半徑是指理論輪廓曲線的基圓半徑。,2、滾子從動件,（1）去掉滾子，以滾子中心為尖底。,（2）按照上述方法作出輪廓曲線——理論輪廓曲線,（3）過B1、B2…點(diǎn)作出一系列平底，得到一直線族。作出直線族的包絡(luò)線，便得到凸輪實際輪廓曲線。,3、平底從動件,（1）取平底與導(dǎo)路的交點(diǎn)B0為參考點(diǎn),（2）把B0看作尖底，運(yùn)用上述方法找到B1、B2…,二、擺動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),已知：ω轉(zhuǎn)向，r0，a，l，ψmax

40、，φ-ψ,§6—4 用解析法設(shè)計凸輪的輪廓曲線,一、滾子從動件盤形凸輪,1．理論輪廓曲線方程,（1）直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),圖示偏置直動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。求凸輪理論廓線的方程，反轉(zhuǎn)法給整個機(jī)構(gòu)一個繞凸輪軸心O的公共角速度-ω，這時凸輪將固定不動，而從動件將沿-ω方向轉(zhuǎn)過角度ψ，滾子中心將位于B點(diǎn)。B點(diǎn)的坐標(biāo)，亦即理論廓線的方程為：,,,ra為理論廓線的基圓半徑,式1,對于對心從動件凸輪機(jī)構(gòu)，因e=0，所以s0=ra,,

41、（2）擺動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),擺動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。仍用反轉(zhuǎn)法使凸輪固定不動，而從動件沿-ω方向轉(zhuǎn)過角度，滾子中心將位于B點(diǎn)。B點(diǎn)的坐標(biāo)，亦即理論廓線的方程為：,,ψ0為從動件的起始位置與軸心連線OA0之間的夾角。,,式2,式3,在設(shè)計凸輪廓線時，通常e、r0、rT、a、l等是已知的尺寸，而s和ψ是的函數(shù)，它們分別由已選定的位移方程s=s(ψ)和角位移方程ψ=ψ（ψ）確定。,2．實際廓線方程,滾子從動件盤形凸輪的實際廓線是圓心在理

42、論廓線上的一族滾子圓的包絡(luò)線。由微分幾何可知，包絡(luò)線的方程為：,,式中x1、y1為凸輪實際廓線上點(diǎn)的直角坐標(biāo)。,對于滾子從動件凸輪，由于產(chǎn)生包絡(luò)線（即實際廓線）的曲線族是一族滾子圓，其圓心在理論廓線上，圓心的坐標(biāo)由式1~3確定，所以由式4有：,,式4,,,聯(lián)立求解x1和y1，即得滾子從動件盤形凸輪的實際廓線參數(shù)方程：,,上面的一組加減號表示一根外包絡(luò)廓線，下面的一組加減號表示另一根內(nèi)包絡(luò)廓線。,§6-5 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確

43、定,擺動從動件：[α]=40°~50°直動從動件：[α]=30°~38°,一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角和自鎖,壓力角：接觸點(diǎn)法線與從動件上作用點(diǎn)速度方向所夾的銳角。,自鎖,極限壓力角,→l2，l1，f，潤滑,二、按許用壓力角確定凸輪回轉(zhuǎn)中心位置和基圓半徑,,,η——轉(zhuǎn)向系數(shù)δ——從動件偏置方向系數(shù),由式可知：r0↓α↑,1、滾子（尖底）直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),三、按輪廓曲線全部外凸的條件確定平底從動件

44、盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的基圓半徑,,四、滾子半徑的選擇,滾子半徑rT必須小于理論輪廓曲線外凸部分的最曲率半徑ρmin，設(shè)計時，,第七章 齒輪機(jī)構(gòu),§7—1 齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類,齒輪機(jī)構(gòu)：非圓齒輪機(jī)構(gòu)；圓形齒輪機(jī)構(gòu)。,圓形齒輪機(jī)構(gòu)——平面齒輪機(jī)構(gòu)（圓柱齒輪）； 空間齒輪機(jī)構(gòu)（用來傳遞兩相交軸或交錯軸）,平面齒輪機(jī)構(gòu)：,直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)（直齒輪）——,①外嚙合；②

45、內(nèi)嚙合；③齒輪齒條,平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)（斜齒輪）：,①外；②內(nèi)；③齒輪齒條,空間齒輪機(jī)構(gòu)：,圓錐齒輪機(jī)構(gòu)——,①直齒；②斜齒；③曲線齒,交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu),蝸桿機(jī)構(gòu)：兩軸垂直交錯,§7—2 齒廓嚙合基本定律,傳動比： ①常數(shù)——圓齒輪；②f(t)——非圓齒輪,,設(shè)節(jié)圓半徑,,,一、齒廓嚙合基本定律,要使一對齒輪的傳動比為常數(shù)，那么其齒廓的形狀必須是：不論兩齒廓在哪一點(diǎn)嚙合，過嚙合點(diǎn)所作的齒廓公法線都與連心線交

46、與一定點(diǎn)P——齒廓嚙合基本定律（輪齒齒廓正確嚙合的條件 ）,P——節(jié)點(diǎn) ；,節(jié)圓 ：節(jié)點(diǎn)P在兩個齒輪運(yùn)動平面上的軌跡是兩個圓。（輪1的節(jié)圓是以O(shè)1為圓心，O1P為半徑的圓。）,通常采用漸開線、擺線、變態(tài)擺線,二、共軛齒廓，共軛曲線,凡滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒輪的齒廓稱共軛齒廓，共軛齒廓的齒廓曲線稱為共軛曲線,三、齒廓曲線的選擇,1.滿足定傳動比的要求；2.考慮設(shè)計、制造等方面。,AK——漸開線基圓，rbn-n：發(fā)生線θK：漸開

47、線AK段的展角,§7—3 漸開線及齒廓嚙合特性,一、漸開線的形成及性質(zhì),1、形成,當(dāng)一直線n-n沿一個圓的圓周作純滾動時，直線上任一點(diǎn)K的軌跡,（5）基圓內(nèi)無漸開線,,2、性質(zhì),（1）,（2）NK為漸開線在K點(diǎn)的法線，NK為曲半半徑，漸開線上任一點(diǎn)的法線與基圓相切。,（3）漸開線離基圓愈遠(yuǎn)，曲半半徑愈大，漸開線愈平 直,（4）漸開線的形狀決定于基圓的大小。θK相同時，rb越大，曲半半徑越大 rb→∞，漸開線→⊥N3K的直

48、線,3、漸開線方程,漸開線方程,,二、漸開線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律,,常數(shù),下式表明，i12決定于基圓大小,,,常數(shù),三、漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn),1、漸開線齒廓嚙合的嚙合線是直線——N1N2 嚙合點(diǎn)的軌跡嚙合線、公法線、兩基圓的內(nèi)公切線三線重合。,2、漸開線齒廓嚙合的嚙合角不變 α’ ：N1N2與節(jié)圓公切線之間的夾角α’ =漸開線在節(jié)點(diǎn)處嚙合的壓力角,3、漸開線齒廓嚙合具有可分性。,§7—4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪

49、的參數(shù)和尺寸,齒數(shù)——Z，齒槽1、齒頂圓ra2、齒根圓rf3、在任意圓上rk齒槽寬ek齒厚SK齒距PK=eK+SK,,,,定義,模數(shù),一、齒輪各部分名稱和基本參數(shù),4、分度圓，r，d，s，e，p,5、齒頂高h(yuǎn)a：d與da之間,6、基節(jié),,,d=mz m為標(biāo)準(zhǔn)值,P=s+e,齒全高h(yuǎn)：h=ha+hf,齒根高h(yuǎn)f：d與df之間,基節(jié)——基圓上的周節(jié)（齒距）Pb,二、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù),,,定義模數(shù),或,∴d=mz 單位：m

50、m ； m標(biāo)準(zhǔn)化。,2、分度圓壓力角α,,,（α是決定漸開線齒廓形狀的一個基本參數(shù)）,,GB1356-88規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值α=20°某些場合：α=14.5°、15°、22.5°、25°。,分度圓就是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。,分度圓和節(jié)圓區(qū)別 與聯(lián)系,1、模數(shù)m,3、齒數(shù)z,表明：齒輪的大小和漸開線齒輪形狀都與齒數(shù)有關(guān),4、齒頂高系數(shù) 和頂隙系數(shù),,,標(biāo)

51、準(zhǔn)值： =1， =0.25非標(biāo)準(zhǔn)短齒： =0.8， =0.3,三、標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸,標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m、α、ha*、c* 均取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高，且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。,一個齒輪：,d=mz da=d+2ha=(z+2 ha*)mdf=d-2hf=(z-2 ha*-2 c*)mdb=dcosα,ha= ha*mhf=( ha*+ c*)mh=ha+hf=(2

52、ha*+ c*)mP=πm,一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪：,①m、z決定了分度圓的大小，而齒輪的大小主要取決于分度圓，因此m、z是決定齒輪大小的主要參數(shù),②輪齒的尺寸與m， ha* ， c* 有關(guān)與z無關(guān),③至于齒形，與m，z，α有關(guān),m制齒輪,四、標(biāo)準(zhǔn)齒條,z→∞,2、齒廓在不同高度上的齒距均相等，但齒厚和槽寬各不相同p=пm， 分度線（齒條中線）：s=e,3、尺寸計算：同標(biāo)準(zhǔn)齒輪一樣,五、任意圓上的齒厚,1、齒廓不同高度上的壓力角均相等，

53、且等于齒廓的傾斜角，此角稱為齒形角，標(biāo)準(zhǔn)值為20° α=齒形角（20°）,§7—5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動,一、嚙合過程,起始嚙合點(diǎn)：,從動輪的齒頂點(diǎn)與主動輪的齒根處某點(diǎn)接觸，在嚙合線上為從動輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2。,終止嚙合點(diǎn)：,主動輪的齒頂點(diǎn)與從動輪的齒根處某點(diǎn)接觸，在嚙合線N1N2上為主動輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B1。,——實際嚙合線,——理論嚙合線,齒廓工作段，齒廓非工

54、作段,二、正確嚙合條件,兩對齒分別在K，K’點(diǎn)嚙合，根據(jù)嚙合基本定律,K在N1N2上K’在N1N2上,KK’——法向齒距,在齒輪1上：KK’=Pb1,在齒輪2上：KK’=Pb2,∴Pb1=Pb2,,,,(m，α不是連續(xù)值),,——正確嚙合條件,三、無側(cè)隙嚙合條件,齒側(cè)間隙（側(cè)隙）,進(jìn)行運(yùn)動設(shè)計時，需按無側(cè)隙嚙合。,1、滿足的條件,,2、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝,標(biāo)準(zhǔn)安裝,,能實現(xiàn)無側(cè)隙嚙合,,標(biāo)準(zhǔn)中心距：,,頂隙,,→標(biāo)準(zhǔn)值,非標(biāo)準(zhǔn)安裝,a’只

55、有增大,由圖可知：,,,,,——有側(cè)隙,3、傳動比,,常數(shù),四、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件,,,或,,重合度（重疊系數(shù)）,,,：齒輪傳動的連續(xù)性條件,重合度的定義還有其他形式：,漸開線性質(zhì)：,,（一對齒從開始嚙合到終止嚙合在基圓上轉(zhuǎn)過的弧長）,（在節(jié)圓上轉(zhuǎn)過的弧長）——作用弧,,1.重合度的定義,ψ2——作用角,顯然： 所對的中心角也為ψ2,,,,2、重合度的意義,重合度不僅是齒輪傳動的連續(xù)性條件，而且是衡量齒輪承載能力和傳動平穩(wěn)性

56、的重要指標(biāo)。,3、重合度的計算,由左圖看出：,,,,,,,§7—6 漸開線齒廓的切削加工,問題：1.仿形法加工齒輪的優(yōu)、缺點(diǎn)。 2.展成法中的齒輪插刀切制齒輪時包括哪些運(yùn)動？ 展成法法加工齒輪的優(yōu)、缺點(diǎn)。,一、標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪,1、刀具,被加工齒輪：,,要求：,,刀具比標(biāo)準(zhǔn)齒條在齒頂部高出 一段,,2、切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪,首先，將輪坯的外圓按被切齒輪的齒頂圓

57、直徑預(yù)先加工好。,然后，將刀具的中線與輪坯的分度圓安裝成相切的狀態(tài)。,→齒輪和刀具有相同的模數(shù)和壓力角,由于展成運(yùn)動相當(dāng)于無側(cè)隙嚙合，,齒輪的齒厚=刀具的齒槽寬=,,并且,,∴加工出的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪,二、漸開線齒廓的根切現(xiàn)象,1.根切：,危害：①切掉部分齒廓； ②削弱了齒根強(qiáng)度； ③嚴(yán)重時，切掉部分漸開線齒廓，降低 重合度。,2、齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù),,,,,,,,§7—7 漸開線變位齒

58、輪,一、變位目的,1.避免根切,2、改善小齒輪的壽命（大傳動比時，使小齒輪齒厚增大，大齒輪齒厚減小，使一對齒輪的壽命相當(dāng)）,3、湊中心距,,,——外嚙合,,無法安裝；,,二、齒輪的變位,1、用改變刀具與輪坯徑向相對位置來切制齒輪的方法稱徑向變位法。,變位齒輪,xm——移距或變位,x——移距系數(shù)或變位系數(shù),規(guī)定：,,正變位,,零變位,負(fù)變位,切削變位齒輪：分度圓不變，節(jié)線變,變位齒輪和標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比：,m、α、r齒距、rb、不變,齒厚、齒頂

59、高、齒根高變化,2、最小變位系數(shù)（變位齒輪不發(fā)生根切的現(xiàn)象的條件）,,,,,,,,,,,,正變位,,,,負(fù)變位,,三、變位齒輪的尺寸變化及計算,1、分度圓上的齒厚,見圖：刀具節(jié)線的齒槽寬比中線齒槽寬 ，∴被切齒輪分度圓上的齒厚增加,,在△IJK中：,,分度圓的齒厚：,,2、齒頂高和齒根高,齒根高h(yuǎn)f：刀具加工節(jié)線到頂 刃線之間的距離,,對正變位：x>0， hf比標(biāo)準(zhǔn)減小xm,對負(fù)變位：x<0， hf比標(biāo)準(zhǔn)增

60、加xm,∴變位齒輪的齒根圓半徑：,,齒頂高：,∵變位齒輪的分度圓與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓一樣，∴變位齒輪的齒頂高僅決定于輪坯頂圓的大小。,為保證齒全高,,由于,,所以,,,§7—9 平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),一、斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn),1、直齒輪：,基圓柱，發(fā)生面S，KK∥基圓柱母線NN,,漸開線柱面,嚙合特點(diǎn)：,①齒廓曲面的接觸線∥NN,②受力突變，噪音較大。,2、斜齒輪：,基圓柱，發(fā)生面S，KK與NN有夾角

61、βb,,漸開線螺旋面,βb——基圓柱上的螺旋角,漸開線螺旋面齒廓的特點(diǎn)：,①與基圓柱相切的平面與齒廓曲面的交線為斜直線（與NN交角βb ）,②端面（垂直于齒輪軸線的面）與齒廓曲面的交線為漸開線。,③與基圓柱同軸的圓柱面與漸開線螺旋面的交線為一螺旋線。不同面→螺旋角不同,斜齒輪的嚙合特點(diǎn)：,（1）兩斜齒齒廓的公法面既是兩基圓柱的公切面，又是傳動的嚙合面,（2）兩齒廓的接觸線與軸線夾角 βb,（3）接觸線0→長→0，傳動平穩(wěn)☆,二、斜齒輪

62、的基本參數(shù),1、斜齒輪的切削加工：,①仿形法；②范成法：滾齒,（用仿形法加工斜齒輪時，銑刀是沿螺旋齒槽的方向進(jìn)刀的）,法面：垂直于分度圓柱面螺旋線的切線的平面,進(jìn)刀方向⊥法面,刀具的模數(shù)應(yīng)于斜齒輪的法面模數(shù)一致，→法面上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值 。,端面：⊥軸線的面,計算斜齒輪端面參數(shù)與尺寸：,齒距：,,,在△DFE中,,,模數(shù) ：,壓力角 ：,,,∵BD=CE,,齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)：,,,,,螺旋角β：,螺旋線的導(dǎo)程 Pz:,螺旋線

63、繞同一周時它沿軸線方向前進(jìn)的距離,,,,,（上式表明，不同圓柱面的螺旋角不等）,三、平行軸斜齒輪傳動的正確嚙合條件和重合度,1、正確嚙合條件,（斜齒輪在端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于直齒輪的嚙合）,,,,,,,,2、重合度ε,（兩個端面參數(shù)完全相同的標(biāo)準(zhǔn)直齒輪和標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪）,,——縱向作用弧,總重合度 εγ：,總作用弧與Pt的比值,,——端面重合度,,——縱向重合度,,四、斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù),,當(dāng)量齒輪：以ρ為分度圓半徑，用斜齒輪的mn和αn分別為模

64、數(shù)和壓力角作一虛擬的直齒輪，其齒形與斜齒輪的法面齒形最接近。這個齒輪稱斜齒輪的當(dāng)量齒輪，齒數(shù)ZV稱當(dāng)量齒數(shù)。,由解析幾何知,,,,,五、平行軸斜齒輪的變位和幾何尺寸計算,平行軸斜齒輪在端面內(nèi)的幾何尺寸關(guān)系與直齒輪相同。,1、尺寸計算,,,——改變螺旋角可湊中心距，無須變位。,,<直齒輪最少齒數(shù),2、變位,移距相同：,,,,六、平行軸斜齒軸傳動的主要優(yōu)缺點(diǎn),1、優(yōu)點(diǎn)：,①重合度大，傳動平穩(wěn)，承載能力高,②比直齒輪小，機(jī)構(gòu)更緊湊,③制

65、造成本與直齒輪相同,廣泛應(yīng)用于高速、重載傳動中,2、缺點(diǎn)：,有軸向力,,§7—11 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu),交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu) ：,若將一對斜齒輪安裝成其軸線既不平行也不相交，就成為交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu)。,兩輪軸線之間的夾角∑稱為軸角,1、軸角,2、點(diǎn)接觸，承載能力低,3、相對滑動速度大，輪齒易磨損。,一、蝸桿蝸輪的形成,1、交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu),,→蝸桿蝸輪,2、嚙合特點(diǎn)：,點(diǎn)接觸,,線接觸,3、加工,蝸桿,——車削（螺旋線）（軸平面內(nèi)的齒形

66、為直線齒廓的齒條）,蝸輪,——與蝸桿相似的滾刀展成切制蝸輪,右旋蝸桿，,頭數(shù)是從端面上看蝸桿具有的齒數(shù)Z1,蝸桿的中圓柱（分度圓柱）,——過齒形中線處的圓柱,在中圓柱上軸向齒厚與齒槽相等,蝸桿分度圓柱面上螺旋線的導(dǎo)程角 ：,,二、蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的分類,按蝸桿形狀分：,圓柱蝸桿機(jī)構(gòu),環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu),錐蝸桿機(jī)構(gòu),,按蝸桿齒廓曲線的形狀,,阿基米德圓柱蝸桿,漸開線圓柱蝸桿,延伸漸開線蝸桿,錐面包絡(luò)圓柱蝸桿,三、蝸桿傳動,1、主平面：,通過蝸桿軸線

67、并垂直于蝸輪軸線的平面,2、在主平面內(nèi)，蝸桿傳動相當(dāng)于齒輪齒條傳動,3、正確嚙合條件：,,,,（螺旋線方向相同、旋向相同）,☆判定蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)向：,蝸桿為左旋，蝸輪轉(zhuǎn)向為順時針,四、蝸桿傳動的主要參數(shù)及尺寸計算,1、模數(shù)m,2、壓力角α,α=,,20° 標(biāo)準(zhǔn)值,25° 動力傳動中,12°、15° 分度傳動,3、頭數(shù)Z1,Z1=1，2，4，6,Z2=27~80,4、螺旋升角

68、γ（導(dǎo)程角）,,5、直徑系數(shù)q,,,,6、尺寸計算,（蝸桿、蝸輪的齒頂高、齒根高、齒全高、齒頂圓直徑、齒根圓直徑可用直齒輪公式計算）,,標(biāo)準(zhǔn)中心距：,,五、特點(diǎn),1、優(yōu)點(diǎn)：,①i大，機(jī)構(gòu)緊湊,②傳動平穩(wěn)、無噪音。,③反行程時可自鎖，安全保護(hù)（起重機(jī)）,2、缺點(diǎn)：,①輪齒間相對滑動速度較大，易磨損。,②效率低（最高70%）,③成本較高 蝸桿：鋼，蝸輪：青銅,一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用,,§7—12 圓錐齒輪機(jī)構(gòu),1.特點(diǎn),

69、,圓錐齒輪機(jī)構(gòu)是用來傳遞空間兩相交軸之間運(yùn)動和動力的一種齒輪機(jī)構(gòu)，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。圓柱齒輪中的有關(guān)圓柱均變成了圓錐。為計算和測量方便，通常取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。,一對圓錐齒輪兩軸線間的夾角Σ稱為軸角。其值可根據(jù)傳動需要任意選取，在一般機(jī)械中，多取Σ＝90°。,2.應(yīng)用,圓錐齒輪,,直齒圓錐齒輪：,斜齒圓錐齒輪：,曲齒圓錐齒輪：,由于設(shè)計、制造、安裝方便，應(yīng)用最廣,介于兩者之間，傳動較平穩(wěn)，設(shè)計較