機(jī)械原理考試重點(diǎn)總結(jié)精品課件

平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第一章2021/4/171一基本概念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2021/4/172

二.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！2021/4/173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。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(CompoundHinge)

2)局部自由度PassiveDOF

3）虛約束RedundantConstraints

2021/4/1743.常見的虛約束：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。虛約束一yx2021/4/1752）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。x1x2ABC1234x1x22021/4/1763）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。2021/4/1774）在輸入件與輸出件之間用多組完全相同的運(yùn)動(dòng)鏈來傳遞運(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。增加一個(gè)齒輪，使機(jī)構(gòu)增加一個(gè)虛約束2021/4/178三平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件１）機(jī)構(gòu)自由度F≥1。2）原動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度F。2021/4/179例題6計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)自由度。1345678②④⑤⑥⑦⑧⑩①29F=3n–2PL–PH3×–2×=8111–1=①⑨?2021/4/17109、人的價(jià)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(qǐng)。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)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(gè)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(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3四平面機(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)件的地方開始，先試拆二級(jí)桿組，不行，再試拆n＝4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。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)副和只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件！2021/4/1712EE’ABCDFG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2021/4/1713Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)785634912C91654378下一頁2021/4/1714高副低代的一般方法：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)件來代替這個(gè)高副。O1O2AB圖１-18任意曲線輪廓的高副機(jī)構(gòu)124Ao1o2B代替機(jī)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(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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(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：N＝n(n-1)/22021/4/1718舉例：求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度瞬心?！轕1432141234P12P34P13P24P23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(jī)構(gòu)P24P13vP3P14P12P23P34vP13=w1lP14P13=w3lP14P34w1w31234兩構(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。②直接觀察能求出4個(gè)余下的2個(gè)用三心定律求出。已知：構(gòu)件1的角速度ω1和長(zhǎng)度比例尺μl

二、速度瞬心法在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用2021/4/17202曲柄滑塊機(jī)構(gòu)P14P12P23P13P34∞vC=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).2021/4/17213滑動(dòng)兼滾動(dòng)的高副機(jī)構(gòu)P21P31P32AB123w2w3nn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。2021/4/1722二用相對(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，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度圖，并由此解出待求量。

主要內(nèi)容１同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系２移動(dòng)副兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系３Ⅱ級(jí)機(jī)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(diǎn)為極點(diǎn)，速度為０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VCB而不是VBC

３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。beABCDEw1123a1cfFp2021/4/1724πb’c’e’－加速度多邊形，π－加速度極點(diǎn)加速度多邊形的特性：①聯(lián)接π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)加速度，指向?yàn)棣小擖c(diǎn)。②聯(lián)接任意兩點(diǎn)的向量代表該兩點(diǎn)在機(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c’b’代表aBC而不aCB

，常用相對(duì)切向加速度來求構(gòu)件的角加速度。④極點(diǎn)π代表機(jī)構(gòu)中所有加速度為零的點(diǎn)。用途：根據(jù)相似性原理由兩點(diǎn)的加速度求任意點(diǎn)的加速度。ABCDEw1123a1pb’b’’c’’c’’’c’2021/4/1725第三章平面連桿機(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平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)的基本問題2021/4/1726§3-2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架4連架桿1連桿2連架桿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),則該轉(zhuǎn)動(dòng)副稱為整轉(zhuǎn)副,否則稱為擺動(dòng)副.根據(jù)兩聯(lián)架桿為曲柄或搖桿:曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)2021/4/1727§3-3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1.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A為整轉(zhuǎn)副的條件：1）組成轉(zhuǎn)動(dòng)副A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；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。（桿長(zhǎng)之和條件）2021/4/1728鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷條件：2）若不滿足桿長(zhǎng)和條件，該機(jī)構(gòu)只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。1）在滿足桿長(zhǎng)之和的條件下：（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(duì)邊構(gòu)件為機(jī)架，均無曲柄存在，即該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。（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)；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(dòng)件正反兩個(gè)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(dòng)件快行程的平均速度

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從動(dòng)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(jī)構(gòu)從動(dòng)件具有急回特性的條件極位夾角θ為從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，曲柄所夾的銳角。2021/4/1731三、平面機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角Ft=FcosαFn=Fsinα1、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。ABCDαγδFvcFtFn1234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2021/4/1732傳動(dòng)角：壓力角的余角。vcABCDαγδFFtFn用γ表示,愈大對(duì)工作愈有利，采用來衡量機(jī)構(gòu)傳動(dòng)質(zhì)量.Ft=FcosαFn=Fsinα2021/4/17333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)的死點(diǎn)位置。Ft=FcosαFn=FsinαBFDACvαDABCα321321DABC1Fαv下一頁2021/4/1734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(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(jī)構(gòu)中常會(huì)出現(xiàn)一種與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)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(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。ABC3214返回2021/4/1736§平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題

機(jī)構(gòu)選型－根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī)構(gòu)的類型；尺度綜合－確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)(長(zhǎng)度尺寸)。

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)、運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等）;b)動(dòng)力條件（如γmin）;c)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。2021/4/17373-4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B、C兩點(diǎn)表示連桿位置用動(dòng)鉸鏈中心B、C兩點(diǎn)表示連桿經(jīng)過三個(gè)預(yù)期位置序列的四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。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(dòng)件正反兩個(gè)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(jì)四桿機(jī)構(gòu)

從動(dòng)件快行程的平均速度

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從動(dòng)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(jī)構(gòu)已知搖桿的長(zhǎng)度C,擺角,K,設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)2021/4/1740（２）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)AB1C1C2B2BCθoe900-900-H已知K，滑塊行程H，偏距e，設(shè)計(jì)此機(jī)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(jī)構(gòu)§41凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類一）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2021/4/1742§4-2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2021/4/1743§4–5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.2021/4/1744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§5-2齒廓嚙合基本定律2021/4/17451.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)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(diǎn)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(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。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(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(diǎn)（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(diǎn)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(shí)，過接觸點(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）漸開線齒廓嚙合具有可分性漸開線齒輪的傳動(dòng)比決定于基圓（加工好后不變）的大小5-4漸開線齒輪的各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的尺寸2021/4/1749§5-5漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)1漸開線齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件2齒輪傳動(dòng)的無側(cè)隙嚙合及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝條件: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(dòng)的條件4標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝重合度即1連續(xù)傳動(dòng)時(shí)，在前一對(duì)齒沒有退出嚙合前，后一對(duì)齒一定進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪圖5-28標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具圖5-29標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)相當(dāng)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(diǎn)超過被切齒輪的極限點(diǎn)，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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，參數(shù)2021/4/1756②標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪相比較1)相同點(diǎn):mαz

→dpdb2)不同點(diǎn):hahfs≠e；參數(shù)的變化來改善齒輪傳動(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(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(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xS2.中心距a’與中心距變動(dòng)系數(shù)y2021/4/1759二、變位齒輪傳動(dòng)的類型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)2021/4/17602.正傳動(dòng)特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的尺寸和重量可以比等變位齒輪傳動(dòng)更小；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?。积X頂易變尖。3.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。2021/4/1761§5-9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2021/4/1762三平行軸斜齒輪的變位和幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中心距齒條刀具加工變位系數(shù)2021/4/1763六、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)：產(chǎn)生軸向力，一般取b＝8

～152021/4/1764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(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：

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。2021/4/1766四復(fù)合輪系的傳動(dòng)比（1）把復(fù)合輪系分為基本輪系（２）分別列出各個(gè)輪系傳動(dòng)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(dòng)比方程式聯(lián)立求解，得到復(fù)合輪系的傳動(dòng)比2021/4/1767例6-２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(dòng)比條件即所設(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：2021/4/17692.同心條件兩中心輪的齒數(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(gè)行星輪的齒頂圓不得相交2021/4/1772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(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h2021/4/1774三徑向軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng),無論多大,

都不轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)生自鎖2)h＝r，保持原來狀態(tài)3)h>r，加速運(yùn)動(dòng)(b)2021/4/1775例9-3在如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,已知機(jī)構(gòu)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2021/4/1776（１）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在圖上．2021/4/1777（２）確定轉(zhuǎn)動(dòng)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(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.R232021/4/1778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)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零.2021/4/1779十一章機(jī)器的機(jī)械效率2021/4/1780若在無有害力，則勻速運(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.2021/4/1781結(jié)束2021/4/178212-1．研究機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(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(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。2021/4/1784(a)等效力和等效力矩(b)等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)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(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.2021/4/178612-3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2021/4/1787一機(jī)器存在周期性速度波動(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。2021/4/1788結(jié)束2021/4/1789例10-3已知某對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，中心距a=350mm，傳動(dòng)比i=2.5，=20°，，c*=0.25，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）為標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)齒輪。2021/4/1790（2）mmmm(3)，，發(fā)生變化=20.4438°2021/4/17911、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)Sdd0HVdd0adHwd0∞∞d0特點(diǎn)：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窮大，致使機(jī)構(gòu)受到強(qiáng)烈沖擊：剛性沖擊。剛性沖擊返回2021/4/17922、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):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(diǎn):

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(diǎn):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(jī)構(gòu)的壓力角和自鎖圖4-21尖底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)ttOPnnAeSS0v2Crrb1123P13P23瞬心QFF’’沿從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向的有效分力FF’’F’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有用分力F’，無論凸輪給從動(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)開始出現(xiàn)自鎖時(shí)的壓力角。2021/4/1796圖4-21尖底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)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(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，選用較小的基圓。2021/4/1797四、滾子半徑的選擇（1）.（2）.（3）.設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)際輪廓曲線某點(diǎn)的曲率半徑理論輪廓曲線某點(diǎn)的曲率半徑外凸返回2021/4/1798一、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稱為嚙合節(jié)點(diǎn)此時(shí)齒輪的傳動(dòng)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(diǎn)N是速度瞬心,發(fā)生線上點(diǎn)K的速度方向與漸開線在該點(diǎn)切線方向重合,即發(fā)生線就是漸開線在點(diǎn)K的法線.結(jié)論:漸開線上任一點(diǎn)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(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。漸開線離基圓越遠(yuǎn),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(dāng)基圓半徑趨于無窮大時(shí)，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(diǎn)（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(diǎn)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(shí)，過接觸點(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

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(dòng)比決定于基圓（加工好后不變）的大小2021/4/17104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，則則標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)的中心距，所以采用正傳動(dòng)。（2）2021/4/17105§5-5漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)一、嚙合過程和正確嚙合條件一對(duì)漸開線齒廓能實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比，并不表明任何兩個(gè)漸開線都能正確嚙合，嚙合傳動(dòng)，須滿足一定的條件。2021/4/17106o2o112N1B2B1N2ra2rb2rb1ra1一對(duì)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(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極限點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪圖5-28標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具圖5-29標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)相當(dāng)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(fù)；x>0正變位、x=0零變位、x<0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加工齒輪的方法.5-332021/4/17111②標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪相比較1)相同點(diǎn):mαz

→dpdb2)不同點(diǎn):hahfs≠e；參數(shù)的變化來改善齒輪傳動(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(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(dòng)系數(shù)y無側(cè)隙嚙合中心距中心距變動(dòng)量中心距變動(dòng)系數(shù)實(shí)際中心距2021/4/17114二、變位齒輪傳動(dòng)的類型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)2021/4/17115一、復(fù)合輪系的傳動(dòng)比（１）將基本輪系區(qū)別開來（２）分別列出各個(gè)基本輪系傳動(dòng)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(dòng)比方程式聯(lián)立求解，得到復(fù)合輪系的傳動(dòng)比2021/4/17116關(guān)鍵點(diǎn)：把復(fù)合輪系分為基本輪系首先找出各個(gè)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(fù)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