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文檔簡介
第一 平面機(jī)構(gòu)的自由度 第二 平面連桿機(jī) 第三章凸輪機(jī)構(gòu)第四章齒輪機(jī)構(gòu)第五章輪系
第六 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī) 第七 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)的調(diào) 第八 回轉(zhuǎn)件的平 第九章機(jī)械零件設(shè)計(jì)概 第十章連 —二齒輪傳 蝸桿傳動(dòng)第十三帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第十四軸五六滑動(dòng)軸 滾動(dòng)軸承第十七 聯(lián)軸器 《《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思第一 平面機(jī)構(gòu)的自由約約自由n個(gè)活動(dòng)低高本章重
n=3、PL=4、PH=0 n=2、PL=2、PH=1F=3n-2PL-PH F=3n-2PL-PH=3×3-2× =3×2-2×2-= =1例 試計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度,并判斷其運(yùn)動(dòng)是否確定n=5、PL=7、PH=0 n=4、PL=5、PH=1F=3n-2PL-PH F=3n-2PL-PH=3×5-2× =3×4-2×5-=1運(yùn)動(dòng)確 =1運(yùn)動(dòng)確n=5、PL=6、PH=F=3n-PH=3×5×6=3運(yùn)動(dòng)不確定?二、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng):1.復(fù)合鉸 兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接K個(gè)構(gòu)件匯交于一處,形成K-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副例3 試計(jì)算圖示直線機(jī)構(gòu)的自由度。2.虛約束 重復(fù)而且對機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的約束。要除去 平面機(jī)構(gòu)常在下列情況使用虛約束。1)兩構(gòu)件之間形成多個(gè)運(yùn)動(dòng)2楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思如果兩構(gòu)件在多處接觸而構(gòu)成移動(dòng)副,且移動(dòng)方向彼此平行(如右圖)則只能算一個(gè)移動(dòng)副3n=3、PL=4、PH=F=3n-2PL-PH=3×4=13)機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動(dòng)不起作用的對稱部分n=3,PL=3,PH=F=3nL-PH=3×3×3-2=1行星輪系虛約束的作用:改善構(gòu)件的受力狀態(tài)、強(qiáng)度、剛度虛約束常出現(xiàn)處:移動(dòng)回轉(zhuǎn)重現(xiàn),高副接觸定寬(共線),定長尺寸連件,對稱結(jié)構(gòu)多件。3.局部自由度 某些不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的自由度n=2,PL=2,PH=1F=3×2-2×2-1=局部自由度的作用:將高副處的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦,從而減輕磨損4楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思例 試計(jì)算下圖所示大篩機(jī)構(gòu)的自由度n=7,PL=9,PH=F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=考點(diǎn)3:速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)1.速度瞬心及其求法51.定義:兩構(gòu)件(剛體)1、2作平面相對運(yùn)動(dòng)時(shí),在任一瞬時(shí),它們的相對運(yùn)動(dòng)都可看作是繞某一重合點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。該重合點(diǎn)則稱為速度瞬心或瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心,簡稱瞬心,用Pij示。2.特點(diǎn):1)兩個(gè)構(gòu)件作平面相對運(yùn)動(dòng)時(shí),兩構(gòu)件上相對速度為零的重合點(diǎn)為瞬心;若這兩個(gè)構(gòu)件都是運(yùn)動(dòng)的,則這個(gè)瞬心稱為相對瞬心。若這兩個(gè)構(gòu)件之一是靜止的,則這個(gè)瞬心稱為絕對瞬心2)瞬心是兩構(gòu)件上瞬時(shí)絕對速度相等(即具有同一絕對速度)的重合點(diǎn)。3.機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目:KK為所有構(gòu)件的數(shù)目,N為瞬心的數(shù)目,則:N=C2=K(K)/24.機(jī)構(gòu)中瞬心的求法:(直接觀察法和“三心定理”法)K1)通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬(1)以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)的兩構(gòu) 轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心為瞬心(2)以移動(dòng)副相聯(lián)的兩構(gòu)移動(dòng)副導(dǎo)路的垂直方向上的無窮遠(yuǎn)處為瞬心如果兩高副元素之間既有相對滾動(dòng),又有相對移動(dòng) 兩高副元素的接觸點(diǎn)處的公法線n-n上即為瞬心。2)不直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心(用“三心定理”確定兩構(gòu)件的瞬心三心定理 作平面相對運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心,這三個(gè)瞬心位于同一直線上。證明:如圖兩個(gè)構(gòu)件作平面相對運(yùn)動(dòng)時(shí),該構(gòu)件上相對速度為零的重合點(diǎn)為瞬心6楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思例題分例 求鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的瞬心N=K(K-1)/2=4(4-1)/2=瞬心的應(yīng)用場合:1)求傳動(dòng)比72)求速度、角速度3)求距離本章重點(diǎn)內(nèi)平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)計(jì)算公式:F=3n-2PL-PH應(yīng)注意的事項(xiàng):1)復(fù)合鉸鏈,2)虛約束,3)局部自由機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件:F>0且F等于原動(dòng)件數(shù)。速度瞬心在速度分析中的應(yīng)用例題分1.在圖示輪系中,已知Z1=20,Z2′=20,Z3=80,Z4=80。計(jì)算該輪系的自由度=2.右圖示輪系,已知Z1=22,Z3=88,Z4=求:機(jī)構(gòu)自由度F=考研真題解1.計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度F2.計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度F8楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思3.計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度F4.用速度瞬心法求圖示機(jī)構(gòu)在該位置時(shí)滑塊3的瞬時(shí)速度V3。(用表示符號5.圖示機(jī)構(gòu)中,已知構(gòu)件1的角速度1=20rads,R=mm,∠ACB=°∠CAO=90°。試求:1)機(jī)構(gòu)的全部瞬心;2)構(gòu)件2的角速度ω轉(zhuǎn)向。9第二 平面連桿機(jī)考點(diǎn)分基本要求1)掌握整轉(zhuǎn)副存在條件、傳動(dòng)角、死點(diǎn)位置、急回運(yùn)動(dòng)、行程速比系數(shù)的概念;2)掌握按圖解法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本方法。難點(diǎn):平面四桿機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角的確定;鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件;圖解法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本方法??键c(diǎn)1:鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副的條為實(shí)現(xiàn)曲柄1整周回轉(zhuǎn),AB桿必須順利通過與連桿共線的兩個(gè)位置AB′和AB″C中:l4!l2-l1)+l3 l3!l2-l1)+l4即:l1+l4!2+l3 l1+l3!2+l4CD中:l1+l2l+故:l1l,l1!,l1l所以:曲柄l最短AB桿不能順利通過AB′和鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的必要條件1.最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和;(桿長條件)2.整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其鄰邊組成的。最短加最長,小于或等于其余兩桿長;最短兩端副,總是整轉(zhuǎn)副。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本型式的判別依據(jù):當(dāng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)滿足桿長條件時(shí)1)取最短桿為機(jī)架,機(jī)架上有兩個(gè)整轉(zhuǎn)副,得雙曲柄機(jī)構(gòu)2)以最短桿的鄰邊為機(jī)架,機(jī)架上僅一個(gè)整轉(zhuǎn)副,得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思3)以最短桿的對邊為機(jī)架,機(jī)架上無整轉(zhuǎn)副,得雙搖桿機(jī)構(gòu)低副運(yùn)動(dòng)可逆性:低副所連接的兩個(gè)構(gòu)件之間的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系不因其中哪個(gè)構(gòu)件是固定件而改變。 c)設(shè)搖桿工作、空回過程的平均角速度分別為ω、ω,1ω=1
ω=
∴ < 搖桿的這種運(yùn)動(dòng)性質(zhì)稱為急回特性。顯然t1>行程速比系數(shù) 搖桿工作、空回行程平均角速度之比(行程速度變化系數(shù) 用來表明急回運(yùn)動(dòng)的程度K=
=ψ
t2=ψ/ φ 180°+=1
180°-極位夾 θ=180°K-K+急回特性是表征從動(dòng)件特性的若#>0,即K>1,機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)特性。#越大,K越大,機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性越顯著。#=時(shí),K=,機(jī)構(gòu)無急回運(yùn)動(dòng)特性。急回特性是一個(gè)很有用的性質(zhì),利用急回特性可縮短非生產(chǎn)時(shí)間,提高生產(chǎn)率。對于一些有急特性要求的機(jī)械,通常先根據(jù)K值計(jì)算出#角,再確定各構(gòu)件的尺寸極位夾角是關(guān)鍵,從動(dòng)件位置在極限,曲柄連桿在共線,#越大,K越大,急回特性越明顯,#=0,=,急回特性就不見K的思1)對心曲柄滑塊機(jī)∵θ=∴K=
故沒有急回特2)偏置曲柄滑塊機(jī)∵θ>∴K>
故有急回特3)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思∵θ=ψ>∴K>有急回特考點(diǎn)3:壓力角、傳動(dòng)1.壓力角從動(dòng)件所受驅(qū)動(dòng)力與該力作用點(diǎn)絕對速度方向之間所夾的銳角∠BCD0°γ=∠BCD>°γ=180°-∠BCD最小傳動(dòng)角的位置在△BCD BD2=l2+l2-2llB 2在△ABD BD2=l2+l2-2ll 1l2+l2-l2-l2+2ll從而s∠B= 12l2φ=0°180°時(shí),∠BCD達(dá)到最小和最大,此時(shí)曲柄與機(jī)架共線。所以,當(dāng)BCD<90°時(shí),γ=∠DD>90°時(shí),γi={BCD,180°-D}曲柄機(jī)架一共線,最小傳動(dòng)角就出現(xiàn)考點(diǎn)4:死點(diǎn)位曲柄搖桿機(jī)構(gòu),當(dāng)搖桿為原動(dòng)件時(shí),在曲柄與連桿兩次共線的位置,γ=0°機(jī)構(gòu)可能出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)不確定現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)位置。死點(diǎn)的避加飛輪或利用構(gòu)件自身慣性通過死點(diǎn)給從動(dòng)曲柄施加外力楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思縫紉機(jī)踏板機(jī)(b圖為其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖)死點(diǎn)的利用2.?dāng)[動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)已知條件:機(jī)架長度l行程速比系數(shù)K。求:曲柄長度l3.曲柄滑塊機(jī)已知條件:滑塊行程H、偏心距e、行程速比系數(shù)Kθ=0K-K+二、按給定連桿位置設(shè)計(jì)原理:連桿兩端的鉸鏈作圓周運(yùn)動(dòng),要求的未知數(shù)有三個(gè),因?yàn)槿c(diǎn)確定一圓,所以給定連桿三個(gè)位置有唯一解;給定連桿兩個(gè)位置有無窮多解。1.已知連桿上兩活動(dòng)鉸鏈的中心B、C及其在運(yùn)動(dòng)過程中的兩個(gè)位置、(AD=BC,且A、D位于同一水平線上,故有唯一解2.已知連桿上兩活動(dòng)鉸鏈的中心B、C及其在運(yùn)動(dòng)過程中的三個(gè)位置、、楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思三、按兩連架桿三個(gè)對應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)δ3.實(shí)驗(yàn) 按兩連桿對應(yīng)角位移設(shè)計(jì)四桿機(jī)B.實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)軌跡的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,也可用圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法來求解,但圖解法和解析法較復(fù)雜。在精度要求不高的場合采用實(shí)驗(yàn)法或利用連桿曲線圖譜來查找所需機(jī)構(gòu)尺寸。曲柄存在條最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和;(桿長條件)整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其鄰邊組成的。壓力角α:從動(dòng)件所受驅(qū)動(dòng)力與該力作用點(diǎn)絕對速度方向之間所夾的銳角傳動(dòng)角γ壓力角的余角。γ=90°-α急回運(yùn)動(dòng)、行程速比系K=
=ψ/t2=ψ/
=
180°+=180°-極位夾 θ=180°K-K+圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)例題分1.畫出下列機(jī)構(gòu)的壓力角,并說明其中哪個(gè)機(jī)構(gòu)的傳力性能最好?哪些機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)位置?(箭頭表示原動(dòng)件)(10分)楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思2.圖示四桿機(jī)構(gòu),若已知各桿長度為:a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm,當(dāng)取不同桿件為機(jī)架時(shí)各能獲得何種機(jī)構(gòu)?(判據(jù)必須清楚)α 2.試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),示意圖如圖2所示,已知其搖桿CD的長度LCD=行程速度變化系數(shù)K=1.5,機(jī)架AD的長度LAD=100mm。φ=45°是搖桿CD的一個(gè)極限位置與機(jī)架AD間較小的一個(gè)夾角。試用圖解法求曲柄的長度LAB和連桿的長度,并簡要敘述作圖步驟。第三 凸輪機(jī)本章重基本要求凸輪機(jī)構(gòu)的分類及應(yīng)用;從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇原則;在確定凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸時(shí)應(yīng)考慮的主要問題(包括壓力角對尺寸的影響,壓力角對凸輪受力的情況、效率和自鎖的影響及“失真”等問題);能根據(jù)選定的凸輪類型和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線。難點(diǎn) 凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的“反轉(zhuǎn)法”原理;壓力角的概念等凸輪機(jī)構(gòu)的組組成凸輪 具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。從動(dòng)件 被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)考點(diǎn)1:凸輪機(jī)構(gòu)的特優(yōu)點(diǎn):1.可使從動(dòng)件得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,構(gòu)件少。3.可實(shí)現(xiàn)停歇運(yùn)動(dòng)缺點(diǎn):1.高副接觸,易磨損,多用于傳力不太大的場合。2.復(fù)雜的凸輪輪廓加工比較困難。3.從動(dòng)件行程不宜過大,否則會使凸輪變得笨重楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思考點(diǎn)2:凸輪機(jī)構(gòu)的分—、按凸輪的形狀分盤形凸 移動(dòng)凸 圓柱凸?jié)L子從動(dòng)(滾動(dòng)摩擦,耐磨損,可承受較大載荷。是最常用的從動(dòng)件型式三、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分四、按從動(dòng)件與凸輪接觸形式分力封閉(彈簧、重力 形封閉(槽形(1)力封閉凸輪機(jī)
直動(dòng)從動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)利用彈簧力,推桿重力或者其他外力,使推桿和凸輪保持接觸楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思(2)幾何封閉凸利用從動(dòng)件和凸輪的特殊幾何結(jié)構(gòu),使從動(dòng)件和凸輪保持接觸擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī) 擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)擺動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)考點(diǎn)3:凸輪機(jī)構(gòu)基本概1.基圓 以凸輪輪廓的最小向徑為半徑所作的圓稱為基圓。用r0表示。2.推程,推程運(yùn)動(dòng)角Φ3.遠(yuǎn)休止,遠(yuǎn)休止角4.回程,回程運(yùn)動(dòng)角Φ;5.近休止,近休止角Φ6.升 從動(dòng)件在推程或回程中移動(dòng)的距離。用h表示7.理論輪廓-與尖頂從動(dòng)件相接觸的凸輪輪廓。或滾子中心的軌跡。8.實(shí)際輪廓-與尖頂、平底、滾子相接觸的凸輪輪廓??键c(diǎn)4:從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)從動(dòng)件位移線圖 從動(dòng)件位移s與凸輪轉(zhuǎn)角φt)之間的關(guān)系曲線,即s=f(φ曲線。1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律:推程:φs=φφ
v=
0=
a=運(yùn)動(dòng)開始、終止及換向點(diǎn)存在剛性沖擊。不宜單獨(dú)使用,運(yùn)動(dòng)開始和終止段必須加以修正楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程的前半段作等加速運(yùn)動(dòng),后半段作等減速運(yùn)動(dòng) 推程s=h(1-cosπ2v=
sinπφhπ2 a=2φ2cosφ推程理論上無沖擊??蓱?yīng)用于高速凸輪。但amax大,慣性力較大,要求加工精度較高需要說明的是:除上述幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律外,還有高次曲線規(guī)律等。理論上講,正弦加速度、高次曲線連柔性沖擊也不存在。但由于這些曲線對加工誤差特別敏感,實(shí)際使用的效果并不好。實(shí)際中多采用幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合,如改進(jìn)型梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(a圖)、改進(jìn)型等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(b圖)??键c(diǎn)5:凸輪機(jī)構(gòu)的壓力壓力角:從動(dòng)件所受驅(qū)動(dòng)力方向與該力作用點(diǎn)絕對速度方向間所夾的銳角。對于高副機(jī)構(gòu),壓力角即接觸輪廓法線與從動(dòng)件速度方向所夾的銳角。楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思αα α α考點(diǎn)6:圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪已知從動(dòng)件的位移線圖,允許的空間及要求,初步確定基圓半徑r,繪制凸輪輪廓?!?、直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓:1.偏置尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪基本原理 “反轉(zhuǎn)法”給整個(gè)機(jī)構(gòu)加上一個(gè)與ω等值反向的角速度“-ω,機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間的相對運(yùn)動(dòng)不變,凸輪卻相對靜止。所以,反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪輪廓。已知條件:從動(dòng)件的位移線圖,偏距e、基圓半徑r0及ω注意:偏置凸輪機(jī)構(gòu)推程運(yùn)動(dòng)角是導(dǎo)路與基圓交點(diǎn)連心線的夾角,也是導(dǎo)路(與偏距圓相切)的夾角。從動(dòng)件的位移是導(dǎo)路線上凸輪基圓和理論輪廓之間的距離。楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思注意:對心凸輪機(jī)構(gòu)推程運(yùn)動(dòng)角是導(dǎo)路(過凸輪回轉(zhuǎn)中心)的夾角2.滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪曲線η-實(shí)際輪廓曲線η-理論輪廓,r力角α均應(yīng)在其上度量滾子中心和接觸點(diǎn)連線即凸輪的法線方向,凸輪的法線與導(dǎo)路方向的夾角即為壓力角α 3.平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸平底左側(cè)長度> 平底右側(cè)長度> ∴平底長度>m+本章重點(diǎn)內(nèi)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及其選擇原則等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律:運(yùn)動(dòng)開始、終止及換向點(diǎn)存在剛性沖擊。不宜單獨(dú)使用,運(yùn)動(dòng)開始和終止段必須加以修正。等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律:運(yùn)動(dòng)開始、終止及換向點(diǎn)存在柔性沖擊。適用于中速輕載。簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律:運(yùn)動(dòng)開始、終止點(diǎn)存在柔性沖擊。應(yīng)用于中、低速凸輪機(jī)構(gòu)。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律:理論上無沖擊??蓱?yīng)用于高速凸輪。但較大,慣性力較大,要求加工精度較高。從動(dòng)件形式的選尖頂從動(dòng)件:能實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但點(diǎn)接觸磨損快,只宜用于輕載低速凸輪機(jī)構(gòu)滾子從動(dòng)件:滾動(dòng)摩擦,耐磨損,可承受較大載荷。是最常用的從動(dòng)件型式。不失真條件ρmin> ρ'>0,實(shí)際輪廓為平滑曲平頂從動(dòng)件:不能與凹陷凸輪輪廓接觸。但作用力始終與平底垂直,效率較高,且觸面易形成油膜,利于潤滑。常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪的轉(zhuǎn)角是反轉(zhuǎn)導(dǎo)路所得的夾角,從動(dòng)件的位移是導(dǎo)路線上凸輪基圓和理論輪廓之間的距離。凸輪基圓半徑與壓力角及自鎖的關(guān)系壓力角即接觸輪廓法線與從動(dòng)件速度方向所夾的銳角?;鶊A半徑r↓機(jī)構(gòu)緊湊;但r↓α↑機(jī)構(gòu)易自鎖。導(dǎo)路法線,壓力角出現(xiàn);導(dǎo)路反轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)角出現(xiàn);理論廓線基圓,位移導(dǎo)路出現(xiàn)例—、右圖為一對心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),基圓半徑rmin=15mm,凸輪輪廓為半徑R=25mm的圓的圓周。試:1)按1:1的比例,用圖解法畫出從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線( δ楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思2)畫出凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45°及90°時(shí)的壓力角αAα(畫在右圖上α 中心為O。凸輪以等角速度ω逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。試在圖上畫出1)凸輪的基圓2)圖示位置凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角3)圖示位置的凸輪轉(zhuǎn)角δ相對于最低位置)4)在E點(diǎn)接觸時(shí)從動(dòng)件的位移2.已知凸輪為一偏心圓盤,幾何中心為A,回轉(zhuǎn)中心為O。凸輪以等角速度ω1逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。試在圖上出1)凸輪的基圓和凸輪的理論輪廓曲線2)從動(dòng)件的行程h,圖示位置凸輪機(jī)構(gòu)的位移S;3)圖示位置凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角α。3.已知某凸輪的基圓半徑R=30mm,凸輪以等角速度ω1逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),從動(dòng)件的推程h=25mm,位移線圖如圖所示。1)試設(shè)計(jì)出對心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪的輪廓曲線2)該凸輪在運(yùn)動(dòng)中有無沖擊?是何種沖擊?在什么位置4.在圖示偏置滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中,用作圖法確定:1)作圖并標(biāo)出偏距圓、基圓;2)從動(dòng)件與凸輪從接觸點(diǎn)C到接觸點(diǎn)D時(shí),該凸輪轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角φ3)標(biāo)出從動(dòng)件與凸輪在D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角;4)標(biāo)出從動(dòng)件與凸輪在D點(diǎn)接觸時(shí)的從動(dòng)件位移s楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思第四 齒輪機(jī)本章概基本要求∩ α↑K點(diǎn)法線與速度方向線之間所夾銳角稱為漸開線上K點(diǎn)的壓力角,記為αK4)漸開線的形狀取決于基圓大小?;鶊A越大,漸開線越趨平直;基圓無窮大,漸開線成為直線(即漸開線齒條的齒廓)。5)基圓之內(nèi)無漸開線。二、直齒圓柱齒輪各部分尺寸的計(jì)算公式:1.分度圓直徑 d=mz2.齒頂 ha=m3.齒根 hf=m( +c4.齒全 h=ha+hf=m( +c5.齒頂圓直 da=d+2ha= (z+2ha6.齒根圓直徑df=d-2hf=m(zha-2c)7.基圓直徑db=dcos=mzcs8.齒 p=9.基圓齒距pbd/z=πmcs=pco10.法向齒距pn=pb11.頂隙c=c標(biāo)準(zhǔn)齒 m、α、ha、c均為標(biāo)準(zhǔn)值,且s=e的齒輪考點(diǎn)2:連續(xù)傳動(dòng)條件、齒輪正確安裝的條漸開線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的兩個(gè)要求1)兩個(gè)齒輪基節(jié)必相等(漸開線分布恰當(dāng));2)重合度大于1(交接班時(shí)間配合及時(shí))?!⒄_嚙合條件(連續(xù)傳動(dòng)必要條件K1K1'=K2K2'(即Pn1=Pn2)pn=pb∴pb1=pb2pb=π?s π?m1cos=π?m2co m1co=m2要滿足上式有m1=m2=m,α1=α2=楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思漸開線齒輪正確嚙合的條件是:兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等漸開線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的充分條重合度:ε=
=實(shí)際嚙合線段 嚙合點(diǎn)間距重合度ε表示一對齒輪傳動(dòng)時(shí)同時(shí)參與嚙合的輪齒對數(shù)的平均值。例如,ε=1.65表示同時(shí)平均有1.65對齒輪參與嚙合,有2x65/165的時(shí)間是兩對齒嚙合,(100-65)/165的時(shí)間是一對齒嚙合ε愈大,輪齒平均受力愈小,傳動(dòng)愈平穩(wěn)重合度大小與模數(shù)m無關(guān),而隨齒數(shù)↑、嚙合角α↓、ha↑而增大ε=1.65表示同時(shí)平均有1.65對齒輪參與嚙合,有2x65/165的時(shí)間是兩對齒嚙合,(100-65)/165的時(shí)間是一對齒嚙合。三、標(biāo)準(zhǔn)中心距1.齒輪正確安裝的條件:1)齒側(cè)間隙為零:標(biāo)準(zhǔn)齒輪:
=
m1=2
=
m2 2根據(jù)正確嚙合條件有:m1=所以
=
=
=
=2∴要使齒側(cè)間隙為零,必須使齒輪分度圓與節(jié)圓重合。2)具有標(biāo)準(zhǔn)頂隙:即c=cm=hf-ha2.標(biāo)準(zhǔn)中心—對標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓相切時(shí)的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距。a=r1′+r2′=r1+r2=m(z1+z2)/2注意:節(jié)圓和分度圓、壓力角和嚙合角是不同的概念楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思根切現(xiàn)象3.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù) 而在ΔPNO1中,有PN1=rsinα=(mzsin/而在ΔPBB'中,有PB=ha/(mzsin/2=a /sin2a
所以,不產(chǎn)生根切的最 齒數(shù)為: =2ha/sin2當(dāng)ha=1、α=20°時(shí),zmin=17.09726;取整數(shù)zmin=4.避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象的方 =2ha/1)減?。瑁玻┰龃螅常┳兾恍?變位齒三、變位齒輪概1.標(biāo)準(zhǔn)齒輪的不足1)z≮zi2)不適用于′≠=m(z1+z)3)小齒輪齒根較薄,嚙合次數(shù)較多,而滑動(dòng)系數(shù)又較大。所以,較容易壞楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思向心軸承:主要承受徑向載荷深溝球軸承( 圓柱滾子軸承( 調(diào)心球軸承(代7890123456寬度系——特——窄正寬特直徑系超特超特輕中重——注:軸承寬度系列代號為0時(shí)省略,2、3類為0時(shí),不省略類型代前置代號 用于表示軸承的分部件,用字母表示。后置代號(0級-普通級;6x級-僅用于3類軸承)游隙代號:C1、C2、C0、C3、C4、C5(徑向游隙量↑)。C0為基本組游隙,優(yōu)先采用,但不標(biāo)出??键c(diǎn)3:滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)—、失效形1.疲勞破壞(點(diǎn)蝕)滾動(dòng)體與滾道接觸表面受變應(yīng)力所致。是滾動(dòng)軸承的主要失效形式2.永久變形 轉(zhuǎn)速很低或間歇運(yùn)動(dòng)時(shí),承受很大靜載荷或沖擊載荷,造成滾道凹坑,引起劇烈振動(dòng)、噪聲。潤滑、密封不良和維護(hù)、保養(yǎng)不當(dāng)可引起不正常失效:磨損;膠合;內(nèi)外圈或保持架破損。二、軸承的壽命:軸承的一個(gè)套圈或滾動(dòng)體的材料出現(xiàn)第一個(gè)疲勞擴(kuò)展跡象前,一個(gè)套圈相對另一個(gè)套圈的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)稱為軸承的壽命??煽慷龋遥唤M相同軸承能達(dá)到或超過規(guī)定壽命的百分率楊可楨《械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及楊可楨《 三、當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算實(shí)際工作中,軸承同時(shí)受FrFa作
轉(zhuǎn)→當(dāng)量動(dòng)載荷在該載荷作用下,軸承的壽命與實(shí)際復(fù)合載荷作用相同55四、角接觸向心軸承軸向載荷Fa計(jì)算對于角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,在Fr的作用下,由于存在α法向力Fi可分解為徑向分力Fri和軸向分力Fsi各滾動(dòng)體所受軸向分力之和即為軸承的內(nèi)部(派生)軸向力FsFs使內(nèi)圈和滾動(dòng)體連同軸頸與外圈分離的趨勢。由于內(nèi)部軸向力Fs使軸發(fā)生竄動(dòng),應(yīng)平衡之,故7類和3類軸承通常成對使用,對稱安裝。Fs方向始終由軸承的小口指向大口。正裝-兩外圈窄邊相對安裝反裝-兩外圈寬邊相對安裝P=XFr+1)徑向力Fr作用點(diǎn):大?。玻﹥?nèi)部軸向力Fs大小:作用點(diǎn):方向:3)軸向載荷Fa計(jì)算:計(jì)算7類、3類軸承的軸向載荷時(shí)要同時(shí)考慮由軸承徑向載荷引起的內(nèi)部軸向力和作用于軸上的其它軸向力的合力。支反力作用點(diǎn)(壓力中心)位置:精確計(jì)算時(shí)查手冊,近似計(jì)算時(shí)可取為軸承寬度中點(diǎn)楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思2.被“壓緊”軸承的軸向力等于除本身以外的其它所有軸向力的代數(shù)和(指向被壓緊軸承的力方向?yàn)檎粗疄樨?fù));指向:面→3.被“放松”軸承的軸向力等于其派生軸向力。計(jì)算軸承壽命的方法歸納:1)計(jì)算徑向力、內(nèi)部軸向力2)標(biāo)明各個(gè)軸向力(內(nèi)部、外部)的方向3)根據(jù)合力,判斷軸承“放松端”和“壓緊端”4)放松端軸承的軸向力Fa=自身的內(nèi)部軸向力壓緊端軸承的軸向力Fa=除去自身的內(nèi)部軸向力外,其余軸向力的代數(shù)和。F/F?>e→X,YP=XF+YFL,C r 例題分1.某深溝球軸承的預(yù)期壽命為8000小時(shí),試計(jì)算下列三種情況下的壽命各為多少?(ε=(1)當(dāng)它承受的當(dāng)量動(dòng)載荷增加一倍時(shí)(2)當(dāng)它的轉(zhuǎn)速提高一倍時(shí)(3)當(dāng)它的基本額定動(dòng)載荷Cr加一倍時(shí)2.圖示斜齒輪軸系,兩端正裝兩個(gè)圓錐滾子軸承30205,軸徑向載荷FR=3000N,軸向載荷FA=500N,求軸承的軸向載荷真題解1.某傳動(dòng)裝置采用一對7210AC軸承支承(如圖示)。已知:Fr1=2000N,Fr2=1000N,FA=N,預(yù)期軸承壽命L′h=小時(shí),轉(zhuǎn)速n=5000r/min,中等沖擊,常溫。求:1)兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷PrPr2)如Fp=1.5,Ft=1,試驗(yàn)算此軸承是否合適(注:F′=0.68Fr,e=0.68,C=31900N,C0=25400當(dāng)Fa/r≤eX=1,Y=0;當(dāng)Fa/Fr>e,X=0.41,Y=0.87。2.圖示圓錐齒輪軸由一對反裝(背靠背)的圓錐滾子軸承支承,已知兩支承的徑向力分別為R1=1600N,R2=3200N,圓錐齒輪產(chǎn)生的軸向力FA=1000N,試求兩軸承所受的軸向負(fù)荷A1和A2及當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2,試問,一般來說要計(jì)算哪一個(gè)軸承的壽命。(注:S=R/2Y,Y=1.6,當(dāng)A/≤eX=1,Y=0;當(dāng)A/R>e,X=0.4,Y=1.6;e=0.34,fp=1。)楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思3.蝸桿傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)如圖,已知小齒輪1軸的轉(zhuǎn)速n1=1440rpm,各論齒數(shù)z1=23,z2=72,z4=46,蝸桿頭數(shù)z3=1,右旋兩端采用角接觸球軸承,正裝,左端軸承所受徑向力FrI=700N,右端軸承所受徑向力FrII=大齒輪的軸向力Fa2=300N,蝸桿的軸向力Fa3=500N,角接觸球軸承的內(nèi)部軸向力第十七 聯(lián)軸基本要求1.掌握聯(lián)軸器與離合器主要特性的異同;2.了解常用聯(lián)軸器的類型和特點(diǎn);3.掌握聯(lián)軸器的選擇方法考點(diǎn)1:聯(lián)軸器離合器的作用和區(qū)聯(lián)軸器:用來聯(lián)接兩根軸,傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離。離合器:在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可根據(jù)需要使兩軸隨時(shí)接合或分離。安全聯(lián)軸器和安全離合器機(jī)器工作時(shí),如果轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定值,這種聯(lián)軸器及離合器即可自行斷開或打滑,以保證機(jī)器中的主要零件不致因過載而破壞。特殊功用聯(lián)軸器和離合器: 如超越離合器。聯(lián)軸器和離合器的作用與區(qū)別:1.作用:用來聯(lián)接兩根軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。2.區(qū)別:聯(lián)軸器:只有機(jī)器停車并拆開后,兩軸才能分離離合器:機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,兩軸可隨時(shí)接合或分離考點(diǎn)2:聯(lián)軸器的種類和特兩軸軸線的相對位移聯(lián)軸器的種類剛性聯(lián)軸器 由剛性傳力件組成。彈性聯(lián)軸器 含有彈性元件。楊楊可楨《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思—、剛性聯(lián)軸器:由剛性傳力件組成,分為固定式和可移式兩類1.固定式剛性聯(lián)軸器:不能補(bǔ)償兩軸間的相對位移。無減振緩沖能力,要求兩軸對中性好。凸緣聯(lián)軸器:結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩用于低速、無沖擊、軸的剛性大、對中較好時(shí)。套筒聯(lián)軸器:結(jié)構(gòu)簡單允許兩軸有較大的夾角,且機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),夾角改變?nèi)钥烧_\(yùn)轉(zhuǎn);但當(dāng)夾角過大時(shí),傳動(dòng)效率顯著降低。缺點(diǎn):ω1=C,ω≠C雙萬向聯(lián)軸器:結(jié)構(gòu)簡單、維修方便,廣泛用于汽車、多頭鉆床等機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)中齒式聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩大、允許有較大的偏移量,安裝精度要求不高;但質(zhì)量較大,成本較高,廣泛用于重型機(jī)械中。可用于高速。用于逆向轉(zhuǎn)動(dòng)、起動(dòng)頻繁或立軸中。滾子鏈聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、質(zhì)量小、裝拆方便、維修簡單、價(jià)廉。但不宜用于逆向轉(zhuǎn)動(dòng)、起動(dòng)頻繁或立軸中。二、彈性聯(lián)軸器不僅在一定程度上可補(bǔ)償兩軸間的某種位移,且因有彈性元件,能緩沖振動(dòng)。彈性套柱銷聯(lián)軸器:制造容易、裝拆方便、價(jià)廉。但彈性套易磨損,壽命較短。用于高速軸。彈性柱銷聯(lián)軸器:結(jié)構(gòu)簡單,制造、裝拆方便,價(jià)廉,耐久性好。用于軸竄動(dòng)大、起動(dòng)頻
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