機(jī)械原理考試重點(diǎn)總結(jié)_第1頁(yè)
機(jī)械原理考試重點(diǎn)總結(jié)_第2頁(yè)
機(jī)械原理考試重點(diǎn)總結(jié)_第3頁(yè)
機(jī)械原理考試重點(diǎn)總結(jié)_第4頁(yè)
機(jī)械原理考試重點(diǎn)總結(jié)_第5頁(yè)
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1、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第一章第一章一一 基本概念基本概念1 運(yùn)動(dòng)副:兩構(gòu)件直接接觸形成的可動(dòng)聯(lián)接2 運(yùn)動(dòng)副元素:參與接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的點(diǎn)、線、面。3 自由度:構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目4 機(jī)構(gòu)自由度:機(jī)構(gòu)中各活動(dòng)構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。5 桿組:不可再分的、自由度為零的運(yùn)動(dòng)鏈 二二. .平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度兩構(gòu)件用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后,彼此的相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到某些約束,自由度隨之減少。 低副引入兩個(gè)約束!低副引入兩個(gè)約束!機(jī)構(gòu)自由度的一般公式機(jī)構(gòu)自由度的一般公式F=3n-2Pl-Ph 設(shè)一平面機(jī)構(gòu)由n個(gè)構(gòu)件(除機(jī)架外)組成, 未構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副之前, 這些活動(dòng)構(gòu)件應(yīng)有3n個(gè)自由度。

2、假設(shè)構(gòu)成PL個(gè)低副和PH個(gè)高副, 每引入一個(gè)約束構(gòu)件就失去一個(gè)自由度, 故機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)為活動(dòng)件自由度的總數(shù)與運(yùn)動(dòng)副引入約束總數(shù)之差。 以F表示, 則有1) 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈(Compound Hinge) 2)2)局部自由度局部自由度 Passive DOF 3 3)虛約束)虛約束RedundantConstraints 3.常見(jiàn)的虛約束常見(jiàn)的虛約束:1) 當(dāng)不同構(gòu)件上兩點(diǎn)間的距離保持恒定,若在當(dāng)不同構(gòu)件上兩點(diǎn)間的距離保持恒定,若在兩點(diǎn)之間加上一個(gè)構(gòu)件和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副,雖不兩點(diǎn)之間加上一個(gè)構(gòu)件和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副,雖不改變機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),但卻引入一個(gè)虛約束。改變機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),但卻引入一個(gè)虛約束。虛約束一虛約束一yx

3、2)兩構(gòu)件組成的若干個(gè)導(dǎo)路中心線互相平)兩構(gòu)件組成的若干個(gè)導(dǎo)路中心線互相平行或重合的移動(dòng)副。行或重合的移動(dòng)副。x1x2ABC1234x1x23)兩構(gòu)件組成若干個(gè)軸線互相重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副。)兩構(gòu)件組成若干個(gè)軸線互相重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副。兩個(gè)軸承支持一根軸只能看作一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。兩個(gè)軸承支持一根軸只能看作一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。4)在輸入件與輸出件之間用多組完全相)在輸入件與輸出件之間用多組完全相同的運(yùn)動(dòng)鏈來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng),只有一組起獨(dú)立同的運(yùn)動(dòng)鏈來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng),只有一組起獨(dú)立傳遞運(yùn)動(dòng)的作用,其余各組常引入虛約束傳遞運(yùn)動(dòng)的作用,其余各組常引入虛約束。增加一個(gè)齒輪,使機(jī)構(gòu)增加一個(gè)虛約束增加一個(gè)齒輪,使機(jī)構(gòu)增加一個(gè)虛約束三三 平面平面機(jī)構(gòu)

4、具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件)機(jī)構(gòu)自由)機(jī)構(gòu)自由 度度 F1F1。2)原動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度原動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度F F。例題例題6 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)自由度。計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)自由度。 134567829F = F = 3n3n2P2PL LP PH H3 3 22= =8 811111 11 1= =四 平面機(jī)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(biāo)出原動(dòng)件。2.從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開(kāi)始,先試拆二級(jí)桿組,不行,再試拆n4的桿組。當(dāng)分出一個(gè)桿組后,再次試拆時(shí),仍需從最簡(jiǎn)單的二級(jí)桿組開(kāi)始試拆,直到只剩下機(jī)架和原動(dòng)件為止。*桿組的增減不應(yīng)改變機(jī)構(gòu)的自由度。3.判斷機(jī)構(gòu)的級(jí)別

5、。剩余機(jī)構(gòu)不允許殘存只屬剩余機(jī)構(gòu)不允許殘存只屬于一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)副和只于一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)副和只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件!有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件!EEABCDFG例1-5 試分析圖示大篩機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別級(jí)機(jī)構(gòu)級(jí)機(jī)構(gòu)785634912C91654378下一頁(yè)高副低代的一般方法:高副低代的一般方法:在接觸點(diǎn)兩輪廓曲率在接觸點(diǎn)兩輪廓曲率中心處,用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接一個(gè)構(gòu)件來(lái)代替中心處,用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接一個(gè)構(gòu)件來(lái)代替這個(gè)高副。這個(gè)高副。O1O2AB圖-18 任意曲線輪廓的高副機(jī)構(gòu)124Ao1o2B代替機(jī)構(gòu)高副低代的幾種特例O1(b)接觸輪廓之一為直線(c)O1返回第二章第二章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)

6、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 一、速度瞬心法 1 速度瞬心:兩作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的剛體,其相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)。絕對(duì)瞬心:兩構(gòu)件其一是固定的相對(duì)瞬心:兩構(gòu)件都是運(yùn)動(dòng)的P1212vA2A1vB2B1AB3 三心定理:任意三個(gè)做平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件有三個(gè)瞬心,這三個(gè)瞬心 在同一直線上2 瞬心數(shù)為:Nn(n-1)/2舉例:求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度瞬心。舉例:求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度瞬心。P1432141234P12P34P13P24P23解:瞬心數(shù)為:解:瞬心數(shù)為:N Nn(n-1)/2n(n-1)/26 6 n=4 n=41.作瞬心多邊形圓作瞬心多邊形圓2.直接觀察求瞬心直接觀察求瞬心3.

7、三心定律求瞬心三心定律求瞬心1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)P24P13vP3P14P12P23P3462)14(42)1(kkNvP13=w1lP14P13= w3lP14P34131434131413341331PPPPllPPPPwww1w31234兩構(gòu)件的角速度與其絕對(duì)速度瞬心至相對(duì)速度瞬心的距離成反比。直接觀察能求出直接觀察能求出4個(gè)個(gè)余下的余下的2個(gè)用三心定律求出。個(gè)用三心定律求出。已知:構(gòu)件1的角速度1和長(zhǎng)度比例尺l 二、速度瞬心法在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)P14P12P23P13P34vC=vp13=w1lAP13213ABC已知各構(gòu)件的長(zhǎng)度、位置及構(gòu)件1的角速度,求滑塊C的速度3

8、做直線運(yùn)動(dòng),各點(diǎn)的速度一樣,將P13看作是滑塊上的一點(diǎn).3 滑動(dòng)兼滾動(dòng)的高副機(jī)構(gòu)P21P31P32AB123w2w3nn323133221232PPPPPllvww322132313221323132PPPPllPPPPww組成滑動(dòng)兼滾動(dòng)高副的兩構(gòu)件,其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(zhǎng)度成反比。二二用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求機(jī)構(gòu)的速度和加速度 掌握相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法,掌握相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法, 能正確地列出機(jī)構(gòu)的能正確地列出機(jī)構(gòu)的速度和加速度矢量方程,準(zhǔn)確地繪出速度和加速速度和加速度矢量方程,準(zhǔn)確地繪出速度和加速度圖,并由此解出待求量。度圖,并由此解出待求量。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的

9、速度和加速度關(guān)系同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系移動(dòng)副兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系移動(dòng)副兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系級(jí)機(jī)構(gòu)位置圖的確定級(jí)機(jī)構(gòu)位置圖的確定速度分析速度分析加速度分析加速度分析 pbec為速度多邊形,bce 相似BCE,為速度影像;p點(diǎn)為極點(diǎn),速度為的點(diǎn),連接p與任一點(diǎn)的矢量代表同名點(diǎn)的絕對(duì)速度任意兩點(diǎn)的矢量代表同名點(diǎn)間的相對(duì)速度,指向與角標(biāo)相反 bc代表代表VCB而不是而不是VBC 速度影像原理:當(dāng)已知構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度時(shí),則該構(gòu)件上其他任一點(diǎn)的速度便可利用速度影像與構(gòu)件圖形相似的原理求出。beABCDEw1123a1cfFp bce bce 加速度多邊形,加速度多邊形,

10、 加速度極點(diǎn)加速度極點(diǎn)加速度多邊形的特性加速度多邊形的特性:聯(lián)接聯(lián)接點(diǎn)和任一點(diǎn)的向量代表該點(diǎn)點(diǎn)和任一點(diǎn)的向量代表該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的絕對(duì)加速在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的絕對(duì)加速 度,指度,指向?yàn)橄驗(yàn)?該點(diǎn)該點(diǎn)。聯(lián)接任意兩點(diǎn)的向量代表該兩點(diǎn)聯(lián)接任意兩點(diǎn)的向量代表該兩點(diǎn)在在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的相對(duì)加速度,機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的相對(duì)加速度,指向與加速度的下標(biāo)相反。如指向與加速度的下標(biāo)相反。如cb代表代表aBC而不而不aCB ,常用相對(duì)切向加,常用相對(duì)切向加速度來(lái)求構(gòu)件的角加速度。速度來(lái)求構(gòu)件的角加速度。極點(diǎn)極點(diǎn)代表機(jī)構(gòu)中所有代表機(jī)構(gòu)中所有加加速度為零速度為零的點(diǎn)的點(diǎn)。用途用途:根據(jù)相似性原理由兩點(diǎn)的根據(jù)相似性原理由兩

11、點(diǎn)的加加速度求任意點(diǎn)的速度求任意點(diǎn)的加加速度。速度。ABCDEw1123a1pbbccc第三章第三章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容 1 平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及演化 2 曲柄存在的條件 3 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3-1 3-1 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其設(shè)平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題計(jì)的基本問(wèn)題3-2 3-2 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化一、一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架機(jī)架4 4連架桿連架桿1 1連桿連桿2 2連架桿連架桿3 3若組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)若組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能作整周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng), ,則該則該轉(zhuǎn)動(dòng)副稱(chēng)為轉(zhuǎn)動(dòng)副稱(chēng)為整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副

12、, ,否則稱(chēng)為否則稱(chēng)為擺動(dòng)副擺動(dòng)副. .根據(jù)兩根據(jù)兩聯(lián)架桿聯(lián)架桿為為曲柄或搖桿曲柄或搖桿:曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)3-3 3-3 平面四桿機(jī)構(gòu)的主要工作特性平面四桿機(jī)構(gòu)的主要工作特性一、轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件一、轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件1.鉸鏈四桿運(yùn)動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的鉸鏈四桿運(yùn)動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的充分必要條件充分必要條件A A為整轉(zhuǎn)副的條件:為整轉(zhuǎn)副的條件:1 1)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副A A的兩個(gè)構(gòu)件中必有一個(gè)為四個(gè)的兩個(gè)構(gòu)件中必有一個(gè)為四個(gè)構(gòu)件中的最短桿;構(gòu)件中的最短桿;2 2)最短構(gòu)件與其他三個(gè)構(gòu)件中任一構(gòu)件的長(zhǎng)度)最短構(gòu)件與其他三

13、個(gè)構(gòu)件中任一構(gòu)件的長(zhǎng)度之和不大于另兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和即最短桿與最之和不大于另兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和即最短桿與最長(zhǎng)桿之和應(yīng)小于或等于其他兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和。長(zhǎng)桿之和應(yīng)小于或等于其他兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和。(桿長(zhǎng)之和條件)(桿長(zhǎng)之和條件)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判斷條件:鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判斷條件:2 2)1 1)在滿足桿長(zhǎng)之和的條件下:)在滿足桿長(zhǎng)之和的條件下:(2 2)以最短桿為機(jī)架,則兩連架桿為曲柄,)以最短桿為機(jī)架,則兩連架桿為曲柄,(3 3)以最短桿的對(duì)邊構(gòu)件為機(jī)架,均無(wú)曲柄存在,)以最短桿的對(duì)邊構(gòu)件為機(jī)架,均無(wú)曲柄存在,即該機(jī)構(gòu)即該機(jī)構(gòu)。(1 1)以最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架,則最短桿為曲柄,)以最短桿的相鄰構(gòu)件為機(jī)架

14、,則最短桿為曲柄,另一連架桿為搖桿,即該機(jī)構(gòu)為另一連架桿為搖桿,即該機(jī)構(gòu)為;二、二、行程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù)擺角擺角 1 1w w 2 2 1 1 2 2 , t, t1 1tt2 2 , , v v1 1vv2 2極位夾角極位夾角 1 1=180=180+, +, 2 2=180=180- v v1 1 = /t= /t1 1 v v2 2 = /t= /t2 2急回特性:從動(dòng)件正反兩個(gè)行程的平均速度不相等急回特性:從動(dòng)件正反兩個(gè)行程的平均速度不相等 = v= v2 2/v/v1 1 = =( /t/t2 2)/ / ( /t/t1 1 ) = t t1 1/t/t2 2 = = 1

15、 1/ / 2 2 = =(180180+)/ /(180180-) 從動(dòng)件快行程的平均速度從動(dòng)件快行程的平均速度 從動(dòng)件慢行程的平均速度從動(dòng)件慢行程的平均速度K =180=180(K-1K-1)/ /(K+1K+1)行程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù)連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)件具有急回特性的條件連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)件具有急回特性的條件極位夾角極位夾角為從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí),曲為從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí),曲柄所夾的銳角。柄所夾的銳角。三、三、平面機(jī)構(gòu)的壓力角平面機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角和傳動(dòng)角F Ft t = Fcos = FcosF Fn n = Fsin = Fsin1 1、機(jī)構(gòu)壓力角、機(jī)構(gòu)壓力角: :在不計(jì)摩擦力、

16、慣性力和重在不計(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)的速度方向間所夾方向線與輸出件上受力點(diǎn)的速度方向間所夾的銳角,稱(chēng)為機(jī)構(gòu)壓力角,通常用的銳角,稱(chēng)為機(jī)構(gòu)壓力角,通常用表示。表示。A AB BC CD DF Fv vc cF Ft tF Fn n1 12 23 34 4驅(qū)使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的有效分力增加轉(zhuǎn)動(dòng)副D的徑向壓力傳動(dòng)角:壓力角的余角。傳動(dòng)角:壓力角的余角。v vc cA AB BC CD DF FF Ft tF Fn n用用表示表示, ,愈大愈大對(duì)工作愈有利,對(duì)工作愈有利,采用來(lái)衡量機(jī)采用來(lái)衡量機(jī)構(gòu)傳動(dòng)質(zhì)量構(gòu)傳動(dòng)質(zhì)

17、量. .F Ft t = Fcos = FcosF Fn n = Fsin = Fsin3 3 機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置機(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)角的條件下,當(dāng)機(jī)構(gòu)處于傳動(dòng)角=0=0(或(或=90=90)的位)的位置下,無(wú)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,置下,無(wú)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(chēng)為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。均不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),這個(gè)位置稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。F Ft t = Fcos = FcosF Fn n = Fsin = FsinB BF FD DA AC

18、 Cv vD DA AB BC C3 32 21 13 32 21 1D DA AB BC1C1F Fv v下一頁(yè)由三個(gè)或三個(gè)以上構(gòu)件組成的軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱(chēng)為復(fù)合鉸鏈。由m個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)含有(m-1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。1) 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈(Compound Hinge) 321CC1C2返回2)2)局部自由度(多余自由度)局部自由度(多余自由度)Passive DOF 1、局部自由度:在機(jī)構(gòu)中常會(huì)出現(xiàn)一種與在機(jī)構(gòu)中常會(huì)出現(xiàn)一種與輸出構(gòu)件運(yùn)輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度,稱(chēng)局部自由度(或多余自由度)。的自由度,稱(chēng)局部自由度(或多余自由度)。ABC3212、處理辦法:、處理辦法:在計(jì)算自由度時(shí)

19、,拿掉這個(gè)局部自在計(jì)算自由度時(shí),拿掉這個(gè)局部自由度,即可將滾子與裝滾子的構(gòu)件固接在一起。由度,即可將滾子與裝滾子的構(gòu)件固接在一起。ABC3214返回平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題 機(jī)構(gòu)選型根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī)機(jī)構(gòu)選型根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī) 構(gòu)的類(lèi)型;構(gòu)的類(lèi)型;尺度綜合確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)尺度綜合確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)(長(zhǎng)度長(zhǎng)度 尺寸尺寸)。 同時(shí)要滿足其他輔助條件:同時(shí)要滿足其他輔助條件:a)結(jié)構(gòu)條件(如要求有曲柄、桿長(zhǎng)比恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)條件(如要求有曲柄、桿長(zhǎng)比恰當(dāng)、 運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等)運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等);b)動(dòng)力條件(如動(dòng)力條件(如minm

20、in);c)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。3-4實(shí)現(xiàn)連桿給定位置的平面四桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 1.連桿位置用動(dòng)鉸鏈中心連桿位置用動(dòng)鉸鏈中心B、C兩點(diǎn)表示兩點(diǎn)表示 連桿位置用動(dòng)鉸鏈中心連桿位置用動(dòng)鉸鏈中心B、C兩點(diǎn)表示兩點(diǎn)表示連桿經(jīng)過(guò)三個(gè)預(yù)期位置序列的四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。B1B1C1C1B2B2C2C2B3B3C3C3行程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù)擺角擺角 1 1w w 2 2極位夾角極位夾角 1 1=180=180+, +, 2 2=180=180-急回特性:從動(dòng)件正反兩個(gè)行程的平均速度不相等急回特性:從動(dòng)件正反兩個(gè)行程的平均速度不相等180180(K-1K-1) (K+1K+1)=按給定行程

21、速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 從動(dòng)件快行程的平均速度從動(dòng)件快行程的平均速度 = 從動(dòng)件慢行程的平均速度從動(dòng)件慢行程的平均速度K =(180(180+)/ /(180180-)-)AB=(AC2-AC1)/2AB=(AC2-AC1)/2BC=(AC1+AC2)/2BC=(AC1+AC2)/2AC1=BC-ABAC1=BC-ABAC2=BC+ABAC2=BC+AB180180(K-1K-1) (K+1K+1)=確定比例尺確定比例尺llADlBClABADlBClABl,C C1 1D DB B1 1C C2 2B B2 2 A A O O9090 - - 9090 -

22、 - E EF F(1)(1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)已知搖桿的長(zhǎng)度已知搖桿的長(zhǎng)度C,C,擺角擺角 ,K,K,設(shè)設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)計(jì)此機(jī)構(gòu) ()曲柄滑塊機(jī)構(gòu)()曲柄滑塊機(jī)構(gòu)AB1C1C2B2BCo oe e90900 0- - 90900 0- - H H12ACAClBCABlBCAB已知已知K K,滑塊行程,滑塊行程H H,偏,偏距距e e,設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu) 。180(k-1)/(k+1)180(k-1)/(k+1)作作C1 C2 H H 作射線作射線C1O O 使使C2C1O=90, , 以以O(shè) O為圓心,為圓心,C1O O為半徑作圓。為半徑作圓。以以A A為圓心,為圓心,A A C1為半

23、徑作弧交于為半徑作弧交于E,E,得:得:作射線作射線C2O O使使C1C2 O=90。 作偏距線作偏距線e e,交圓弧于,交圓弧于A A,即為所求。,即為所求。l1 =EC2/ 2C2C1第第4 4章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)4 4 1 1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)一)按凸輪的形狀分二)按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)三)按凸輪與從動(dòng)件的鎖合方式分四)根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分4-2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律2 、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律3 、余弦加速度規(guī)律4 、正弦加速度規(guī)律45 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 一、凸輪機(jī)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

24、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(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)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.第五章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)5-1 5-1 齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)5-2 5-2 齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律1.1.漸開(kāi)線的形成漸開(kāi)線的形成 當(dāng)直線沿一圓周作相切純滾動(dòng)時(shí),直線當(dāng)直線沿一圓周作相切純滾動(dòng)時(shí),直線上任一點(diǎn)的軌跡上任一點(diǎn)的軌跡AkAk,稱(chēng)為該圓的漸開(kāi)線。,稱(chēng)為該圓的漸開(kāi)線。AK漸開(kāi)線漸開(kāi)線N發(fā)生線發(fā)生線漸開(kāi)線漸開(kāi)線k0k的的展角展角kO基圓基圓rb 5-3漸開(kāi)線及漸開(kāi)線齒廓(2)(2) 漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線必與其基圓

25、相切必與其基圓相切. . 2.2.漸開(kāi)線的性質(zhì)漸開(kāi)線的性質(zhì)(1)(1)NK = N A)(3)(3)發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)為發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)為漸開(kāi)線在點(diǎn)的曲率中心,而漸開(kāi)線在點(diǎn)的曲率中心,而線段線段NKNK是漸開(kāi)線在點(diǎn)處的曲是漸開(kāi)線在點(diǎn)處的曲率半徑。率半徑。4)漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小,基圓越大,漸開(kāi)漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小,基圓越大,漸開(kāi)線越平直,當(dāng)基圓半徑趨于無(wú)窮大時(shí),漸開(kāi)線成為斜線越平直,當(dāng)基圓半徑趨于無(wú)窮大時(shí),漸開(kāi)線成為斜直線。直線。(5)基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線發(fā)生線發(fā)生線漸開(kāi)線漸開(kāi)線k0k的的展角展角kO基圓基圓rb3.漸開(kāi)線齒廓嚙合的特點(diǎn) (1)嚙合線是一條定直線O1O

26、2N1N2rb1rb2r1r2g1g1g2g2KKPttaaw1w2a嚙合線、公法線,內(nèi)公切線嚙合線:嚙合點(diǎn)走過(guò)的軌跡n(2)漸開(kāi)線齒廓嚙合的嚙合角不變 兩齒輪嚙合的每一瞬時(shí),過(guò)接觸點(diǎn)的齒廓公法線與兩輪節(jié)圓公切線之間所夾的銳角稱(chēng)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(dòng)平穩(wěn). (3)漸開(kāi)線齒廓嚙合具有可分性 漸開(kāi)線齒輪的傳動(dòng)比決定于基圓(加工好后不變)的大小5-4 漸開(kāi)線齒輪的各部分名稱(chēng)及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的尺寸5-5 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)1 漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件aaa2121mmm2 齒輪傳動(dòng)的無(wú)側(cè)隙嚙合及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝條件條件:一個(gè)齒輪節(jié)

27、圓上的齒厚等于另一個(gè)齒輪節(jié)一個(gè)齒輪節(jié)圓上的齒厚等于另一個(gè)齒輪節(jié)圓上的齒槽寬圓上的齒槽寬5-6 漸開(kāi)線齒廓的展成加工及根切現(xiàn)象3、漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件4 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝重合度即baPBB21 1 1連續(xù)傳動(dòng)時(shí),在前一對(duì)齒沒(méi)有退出嚙合前,后一對(duì)齒一定進(jìn)入嚙合。5-6 漸開(kāi)線齒廓的展成加工及根切現(xiàn)象一、漸開(kāi)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2. 標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪圖圖5-28 標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具圖圖5-29 標(biāo)準(zhǔn)齒條刀標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工齒輪具加工齒輪加工節(jié)線頂刃,切出齒根圓側(cè)刃,切出漸開(kāi)線齒廓過(guò)度圓弧齒輪齒厚=刀具齒槽寬齒輪齒槽寬=

28、刀具齒厚加工節(jié)圓相同的模數(shù)和壓力角,展成運(yùn)動(dòng)相當(dāng)與無(wú)側(cè)隙嚙合,二、漸開(kāi)線齒廓的根切現(xiàn)象根切:刀具的齒頂線與嚙合線的交點(diǎn)超過(guò)被切齒輪的 極限點(diǎn),刀具的齒頂將齒輪齒跟的漸開(kāi)線齒廓切去一部分.三、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)a2*minsin2ahz5-7 變位齒輪變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比,參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪相比較1)相同點(diǎn):m z d p db2)不同點(diǎn):ha hf se;參數(shù)的變化來(lái)改善齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量基圓不變,變位齒輪的齒廓曲線和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪的是由相同的基圓展成的漸開(kāi)線,只不過(guò)所截取的位置不同。三、變位齒輪的幾何尺寸1. 齒厚 s 和任意圓上的齒厚)tan22(22appxmKJms正

29、變位分度圓齒厚增大;負(fù)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(guò)大的正變位齒頂變尖的問(wèn)題,需校核齒頂厚。一、變位齒輪傳動(dòng)的參數(shù)與幾何尺寸5-8 變位齒輪傳動(dòng)1. 嚙合角a與變位系數(shù)和xSaaainvtan2invzx2. 中心距a與中心距變動(dòng)系數(shù)y二、變位齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型1. 零傳動(dòng)變位系數(shù)和的不同2. 正傳動(dòng)3. 負(fù)傳動(dòng)1) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)或零變位齒輪傳動(dòng)2) 等變位齒輪傳動(dòng)2. 正傳動(dòng) 0 yaaaa特點(diǎn): 機(jī)構(gòu)的尺寸和重量可以比等變位齒輪傳動(dòng)更??;輪齒強(qiáng)度高;改善磨損情況。當(dāng)實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距只能采用此方式湊中心距。成對(duì)設(shè)計(jì)、制造和使用;重合度減??;齒頂易變尖。3

30、. 負(fù)傳動(dòng)特點(diǎn): 輪齒強(qiáng)度低;磨損情況壞。當(dāng)實(shí)際中心距小于標(biāo)準(zhǔn)中心距只能采用此方式湊中心距。成對(duì)設(shè)計(jì)、制造和使用;重合度略有增加;齒頂易變尖1 傳動(dòng)特點(diǎn):減小機(jī)構(gòu)尺寸和重量;提高承載能力;改善磨損情況;替換和修復(fù)容易。成對(duì)設(shè)計(jì)、制造和使用;小齒輪正變位齒頂易變尖;重合度略減小。 0 yaaaa5-9 平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)一 斜齒輪的基本參數(shù)法面參數(shù)二 平行軸斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件212121aannnnmm212121aattttmm三 平行軸斜齒輪的變位和幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中心距cos2)(2)(2212121zzmzzmddant齒條刀具加工tantatthhzaa2*2*minsinc

31、os2sin2變位系數(shù)cosntnnttxxmxmx六、平行軸斜齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):重合度大、齒面接觸好,傳動(dòng)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(diǎn):1) 產(chǎn)生軸向力,一般取8 15第六章 輪系傳動(dòng)比:輪系中輸入軸與輸出軸的角速度(轉(zhuǎn)速)之比一、定軸輪系一、定軸輪系齒數(shù)的乘積所有各對(duì)齒輪的主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有各對(duì)齒輪的從動(dòng)輪mBAABi) 1(ww2. 空間定軸輪系1. 平面定軸輪系齒數(shù)的乘積所有各對(duì)齒輪的主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有各對(duì)齒輪的從動(dòng)輪BAABiww用箭頭表示轉(zhuǎn)向齒數(shù)的連乘積轉(zhuǎn)化輪系中所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積轉(zhuǎn)化輪系中所有從動(dòng)輪mHBHABHAHABHzfi) 1()

32、(wwwwww(6-2)二 周轉(zhuǎn)輪系 任意兩個(gè)齒輪A和B(包括A、B中可能有一個(gè)是行星輪的情況)以及行星架H的角速度之間的關(guān)系應(yīng)為:三 行星輪系 若B齒輪為固定不動(dòng)的中心輪,則:ABHAHii1 活動(dòng)齒輪A對(duì)行星架H的傳動(dòng)比等于1減去行星架H固定時(shí)活動(dòng)齒輪A對(duì)原固定中心輪B的傳動(dòng)比。四 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比( 1 ) 把復(fù)合輪系分為基本輪系()分別列出各個(gè)輪系傳動(dòng)比的方程式()找出各基本輪系之間的關(guān)系()將各基本輪系傳動(dòng)比方程式聯(lián)立求解,得到復(fù)合輪系的傳動(dòng)比例6-99 100101 1003221zzzz1 Hi求21231130zzzziHHHwww212313111zzzziiHH100001

33、1112123131zzzziiHH大傳動(dòng)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(dòng)比6-5 6-5 行星輪系各輪齒數(shù)和行星行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇輪數(shù)的選擇1. 傳動(dòng)比條件1313111zziiHH113)1(zizH即所設(shè)計(jì)的行星輪系必須實(shí)現(xiàn)給定的傳動(dòng)比各輪齒數(shù)的選擇需滿足:2. 同心條件2321rrrr2)(2)(2321zzmzzm2)2(211132Hizzzz兩中心輪的齒數(shù)同時(shí)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3. 裝配條件kzzikzH3111兩中心輪的齒數(shù)和為行星輪數(shù)的整數(shù)倍4. 鄰接條件相鄰兩個(gè)行星輪的齒頂圓不得相交)(2sin)(2*221mhr

34、krrapkhkzzappsin12sin*12kizizizzzzzHHH1111111321: ) 1(:2)2(:第九章平面機(jī)構(gòu)的力分析第九章平面機(jī)構(gòu)的力分析一、作用于機(jī)構(gòu)中力的分類(lèi)驅(qū)動(dòng)力阻力運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)化為一通過(guò)構(gòu)件質(zhì)心S的力Fi和一力偶矩Mi. 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)繞非質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)平面移動(dòng)平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)合成一個(gè)慣性力,其偏離質(zhì)心距離為h三 徑向軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦力rfrff21(a)軸承根據(jù)力偶等效定律根據(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QMh h,加速運(yùn)動(dòng)(b) 例9-3在如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,已知機(jī)構(gòu)

35、的位置各構(gòu)件的尺寸和驅(qū)動(dòng)力F,各轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑和當(dāng)量摩擦系數(shù)均為r,f0,若不計(jì)各構(gòu)件的重力,慣性力,求轉(zhuǎn)動(dòng)副B,C中反作用力的作用線確定連桿兩轉(zhuǎn)動(dòng)副的摩擦力作用線確定轉(zhuǎn)動(dòng)副A的反力確定轉(zhuǎn)動(dòng)副D的反力()按 算出各轉(zhuǎn)動(dòng)副的摩擦圓半徑,并將摩擦圓半徑以虛線畫(huà)在圖上rf0()確定轉(zhuǎn)動(dòng)副B和C中反作用力的作用線:連桿受壓力,R21指向左方,它對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副B的中心的力矩方向應(yīng)與相反,R21切于B處摩擦圓的上方r23它對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副c的中心的力矩方向應(yīng)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.12wR2332w第十章 平面機(jī)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)

36、靜平衡:在任意位置保持靜止,不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng);條件:分布在回轉(zhuǎn)件上各個(gè)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(dòng)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(gè)質(zhì)量的離心力的合力等于零,同時(shí)離心力所引起的力偶的合力偶矩也等于零.11dfdfddrWWWWWWW00QQFF十一章 機(jī)器的機(jī)械效率00rrddMMMMFQdrFvQvPP若在無(wú)有害力,則100FQFQFvvQvFQv00QFQFvvFQ00QQFF00rrddMMMM勻速運(yùn)動(dòng)的起重裝置示意圖效率以力或力矩的形式表達(dá) 效率為在克服同樣生產(chǎn)阻力Q的情況下,理想驅(qū)動(dòng)力F0與實(shí)際驅(qū)動(dòng)力F的比值.結(jié) 束12-1研究機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)及其

37、速度波動(dòng)的目的12-2 機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)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(yīng)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(chēng)為等效力。等效力矩:假想力矩M稱(chēng)為等效力矩二、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效質(zhì)量:用在機(jī)器的某一構(gòu)件上選定點(diǎn)的一個(gè)假想質(zhì)量來(lái)代替整個(gè)機(jī)器所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,代替前后機(jī)器的動(dòng)能不變。該假想質(zhì)量稱(chēng)為等效質(zhì)量等效點(diǎn):等效質(zhì)量所作用的點(diǎn)。等效構(gòu)件:等效點(diǎn)所在的構(gòu)件。(a)等效力和等效力矩(b)等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量wwwwikiiiikiiBiikiBiikiiMvFMvMvvFF1111coscos21212121ww

38、wwikiSiSikiiBikiSiBSikiiJvmJvJvvmm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(duì)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(dòng)慣量J. 12-3 機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程式的建立及解法一、機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程式的建立1.動(dòng)能形式的機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程式2.力或力矩形式的機(jī)器運(yùn)動(dòng)方程式12-4 機(jī)器周期性和非周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)方法一 機(jī)器存在周期性

39、速度波動(dòng):原因:作用在機(jī)器等效構(gòu)件上的等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻力矩并不時(shí)時(shí)相等。角度度隨之發(fā)生變化。一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩所作的功相等,所以每經(jīng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)后,機(jī)器的動(dòng)能又回到原來(lái)的數(shù)值,主軸的角速度作周期性的波動(dòng)。在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)機(jī)器動(dòng)能的升降幅度是一個(gè)定值。(2)調(diào)節(jié)方法如果加大等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,就能使主軸的速度波動(dòng)降低:在機(jī)器某一回轉(zhuǎn)軸上加一飛輪二 非周期性速度波動(dòng)發(fā)生的原因是驅(qū)動(dòng)力的功在穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)內(nèi)大于或小于阻力的功,用飛輪的方法達(dá)不到調(diào)節(jié)速度的目的,必須用調(diào)速器。結(jié) 束例10-3已知某對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪傳動(dòng),中心距a =350mm,傳動(dòng)比i =2.5,= 20,c*=0.2

40、5,根據(jù)強(qiáng)度等要求模數(shù)m必須在5、6、7mm三者中選擇,試設(shè)計(jì)此對(duì)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(dòng)類(lèi)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(shí)際安裝中心距351mm,上述哪些參數(shù)變化?數(shù)值為多少?解:(1) a1*ah1d2daa)(3505 . 32)1 (2)(21121mmmzimzzzmamz5 . 32350157.28 mm733.33 mm640 mm5111zmzmzmmm5 1005 . 240 4021mzz為標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)齒輪。 (2))mm(5001005 )mm(2004

41、052211mzdmzd)mm(210425)2(*11aahzmd)mm(5101025)2(*22aahzmd)mm(5 .187)5 . 240(5)22(*11chzmdaf)mm(5 .487)5 . 2100(5)22(*22chzmdaf20011ddmm50022ddmm20aa(3) , , 發(fā)生變化 a1d2dcoscosaaaa35120cos350arccoscosarccoscoscosaaaaaaaaa=20.4438 )mm(57.200coscos11aadd)mm(43.501coscos22aadd1、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (直線位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律、 一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律)

42、Sdd0HVdd0adHwd0d0特點(diǎn):特點(diǎn):設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、勻速進(jìn)給、。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、勻速進(jìn)給、。 行程始點(diǎn)、末點(diǎn)加速度在理論上為無(wú)窮大,致使機(jī)行程始點(diǎn)、末點(diǎn)加速度在理論上為無(wú)窮大,致使機(jī)構(gòu)受到強(qiáng)烈沖擊:剛性沖擊。構(gòu)受到強(qiáng)烈沖擊:剛性沖擊。剛性沖擊剛性沖擊返回2、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (拋物線位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律、二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律)Sdd0HVdd0ad2Hwd0d04Hw2d0特點(diǎn)特點(diǎn): amax 最小最小 慣性力小。慣性力小。 在三處存在加速度的有限值的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,這種由于加速度發(fā)生有限值突變而引起的沖擊:軟性沖擊突變而引起的沖擊:軟性沖擊.SABC柔性

43、沖擊柔性沖擊柔性沖擊柔性沖擊返回 svaj 00003. 余弦加速度規(guī)律柔性沖擊柔性沖擊特點(diǎn)特點(diǎn): 在行程開(kāi)始和終止位置,加速在行程開(kāi)始和終止位置,加速度有突變,引起柔性沖擊度有突變,引起柔性沖擊.適于中低速、中輕載適于中低速、中輕載.返回4. 正弦加速度規(guī)律正弦加速度規(guī)律hss,0,0v 0 aj00 s 0h特點(diǎn)特點(diǎn): 加速度曲線連續(xù),理論上不存加速度曲線連續(xù),理論上不存在柔性沖擊在柔性沖擊.返回一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角和自鎖一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角和自鎖圖圖4-21 尖底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)尖底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)ttOPnnAeSS0v2Crrbw w1123P13P23瞬心瞬心QFF沿從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)

44、方向的有效分力FFF a a壓力角:驅(qū)動(dòng)力和有效分力的夾角,接觸點(diǎn)法線與從動(dòng)件上力作用點(diǎn)之間的夾角。壓緊導(dǎo)路的有害分力機(jī)構(gòu)自鎖:F引起的摩擦阻力超過(guò)有用分力F,無(wú)論凸輪給從動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)力多大,從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)極限壓力角:機(jī)構(gòu)開(kāi)始出現(xiàn)自鎖時(shí)的壓力角。圖圖4-21 尖底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)尖底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)21220vetgreswa123P13P23P12二、按需用壓力角確定凸輪回轉(zhuǎn)中心位置二、按需用壓力角確定凸輪回轉(zhuǎn)中心位置和基圓半徑和基圓半徑CA r0越小,壓力角越大,結(jié)構(gòu)緊湊,基圓越小,但過(guò)小,導(dǎo)致壓力角超出許用值壓力角是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù),設(shè)計(jì)時(shí)使最大壓力角小于許用壓力角的情況下,選用較小的

45、基圓。四、滾子半徑的選擇四、滾子半徑的選擇(1)., 0Tr(2).0 ,Tr(3).0 ,Tr設(shè)計(jì)時(shí)要保證滾子半徑設(shè)計(jì)時(shí)要保證滾子半徑小于理論廓線外凸部分小于理論廓線外凸部分的最小曲率半徑的最小曲率半徑A正常的輪廓曲線Tr內(nèi)凹實(shí)際輪廓曲線某點(diǎn)的曲率半徑理論輪廓曲線某點(diǎn)的曲率半徑外凸Tr返回一、齒廓嚙合的基本定律 高副嚙合相對(duì)瞬心一定在兩輪中心的連線上,齒輪嚙合相對(duì)速度瞬心P稱(chēng)為嚙合節(jié)點(diǎn)此時(shí)齒輪的傳動(dòng)比為POPOi12212112ww 5-2 齒廓嚙合基本定律圓圓齒齒輪輪G1G2N發(fā)生線發(fā)生線漸開(kāi)線漸開(kāi)線k0k的的展角展角AKO基圓基圓漸開(kāi)線漸開(kāi)線k(2)(2) 切點(diǎn)切點(diǎn)N N是速度瞬心是速度

46、瞬心, ,發(fā)生線發(fā)生線上點(diǎn)上點(diǎn)K K的速度方向與的速度方向與漸開(kāi)線在漸開(kāi)線在該點(diǎn)切線方向重合該點(diǎn)切線方向重合, ,即發(fā)生線即發(fā)生線就是漸開(kāi)線在點(diǎn)就是漸開(kāi)線在點(diǎn)K K的法線的法線. .結(jié)論結(jié)論: :漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線必與其漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線必與其基圓相切基圓相切. . PkVkkaka2.2.漸開(kāi)線的性質(zhì)漸開(kāi)線的性質(zhì)(1)(1)NK = N A)rbr rk k(3)(3)發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)為漸開(kāi)線在點(diǎn)的曲率為漸開(kāi)線在點(diǎn)的曲率中心,而線段中心,而線段NKNK是漸開(kāi)線是漸開(kāi)線在點(diǎn)處的曲率半徑。漸在點(diǎn)處的曲率半徑。漸開(kāi)線離基圓越遠(yuǎn)開(kāi)線離基圓越遠(yuǎn), ,曲率半曲率半徑就越大徑就越大

47、, ,漸開(kāi)線越平直漸開(kāi)線越平直. .(4)(4)漸開(kāi)線的形狀取決漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小,基圓于基圓的大小,基圓越大,漸開(kāi)線越平直,越大,漸開(kāi)線越平直,當(dāng)基圓半徑趨于無(wú)窮當(dāng)基圓半徑趨于無(wú)窮大時(shí),漸開(kāi)線成為斜大時(shí),漸開(kāi)線成為斜直線。直線。KO11rb2o221rb1o1(5)(5)基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線?;鶊A內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。3 KN1KO22N2K2 .漸開(kāi)線齒廓嚙合的特點(diǎn) (1)嚙合線是一條定直線O1O2N1N2rb1rb2r1r2g1g1g2g2KKPttaaw1w2a嚙合線、公法線,內(nèi)公切線嚙合線:嚙合點(diǎn)走過(guò)的軌跡n(2)漸開(kāi)線齒廓嚙合的嚙合角不變 兩齒輪嚙合的每一瞬時(shí),過(guò)接觸點(diǎn)的齒廓公法線與兩輪

48、節(jié)圓公切線之間所夾的銳角稱(chēng)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(dòng)平穩(wěn). 任意一點(diǎn)的壓力角 cosaK=rb/rK O1O2N1N2rb1rb2r1r2g1g1g2g2KKPttaaw1w2an(3)漸開(kāi)線齒廓嚙合具有可分性 漸開(kāi)線齒輪的傳動(dòng)比決定于基圓(加工好后不變)的大小CrrrrPOPOibb1212122112ww例1已知一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的基本參數(shù)為m=2mm,20,c*=0.25;安裝中心距100mm;要求傳動(dòng)比2.6(允許有少量誤差)。(1)確定兩齒輪的齒數(shù)和這對(duì)齒輪的傳動(dòng)類(lèi)型;(2)若這對(duì)齒輪用一對(duì)平行軸斜齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)(其

49、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(jì)算這對(duì)斜齒輪的螺旋角的數(shù)值。(1)先假定為標(biāo)準(zhǔn)安裝,則a1*aha12i70 , 2 .706 . 22727 ,78.27)6 . 21 (21002)1 (2),(21)(21221121112121zzzimazzizmzzmaa取取則標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)的中心距 ammzzma97)7027(221)(2121,所以采用正傳動(dòng)。 (2)07.141002)7027(2arccos2)(arccos21azzm5-5 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)一、嚙合過(guò)程和正確嚙合條件一、嚙合過(guò)程和正確嚙合條件一對(duì)漸開(kāi)線齒廓能實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比,并不表明任何兩個(gè)漸

50、開(kāi)線都能正確嚙合,嚙合傳動(dòng),須滿足一定的條件。o2o1w w1w w2N1B2B1N2ra2rb2rb1ra1一對(duì)輪齒在嚙合線上嚙合的起始點(diǎn) 從動(dòng)輪2 2的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2一對(duì)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的交點(diǎn)B1。實(shí)際嚙合線 嚙合點(diǎn)的實(shí)際軌跡線段B1B2理論嚙合線 實(shí)際嚙合線不可能超過(guò)極限點(diǎn)N1,N2,線段N1N2 齒輪的正確嚙合條件一、漸開(kāi)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(yè)2. 標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪圖圖5-28 標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具圖圖5-29 標(biāo)準(zhǔn)齒條刀標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工齒輪具加工齒輪加工節(jié)

51、線頂刃,切出齒根圓側(cè)刃,切出漸開(kāi)線齒廓過(guò)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(yùn)動(dòng)相當(dāng)與無(wú)側(cè)隙嚙合,2. 齒輪的變位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(fù);x0正變位、x=0零變位、x0負(fù)變位移距或變位xm:刀具相對(duì)移動(dòng)的距離.徑向變位法:將刀具相對(duì)加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)的位置遠(yuǎn)離或靠近輪坯中心來(lái)加工齒輪的方法.5-33標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪相比較1)相同點(diǎn):m z d p db2)不同點(diǎn):ha hf se;參數(shù)的變化來(lái)改善齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量基圓不變,變位齒輪的齒廓曲線和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪的是由相同的基圓展成的漸開(kāi)線,只不過(guò)所截取的位置不同。三、變位齒輪的幾何尺寸1. 齒厚 s 和任

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